A morphological tagger is a computer program that provides complete morphological descriptions of sentences. Morphological taggers find applications in many NLP fields. For example, they can be used as a pre-processing step for syntactic parsers, in information retrieval and machine translation. The task of morphological tagging is closely related to POS tagging but morphological taggers provide more fine-grained morphological information than POS taggers. Therefore, they are often applied to morphologically complex languages, which extensively utilize inflection, derivation and compounding for encoding structural and semantic information. This thesis presents work on data-driven morphological tagging for Finnish and other morphologically complex languages.
There exists a very limited amount of previous work on data-driven morphological tagging for Finnish because of the lack of freely available manually prepared morphologically tagged corpora. The work presented in this thesis is made possible by the recently published Finnish dependency treebanks FinnTreeBank and Turku Dependency Treebank. Additionally, the Finnish open-source morphological analyzer OMorFi is extensively utilized in the experiments presented in the thesis.
The thesis presents methods for improving tagging accuracy, estimation speed and tagging speed in presence of large structured morphological label sets that are typical for morphologically complex languages. More specifically, it presents a novel formulation of generative morphological taggers using weighted finite-state machines and applies finite-state taggers to context sensitive spelling correction of Finnish. The thesis also explores discriminative morphological tagging. It presents structured sub-label dependencies that can be used for improving tagging accuracy. Additionally, the thesis presents a cascaded variant of the averaged perceptron tagger. In presence of large label sets, a cascaded design results in substantial reduction of estimation speed compared to a standard perceptron tagger. Moreover, the thesis explores pruning strategies for perceptron taggers. Finally, the thesis presents the FinnPos toolkit for morphological tagging. FinnPos is an open-source state-of-the-art averaged perceptron tagger implemented by the author.Disambiguoiva morfologinen jäsennin on ohjelma, joka tuottaa yksikäsitteisiä morfologisia kuvauksia virkkeen sanoille. Tällaisia jäsentimiä voidaan hyödyntää monilla kielenkäsittelyn osa-alueilla, esimerkiksi syntaktisen jäsentimen tai konekäännösjärjestelmän esikäsittelyvaiheena. Kieliteknologisena tehtävänä disambiguoiva morfologinen jäsennys muistuttaa perinteistä sanaluokkajäsennystä, mutta se tuottaa hienojakoisempaa morfologista informaatiota kuin perinteinen sanaluokkajäsennin. Tämän takia disambiguoivia morfologisia jäsentimiä hyödynnetäänkin pääsääntöisesti morfologisesti monimutkaisten kielten, kuten suomen kielen, kieliteknologiassa. Tällaisissa kielissä käytetään paljon sananmuodostuskeinoja kuten taivutusta, johtamista ja yhdyssananmuodostusta. Väitöskirjan esittelemä tutkimus liittyy morfologisesti rikkaiden kielten disambiguoivaan morfologiseen jäsentämiseen koneoppimismenetelmin.
Vaikka suomen disambiguoivaa morfologista jäsentämistä on tutkittu aiemmin (esim. Constraint Grammar -formalismin avulla), koneoppimismenetelmiä ei ole aiemmin juurikaan sovellettu. Tämä johtuu siitä että jäsentimen oppimiseen tarvittavia korkealuokkaisia morfologisesti annotoituja korpuksia ei ole ollut avoimesti saatavilla. Tässä väitöskirjassa esitelty tutkimus hyödyntää vastikään julkaistuja suomen kielen dependenssijäsennettyjä FinnTreeBank ja Turku Dependency Treebank korpuksia. Lisäksi tutkimus hyödyntää suomen kielen avointa morfologista OMorFi-jäsennintä.
Väitöskirja esittelee menetelmiä jäsennystarkkuuden parantamiseen ja jäsentimen opetusnopeuden sekä jäsennysnopeuden kasvattamiseen. Väitöskirja esittää uuden tavan rakentaa generatiivisia jäsentimiä hyödyntäen painollisia äärellistilaisia koneita ja soveltaa tällaisia jäsentimiä suomen kielen kontekstisensitiiviseen oikeinkirjoituksentarkistukseen. Lisäksi väitöskirja käsittelee diskriminatiivisia jäsennysmalleja. Se esittelee tapoja hyödyntää morfologisten analyysien osia jäsennystarkkuuden parantamiseen. Lisäksi se esittää kaskadimallin, jonka avulla jäsentimen opetusaika lyhenee huomattavasi. Väitöskirja esittää myös tapoja jäsenninmallien pienentämiseen. Lopuksi esitellään FinnPos, joka on kirjoittaman toteuttama avoimen lähdekoodin työkalu disambiguoivien morfologisten jäsentimien opettamiseen
