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リンク文法（LG）は、デイビー・テンパリーとダニエル・スレイターによる統語論であり、句構造階層の構成要素を構築するのではなく、単語のペア間の関係を構築する。リンク文法は依存文法に似ているが、依存文法には主辞依存関係が含まれるのに対し、リンク文法では主辞依存関係はオプションである（リンクは方向を示す必要がない）。[1] カラー多面リンク文法（CMLG）は、LGを拡張したもので、単語のペア間の交差関係を許可している。[2]単語間の関係はリンクタイプで示されるため、リンク文法は特定のカテゴリ文法と密接に関連している。
たとえば、英語のような主語-動詞-目的語の言語では、動詞は主語のリンクを形成するために左に、目的語のリンクを形成するために右に見えます。名詞は、主語のリンクを完成させるために右に、目的語のリンクを完成させるために左に見えます。
ペルシア語のような主語-目的語-動詞の言語では、動詞は目的語のリンクを形成するために左を向き、主語のリンクを形成するためにさらに左を向きます。名詞は主語と目的語の両方のリンクを右に向きます。
概要
連結文法は、カテナに似た形式で文中の単語を連結する。連結文法や伝統的な依存関係文法とは異なり、主辞の依存関係のマーク付けはほとんどの言語ではオプションであり、自由語順言語（トルコ語、[3] [より適切な情報源が必要] フィンランド語、ハンガリー語など）でのみ必須となる。つまり、英語では、主語と動詞の関係は「明白」であり、主語はほとんどの場合動詞の左側にあるため、依存関係を具体的に示す必要はない。主語と動詞の倒置の場合は、明確な連結タイプが用いられる。自由語順言語ではこれは当てはまらず、主語と動詞の間のリンクには、2つの単語のどちらがどちらであるかを示す明示的な方向矢印を含める必要がある。
リンク文法は、単語間の循環関係を許容する点でも従来の依存文法とは異なります。したがって、たとえば、文の主語である動詞と主語の両方を示すリンク、および主語と動詞の間のリンクが存在する可能性があります。したがって、これら 3 つのリンクはサイクル (この場合は三角形) を形成します。サイクルは、あいまいな解析を制限するのに役立ちます。サイクルは、文の許容される解析のセットを「引き締める」のに役立ちます。
例えば、解析では
+---->ウェストバージニア--->+
+--Wd--+-Ss-+--Pa--+
| | | |
左壁 彼は速く走る
LEFT-WALL は文の始まり、またはルート ノードを示します。方向のあるWVリンク (矢印付き) は文の主語動詞を指しています。これは Wall-Verb リンクです。[4] Wd リンク (ここでは矢印なしで描かれています) は文の主語名詞 (主語) を示します。リンク タイプWdは、壁 (W) に接続していることと、文が平叙文 (小文字の "d" サブタイプ) であることを示しています。[5] Ssリンクは主語と動詞の関係を示します。小文字の "s" は主語が単数であることを示します。[ 6] WV、Wd、および Ss は循環リンクであることに注意してください。Pa リンクは動詞を補語に接続します。小文字の "a" は、この場合は述語形容詞であることを示します。 [7]
解析アルゴリズム
構文解析は、パズルのピース（個々の単語を表す）からジグソーパズル（構文解析された文を表す）を組み立てることに似ています。 [8] [9]言語は辞書または語彙 集によって表されます。辞書は単語と、各単語が取り得る「ジグソーパズルの形状」の集合で構成されます。形状は、リンクタイプの「コネクタ」と、右または左を示す方向指示器+または-によって示されます。したがって、たとえば他動詞にはコネクタS- および O+ があり、これは動詞が左側（「- 」）に主語（「 S 」）接続を形成でき、右側（「 + 」 ）に目的語（「O 」）接続を形成できることを示します。同様に、普通名詞にはコネクタD- および S+ があり、これは左側の限定詞（「 D- 」）に接続でき、右側の動詞（「 S+ 」 ）に接続すると主語として機能することを示します。解析の行為は、S+コネクタがS-コネクタに接続できることを識別し、2 つの単語の間に「S」リンクを形成することです。すべてのコネクタが接続されると、解析が完了します。
与えられた単語には、数十、あるいは数百のパズルの形（「分離語」と呼ばれる）が許されることがあります。たとえば、多くの動詞は任意で他動詞になる可能性があり、そのためO+接続詞は任意になります。そのような動詞は、本来任意である副詞修飾語（E接続詞）を取ることもできます。より複雑な動詞には、間接目的語、または助詞や前置詞用の接続詞が追加されることがあります。したがって、構文解析の一部には、単語に対して 1 つの一意の分離語を選択することも含まれます。最終的な構文解析では、その分離語のすべての接続詞を満たす（接続する）必要があります。 [10]
依存
コネクタにはヘッド依存インジケータhとdが含まれる場合もあります。この場合、ヘッドインジケータを含むコネクタは、従属インジケータを含むコネクタ（またはhdインジケータのないコネクタ）にのみ接続できます。これらのインジケータが使用される場合、リンクはリンク方向を示す矢印で装飾されます。[9]
最近の拡張機能により、リトアニア語など、語順にほとんどまたはまったく制約のない言語の接続詞の仕様が簡素化されました。連結形態論を持つ言語のサポートを容易にする拡張機能もあります。
平面性
