Ongoing study for enhancing chinese-spanish translation with morphology strategies

Chinese and Spanish have different morphology structures, which poses a big challenge for translating between this pair of languages. In this paper, we analyze several strategies to better generalize from the Chinese non-morphology-based language to the Spanish rich morphologybased language. Strategies use a first-step of Spanish morphology-based simplifications and a second-step of fullform generation. The latter can be done using a translation system or classification methods. Finally, both steps are combined either by concatenation in cascade or integration using a factored-based style. Ongoing experiments (based on the United Nations corpus) and their results are described.Postprint (published version

Data-efficient methods for information extraction

Strukturierte Wissensrepräsentationssysteme wie Wissensdatenbanken oder Wissensgraphen bieten Einblicke in Entitäten und Beziehungen zwischen diesen Entitäten in der realen Welt. Solche Wissensrepräsentationssysteme können in verschiedenen Anwendungen der natürlichen Sprachverarbeitung eingesetzt werden, z. B. bei der semantischen Suche, der Beantwortung von Fragen und der Textzusammenfassung. Es ist nicht praktikabel und ineffizient, diese Wissensrepräsentationssysteme manuell zu befüllen. In dieser Arbeit entwickeln wir Methoden, um automatisch benannte Entitäten und Beziehungen zwischen den Entitäten aus Klartext zu extrahieren. Unsere Methoden können daher verwendet werden, um entweder die bestehenden unvollständigen Wissensrepräsentationssysteme zu vervollständigen oder ein neues strukturiertes Wissensrepräsentationssystem von Grund auf zu erstellen. Im Gegensatz zu den gängigen überwachten Methoden zur Informationsextraktion konzentrieren sich unsere Methoden auf das Szenario mit wenigen Daten und erfordern keine große Menge an kommentierten Daten. Im ersten Teil der Arbeit haben wir uns auf das Problem der Erkennung von benannten Entitäten konzentriert. Wir haben an der gemeinsamen Aufgabe von Bacteria Biotope 2019 teilgenommen. Die gemeinsame Aufgabe besteht darin, biomedizinische Entitätserwähnungen zu erkennen und zu normalisieren. Unser linguistically informed Named-Entity-Recognition-System besteht aus einem Deep-Learning-basierten Modell, das sowohl verschachtelte als auch flache Entitäten extrahieren kann; unser Modell verwendet mehrere linguistische Merkmale und zusätzliche Trainingsziele, um effizientes Lernen in datenarmen Szenarien zu ermöglichen. Unser System zur Entitätsnormalisierung verwendet String-Match, Fuzzy-Suche und semantische Suche, um die extrahierten benannten Entitäten mit den biomedizinischen Datenbanken zu verknüpfen. Unser System zur Erkennung von benannten Entitäten und zur Entitätsnormalisierung erreichte die niedrigste Slot-Fehlerrate von 0,715 und belegte den ersten Platz in der gemeinsamen Aufgabe. Wir haben auch an zwei gemeinsamen Aufgaben teilgenommen: Adverse Drug Effect Span Detection (Englisch) und Profession Span Detection (Spanisch); beide Aufgaben sammeln Daten von der Social Media Plattform Twitter. Wir haben ein Named-Entity-Recognition-Modell entwickelt, das die Eingabedarstellung des Modells durch das Stapeln heterogener Einbettungen aus verschiedenen Domänen verbessern kann; unsere empirischen Ergebnisse zeigen komplementäres Lernen aus diesen heterogenen Einbettungen. Unser Beitrag belegte den 3. Platz in den beiden gemeinsamen Aufgaben. Im zweiten Teil der Arbeit untersuchten wir Strategien zur Erweiterung synthetischer Daten, um ressourcenarme Informationsextraktion in spezialisierten Domänen zu ermöglichen. Insbesondere haben wir backtranslation an die Aufgabe der Erkennung von benannten Entitäten auf Token-Ebene und der Extraktion von Beziehungen auf Satzebene angepasst. Wir zeigen, dass die Rückübersetzung sprachlich vielfältige und grammatikalisch kohärente synthetische Sätze erzeugen kann und als wettbewerbsfähige Erweiterungsstrategie für die Aufgaben der Erkennung von benannten Entitäten und der Extraktion von Beziehungen dient. Bei den meisten realen Aufgaben zur Extraktion von Beziehungen stehen keine kommentierten Daten zur Verfügung, jedoch ist häufig ein großer unkommentierter Textkorpus vorhanden. Bootstrapping-Methoden zur Beziehungsextraktion können mit diesem großen Korpus arbeiten, da sie nur eine Handvoll Startinstanzen benötigen. Bootstrapping-Methoden neigen jedoch dazu, im Laufe der Zeit Rauschen zu akkumulieren (bekannt als semantische Drift), und dieses Phänomen hat einen drastischen negativen Einfluss auf die endgültige Genauigkeit der Extraktionen. Wir entwickeln zwei Methoden zur Einschränkung des Bootstrapping-Prozesses, um die semantische Drift bei der Extraktion von Beziehungen zu minimieren. Unsere Methoden nutzen die Graphentheorie und vortrainierte Sprachmodelle, um verrauschte Extraktionsmuster explizit zu identifizieren und zu entfernen. Wir berichten über die experimentellen Ergebnisse auf dem TACRED-Datensatz für vier Relationen. Im letzten Teil der Arbeit demonstrieren wir die Anwendung der Domänenanpassung auf die anspruchsvolle Aufgabe der mehrsprachigen Akronymextraktion. Unsere Experimente zeigen, dass die Domänenanpassung die Akronymextraktion in wissenschaftlichen und juristischen Bereichen in sechs Sprachen verbessern kann, darunter auch Sprachen mit geringen Ressourcen wie Persisch und Vietnamesisch.The structured knowledge representation systems such as knowledge base or knowledge graph can provide insights regarding entities and relationship(s) among these entities in the real-world, such knowledge representation systems can be employed in various natural language processing applications such as semantic search, question answering and text summarization. It is infeasible and inefficient to manually populate these knowledge representation systems. In this work, we develop methods to automatically extract named entities and relationships among the entities from plain text and hence our methods can be used to either complete the existing incomplete knowledge representation systems to create a new structured knowledge representation system from scratch. Unlike mainstream supervised methods for information extraction, our methods focus on the low-data scenario and do not require a large amount of annotated data. In the first part of the thesis, we focused on the problem of named entity recognition. We participated in the shared task of Bacteria Biotope 2019, the shared task consists of recognizing and normalizing the biomedical entity mentions. Our linguistically informed named entity recognition system consists of a deep learning based model which can extract both nested and flat entities; our model employed several linguistic features and auxiliary training objectives to enable efficient learning in data-scarce scenarios. Our entity normalization system employed string match, fuzzy search and semantic search to link the extracted named entities to the biomedical databases. Our named entity recognition and entity normalization system achieved the lowest slot error rate of 0.715 and ranked first in the shared task. We also participated in two shared tasks of Adverse Drug Effect Span detection (English) and Profession Span Detection (Spanish); both of these tasks collect data from the social media platform Twitter. We developed a named entity recognition model which can improve the input representation of the model by stacking heterogeneous embeddings from a diverse domain(s); our empirical results demonstrate complementary learning from these heterogeneous embeddings. Our submission ranked 3rd in both of the shared tasks. In the second part of the thesis, we explored synthetic data augmentation strategies to address low-resource information extraction in specialized domains. Specifically, we adapted backtranslation to the token-level task of named entity recognition and sentence-level task of relation extraction. We demonstrate that backtranslation can generate linguistically diverse and grammatically coherent synthetic sentences and serve as a competitive augmentation strategy for the task of named entity recognition and relation extraction. In most of the real-world relation extraction tasks, the annotated data is not available, however, quite often a large unannotated text corpus is available. Bootstrapping methods for relation extraction can operate on this large corpus as they only require a handful of seed instances. However, bootstrapping methods tend to accumulate noise over time (known as semantic drift) and this phenomenon has a drastic negative impact on the final precision of the extractions. We develop two methods to constrain the bootstrapping process to minimise semantic drift for relation extraction; our methods leverage graph theory and pre-trained language models to explicitly identify and remove noisy extraction patterns. We report the experimental results on the TACRED dataset for four relations. In the last part of the thesis, we demonstrate the application of domain adaptation to the challenging task of multi-lingual acronym extraction. Our experiments demonstrate that domain adaptation can improve acronym extraction within scientific and legal domains in 6 languages including low-resource languages such as Persian and Vietnamese

