Large-scale Hierarchical Alignment for Data-driven Text Rewriting

We propose a simple unsupervised method for extracting pseudo-parallel monolingual sentence pairs from comparable corpora representative of two different text styles, such as news articles and scientific papers. Our approach does not require a seed parallel corpus, but instead relies solely on hierarchical search over pre-trained embeddings of documents and sentences. We demonstrate the effectiveness of our method through automatic and extrinsic evaluation on text simplification from the normal to the Simple Wikipedia. We show that pseudo-parallel sentences extracted with our method not only supplement existing parallel data, but can even lead to competitive performance on their own.Comment: RANLP 201

A non-projective greedy dependency parser with bidirectional LSTMs

The LyS-FASTPARSE team presents BIST-COVINGTON, a neural implementation of the Covington (2001) algorithm for non-projective dependency parsing. The bidirectional LSTM approach by Kipperwasser and Goldberg (2016) is used to train a greedy parser with a dynamic oracle to mitigate error propagation. The model participated in the CoNLL 2017 UD Shared Task. In spite of not using any ensemble methods and using the baseline segmentation and PoS tagging, the parser obtained good results on both macro-average LAS and UAS in the big treebanks category (55 languages), ranking 7th out of 33 teams. In the all treebanks category (LAS and UAS) we ranked 16th and 12th. The gap between the all and big categories is mainly due to the poor performance on four parallel PUD treebanks, suggesting that some `suffixed' treebanks (e.g. Spanish-AnCora) perform poorly on cross-treebank settings, which does not occur with the corresponding `unsuffixed' treebank (e.g. Spanish). By changing that, we obtain the 11th best LAS among all runs (official and unofficial). The code is made available at https://github.com/CoNLL-UD-2017/LyS-FASTPARSEComment: 12 pages, 2 figures, 5 table

