昝紅英，張靜杰，婁鑫坡

（鄭州大學(xué) 信息工程學(xué)院，河南 鄭州450001）

1 引言

句法分析主要是對(duì)輸入的詞語序列（一般為句子）判斷其構(gòu)成是否合乎給定的語法，并分析得出合乎語法的句子的句法結(jié)構(gòu)［1]。目前，句法分析主要有兩種方法，即短語結(jié)構(gòu)句法分析和依存句法分析。其中依存句法形式簡(jiǎn)單，只有依存弧和相應(yīng)的依存關(guān)系標(biāo)簽，不包含非終結(jié)符等標(biāo)記，也不需要對(duì)句子結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐層的分析，只需考慮兩個(gè)詞語之間的關(guān)系。依存句法分析的這些特點(diǎn)更適合漢語的語義意合及句法不嚴(yán)格的特點(diǎn)，因此，漢語的依存句法分析成為研究漢語句法以及語義的主要方法之一的熱點(diǎn)。

現(xiàn)代漢語中的虛詞是漢語句子的重要組成部分，主要包括副詞、介詞、連詞、助詞、語氣詞、方位詞等。與名詞、動(dòng)詞、形容詞等實(shí)詞相比，漢語虛詞大都只有靈活多變的用法特征。同一個(gè)虛詞在不同的上下文中顯示不同的詞性，同一個(gè)詞性也可以有不同的用法，且虛詞與詞序一起構(gòu)成中文的句法手段［2]，因此虛詞的用法，即虛詞的上下文語境信息，對(duì)整個(gè)句子的理解有著重要作用。本文將虛詞用法應(yīng)用到漢語依存句法分析中，期望提高漢語依存句法分析的性能。

本文主要內(nèi)容組織如下：第2節(jié)介紹依存句法分析以及漢語虛詞用法的相關(guān)研究工作；第3節(jié)主要闡述漢語虛詞用法對(duì)依存句法分析中依存關(guān)系識(shí)別的性能影響；第4節(jié)為結(jié)論以及進(jìn)一步的工作。

2 相關(guān)研究

依存語法理論是由法國語言學(xué)家Lucien Tesniere創(chuàng)立的［3]，關(guān)于依存句法分析的算法主要有四類：生成式的分析方法、判別式的分析方法、決策式的分析方法以及基于約束滿足的分析方法。本文對(duì)漢語句子的依存句法分析，采用了哈爾濱工業(yè)大學(xué)社會(huì)計(jì)算與信息檢索研究中心研制的依存樹庫（HIT Chinese Dependency Treebank，HIT－IRCDT）［4]以及語言技術(shù)平臺(tái)（Language Technology Platform，LTP）［5]提供的分析工具，其中的依存句法分析模塊是對(duì)McDonald等人的最大跨度樹（Maximum Spanning Tree，MST）模型［6－8]的實(shí)現(xiàn)。

LTP提供了一系列的自底向上的漢語語言處理模塊，其中包括分詞、詞性標(biāo)注、命名實(shí)體識(shí)別、依存句法分析、詞義消歧、語義角色標(biāo)注等六項(xiàng)處理技術(shù)，為漢語的相關(guān)研究建立了平臺(tái)［9－10]。其中依存句法分析依賴于分詞和詞性標(biāo)注的結(jié)果，本文著重研究漢語虛詞用法對(duì)依存句法分析的影響，采用分詞和詞性標(biāo)注正確的結(jié)果進(jìn)行依存句法分析，減少了因分詞和詞性標(biāo)注錯(cuò)誤對(duì)依存句法分析的影響，便于對(duì)依存句法分析結(jié)果的分析和研究。

