TTS – A Treebank Tool Suite

Treebanks are important resources in descriptive, theoretical and computational linguistic research, development and teaching. This paper presents a treebank tool suite (TTS) for and derived from the Penn-II treebank resource (Marcus et al, 1993). The tools include treebank inspection and viewing options which support search for CF-PSG rule tokens extracted from the treebank, graphical display of complete trees containing the rule instance, display of subtrees rooted by the rule instance and display of the yield of the subtree (with or without context). The search can be further restricted by constraining the yield to contain particular strings. Rules can be ordered by frequency and the user can set frequency thresholds. To process new text, the tool suite provides a PCFG chart parser (based on the CYK algorithm) operating on CFG grammars extracted from the treebank following the method of (Charniak, 1996) as well as a HMM bi-/trigram tagger trained on the tagged version of the treebank resource. The system is implemented in Java and Perl. We employ the InterArbora module based on the Thistle display engine (LTG, 2001) as our tree grapher

Parsing with automatically acquired, wide-coverage, robust, probabilistic LFG approximations

Traditionally, rich, constraint-based grammatical resources have been hand-coded. Scaling such resources beyond toy fragments to unrestricted, real text is knowledge-intensive, timeconsuming and expensive. The work reported in this thesis is part of a larger project to automate as much as possible the construction of wide-coverage, deep, constraint-based grammatical resources from treebanks. The Penn-II treebank is a large collection of parse-annotated newspaper text. We have designed a Lexical-Functional Grammar (LFG) (Kaplan and Bresnan, 1982) f-structure annotation algorithm to automatically annotate this treebank with f-structure information approximating to basic predicate-argument or dependency structures (Cahill et al., 2002c, 2004a). We then use the f-structure-annotated treebank resource to automatically extract grammars and lexical resources for parsing new text into f-structures. We have designed and implemented the Treebank Tool Suite (TTS) to support the linguistic work that seeds the automatic f-structure annotation algorithm (Cahill and van Genabith, 2002) and the F-Structure Annotation Tool (FSAT) to validate and visualise the results of automatic f-structure annotation. We have designed and implemented two PCFG-based probabilistic parsing architectures for parsing unseen text into f-structures: the pipeline and the integrated model. Both architectures parse raw text into basic, but possibly incomplete, predicate-argument structures (“proto f-structures”) with long distance dependencies (LDDs) unresolved (Cahill et al., 2002c). We have designed and implemented a method for automatically resolving LDDs at f-structure level based on a finite approximation of functional uncertainty equations (Kaplan and Zaenen, 1989) automatically acquired from the f structure-annotated treebank resource (Cahill et al., 2004b). To date, the best result achieved by our own Penn-II induced grammars is a dependency f-score of 80.33% against the PARC 700, an improvement of 0.73% over the best handcrafted grammar of (Kaplan et al., 2004). The processing architecture developed in this thesis is highly flexible: using external, state-of-the-art parsing technologies (Charniak, 2000) in our pipeline model, we achieve a dependency f-score of 81.79% against the PARC 700, an improvement of 2.19% over the results reported in Kaplan et al. (2004). We have also ported our grammar induction methodology to German and the TIGER treebank resource (Cahill et al., 2003a). We have developed a method for treebank-based, wide-coverage, deep, constraintbased grammar acquisition. The resulting PCFG-based LFG approximations parse the Penn-II treebank with wider coverage (measured in terms of complete spanning parse) and parsing results comparable to or better than those achieved by the best hand-crafted grammars, with, we believe, considerably less grammar development effort. We believe that our approach successfully addresses the knowledge-acquisition bottleneck (familiar from rule-based approaches to Al and NLP) in wide-coverage, constraint-based grammar development. Our approach can provide an attractive, wide-coverage, multilingual, deep, constraint-based grammar acquisition paradigm