構文解析アルゴリズムでは、最終的なグラフが平面グラフであること、つまりリンクが交差しないことも要求されます。[9]この制約は、ほとんどの言語では、ほぼすべての状況で依存関係リンクが実際には交差しないという経験的な心理言語学的証拠に基づいています。[11] [12]まれに例外があり、たとえばフィンランド語や英語でも例外があります。これらの状況を捉えるには、より複雑で選択的なコネクタタイプを導入することによってのみ、リンク文法で解析できます。
コストと選択
コネクタにはオプションの浮動小数点コスト マークアップが設定できるため、コネクタによっては他のものより「安価」に使用できるものもあり、特定のパースが他のものより優先されます。[9] つまり、パースの総コストは、使用されたコネクタの個々のコストの合計です。最も安価なパースは、最も可能性の高いパースを示します。これは、複数のあいまいなパースのパース ランキングに使用されます。コストはコネクタにローカルであり、アルゴリズムのグローバル プロパティではないため、本質的にマルコフ的です。[13] [14] [15] [16] [17] [18]
リンクに対数尤度を割り当てることで、リンク文法は述語-項関係の意味選択を実装できます。つまり、構文的には有効であっても、特定の構造は極めてありそうにありません。このように、リンク文法は演算子文法に存在するアイデアの一部を具体化しています。
コストは加算的であるため、確率の対数のように動作します (対数尤度は加算的であるため)。または、同等に、エントロピーのように動作します (エントロピーは加算的であるため)。リンク コストはマルコフ ネットワークまたはベイジアン ネットワークのリンクの重みに対応するため、リンク文法は隠れマルコフ モデルやビタビ アルゴリズムなどの機械学習手法と互換性があります。
型理論
リンク文法のリンク型は、型理論の意味での型であると理解できる。[9] [19] 実際には、リンク文法は、前群文法などの特定の（非対称な）コンパクトな閉カテゴリの内部言語をモデル化するために使用できる。この意味で、リンク文法は、いくつかのカテゴリ文法と同型または準同型であるように見える。したがって、たとえば、カテゴリ文法では、名詞句「不良少年」は次のように記述される。
一方、リンク文法における対応する選言は
：D+; 悪い: A+; 男の子: D- & A-;
ランベック計算の縮約規則 (推論規則) は、リンク文法のコネクタの接続にマッピングできます。+と- の方向指示子は、カテゴリ文法のスラッシュとバックスラッシュに対応します。最後に、1 文字の名前AとD は、より冗長な型NP/Nなど のラベルまたは「読みやすい」記憶名として理解できます。
ここでの主な違いは、カテゴリ文法には、スラッシュとバックスラッシュの2 つの型コンストラクタがあり、これらを使用して基本型 ( NPやNなど) から新しい型 ( NP/Nなど) を作成できることです。リンク文法では、型コンストラクタの使用を省略し、代わりに、コンパクトで覚えやすいニーモニックを持つ、はるかに大きな基本型セットを定義することを選択します。
例
例1
SVO 言語の基本的なルール ファイルは次のようになります。
<決定詞> D+;
<名詞-主語> {D−} & S+;
<名詞-目的語> {D−} & O−;
<動詞> S− & {O+};
したがって、英語の文「少年は絵を描いた」は次のようになります。
+-----O-----+ +-D-+--S--+ +--D--+ | | | | | 少年は絵を描いた
中国語にも同様の解釈が当てはまる。[20]
例2
逆に、ヌル サブジェクトSOV 言語のルール ファイルは、次のリンクで構成される場合があります。
<名詞-主語> S+;
<名詞-目的語> O+;
<動詞> {O−} と {S−};
そして、簡単なペルシア語の文、man nAn xordam (من نان خوردم) 「パンを食べました」は次のようになります: [21] [22] [23]
+-----S-----+ | +--O--+ | | | マンナン・ソルダム
アラビア語などでは、VSO順も同様に対応できます。[24]
例3（形態学）
連結形態論を持つ多くの言語では、語幹は文法的役割を果たさず、文法は接尾辞によって決定される。例えば、ロシア語では、「вверху плыли редкие облачка」という文は次のように構文解析される。[25] [26]
+-------------Wd------------+---------------SIp---------------+
| +----------EI------+ +----------アピ------+
| | +--LLCZD-+ +-LLAQZ+ +--LLCAO-+
| | | | | | | |
左壁 вверху.e плы.= =ли.vnndpp ре.= =дкие.api облачк.= =а.ndnpi
'.vnndpp' などの下付き文字は、文法カテゴリを示すために使用されます。基本リンクである Wd、EI、SIp、Api は接尾辞を結び付けます。原則として、文の構造を変えずに他の語幹をここに出現させることができます。Api リンクは形容詞を示します。SIp は主語と動詞の倒置を示します。EI は修飾語です。Wd リンクは主語名詞を示すために使用されます。この文では主語動詞は示されていません。LLXXX リンクは語幹を接尾辞に結び付けるためだけに使用されます。
例4（音韻論）
リンク文法は、隣接する単語間の音韻的一致を示すこともできます。例:
+---------本文---------+