在虛詞用法的研究方面，俞士汶等［11]提出了“三位一體”構(gòu)建現(xiàn)代漢語廣義虛詞知識(shí)庫的想法和思路，昝紅英等［12]對(duì)現(xiàn)代漢語虛詞的用法進(jìn)行了大量的分析和研究，完成了現(xiàn)代漢語虛詞用法知識(shí)庫的構(gòu)建工作。在這些研究的基礎(chǔ)上，周麗娟［13]對(duì)連詞等漢語虛詞用法進(jìn)行了自動(dòng)識(shí)別研究，并取得了較好的效果。

3 虛詞用法在依存句法分析中的應(yīng)用

3.1 LTP中依存關(guān)系識(shí)別情況

HIT－IR－CDT中的依存關(guān)系共有24種，作者對(duì)該樹庫中的1000個(gè)句子的測(cè)試實(shí)例進(jìn)行依存句法分析，依存關(guān)系的識(shí)別情況如表1所示，其中“－R－”表示依存關(guān)系的父節(jié)點(diǎn)識(shí)別正確，但是依存關(guān)系識(shí)別錯(cuò)誤的個(gè)數(shù)，“－PR－”表示父節(jié)點(diǎn)識(shí)別錯(cuò)誤的個(gè)數(shù)，LAS表示依存關(guān)系的識(shí)別準(zhǔn)確率，UAS表示依存弧的識(shí)別準(zhǔn)確率。

表124種依存關(guān)系的識(shí)別情況

在24種依存關(guān)系中，定中關(guān)系（ATT）、后附加關(guān)系（RAD）、前附加關(guān)系（LAD）等依存關(guān)系的識(shí)別效果較好，并列關(guān)系（COO）、依存分局（DC）等的識(shí)別情況較差。如果LAS和UAS兩個(gè)指標(biāo)的差別較大，則該依存關(guān)系的識(shí)別問題主要出在依存關(guān)系的確定上，如關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)（CNJ）；倘若兩個(gè)指標(biāo)的值基本相同，則問題主要在父節(jié)點(diǎn)的識(shí)別錯(cuò)誤上，如定中關(guān)系（ATT），對(duì)定中關(guān)系A(chǔ)TT的錯(cuò)誤情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)中心詞前出現(xiàn)多個(gè)修飾語時(shí)，修飾語之間以及修飾語與中心語之間的依存關(guān)系容易識(shí)別錯(cuò)誤，如例句（1）：

（1）社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要數(shù)以億計(jì)高素質(zhì)的勞動(dòng)者和數(shù)以千萬計(jì)的專門人才，除了思想和專業(yè)方面的要求外，還應(yīng)當(dāng)使他們具有較高的語言文字能力。

例句（1）在LTP中依存句法分析的部分結(jié)果如圖1（a）所示，名詞“建設(shè)”在句子中作主語，“現(xiàn)代化”是“建設(shè)”的定語，“社會(huì)主義”又是“現(xiàn)代化”的定語。分析發(fā)現(xiàn)，“社會(huì)主義建設(shè)”和“現(xiàn)代化建設(shè)”更符合語言表達(dá)，即“社會(huì)主義”和“現(xiàn)代化”同時(shí)作為定語修飾“建設(shè)”，標(biāo)準(zhǔn)的句法分析結(jié)果為圖1（b）。

圖1 例句（1）的句法分析結(jié)果

定中關(guān)系主要涉及名詞、代詞等實(shí)詞，與虛詞及其用法沒有明顯的聯(lián)系。而并列關(guān)系COO一般與連詞一起出現(xiàn)，與虛詞的關(guān)系比較密切，且并列關(guān)系的識(shí)別效果較差，因此主要分析連詞及其用法對(duì)并列關(guān)系識(shí)別的影響。在此基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)單探討其他虛詞對(duì)依存關(guān)系識(shí)別的影響。

3.2 連詞用法在依存句法分析中的應(yīng)用

在含有并列關(guān)系的句子中，并列成分與連詞結(jié)合共同構(gòu)成連詞結(jié)構(gòu)短語，如果可以先識(shí)別出連詞結(jié)構(gòu)短語，然后確定其中的并列成分，則可以根據(jù)并列關(guān)系的左核心原則識(shí)別并列成分之間的并列關(guān)系。

