第1章 导论

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前言

• 定义 自然语言处理即NLP是一门交叉学科，包含语音和语言处理、人类语言技术、计算语言学以及语音识别与合成等。
• 应用场景
  • 会话代理（对话系统）
  • 机器翻译
  • 基于网络的问答系统
  • 拼写校正
  • 语法检查
  • 信息抽取
  • 词义排歧

1.1 语音与语言处理中的知识

• 语音学与音系学 关于语言语音的知识。
• 形态学 关于词的有意义的组成成分的知识。
• 句法学 关于词与词之间结构结构关系的知识。
• 语义学 关于意义的知识。
• 语用学 关于意义与说话人的目的和意图之间关系的知识。
• 话语学 关于比一个单独的话段更大的语言单位的知识。

1.2 歧义

• 消歧方法
• 词类标注
• 词义排歧
• 词汇排歧
• 句法排歧

1.3 模型与算法

• 几个重要部分
  • 状态机器模型 即形式模型，应该包括状态、状态间的转移以及输入表示等，其变体有确定的有限状态自动机、非确定的有限状态自动机和有限状态转录机。
  • 形式规则系统模型 即陈述性模型，其中最重要的有正则语法、正则关系、上下文无关语法、特征增益语法以及这些语法相应的概率语法变体。
  • 基于逻辑的模型 一阶逻辑即谓词演算，以及诸如运算、特征结构、语义基元等相关形式化方法。
  • 概率模型 状态机器使用概率论来提升，从而成为加权自动机，或马尔可夫模型。
  • 向量空间模型 实质是通过表示输入假定的状态空间来进行搜索。对弈涉及状态机的非概率的任务，使用深度优先搜索之类的图算法，而对于具有概率的任务，则使用最佳优先搜索算法和A*搜索算法等试探性算法的变体，同时依靠动态规划算法来提高计算的可循环性。
  • 分类器 将一个单独客体指派到一个单独类别中。
  • 序列模型 对一个客体序列进行分类，将其排到一个类别序列中。
• 算法
  • 动态规划的状态空间搜索算法
  • 分类器算法
  • 期望最大化（EM）算法

1.6 语音和语言处理简史

语音和语言处理包括一系列性质不同而又彼此交叉的学科：语言学中的计算语言学、计算机科学中的自然语言处理、电子工程中的语音识别、心理学中的计算心理语言学。

1.6.1 基础研究：1940s&1950s

自动机的研究和概率模型或信息论模型研究引起人们注意。

1.6.2 两大阵营：1957~1970

• 符号派
• 随机派

1.6.3 四个范型：1970~1983

• 随机范型
• 基于逻辑的范型
• 自然语言理解范型
• 话语模型范型

1.6.6 机器学习的兴起：2000~2008

• 建立带标记语料库的趋势
• 统计机器学习的趋势
• 高性能计算机系统发展的趋势