Supervision distante pour l'apprentissage de structures discursives dans les conversations multi-locuteurs

L'objectif principal de cette thèse est d'améliorer l'inférence automatique pour la modélisation et la compréhension des communications humaines. En particulier, le but est de faciliter considérablement l'analyse du discours afin d'implémenter, au niveau industriel, des outils d'aide à l'exploration des conversations. Il s'agit notamment de la production de résumés automatiques, de recommandations, de la détection des actes de dialogue, de l'identification des décisions, de la planification et des relations sémantiques entre les actes de dialogue afin de comprendre les dialogues. Dans les conversations à plusieurs locuteurs, il est important de comprendre non seulement le sens de l'énoncé d'un locuteur et à qui il s'adresse, mais aussi les relations sémantiques qui le lient aux autres énoncés de la conversation et qui donnent lieu à différents fils de discussion. Une réponse doit être reconnue comme une réponse à une question particulière ; un argument, comme un argument pour ou contre une proposition en cours de discussion ; un désaccord, comme l'expression d'un point de vue contrasté par rapport à une autre idée déjà exprimée. Malheureusement, les données de discours annotées à la main et de qualités sont coûteuses et prennent du temps, et nous sommes loin d'en avoir assez pour entraîner des modèles d'apprentissage automatique traditionnels, et encore moins des modèles d'apprentissage profond. Il est donc nécessaire de trouver un moyen plus efficace d'annoter en structures discursives de grands corpus de conversations multi-locuteurs, tels que les transcriptions de réunions ou les chats. Un autre problème est qu'aucune quantité de données ne sera suffisante pour permettre aux modèles d'apprentissage automatique d'apprendre les caractéristiques sémantiques des relations discursives sans l'aide d'un expert ; les données sont tout simplement trop rares. Les relations de longue distance, dans lesquelles un énoncé est sémantiquement connecté non pas à l'énoncé qui le précède immédiatement, mais à un autre énoncé plus antérieur/tôt dans la conversation, sont particulièrement difficiles et rares, bien que souvent centrales pour la compréhension. Notre objectif dans cette thèse a donc été non seulement de concevoir un modèle qui prédit la structure du discours pour une conversation multipartite sans nécessiter de grandes quantités de données annotées manuellement, mais aussi de développer une approche qui soit transparente et explicable afin qu'elle puisse être modifiée et améliorée par des experts.The main objective of this thesis is to improve the automatic capture of semantic information with the goal of modeling and understanding human communication. We have advanced the state of the art in discourse parsing, in particular in the retrieval of discourse structure from chat, in order to implement, at the industrial level, tools to help explore conversations. These include the production of automatic summaries, recommendations, dialogue acts detection, identification of decisions, planning and semantic relations between dialogue acts in order to understand dialogues. In multi-party conversations it is important to not only understand the meaning of a participant's utterance and to whom it is addressed, but also the semantic relations that tie it to other utterances in the conversation and give rise to different conversation threads. An answer must be recognized as an answer to a particular question; an argument, as an argument for or against a proposal under discussion; a disagreement, as the expression of a point of view contrasted with another idea already expressed. Unfortunately, capturing such information using traditional supervised machine learning methods from quality hand-annotated discourse data is costly and time-consuming, and we do not have nearly enough data to train these machine learning models, much less deep learning models. Another problem is that arguably, no amount of data will be sufficient for machine learning models to learn the semantic characteristics of discourse relations without some expert guidance; the data are simply too sparse. Long distance relations, in which an utterance is semantically connected not to the immediately preceding utterance, but to another utterance from further back in the conversation, are particularly difficult and rare, though often central to comprehension. It is therefore necessary to find a more efficient way to retrieve discourse structures from large corpora of multi-party conversations, such as meeting transcripts or chats. This is one goal this thesis achieves. In addition, we not only wanted to design a model that predicts discourse structure for multi-party conversation without requiring large amounts of hand-annotated data, but also to develop an approach that is transparent and explainable so that it can be modified and improved by experts. The method detailed in this thesis achieves this goal as well