Automatic identification and translation of multiword expressions

A thesis submitted in partial fulfilment of the requirements of the University of Wolverhampton for the degree of Doctor of Philosophy.Multiword Expressions (MWEs) belong to a class of phraseological phenomena that is ubiquitous in the study of language. They are heterogeneous lexical items consisting of more than one word and feature lexical, syntactic, semantic and pragmatic idiosyncrasies. Scholarly research on MWEs benefits both natural language processing (NLP) applications and end users. This thesis involves designing new methodologies to identify and translate MWEs. In order to deal with MWE identification, we first develop datasets of annotated verb-noun MWEs in context. We then propose a method which employs word embeddings to disambiguate between literal and idiomatic usages of the verb-noun expressions. Existence of expression types with various idiomatic and literal distributions leads us to re-examine their modelling and evaluation. We propose a type-aware train and test splitting approach to prevent models from overfitting and avoid misleading evaluation results. Identification of MWEs in context can be modelled with sequence tagging methodologies. To this end, we devise a new neural network architecture, which is a combination of convolutional neural networks and long-short term memories with an optional conditional random field layer on top. We conduct extensive evaluations on several languages demonstrating a better performance compared to the state-of-the-art systems. Experiments show that the generalisation power of the model in predicting unseen MWEs is significantly better than previous systems. In order to find translations for verb-noun MWEs, we propose a bilingual distributional similarity approach derived from a word embedding model that supports arbitrary contexts. The technique is devised to extract translation equivalents from comparable corpora which are an alternative resource to costly parallel corpora. We finally conduct a series of experiments to investigate the effects of size and quality of comparable corpora on automatic extraction of translation equivalents

