4 Syntaktische Relationen: Konstituenz

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1 Übersicht 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.1 Konstituentenstruktur Eigenschaften der Konstituentenstruktur Konstituentenstruktur des Deutschen 4.2 Modellierung mit kontextfreier Grammatik Phrasenstrukturgrammatik Phrasenstrukturregeln des Deutschen 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema 4.4 Adäquatheit einer CFG als Syntaxmodell 4.5 Treebanks und Grammatiken 4.6 Zusammenfassung

2 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 2

3 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.1 Konstituentenstruktur 4.1 Konstituentenstruktur 3

4 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Eigenschaften der Konstituentenstruktur Eigenschaften der Konstituentenstruktur Konstituentenanalyse (IC-Analyse): Zerlegung syntaktischer Einheit in ihre Teile (Konstituenten) und Bildung von Konstituentenklassen (lexikalische und syntaktische Kategorien) Ermittlung über Konstituententests Ergebnis ist eine hierarchisch gegliederte Struktur unmittelbare Konstituenten sind die maximalen Konstituenten einer Einheit (aus denen sie unmittelbar zusammengesetzt ist) 4

5 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Eigenschaften der Konstituentenstruktur Konstituenz: Teil-Ganzes-Beziehung zwischen sprachlichen Einheiten (Konstituenten) Beziehung der unmittelbaren Dominanz zwischen Einheit und ihren unmittelbaren Konstituenten Beziehung der Dominanz zwischen Einheit X und der unmittelbare Konstituente Y; sowie zwischen X und Z, wenn Y Z dominiert X dominiert Y Z... Konstituente A dominiert unmittelbar unmittelbare Konstituente 5 B C dominiert unmittelbar unmittelbare Konstituente

6 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Eigenschaften der Konstituentenstruktur Konstituentenstruktur Konstituentenstruktur: Menge der durch die Relation der unmittelbaren Dominanz verbundenen Konstituenten durch Bezug auf Konstituentenklassen (lexikalische und syntaktische Kategorien als Knoten) und Abstraktion von der Wortebene ergeben sich Konstituenten-/Phrasenschemata von Einheiten mit gleicher Struktur 6

7 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Eigenschaften der Konstituentenstruktur Abbildung 1: Syntaxbaum als Repräsentation der Konstituentenstruktur 7

8 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Eigenschaften der Konstituentenstruktur Übersicht Konstituentenstruktur: Elemente der Struktur (Knoten) Wörter, lexikalische und syntaktische Kategorien (Klassen nicht-elementarer Konstituenten) Relationen der Struktur (Kanten) Teil-Ganzes-Beziehung; unmittelbare Dominanz des Mutterknotens über Tochterknoten syntaktische Kategorien nichtterminale Knoten Strukturinformationen in Knoten des Syntaxbaums 8

9 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Eigenschaften der Konstituentenstruktur Kopfprinzip jede Phrase hat einen Kopf (auch: Phrasenkern) alle anderen Wörter und Phrasen in der Phrase sind zum Kopf dependent Kopf vererbt morphosyntaktische Merkmale an Phrase Kopf steuert syntaktisches Verhalten der Konstituente im Satz Kopf bestimmt die Phrasenkategorie (Wortart X Phrasenkat. XP) 9

10 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Eigenschaften der Konstituentenstruktur Kopf-Perkolation Merkmale der Phrase werden getragen von Kopf Köpfe werden im Syntaxbaum nach oben weitergereicht Kopf-Perkolations-Regeln: head() = head(n) head(vp) = head(v) head(s) = head(vp) wichtig u.a. für lexikalisierte Grammatiken sowie die Transformation einer Phrasenstruktur- in eine Dependenzgrammatik 10

11 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Eigenschaften der Konstituentenstruktur S (jagt) (Hund) VP (jagt) DET ADJ N (Hund) V (jagt) (Katze) PP (auf) DET ADJ N (Katze) P (auf) (Straße) DET N (Straße) der kleine Hund jagt eine große Katze auf der Straße Abbildung 2: Phrasenstruktur Transitiver Satz des Deutschen mit Kopfregeln 11