Weak supervision for learning discourse structure in multi-party dialogues

L'objectif principal de cette thèse est d'améliorer l'inférence automatique pour la modélisation et la compréhension des communications humaines. En particulier, le but est de faciliter considérablement l'analyse du discours afin d'implémenter, au niveau industriel, des outils d'aide à l'exploration des conversations. Il s'agit notamment de la production de résumés automatiques, de recommandations, de la détection des actes de dialogue, de l'identification des décisions, de la planification et des relations sémantiques entre les actes de dialogue afin de comprendre les dialogues. Dans les conversations à plusieurs locuteurs, il est important de comprendre non seulement le sens de l'énoncé d'un locuteur et à qui il s'adresse, mais aussi les relations sémantiques qui le lient aux autres énoncés de la conversation et qui donnent lieu à différents fils de discussion. Une réponse doit être reconnue comme une réponse à une question particulière ; un argument, comme un argument pour ou contre une proposition en cours de discussion ; un désaccord, comme l'expression d'un point de vue contrasté par rapport à une autre idée déjà exprimée. Malheureusement, les données de discours annotées à la main et de qualités sont coûteuses et prennent du temps, et nous sommes loin d'en avoir assez pour entraîner des modèles d'apprentissage automatique traditionnels, et encore moins des modèles d'apprentissage profond. Il est donc nécessaire de trouver un moyen plus efficace d'annoter en structures discursives de grands corpus de conversations multi-locuteurs, tels que les transcriptions de réunions ou les chats. Un autre problème est qu'aucune quantité de données ne sera suffisante pour permettre aux modèles d'apprentissage automatique d'apprendre les caractéristiques sémantiques des relations discursives sans l'aide d'un expert ; les données sont tout simplement trop rares. Les relations de longue distance, dans lesquelles un énoncé est sémantiquement connecté non pas à l'énoncé qui le précède immédiatement, mais à un autre énoncé plus antérieur/tôt dans la conversation, sont particulièrement difficiles et rares, bien que souvent centrales pour la compréhension. Notre objectif dans cette thèse a donc été non seulement de concevoir un modèle qui prédit la structure du discours pour une conversation multipartite sans nécessiter de grandes quantités de données annotées manuellement, mais aussi de développer une approche qui soit transparente et explicable afin qu'elle puisse être modifiée et améliorée par des experts.The main objective of this thesis is to improve the automatic capture of semantic information with the goal of modeling and understanding human communication. We have advanced the state of the art in discourse parsing, in particular in the retrieval of discourse structure from chat, in order to implement, at the industrial level, tools to help explore conversations. These include the production of automatic summaries, recommendations, dialogue acts detection, identification of decisions, planning and semantic relations between dialogue acts in order to understand dialogues. In multi-party conversations it is important to not only understand the meaning of a participant's utterance and to whom it is addressed, but also the semantic relations that tie it to other utterances in the conversation and give rise to different conversation threads. An answer must be recognized as an answer to a particular question; an argument, as an argument for or against a proposal under discussion; a disagreement, as the expression of a point of view contrasted with another idea already expressed. Unfortunately, capturing such information using traditional supervised machine learning methods from quality hand-annotated discourse data is costly and time-consuming, and we do not have nearly enough data to train these machine learning models, much less deep learning models. Another problem is that arguably, no amount of data will be sufficient for machine learning models to learn the semantic characteristics of discourse relations without some expert guidance; the data are simply too sparse. Long distance relations, in which an utterance is semantically connected not to the immediately preceding utterance, but to another utterance from further back in the conversation, are particularly difficult and rare, though often central to comprehension. It is therefore necessary to find a more efficient way to retrieve discourse structures from large corpora of multi-party conversations, such as meeting transcripts or chats. This is one goal this thesis achieves. In addition, we not only wanted to design a model that predicts discourse structure for multi-party conversation without requiring large amounts of hand-annotated data, but also to develop an approach that is transparent and explainable so that it can be modified and improved by experts. The method detailed in this thesis achieves this goal as well

Supervision distante pour l'apprentissage de structures discursives dans les conversations multi-locuteurs

