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PDF: Lexikalische Semantik

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Semantische Sprachverarbeitung<br />

Vorlesung 9<br />

• Lexikon<br />

• <strong>Lexikalische</strong> <strong>Semantik</strong><br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Das Lexikon<br />

• Appendix zur Grammatik<br />

• Sammlung von Ausnahmen<br />

• ungeordnete Liste von Worten / Lexemen<br />

• Eigenständiges regelhaftes Modul (� Morphologie)<br />

• Schnittstelle zwischen<br />

• phonologischer<br />

• orthographischer<br />

• syntaktischer und<br />

• semantischer Ebene<br />

Vorlesung 9, Seite 3<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Struktur der Vorlesung<br />

• Rolle und Struktur des Lexikons<br />

• Homonymie – Polysemie<br />

• (einfache) Bedeutungsrelationen:<br />

Semantische Beziehungen zwischen Worten<br />

• Anordnung<br />

• Oppositionen<br />

• WordNet<br />

• Modellierung von (komplexen) Bedeutungsrelationen<br />

• Bedeutungspostulate<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Das Lexikon<br />

Vorlesung 9, Seite 2<br />

• Das lexikalische System besteht aus<br />

• einem System lexikalischer Einträge und<br />

• den Regeln und Prinzipien, die die Struktur möglicher<br />

Einträge bestimmen<br />

• Morphologisch primitive (atomare) Einheiten sind in<br />

<strong>Lexikalische</strong>n Einträgen spezifiziert<br />

• Wortstämme<br />

• Morpheme (v.a. Affixe: Prä-, Post-, Infixe, etc.)<br />

• Weitere Einträge für morphologisch komplexe Wörter<br />

(Verhalten wird nicht vollständig von morphologischen<br />

Prinzipien und Regeln vorhergesagt)<br />

Vorlesung 9, Seite 4


M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

<strong>Lexikalische</strong> Einträge<br />

• phonologische Form / orthographische Form<br />

• grammatische Merkmale<br />

• Wortklasse, Flexionsklasse, Genus, Person, ...<br />

• Argumentstruktur<br />

• Bedeutungsbeitrag (semantische Form)<br />

• Beispiel<br />

•lexicon(det,indef,[a],[sg, ct]).<br />

•lexicon(nom,plane,[plane],[sg, ct]).<br />

•lexicon(vda,move,[moves],[sg]).<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Morphologie<br />

Vorlesung 9, Seite 5<br />

• Flexion (kein semantischer Effekt (?))<br />

• geh-e, -st, -t, -en; klein, -e, -em<br />

• Derivation (Stamm + Morphem � evtl. neue Wortart)<br />

• gelb-lich, Handhab-bar-keit, un-glück-lich, Hünd-chen,<br />

Student-in<br />

• Komposition (zwei Stämme)<br />

• Donau-dampf-schiff-fahrt, Schreib-maschine, handhaben,<br />

rad-fahren<br />

• Konversion (Wortartenwechsel eines Stammes)<br />

• lauf(en) – Lauf (Laufen); öl(en) – Öl<br />

• load, answer, open<br />

Vorlesung 9, Seite 7<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Zwei Klassen von Wortarten<br />

• Geschlossen („Funktionswörter“), statisch<br />

• Pronomen (er, sie, es)<br />

• Artikel / Determinatoren (ein, die, jenes)<br />

• Konjunktionen (und, wenn, als)<br />

• Präpositionen (von, zu, durch, mit, vor, nach)<br />

• Offen („Inhaltswörter“), dynamisch<br />

• Nomen (Haus, Haustür, Haustürschlüssel)<br />

• Verben (gehen, schlafen, zuhören)<br />

• Adjektive (schön, wunderschön, windig)<br />

• Adverbien (vorwärts, links, bald)<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Flexions- und Derivationsmittel<br />

Vorlesung 9, Seite 6<br />

• Affixe<br />

• Präfixe: un-wichtig, ver-zweifeln, ent-laufen<br />

• Suffixe: Birne-n, gelb-lich, Gesund-heit, Lauf-erei<br />

• Circumfixe: ge-schlaf-en, ge-such-t, Ge-lauf-e<br />

• Alternation<br />

• Umlautung: laufen – läuft; Apfel – Äpfel<br />

• Ablautung: sehen – sieh – sah – Sicht: laufen – lief;<br />

springen – sprang – Sprung<br />

• Null-Morpheme (� Konversion)<br />

Vorlesung 9, Seite 8


M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Morphologie und Bedeutung<br />

