[論文レビュー] CHR Grammars

Henning Christiansen|arXiv (Cornell University)|Aug 12, 2004

Natural Language Processing Techniques被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、制約処理規則（CHR）を統合することで、確定句文法（DCG）を拡張する論理プログラミングに基づく形式的体系、CHR文法を導入する。CHR文法は、ネイティブな曖昧さ処理と文脈依存ルール適用を備えた堅牢でボトムアップの構文解析を可能にし、文法ルールに余分な文法的仮説を組み込むことで、言語現象の強力なモデリングと、仮説に基づく文法および整合性制約下での帰納的推論の簡潔な実装を可能にする。CHR文法は、論理プログラミングに基づく言語処理系のための柔軟で拡張可能な標準として位置づけられる。

ABSTRACT

A grammar formalism based upon CHR is proposed analogously to the way Definite Clause Grammars are defined and implemented on top of Prolog. These grammars execute as robust bottom-up parsers with an inherent treatment of ambiguity and a high flexibility to model various linguistic phenomena. The formalism extends previous logic programming based grammars with a form of context-sensitive rules and the possibility to include extra-grammatical hypotheses in both head and body of grammar rules. Among the applications are straightforward implementations of Assumption Grammars and abduction under integrity constraints for language analysis. CHR grammars appear as a powerful tool for specification and implementation of language processors and may be proposed as a new standard for bottom-up grammars in logic programming. To appear in Theory and Practice of Logic Programming (TPLP), 2005

研究の動機と目的

• 論理プログラミングにおける確定句文法の能力を拡張するため、制約処理規則（CHR）に基づく文法形式的体系を構築すること。
• 曖昧さのネイティブなサポートと文脈依存ルール適用を備えた、堅牢なボトムアップ解析を可能にすること。
• 余分な文法的仮説を文法ルールの頭部および本体に統合することで、複雑な言語現象のモデリングを可能にすること。
• 仮説文法や整合性制約下での帰納的推論といった高度な言語処理技術の実装のための柔軟な基盤を提供すること。
• CHR文法を論理プログラミングにおけるボトムアップ文法の代替可能で拡張可能な標準として確立すること。

提案手法

• 形式的体系は確定句文法と類似した形で定義されるが、CHRの制約簡約および伝播メカニズムを用いてコンパイルおよび実行される。
• 文法ルールはCHRルールとして表現され、制約が言語的構成要素を表し、ルール本体が構造的関係を定義する。
• 曖昧さはCHRの非決定的ルール適用および制約ストアの管理によって本質的に処理される。
• 文脈依存性は、ルールの頭部および本体に含まれる制約が文脈的情報や仮説に依存できるようにすることで達成される。
• 余分な文法的仮説は、解析中にアサートまたは仮定可能な制約として符号化され、帰納的推論と整合性制約の検証を可能にする。
• 実行モデルはCHRの効率的かつインクリメンタルな制約解決を活用し、効率的でインクリメンタルな言語処理をサポートする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 制約処理規則（CHR）を用いて、論理プログラミングのための堅牢で拡張可能な文法形式的体系を定義する方法は何か？
• RQ2 CHR文法は、従来の形式的体系と比較して、言語解析における曖昧さをどのように自然に処理できるか？
• RQ3 CHRを用いて、論理プログラミングの文法形式的体系に文脈依存ルールを統合する方法は何か？
• RQ4 余分な文法的仮説を文法ルール内に効果的にモデリングすることで、帰納的推論と整合性制約の検証を可能にできるか？
• RQ5 CHR文法は、論理プログラミングにおけるボトムアップ文法の新しい標準としてどの程度実現可能か？

主な発見

• CHR文法は、CHRの制約簡約および伝播による曖昧さ処理のネイティブなサポートを備えた、ボトムアップ解析の自然で効率的なフレームワークを提供する。
• ルールの頭部および本体に余分な文法的仮説を統合することで、デフォルト推論や仮説に基づく解析といった言語現象の強力なモデリングが可能になる。
• 形式的体系は、仮説文法や整合性制約下での帰納的推論の実装を簡潔に可能にし、論理プログラミングに基づく文法の表現力を拡張する。
• CHRルールの宣言的かつモジュラーな性質のおかげで、CHR文法は複雑な言語構造のモデリングにおいて高い柔軟性を示す。
• このアプローチにより、CHR文法は、とりわけボトムアップ解析において、論理プログラミングに基づく言語処理系の新しい標準として強く候補となる。