The main objective of this thesis is to improve the automatic capture of semantic information with the goal of modeling and understanding human communication. We have advanced the state of the art in discourse parsing, in particular in the retrieval of discourse structure from chat, in order to implement, at the industrial level, tools to help explore conversations. These include the production of automatic summaries, recommendations, dialogue acts detection, identification of decisions, planning and semantic relations between dialogue acts in order to understand dialogues. In multi-party conversations it is important to not only understand the meaning of a participant's utterance and to whom it is addressed, but also the semantic relations that tie it to other utterances in the conversation and give rise to different conversation threads. An answer must be recognized as an answer to a particular question; an argument, as an argument for or against a proposal under discussion; a disagreement, as the expression of a point of view contrasted with another idea already expressed. Unfortunately, capturing such information using traditional supervised machine learning methods from quality hand-annotated discourse data is costly and time-consuming, and we do not have nearly enough data to train these machine learning models, much less deep learning models. Another problem is that arguably, no amount of data will be sufficient for machine learning models to learn the semantic characteristics of discourse relations without some expert guidance; the data are simply too sparse. Long distance relations, in which an utterance is semantically connected not to the immediately preceding utterance, but to another utterance from further back in the conversation, are particularly difficult and rare, though often central to comprehension. It is therefore necessary to find a more efficient way to retrieve discourse structures from large corpora of multi-party conversations, such as meeting transcripts or chats. This is one goal this thesis achieves. In addition, we not only wanted to design a model that predicts discourse structure for multi-party conversation without requiring large amounts of hand-annotated data, but also to develop an approach that is transparent and explainable so that it can be modified and improved by experts. The method detailed in this thesis achieves this goal as well.L'objectif principal de cette thèse est d'améliorer l'inférence automatique pour la modélisation et la compréhension des communications humaines. En particulier, le but est de faciliter considérablement l'analyse du discours afin d'implémenter, au niveau industriel, des outils d'aide à l'exploration des conversations. Il s'agit notamment de la production de résumés automatiques, de recommandations, de la détection des actes de dialogue, de l'identification des décisions, de la planification et des relations sémantiques entre les actes de dialogue afin de comprendre les dialogues. Dans les conversations à plusieurs locuteurs, il est important de comprendre non seulement le sens de l'énoncé d'un locuteur et à qui il s'adresse, mais aussi les relations sémantiques qui le lient aux autres énoncés de la conversation et qui donnent lieu à différents fils de discussion. Une réponse doit être reconnue comme une réponse à une question particulière ; un argument, comme un argument pour ou contre une proposition en cours de discussion ; un désaccord, comme l'expression d'un point de vue contrasté par rapport à une autre idée déjà exprimée. Malheureusement, les données de discours annotées à la main et de qualités sont coûteuses et prennent du temps, et nous sommes loin d'en avoir assez pour entraîner des modèles d'apprentissage automatique traditionnels, et encore moins des modèles d'apprentissage profond. Il est donc nécessaire de trouver un moyen plus efficace d'annoter en structures discursives de grands corpus de conversations multi-locuteurs, tels que les transcriptions de réunions ou les chats. Un autre problème est qu'aucune quantité de données ne sera suffisante pour permettre aux modèles d'apprentissage automatique d'apprendre les caractéristiques sémantiques des relations discursives sans l'aide d'un expert ; les données sont tout simplement trop rares. Les relations de longue distance, dans lesquelles un énoncé est sémantiquement connecté non pas à l'énoncé qui le précède immédiatement, mais à un autre énoncé plus antérieur/tôt dans la conversation, sont particulièrement difficiles et rares, bien que souvent centrales pour la compréhension. Notre objectif dans cette thèse a donc été non seulement de concevoir un modèle qui prédit la structure du discours pour une conversation multipartite sans nécessiter de grandes quantités de données annotées manuellement, mais aussi de développer une approche qui soit transparente et explicable afin qu'elle puisse être modifiée et améliorée par des experts

Supervision distante pour l'apprentissage de structures discursives dans les conversations multi-locuteurs