• Wortbildungsregeln / Morpheme spezifizieren zumeist<br />

• Restriktion an die Bedeutung des gebildeten Wortes<br />

• nicht die vollständige Bedeutungsbildung<br />

• Beispiel: Nominalisierung<br />

Person<br />

Instrument<br />

Ort<br />

Vorgang<br />

Resultat<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Bäck-er<br />

Bohr-er<br />

Stups-er<br />

Seufz-er<br />

Bedien-ung<br />

Steuer-ung<br />

Wohn-ung<br />

Säuber-ung<br />

Zeichn-ung<br />

Ge-folg-e<br />

Ge-hör<br />

Ge-läuf<br />

Ge-lauf-e<br />

Ge-bäck<br />

Homonyme – Homophone – Homographe<br />

Bäck-erei<br />

Lauf-erei<br />

Vorlesung 9, Seite 9<br />

• Homonyme<br />

• Wörter mit gleicher Form, aber verschiedenen Bedeutungen<br />

(kosten; bank (Engl.))<br />

• dieselbe Aussprache, Schreibweise, Wortklasse, Flexion<br />

• Homophone<br />

• Wortformen mit derselben Aussprache, verschiedener<br />

Bedeutung und verschiedener Schreibweise (das / daß; Moor /<br />

Mohr; wieder / wider).<br />

• Homographe<br />

• Wortformen mit verschiedener Aussprache, verschiedener<br />

Bedeutung, aber derselben Schreibweise (umfahren; modern)<br />

Vorlesung 9, Seite 11<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Lexikographie<br />

• Struktur des Lexikons<br />

• Was ist ein Eintrag?<br />

• (einfache) Bedeutungsrelationen<br />

• Struktur der Einträge im Lexikon („Lexeme“)<br />

• Syntax–<strong>Semantik</strong>-Schnittstelle<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Probleme bei der Sprachverarbeitung<br />

Vorlesung 9, Seite 10<br />

• Homonyme, Homophone und Homographe verursachen<br />

Probleme bei<br />

• Rechtschreibkorrektur<br />

• Spracherkennung (Homophone)<br />

• Text-to-speech (Homographe)<br />

• Information Retrieval (Homographe, Homonyme)<br />

• Automatischer Übersetzung<br />

Vorlesung 9, Seite 12


M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Polysemie<br />

• Ein Wort kann mehrere verwandte Bedeutungen haben<br />

• They rarely serve red meat, preferring to prepare seafood.<br />

• He served as US ambassador to Norway in 1976.<br />

• Peter geht gerne zur Schule.<br />

• Die Schule wird jetzt frisch gestrichen.<br />

• Nach der Schule muss Peter nach Hause gehen.<br />

• Nach der Schule will Peter eine Lehre machen.<br />

• Da Pferd springt über den Bach.<br />

• Hans springt über das Pferd.<br />

• Aufzählung aller Sinne (Pferd 1 , Pferd 2 , …) oder Strukturierung<br />

gemäß ähnlicher Bedeutungen?<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Bedeutungsrelationen im Lexikon<br />

• Bedeutungsrelationen sind domänenunabhängig<br />

• Anordnend<br />

• Synonyme: Bedeutungsgleichheit<br />

• Hyponyme: Unterordnung<br />

• Hyperonyme: Überordnung<br />

• (Meronyme: Teil–Ganzes)<br />

• Kontrastierend<br />

• Antonyme: gradierbar<br />

• Richtungsopposition<br />

• komplementär: exhaustiv<br />

• Heteronyme: inkompatibel (auch mehr als zwei Lexeme)<br />

• konvers: relational<br />

Vorlesung 9, Seite 13<br />

Vorlesung 9, Seite 15<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Erkennen verschiedener Bedeutungen<br />

• Test auf Kombination verschiedener Bedeutungen<br />

• ? Does Midwest Express serve breakfast and<br />

Philadelphia?<br />

• ? Wird Peter nach der Schule nach Hause gehen und<br />

eine Lehre beginnen?<br />

• ? Er sprang über das Pferd, das Heu fraß.<br />

• Wichtig für automatische Sprachverarbeitung:<br />

Disambiguierung<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Synomyme<br />

