Parsing and Evaluation. Improving Dependency Grammars Accuracy. Anàlisi Sintàctica Automàtica i Avaluació. Millora de qualitat per a Gramàtiques de Dependències

Because parsers are still limited in analysing specific ambiguous constructions, the research presented in this thesis mainly aims to contribute to the improvement of parsing performance when it has knowledge integrated in order to deal with ambiguous linguistic phenomena. More precisely, this thesis intends to provide empirical solutions to the disambiguation of prepositional phrase attachment and argument recognition in order to assist parsers in generating a more accurate syntactic analysis. The disambiguation of these two highly ambiguous linguistic phenomena by the integration of knowledge about the language necessarily relies on linguistic and statistical strategies for knowledge acquisition. The starting point of this research proposal is the development of a rule-based grammar for Spanish and for Catalan following the theoretical basis of Dependency Grammar (Tesnière, 1959; Mel’čuk, 1988) in order to carry out two experiments about the integration of automatically- acquired knowledge. In order to build two robust grammars that understand a sentence, the FreeLing pipeline (Padró et al., 2010) has been used as a framework. On the other hand, an eclectic repertoire of criteria about the nature of syntactic heads is proposed by reviewing the postulates of Generative Grammar (Chomsky, 1981; Bonet and Solà, 1986; Haegeman, 1991) and Dependency Grammar (Tesnière, 1959; Mel’čuk, 1988). Furthermore, a set of dependency relations is provided and mapped to Universal Dependencies (Mcdonald et al., 2013). Furthermore, an empirical evaluation method has been designed in order to carry out both a quantitative and a qualitative analysis. In particular, the dependency parsed trees generated by the grammars are compared to real linguistic data. The quantitative evaluation is based on the Spanish Tibidabo Treebank (Marimon et al., 2014), which is large enough to carry out a real analysis of the grammars performance and which has been annotated with the same formalism as the grammars, syntactic dependencies. Since the criteria between both resources are differ- ent, a process of harmonization has been applied developing a set of rules that automatically adapt the criteria of the corpus to the grammar criteria. With regard to qualitative evaluation, there are no available resources to evaluate Spanish and Catalan dependency grammars quali- tatively. For this reason, a test suite of syntactic phenomena about structure and word order has been built. In order to create a representative repertoire of the languages observed, descriptive grammars (Bosque and Demonte, 1999; Solà et al., 2002) and the SenSem Corpus (Vázquez and Fernández-Montraveta, 2015) have been used for capturing relevant structures and word order patterns, respectively. Thanks to these two tools, two experiments have been carried out in order to prove that knowl- edge integration improves the parsing accuracy. On the one hand, the automatic learning of lan- guage models has been explored by means of statistical methods in order to disambiguate PP- attachment. More precisely, a model has been learned with a supervised classifier using Weka (Witten and Frank, 2005). Furthermore, an unsupervised model based on word embeddings has been applied (Mikolov et al., 2013a,b). The results of the experiment show that the supervised method is limited in predicting solutions for unseen data, which is resolved by the unsupervised method since provides a solution for any case. However, the unsupervised method is limited if it Parsing and Evaluation Improving Dependency Grammars Accuracy only learns from lexical data. For this reason, training data needs to be enriched with the lexical value of the preposition, as well as semantic and syntactic features. In addition, the number of patterns used to learn language models has to be extended in order to have an impact on the grammars. On the other hand, another experiment is carried out in order to improve the argument recog- nition in the grammars by the acquisition of linguistic knowledge. In this experiment, knowledge is acquired automatically from the extraction of verb subcategorization frames from the SenSem Corpus (Vázquez and Fernández-Montraveta, 2015) which contains the verb predicate and its arguments annotated syntactically. As a result of the information extracted, subcategorization frames have been classified into subcategorization classes regarding the patterns observed in the corpus. The results of the subcategorization classes integration in the grammars prove that this information increases the accuracy of the argument recognition in the grammars. The results of the research of this thesis show that grammars’ rules on their own are not ex- pressive enough to resolve complex ambiguities. However, the integration of knowledge about these ambiguities in the grammars may be decisive in the disambiguation. On the one hand, sta- tistical knowledge about PP-attachment can improve the grammars accuracy, but syntactic and semantic information, and new patterns of PP-attachment need to be included in the language models in order to contribute to disambiguate this phenomenon. On the other hand, linguistic knowledge about verb subcategorization acquired from annotated linguistic resources show a positive influence positively on grammars’ accuracy.Aquesta tesi vol tractar les limitacions amb què es troben els analitzadors sintàctics automàtics actualment. Tot i els progressos que s’han fet en l’àrea del Processament del Llenguatge Nat- ural en els darrers anys, les tecnologies del llenguatge i, en particular, els analitzadors sintàc- tics automàtics no han pogut traspassar el llindar de certes ambiguïtats estructurals com ara l’agrupació del sintagma preposicional i el reconeixement d’arguments. És per aquest motiu que la