Targeted Query Expansions as a Method for Searching Mixed Quality Digitized Cultural Heritage Documents

Digitization of cultural heritage is a huge ongoing effort in many countries. In digitized historical documents, words may occur in different surface forms due to three types of variation - morphological variation, historical variation, and errors in optical character recognition (OCR). Because individual documents may differ significantly from each other regarding the level of such variations, digitized collections may contain documents of mixed quality. Such different types of documents may require different types of retrieval methods. We suggest using targeted query expansions (QE) to access documents in mixed-quality text collections. In QE the user-given search term is replaced by a set of expansion keys (search words); in targeted QE the selection of expansion terms is based on the type of surface level variation occurring in the particular text searched. We illustrate our approach in a highly inflectional compounding language, Finnish while the variation occur across all natural languages. We report a minimal-scale experiment based on the QE method and discuss the need to support targeted QEs in the search interface.ye

Spoken content retrieval: A survey of techniques and technologies

Speech media, that is, digital audio and video containing spoken content, has blossomed in recent years. Large collections are accruing on the Internet as well as in private and enterprise settings. This growth has motivated extensive research on techniques and technologies that facilitate reliable indexing and retrieval. Spoken content retrieval (SCR) requires the combination of audio and speech processing technologies with methods from information retrieval (IR). SCR research initially investigated planned speech structured in document-like units, but has subsequently shifted focus to more informal spoken content produced spontaneously, outside of the studio and in conversational settings. This survey provides an overview of the field of SCR encompassing component technologies, the relationship of SCR to text IR and automatic speech recognition and user interaction issues. It is aimed at researchers with backgrounds in speech technology or IR who are seeking deeper insight on how these fields are integrated to support research and development, thus addressing the core challenges of SCR

Painolliset äärellistilaiset menetelmät oikaisulukuun

This dissertation is a large-scale study of spell-checking and correction using finite-state technology. Finite-state spell-checking is a key method for handling morphologically complex languages in a computationally efficient manner. This dissertation discusses the technological and practical considerations that are required for finite-state spell-checkers to be at the same level as state-of-the-art non-finite-state spell-checkers. Three aspects of spell-checking are considered in the thesis: modelling of correctly written words and word-forms with finite-state language models, applying statistical information to finite-state language models with a specific focus on morphologically complex languages, and modelling misspellings and typing errors using finite-state automata-based error models. The usability of finite-state spell-checkers as a viable alternative to traditional non-finite-state solutions is demonstrated in a large-scale evaluation of spell-checking speed and the quality using languages with morphologically different natures. The selected languages display a full range of typological complexity, from isolating English to polysynthetic Greenlandic with agglutinative Finnish and the Saami languages somewhere in between.Tässä väitöskirjassa tutkin äärellistilaisten menetelmien käyttöä oikaisuluvussa. Äärellistilaiset menetelmät mahdollistavat sananmuodostukseltaan monimutkaisempien kielten, kuten suomen tai grönlannin, sanaston sujuvan käsittelyn oikaisulukusovelluksissa. Käsittelen tutkielmassani tieteellisiä ja käytännöllisiä toteutuksia, jotka ovat tarpeen, jotta tällaisia sananmuodostukseltaan monimutkallisempia kieliä voisi käsitellä oikaisuluvussa yhtä tehokkaasti kuin yksinkertaisempia kieliä, kuten englantia tai muita indo-eurooppalaisia kieliä nyt käsitellään. Tutkielmassa esitellään kolme keskeistä tutkimusongelmaa, jotka koskevat oikaisuluvun toteuttamista sanarakenteeltaan monimutkaisemmille kielille: miten mallintaa oikeinkirjoitetut sanamuodot äärellistilaisin mallein, miten soveltaa tilastollista mallinnusta monimutkaisiin sanarakenteisiin kuten yhdyssanoihin, ja miten mallintaa kirjoitusvirheitä äärellistilaisin mentelmin. Tutkielman tuloksena esitän äärellistilaisia oikaisulukumenetelmiä soveltuvana vaihtoehtona nykyisille oikaisulukimille, tämän todisteena esitän mittaustuloksia, jotka näyttävät, että käyttämäni menetelmät toimivat niin rakenteellisesti yksinkertaisille kielille kuten englannille yhtä hyvin kuin nykyiset menetelmät että rakenteellisesti monimutkaisemmille kielille kuten suomelle, saamelle ja jopa grönlannille riittävän hyvin tullakseen käytetyksi tyypillisissä oikaisulukimissa

Discourse change detection in diachronic text collections with synthetic datasets and neural networks

Discourse dynamics is one of the important fields in digital humanities research. Over time, the perspectives and concerns of society on particular topics or events might change. Based on the changing in popularity of a certain theme different patterns are formed, increasing or decreasing the prominence of the theme in news. Tracking these changes is a challenging task. In a large text collection discourse themes are intertwined and uncategorized, which makes it hard to analyse them manually. The thesis tackles a novel task of automatic extraction of discourse trends from large text corpora. The main motivation for this work lies in the need in digital humanities to track discourse dynamics in diachronic corpora. Machine learning is a potential method to automate this task by learning patterns from the data. However, in many real use-cases ground truth is not available and annotating discourses on a corpus-level is incredibly difficult and time-consuming. This study proposes a novel procedure to generate synthetic datasets for this task, a quantitative evaluation method and a set of benchmarking models. Large-scale experiments are run using these synthetic datasets. The thesis demonstrates that a neural network model trained on such datasets can obtain meaningful results when applied to a real dataset, without any adjustments of the model