Vorlesung 9, Seite 14<br />

• Ohne Änderung der Bedeutung austauschbare Wörter<br />

• Apfelsinen sind lecker. – Orangen sind lecker.<br />

• Die Violine ist verstimmt. – Die Geige ist verstimmt.<br />

• Er hat schon / bereits den Rasen gemäht.<br />

• How big is that plane? – How large is that plane?<br />

• Austauschbarkeit gilt aber meist nur beschränkt<br />

• Miss Nelson became a kind of big sister to Mrs. Van.<br />

• Miss Nelson became a kind of ? large sister to Mrs. Van.<br />

• Bedeutungsschattierungen, Register etc. können Austauschbarkeit<br />

einschränken<br />

• large pizza vs. ? big pizza<br />

• Er spielt die erste Geige. ? Er spielt die erste Violine.<br />

Vorlesung 9, Seite 16


M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Hyponyme – Hyperonyme<br />

• Hyponyme: Unterbegriffe – Hyperonym: Oberbegriff<br />

• Kuh – Tier; Rose – Blume; Junggeselle – Mann<br />

• Klassenzimmer – Zimmer; Bücherregal – Regal<br />

• Bedeutung des Hyponyms ist Bestandteil der Bedeutung<br />

des Hyperonyms<br />

• Denotat des Hyperonyms ist Teil des Denotats des<br />

Hyponyms<br />

• Hyponym ist einschränkender als das Hyperonym<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Antonyme<br />

Vorlesung 9, Seite 17<br />

• Bezeichnen entgegengesetzte Extrema auf einer Skala<br />

• alt – jung; alt – neu; groß – klein; gut – schlecht<br />

• freundlich – unfreundlich; regulär – irregulär;<br />

• adäquat – inadäquat<br />

• Krieg – Friede; Liebe – Hass; immer – nie<br />

• Exklusiv aber nicht exhaustiv, gradierbar<br />

neu<br />

freundlich<br />

alt<br />

unfreundlich<br />

Vorlesung 9, Seite 19<br />

• Was ist der Gegensatz von<br />

• alt • neu<br />

• jung<br />

• vor • hinter<br />

• nach<br />

• Tante • Onkel<br />

• Nichte, Neffe<br />

• kaufen • verkaufen<br />

• stehlen<br />

• mieten<br />

• leihen<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Oppositionen<br />

Richtungsopposition<br />

Vorlesung 9, Seite 18<br />

• Bezug auf entgegengesetzte Richtungen auf einer<br />

gemeinsamen Achse<br />

• räumlich<br />

• vor – hinter; rechts – links; oben – unten; hoch – runter;<br />

• auf – ab; aufsteigen – absteigen; vorwärts – rückwärts<br />

• zeitlich<br />

• vor – nach; früher – später; Vergangenheit – Zukunft; bis –<br />

seit; gestern – morgen; voran – hinterher<br />

• einpacken – auspacken; anziehen – ausziehen; füllen –<br />

leeren; eintreten – verlassen; anfangen – aufhören;<br />

einschlafen – aufwachen; kaufen – verkaufen<br />

Vorlesung 9, Seite 20


M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Komplementär<br />

• Umkehrung eines Merkmals in der Bedeutung<br />

• männlich – weiblich; Mann – Frau; Onkel – Tante;<br />

Bruder – Schwester; kaufen – mieten; kaufen –<br />

stehlen: frei – besetzt<br />

• Exklusiv und exhaustiv (bei bestimmten<br />

Einschränkungen)<br />

• Nicht gradierbar<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Konversität<br />

Vorlesung 9, Seite 21<br />

• Rollentausch bei derselben Relation<br />

• x ist dicker als y � y ist dünner als x<br />

• Tritt auch gemeinsam mit anderen Oppositionen auf<br />

• Direktional zeitlich: x vor y � y nach x<br />

• Direktional räumlich: x über y � y unter x<br />

• Komplementär: x ist Ehefrau von y � y ist Ehemann<br />

von x<br />

• x kauft z von y � y verkauft z an x<br />

Vorlesung 9, Seite 23<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Heteronyme<br />

• Mehr als zwei Ausdrücke<br />

• Ko-Hyponyme<br />

• Montag, Dienstag, Mittwoch, Donnerstag, Freitag,<br />

Sonnabend, Sonntag<br />

• rot, blau, grün, gelb, schwarz, weiß, …<br />

• gehen, laufen, kriechen, fahren, rutschen, …<br />

• Exklusiv, nicht gradierbar<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Argumentstruktur<br />