3.2.1 并列關(guān)系的識(shí)別情況

對(duì)并列關(guān)系識(shí)別的錯(cuò)誤類型進(jìn)行總結(jié)，如表2所示，其中“COO－R－”表示并列關(guān)系的父節(jié)點(diǎn)識(shí)別正確，但依存關(guān)系識(shí)別錯(cuò)誤；“COO－PR－”表示父節(jié)點(diǎn)識(shí)別錯(cuò)誤，例如“COO－PR－ATT”表示某一節(jié)點(diǎn)因父節(jié)點(diǎn)識(shí)別錯(cuò)誤而將依存關(guān)系誤標(biāo)為定中關(guān)系A(chǔ)TT。

表2 并列關(guān)系識(shí)別錯(cuò)誤分類

由表2可以看出，并列關(guān)系識(shí)別錯(cuò)誤的主要原因有以下兩個(gè)。

a）當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的動(dòng)詞并列連用時(shí)，易識(shí)別為連動(dòng)結(jié)構(gòu)，如例句（2）所示。

（2）經(jīng)過電話及時(shí)指導(dǎo)，便可立即排除故障或進(jìn)入正常操作，減少處理過程和維修的盲目性，提高了醫(yī)療設(shè)備的使用率。

例句（2）在LTP中依存句法分析的部分結(jié)果如圖2（a）所示，句子中“排除”和“進(jìn)入”雖都為動(dòng)詞，但由“或”連接，兩者屬于選擇結(jié)構(gòu)，并非兩個(gè)動(dòng)作的承接，因此，兩者是并列關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)的依存句法分析結(jié)果如圖2（b）所示。

圖2 例句（2）的句法分析結(jié)果

b）當(dāng)復(fù)合短語中的修飾部分包含并列關(guān)系時(shí)，易識(shí)別為并列成分對(duì)核心詞的修飾關(guān)系，如例句（3）所示。

（3）這個(gè)舉動(dòng)，體現(xiàn)了該站抓好下崗職工基本生活保障和再就業(yè)工作的決心。

例句（3）在LTP中依存句法分析的部分結(jié)果如圖3（a）所示，句子中的“下崗職工基本生活保障”和“再就業(yè)”是構(gòu)成并列關(guān)系的兩個(gè)并列成分，雖然識(shí)別出了并列關(guān)系，但是兩個(gè)并列成分識(shí)別錯(cuò)誤，標(biāo)準(zhǔn)的依存句法分析結(jié)果如圖3（b）所示。

經(jīng)過對(duì)包含并列關(guān)系句子的分析，發(fā)現(xiàn)這些句子中除了有連詞標(biāo)記，或者頓號(hào)等標(biāo)點(diǎn)符號(hào)標(biāo)記，并列成分之間的依存關(guān)系還滿足左核心原則，即有多個(gè)并列成分時(shí)，后面并列成分均依存于第一個(gè)并列成分，且并列標(biāo)記（連詞）依存于其右側(cè)的并列成分。如例句（4）所示。

圖3 例句（3）的句法分析結(jié)果

（4）徐先生還具體幫助他確定了把畫雄鷹、鱖魚、斑鳩、松鼠、麻雀和竹、梅、松、柏作為主攻目標(biāo)。

圖4 例句（4）的依存句法分析結(jié)果

例句（4）在LTP中依存句法分析的部分結(jié)果如圖4所示。當(dāng)然，在實(shí)際的文本中，并非所有的并列關(guān)系都包含上述并列標(biāo)記，也并非都滿足上述原則，另外還有上下文語境的信息，這些也可能對(duì)并列關(guān)系的識(shí)別產(chǎn)生影響。