12 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Eigenschaften der Konstituentenstruktur Diskontinuierliche Konstituenten long distance dependencies Trennung von Teilkonstituenten einer Konstituente Problem für Baumdarstellung: Überkreuzung = nicht-projektiv Lösung: leere Knoten (empty nodes: 0,ϵ,t, NONE) trace (Spur): Konzept der Transformationsgrammatik 12

13 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Eigenschaften der Konstituentenstruktur Transformationsgrammatik: Annahme: Tiefen- und Oberflächenstruktur abstrakte vs. beobachtbare Form von Sätzen z. B.: Annahme deutsche Tiefenstruktur der VP: OV (den Hund sehen) Transformationsregelanwendung zur Erzeugung der Oberflächenstruktur: läßt Spur zurück im Englischen relativ begrenzt: z.b. Topikalisierung, Extraposition, Wh-fronting 13

14 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Eigenschaften der Konstituentenstruktur SBARQ WH SQ. WP VBP VP? What i do PRP VB you see t i Abbildung 3: Beispiel für Analyse long-distance dependency mit Spur (t) 14

15 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Eigenschaften der Konstituentenstruktur Schema Einfacher Satz allgemeines Satzschema: S = + VP Ergebnis von Konstituententests(Reduktion auf Zweiwort-Satz) Subjekt- und Verb interdependent, also gegenseitig abhängig (sichtbar am Verb-Agreement) Subjekt (Satzaussage) - Prädikat (Satzgegenstand) abstrahiert von linearer Ordnung: Wortstellung sprachabhängig 15

16 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Eigenschaften der Konstituentenstruktur VP = VERB + dependents (Komplemente + Adjunkte) Komplemente = obligatorische (valenzgeforderte) Erweiterungen Adjunkte = nicht-obligatorisch Erweiterungen, Anzahl nicht begrenzt = NOUN + dependents (nominale Erweiterungen / Modifikatoren) 16

17 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Konstituentenstruktur des Deutschen Konstituentenstruktur des Deutschen Phrasenschema VP: V + (Komplemente Adjunkte ADVP)* Phrasenschema : (DET gen) (ADJP)* N (gen von-pp)* (PP / RELS)* komplexer Aufbau der Nominalphrase Links-und Rechtserweiterungen 17

18 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Konstituentenstruktur des Deutschen Satzgrundstruktur S VP DET ADJ N V (Kopf) (Komplement) PP (Adjunkt) DET ADJ N P DET N der kleine Hund jagt eine große Katze auf der Straße Abbildung 4: Phrasenstruktur Transitiver Satz des Deutschen 18

19 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Konstituentenstruktur des Deutschen -Struktur des Deutschen DET ADJP ADJP N PP der sehr große rote Wagen des Chefs vor dem Haus (Artikel) (Adj.-Attr.) (Adj.-Attr.) (Kopf) (postnom. Genitiv) (Präpos.-Attr.) N PP des Chefs (pränominaler Genitiv) Wagen (Kopf) vor dem Haus (Präpositionales Attribut) Abbildung 5: -Konstruktionen Deutsch (2: Genitivattribut als Determinativ-Vertreter) 19

20 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Konstituentenstruktur des Deutschen N N N N,, Hans Herr Müller Brutus ein großer Hund (Kopf) (Kopf) (enge Apposition) (Kopf), (weite Appos.), DET N, INFP, DET N, RELS, die Wahl zu gehen der Mann der zu viel wußte (Artikel) (Kopf), Infinitivphrase, (Artikel) (Kopf), (Relativsatz), Abbildung 6: -Konstruktionen Deutsch 20

21 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.2 Modellierung mit kontextfreier Grammatik 4.2 Modellierung mit kontextfreier Grammatik 21

22 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik Phrasenstrukturgrammatik Syntax als Satzstrukturanalyse: Beschreibung der syntaktischen Regeln, die den beobachtbaren Strukturen zugrunde liegen (Grammatik) Konstituenten-/Phrasenstruktur natürlicher Sprache ist formal beschreibbar durch eine kontextfreie Grammatik (CFG) Phrasenstrukturgrammatik im engeren Sinne (PSG) Regeln der Verkettung von lexikalischen und phrasalen Kategoriensymbolen (Nicht-Terminale) 22

