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数理言語情報論　第 5 回

数理言語情報学研究室　講師　二宮　崇

2009 年 11 月 4 日

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HPSG (HEAD-DRIVEN PHRASE STRUCTURE GRAMMAR, 主辞駆動句構造文法 )

今日の講義の予定

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HPSG: 導入

Head-driven Phrase Structure Grammar (Pollard & Sag 1985, 1994)主辞が中心的な役割を果たす文法枠組辞書の情報を増やすことにより、句構造規則

をできる限り減らす辞書指向素性構造、単一化に基づく単一化文法の一つ

ここでは Pollard & Sag (1994) Head-driven Phrase Structure Grammar, University of Chicago Press に基づいて解説

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HPSG: 導入

主辞句構造の中心的役割を果たす語・句のこと例：「美しい花」→「花」例：「彼は美しい花を見た」→「見た」直感的には、最も重要そうな要素、他に修飾

先がない要素のことを指すと考えればとりあえず差し支えない

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HPSG: 導入

語彙化文法CFG では些細な方針変更の結果、ほとんどの句

構造規則を書きなおさなくてはいけなくなってしまったり、、、

例： S → NP VP, VP → V NP とあったとき、主語のNP と目的語の NP はどのような名詞がくるのか、その分布が異なるので、 NP-SUBJ と NP-OBJ にわけたい。しかし、そうすると、 NP→N,... とある規則も全て書き直し。しかも、 N→”taro“ などの規則も二重に書かなくてはいけない！

単語ごとに例外的、固有の振舞いが多い結果、単語を付与した非終端記号になり、そのための

句構造規則を追加しなくてはいけない

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HPSG: 用語 (1) 補語 (complement): 英語でならった SVOC の C のこと

じゃなくて、主辞がとることができる句、単語のこと。つまり、 SVOC の表記なら、主辞は V になって、残りのS,O,C が補語ということになる。

下位範疇化 (subcategorization): 主辞が補語と結合して、より大きな句を作ること。例えば、動詞は、目的語をとって動詞句になるようなこと。

主格 (nominative): ひらたくいえば SVOC の S である。 対格 (accusative): ひらたくいえば SVOC の O である。 指定部 (specifier): countable な単数の名詞が手前にもつ

べき単語、句。例えば、 dog は dog の前に theや、 a 、 my 、 their といった単語がこないと非文になる。そういう the や a のことを指定部という。

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HPSG: 用語 (2) N: 名詞 (noun) のこと V: 動詞 (verb) のこと A: 形容詞 (adjective) のこと P: 前置詞 (preposition) のこと S: 文 (sentence) のこと NP: 名詞句 (noun phrase) のこと VP: 動詞句 (verb phrase) のこと AP: 形容詞句 (adjective phrase) のこと PP: 前置詞句 (prepositional phrase) のこと

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HPSG: 用語 (3) 素性

PHON: 音韻 (phonology) をあらわす素性。文にあらわれる単語そのものと思えばよい。

SYNSEM: syntax and semantics のこと。 HPSG は昔、 SYN という素性と SEM という素性に別れていましたが、最近はこれがくっついて SYNSEM という一つの素性になりました。

NONLOCAL: 文中において遠い関係をあらわす情報を格納する。例えば、英語において book which I read という名詞句があったとき、この book というのは I read の目的語になるわけですが、この book と I read の目的語が入るべき位置とはちょっと遠い関係にある。こういう関係の情報を格納する素性。

LOCAL: NONLOCAL に対して、比較的、局所的な情報を格納しているが、基本的にはここには単語、句に関する全ての情報が書かれていて、 NONLOCAL を通して単語の情報が遠いところにまで輸出される、と考えるとよいだろう。

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HPSG: 用語 (4) 素性

CATEGORY: CAT とよく省略して書かれる。これは日本語では範疇と呼ばれている。この素性に属する素性構造によって、格、時制、相、法、態、定不定、可算不可算などの情報が記述される。 CFG でいうところの非終端記号を表している素性構造と思えばよい。

CONTENT: いわゆるセマンティックスが入るところ。それに加えて統語的な人称、数、性が入る。

HEAD: 主辞に関する情報が入っている素性。重要な役割を果たす素性です。

DTRS: daughters の略。言語学においては何故かノードの親子関係を「 parent, child 」と呼ばず、「 mother, daughter 」と呼ぶ。ここに属する値としては HEAD_DTR とかSUBJ_DTR といった素性をもつ素性構造があり、ここに子供の素性構造を格納することにより、構文木を記述する