3.2.2 連詞用法在并列關(guān)系識(shí)別中的應(yīng)用

并列關(guān)系相關(guān)的連詞與并列成分一起構(gòu)成并列結(jié)構(gòu)短語或者選擇結(jié)構(gòu)短語，關(guān)于并列關(guān)系以及并列結(jié)構(gòu)的研究也有很多［14－15]。本文主要采用周麗娟等［13，16]對(duì)連詞的用法及連詞結(jié)構(gòu)短語識(shí)別的相關(guān)研究，對(duì)依存句法分析的結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，提高并列關(guān)系的識(shí)別效果。具體的流程如圖5所示。為了清楚的分析連詞及其用法對(duì)并列關(guān)系識(shí)別的影響，以例句（5）為例進(jìn)行詳細(xì)的分析。

（5）認(rèn)為李自成占領(lǐng)北京后，中國面臨的是統(tǒng)一還是分裂問題。

步驟一：從HIT－IR－CDT中抽出包含并列關(guān)系信息連詞的句子，包含句子的分詞、詞性標(biāo)注、句法分析結(jié)果等信息，將其作為實(shí)驗(yàn)的對(duì)比語料。例句（5）對(duì)應(yīng)的依存句法分析結(jié)果如圖6所示，包含的信息如下：

圖5 并列關(guān)系識(shí)別優(yōu)化流程圖

圖6 例句（5）標(biāo)準(zhǔn)依存分析圖

步驟二：從步驟一生成的語料中抽取句子及其分詞和詞性標(biāo)注信息作為新的語料，以克服因分詞和詞性標(biāo)注錯(cuò)誤對(duì)依存句法分析的影響。

圖7 例句（5）LTP依存分析圖

步驟三：以步驟二的結(jié)果作為輸入語料，對(duì)其進(jìn)行依存句法分析，得到LTP的句法分析結(jié)果，其對(duì)應(yīng)的依存分析圖如圖7所示。

步驟四：為了便于對(duì)句子中的連詞進(jìn)行用法標(biāo)注，對(duì)步驟二生成的語料進(jìn)行格式轉(zhuǎn)化，將其轉(zhuǎn)化為北京大學(xué)《人民日?qǐng)?bào)》中分詞和詞性標(biāo)注形式，即：

認(rèn)為／v 李自成／nh 占領(lǐng)／v 北京／ns 后／nd ，／wp 中國／ns 面臨／v 的／u 是／v 統(tǒng)一／n 還是／c 分裂／n 問題／n 。／wp

步驟五：因?yàn)橐来鏄鋷斓脑~性標(biāo)注與北京大學(xué)的詞性標(biāo)注集有一些不同［17]，而上下文的詞性信息對(duì)虛詞用法標(biāo)注有影響，因此，需要將步驟四產(chǎn)生的語料進(jìn)行詞性轉(zhuǎn)換，即：

認(rèn)為／v 李自成／nr 占領(lǐng)／v 北京／ns 后／f，／wd 中國／ns 面臨／v 的／ud 是／v 統(tǒng)一／n 還是／c 分裂／n 問題／n 。／wj

步驟六：對(duì)步驟五產(chǎn)生語料中的連詞進(jìn)行用法標(biāo)注，其標(biāo)注結(jié)果如下：

認(rèn)為／v 李自成／nr 占領(lǐng)／v 北京／ns 后／f，／wd 中國／ns 面臨／v 的／ud 是／v 統(tǒng)一／n 還是／c＜c＿h(yuǎn)ai2shi4＿1a＞ 分裂／n 問題／n。／wj

步驟七：對(duì)步驟六的語料進(jìn)行連詞結(jié)構(gòu)短語識(shí)別［16]，標(biāo)注句子中的連詞結(jié)構(gòu)短語，即：

認(rèn)為／v 李自成／nr 占領(lǐng)／v 北京／ns 后／f，／wd 中國／ns 面臨／v 的／ud 是／v ＜CP＿bl＞ 統(tǒng)一／n 還是／c＜c＿h(yuǎn)ai2shi4＿1a＞ 分裂／n ＜／CP＿bl＞ 問題／n 。／wj