Self-supervised learning in natural language processing

Most natural language processing (NLP) learning algorithms require labeled data. While this is given for a select number of (mostly English) tasks, the availability of labeled data is sparse or non-existent for the vast majority of use-cases. To alleviate this, unsupervised learning and a wide array of data augmentation techniques have been developed (Hedderich et al., 2021a). However, unsupervised learning often requires massive amounts of unlabeled data and also fails to perform in difficult (low-resource) data settings, i.e., if there is an increased distance between the source and target data distributions (Kim et al., 2020). This distributional distance can be the case if there is a domain drift or large linguistic distance between the source and target data. Unsupervised learning in itself does not exploit the highly informative (labeled) supervisory signals hidden in unlabeled data. In this dissertation, we show that by combining the right unsupervised auxiliary task (e.g., sentence pair extraction) with an appropriate primary task (e.g., machine translation), self-supervised learning can exploit these hidden supervisory signals more efficiently than purely unsupervised approaches, while functioning on less labeled data than supervised approaches. Our self-supervised learning approach can be used to learn NLP tasks in an efficient manner, even when the amount of training data is sparse or the data comes with strong differences in its underlying distribution, e.g., stemming from unrelated languages. For our general approach, we applied unsupervised learning as an auxiliary task to learn a supervised primary task. Concretely, we have focused on the auxiliary task of sentence pair extraction for sequence-to-sequence primary tasks (i.e., machine translation and style transfer) as well as language modeling, clustering, subspace learning and knowledge integration for primary classification tasks (i.e., hate speech detection and sentiment analysis). For sequence-to-sequence tasks, we show that self-supervised neural machine translation (NMT) achieves competitive results on high-resource language pairs in comparison to unsupervised NMT while requiring less data. Further combining self-supervised NMT with unsupervised NMT-inspired augmentation techniques makes the learning of low-resource (similar, distant and unrelated) language pairs possible. Further, using our self-supervised approach, we show how style transfer can be learned without the need for parallel data, generating stylistic rephrasings of highest overall performance on all tested tasks. For sequence-to-label tasks, we underline the benefit of auxiliary task-based augmentation over primary task augmentation. An auxiliary task that showed to be especially beneficial to the primary task performance was subspace learning, which led to impressive gains in (cross-lingual) zero-shot classification performance on similar or distant target tasks, also on similar, distant and unrelated languages.Die meisten Lernalgorithmen der Computerlingistik (CL) benötigen gelabelte Daten. Diese sind zwar für eine Auswahl an (hautpsächlich Englischen) Aufgaben verfügbar, für den Großteil aller Anwendungsfälle sind gelabelte Daten jedoch nur spärrlich bis gar nicht vorhanden. Um dem gegenzusteuern, wurde eine große Auswahl an Techniken entwickelt, welche sich das unüberwachte Lernen oder Datenaugmentierung zu eigen machen (Hedderich et al., 2021a). Unüberwachtes Lernen benötigt jedoch massive Mengen an ungelabelten Daten und versagt, wenn es mit schwierigen (resourcenarmen) Datensituationen konfrontiert wird, d.h. wenn eine größere Distanz zwischen der Quellen- und Zieldatendistributionen vorhanden ist (Kim et al., 2020). Eine distributionelle Distanz kann zum Beispiel der Fall sein, wenn ein Domänenunterschied oder eine größere sprachliche Distanz zwischen der Quellenund Zieldaten besteht. Unüberwachtes Lernen selbst nutzt die hochinformativen (gelabelten) Überwachungssignale, welche sich in ungelabelte Daten verstecken, nicht aus. In dieser Dissertation zeigen wir, dass selbstüberwachtes Lernen, durch die Kombination der richtigen unüberwachten Hilfsaufgabe (z.B. Satzpaarextraktion) mit einer passenden Hauptaufgabe (z.B. maschinelle Übersetzung), diese versteckten Überwachsungssignale effizienter ausnutzen kann als pure unüberwachte Lernalgorithmen, und dabei auch noch weniger gelabelte Daten benötigen als überwachte Lernalgorithmen. Unser selbstüberwachter Lernansatz erlaubt es uns, CL Aufgaben effizient zu lernen, selbst wenn die Trainingsdatenmenge spärrlich ist oder die Daten mit starken distributionellen Differenzen einher gehen, z.B. weil die Daten von zwei nicht verwandten Sprachen stammen. Im Generellen haben wir unüberwachtes Lernen als Hilfsaufgabe angewandt um eine überwachte Hauptaufgabe zu erlernen. Konkret haben wir uns auf Satzpaarextraktion als Hilfsaufgabe für Sequenz-zu-Sequenz Hauptaufgaben (z.B. maschinelle Übersetzung und Stilübertragung) konzentriert sowohl als auch Sprachmodelierung, Clustern, Teilraumlernen und Wissensintegration zum erlernen von Klassifikationsaufgaben (z.B. Hassredenidentifikation und Sentimentanalyse). Für Sequenz-zu-Sequenz Aufgaben zeigen wir, dass selbstüberwachte maschinelle Übersetzung (MÜ) im Vergleich zur unüberwachten MÜ wettbewerbsfähige Ergebnisse auf resourcenreichen Sprachpaaren erreicht und währenddessen weniger Daten zum Lernen benötigt. Wenn selbstüberwachte MÜ mit Augmentationstechniken, inspiriert durch unüberwachte MÜ, kombiniert wird, wird auch das Lernen von resourcenarmen (ähnlichen, entfernt verwandten und nicht verwandten) Sprachpaaren möglich. Außerdem zeigen wir, wie unser selbsüberwachter Lernansatz es ermöglicht Stilübertragung ohne parallele Daten zu erlernen und dabei stylistische Umformulierungen von höchster Qualität auf allen geprüften Aufgaben zu erlangen. Für Sequenz-zu-Label Aufgaben unterstreichen wir den Vorteil, welchen hilfsaufgabenseitige Augmentierung über hauptaufgabenseitige Augmentierung hat. Eine Hilfsaufgabe welche sich als besonders hilfreich für die Qualität der Hauptaufgabe herausstellte ist das Teilraumlernen, welches zu beeindruckenden Leistungssteigerungen für (sprachübergreifende) zero-shot Klassifikation ähnlicher und entfernter Zielaufgaben (auch für ähnliche, entfernt verwandte und nicht verwandte Sprachen) führt

A survey of cross-lingual word embedding models

Cross-lingual representations of words enable us to reason about word meaning in multilingual contexts and are a key facilitator of cross-lingual transfer when developing natural language processing models for low-resource languages. In this survey, we provide a comprehensive typology of cross-lingual word embedding models. We compare their data requirements and objective functions. The recurring theme of the survey is that many of the models presented in the literature optimize for the same objectives, and that seemingly different models are often equivalent, modulo optimization strategies, hyper-parameters, and such. We also discuss the different ways cross-lingual word embeddings are evaluated, as well as future challenges and research horizons.</jats:p

平易なコーパスを用いないテキスト平易化

首都大学東京, 2018-03-25, 博士（工学）首都大学東

From Word to Sense Embeddings: A Survey on Vector Representations of Meaning

Over the past years, distributed semantic representations have proved to be effective and flexible keepers of prior knowledge to be integrated into downstream applications. This survey focuses on the representation of meaning. We start from the theoretical background behind word vector space models and highlight one of their major limitations: the meaning conflation deficiency, which arises from representing a word with all its possible meanings as a single vector. Then, we explain how this deficiency can be addressed through a transition from the word level to the more fine-grained level of word senses (in its broader acceptation) as a method for modelling unambiguous lexical meaning. We present a comprehensive overview of the wide range of techniques in the two main branches of sense representation, i.e., unsupervised and knowledge-based. Finally, this survey covers the main evaluation procedures and applications for this type of representation, and provides an analysis of four of its important aspects: interpretability, sense granularity, adaptability to different domains and compositionality.Comment: 46 pages, 8 figures. Published in Journal of Artificial Intelligence Researc