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HPSG: 用語 (5)選択素性

どのような補語をとるかVALENCE:SUBJ: 主語のリストVALENCE:COMPS: 目的語のリストVALENCE:SPR: 指定部のリスト

どのような句を修飾するかMOD: 修飾先の句

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HPSG: 辞書項目

辞書項目“ she” に対する素性構造

word synsem local

she

PHON:

SYNSEM:

LOCAL:

consnil

HD:

TL:

catCAT:

noun

nomCASE:

HEAD:

valence

nil

nil

nil

SUBJ:

COMPS:

SPR:VALENCE:

context

CONTEXT:

ppro

CONTENT:

nil

RESTR:

ref

INDEX: fem

sing

3rd

NUM:

PERS:

GEND:

cons

BACKGROUND:

nilTL:

psoa

femaleRELN:

HD:

INSTANCE:

12

HPSG: 辞書項目

“she” に対応する素性構造 (AVM 表記 )wordPHON: <she>

SYNSEM:

synsem

LOCAL:

1

1

local

CAT:

CONTENT:

CONTEXT:

catHEAD:

VALENCE:

nounCASE: nom

valenceSUBJ:<>COMPS:<>SPR:<>

ppro

INDEX:

RESTR: <>

refPER: 3rdNUM: singGEND: fem

contextBACKGR: < >

psoaRELN: femaleINST:

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型階層 : 基本的で特殊な型

ブーリアン、整数、実数、文字列

⊥(ボトム )

boolean

+ - integer

0 1 2-1... ...float

string

0.1 1.0-3.1... ...

“aa” “aab”“a”... ...

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型階層：リスト

リストの表記

リスト表記の例

⊥(ボトム )

list

consHD:⊥TL:list nil

cons cons consTL: TL:

nilTL:

a

HD:

b

HD:

c

HD:

<a, b, c>

<a|<b|<c|<>>>

<a, b|<c>>

nil <>

cons <x|y>TL:

HD:

y

<x1, x2,..., xn><x1|<x2|,...,<xn|<>>...>>

x

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型階層 : 句構造まわり

⊥

object

con-struc

signPHON: listSYNSEM: synsemQSTORE: setRETRIEVED: list

wordphrase

DTRS: con-struc

head-strucHEAD-DTR: signNON-HEAD-DTR: sign

coord-strucCONJ: signCONJ-DTR: sign

head-comp-struchead-adj-struc

head-filler-struc

head-mark-struchead-subj-struc

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型階層 : 句構造内部

⊥

object

mod-synsem

localCAT: catCONT: contentCONX: context nonlocal

TO-BIND: nonlocal1INHERITED: nonlocal1

nonlocal1SLASH: setREL: setQUE: set

synsemLOCAL: localNONLOCAL: nonlocal

none

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型階層 : 統語 (1/2)

object

catHEAD: headVALENCE: valMARKING: marking

head

markingval

SUBJ: listCOMPS: listSPR: list

unmarkedmarkedsubstPRD: boolMOD: mod-synsem

funcSPEC:synsem

mark det

nounCASE: case

verbVFORM: vformAUX: boolINV: bool

adj

prepPFORM:pform

reltvzrcom

pconj

that for

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型階層 : 統語 (2/2)

object

casevform pform

psp(past participle)

finnom acc

ger

inf base

prp(present participle)

pas(passive participle)

to ...of

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型階層 : 意味 (1/2)

object

contentBACKGROUND: setCONTEXTUAL-INDICES: c-inds

quantDET: semdetRESTIND: npropsoa

nom-objINDEX: indexRESTR: set

npro pron

anappro

refl recp

semdet

forall exists the

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型階層 : 意味 (2/2)

object

indexPERSON: personNUMBER: numberGENDER: gender

2nd

person

1st 3rd

number

sing plugender

masc fem neutref there it

21

略記 : 名詞句

NP[ ] [ , , ]

synsem

LOCAL:

j

local

CAT:

CONTENT:

catHEAD:

VALENCE:

valenceSUBJ:<>COMPS:<>SPR:<>

nom-obj

INDEX:

nounCASE: i

indexPERSON:NUMBER:GENDER:

lk

ji lk m

m

22

略記 : 文

S[ , AUX, INV]synsem

LOCAL:

l

local

CAT:

