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한국어 의미 표지 부착 말뭉치 구축을 위한 자동 술어-논항 분석기 개발
A Development of the Automatic Predicate-Argument Analyzer for Construction of Semantically Tagged Korean Corpus 원문보기

정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part B. Part B, v.19B no.1, 2012년, pp.43 - 52  

조정현 (한림대학교 컴퓨터공학과) ,  정현기 (한림대학교 컴퓨터공학과) ,  김유섭 (한림대학교 유비쿼터스컴퓨팅학과)

초록
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의미 역 결정 (Semantic Role Labeling)은 문장의 각 요소들의 의미 관계를 파악하는 연구 분야로써 어휘 중의성 해소와 더불어 자연언어처리에서의 의미 분석에서 매우 중요한 위치를 차지하고 있다. 그러나 한국어의 경우에는 의미 역 결정에 필요한 언어 자원이 구축되지 못하여 연구의 진행이 매우 미진한 상황이다. 본 논문에서는 의미 역 결정에 필요한 언어 자원 중에서 가장 널리 사용되고 있는 PropBank의 한국어 버전의 구축을 위한 시작 단계로써 자동 술어-논항 분석기를 개발하였다. 자동 술어-논항 분석기는 크게 의미 어휘 사전과 자동 술어-논항 추출기로 구성된다. 의미 어휘 사전은 한국어 동사의 격틀 정보를 구축한 사전이며 자동 술어-논항 추출기는 구문 표지 부착된 말뭉치로부터 특정 술어와 관련있는 논항의 의미 부류를 결정하는 모듈이다. 본 논문에서 개발된 자동 술어-논항 분석기는 향후 한국어 PropBank의 구축을 용이하게 할 것이며, 궁극적으로는 한국어 의미 역 결정에 큰 역할을 할 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Semantic role labeling is the research area analyzing the semantic relationship between elements in a sentence and it is considered as one of the most important semantic analysis research areas in natural language processing, such as word sense disambiguation. However, due to the lack of the relativ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 의미 어휘 사전은 기본적으로 기존의 동사 격틀 사전이 가지고 있는 격틀 정보가 부족하기 때문에 새로이 확장, 구축되었다. 본 논문에서는 21세기 세종 계획1)에서 구축한 동사 격틀 사전을 확장하였다. 세종 격틀 사전의 경우에는 약 1만 5천개의 동사에 대한 격틀이 사전화되어 있으나, 모든 동사가 풍부한 격틀 정보를 가지고 있는 것은 아니다.
  • 따라서 본 논문에서는 [18]에서 제안한 방식으로 격틀을 기반으로 동사간의 유사도를 추정 한 후에, 이 유사도 정보를 기반으로 동사들을 군집화하였다. 본 논문에서는 동일한 군집으로 분류된 동사들은 서로가 가지고 있는 모든 격틀을 공유하게 함으로써 격틀의 부족 현상을 극복하고자 하였다.
  • 이는 말뭉치에 자주 나타나지 않는 동사의 경우 격틀 정보를 구축할 근거가 없었기 때문이다. 본 논문에서는 유사한 격틀 정보를 가지는 동사들을 하나의 클러스터로 묶어 서로 격틀 정보를 공유하게 함으로써 격틀 정보의 부족 현상을 극복하고자 하였다.
  • 본 논문에서는 이처럼 한국어 의미 분석에 매우 중요한 역할을 할 수 있는 한국어 PropBank 구축의 시작 단계로써 자동 술어-논항 분석기를 개발하였다. 자동 술어-논항 분석기는 관련 말뭉치가 부재한 상황에서 자동으로 의미 표지 부착된 말뭉치를 초벌 생성할 수 있고, 이 결과를 향후 수작업에 활용하여 한국어 PropBank의 구축 시간을 크게 단축시킬 수 있다.
  • 본 논문에서는 지금까지 구축한 시스템이 얼마나 높은 적용력과 정확도를 가지고 있는 지 확인하기 위하여 보유하고 있는 술어-논항 쌍 중에서 임의로 1,000개의 쌍을 추출하였다. 이 때, 논항은 의미 부류가 결정된 경우로 제한하였다.
  • 본 논문은 향후 한국어 PropBank의 구축을 위한 전 단계로 한국어 자동 술어-논항 분석기의 구현을 그 목적으로 한다. 자동 술어-논항 분석기란 결국 술어에 의존하고 있는 여러 논항들과 술어간의 의미 관계를 분석하는 모듈이라 할 수 있는데, 본 논문에서는 특히 부사격 조사로 의존 관계를 맺고 있는 논항들의 의미 관계 분석에 초점을 맞추었다.
  • 본 논문의 주 목적은 이러한 한국어 PropBank를 구축하는데 있어 초벌 의미 표지 부착 말뭉치 구축을 보다 효율적으로 도와줄 수 있는 자동 술어-논항 분석기의 개발에 있다. 즉, 자동 술어-논항 분석기를 활용하여 구문 표지 부착된 말뭉치에서 술어-논항 쌍을 추출하여 각 논항이 술어에 대해 어떤 의미적인 관계를 가지고 있는가를 1차적으로 찾고자 한다.
  • 이 절에서는 주어진 구문 표지 부착 문장을 입력으로 받아 술어(동사 술어)와 관련 논항을 추출하고, 이 중 부사격 조사와 결합이 된 논항의 술어와의 의미 관계를 분석하는 모듈에 대하여 논한다. 이 모듈은 첫째, 술어-논항 쌍을 추출하고, 둘째, 논항을 향후 처리를 위하여 변형시키고, 셋째, 의미 어휘 사전을 검색하고 넷째, 적절한 격틀을 찾고 마지막으로 위에서 분석되지 않은 논항을 추가적으로 처리하는 과정으로 이루어진다.
  • 첫째, 개별 동사 어휘의 격틀 사전으로 성능을 측정하였다. 이는 기존에 구축된 격틀 사전만을 가지고 의미 역 결정 성능을 기준 성능으로 하여 본 논문에서 제안된 방법이 성능 향상에 도움이 되는 정도를 확인하기 위함이다(실험1). 둘째, 클러스터 격틀 사전을 이용하되, 논항 및 조사의 엄격한 비교를 요구하는 방식이다(실험 2).
  • 이러한 자동 술어-논항 분석기의 구현을 위하여 본 논문에서는 크게 의미 어휘 사전과 술어-논항 추출기 모듈을 개발하였다. 먼저 의미 어휘 사전은 개별 동사 격틀 사전으로는 그 적용 범위가 너무 작기 때문에 보유하고 있는 격틀이 유사한 동사 어휘들을 k-means 및 EM 알고리즘을 사용하여 클러스터링을 하고 동일 클러스터로 모인 동사들의 격틀을 모두 통합하여 하나의 사전을 만들었다.
  • 즉, 자동 술어-논항 분석기를 활용하여 구문 표지 부착된 말뭉치에서 술어-논항 쌍을 추출하여 각 논항이 술어에 대해 어떤 의미적인 관계를 가지고 있는가를 1차적으로 찾고자 한다. 이를 위하여 본 논문에서는 세종 계획에서 구축된 동사격틀 사전으로 한국어 프레임 파일을 대신하고, 한국전자통신연구원에서 구축된 한국어 구문 표지 부착 말뭉치의 문장에 나타난 술어들을 대상으로 술어-논항 쌍을 분석하고자 한다.
  • 자동 술어-논항 분석기는 크게 두 개의 모듈로 구성된다. 첫째는 의미 어휘 사전으로 이 사전에는 동사들의 격틀 정보가 저장되어 있는데, 개별 동사의 격틀 정보가 부족하기 때문에 복수의 동사들을 보유하고 있는 격틀의 유사도에 기반하여 클러스터링하여 정보 부족 문제를 해결하고자 하였다. 둘째는 술어-논항 추출기 모듈로써 이 모듈은 구문 표지가 부착된 문장에서 술어-논항의 의미 관계를 파악하는데 필요한 부분을 추출하여 해당 논항이 술어와 어떤 의미 관계에 있는가를 결정해 준다.