23 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik syntaktische Regel: bestimmt, zu welchen Klassen die unmittelbaren Konstituenten einer syntaktischen Kategorie gehören: DET N PP lexikalische Regel: bestimmt die Zugehörigkeit einer elementaren Konstituente (Wort) zu einer lexikalischen Kategorie: N Hund 23

24 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik PSG-Regeln als Produktionsregeln: PSG-Regeln können als Konstruktionsanweisung für Syntaxbäume interpretiert werden: S VP 'expandiere S zu Folge + VP' S VP PSG-Regel definiert Relation der unmittelbaren Dominanz zwischen Mutterknoten und Tochterknoten 'S dominiert unmittelbar und VP' 'S dominiert vollständig die Folge + VP' 24

25 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik PSG erkennt durch Ableitung Sätze als zur Sprache gehörig und weist ihnen die ihren Regeln entsprechende Strukturbeschreibung zu Strukturbeschreibung = die auf Kategorien bezugnehmende Konstituentenstruktur 'Die Folge + VP ist ein S' 25

26 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik Formale Grammatik: besteht aus: Startsymbol Nichtterminalsymbole Metasymbole Terminalsymbole Alphabet, Lexikon Produktionsregeln durch Einschränkungen der Regeln ergeben sich Sprachen verschiedener Komplexität (Chomsky-Hierarchie) 26

27 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik Kontextfreie Grammatik: CFG-Einschränkung: links nur ein Nichtterminalsymbol: S VP Ersetzung unabhängig von Kontext (Kontextfreiheit) syntaktische Regeln: Det N (PP) Ersetzungsregeln (linke mit rechter Seite) links: syntaktische Kategorien (Phrasen/Satzknoten) rechts: obligatorische und optionale Nichtterminale (syntaktische + lexikalische Kategorien) Rekursion: Det N (PP), PP P 27

28 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik lexikalische Regeln: N 'Hund' N 'Katze' Det 'der' 'die' Zuordnung lexikalische Kategorien/Wortarten (Präterminale) zu Lexemen (Terminale) Wortarten (=lexikalische Kategorien): Präterminale Lexeme: Terminale (Alphabet) 28

29 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik PSG-Regel-Konventionen: Regel mit fakultativen Elementen: (DET) N äquivalent zu: DET N N äquivalent zu: DET N N N DET N 29

30 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik Ableitung als top-down Erzeugung (Linksableitung): G =< {S,, V P, DET, N, V }, {das, T ier, Ding, sieht}, R, S > R = {S V P, DET N, V P V, DET das, N T ier, N Ding, V sieht} 30

31 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik S VP (S VP) DET N VP ( DET N) das N VP (DET das) das Tier VP (N Tier) das Tier V (VP V ) das Tier sieht (V sieht) das Tier sieht DET N ( DET N) das Tier sieht das N (DET das) das Tier sieht das Ding (N Ding) 31

32 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik Auflistung 1: NLTK: Kontextfreie Grammatik (grammar1.cfg) 1 ###### Syntaktische Regeln ###### 2 S VP 3 DET N 4 VP V 5 6 ###### Lexikalische Regeln ###### 7 DET "der" "die" "das" 8 N "Mann" "Frau" "Buch" 9 V "gibt" "schenkt" 32

33 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik Auflistung 2: NLTK: Erkennung und Strukturwiedergabe 1 2 grammar = nltk. CFG. fromstring(""" 3 S VP 4 DET N 5 DET "der" "die" "das" 6 N "Mann" "Frau" "Buch" 7 VP V 8 V "gibt" "schenkt" 9 """) sent = 'der Mann gibt der Frau das Buch'.split () 12 parser = nltk. ChartParser( grammar, trace =0)

34 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik 15 for tree in parser. parse( sent): 16 print(tree);tree.pretty_print () 17 #(S 18 # ( (DET der) (N Mann)) 19 # (VP (V gibt) ( (DET der) (N Frau)) ( (DET das) (N Buch)))) S VP DET N V DET N DET N der Mann gibt der Frau das Buch 34