CONTENT:

cat

HEAD:

VALENCE:valenceSUBJ:<>COMPS:<>SPR:<>

verbVFORM:: AUX:INV:

ij

k

i lj k

23

略記 : 動詞句

VP[ , AUX, INV]synsem

LOCAL:

l

local

CAT:

CONTENT:

cat

HEAD:

VALENCE:valenceSUBJ:<synsem>COMPS:<>SPR:<>

verbVFORM:: AUX:INV:

ij

k

i lj k

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HPSG を構成する要素

文法型階層語彙項目 (Lexical Entry)句構造規則 (Schema, 句構造の親子間の形）プリンシプル (Principle, 句構造の親子間の制約のこと )

語彙規則 (Lexical Rules)木構造

スキーマを再帰的に適用することによって導出される構造

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語彙項目

自動詞の例”walks”synsem

LOCAL:

1

local

CAT:

CONTENT:

catHEAD:

VALENCE:

valenceSUBJ:<NP[nom] [3rd, sing]>COMPS:<>SPR:<>

verbVFORM: fin

1

RELN: walkWALKER:

26

語彙項目

他動詞の例” sees”synsem

LOCAL:

1

local

CAT:

CONTENT:

catHEAD:

VALENCE:

valenceSUBJ:<NP[nom] [3rd, sing]>

COMPS:<NP[acc] >SPR:<>

verbVFORM: fin

1

RELN: seeSEER:SEEN: 2

2

27

語彙項目

ditransitive verb の例” gives”synsem

LOCAL:

1

local

CAT:

CONTENT:

catHEAD:

VALENCE:

valenceSUBJ:<NP[nom] [3rd, sing]>

COMPS:<NP[acc] ,NP[acc] >SPR:<>

verbVFORM: fin

1

RELN: giveGIVER:GIVEN::GIFT:

2

2 3

3

28

略記 : 句構造と木構造

左が主辞の場合

右が主辞の場合

phraseSYNSEM:

DTRS: head-strucHEAD-DTR:NON-HEAD-DTR:

1

23

HEAD NON-HEAD

1

2 3

HEADNON-HEAD

1

23

29

句構造規則 ( スキーマ 1)HEAD-COMPLEMENT-SCHEMA

VAL:SUBJ: COMPS: < | >SPR:

2 31

4 2

SUBJ: COMPS:SPR:

31

4

HEAD COMP

VAL:

30

句構造規則 (2)HEAD-SUBJECT-SCHEMA

VAL:SUBJ: < >COMPS:SPR:

1

SUBJ:<>COMPS:SPR:

VAL:

HEADSUBJ

32

1

32

he gives her a present

NPNPNP[3rd, sing]

PHON: <gives>

VAL:SUBJ: <NP[nom][3rd, sing]>COMPS: <NP[acc], NP[acc]>SPR: <>

he gives her a present

NPNP[acc]NP[3rd, sing]

PHON: <gives>

VAL:SUBJ: < >COMPS: < , >SPR: <>

PHON: <gives, her>

VAL:SUBJ:< NP[nom]>COMPS:< NP[acc]>SPR:<>

22 3

13

1

he gives her a present

NP[acc]NP[acc]NP[3rd, sing]

PHON: <gives>

VAL:SUBJ: < >COMPS: < , >SPR: <>

PHON: <gives, her>

VAL:SUBJ:< >COMPS:< >SPR:<>

22 3

1

PHON: <gives, her, a present>

VAL:SUBJ: < NP[nom]>COMPS: <>SPR:<>

3

1

3

1

he gives her a present

NP[acc]NP[acc]NP[nom][3rd, sing]

PHON: <gives>

VAL:SUBJ: < >COMPS: < , >SPR: <>

PHON: <gives, her>

VAL:SUBJ:< >COMPS:< >SPR:<>

22 3

1

PHON: <gives, her, a present>

VAL:SUBJ: < >COMPS: <>SPR:<>

3

1

3

PHON: <he, gives, her, a present>

VAL:SUBJ: <>COMPS: <>SPR: <>

1

1

どのようにして句構造規則を適用するか？

親＝ ( 句構造規則 )⊔(娘を DTRS: にいれた構造 ) gives と her を DTRS: にいれた構造

catHEAD:

VALENCE:

valenceSUBJ:<NP[nom] [3rd, sing]>

COMPS:<NP[acc] ,NP[acc] >SPR:<>

verbVFORM: fin

1

2 3

wordPHON: “gives”