The main objective of this thesis is to improve the automatic capture of semantic information with the goal of modeling and understanding human communication. We have advanced the state of the art in discourse parsing, in particular in the retrieval of discourse structure from chat, in order to implement, at the industrial level, tools to help explore conversations. These include the production of automatic summaries, recommendations, dialogue acts detection, identification of decisions, planning and semantic relations between dialogue acts in order to understand dialogues. In multi-party conversations it is important to not only understand the meaning of a participant's utterance and to whom it is addressed, but also the semantic relations that tie it to other utterances in the conversation and give rise to different conversation threads. An answer must be recognized as an answer to a particular question; an argument, as an argument for or against a proposal under discussion; a disagreement, as the expression of a point of view contrasted with another idea already expressed. Unfortunately, capturing such information using traditional supervised machine learning methods from quality hand-annotated discourse data is costly and time-consuming, and we do not have nearly enough data to train these machine learning models, much less deep learning models. Another problem is that arguably, no amount of data will be sufficient for machine learning models to learn the semantic characteristics of discourse relations without some expert guidance; the data are simply too sparse. Long distance relations, in which an utterance is semantically connected not to the immediately preceding utterance, but to another utterance from further back in the conversation, are particularly difficult and rare, though often central to comprehension. It is therefore necessary to find a more efficient way to retrieve discourse structures from large corpora of multi-party conversations, such as meeting transcripts or chats. This is one goal this thesis achieves. In addition, we not only wanted to design a model that predicts discourse structure for multi-party conversation without requiring large amounts of hand-annotated data, but also to develop an approach that is transparent and explainable so that it can be modified and improved by experts. The method detailed in this thesis achieves this goal as well.L'objectif principal de cette thèse est d'améliorer l'inférence automatique pour la modélisation et la compréhension des communications humaines. En particulier, le but est de faciliter considérablement l'analyse du discours afin d'implémenter, au niveau industriel, des outils d'aide à l'exploration des conversations. Il s'agit notamment de la production de résumés automatiques, de recommandations, de la détection des actes de dialogue, de l'identification des décisions, de la planification et des relations sémantiques entre les actes de dialogue afin de comprendre les dialogues. Dans les conversations à plusieurs locuteurs, il est important de comprendre non seulement le sens de l'énoncé d'un locuteur et à qui il s'adresse, mais aussi les relations sémantiques qui le lient aux autres énoncés de la conversation et qui donnent lieu à différents fils de discussion. Une réponse doit être reconnue comme une réponse à une question particulière ; un argument, comme un argument pour ou contre une proposition en cours de discussion ; un désaccord, comme l'expression d'un point de vue contrasté par rapport à une autre idée déjà exprimée. Malheureusement, les données de discours annotées à la main et de qualités sont coûteuses et prennent du temps, et nous sommes loin d'en avoir assez pour entraîner des modèles d'apprentissage automatique traditionnels, et encore moins des modèles d'apprentissage profond. Il est donc nécessaire de trouver un moyen plus efficace d'annoter en structures discursives de grands corpus de conversations multi-locuteurs, tels que les transcriptions de réunions ou les chats. Un autre problème est qu'aucune quantité de données ne sera suffisante pour permettre aux modèles d'apprentissage automatique d'apprendre les caractéristiques sémantiques des relations discursives sans l'aide d'un expert ; les données sont tout simplement trop rares. Les relations de longue distance, dans lesquelles un énoncé est sémantiquement connecté non pas à l'énoncé qui le précède immédiatement, mais à un autre énoncé plus antérieur/tôt dans la conversation, sont particulièrement difficiles et rares, bien que souvent centrales pour la compréhension. Notre objectif dans cette thèse a donc été non seulement de concevoir un modèle qui prédit la structure du discours pour une conversation multipartite sans nécessiter de grandes quantités de données annotées manuellement, mais aussi de développer une approche qui soit transparente et explicable afin qu'elle puisse être modifiée et améliorée par des experts

Data Programming for Learning Discourse Structure

International audienceThis paper investigates the advantages and limits of data programming for the task of learning discourse structure. The data programming paradigm implemented in the Snorkel framework allows a user to label training data using expert-composed heuristics, which are then transformed via the "generative step" into probability distributions of the class labels given the training candidates. These results are later generalized using a discrimina-tive model. Snorkel's attractive promise to create a large amount of annotated data from a smaller set of training data by unifying the output of a set of heuristics has yet to be used for computationally difficult tasks, such as that of discourse attachment, in which one must decide where a given discourse unit attaches to other units in a text in order to form a coherent discourse structure. Although approaching this problem using Snorkel requires significant modifications to the structure of the heuristics, we show that weak supervision methods can be more than competitive with classical supervised learning approaches to the attachment problem

Learning Multi-party Discourse Structure Using Weak Supervision

International audienceDiscourse structures provide a way to extract deep semantic information from text, e.g., about relations conveying causal and temporal information and topical organization, which can be gainfully employed in NLP tasks such as summarization, document classification, sentiment analysis. But the task of automatically learning discourse structures is difficult: the relations that make up the structures are very sparse relative to the number of possible semantic connections that could be made between any two segments within a text; furthermore, the existence of a relation between two segments depends not only on “local” features of the segments, but also on “global” contextual information, including which relations have already been instantiated in the text and where. It is natural to try to leverage the power of deep learning methods to learn the complex representations discourse structures require. However, deep learning methods demand a large amount of labeled data, which becomes prohibitively expensive in the case of expertly-annotated discourse corpora. One recent advance in the resolution of this “training data bottleneck”, data programming, allows for the implementation of expert knowledge in weak supervision system for data labeling. In this article, we present the results of our application of the data programming paradigm to the problem of discourse structure learning for multi-party dialogues

Weak Supervision for Learning Discourse Structure

International audienceThis paper provides a detailed comparison of a data programming approach with (i) off-the-shelf, state-of-the-art deep learning architectures that optimize their representations (BERT) and (ii) handcrafted-feature approaches previously used in the discourse analysis literature. We compare these approaches on the task of learning discourse structure for multi-party dialogue. The data programming paradigm offered by the Snorkel framework allows a user to label training data using expert-composed heuristics, which are then transformed via the "generative step" into probability distributions of the class labels given the data. We show that on our task the generative model outperforms both deep learning architectures as well as more traditional ML approaches when learning discourse structure-it even outperforms the combination of deep learning methods and hand-crafted features. We also implement several strategies for "decoding" our generative model output in order to improve our results. We conclude that weak supervision methods hold great promise as a means for creating and improving data sets for discourse structure