35 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik # Übergenerierung: 33 for sentence in generate( grammar, depth =5): 34 print(' '.join(sentence)) 35 der Mann gibt der Mann der Mann 36 der Mann gibt der Mann der Frau 37 der Mann gibt der Mann der Buch 38 der Mann gibt der Mann die Mann 39 der Mann gibt der Mann die Frau 40 der Mann gibt der Mann die Buch 41 der Mann gibt der Mann das Mann 42 der Mann gibt der Mann das Frau 43 der Mann gibt der Mann das Buch 35

36 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik Rekursive Kategorien Rekursiver Aufbau natürlicher Sprachen erklärt Nicht-Endlichkeit natürlicher Sprachen endliche Anzahl an syntaktischen Regeln, aber unbegrenzte Anzahl an bildbaren Sätzen (z. B.: durch Hinzufügung von Adjunkten) modellierbar mit rekursiven Phrasenstrukturregeln Erzeugung verschachtelter Strukturen rekursive Kategorien:, PP, Relativsätze, Komplementsätze 36

37 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik direkte Rekursion: Ausgabe einer Regel dient als Eingabe der gleichen Regel: DET N der Sohn der Frau des Mannes... indirekte Rekursion: Ausgabe einer Regel dient als Eingabe einer anderen Regel: DET N PP PP P der Mann in dem Wald in dem Land... neben dem Mann in dem Wald in dem Land... 37

38 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik Auflistung 3: Grammatik mit Rekursion 1 S 2 PP P 3 N N PP 4 N 'Hund ' 'Katze ' 5 P 'mit ' 38

39 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik Auflistung 4: NLTK: Generierung von Sätzen mit rekursiver Kategorie 1 # generate.html 2 from nltk. parse. generate import generate 3 4 grammar = nltk. CFG. fromstring(""" 5 S 6 PP P 7 N N PP 8 N 'Hund' 'Katze ' 9 P 'mit' 10 """) 11 for sentence in generate( grammar, depth =8): 12 print(' '.join(sentence)) 13 # Hund 14 # Katze 15 # Hund mit Hund 39

40 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturgrammatik 16 # Hund mit Katze 17 # Hund mit Hund mit Hund 18 # Hund mit Hund mit Katze 19 # Hund mit Katze mit Hund 20 # Hund mit Katze mit Katze 21 # Katze mit Hund 22 # Katze mit Katze 23 # Katze mit Hund mit Hund 24 # Katze mit Hund mit Katze 25 # Katze mit Katze mit Hund 26 # Katze mit Katze mit Katze 40

41 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturregeln des Deutschen Phrasenstrukturregeln des Deutschen 41

42 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturregeln des Deutschen Adverbphrase ADVP, AVP: Phrasenschema ADVP: (PRT) ADV Produktionsregeln ADVP: ADVP PRT ADV ADVP ADV ADVP PRT sehr ADV oft 42

43 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturregeln des Deutschen Präpositionalphrase PP: Phrasenschema PP: (PRT) P Produktionsregeln PP: PP P PP PRT P PP PRT tief P in dem Wald 43

44 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturregeln des Deutschen Adjektivphrase ADJP, AP: Phrasenschema ADJP: (PP)* (PRT) ADJ ADJP PP PP PRT ADJ seit gestern über das Ergebnis sehr unzufriedener Produktionsregeln ADJP (flacher Aufbau ohne Rekursion): ADJP ADJ ADJP PRT ADJ ADJP PP ADJP ADJP PP PRT ADJP ADJP PP PP ADJP usw. 44

45 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturregeln des Deutschen Adjektivphrase mit rekursivem Strukturaufbau: Phrasenschema ADJP: (PP)* (PRT) ADJ Produktionsregeln ADJP (rekursiver Aufbau): ADJP PP ADJP (rekursive Regel) ADJP PRT ADJ ADJP ADJP ADJ PP ADJP seit gestern PP ADJP über das Ergebnis PRT sehr ADJ unzufriedener 45

46 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturregeln des Deutschen Verbalphrase VP: Phrasenschema VP (vereinfacht): V + (Komplemente Adjunkte)* VP VP PP VP PP im Winter V auf der Straße jagt die Katze Produktionsregeln VP (ohne AdvP): VP VP PP (Adjunkte) VP V (1 Komplement) VP V (ohne Komplemente, intransitiv) 46