recerca duta a terme en aquesta tesi té com a objectiu aportar millores signiflcatives de quali- tat a l’anàlisi sintàctica automàtica per mitjà de la integració de coneixement lingüístic i estadístic per desambiguar construccions sintàctiques ambigües. El punt de partida de la recerca ha estat el desenvolupament de d’una gramàtica en espanyol i una altra en català basades en regles que segueixen els postulats de la Gramàtica de Dependèn- dencies (Tesnière, 1959; Mel’čuk, 1988) per tal de dur a terme els experiments sobre l’adquisició de coneixement automàtic. Per tal de crear dues gramàtiques robustes que analitzin i entenguin l’oració en profunditat, ens hem basat en l’arquitectura de FreeLing (Padró et al., 2010), una lli- breria de Processament de Llenguatge Natural que proveeix una anàlisi lingüística automàtica de l’oració. Per una altra banda, s’ha elaborat una proposta eclèctica de criteris lingüístics per determinar la formació dels sintagmes i les clàusules a la gramàtica per mitjà de la revisió de les propostes teòriques de la Gramàtica Generativa (Chomsky, 1981; Bonet and Solà, 1986; Haege- man, 1991) i de la Gramàtica de Dependències (Tesnière, 1959; Mel’čuk, 1988). Aquesta proposta s’acompanya d’un llistat de les etiquetes de relació de dependència que fan servir les regles de les gramàtques. A més a més de l’elaboració d’aquest llistat, s’han establert les correspondències amb l’estàndard d’anotació de les Dependències Universals (Mcdonald et al., 2013). Alhora, s’ha dissenyat un sistema d’avaluació empíric que té en compte l’anàlisi quantitativa i qualitativa per tal de fer una valoració completa dels resultats dels experiments. Precisament, es tracta una tasca empírica pel fet que es comparen les anàlisis generades per les gramàtiques amb dades reals de la llengua. Per tal de dur a terme l’avaluació des d’una perspectiva quan- titativa, s’ha fet servir el corpus Tibidabo en espanyol (Marimon et al., 2014) disponible només en espanyol que és prou extens per construir una anàlisi real de les gramàtiques i que ha estat anotat amb el mateix formalisme que les gramàtiques. En concret, per tal com els criteris de les gramàtiques i del corpus no són coincidents, s’ha dut a terme un procés d’harmonització de cri- teris per mitjà d’unes regles creades manualment que adapten automàticament l’estructura i la relació de dependència del corpus al criteri de les gramàtiques. Pel que fa a l’avaluació qualitativa, pel fet que no hi ha recursos disponibles en espanyol i català, hem dissenyat un reprertori de test de fenòmens sintàctics estructurals i relacionats amb l’ordre de l’oració. Amb l’objectiu de crear un repertori representatiu de les llengües estudiades, s’han fet servir gramàtiques descriptives per fornir el repertori d’estructures sintàctiques (Bosque and Demonte, 1999; Solà et al., 2002) i el Corpus SenSem (Vázquez and Fernández-Montraveta, 2015) per capturar automàticament l’ordre oracional. Gràcies a aquestes dues eines, s’han pogut dur a terme dos experiments per provar que la integració de coneixement en l’anàlisi sintàctica automàtica en millora la qualitat. D’una banda, Parsing and Evaluation Improving Dependency Grammars Accuracy s’ha explorat l’aprenentatge de models de llenguatge per mitjà de models estadístics per tal de proposar solucions a l’agrupació del sintagma preposicional. Més concretament, s’ha desen- volupat un model de llenguatge per mitjà d’un classiflcador d’aprenentatge supervisat de Weka (Witten and Frank, 2005). A més a més, s’ha après un model de llenguatge per mitjà d’un mètode no supervisat basat en l’aproximació distribucional anomenat word embeddings (Mikolov et al., 2013a,b). Els resultats de l’experiment posen de manifest que el mètode supervisat té greus lim- itacions per fer donar una resposta en dades que no ha vist prèviament, cosa que és superada pel mètode no supervisat pel fet que és capaç de classiflcar qualsevol cas. De tota manera, el mètode no supervisat que s’ha estudiat és limitat si aprèn a partir de dades lèxiques. Per aquesta raó, és necessari que les dades utilitzades per entrenar el model continguin el valor de la preposi- ció, trets sintàctics i semàntics. A més a més, cal ampliar el número de patrons apresos per tal d’ampliar la cobertura dels models i tenir un impacte en els resultats de les gramàtiques. D’una altra banda, s’ha proposat una manera de millorar el reconeixement d’arguments a les gramàtiques per mitjà de l’adquisició de coneixement lingüístic. En aquest experiment, s’ha op- tat per extreure automàticament el coneixement en forma de classes de subcategorització verbal d’el Corpus SenSem (Vázquez and Fernández-Montraveta, 2015), que conté anotats sintàctica- ment el predicat verbal i els seus arguments. A partir de la informació extreta, s’ha classiflcat les diverses diàtesis verbals en classes de subcategorització verbal en funció dels patrons observats en el corpus. Els resultats de la integració de les classes de subcategorització a les gramàtiques mostren que aquesta informació determina positivament el reconeixement dels arguments. Els resultats de la recerca duta a terme en aquesta tesi doctoral posen de manifest que les regles de les gramàtiques no són prou expressives per elles mateixes per resoldre ambigüitats complexes del llenguatge. No obstant això, la integració de coneixement sobre aquestes am- bigüitats pot ser decisiu a l’hora de proposar una solució. D’una banda, el coneixement estadístic sobre l’agrupació del sintagma preposicional pot millorar la qualitat de les gramàtiques, però per aflrmar-ho cal incloure informació sintàctica i semàntica en els models d’aprenentatge automàtic i capturar més patrons per contribuir en la desambiguació de fenòmens complexos. D’una al- tra banda, el coneixement lingüístic sobre subcategorització verbal adquirit de recursos lingüís- tics anotats influeix decisivament en la qualitat de les gramàtiques per a l’anàlisi sintàctica au- tomàtica