가설 설정

  • 본 논문에서 제시하는 자동 술어-논항 분석기는 크게 두개의 부분으로 이루어져 있다. 첫째, 동사의 격틀 사전을 분석 및 가공하여 구축된 의미 어휘 사전이다. 의미 어휘 사전은 기본적으로 기존의 동사 격틀 사전이 가지고 있는 격틀 정보가 부족하기 때문에 새로이 확장, 구축되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Proposition Bank란? Proposition Bank (이하 PropBank) [7]는 동사의 술어-논항 (Predicate-Argument) 구조를 태그해 놓은 말뭉치를 말하고, 현재는 의미 역 결정 관련 연구에 매우 다양하게 사용되고 있다. 기본적으로 PropBank는 동사의 의존 구조(dependency structure)를 우선 분석하고 술어에 의미상 의존하고 있는 여러 문장 성분들에 적합한 논항 번호를 부여함으로써 문장의 술어-논항 관계를 보여주고 있다.
대표적인 한국어 말뭉치는? 한국어의 경우 형태소 분석 및 구문 분석에서는 매우 많은 연구들이 진행되어 왔으며, 이들 분석과 관련하여 다양한 표지 부착된 한국어 말뭉치가 개발되어 왔다. 대표적인 말뭉치로는 한국전자통신연구원의 품사 부착 말뭉치 및 구문구조 부착 말뭉치, 21세기 세종계획에 의한 형태소 분석 말뭉치, 구문 분석 말뭉치, 의미 어휘 분석 말뭉치, 한국과학기술원의 품사 부착 말뭉치 등이 있다[2].
자연언어처리를 분류하면? 일반적으로 자연언어처리에서는 형태소 분석(Morphological Analysis), 구문 분석(Syntactic Analysis), 의미 분석(Semantic Analysis), 담화 분석(Discourse Analysis), 그리고 대화 분석(Dialogue Analysis)을 기반 기술로 분류한다[1]. 한국어의 경우 형태소 분석 및 구문 분석에서는 매우 많은 연구들이 진행되어 왔으며, 이들 분석과 관련하여 다양한 표지 부착된 한국어 말뭉치가 개발되어 왔다.
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참고문헌 (21)