47 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturregeln des Deutschen Nominalphrase : Phrasenschema (vereinfacht): (DET) (ADJP)* N (PP)* Produktionsregeln (flacher Aufbau ohne Rekursion): N DET N ADJP N DET ADJP N N PP N PP ADJP N ADJP N PP usw. DET ADJP N PP der sehr große Wagen vor dem Haus 47

48 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturregeln des Deutschen Nominalphrase mit rekursivem Strukturaufbau (vorläufig): Phrasenschema (vereinfacht): (DET) (ADJP)* N (PP)* N ADJP (rekurs. Linksattr.) PP (rekurs. Rechtsattr.) DET (?) DET der ADJP sehr große ADJP rote N Wagen PP vor dem Haus 48

49 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturregeln des Deutschen Problem rekursive DET-Regel Mit der Regel DET können zwar s gemäß des Phrasenschemas abgeleitet werden die Grammatik ist aber stark übergenerierend und damit kein adäquates Modell des -internen Strukturaufbaus Übergenerierung 1: DET rekursiv wiederholbar an erster Position (richtige Strukturposition aber falsche Anzahl) Übergenerierung 2: DET wiederholbar an falscher Strukturposition (z. B.: ADJP DET N) Strukturbegrenzung notwendig ( X-Bar) 49

50 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturregeln des Deutschen Auflistung 5: NLTK: Erkennung und (Über-)Generierung vorläufiger -Grammatik 1 grammar = nltk. CFG. fromstring(""" 2 ADJP 3 PP 4 N 5 DET 6 N 'Nomen ' 7 DET 'das' 8 ADJP ' schöne ' 9 PP 'darin ' 10 """) 11 sent = 'das schöne schöne Nomen darin darin '.split () 12 parser = nltk. ChartParser( grammar, trace =0) 13 for tree in parser. parse( sent): 14 print(tree) 50

51 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturregeln des Deutschen 15 ( 16 ( 17 ( 18 (DET das) 19 ( ( ADJP schöne) ( ( ADJP schöne) ( (N Nomen))))) 20 (PP darin)) 21 (PP darin)) for sentence in generate( grammar, depth =9): 24 print(' '.join(sentence)) 25 # #das das schöne das schöne Nomen darin 27 #... 51

52 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz Phrasenstrukturregeln des Deutschen Satzableitung aus den Grammatikregeln (mit S VP) S VP DET VP PP ADJP V P PP ADJP N DET DET P PRT ADJ ADJP N N ADJ PP N P DET N Der seit gestern sehr wütende Hund jagt den roten Wagen vor dem Haus auf die Straße 52

53 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema Entwicklung durch Chomsky im Rahmen der Government& Binding-Theorie ursprüngliches Symbol: Balken (bar): X Beschränkung der Struktur von Phrasen binäre Verzweigung (A B C) Einführung phrasaler Zwischenebene ( X oder X ) gleicher Strukturaufbau für alle Phrasenarten(X als Wortart- Variable) 53

54 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema Motivation für X-Bar-Schema bisher: Anzahl und Art unmittelbarer Konstituenten einer Phrase nicht beschränkt Mischung aus nicht festgelegter Anzahl aus lexikalischen und phrasalen Kategorien keine festgelegte Ordnung zwischen Kopf und Schwestern führt zu Problemen bei rekursiver Strukturdefinition (s. oben) 54

55 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema X-Bar-Ebene Einführung phrasaler Zwischenebene (X') zwischen Gesamtphrase (XP, maximale Projektion) und Kopf (X) VP DET PP ADJN N V V Erlaubt die Differenzierung verschiedener Arten von dependents in Phrase durch Strukturposition 55

56 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema S VP DET ADJ N V PP DET ADJ N P DET N der kleine Hund jagt eine große Katze auf der Straße Abbildung 7: zum Vergleich: nicht-beschränkte Phrasenstruktur (Einfacher Satz) 56

57 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema S VP DET N V PP ADJ N V P DET N DET N ADJ N N der kleine Hund jagt eine große Katze auf der Straße Abbildung 8: Vorläufige X-Bar-Analyse s und VPs 57