Syntaxe computationnelle du hongrois : de l'analyse en chunks à la sous-catégorisation verbale

We present the creation of two resources for Hungarian NLP applications: a rule-based shallow parser and a database of verbal subcategorization frames. Hungarian, as a non-configurational language with a rich morphology, presents specific challenges for NLP at the level of morphological and syntactic processing. While efficient and precise morphological analyzers are already available, Hungarian is under-resourced with respect to syntactic analysis. Our work aimed at overcoming this problem by providing resources for syntactic processing. Hungarian language is characterized by a rich morphology and a non-configurational encoding of grammatical functions. These features imply that the syntactic processing of Hungarian has to rely on morphological features rather than on constituent order. The broader interest of our undertaking is to propose representations and methods that are adapted to these specific characteristics, and at the same time are in line with state of the art research methodologies. More concretely, we attempt to adapt current results in argument realization and lexical semantics to the task of labeling sentence constituents according to their syntactic function and semantic role in Hungarian. Syntax and semantics are not completely independent modules in linguistic analysis and language processing: it has been known for decades that semantic properties of words affect their syntactic distribution. Within the syntax-semantics interface, the field of argument realization deals with the (partial or complete) prediction of verbal subcategorization from semantic properties. Research on verbal lexical semantics and semantically motivated mapping has been concentrating on predicting the syntactic realization of arguments, taking for granted (either explicitly or implicitly) that the distinction between arguments and adjuncts is known, and that adjuncts' syntactic realization is governed by productive syntactic rules, not lexical properties. However, besides the correlation between verbal aspect or actionsart and time adverbs (e.g. Vendler, 1967 or Kiefer, 1992 for Hungarian), the distribution of adjuncts among verbs or verb classes did not receive significant attention, especially within the lexical semantics framework. We claim that contrary to the widely shared presumption, adjuncts are often not fully productive. We therefore propose a gradual notion of productivity, defined in relation to Levin-type lexical semantic verb classes (Levin, 1993; Levin and Rappaport-Hovav, 2005). The definition we propose for the argument-adjunct dichotomy is based on evidence from Hungarian and exploits the idea that lexical semantics not only influences complement structure but is the key to the argument-adjunct distinction and the realization of adjunctsLa linguistique informatique est un domaine de recherche qui se concentre sur les méthodes et les perspectives de la modélisation formelle (statistique ou symbolique) de la langue naturelle. La linguistique informatique, tout comme la linguistique théorique, est une discipline fortement modulaire : les niveaux d'analyse linguistique comprennent la segmentation, l'analyse morphologique, la désambiguïsation, l'analyse syntaxique et sémantique. Tandis qu'un nombre d'outils existent déjà pour les traitements de bas niveau (analyse morphologique, étiquetage grammatical), le hongrois peut être considéré comme une langue peu doté pour l'analyse syntaxique et sémantique. Le travail décrit dans la présente thèse vise à combler ce manque en créant des ressources pour le traitement syntaxique du hongrois : notamment, un analyseur en chunks et une base de données lexicale de schémas de sous-catégorisation verbale. La première partie de la recherche présentée ici se concentre sur la création d'un analyseur syntaxique de surface (ou analyseur en chunks) pour le hongrois. La sortie de l'analyseur de surface est conçue pour servir d'entrée pour un traitement ultérieur visant à annoter les relations de dépendance entre le prédicat et ses compléments essentiels et circonstanciels. L'analyseur profond est mis en œuvre dans NooJ (Silberztein, 2004) en tant qu'une cascade de grammaires. Le deuxième objectif de recherche était de proposer une représentation lexicale pour la structure argumentale en hongrois. Cette représentation doit pouvoir gérer la vaste gamme de phénomènes qui échappent à la dichotomie traditionnelle