Vorlesung 9, Seite 22<br />

• Determiniert das Kombinationspotential der Lexeme<br />

• Schnittstelle<br />

• zwischen Lexikon und Grammatik<br />

• zwischen Syntax und <strong>Semantik</strong> (Verknüpfung<br />

semantischer Indizes mit syntaktischen Merkmalen)<br />

• Valenz<br />

• syntaktisch obligatorische vs. optionale Ergänzungen<br />

• Hans ißt (Kuchen)<br />

• Das Auto fährt (durch die Straße)<br />

• Peter schläft (im Bett)<br />

• Anzahl der obligatorischen Ergänzungen<br />

• regnen/0, schmunzeln/1, suchen/2, geben/3<br />

Vorlesung 9, Seite 24


M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Argumentstruktur – Subkategorisierung<br />

• Subkategorisierung<br />

• Anzahl, Position und grammatische Merkmale<br />

(Kasus) von (obligatorischen) Ergänzungen<br />

• geben: NP[Nom] _ NP[Dat] NP[Akk]<br />

• legen: NP[Nom] _ NP[Akk] PP[+Dir]<br />

• (semantisch–ontologische) Selektionsrestriktionen<br />

• Belebtheit – Unbelebtheit<br />

• Konkretheit – Abstraktheit<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

(to) school in WordNet<br />

Vorlesung 9, Seite 25<br />

Nr. SynSet -- (Erläuterung; Beispiel)<br />

The verb school has 2 senses (first 1 from tagged texts)<br />

1. school -- (educate in or as if in a school; "The<br />

children are schooled at great cost to their parents in<br />

private institutions")<br />

2. educate, school, train, cultivate, civilize -- (train to be<br />

discriminative; as of taste or judgment; "Cultivate your<br />

musical taste"; "Train your tastebuds"; "She is well<br />

schooled in poetry")<br />

Vorlesung 9, Seite 27<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

WordNet<br />

• Lexikographische Datenbank für das Englische (online, CD,<br />

PROLOG Quellen)<br />

• Vier Datenbanken für offene Wortklassen<br />

• Nomen<br />

• Verben<br />

• Adjektive<br />

• Adverbien<br />

• SynSets<br />

• Menge von in einschlägigen Kontexten austauschbaren Wörtern<br />

• entsprechen einzelnen Lesarten der Wörter<br />

• stehen in Hyponymie-Relation zueinander, etc.<br />

• Keine Homophone, Homographen<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

(the) school in WordNet<br />

Vorlesung 9, Seite 26<br />

Nr. SynSet -- (Erläuterung; Beispiel)<br />

The noun school has 7 senses (first 6 from tagged texts)<br />

1. school -- (an educational institution; "the school was founded in 1900")<br />

2. school, schoolhouse -- (a place where young people receive education;<br />

"the school was built in 1932"; "he walked to school every morning")<br />

3. school, schooling -- (the process of being formally educated at a<br />

school; "what will you do when you finish school?")<br />

4. school -- (an educational institution's faculty and students; "the school<br />

keeps parents informed"; "the whole school turned out for the game")<br />

5. school, schooltime -- (the period of instruction in a school; "stay after<br />

school" or "he didn't miss a single day of school")<br />

6. school -- (a body of creative artists or writers or thinkers linked by a<br />

similar style or by similar teachers; "the Venetian school of painting")<br />

7. school, shoal -- (a large group of fish; "a school of small glittering fish<br />

swam by")<br />

Vorlesung 9, Seite 28


Beispiel: Hyponyme zu „school“ in WordNet<br />

school -- (an educational institution)<br />

=> academy -- (a school for special training)<br />

=> police academy -- (an academy for training police officers)<br />

=> military academy -- (an academy for training military officers)<br />

=> correspondence school -- (a school that teaches nonresident students by<br />

mail)<br />

=> dancing school -- (a school in which students learn to dance)<br />

=> driving school -- (a school where people are taught to drive automobiles)<br />

=> graduate school -- (a school in a university offering study leading to<br />

degrees beyond the bachelor's degree)<br />

=> public school -- (a free school supported by taxes and controlled by a<br />

school board)<br />

=> private school -- (a school established and controlled privately and<br />

supported by endowment and tuition)<br />

=> church school, parochial school, religious school -- (a private school run<br />

by a religious body)<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Bedeutungspostulate: Beispiel<br />