58 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema Verallgemeinerung der verbalen Argument-Adjunkt-Distinktion Komplement: obligatorische (valenzgeforderte) Erweiterung direkte Verbindung mit Phrasenkopf X, bildet X'-Phrase enge Verbindung Komplement-Kopf Deutsche : Genitiv--Erweiterung oder von-pp Adjunkt: nicht-obligatorische Erweiterung, Anzahl nicht begrenzt Verbindung mit X'-Konstituente, bildet wieder X' Deutsche : Adjektiv-Attribut, PP-Attribut 58

59 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema Spezifizierer: phrasenabschließende nicht-obligatorische Erweiterung Verbindung mit X', Abschluß der XP-Phrase in : Determinierer, Possessivpronomen oder Quantifizierer verallgemeinert: als Strukturposition (XP (SPEC) X') im Schema für Elemente mit bestimmten Eigenschaften z. B. AUX als VP-Spezifizierer (s. unten) 59

60 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema Strukturpositionen im X-Bar-PSG-Schema: X (Kopf) X' XP Komplement Schwester Tochter Adjunkt Schwester und Tochter Spezifizierer Schwester Tochter XP Spezifizierer X X Adjunkt Komplement X 60

61 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema DET (Spezifizierer) N N PP (Adjunkt) ADJP (Adjunkt) N N (Kopf) PP (Komplement) das laute Bellen vom Hund auf der Straße Abbildung 9: X-Bar-Analyse mit Komplement-Adjunkt-Spezifizierer-Distinktion 61

62 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema Auflistung 6: PSG-Regeln X-Bar-Analyse 1 2 #X-Bar - -Regeln: 3 DET N' # SPECIFIER 4 N' ADJP N' #ADJ - ADJUNKT 5 N' N' PP #PP - ADJUNKT 6 N' N PP #PP - KOMPLEMENT 7 N' N 62

63 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema VP V V PP (Adjunkt) V jagt (Komplement) eine Katze auf der Straße Abbildung 10: X-Bar-Analyse VP mit Komplement-Adjunkt-Distinktion 63

64 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema Auflistung 7: PSG-Regeln X-Bar-Analyse VP 1 #X-Bar -VP -Regeln: 2 VP V' 3 V' V' PP #V'+ ADJUNKT 4 V' V # KOPF + KOMPLEMENT 5 V' V # KOPF ( OHNE KOMPLEMENT) 64

65 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema VP V V PP (Adjunkt) V PP (Adjunkt) V PP (Adjunkt) V jagt eine Katze auf der Straße am Vormittag... Abbildung 11: X-Bar-Analyse VP mit rekursiver Adjunktionsregel 65

66 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema Allgemeines X-Bar-Schema XP (SPEC) X (ADJUNKT) X (COMPL) X Abbildung 12: Allgemeines X-Bar-Schema XP (SPEC), X' X' (ADJUNKT), X' X' (COMPL), X (rekursive Regel) 66

67 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema X-Bar-Schema: ohne implizierte lineare Struktur (Wortstellung) Einzelsprachliche Regeln Links- vs. Rechtsverzweigung (left- vs rightbranching) Linksverzweigung: head-final (OV-Sprachen) Rechtsverzweigung: head-initial (VO-Sprachen) Deutsche : Links- und Rechtsverzweigend (SPEC) X X (ADJUNKT) (ADJUNKT) X X (COMPL) 67

68 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema XP Spezifizierer X X Adjunkt X (Kopf) Komplement ein Student der Computerlinguistik aus München Abbildung 13: allgemeine X-Bar-Analyse am Beispiel 68

69 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema VP DET N AUX V der N hat V Beweis des Theorems das Theorem bewiesen Abbildung 14: Parallele X-Bar-Strukturanalyse für und VP (Spezifizierer und Komplement) 69

70 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema Anmerkung zu Auxiliarkonstruktionen Auxiliare = Hilfsverben begleiten Verb (Träger lexikalischer Bedeutung) Ausdruck von grammatischen Merkmalen (Tempus, Modus; Diathese; Flexionsmerkmale) Analyse ist stark theorieabhängig (Strukturposition) u. a. als Spezifizierer (s. o.) ebenso: Analyse als Verbgruppe (Verb + Auxiliare) ebenso: Eintrag in Subkategorisierungslexikon 70