entre un complément essentiel et un circonstanciel (p. ex. des structures partiellement productives, des écarts entre la prédictibilité syntaxique et sémantique). Nous avons eu recours à des résultats de la recherche récente sur la réalisation d'arguments et choisi un cadre qui répond à nos critères et qui est adaptable à une langue non-configurationnelle. Nous avons utilisé la classification sémantique de Levin (1993) comme modèle. Nous avons adapté les notions relatives à cette classification, à savoir celle de la composante sémantique et celle de l'alternance syntaxique, ainsi que la méthodologie d'explorer et de décrire le comportement des prédicats à l'aide de cette représentation, à la tâche de construire une représentation lexicale des verbes dans une langue non-configurationnelle. La première étape consistait à définir les règles de codage et de construire un vaste base de données lexicale pour les verbes et leurs compléments. Par la suite, nous avons entrepris deux expériences pour l'enrichissement de ce lexique avec des informations sémantiques lexicales afin de formaliser des généralisations syntaxiques et sémantiques pertinentes sur les classes de prédicats sous-jacentes. La première approche que nous avons testée consistait en une élaboration manuelle de classification de verbes en fonction de leur structure de compléments et de l'attribution de rôles sémantiques à ces compléments. Nous avons cherché la réponse aux questions suivantes: quelles sont les composants sémantiques pertinents pour définir une classification sémantique des prédicats hongrois? Quelles sont les implications syntaxiques spécifiques à ces classes? Et, plus généralement, quelle est la nature des alternances spécifiques aux classes verbales en hongrois ? Dans la phase finale de la recherche, nous avons étudié le potentiel de l'acquisition automatique pour extraire des classes de verbes à partir de corpus. Nous avons effectué une classification non supervisée, basée sur des données distributionnelles, pour obtenir une classification sémantique pertinente des verbes hongrois. Nous avons également testé la méthode de classification non supervisée sur des données françaises

Complexity of Lexical Descriptions and its Relevance to Partial Parsing

In this dissertation, we have proposed novel methods for robust parsing that integrate the flexibility of linguistically motivated lexical descriptions with the robustness of statistical techniques. Our thesis is that the computation of linguistic structure can be localized if lexical items are associated with rich descriptions (supertags) that impose complex constraints in a local context. However, increasing the complexity of descriptions makes the number of different descriptions for each lexical item much larger and hence increases the local ambiguity for a parser. This local ambiguity can be resolved by using supertag co-occurrence statistics collected from parsed corpora. We have explored these ideas in the context of Lexicalized Tree-Adjoining Grammar (LTAG) framework wherein supertag disambiguation provides a representation that is an almost parse. We have used the disambiguated supertag sequence in conjunction with a lightweight dependency analyzer to compute noun groups, verb groups, dependency linkages and even partial parses. We have shown that a trigram-based supertagger achieves an accuracy of 92.1‰ on Wall Street Journal (WSJ) texts. Furthermore, we have shown that the lightweight dependency analysis on the output of the supertagger identifies 83‰ of the dependency links accurately. We have exploited the representation of supertags with Explanation-Based Learning to improve parsing effciency. In this approach, parsing in limited domains can be modeled as a Finite-State Transduction. We have implemented such a system for the ATIS domain which improves parsing eciency by a factor of 15. We have used the supertagger in a variety of applications to provide lexical descriptions at an appropriate granularity. In an information retrieval application, we show that the supertag based system performs at higher levels of precision compared to a system based on part-of-speech tags. In an information extraction task, supertags are used in specifying extraction patterns. For language modeling applications, we view supertags as syntactically motivated class labels in a class-based language model. The distinction between recursive and non-recursive supertags is exploited in a sentence simplification application