Speech-to-speech translation to support medical interviews

Projeto de mestrado em Engenharia Informática, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013Este relatório apresenta a criação de um sistema de tradução fala-para-fala. O sistema consiste na captação de voz na forma de sinal áudio que de seguida é interpretado, traduzido e sintetizado para voz. Tendo como entrada um enunciado numa linguagem de origem e como saída um enunciado numa linguagem destino. O sistema implementado tem como âmbito do seu funcionamento o domínio médico, tendo em vista apoiar o diálogo entre médico e utente em linguagens diferentes durante consultas médicas. No caso do presente trabalho, foram escolhidos o português e inglês, sendo possível a tradução fala-para-fala nos dois sentidos. A escolha destas duas línguas resulta sobretudo da disponibilidade de recursos para o desenvolvimento do sistema. Ao longo dos anos tem existido um esforço de pesquisa e desenvolvimento em tecnologia que permite quebrar as barreiras do multilinguismo. Uma dessas tecnologias, com resultados de qualidade crescentemente aceitável, são os sistemas de tradução fala-para-fala. Em geral, estes sistemas são compostos por três componentes: reconhecimento de fala, tradução automática e sintetização de voz. Neste projecto foram implementadas as três componentes. No entanto, uma vez que face às tecnologias disponíveis, a componente de tradução tem um maior impacto no desempenho final do sistema, a esta foi conferida uma maior atenção. Embora nós, como humanos, compreendamos facilmente a linguagem falada, isto é algo extremamente difícil e complexo de um ponto de vista computacional. O objectivo do reconhecimento de fala é abordar esta tarefa computacionalmente através da construção de sistemas que mapeiam um sinal acústico para uma sequência de caracteres. Os modelos actuais para reconhecimento de fala fazem uso de modelos estatísticos. Nestes, a fala é reconhecida através do uso de modelos de linguagem que possibilitam a estimativa das probabilidades para as palavras, independentemente do sinal de entrada, e de um modelo acústico onde as propriedades acústicas da fala estão contempladas. Os modelos actuais de tradução automática, assim como os de reconhecimento de fala, são na sua larga maioria estatísticos. Actualmente os modelos de tradução baseados em unidades frásicas de input são os que obtém os resultados com melhor qualidade. Esta abordagem consiste na tradução de pequenos segmentos de palavras, onde existe uma tradução lexical e um modelo de alinhamento. Os modelos estatísticos fazem uso de textos de duas línguas alinhados, tendo como princípio o facto de que através da frequência de cada segmento de palavras, em relação à outra linguagem, seja obtida uma distribuição probabilística. Deste modo torna-se possível calcular qual a palavra ou conjunto de palavras mais prováveis de ocorrer como tradução para determinado texto que se pretenda traduzir. A sintetização de voz consiste na geração de fala na forma de onda acústica tendo como ponto de partida uma palavra ou uma sequência de palavras. Envolve o processamento de linguagens naturais e processamento de sinal. O primeiro converte o texto numa representação fonética e o último converte essa representação em sinal acústico. Neste documento é apresentado o estado da arte das três áreas envolvidas. São também apresentados os sistemas de tradução fala-para-fala, fazendo ou não uso do domínio médico, e também os processos existentes para a avaliação de cada uma das componentes. Tendo em vista a implementação de um sistema com as diversas componentes, foi necessário efectuar um levantamento da tecnologia existente. O levantamento teve por objectivo a implementação de duas soluções aplicacionais. Uma aplicação disponível pela internet como página web e outra através de uma aplicação móvel, ambas permitindo o reconhecimento de fala, tradução automática e sintetização de voz em ambas as linguagens e direcções. Dois sistemas de reconhecimento de fala foram escolhidos, o Microsoft Speech Platform para a aplicação móvel e o reconhecimento de fala disponível pelo Google nos browsers Google Chrome. O primeiro a ser usado na aplicação móvel e o segundo na aplicação web. O sistema de tradução automática escolhido foi o Moses. Sendo um sistema de tradução estatístico que permite a criação de modelos de tradução diversos, como os modelos baseados em frase e os modelos baseados em fatores. O sistema de sintetização de voz escolhido foi o Microsoft Speech Platform. A aplicação móvel foi desenvolvida para a plataforma iOS da Apple tendo em vista o uso de um telemóvel iPhone. A integração dos componentes pelas diversas arquitecturas foi assegurada pela implementação de web services. O reconhecimento de fala na aplicação web foi desenvolvido recorrendo ao uso da W3C Speech Input API Specifications, onde a programação através de HTML permite a captação de áudio no Google Chrome. Para a implementação do sistema tradução fala-para-fala foi necessário a obtenção de corpora paralelos de forma a se poder treinar os modelos estatísticos, sendo este um dos factores cruciais para o bom desempenho dos componentes. Uma vez que o sistema tem como domínio de aplicação o diálogo médico, corpora neste domínio seria o mais vantajoso. No entanto, a inexistência de tais corpora para o par Inglês-Português levou à aquisição de corpora alternativos. Através de uma experiência exploratória foi abordado o tipo de implementação mais adequado da componente de reconhecimento de fala, tendo como foco o modelo de linguagem. Três experiências foram então conduzidas de forma a decidir entre a aplicação de um modelo de linguagem baseado em regras ou um modelo estatístico. Para implementar um modelo de linguagem baseado em regras foi necessário a criação de um corpus médico que reflectisse um diálogo entre médico e paciente. Para tal, com a ajuda de um médico, criei um diálogo de um caso hipotético de lesão num braço devido a um acidente de carro. Este diálogo teve como base para a sua estruturação a aplicação do processo de anamnesis. A anamnesis consiste numa metodologia médica que através de um conjunto de perguntas chave permite adquirir a informação necessária para a formulação de um diagnóstico médico e decisão sobre o tratamento necessário. O corpus médico foi também transformado num corpus de fala de forma a este ser avaliado ao longo das experiências. Numa primeira experiência foi criada uma gramática básica cuja implementação foi obtida recorrendo à Speech Recognition Grammar Specification de forma a ser usada como modelo de linguagem pela componente de reconhecimento de fala. A segunda experiência tinha como objectivo a criação de uma gramática mais complexa que a primeira. Para tal foi criada uma gramática livre de contexto. Após a criação da gramática livre de contexto esta foi convertida manualmente para uma gramática SRGS. Na terceira experiência foram criados dois modelo de linguagem estatísticos, o primeiro fazendo uso do mesmo corpus que o usado nas experiências anteriores e o segundo composto por 30.000 frases independentes. Obteve-se melhores resultados com o modelo de linguagem estatístico e este ficou como a escolha para a implementação do componente de reconhecimento de fala. No treino da componente de tradução automática foram usados dois modelos estatísticos, baseados em frases e em factores. Pretendeu-se comparar os resultados entre os dois modelos de forma a escolher o modelo mais vantajoso. Para fazer uso do modelo baseado em factores foi necessária a preparação de corpora. Com os corpora já adquiridos foi concretizada a sua anotação para ambas as linguagens. Recorrendo ao LX-Suite e ao CoreNLP, foram criados corpora anotados com lemmas e informação morfossintáctica, com a primeira ferramenta para o português e a última para o inglês. Uma vez que a componente de sintetização de voz permitia uma implementação célere, esta foi implementada recorrendo aos modelos já existentes para ambas as linguagens e disponibilizados pela ferramenta. Por fim, são apresentados os resultados obtidos e a sua avaliação. Tanto a avaliação do sistema de reconhecimento de fala como o de tradução automática demonstraram um desempenho muito competitivo, do nível do estado da arte. A componente de reconhecimento de fala, assim como a componente de tradução automática, obtiveram melhores resultados fazendo-se uso de modelos de linguagem estatístico.This report presents the development of a speech-to-speech translation system. The system consists in the capture of voice as an audio signal that is then interpreted, translated and synthesized to voice for a target language. The three main components of the system, speech recognition, machine translation and speech synthesis, make use of statistical models, such as hidden Markov models. Given the technology available, the machine translation component has a greater impact on the performance of the system, a greater attention has thus been given to it. The system assumes the support to medical interviews between doctor and patient in different languages as its applicational domain. Two application solutions were developed: an online service on a website and a mobile application. This report begins by presenting the general concepts of the relevant areas involved. It proceeds with an overview of the state of the art relating to each area as well as to the methods used for the evaluation of the different components. It provides also an overview of existing technology and the criteria for choosing the tools to be used in the development of the system. It explains the acquisition and creation of the corpora used, and the process of development and integration of the components: speech recognition, machine translation and text-to-speech. Finally, the evaluation results are presented, as well as the final conclusions

