面向認(rèn)知概念的漢語語義關(guān)系庫的構(gòu)建和應(yīng)用

唐忠 劉珊珊 劉華陽 李大舟

（沈陽化工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 遼寧省沈陽市 110142）

1 引言

語義分析是自然語言理解的一個(gè)重要研究內(nèi)容，目的是將自然語言轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠處理的邏輯形式，并使計(jì)算機(jī)能夠理解自然語言的意義。

初期的語義分析，利用GeoQuery 等數(shù)據(jù)庫中預(yù)定義的謂詞或本體等作為邏輯表示，通過手工標(biāo)記的數(shù)據(jù)來訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)語句到邏輯形式的轉(zhuǎn)換[1]。針對轉(zhuǎn)換過程中過少的謂詞和繁重手工標(biāo)記，近年來通過半監(jiān)督、遠(yuǎn)程監(jiān)督等方法將語義分析擴(kuò)展到如Freebase、Yago2 和Wikipedia 等更大的知識庫和Web 文本中[2]，并采用本體匹配[3]、Schema 匹配[4]、中間結(jié)構(gòu)[5]、語句結(jié)構(gòu)重寫[6]和雙重學(xué)習(xí)[7]等方法將語句匹配到謂詞公式，提高分析的準(zhǔn)確度。由于這些研究中預(yù)先定義的謂詞數(shù)量有限，而且注重的是語句到謂詞公式的轉(zhuǎn)換，沒有深入到語義的層面，所以并沒有真正地理解句子的語義。

句子的語義是由組成句子詞語的意義及其相互關(guān)系體現(xiàn)的。由于漢語詞語通常有多個(gè)釋義，詞類和語法成分之間也沒有一一對應(yīng)關(guān)系，僅憑語法結(jié)判定句子的語義會(huì)產(chǎn)生歧義。

語義是現(xiàn)實(shí)世界中的事物在頭腦中所產(chǎn)生的概念。人在理解自然語言語句的語義時(shí)，除了分析句子中的字詞和語法結(jié)構(gòu)，還會(huì)利用頭腦中有關(guān)事物的常識和知識。目前雖然已經(jīng)建立了若干類型的知識庫，但它們在處理語義聯(lián)系方面還都存在一定的局限。本文將根據(jù)自然語言語義的本質(zhì)，依據(jù)人的認(rèn)知概念建立語義關(guān)系知識庫，指導(dǎo)語義分析，使計(jì)算機(jī)更好地理解自然語言。

2 相關(guān)研究

知識庫是表達(dá)認(rèn)知內(nèi)容和進(jìn)行語義分析的重要工具，目前的語義分析研究中大都采用以百科知識為主的在線語義知識庫。其中，F(xiàn)reebase 知識庫采用結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的形式，分為Domain、Type 和Topic 三層，以詞條的形式描述本體的主要特征，包括實(shí)體、關(guān)系和性質(zhì)等[8]。YAGO 從Wikipedia 的類別體系和信息框中抽取事實(shí)，然后和WordNet 的語義關(guān)系對應(yīng)串聯(lián)在一起，構(gòu)成了大量的實(shí)體和關(guān)系[9]。DBpedia 也從維基百科頁面的信息框中抽取事實(shí)，并使用信息框里面的詞匯作為語義關(guān)系名。

此外，還有基于詞典的知識庫。WordNet 使用同義詞集合來描述詞匯，每個(gè)同義詞集合代表一個(gè)基本的語義概念。同義詞集在語義上的聯(lián)系還包括：上下位、整體部分、反義和蘊(yùn)涵關(guān)系等[10]。Verbnet 是以動(dòng)詞為中心的詞匯知識庫，它定義動(dòng)詞的句法框架、論旨角色和選擇限制，體現(xiàn)了動(dòng)詞句法和語義的互動(dòng)關(guān)系，具有相同句法行為的動(dòng)詞往往屬于同一個(gè)語義類。FrameNet 是一種基于框架語義學(xué)的詞匯知識庫，適合描述情景型知識。框架由框架名、框架描述、框架元素和所包含的詞組成。語義關(guān)系通過框架與詞之間、框架元素之間和框架之間的關(guān)系來體現(xiàn)[11]。ConceptNet 是一個(gè)大型的常識性語義網(wǎng)絡(luò)，用不同類型的鏈接描述物體、事件以及人物之間的關(guān)系。語義知識網(wǎng)絡(luò)通過大量的有向線段將節(jié)點(diǎn)連接在一起，從而構(gòu)成了語義關(guān)系的本體知識系統(tǒng)[12]。知網(wǎng)（How Net）是一種中文語義知識庫，用于描述漢語詞語所代表的概念，以及概念與概念之間、概念與其自身所具有的屬性之間的關(guān)系。概念之間以及概念和屬性之間的關(guān)系組成一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