Parsing and Evaluation. Improving Dependency Grammars Accuracy. Anàlisi Sintàctica Automàtica i Avaluació. Millora de qualitat per a Gramàtiques de Dependències

[eng] Because parsers are still limited in analysing specific ambiguous constructions, the research presented in this thesis mainly aims to contribute to the improvement of parsing performance when it has knowledge integrated in order to deal with ambiguous linguistic phenomena. More precisely, this thesis intends to provide empirical solutions to the disambiguation of prepositional phrase attachment and argument recognition in order to assist parsers in generating a more accurate syntactic analysis. The disambiguation of these two highly ambiguous linguistic phenomena by the integration of knowledge about the language necessarily relies on linguistic and statistical strategies for knowledge acquisition. The starting point of this research proposal is the development of a rule-based grammar for Spanish and for Catalan following the theoretical basis of Dependency Grammar (Tesnière, 1959; Mel’čuk, 1988) in order to carry out two experiments about the integration of automatically- acquired knowledge. In order to build two robust grammars that understand a sentence, the FreeLing pipeline (Padró et al., 2010) has been used as a framework. On the other hand, an eclectic repertoire of criteria about the nature of syntactic heads is proposed by reviewing the postulates of Generative Grammar (Chomsky, 1981; Bonet and Solà, 1986; Haegeman, 1991) and Dependency Grammar (Tesnière, 1959; Mel’čuk, 1988). Furthermore, a set of dependency relations is provided and mapped to Universal Dependencies (Mcdonald et al., 2013). Furthermore, an empirical evaluation method has been designed in order to carry out both a quantitative and a qualitative analysis. In particular, the dependency parsed trees generated by the grammars are compared to real linguistic data. The quantitative evaluation is based on the Spanish Tibidabo Treebank (Marimon et al., 2014), which is large enough to carry out a real analysis of the grammars performance and which has been annotated with the same formalism as the grammars, syntactic dependencies. Since the criteria between both resources are differ- ent, a process of harmonization has been applied developing a set of rules that automatically adapt the criteria of the corpus to the grammar criteria. With regard to qualitative evaluation, there are no available resources to evaluate Spanish and Catalan dependency grammars quali- tatively. For this reason, a test suite of syntactic phenomena about structure and word order has been built. In order to create a representative repertoire of the languages observed, descriptive grammars (Bosque and Demonte, 1999; Solà et al., 2002) and the SenSem Corpus (Vázquez and Fernández-Montraveta, 2015) have been used for capturing relevant structures and word order patterns, respectively. Thanks to these two tools, two experiments have been carried out in order to prove that knowl- edge integration improves the parsing accuracy. On the one hand, the automatic learning of lan- guage models has been explored by means of statistical methods in order to disambiguate PP- attachment. More precisely, a model has been learned with a supervised classifier using Weka (Witten and Frank, 2005). Furthermore, an unsupervised model based on word embeddings has been applied (Mikolov et al., 2013a,b). The results of the experiment show that the supervised method is limited in predicting solutions for unseen data, which is resolved by the unsupervised method since provides a solution for any case. However, the unsupervised method is limited if it Parsing and Evaluation Improving Dependency Grammars Accuracy only learns from lexical data. For this reason, training data needs to be enriched with the lexical value of the preposition, as well as semantic and syntactic features. In addition, the number of patterns used to learn language models