SS:LOC:CAT:

nounCASE: acc

wordPHON: “her”SS:LOC:CAT:HEAD:

HEAD-DTR:

NON-HEAD-DTR:

DTRS:

36

どのようにして句構造規則を適用するか？

gives her

NP[acc]

PHON: <gives>

VAL:SUBJ: <NP[nom]>COMPS: <NP[acc],NP[acc]>SPR: <>

VAL:SUBJ: COMPS: < | >SPR: 2 3

1

4 2

SUBJ: COMPS:SPR:

31

4

HEAD COMP

VAL:句構造規則

左娘 右娘

37

どのようにして句構造規則を適用するか？

gives her

NP[acc]

PHON: <gives>

VAL:SUBJ: <NP[nom]>COMPS: <NP[acc],NP[acc]>SPR: <>

VAL:SUBJ: COMPS: < | >SPR:

2 31

4 2

SUBJ: COMPS:SPR:

31

4

HEAD COMP

VAL:句構造規則

左娘 右娘

単一化

38

どのようにして句構造規則を適用するか？

gives her

PHON: <gives>

VAL:SUBJ: COMPS: < | >SPR:

VAL:SUBJ: COMPS: < | >SPR:

31

4 2

SUBJ: NP[nom] COMPS: <NP[acc]>SPR: <>

31

4

HEAD COMP

VAL:句構造規則

左娘右娘

単一化 NP[acc]

2

12

2

4

132

39

どのようにして句構造規則を適用するか？

gives she

NP[nom]

PHON: <gives>

VAL:SUBJ: <NP[nom]>COMPS: <NP[acc],NP[acc]>SPR: <>

VAL:SUBJ: COMPS: < | >SPR: 2 3

1

4 2

SUBJ: COMPS:SPR:

31

4

HEAD COMP

VAL:

左娘 右娘

40

修飾句の句構造規則

主語や目的語の数は決まっているけど、修飾句をいくつとるのかは主辞からはわからない

I found a pretty red and brown hair blue eye girl.

41

句構造規則 ( スキーマ 3, 4) HEAD-MODIFIER

SCHEMA (LEFT) HEAD-MODIFIER

SCHEMA (RIGHT)

HEAD:MOD: 1 1

LMOD HEAD

HEAD:MOD: 11

RMODHEAD

42

プリンシプル

句構造の親子間の制約の集合HEAD FEATURE PRINCIPLE

1

HEAD NON-HEAD

SYNSEM:LOCAL:CAT:HEAD:

SYNSEM:LOCAL:CAT:HEAD:

1

⊥

43

プリンシプル

句構造の親子間の制約の集合PHONOLOGY PRINCIPLE

1

HEAD NON-HEAD

PHON:

PHON:

1 ⊕２

2PHON:

44

プリンシプル

句構造の親子間の制約の集合NONLOC FEATURE PRINCIPLE

HEAD NON-HEAD

SYNSEM:NONLOCAL: 1 ⊕２3 ⊕ 4

5 ⊕ 6

QUE:

REL:

SLASH:

SYNSEM:NONLOCAL: 13

5

QUE:

REL:

SLASH:

SYNSEM:NONLOCAL: ２4

6

QUE:

REL:

SLASH:

45

プリンシプル (HPSG の本の中 )親子間の制約

プリンシプル１∧プリンシプル２∧プリンシプル３∧…

実は、句構造規則もプリンシプルの一つID-SCHEMA

PRINCIPLE=SCHEMA1∨SCHEMA2∨SCHEMA3 ∨...

主に、情報を下から上にあげるための規則群と考えればよい

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プリンシプル (実装 )プリンシプルをモジュールとして用意

プリンシプル１プリンシプル２プリンシプル３…

句構造規則に対し、プリンシプルをモジュールとして使ったり使わなかったりしている。親子 =(S1∧P1∧P2)∨(S2∧P2∧P3∧P4)∨(S3

∧P1∧P2∧P4)∨...