71 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.3 X-Bar-Phrasenstrukturschema S VP DET N V ADJP N V PP ADJ N V P ADJ DET N P ADJP N DET N ADJ N N ADJ der kleine Hund jagt eine große Katze auf der Straße Abbildung 15: Vollständige X-Bar-Analyse mit Komplement-Adjunkt-Spezifizierer-Distinktion 71

72 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.4 Adäquatheit einer CFG als Syntaxmodell 4.4 Adäquatheit einer CFG als Syntaxmodell X-Bar-Phrasenstrukturgrammatiken schränken zwar durch ihre Strukturrestriktionen die Übergenerierung ein Übergenerierung bleibt aber weiter bestehen 72

73 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.4 Adäquatheit einer CFG als Syntaxmodell Gründe für Übergenerierung Nichtberücksichtigung von Morphologie (Kongruenz, Rektion): *der Mann sieht der Kind *der Mann sieht das Kinder Nichtberücksichtigung von Subkategorisierung (Verbvalenzrahmen) *der Hund starb die Katze 73

74 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.4 Adäquatheit einer CFG als Syntaxmodell Lösungen komplexere atomare Kategorien Problem: Regelvervielfachung z.b. Numerus-Kongruenz : SgN, PlN, SgDET, PlDET, Sg, Pl; Sg SgDET SgN, Pl PlDET PlN Merkmale in Lexikon Merkmalsstrukturen und Unifikation (Feststellung Merkmalskongruenz) Auswahl durch probabilistisches Modell (PCFG) Übergenerierung erlauben ungrammatische Sätze als unwahrscheinliche ausschließen 74

75 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.5 Treebanks und Grammatiken 4.5 Treebanks und Grammatiken Treebank = Sammlung von per Hand annotierten Syntaxbäumen in bestimmtem Annotationsschema Penn-Treebank relativ flache Struktur arbeitet mit traces(label: NONE) um long-distance-dependencies zu markieren Schema verwendet im englischen Stanford-Parser-Modell 75

76 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.5 Treebanks und Grammatiken NEGRA-Korpus Grundlage deutsches Stanford-Parser-Modell TIGER-Annotationsschema basiert auf NEGRA-Schema noch flacher als Penn-Treebank grammar induction Treebanks als implizite Grammatik CFG-Regeln können aus Treebank-Korpus gewonnen werden tgrep: Programm zur Suche in Syntaxbäumen (s. u.) 76

77 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.5 Treebanks und Grammatiken ROOT S VP. DT JJ NN VBD PP PP IN DT NN IN DT NN DT NN The big dog chased the cat of the teacher in the street. Abbildung 16: Beispiel-Parse Stanford-Parser 77

78 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.5 Treebanks und Grammatiken ROOT S VVFIN PP $. ART ADJA NN ART NN APPR ART NN ART NN Der große Hund jagte die Katze des Lehrers auf der Straße. Abbildung 17: Beispiel-Parse Stanford-Parser (Deutsches Modell) 78

79 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.5 Treebanks und Grammatiken Auflistung 8: NLTK: Parsing mit Stanford-Parser; verschiedene Ausgabeformate 1 http :// from nltk. parse. stanford import StanfordParser 4 jar = " stanford - corenlp jar" 5 model = "stanford -corenlp models.jar" 6 parser=stanfordparser(jar,model,model_path="edu/stanfo 7 8 tree_list = list( parser. raw_parse('the big dog chased the cat of the teacher in the street.')) 9 tree = tree_list [0]

80 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.5 Treebanks und Grammatiken 14 print(tree) 15 # (ROOT 16 # (S 17 # ( (DT The) (JJ big) (NN dog)) 18 # (VP 19 # (VBD chased) 20 # ( 21 # ( (DT the) (NN cat)) 22 # (PP (IN of) ( (DT the) (NN teacher)))) 23 # (PP (IN in) ( (DT the) (NN street)))) 24 # (..)))