has to be extended in order to have an impact on the grammars. On the other hand, another experiment is carried out in order to improve the argument recog- nition in the grammars by the acquisition of linguistic knowledge. In this experiment, knowledge is acquired automatically from the extraction of verb subcategorization frames from the SenSem Corpus (Vázquez and Fernández-Montraveta, 2015) which contains the verb predicate and its arguments annotated syntactically. As a result of the information extracted, subcategorization frames have been classified into subcategorization classes regarding the patterns observed in the corpus. The results of the subcategorization classes integration in the grammars prove that this information increases the accuracy of the argument recognition in the grammars. The results of the research of this thesis show that grammars’ rules on their own are not ex- pressive enough to resolve complex ambiguities. However, the integration of knowledge about these ambiguities in the grammars may be decisive in the disambiguation. On the one hand, sta- tistical knowledge about PP-attachment can improve the grammars accuracy, but syntactic and semantic information, and new patterns of PP-attachment need to be included in the language models in order to contribute to disambiguate this phenomenon. On the other hand, linguistic knowledge about verb subcategorization acquired from annotated linguistic resources show a positive influence positively on grammars’ accuracy.[cat] Aquesta tesi vol tractar les limitacions amb què es troben els analitzadors sintàctics automàtics actualment. Tot i els progressos que s’han fet en l’àrea del Processament del Llenguatge Nat- ural en els darrers anys, les tecnologies del llenguatge i, en particular, els analitzadors sintàc- tics automàtics no han pogut traspassar el llindar de certes ambiguïtats estructurals com ara l’agrupació del sintagma preposicional i el reconeixement d’arguments. És per aquest motiu que la recerca duta a terme en aquesta tesi té com a objectiu aportar millores signiflcatives de quali- tat a l’anàlisi sintàctica automàtica per mitjà de la integració de coneixement lingüístic i estadístic per desambiguar construccions sintàctiques ambigües. El punt de partida de la recerca ha estat el desenvolupament de d’una gramàtica en espanyol i una altra en català basades en regles que segueixen els postulats de la Gramàtica de Dependèn- dencies (Tesnière, 1959; Mel’čuk, 1988) per tal de dur a terme els experiments sobre l’adquisició de coneixement automàtic. Per tal de crear dues gramàtiques robustes que analitzin i entenguin l’oració en profunditat, ens hem basat en l’arquitectura de FreeLing (Padró et al., 2010), una lli- breria de Processament de Llenguatge Natural que proveeix una anàlisi lingüística automàtica de l’oració. Per una altra banda, s’ha elaborat una proposta eclèctica de criteris lingüístics per determinar la formació dels sintagmes i les clàusules a la gramàtica per mitjà de la revisió de les propostes teòriques de la Gramàtica Generativa (Chomsky, 1981; Bonet and Solà, 1986; Haege- man, 1991) i de la Gramàtica de Dependències (Tesnière, 1959; Mel’čuk, 1988). Aquesta proposta s’acompanya d’un llistat de les etiquetes de relació de dependència que fan servir les regles de les gramàtques. A més a més de l’elaboració d’aquest llistat, s’han establert les correspondències amb l’estàndard d’anotació de les Dependències Universals (Mcdonald et al., 2013). Alhora, s’ha dissenyat un sistema d’avaluació empíric que té en compte l’anàlisi quantitativa i qualitativa per tal de fer una valoració completa dels resultats dels experiments. Precisament, es tracta una tasca empírica pel fet que es comparen les anàlisis generades per les gramàtiques amb dades reals de la llengua. Per tal de dur a terme l’avaluació des d’una perspectiva quan- titativa, s’ha fet servir el corpus Tibidabo en espanyol (Marimon et al., 2014) disponible només en espanyol que