Tokenisierung und Lemmatisierung in Suchmaschinen

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1 Tokenisierung und Lemmatisierung in Suchmaschinen Hauptseminar Suchmaschinen Computerlinguistik Sommersemester 2010 Stefan Langer

2 Übung: Tokenisierung (5 min) Was ist versteht man unter Tokenisierung Für welche Sprachen ist nicht-triviale Tokensierung zwingend notwendig und warum? 2

3 Tokenisierung Aufteilen eines Textes in indizierbare Token Recht trivial für westliche und viele andere Sprachen; schwierig für Chinesisch, Japanisch, Thai 教育部即將首次辦國小英語教師英語能力檢核測驗 ยทไาษาภงยสเ หะารคเง สมรกแรปโ มรกแรปโ# หะารคเง ส#งย สเ#ยทไาษาภ

4 Tokenisierung westliche Sprachen: Herausforderungen Satzzeichen Bindestriche Tor-Chancen Torchancen Akronyme USA U.S.A Abkürzungen In einigen Sprachen: Angehängte Pronomina (arrivederci) (Klitika), Artikel u.ä. Komposita -> Morphologie

5 Tokensierung: Chinesisch, Japanisch, Thai Meiststatistischealgorithmenkombiniertmitwörterbüchern Meist statistische Algorithmen kombiniert mit Wörterbüchern Besondere Schwierigkeiten: Unbekannte Wörter Eigennamen 5

6 Übung (5 min) Welche Alternativen wären zur Implementierung von Suche denkbar zur echten Tokeniserung für Japanisch, Chinesisch oder Thai. 6

7 Lemmatisierung 7

8 Wie misst man die Qualität einer Suchmaschine: Trefferquote (Recall) und Genauigkeit (Precision) F A A F D 8

9 Grundbegriffe Morphologie Morphologie Griechisch: Lehre von den Formen. Teilgebiet der Linguistik, das sich mit Wortformen, der Wortbildung und der Flexion beschäftigt. Morphe Kleinste Einheiten auf Formebene; noch nicht einem Morphem zugeordnet. Allomorphe Unterschiedliche Morphe, die demselben Morphem zuzuordnen sind. Beispiele sind Affixvarianten (z.b. Pluralallomorphe -er, -en etc.) und Stammvarianten (Gans- Gäns- /geh- ging- gang-) Morphem Abstraktes phonologisch-semantisches Basiselement: Kleinste bedeutungstragende/funktionstragende Einheit.

10 Grundbegriffe Morphologie Lexikalisches/ grammatisches Morphem Lexikalische Morpheme haben eine semantische Funktion (Schirm, sprech-); grammatische Morpheme eine rein grammatische Funktion (z.b. Genitivsuffix). Freies/gebundenes Morphem Erstere kommen frei vor (kurz, Schirm), letzter nicht (-er, Him-). Stamm (a,b), ~Basismorphem, ~Grundmorphem, ~Wurzel(b) Morpheme oder Morphemkombinationen zu denen Flexionsendungen treten können (z.b. Schirm mit den Wortformen Schirms, Schirme etc.); lexikalisches Morphem (nicht Morphemkombination), das einer Wortform oder einer Reihe von Wortformen zugrundeliegt (z.b. Unsinnigkeit - Sinn).

11 Grundbegriffe Morphologie Affix - Suffix - Präfix - Infix - diskontinuierliche Morpheme; Flexionsaffixe, Derivationsaffixe Affixe sind Morpheme, die zu einem Stamm treten können um entweder eine Wortform (Flexionsaffix, Z.B.: Pluralsuffix wie in Kind - Kinder) oder ein neues Wort (Derivationsaffix z.b. das denominale Suffix -bar in wunder - wunderbar) zu erzeugen. Außerdem könne Affix unterschieden werden nach den Wortarten, zu denen sie treten/die sie erzeugen (nominale, verbale etc. Affixe); oder dannach, ob sie: an den Wortanfang angehängt werden (Präfix); Bsp.: un- in unmöglich; an das Wortende angehängt werden (Suffix), Bsp. -bar in wunderbar; innerhalb des Wortes eingeschoben werden (Infix), Bsp. -zu- in einzuschenken; aus mehreren Teilen bestehen (diskont. Morphem) - -ge-t in eingeschenkt.