81 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.5 Treebanks und Grammatiken 29 print( tree. pformat_latex_qtree ()) 30 # \Tree [.ROOT 31 # [.S 32 # [. [.DT The ] [.JJ big ] [.NN dog ] ] 33 # [.VP 34 # [.VBD chased ] 35 # [. 36 # [. [.DT the ] [.NN cat ] ] 37 # [.PP [.IN of ] [. [.DT the ] [.NN teacher ] ] ] ] 38 # [.PP [.IN in ] [. [.DT the ] [.NN street ] ] ] ] 39 # [... ] ] ]

82 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.5 Treebanks und Grammatiken 42 tree.label () 43 #'ROOT' print(tree [0,0]) 46 #( (DT The) (JJ big) (NN dog)) print(tree [0,2]) 49 #(..) print(tree [0,1,2]) 52 #(PP (IN in) ( (DT the) (NN street))) print(tree [0,0,0]); print(tree [0,0,1]) 55 #(DT The) 56 #(JJ big) 82

83 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.5 Treebanks und Grammatiken Auflistung 9: nltk_tgrep 1 # pypi. python.org/pypi/ nltk_tgrep/ 2 sudo pip install nltk_tgrep 3 4 from nltk. tree import ParentedTree 5 import nltk_tgrep 6 tree = ParentedTree. fromstring('(s ( (DT the) (JJ big) (NN dog)) (VP bit) ( (DT a) (NN cat)))') 7 nltk_tgrep. tgrep_nodes(tree, 'NN') 8 #[ParentedTree('NN', ['dog ']), ParentedTree('NN', ['cat '])] 9 nltk_tgrep. tgrep_positions(tree, 'NN') 10 #[(0, 2), (2, 1)] 11 nltk_tgrep. tgrep_nodes(tree, 'DT $ JJ') 12 #[ParentedTree('DT', ['the '])] 83

84 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.6 Zusammenfassung 4.6 Zusammenfassung 84

85 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.6 Zusammenfassung Konstituentenstruktur (auch: Phrasenstruktur) Konstituenz = Teil-Ganzes-Beziehung zwischen sprachlichen Einheiten (Konstituenten) Relation der unmittelbaren Dominanz zwischen Einheit und ihren unmittelbaren Konstituenten in phrasalen Einheiten können neben lexikalischen auch phrasale Einheiten anderer oder gleicher Kategorie vorkommen hierarchischer, rekursiver Strukturaufbau Merkmalsvererbung vom Kopf als Phrasenkern an Phrase Köpfe werden im Syntaxbaum nach oben weitergereicht (Perkolation) Analyse diskontinuierlicher Phrasen über traces (Spuren) 85

86 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.6 Zusammenfassung Kontextfreie Grammatik formale Grammatik mit kontextfreien Regeln verwendet zur Modellierung der Konstituentenstruktur natürlicher Sprache Phrasenstrukturgrammatik (PSG) im engeren Sinne beschreibt Regeln der Kombination von lexikalischen und phrasalen Kategorien (nichtterminale Symbole) zu phrasalen Kategorien und Sätzen (Startysmbol S) Eine syntaktische Struktur (Syntaxbaum) wird von einer Grammatik erfüllt, wenn eine Ableitung aus den als Produktionsregeln aufgefassten Regeln der Grammatik existiert 86

87 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.6 Zusammenfassung X-Bar-Schema Beschränkung der Struktur: binäre Verzweigung: A B C Einführung phrasaler Analyseebene zwischen Phrase und Kopf (X') gleichartiges Schema für alle Phrasen: XP (SPEC) X (ADJUNKT) X (COMPL) X Komplement: Schwester von Kopf, Tochter von X' Adjunkt: Schwester von X, Tochter von X' Spezifizierer: Schwester von X', Tochter von XP 87

88 4 Syntaktische Relationen: Konstituenz 4.6 Zusammenfassung CFGs als Konstituentenstrukturmodell Modellierung des hierarchischen, rekursiven Aufbaus natürlicher Sprache aus lexikalischen und phrasalen Kategorien X-Bar: Differenzierung Argument-Adjunkt-Spezifizierer Nichtberücksichtigung von Morphosyntax und Subkategorisierung Übergenerierung Erweiterungen von CFGs Einführung komplexerer atomarer Kategorien Merkmalsstrukturen (Unifikationsgrammatiken) Auswahl durch probabilistisches Modell (PCFG) 88