és prou extens per construir una anàlisi real de les gramàtiques i que ha estat anotat amb el mateix formalisme que les gramàtiques. En concret, per tal com els criteris de les gramàtiques i del corpus no són coincidents, s’ha dut a terme un procés d’harmonització de cri- teris per mitjà d’unes regles creades manualment que adapten automàticament l’estructura i la relació de dependència del corpus al criteri de les gramàtiques. Pel que fa a l’avaluació qualitativa, pel fet que no hi ha recursos disponibles en espanyol i català, hem dissenyat un reprertori de test de fenòmens sintàctics estructurals i relacionats amb l’ordre de l’oració. Amb l’objectiu de crear un repertori representatiu de les llengües estudiades, s’han fet servir gramàtiques descriptives per fornir el repertori d’estructures sintàctiques (Bosque and Demonte, 1999; Solà et al., 2002) i el Corpus SenSem (Vázquez and Fernández-Montraveta, 2015) per capturar automàticament l’ordre oracional. Gràcies a aquestes dues eines, s’han pogut dur a terme dos experiments per provar que la integració de coneixement en l’anàlisi sintàctica automàtica en millora la qualitat. D’una banda, Parsing and Evaluation Improving Dependency Grammars Accuracy s’ha explorat l’aprenentatge de models de llenguatge per mitjà de models estadístics per tal de proposar solucions a l’agrupació del sintagma preposicional. Més concretament, s’ha desen- volupat un model de llenguatge per mitjà d’un classiflcador d’aprenentatge supervisat de Weka (Witten and Frank, 2005). A més a més, s’ha après un model de llenguatge per mitjà d’un mètode no supervisat basat en l’aproximació distribucional anomenat word embeddings (Mikolov et al., 2013a,b). Els resultats de l’experiment posen de manifest que el mètode supervisat té greus lim- itacions per fer donar una resposta en dades que no ha vist prèviament, cosa que és superada pel mètode no supervisat pel fet que és capaç de classiflcar qualsevol cas. De tota manera, el mètode no supervisat que s’ha estudiat és limitat si aprèn a partir de dades lèxiques. Per aquesta raó, és necessari que les dades utilitzades per entrenar el model continguin el valor de la preposi- ció, trets sintàctics i semàntics. A més a més, cal ampliar el número de patrons apresos per tal d’ampliar la cobertura dels models i tenir un impacte en els resultats de les gramàtiques. D’una altra banda, s’ha proposat una manera de millorar el reconeixement d’arguments a les gramàtiques per mitjà de l’adquisició de coneixement lingüístic. En aquest experiment, s’ha op- tat per extreure automàticament el coneixement en forma de classes de subcategorització verbal d’el Corpus SenSem (Vázquez and Fernández-Montraveta, 2015), que conté anotats sintàctica- ment el predicat verbal i els seus arguments. A partir de la informació extreta, s’ha classiflcat les diverses diàtesis verbals en classes de subcategorització verbal en funció dels patrons observats en el corpus. Els resultats de la integració de les classes de subcategorització a les gramàtiques mostren que aquesta informació determina positivament el reconeixement dels arguments. Els resultats de la recerca duta a terme en aquesta tesi doctoral posen de manifest que les regles de les gramàtiques no són prou expressives per elles mateixes per resoldre ambigüitats complexes del llenguatge. No obstant això, la integració de coneixement sobre aquestes am- bigüitats pot ser decisiu a l’hora de proposar una solució. D’una banda, el coneixement estadístic sobre l’agrupació del sintagma preposicional pot millorar la qualitat de les gramàtiques, però per aflrmar-ho cal incloure informació sintàctica i semàntica en els models d’aprenentatge automàtic i capturar més patrons per contribuir en la desambiguació de fenòmens complexos. D’una altra banda, el coneixement lingüístic sobre subcategorització verbal adquirit de recursos lingüís- tics anotats influeix decisivament en la qualitat de les gramàtiques per a l’anàlisi sintàctica automàtica