• Drei Verwendungen von open<br />

• The door is open.<br />

• open a: Eigenschaft<br />

• The door opens.<br />

• open i : Eigenschaftsveränderung<br />

• �x [open i(x) � BECOME(open a(x))]<br />

• John opens the door.<br />

• open t: Bewirken einer Eigenschaftsveränderung<br />

• �x, y [open t(y, x) � CAUSE(y, open i(x))]<br />

Vorlesung 9, Seite 29<br />

Vorlesung 9, Seite 31<br />

Tiefe Bedeutungsanalyse und -modellierung<br />

• Was ist die Bedeutung von Worten<br />

• „what is the meaning of life?“<br />

• Lexikoneinträge genauer bestimmen!<br />

• Bedeutungspostulate<br />

• Formeln, die in jedem Modell wahr sein müssen<br />

• Axiomatischer Ansatz<br />

• Komponentenanalyse: Semantische Primitive<br />

• Merkmalsanalyse<br />

• Dekomposition: Semantische Beiträge der Lexeme<br />

sind strukturiert<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Vorlesung 9, Seite 30<br />

Bedeutungspostulate: Verwandschaftsbeziehungen<br />

• �x y [mutter(x, y) � female(x) � kind_v(y, x)]<br />

• �x y [vater(x, y) � male(x) � kind_v(y, x)]<br />

• �x y [tochter(x, y) � female(x) � kind_v(x, y)]<br />

• �x y [schwester(x, y) � female(x) � geschwist(y, x)]<br />

• �x y [geschwist(x, y) � �z [kind_v(x, z) � kind_v(y, z)]<br />

• �x y [grossmutter(x, y) � female(x) � grosselter(x, y)]<br />

• �x y [grosselter(x, y) � �z [kind_v(z, x) � kind_v(y, z)]]<br />

• �x y [enkelkind(x, y) � �z [kind_v(x, z) � kind_v(z, y)]]<br />

• �x y [onkel(x, y) � �z [bruder(x, z) � kind_v(y, z)]]<br />

Vorlesung 9, Seite 32


M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Bedeutungspostulate<br />

• Ein Modell ist zulässig, wenn es alle Bedeutungspostulate<br />

wahr macht<br />

• Bedeutungspostulate können notwendige und<br />

hinreichende Bedingungen erfassen<br />

• �x [jungeselle(x) � ¬ verheiratet(x)]<br />

• Wortbildung: Einführung von<br />

• semantischen Primitiven und<br />

• zugehörigen Bedeutungspostulaten<br />

• Wie werden Bedeutungspostulate ins Lexikon integriert?<br />

• Zusätzlicher Eintrag im Lexikon?<br />

• Unabhängige Wissensbasis?<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Bedeutungspostulate: Für und Wider<br />

Vorlesung 9, Seite 33<br />

• Wider<br />

• keine strukturierten Bedeutungen<br />

• interne Modifikation nicht erklärbar<br />

• für jede Wortbedeutung ein semantisches Primitiv<br />

• keine Vorhersagekraft<br />

• Annahme eines vollständigen Inferenzsystems erforderlich<br />

• Für<br />

• kein Entscheidungszwang für semantische Primitive<br />

• notwendige Bedingungen ohne hinreichende erfaßbar<br />

• Monotonie beim Lexikonerwerb<br />

• müssen keine Äquivalenzen ausdrücken<br />

Vorlesung 9, Seite 35<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Semantische Primitive<br />

• Annahme:<br />

Die Bedeutung mehrerer Wörter kann systematisch<br />

zurückgeführt werden auf gemeinsame<br />

Bedeutungsanteile (semantische Primitive)<br />

• in unterschiedlicher Kombination oder<br />

• in Kombination mit anderen Bedeutungseinheiten<br />

�Die Bedeutung der semantischen Primitive bleibt offen<br />

M. Guhe / F. Schilder – SSV<br />

Sommer 2003<br />

Quellen<br />

Vorlesung 9, Seite 34<br />

• Jurafsky, Daniel & James H. Martin (2000). Speech and<br />

Language Processing. An Introduction to Natural<br />

Language Processing, Computational Linguistics, and<br />

Speech Recognition. Prentice Hall: Upper Saddle River,<br />

NJ. ch. 16<br />

• WordNet<br />

• http://www.cogsci.princeton.edu/~wn/<br />

• FrameNet<br />

• http://www.icsi.berkeley.edu/~framenet/<br />

Vorlesung 9, Seite 36

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