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語彙継承と語彙規則(c.f. Shieber: An Introduction to Unification-

Based Approaches to Grammar, 1986) 語彙化

従来の単一化文法で与えられていた規則性の多くを語彙継承と語彙テンプレートに還元、体系化

語彙継承 (Lexical Inheritance) 語彙項目と語彙テンプレートの包摂関係 例 ) “sees” の語彙項目は、 3 人称単数の語彙テンプレートと他動

詞の語彙テンプレートを継承（= 単一化 ) することにより得られる

語彙規則 (Lexical Rule) 素性構造の包摂関係で記述できない語彙項目の関係を変形により

与える 例 ) 受身、疑問形、関係節の動詞

語彙項目を楽に記述する手法とも考えられる

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語彙継承 (Lexical Inheritance)

語彙テンプレートの単一化により語彙項目を生成

verb

main-verb 3rd-person singular

Transitive Intransitive 3rd-sing

walkseats

finite

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語彙規則 (Lexical Rule) 素性構造の包摂関係で記述できない語彙項目の

関係を変形により与える

give

givesgiving

given (受動態 )

関係節の中のgive

関係節の中のgiving

現在分詞のgiving

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語彙規則 : 疑問文

Subject-Auxiliary Inversion Lexical Rule

LOCAL:CAT:SUBJ:< N[nom]>COMPS:

1２HEAD: verb[+AUX, -INV, fin]

VAL:

LOCAL:CAT:SUBJ: <>COMPS:< | >1 ２

HEAD: verb[+AUX, +INV, fin]

VAL:

51

語彙規則 : 疑問文

Subject-Auxiliary Inversion Lexical Ruleの例 PHON: “can”

LOCAL:CAT:SUBJ:< N[nom]>COMPS: <V[bse, SUBJ< >>

1

HEAD: verb[+AUX, -INV, fin]

VAL:

PHON: “can”

LOCAL:CAT:SUBJ: <>COMPS:< N[nom], V[bse, SUBJ< >>1

HEAD: verb[+AUX, +INV, fin]

VAL:

1

1

Kim can go.

Can Kim go?

52

語彙規則 : 関係節

Complement Extraction Lexical RuleLOCAL:CAT:VAL:

NONLOCAL:SLASH:

SUBJ:COMPS: < | >SPR:

LOCAL:CAT:VAL:

NONLOCAL:SLASH:{ } ∪

SUBJ:COMPS:SPR:

12

13

3

2

4

4

5

5

53

語彙規則 : 関係節

Complement Extraction Lexical Ruleの例 PHON: “gives”

LOCAL:CAT:VAL:

NONLOCAL:SLASH: <>

SUBJ: <NP[nom]>COMPS: < NP[acc], NP[acc]>SPR: <>

PHON: “gives”

LOCAL:CAT:VAL:

NONLOCAL:SLASH: < >

SUBJ:<NP[nom]>COMPS:<NP[acc]>SPR: <>

1

1

54

関係節の解析

which

Iknow

you

gave Kim

VAL:

SLASH: < >

SUBJ:<NP[nom]>COMPS:<NP[acc]>SPR: <>

SUBJ: <NP[nom]>SLASH: < >

SLASH: < >

...1

1

1

1

HEAD

SUBJ

HEADSUBJ

HEAD

HEAD

FILLER

SLASH: <>

55

句構造規則 (5)HEAD-FILLER SCHEMA

SYNSEM:NONLOCAL:SLASH: < >

HEADFILLER

1 1

SYNSEM:NONLOCAL:SLASH: <>

56

句構造規則 (6)HEAD-RELATIVE SCHEMA

SYNSEM:NONLOCAL:REL: < >

RELHEAD

1 1

SYNSEM:NONLOCAL:REL: <>

57

関係節の解析

which

you

gave

KimVAL:

SLASH: < >

SUBJ:<NP[nom]>COMPS:<NP[acc]>SPR: <>

SUBJ: <NP[nom]>SLASH: < >

1

1

1

HEAD

SUBJ

HEAD

HEADFILLER

REL: < >SLASH: <>

books

REL

HEAD

REL: < >2

2

SLASH: < >1

2 NP

REL: <>SLASH: <>

58

句構造規則 (7): 関係節の解析にさらに必要なルール

EMPTY-FILLER SCHEMA

SYNSEM:NONLOCAL:SLASH: <SYNSEM:NONLOCAL:REL: >

EMPTY-FILLER

SYNSEM:NONLOCAL:

He bought the book I read yesterday.のように、関係詞が省略されるケースがある

REL: < >SLASH: <>

1

1

59

まとめ

HPSG次回は、 11/11(水 ) 16:30～ 確率付

CFG講義資料

http://www.r.dl.itc.u-tokyo.ac.jp/~ninomi/mistH21w/cl/