其中＜CP＿bl＞和＜／CP＿bl＞分別表示并列結(jié)構(gòu)短語的起始和結(jié)束位置，即并列結(jié)構(gòu)短語為“統(tǒng)一還是分裂”。

步驟八：根據(jù)識(shí)別的連詞結(jié)構(gòu)短語對(duì)步驟三生成的依存句法分析的結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。因?yàn)橹豢疾橐来骊P(guān)系中的并列關(guān)系，所以只優(yōu)化連詞結(jié)構(gòu)短語包含的詞語之間的依存關(guān)系，具體方法的優(yōu)化方法如下。

1）找到連詞結(jié)構(gòu)短語中連詞的前一個(gè)詞語，該詞即為并列關(guān)系中的一個(gè)并列成分，如“統(tǒng)一”；

2）繼續(xù)向前查找連詞結(jié)構(gòu)短語中的并列標(biāo)記——頓號(hào)，如果有頓號(hào)，則頓號(hào)前的詞語也屬于并列成分，繼續(xù)查找直至連詞結(jié)構(gòu)短語的第一個(gè)詞語，最后查找到的那個(gè)詞語便為第一個(gè)并列成分，即其他并列成分的父節(jié)點(diǎn)；否則，執(zhí)行3）；

3）查找連詞結(jié)構(gòu)短語中的最后一個(gè)詞語為最后一個(gè)并列成分，如“分裂”；

4）將除第一個(gè)并列成分外的所有并列成分的“parent”重置為第一個(gè)并列成分的“id”，“relate”重置為“COO”，如“分裂＿10＿COO”；

5）將連詞的“parent”重置為最后一個(gè)并列成分的“id”，“relate”重置為“LAD”，如“還是＿12＿LAD”。

例句（5）的優(yōu)化后的結(jié)果如圖8所示。詞語“統(tǒng)一”和“分裂”是并列關(guān)系，且為了滿足左核心原則，將“統(tǒng)一”作為“分裂”的父節(jié)點(diǎn)，并列標(biāo)記“還是”依存于其后的并列成分“分裂”。

圖8 例句（5）優(yōu)化后的依存分析圖

對(duì)比圖6、圖7、圖8，發(fā)現(xiàn)通過連詞用法標(biāo)注及連詞結(jié)構(gòu)短語的標(biāo)注，不僅正確識(shí)別了并列關(guān)系COO，同時(shí)也可以影響前附加關(guān)系LAD的識(shí)別效果。

以連詞“和”、“及”、“與”、“還是”為例采用上述步驟對(duì)抽取的語料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示，“LTP＋usage”表示加入虛詞用法信息后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。加入連詞用法后，這些句子中包含的并列關(guān)系的LAS及UAS分別提高了3.43%和2.29%，說明將連詞用法特征應(yīng)用到依存句法分析中，提高了并列關(guān)系的識(shí)別效果。

表3 加入連詞用法前后COO的識(shí)別結(jié)果對(duì)比

依存句法分析中的每個(gè)詞語只能有一個(gè)父節(jié)點(diǎn)，為了滿足這個(gè)條件，在對(duì)其中的并列關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，也可能對(duì)其他的依存弧進(jìn)行修改。也就是說，加入虛詞用法不僅會(huì)影響并列關(guān)系的識(shí)別情況，也會(huì)對(duì)句子中其他依存關(guān)系的識(shí)別情況產(chǎn)生影響，如例句（5）中的前附加關(guān)系LAD。

3.3 其他虛詞用法在依存句法分析中的應(yīng)用

在上節(jié)的研究中主要考察了連詞用法對(duì)并列關(guān)系識(shí)別結(jié)果的優(yōu)化問題。實(shí)際上其他虛詞的用法也可能影響依存句法分析中依存關(guān)系識(shí)別情況，如副詞等。下面分析例句（6）和（7）：