Proceedings of the Seventh Italian Conference on Computational Linguistics CLiC-it 2020

On behalf of the Program Committee, a very warm welcome to the Seventh Italian Conference on Computational Linguistics (CLiC-it 2020). This edition of the conference is held in Bologna and organised by the University of Bologna. The CLiC-it conference series is an initiative of the Italian Association for Computational Linguistics (AILC) which, after six years of activity, has clearly established itself as the premier national forum for research and development in the fields of Computational Linguistics and Natural Language Processing, where leading researchers and practitioners from academia and industry meet to share their research results, experiences, and challenges

TransBooster:black box optimisation of machine translation systems

Machine Translation (MT) systems tend to underperform when faced with long, linguistically complex sentences. Rule-based systems often trade a broad but shallow linguistic coverage for a deep, fine-grained analysis since hand-crafting rules based on detailed linguistic analyses is time-consuming, error-prone and expensive. Most datadriven systems lack the necessary syntactic knowledge to effectively deal with non-local grammatical phenomena. Therefore, both rule-based and data-driven MT systems are better at handling short, simple sentences than linguistically complex ones. This thesis proposes a new and modular approach to help MT systems improve then output quality by reducing the number of complexities in the input. Instead of trying to reinvent the wheel by proposing yet another approach to MT, we build on the strengths of existing MT paradigms while trying to remedy their shortcomings as much as possible. We do this by developing TransBooster, a wrapper technology that reduces the complexity of the MT input by a recursive decomposition algorithm which produces simple input chunks that are spoon-fed to a baseline MT system TransBooster is not an MT system itself: it does not perform automatic translation, but operates on top of an existing MT system, gulding it through the input and trying to help the baseline system to improve the quality of its own translations through automatic complexity reduction. In this dissertation, we outline the motivation behind TransBooster, explain its development in depth and investigate its impact on the three most important paradigms in the field Rule-based, Example-based and Statistical MT. In addition, we use the Trans-Booster architecture as a promising alternative to current Multi-Engine MT techniques. We evaluate TransBooster on the language pair Engl~sh-+Spanish with a combination of automatic and manual evaluation metrics, prov~ding a rigorous analysis of the potential and shortcomings of our approach

Combining Speech with textual methods for arabic diacritization

Master'sMASTER OF SCIENC