第十章 自然语言理解答辩ppt课件.ppt

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1、第十章自然语言理解(NaturalLanguageUnderstanding)语言理解和处理是人工智能早期的和活跃的研究领域之一。由于它的难度很大，至今仍未能达到很高的水平。本章将首先讨论自然语言理解的概念、发展简史以及系统组成与模型等；然后，逐一研究语言的自动分析、句子的自动理解、语言的自动生成、机器翻译和语音识别等重要问题；最后举例介绍自然语言理解系统。中南大学智能系统与智能软件研究所10.1自然语言理解概述什么是语言和语言理解？自然语言理解与人类的哪些智能有关？自然语言理解的系统如何组成?等等。这些问题是我们开始研究自然语言理解时感兴趣的。10.1.1语言和语言理解语言是用于

2、传递信息的表示方法、约定和规则的集合，它由语句组成，每个语句又由单词组成；组成语句和语言时，应遵循一定的语法与语义规则。如果没有各种口语和书面语，如英语、华语、法语和德语等，人类之间思想、感情和技术交流就难以想象。语言是随着人类社会和人类自身的发展而不断进化的。研究自然语言理解，必须对自然语言构成有基本认识。语言是音义结合的词汇和语法体系，是实现思维活动的物质形式。语言是一个符号体系，但与其他符号体系又有所区别。语言是以词为基本单位的，词汇又受到语法的支配才可构成有意义的句子，句子按一定的形式再构成篇章等。词汇又可分为词和熟语。熟语就是一些词的固定组合，如汉语中的成语。词又由词素构成

3、，“教师”是由“教”和“师”这两个词素所构成的。词素是构成词的最小的有意义的单位。“教”这个词素本身有教育和指导的意义，“师”则包含了“人”的意义。语法是语言的组织规律。语法规则制约着如何把词素构成词，词构成词组和句子。语言正是在这种严密的制约关系中构成的。用词素构成词的规则叫构词法，如教+师→教师。一个词又有不同的词形、单数、复数、阴性、阳性等等。这种构造词形的规则称为构形法，如教师+们→教师们。这里只是在原来的词后面加上一个复数意义的词素，所构成的并不是一个新的词，而是同一词的复数形式。构形法和构词法称为词法。语法中的另一部分就是句法。句法也可分成两部分：词组构造法和造句法。词组

4、构造法是词搭配成词组的规则，如红+铅笔→红铅笔。这里“红”是一个修饰铅笔的形容词，它与名词“铅笔”组合成了一个新的名词。造句法则是用词或词组造句的规则，“我是计算机科学系的学生”，这是按照汉语造句法构造的句子。下图就是上述语法构造的一个完整的图解。另一方面，语言是音义结合的，每个词汇有其语音形式。一个词的发音由一个或多个音节组合而成，音节又由音素构成，音素分为元音音素和辅音音素。音素是指一个发音动作所构成的最小的语音单位。语言词汇语法词熟语词法句法词素构词法词组构造法造句法构形法语言的构成图从微观上讲，语言理解是指从自然语言到计算机系统内部之间的一种映射。从宏观上看，语言理解是指机器

5、能够执行人类所期望的某些语言功能。这些功能包括：(1)回答有关提问；(2)提取材料摘要；(3)文本释义；(4)不同语言翻译。自然语言理解是语言学、逻辑学、生理学、心理学、计算机科学和数学等相关学科发展和结合而形成的一门交叉学科；它能够理解口头语言或书面语言。语言交流实际上是一种基于知识的通信。对自然语言的理解是一个十分艰难的任务，即使建立一个只能理解片言断语的计算机系统，也是很不容易的。这中间有大量的极为复杂的编码和解码问题。一个能够理解自然语言的计算机系统就像一个人那样需要上下文知识以及根据这些知识和信息进行推理的过程。自然语言不仅有语义、语法和语音问题，而且还存在模糊性等问题。具

6、体地说，自然语言理解的困难是由下列3个因素引起的：(1)目标表示的复杂性；(2)映射类型的多样性；(3)源表达中各元素间交互程度的差异性。10.1.4自然语言理解研究的进展机器翻译是自然语言理解最早的研究领域。70年代初期，语言理解对话系统的研究取得进展。伍兹的LUNAR系统、威诺甘德的SHRDLU系统和香农的MARGIE系统等是语言理解对话系统的典型实例。新型的智能计算机要求设计出更为友好的人机界面，使自然语言、文字、图象和声音等信号能直接输入计算机。口语理解研究促进人机对话系统走向实用化。自然语言是表示知识最为直接的方法。因此，自然语言理解的研究也为专家系统的知识获取提供了新的途

7、径。此外，自然语言理解的研究已促进计算机辅助语言教学(CALI)和计算机语言设计(CLD)等的发展。10.1.5自然语言理解过程的层次语言虽然表示成一连串的文字符号或者一串声音流，但其内部事实上是一个层次化的结构，从语言的构成中就可以清楚的看到这种层次性。一个文字表达的句子是由词素→词或词形→词组或句子，而用声音表达的句子则是由音素→音节→音词→音句，其中每个层次都是受到语法规则的制约。因此，语言的分析和理解过程也应当是一个层次化的过程。许多现代语言学家把