Current trends

Deep parsing is the fundamental process aiming at the representation of the syntactic structure of phrases and sentences. In the traditional methodology this process is based on lexicons and grammars representing roughly properties of words and interactions of words and structures in sentences. Several linguistic frameworks, such as Headdriven Phrase Structure Grammar (HPSG), Lexical Functional Grammar (LFG), Tree Adjoining Grammar (TAG), Combinatory Categorial Grammar (CCG), etc., offer different structures and combining operations for building grammar rules. These already contain mechanisms for expressing properties of Multiword Expressions (MWE), which, however, need improvement in how they account for idiosyncrasies of MWEs on the one hand and their similarities to regular structures on the other hand. This collaborative book constitutes a survey on various attempts at representing and parsing MWEs in the context of linguistic theories and applications

Representation and parsing of multiword expressions

This book consists of contributions related to the definition, representation and parsing of MWEs. These reflect current trends in the representation and processing of MWEs. They cover various categories of MWEs such as verbal, adverbial and nominal MWEs, various linguistic frameworks (e.g. tree-based and unification-based grammars), various languages including English, French, Modern Greek, Hebrew, Norwegian), and various applications (namely MWE detection, parsing, automatic translation) using both symbolic and statistical approaches

A Computational Cognitive Model of Syntactic Priming

The psycholinguistic literature has identified two syntactic adaptation effects in language production: rapidly decaying short-term priming and long-lasting adaptation. To explain both effects, we present an ACT-R model of syntactic priming based on a wide-coverage, lexicalized syntactic theory that explains priming as facilitation of lexical access. In this model, two well-established ACT-R mechanisms, base-level learning and spreading activation, account for long-term adaptation and short-term priming, respectively. Our model simulates incremental language production and in a series of modeling studies we show that it accounts for (a) the inverse frequency interaction; (b) the absence of a decay in long-term priming; and (c) the cumulativity of long-term adaptation. The model also explains the lexical boost effect and the fact that it only applies to short-term priming. We also present corpus data that verifies a prediction of the model, i.e., that the lexical boost affects all lexical material, rather than just heads. Keywords: syntactic priming, adaptation, cognitive architectures, ACT-R, categorial grammar, incrementality

Context Effects in Language Production: Models of Syntactic Priming in Dialogue Corpora

Institute for Communicating and Collaborative SystemsThis thesis addresses the cognitive basis of syntactic adaptation, which biases speakers to repeat their own syntactic constructions and those of their conversational partners. I address two types of syntactic adaptation: short-term priming and longterm adaptation. I develop two metrics for syntactic adaptation within a speaker and between speakers in dialogue: one for short-term priming effects that decay quickly, and one for long-term adaptation over the course of a dialogue. Both methods estimate adaptation in large datasets consisting of transcribed human-human dialogue annotated with syntactic information. Two such corpora in English are used: Switchboard, a collection of spontaneous phone conversation, and HCRC Map Task, a set of task-oriented dialogues in which participants describe routes on a map to one another. I find both priming and long-term adaptation in both corpora, confirming well-known experimental results (e.g., Bock, 1986b). I extend prior work by showing that syntactic priming effects not only apply to selected syntactic constructions that are alternative realizations of the same semantics, but still hold when a broad variety of syntactic phrase structure rules are considered. Each rule represents a cognitive decision during syntactic processing. I show that the priming effect for a rule is inversely proportional to its frequency. With this methodology, I test predictions of the Interactive Alignment Model (IAM, Pickering and Garrod, 2004). The IAM claims that linguistic and situation model agreement between interlocutors in dialogue is the result of a cascade of resource-free, mechanistic priming effects on various linguistic levels. I examine task-oriented dialogue in Map Task, which provides a measure of task success through the deviance of the communicated routes on the maps. I find that long term syntactic adaptation predicts communicative success, and it does so earlier than lexical adaptation. The result is applied in a machine-learning based model that estimates task success based on the dialogue, capturing 14 percent of the variance in Map Task. Short-term syntactic priming differs qualitatively from long term adaptation, as it does not predict task success, providing evidence against learning as a single cognitive basis of adaptation effects. I obtain further evidence for the correlation between semantic activity and syntactic priming through a comparison of the Map Task and Switchboard corpora, showing that short-term priming is stronger in task-oriented dialogue than in spontaneous conversation. This difference is evident for priming between and within speakers, which suggests that priming is a mechanistic rather than strategic effect. I turn to an investigation of the level at which syntactic priming influences language production. I establish that the effect applies to structural syntactic decisions as opposed to all surface sequences of lexical categories. To do so, I identify pairs of part-of-speech categories which consistently cross constituent boundaries defined by the phrase structure analyses of the sentences. I show that such distituents are less sensitive to priming than pairs occurring within constituents. Thus, syntactic priming is sensitive to syntactic structure. The notion of constituent structure differs among syntactic models. Combinatory Categorial Grammar (CCG, Steedman, 2000) formalizes flexible constituent structure, accounting a varying degree of incrementality in syntactic sentence planning. I examine whether priming effects can support the predictions of CCG using the Switchboard corpus, which has been annotated with CCG syntax. I confirm the syntactic priming effect for lexical and non-lexical CCG categories, which encode partially satisfied subcategorization frames. I then show that both incremental and normal-form constituent structures exhibit priming, arguing for language production accounts that support flexible incrementality. The empirical results are reflected in a cognitive model of syntactic realization in language production. The model assumes that language production is subject to the same principles and constraints as any other form of cognition and follows the ACT-R framework (Anderson et al., 2004). Its syntactic process implements my empirical results on priming and is based on CCG. Syntactic planning can take place incrementally and non-incrementally. The model is able to generate simple sentences that vary syntactically, similar to the materials used in the experimental priming literature. Syntactic adaptation emerges due to a preferential and sped-up memory retrieval of syntactic categories describing linearization and subcategorization requirements. Long-term adaptation is explained as a form of learning, while shortterm priming is the result of a combination of learning and spreading activation from semantic and lexical material. Simulations show that the model produces the adaptation effects and their inverse frequency interaction, as well as cumulativity of long-term adaptation