12 Grundbegriffe Morphologie Derivation, Konversion, Komposition, Wortbildung Derivation (a. Ableitung) ist die Bildung neuer Wörter aus bestehenden Wörtern oder Wortstämmen. Meist geschieht dies durch Hinzufügung eines Affix. Beispiele: Glück - Unglück, Glück - glücklich. Konversion ist liegt vor bei Übertragung in eine andere Wortart ohne explizite Veränderung (deutsch-deutsch). Komposition ist die Bildung neuer Wörter aus zwei existierenden Lexemen, z.b. Wortbildung aus Wort und Bildung.

13 Isolierende, agglutinierende, flektierende Sprachen Unterteilung von Sprachen aufgrund der Flexionsmorphologie. Isolierende Sprache drücken (fast) alle grammatischen Beziehungen im Satz und syntaktische Merkmale durch separate Wörter (freie Morpheme) aus (z.b. Präpositionen). Als typisches Beispiel gilt Chinesisch; aber auch Englisch hat einige Merkmale isolierender Sprachen. Agglutinierende Sprachen realisieren gramm. Merkmale als jeweils separate Suffixe - Wörter sind leicht segmentierbar. Beispiele sind Finnisch oder Türkisch. Flektierende Sprachen realisieren gramm. Merkmale als Affixe, allerdings oft mehrere Merkmale in einem Affix; es treten auch Stammveränderungen auf. Deutsch und Latein können als flektierende Sprachen klassifiziert werden.

14 Übung Für eine oder mehrere Sprachen, die Sie kennen, begründen Sie: - warum morphologische Analyse im Kontext von Suchmaschinen wichtig/unwichtig ist. Für welche Wortarten ist morphologische Analyse wichtig? - Welches sind in der von Ihnen genannten Sprache die besonderen Schwierigkeiten 14

15 Die Wortarten des Deutschen (CISLEX-Klassifikation) Flektierende Wortarten Nomen Adjektiv Verb Determinator Pronomen Nichtflektierende Wortarten Adverb Partikel Verbpartikel Präposition Konjunktion Interjektion

16 Beispiel Das nominale Formenparadigma im Deutschen Nomina im Deutschen tragen Merkmale für folgende Flexionskategorien: Genus (inhärent bei Nomina) Das Deutsche hat 3 Genera; maskulin, feminin und neutrum. Kasus Im Deutschen gibt es 4 Kasus: Nominativ, Genitiv, Dativ und Akkusativ. Numerus 2 Numerusmerkmale (Singular und Plural) Somit hat jedes Nomen im Deutschen potentiell 8 Flexionsformen Traditionell wird unterschieden nach starker, schwacher, und gemischter Deklination

17 stark schwach gemischt sing. nom Tag, Kind, Nacht Mensch, Hase Staat gen Tages, Kindes, Nacht Menschen; Hasen Staats dat Tag(e); Kind(e), Nacht Menschen, Hasen Staat(e) akk Tag, Kind, Nacht Menschen, Hasen Staat plur nom Tage, Kinder, Nächte Menschen, Hasen Staaten gen Tage, Kinder, Nächte Menschen, Hasen Staaten dat Tagen, Kindern, Nächten Menschen; Hasen Staaten akk Tage, Kinder, Nächte Menschen, Hasen Staaten

18 Grundformenreduzierung Stemming Wörterbuchbasiert Wörterbuch + Regeln Dokumenten Suchmaschinen Rahmen Dokumenten:Dokument Suchmaschinen: Suchmaschine Rahmen:Rahmen Dokumenten:Dokument+en Suchmaschinen: Suchmaschine+n Rahmen:Rahmen+ Computers Merkels Computers:Computer Merkels:? Computers:Computer+s Merkels:Merkel+s 18

19 Lemmatisierung durch Expansion von Dokumententermen mit Lemmatisierung Index Document haus Lemmatizer haus Lemmas field: haus hauses häuser häusern Query häuser haus, hauses, häuser, häusern Normal field: haus ohne Alle Wortformen der Wörter im Dokument werden in den Index geschrieben. Die Sprache der Anfrage muss nicht bekannt sein 19

20 Lemmatisierung durch Reduktion Index Lemmas field: Mit Lemmatisierung Document maisons Lemmatizer (French) maisons maison maison - Normal field: maisons Lemmatizer maison maison Query maison ohne Wörter in Anfrage und Dokument werden auf die Grundform(en) reduziert. Dazu muss die Sprache der Anfrage bekannt sein 20

21 Lemmatisierung durch Anfrageexpansion Index Mit Lemmatisierung Document maisons Lemmatizer (French) NO ACTION maisons (lemma field not set) Lemmatizer maison maisons, maison Query maison ohne Lemmatisierung 21

22 Nominalkompositanalyse Blumen versand Internet such maschine Fuchs schwanz Bahn hof Tisch fuß ball 22

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