+------>WV------>+ +------Ds**x-----+
+----Wd---+-Ss*b-+ +--PHv-+----A----+
| | | | | |
左壁 that.jp is.v an abstract.a concept.n
ここで、コネクタ「PH」は、「abstract」という単語の前に現れる限定詞を制限するために使用されています。これにより、この文で限定詞「a」を使用することが事実上ブロックされ（コストがかかり）、その一方で「an」へのリンクは安価になります。その他のリンクは、前の例とほぼ同じです。S は主語、O は目的語、D は限定詞を表します。「WV」リンクは主語動詞を示し、「W」リンクは主語名詞を示します。大文字のリンク タイプの後に続く小文字は、タイプを絞り込むために使用されます。たとえば、Ds は単数名詞にのみ接続でき、Ss は単数主語にのみ、Os は単数目的語に接続できます。PHv の小文字の v は「母音」を示し、Wd の小文字の d は平叙文を示します。
例5（ベトナム語）
ベトナム語の文「Bữa tiệc hôm qua là một thành công lớn」-「昨日のパーティーは大成功でした」は次のように解析できます: [27]
実装
| 開発者 | オープンコグ |
|---|---|
| 初回リリース | 1991年10月[1] |
| 安定版リリース | 5.12.5 / 2024年5月31日[28] [29] |
| リポジトリ |
|
| 書かれた | C++ ; 元々はC |
| オペレーティング·システム | クロスプラットフォーム |
| プラットフォーム | GNU |
| タイプ | NLP |
| ライセンス | LGPLv2 |
| Webサイト | opencog.github.io/link-grammar-website/ |
リンク文法構文パーサーは、 C言語で書かれた自然言語処理用のライブラリです。LGPLライセンスの下で利用可能です。パーサー[30]は現在もプロジェクトが進行中です。最近のバージョンには、文の範囲拡大、ロシア語、ペルシャ語、アラビア語のサポート、ドイツ語、ヘブライ語、リトアニア語、ベトナム語、トルコ語のプロトタイプ、Python、Java、Common LISP、AutoIt、OCaml用のプログラミングAPI、およびPerl、[31] Ruby [32] JavaScript node.js用のサードパーティバインディングが含まれています。[33]
現在進行中の主要な取り組みは、教師なし学習アルゴリズムを使用して新しい言語の文法と形態論を学習するプロジェクトです。[34] [35]
リンクパーサープログラムは、英語のルールや単語リストとともに、標準的なLinuxディストリビューション（例えばDebianパッケージ）に含まれていますが、その多くは何年も古くなっています。[36]
アプリケーション
フリーワードプロセッサであるAbiWord [30]は、リンク文法を使用してオンザフライで文法チェックを行います。どこにもリンクできない単語には緑色の下線が引かれます。
リンク文法ライブラリの上に階層化された意味関係抽出器RelEx [37]は、文中の単語間の意味関係を明示的にすることで依存関係文法出力を生成します。その出力は、意味テキスト理論のSSyntRとDSyntRの間のレベルに分類できます。また、フレーミング/グラウンディング、アナフォラ解決、見出し語識別、語彙チャンキング、品詞識別、エンティティ、日付、お金、性別などのタグ付けも提供します。スタンフォードパーサー[38]およびペンツリーバンク[39]互換のPOSタグ付けと互換性のある依存関係出力を生成する互換モードが含まれています。
リンク文法は、生物医学テキスト[40] [41]やニュース記事に記載されている出来事[42]の情報抽出にも利用されているほか、英語からドイツ語、トルコ語、インドネシア語[43]、ペルシア語[44] [45]への実験的な機械翻訳システムにも利用されている。
リンク文法リンク辞書は、3つの異なる自然言語生成システム（NLGen、[46]、 NLGen2 [47]、microplanner/surreal [48]）の構文の正しさを生成および検証するために使用されます。また、 OpenCog AIプロジェクトのNLPパイプラインの一部としても使用されます。
注記
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- ^ Wリンクタイプ
- ^ Sリンクタイプ
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外部リンク
Scholia にはLink grammarのトピックプロファイルがあります。
- オリジナルの Link Grammar ホームページ (現在のプロジェクトに置き換えられました)
- オンライン英語デモ (古い、時代遅れのバージョンです。このバージョン以降、多くのバグが修正されています。)
- BioLG は、生物医学分野向けに適応されたリンク文法パーサーの修正版です (BioLG の機能強化の多くは、メインのリンク文法ディストリビューションに組み入れられていますが、すべてではありません)。
- Link Grammar と Python を使用した文章の解析 (PyCon 2012 の Jeff Elmore 氏)
言語拡張
- アラビア語リンク文法拡張 (ソース パッケージ)
- ペルシャ語リンク文法拡張
- オンラインペルシャ語デモ
- ロシア語リンク文法のデモンストレーション