自然语言处理——8.2 功能合一文法(Function Unif

作者: SpareNoEfforts | 来源:发表于2018-10-09 10:04 被阅读51次

提出起因

Chomsky 短语结构语法生成能力太强，产生许多不符合语法或有歧义的句子；
标记十分简单，分析能力有限，难以反映自然语言的复杂特性。

FUG 对短语结构语法的改进

采用复杂特征集来描述词、句法规则、语义信息，以及句子的结构功能。
试图以单一形式的结构模式来描述特征组合、功能分配、词条和组成成分的顺序，以达到对句子的完全功能描述。
采用合一运算对复杂特征集进行运算。

复杂特征集

1. 复杂特征集功能描述的定义

设 $\alpha$ 为一个功能描述 $FD$ (Functional Description)，当且仅当 $\alpha$ 可以表示为：
$\left( {\begin{array}{*{20}{c}} {{f_1} = {v_1}}\\ {{f_2} = {v_2}}\\ {...}\\ {{f_n} = {v_n}} \end{array}} \right)n \ge 1$

其中， $f_i$ 表示特征名， $v_i$ 表示特征值，且满足以下两个条件：
(1) 特征名 $f_i$ 为原子，特征值 $v_i$ 为原子或另一个功能描述；
(2) $\alpha(f_i) = v_i(i=1, …, n)$ ，读作：复杂特征集 $\alpha$ 中，特征 $f_i$ 的值等于 $v_i$ 。

2. 可以用复杂特征集描述词汇

在词典中单词的特征可以包括词类、形态、句法和语义等多方面的信息，如：

$\left( {\begin{array}{*{20}{c}} {Cat = N}\\ {Sem = Equipment}\\ {Lex = 计算机} \end{array}} \right)$

$\left( {\begin{array}{*{20}{c}} {{\rm{Cat }} = {\rm{Verb}}}\\ {{\rm{Tense}} = {\rm{Past}}}\\ {{\rm{Transitivity}} = {\rm{Mental - Process}}}\\ {{\rm{Root}} = {\rm{see}}}\\ {{\rm{Lex}} = {\rm{saw}}} \end{array}} \right)$

3. 可以用复杂特征集描述规则

$\left( {\begin{array}{*{20}{c}} {S \to NP + V{\rm{erb}}}\\ {Cat = S}\\ {{\rm{Subject}} = [Cat = NP]}\\ {{\rm{Predicator = }}\left( {\begin{array}{*{20}{c}} {Cat = Verb}\\ {{\rm{Number = < Subject Number > }}}\\ {{\rm{Person = < Subject Person > }}} \end{array}} \right)} \end{array}} \right)$

4. 可以用复杂特征集描述句子

句子：
We helped her.

$\left( {\begin{array}{*{20}{c}} {Cat = S}\\ {{\rm{Subject}} = \left( {\begin{array}{*{20}{c}} {{\rm{Cat = Pron}}}\\ {{\rm{Number = Plur}}}\\ {{\rm{Person = First}}}\\ {{\rm{Lex = we}}} \end{array}} \right)}\\ {{\rm{Objective}} = \left( {\begin{array}{*{20}{c}} {{\rm{Cat = Pron}}}\\ {{\rm{Number = Sing}}}\\ {{\rm{Person = Third}}}\\ {{\rm{Lex = her}}} \end{array}} \right)}\\ {{\rm{Predicator = }}\left( {\begin{array}{*{20}{c}} {Cat = Verb}\\ {{\rm{Lex = help}}} \end{array}} \right)}\\ {{\rm{Tense = Past}}}\\ {{\rm{Voice = Active}}} \end{array}} \right)$

5. 复杂特征集的特点

(1) 允许利用多个特征描述同一个语言单位；
(2) 从结构上看，复杂特征集是一种嵌套结构，可以有效地表示复杂词组或句子结构；
(3) 特征名的定义及其相互关系具有明显的层次性，而所有自然语言的结构都是层次性的，复杂特征集的这一特点显然对语言的层次分析有益；
(4)复杂特征集便于运算，两个复杂特征集通过合一运算可以产生另一个复杂特征集，这与句法分析中词组和句子的产生是一致的。

合一运算

1. 复杂特征集相容的定义

若 $\alpha、\beta$ 均为复杂特征集, 则 $\alpha、\beta$ 是相容的, 当且仅当：
(1) 如果 $\alpha(f ) = a、\alpha(f ) = b$ ，且 $a、b$ 都是原子，那么 $\alpha、\beta$ 是相容的，当且仅当 $a＝b$ ；
(2) 如果 $\alpha(f ) 、\alpha(f )$ 均为复杂特征集， $a、b$ 是相容的，当且仅当 $\alpha(f ) 、\alpha(f )$ 相容。

2. 合一运算的递归定义

(1) 在 $a、b$ 都是原子的情况下，如果 $a＝b$ ，则 $a \cup b= a$ , 否则 $a \cup b= \emptyset$ ；
(2) 如果 $\alpha、\beta$ 均为复杂特征集，则
(a) 若 $\alpha(f ) = v$ ，但 $\beta(f )$ 的值未经定义，则 $f = v$ 属于 $\alpha \cup \beta$ ;
(b) 若 $\beta(f ) = v$ ，但 $\alpha(f )$ 的值未经定义，则 $f = v$ 属于 $\alpha \cup \beta$ ;
(c) 若 $\alpha(f ) = v_1$ ，但 $\beta(f ) = v_2$ ，且 $v_1$ 与 $v_2$ 相容(不相抵触)，则 $f= (v_1 \cup v_2)$ 属于 $\alpha \cup \beta$ ，否则, $\alpha \cup \beta= \emptyset$ 。