Computerlinguistik und Sprachtechnologie

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1 Computerlinguistik und Sprachtechnologie Eine Einführung Herausgegeben von: Kai-Uwe Carstensen, Christian Ebert, Cornelia Endriss, Susanne Jekat, Ralf Klabunde und Hagen Langer Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg Berlin

2 vii Inhaltsverzeichnis 1 Computerlinguistik - Was ist das? Zur Geschichte der Computerlinguistik Symbolische Sprachverarbeitung Korpusstatistische Verfahren Anwendungen der Computerlinguistik Aspekte der Computerlinguistik Computerlinguistik: Die Wissenschaft Computerlinguistik und ihre Nachbardisziplinen Teilbereiche der Computerlinguistik Wissensbereiche Industrielle Anwendungen Theoretische Forschung in der Computerlinguistik Praktische Forschung in der Computerlinguistik Computerlinguistik und Linguistik Literaturhinweise 23 2 Formale Grundlagen Mengenlehre und Logik Mengenlehre Aussagenlogik Prädikatenlogik Typenlogik Der Lambda-Kalkül Modaloperatoren Literaturhinweise Automatentheorie und Formale Sprachen Grundlegende Definitionen Grammatiken Endliche Automaten, einseitig-lineare Grammatiken und reguläre Sprachen Kontextfreie Sprachen und Grammatiken Nicht-kontextfreie Sprachen und Grammatiken Komplexitäts- und Entscheidbarkeitseigenschaften Zusammenfassung Literaturhinweise Graphentheorie und Merkmalsstrukturen Graphen und Bäume Merkmalsstrukturen Unifikation Generalisierung Typisierte Merkmalsstrukturen Literaturhinweise Wahrscheinlichkeitstheorie und Hidden-Markov-Modelle 107

3 viii Inhaltsverzeichnis Wahrscheinlichkeitstheoretische Grundlagen Hidden-Markov-Modelle Literaturhinweise Methoden Phonologie Probleme und Terminologie Methoden Literaturhinweise Morphologie Überblick Grundbegriffe und -Probleme Modelle aus der Generativen Linguistik Morphologie mit endlichen Automaten Default-Vererbungsnetze: DATR Erweiterte Finite-State-Ansätze Morphologie und generative Kapazität Zusammenfassung und Ausblick Literaturhinweise Syntax und Parsing Syntax Parsing Literaturhinweise Semantik Grundlagen der natürlichsprachlichen Semantik Montague-Semantik Theorie der generalisierten Quantoren Diskursrepräsentationstheorie Ansätze zur Unterspezifikation Lexikalische Semantik Literaturhinweise Diskurs und Pragmatik Präsuppositionsverarbeitung Benutzermodellierung Textgenerierung Aufgaben der Planung und Umsetzung Funktionalität des Planungsprozesses Methoden zur Diskursplanung Satzplanungsverfahren Verfahren zur Oberflächenrealisierung Linguistische Theorien zur Generierung Literaturhinweise 360

4 ix 4 Ressourcen Das World Wide Web Markup-Sprachen als Fundament des WWW Der computerlinguistische Einsatz von SGML/XML Computerlinguistik, XML und das WWW Computerlinguistik und das Semantic Web Literaturhinweise Textkorpora Korpustypen und ihre Zusammensetzung Erstellung von Korpora Korpusrepräsentation Hinzufügen von linguistischer Information Abfragesysteme für Textkorpora Baumbanken Zentrale Eigenschaften von Baumbanken Die Penn Treebank Das TIGER Korpus Literaturhinweise Lexikalisch-semantische Wortnetze GermaNet - ein deutsches Wortnetz EuroWordNet, ein polylinguales Wortnetz Anwendungsperspektiven semantischer Netze Literaturhinweise Lexika für multimodale Systeme Wörterbuch, Lexikon, oder Enzyklopädie? Die Lexikonbaumeister Eigenschaften eines Lexikons Schritte im Lexikonaufbau Wie geht's weiter? Sprachdatenbanken Definitionen Sprachdatenbanken Software Beispiele: Verbmobil und SpeechDat-II Literaturhinweise Anwendungen Korrekturprogramme Korrektur von Nicht-Wörtern Kontextabhängige Korrektur Grammatikkorrektur Perspektiven Literaturhinweise Computergestützte Lexikographie Aufgaben und Aspekte der computergestützten Lexikographie 419

5 5.2.2 Lexikographiesysteme Computational Terminology Stand und Perspektiven Literaturhinweise Volltextsuche und Text Mining Volltextsuche Text Mining Literaturhinweise Textklassifikation Generische System-Architektur Verschiedene technologische Lösungsansätze Evaluierung von Textklassifikations-Systemen Stand der Technik Perspektiven Literaturhinweise Informationsextraktion Ein Beispiel Evaluationskriterien für IE Ein generisches IE-System Maschinelle Lernverfahren für IE Textzusammenfassung Wissensverarbeitende Systeme Statistische Verfahren Aktuelle Entwicklung Sprachsynthesesysteme Struktur eines TTS-Systems Computerlinguistische TTS-Komponenten Ein einheitlicher Formalismus Perspektiven Literaturhinweise Spracherkennungssysteme Struktur eines automatischen Spracherkenners Paradigma der Spracherkennung: HMM Modellierung gesprochener Sprache Perspektiven und Herausforderungen Literaturhinweise Natürlichsprachliche Retrieval-Schnittstellen Eigenschaften von Anfragesprachen Systeme Wirkung auf den Benutzer Perspektiven Literaturhinweise Dialogsysteme Anwendungsgebiete Evolution von Dialogsystemen Aufbau eines Dialogsystems 485

6 xi Multimodale Dialogsysteme Design von Dialogsystemen Literaturhinweise Sprachlehr- und -lernsysteme Herkömmliche Sprachlehrprogramme ICALL-Systeme Fazit Elektronische Kommunikationshilfen Typen von Kommunikationshilfen Kommunikationshilfen mit Sprach- oder Textausgabe Perspektiven Literaturhinweise Angewandte natürlichsprachliche Generierungs- und Auskunftssysteme Was ist angewandte NLG? Beispiele für angewandte NLG-Systeme Mechanismen und Methoden Perspektiven Literaturhinweise Maschinelle Übersetzung MÜ-Ansätze Aktueller Stand und Perspektiven Literaturhinweise Evaluation sprachverarbeitender Systeme Einführung Warum wird evaluiert? Wie wird evaluiert? Was wird evaluiert? Akustische Evaluation Motivation Spracherkennung Methoden und Maße Diskussion Evaluation eines Dolmetschsystems Das VERBMOBIL System Spezifikation der Anforderungen Durchführung der Evaluation Ergebnisse Fazit 540 Literaturverzeichnis 541 Index 567 Die Autorinnen und Autoren 579