基于百科的知識庫，以實(shí)體、本體等作為主體，通過預(yù)定義的屬性和關(guān)系作為特定的謂詞。這類知識庫雖然將事物相關(guān)的內(nèi)容組織在一起，但其預(yù)定義的謂詞有限，覆蓋程度不夠，因此不能支持更廣泛的語義分析。基于詞典的知識庫，以詞條的形式來組織詞匯，并通過同義、反義、上下位等關(guān)系來聯(lián)系詞語，但詞條間缺乏語義聯(lián)系，事物間的關(guān)聯(lián)難以在知識庫中體現(xiàn)，也無法進(jìn)行全面的語義分析。

3 認(rèn)知概念

3.1 認(rèn)知世界

現(xiàn)實(shí)世界由各種事物構(gòu)成，包括主觀和客觀的事物。每個(gè)事物具有各自不同的性質(zhì)、特征、狀態(tài)、行為等屬性。事物間是相互聯(lián)系、相互影響的。每個(gè)事物在一個(gè)特定的環(huán)境中都保持某種狀態(tài)。在受到自身和外界某些因素的影響后，事物狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，再影響其他事物，從而形成了世界的變化和發(fā)展。

3.2 認(rèn)知概念模型

認(rèn)知概念就是現(xiàn)實(shí)世界中的事物在人頭腦中的反映。我們在此建立模型（T, P, R, M, L）來表示認(rèn)知概念。其中，T 為事物，P 為事物的屬性狀態(tài)等，R 為事物間的聯(lián)系，M 為事物屬性狀態(tài)和聯(lián)系的修飾，L 為事物變化發(fā)展的邏輯關(guān)系。認(rèn)知模型用規(guī)范的關(guān)系結(jié)構(gòu)表示認(rèn)知世界，以下為認(rèn)知模型中的主要關(guān)系類型：

性狀關(guān)系： ∈ T ×P，即<事物—性狀>，表示事物的屬性或所處的狀態(tài)。例如：<小麥,綠油油的>、<冬天,冷>。

聯(lián)系關(guān)系： ∈T × R ×T，即<事物—聯(lián)系—事物>，表示事物間的聯(lián)系和相互作用。如：<我,喜歡,絢麗的秋色>。

邏輯關(guān)系：表示事物的發(fā)展變化及其因果關(guān)系和相互影響，由各種命題演算的聯(lián)結(jié)詞將性狀和聯(lián)系關(guān)系連接在一起，如→ 。

還有一種在主體關(guān)系之外，對性狀和聯(lián)系修飾的修飾關(guān)系： ∈M ×P。

4 漢語句子的語義

自然語言的語義就是詞語、句子中所表達(dá)的實(shí)際意義。從語義學(xué)角度來看，語義是現(xiàn)實(shí)世界中的事物在頭腦中所產(chǎn)生的概念，反映的是客觀事物及其屬性、狀態(tài)、聯(lián)系和規(guī)律，以及心理、情感、思維和推理等主觀活動(dòng)，與所描述的世界具有一致性，即傳統(tǒng)語義學(xué)所認(rèn)為的“文字符號與世界的統(tǒng)一”，也即認(rèn)知語言學(xué)所認(rèn)為的“意義以特定的結(jié)構(gòu)形式存在，與客觀世界之間存在著映射關(guān)系”。

4.1 詞語的語義

詞是漢語中最小的最小語義單位。事物及其性質(zhì)、狀態(tài)、行為等屬性是世界在人們頭腦中形成的最基本概念，詞的作用就是符號化這些基本的認(rèn)知概念。任一個(gè)事物以及每個(gè)事物各種屬性的概念在自然語言中都有對應(yīng)的詞語表示，不同類型的概念用不同的詞類來表示。

4.2 句子的語義

句子是由詞或短語構(gòu)成的語言的基本運(yùn)用單位，表達(dá)一個(gè)完整的意思，可以分為單句和復(fù)句。句子表達(dá)的語義是認(rèn)知概念中的事實(shí)、判斷和過程等，還描述事物之間相互影響、聯(lián)系和事物的發(fā)展、變化及其因果關(guān)系和過程。

句子的語義通過其中詞語、短語的語義和它們之間的語法關(guān)系來體現(xiàn)。句子主語表示陳述的對象。謂語是用來陳述主語的，說明主語的性狀、行為等。賓語是動(dòng)詞性成分所涉及的人或事物。定語是用來修飾、限定、說明人或事物的性狀、數(shù)量、領(lǐng)屬等。狀語用來修飾、限制動(dòng)詞或形容詞，表示狀態(tài)、方式、時(shí)間、處所、條件、對象、肯定、否定、范圍、程度或語氣等。補(bǔ)語是動(dòng)詞或形容詞后起補(bǔ)充說明作用的成分，補(bǔ)充說明情況、結(jié)果、程度、趨向、情態(tài)、時(shí)間、處所、數(shù)量、性狀等。漢語復(fù)句有多種，其中假設(shè)、因果、條件、目的復(fù)句反映了句子間的邏輯關(guān)系。