  1. Jurafsky, D. and J.H. Martin, "Speech and Language Processing (2nd Edition)," Prentice Hall, 2008. 

  2. 정성원, 권혁철, "자연언어처리를 위한 기계학습," 정보과학회지, 제25권 제3호, pp.57-63, 2007. 

  3. 김병수, 이용순, 나승훈, 김병기, 이종혁, "부트스트래핑 알고리 즘을 이용한 한국어 격조사의 의미역 결정," 한국정보과학회 2006 한국컴퓨터종합학술대회 논문집(B), pp.4-6, 2006. 

  4. 김병수, 이용훈, 이종혁, "비지도 학습을 기반으로 한 한국어 부사격의 의미역 결정," 정보과학회논문지:소프트웨어및응용, 제 34권 제2호, pp.112-122, 2007. 

  5. Lim, J., Y. Whang, S. Park, and H. Rim, "Semantic Role Labeling using Maximum Entropy Model," Procs. of CoNLL-2004, 2004. 

  6. Park, K., Y. Whang, and H. Rim, "Two-Phase Semantic Role Labeling based on Support Vector Machines," Procs. of CoNLL-2004, 2004. 

  7. Palmer, M., P. Kingsbury, and D. Gildea, "The Proposition Bank: An Annotated Corpus of Semantic Roles," Computational Linguistics, 31(1), pp.71-106, 2005. 

  8. Xue, N., and M. Palmer, "Automatic Semantic Role Labeling for Chinese Verbs," Procs. of International Joint Conference on Artificial Intelligence, 2005. 

  9. Kingsbury, P., B. Snyder, N. Xue, and M. Palmer, "PropBank as a Bootstrap for Richer Annotation Schemes," Procs. of sixth Workshop on Interlinguas, Machine Translation Summit IX, 2003. 

  10. Johansson, R., and P. Nugues, "Dependency-based Syntactic-Semantic Analysis with PropBank and NomBank," Procs. of CoNLL-2008, 2008. 

  11. Giuglea, A., and A. Moschitti, "Knowledge Discovering using FrameNet, VerbNet and PropBank," Workshop on Ontology and Knowledge Discovery at ECML-04, 2004. 

  12. Hovy, E., M. Marcus, M. Palmer, L. Ramshaw, and R. Weischedel, "OntoNotes: The 90% Solution," Procs of the Human Language Technology Conference of the NAACL, 2006. 

  13. Giuglea, A., and A. Moschitti, "Semantic Role Labeling via FrameNet, VerbNet and PropBank," Annual Meeting of Association for Computational Linguistics, 2006. 

  14. Xue, N., and M. Palmer, "Annotating the Propositions in the Penn Chinese Treebank," Procs. of the 2nd SIGHAN Workshop on Chinese Language Processing, 2003. 

  15. Palmer, M., O. Babko-Malaya, A. Bies, M. Diab, M. Maanouri, A. Mansouri, and W. Zaghouani, "A Pilot Arabic Propbank," Procs. of the 6th International Language Resources and Evaluation (LREC'08), 2008. 

  16. Agirre, E., I. Aldezabal, J. Etxeberria, and E. Pociello, "A Preliminary Study for Building the Basque PropBank," Procs. of the 5th International Language Resources and Evaluation (LREC'06), 2006. 

  17. Palmer, M., J. Rosenzweig, and S. Cotton, "Automatic Predicate Argument Analysis of the Penn Treebank," Procs. of HLT 2001, First International Conference on Human Language Technology Research, 2001. 

  18. 조정현, 정현기, 김유섭, "격틀 구조에 기반한 유사 동사 추출," 제21회 한글 및 한국어 정보처리 학술대회, 2009. 

  19. Mustapha, N., M. Jalali, and M. Jalali, "Expectation Maximization Clustering Algorithm for User modeling in Web Usage Mining Systems," European Journal of Scientific Research, Vol.32, No.4, pp.467-476, 2009. 

  20. Hartigan, J. A., "Clustering Algorithms," Wiley., 1975. 

  21. Press, W. H., S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling, and B. P. Flannery, "Numerical Recipes 3rd Edition: The Art of Scientific Computing," Cambridge University Press, 2007. 

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