Low-Resource Unsupervised NMT:Diagnosing the Problem and Providing a Linguistically Motivated Solution

Unsupervised Machine Translation hasbeen advancing our ability to translatewithout parallel data, but state-of-the-artmethods assume an abundance of mono-lingual data. This paper investigates thescenario where monolingual data is lim-ited as well, finding that current unsuper-vised methods suffer in performance un-der this stricter setting. We find that theperformance loss originates from the poorquality of the pretrained monolingual em-beddings, and we propose using linguis-tic information in the embedding train-ing scheme. To support this, we look attwo linguistic features that may help im-prove alignment quality: dependency in-formation and sub-word information. Us-ing dependency-based embeddings resultsin a complementary word representationwhich offers a boost in performance ofaround 1.5 BLEU points compared to stan-dardWORD2VECwhen monolingual datais limited to 1 million sentences per lan-guage. We also find that the inclusion ofsub-word information is crucial to improv-ing the quality of the embedding

A Hybrid Machine Translation Framework for an Improved Translation Workflow

Over the past few decades, due to a continuing surge in the amount of content being translated and ever increasing pressure to deliver high quality and high throughput translation, translation industries are focusing their interest on adopting advanced technologies such as machine translation (MT), and automatic post-editing (APE) in their translation workflows. Despite the progress of the technology, the roles of humans and machines essentially remain intact as MT/APE are moving from the peripheries of the translation field closer towards collaborative human-machine based MT/APE in modern translation workflows. Professional translators increasingly become post-editors correcting raw MT/APE output instead of translating from scratch which in turn increases productivity in terms of translation speed. The last decade has seen substantial growth in research and development activities on improving MT; usually concentrating on selected aspects of workflows starting from training data pre-processing techniques to core MT processes to post-editing methods. To date, however, complete MT workflows are less investigated than the core MT processes. In the research presented in this thesis, we investigate avenues towards achieving improved MT workflows. We study how different MT paradigms can be utilized and integrated to best effect. We also investigate how different upstream and downstream component technologies can be hybridized to achieve overall improved MT. Finally we include an investigation into human-machine collaborative MT by taking humans in the loop. In many of (but not all) the experiments presented in this thesis we focus on data scenarios provided by low resource language settings.Aufgrund des stetig ansteigenden Übersetzungsvolumens in den letzten Jahrzehnten und gleichzeitig wachsendem Druck hohe Qualität innerhalb von kürzester Zeit liefern zu müssen sind Übersetzungsdienstleister darauf angewiesen, moderne Technologien wie Maschinelle Übersetzung (MT) und automatisches Post-Editing (APE) in den Übersetzungsworkflow einzubinden. Trotz erheblicher Fortschritte dieser Technologien haben sich die Rollen von Mensch und Maschine kaum verändert. MT/APE ist jedoch nunmehr nicht mehr nur eine Randerscheinung, sondern wird im modernen Übersetzungsworkflow zunehmend in Zusammenarbeit von Mensch und Maschine eingesetzt. Fachübersetzer werden immer mehr zu Post-Editoren und korrigieren den MT/APE-Output, statt wie bisher Übersetzungen komplett neu anzufertigen. So kann die Produktivität bezüglich der Übersetzungsgeschwindigkeit gesteigert werden. Im letzten Jahrzehnt hat sich in den Bereichen Forschung und Entwicklung zur Verbesserung von MT sehr viel getan: Einbindung des vollständigen Übersetzungsworkflows von der Vorbereitung der Trainingsdaten über den eigentlichen MT-Prozess bis hin zu Post-Editing-Methoden. Der vollständige Übersetzungsworkflow wird jedoch aus Datenperspektive weit weniger berücksichtigt als der eigentliche MT-Prozess. In dieser Dissertation werden Wege hin zum idealen oder zumindest verbesserten MT-Workflow untersucht. In den Experimenten wird dabei besondere Aufmertsamfit auf die speziellen Belange von sprachen mit geringen ressourcen gelegt. Es wird untersucht wie unterschiedliche MT-Paradigmen verwendet und optimal integriert werden können. Des Weiteren wird dargestellt wie unterschiedliche vor- und nachgelagerte Technologiekomponenten angepasst werden können, um insgesamt einen besseren MT-Output zu generieren. Abschließend wird gezeigt wie der Mensch in den MT-Workflow intergriert werden kann. Das Ziel dieser Arbeit ist es verschiedene Technologiekomponenten in den MT-Workflow zu integrieren um so einen verbesserten Gesamtworkflow zu schaffen. Hierfür werden hauptsächlich Hybridisierungsansätze verwendet. In dieser Arbeit werden außerdem Möglichkeiten untersucht, Menschen effektiv als Post-Editoren einzubinden