Proceedings of the EACL Hackashop on News Media Content Analysis and Automated Report Generation

Peer reviewe

Inquiries into words, constraints and contexts : Festschrift in the honour of Kimmo Koskenniemi on his 60th birthday

Peer reviewe

Advances in Weakly Supervised Learning of Morphology

Morphological analysis provides a decomposition of words into smaller constituents. It is an important problem in natural language processing (NLP), particularly for morphologically rich languages whose large vocabularies make statistical modeling difficult. Morphological analysis has traditionally been approached with rule-based methods that yield accurate results, but are expensive to produce. More recently, unsupervised machine learning methods have been shown to perform sufficiently well to benefit applications such as speech recognition and machine translation. Unsupervised methods, however, do not typically model allomorphy, that is, non-concatenative structure, for example pretty/prettier. Moreover, the accuracy of unsupervised methods remains far behind rule-based methods with the best unsupervised methods yielding between 50-66% F-score in Morpho Challenge 2010. We examine these problems with two approaches that have not previously attracted much attention in the field. First, we propose a novel extension to the popular unsupervised morphological segmentation method Morfessor Baseline to model allomorphy via the use of string transformations. Second, we examine the effect of weak supervision on accuracy by training on a small annotated data set in addition to a large unannotated data set. We propose two novel semi-supervised morphological segmentation methods, namely a semi-supervised extension of Morfessor Baseline and morphological segmentation with conditional random fields (CRF). The methods are evaluated on several languages with different morphological characteristics, including English, Estonian, Finnish, German and Turkish. The proposed methods are compared empirically to recently proposed weakly supervised methods. For the non-concatenative extension, we find that, while the string transformations identified by the model have high precision, their recall is low. In the overall evaluation the non-concatenative extension improves accuracy on English, but not on other languages. For the weak supervision we find that the semi-supervised extension of Morfessor Baseline improves the accuracy of segmentation markedly over the unsupervised baseline. We find, however, that the discriminatively trained CRFs perform even better. In the empirical comparison, the CRF approach outperforms all other approaches on all included languages. Error analysis reveals that the CRF excels especially on affix accuracy

German compounds in language comprehension and production

Diese Dissertation untersucht die Verarbeitung deutscher Komposita, wie z.B. Weinflasche, beim Lesen und Sprechen. Die Experimente umfassen die regressionsanalytische Untersuchung des Einflusses mehrerer Faktoren, wie Worthäufigkeit, Wortlänge oder semantische Transparenz auf die Verarbeitung von über 2000 Komposita. Worthäufigkeit ist der Faktor, welcher sich sowohl in den Blickbewegungsdaten als auch in den Reaktionszeitdaten zeigt. Die Daten weisen ebenso Effekte vom gesamten Kompositum und einzelnen Konstituenten auf, welche die Annahmen einer Verarbeitung als Gesamtwort sowie getrennt über die einzelnen Konstituenten unterstützen. Des Weiteren wurde untersucht wann Komposita zur Spezifizierung von Äußerungen produziert werden. Die Ergebnisse zeigen, dass ausreichend Zeit für die Konzeptualisierung und Formulierung der Äußerung notwendig ist, um Zielobjekte so zu benennen, so dass sie in einem Kontext kategoriell verwandter Objekte, wie z.B. Bierflasche, zu identifizieren sind

Kyselynkäsittelymenetelmien evaluointitutkimus Suomalaisen verkkoarkiston taivutusmuotoindeksiä käyttäen

Suomen kielen rikas morfologia aiheuttaa tiedonhaulle haasteita. Jotta tiedonhaku on tuloksellista, täytyy kyselyn sanamuoto saada täsmäämään dokumentissa esiintyvän sanamuodon kanssa. Tässä tutkimuksessa verrataan neljän eri kyselynkäsittelymenetelmän tuloksellisuutta dokumenteista rakennetussa taivutusmuotoindeksissä. Aiempi suomenkielisellä aineistolla toteutettu tiedonhaun evaluointitutkimus on käyttänyt dokumenttikokoelmina pääasiassa lehtiartikkelikokoelmista rakennettuja testikokoelmia. Tässä tutkimuksessa käytetään artikkelikokoelman sijaan Suomalaisesta verkkoarkistosta rakennettua testikokoelmaa, joka sisältää verkkosivuja joiden sisältö ja laatu vaihtelevat paljon. Tutkielmassa verrattavat menetelmät ovat Frequent case generation 3 (FCG3), Simple word ending based rule generator (SWERG+), Snowball-stemmaus yhdistettynä villiin korttiin sekä käsittelemättömät kyselyt. Tämän tutkimuksen tutkimusmenetelmä on tiedonhaun laboratoriomallin mukainen testaus. Sen suorittamiseksi Suomalaisesta verkkoarkistosta oli rakennettava testikokoelma. Testikokoelmaan valittiin lopulta 16 hakuaihetta, joista muodostetuilla lyhyillä kyselyillä suoritettiin kyselyajot. Ajojen tulokset mitattiin tarkkuudella kymmenen ensimmäisen tulosdokumentin kohdalla sekä kumuloituvan hyödyn mittarilla. Tutkimuksessa havaittiin FCG3-menetelmän tuottavan perustasona toimineita käsittelemättömiä kyselyitä parempia tuloksia. Sen sijaan aiemmassa tutkimuksessa hyvin suoriutunut SWERG+-menetelmä ei tuottanut tässä tutkimuksessa perustasoa parempia tuloksia. Snowball-stemmaus yhdistettynä villiin korttiin taas tuotti perustasoa heikompia tuloksia