（6）最矮的那個(gè)人是小明。

（7）個(gè)子最矮的那個(gè)人是小明。

這兩個(gè)例句的依存句法分析結(jié)果分別如圖9和圖10（a）所示，兩個(gè)句子中的詞語“最”都為副詞，并且都與形容詞“矮”構(gòu)成定中結(jié)構(gòu)ADV，然后與助詞“的”構(gòu)成“的”字結(jié)構(gòu)DE，作為主語“人”的修飾成分（與“人”構(gòu)成定中關(guān)系A(chǔ)TT）。

圖9 例句（6）的句法分析結(jié)果

例句（7）中副詞“最”與形容詞“矮”一起構(gòu)成“最矮”作為補(bǔ)語修飾主語“個(gè)子”，然后與“的”構(gòu)成新的修飾成分“個(gè)子最矮的”修飾主語“人”，這與圖10（a）的結(jié)果不同，即例句（7）的LTP依存句法分析結(jié)果存在錯(cuò)誤，標(biāo)準(zhǔn)的句法分析結(jié)果如圖10（b）所示。

在進(jìn)行依存句法分析時(shí)，主要分析的是兩個(gè)詞語之間的關(guān)系，如果將例句（7）按照?qǐng)D10（a）進(jìn)行依存句法分析，就會(huì)導(dǎo)致名詞“個(gè)子”與“的”組成“的”字結(jié)構(gòu)DE作為定語修飾中心語“人”，短語“個(gè)子的人”顯然不合中文的表達(dá)習(xí)慣。因此一定要將“矮”與其依存關(guān)系比較緊密的詞語“個(gè)子”先構(gòu)成主謂關(guān)系，然后在與其依存關(guān)系相對(duì)較遠(yuǎn)的詞語“人”構(gòu)成定中關(guān)系A(chǔ)TT。

圖10 例句（7）的句法分析結(jié)果

上述內(nèi)容主要是依據(jù)中文的表達(dá)習(xí)慣和依存句法分析的原則來分析的，考慮到兩個(gè)例句中都存在副詞“最”，可以從副詞的用法角度進(jìn)行分析。

兩個(gè)例句中副詞“最”的用法標(biāo)注情況如下：

兩個(gè)例句中的副詞“最”用法標(biāo)注不同，其中用法＜d＿zui4＿1aa＞后跟形容詞，主要修飾名詞，一般與"的"搭配；而用法＜d＿zui4＿1ab＞后也跟形容詞，做謂語或者補(bǔ)語。也就是說，例句（7）中副詞“最”的用法標(biāo)注“最／d＜d＿zui4＿1ab＞”可以將“個(gè)子”和“最矮”結(jié)合在一起，作為一個(gè)整體再參與其他詞語的句法分析。這樣可以同時(shí)影響主謂關(guān)系SBV和“的”字結(jié)構(gòu)DE兩種依存關(guān)系的識(shí)別效果，由此，虛詞的用法信息可以作為依存句法分析的影響因素。

4 結(jié)語

本文主要分析了LTP中依存句法分析的24種依存關(guān)系的識(shí)別情況，并討論漢語虛詞用法信息對(duì)依存句法分析的影響。包含并列關(guān)系的句子中多數(shù)含有連詞，并且并列關(guān)系是依存句法分析的難點(diǎn)，因此本文著重考察了連詞用法在并列關(guān)系識(shí)別中的應(yīng)用和影響。實(shí)驗(yàn)表明，考慮到連詞用法的因素后，并列關(guān)系的識(shí)別情況有明顯提高，同時(shí)也對(duì)與并列關(guān)系相關(guān)的依存關(guān)系有一定的影響。另外，本文還簡(jiǎn)單探討了其他虛詞用法信息對(duì)依存句法分析其他依存關(guān)系的影響。

在今后的研究工作中，將具體分析虛詞用法信息對(duì)依存句法分析中其他依存關(guān)系的影響，并在更大規(guī)模的語料上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。同時(shí)，來將進(jìn)一步研究漢語虛詞用法在自然語言處理其他領(lǐng)域中的應(yīng)用。

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