語句也可以通過相應(yīng)的模型來表示其結(jié)構(gòu)。如最基本主謂單句的語義模型可以表示為：

主謂結(jié)構(gòu)：< s, p >∈S × P，

主謂賓結(jié)構(gòu)：< s, p, o >∈S × P ×O

其中，S、P、O 分別為能做主語、謂語和賓語的詞或詞組類型。

4.3 語義分析時(shí)的問題

自然語言與認(rèn)知概念存在著構(gòu)成元素和組織結(jié)構(gòu)上的對應(yīng)和一致，因此可以描述和表達(dá)對現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)知。然而，由于自然語言中的一些詞語具有多種詞性和釋義，句子的語法也有很多靈活的特性，同一個(gè)詞可以充當(dāng)不同的語法成分，同一語法成分可以由不同詞性的詞語和詞組充當(dāng)，因此在根據(jù)詞語詞性和語法規(guī)則分析句子語義的時(shí)候，就常常會(huì)出現(xiàn)歧義。例如，“打傘”、“打水”、“打墻”，“打”在不同的賓語搭配中，具有不同的釋義；“他身體好”和“他明天來”，這兩句話都是“代詞+名詞+形容詞”構(gòu)成的句子，但最終的語法結(jié)構(gòu)卻不同，表達(dá)語義的關(guān)系也不同。

根據(jù)漢語詞語和語法結(jié)構(gòu)來確定句子的語義常常會(huì)出歧義，這也會(huì)影響自然語言處理的語義分析效果。人在理解句子語義的時(shí)候，除了分析句子的組成詞語和語法結(jié)構(gòu)外，還會(huì)根據(jù)詞語間的語義關(guān)系來理解句子的實(shí)際含義。因此，我們基于認(rèn)知概念，根據(jù)事物與其行為、性狀、屬性以及其他事物間的固有聯(lián)系，建立結(jié)構(gòu)化的語義關(guān)系庫，并由此確定詞語間的語義聯(lián)系，解決語義分析過程中詞語和句子結(jié)構(gòu)的歧義問題。

5 語義關(guān)系庫

語義關(guān)系庫存儲(chǔ)著人的認(rèn)知概念，反映現(xiàn)實(shí)世界中的所有事物，以及事物的各種性質(zhì)、特征、狀態(tài)、行為等屬性和事物間的相互聯(lián)系、相互影響和發(fā)展變化。語義關(guān)系庫的結(jié)構(gòu)也來源于認(rèn)知概念模型。語義關(guān)系庫由語義元素組成，語義元素之間有相應(yīng)的語義關(guān)系。語義元素和語義關(guān)系對應(yīng)著詞語和詞語之間的語義聯(lián)系，可以用來指導(dǎo)語句的語義分析。

5.1 語義元素

（1）語義元素是語義關(guān)系庫中最基本的語義單位。在認(rèn)知概念的中，它對應(yīng)著一個(gè)事物或其屬性、行為；在自然語言中它就是一個(gè)有明確語義的詞語。

語義元素一般由漢語中的實(shí)詞充當(dāng)，即名詞、動(dòng)詞、形容詞等。數(shù)詞、量詞和代詞可以轉(zhuǎn)換為所指代的名詞。副詞有一定的實(shí)詞特性，修飾事物的性狀和行為，也可以作為語義元素。介詞雖然是虛詞，但它組成的介詞短語表達(dá)具體的意義，也可以構(gòu)成語義元素。

（2）語義集由相同類型或共同屬性的語義元素構(gòu)成，最頂層的語義集與認(rèn)知模型的組成是一致的，包括：事物集T、屬性狀態(tài)集P、事物間聯(lián)系集R、事物屬性狀態(tài)和聯(lián)系的修飾集M 等。各種語義集下還可以包含不同層次的子集和實(shí)例。

（3）語義元素有唯一的詞性和釋義。如果一個(gè)詞具有多個(gè)釋義，分別把它們看作是不同的語義元素。語義元素的釋義由詞典給出，有如下方式：①同義釋義，語義由同義詞解釋，如“學(xué)”作為的動(dòng)詞釋義之一為“學(xué)習(xí)”；②近義釋義，語義由幾個(gè)近義詞組合解釋，如“歡暢”的釋義為“高興，痛快”； ③細(xì)化釋義：對語義進(jìn)行詳細(xì)的描述，如“學(xué)舌”的釋義為“模仿別人說話”；④說明釋義：給詞語以屬性、能力、類屬組成等方面的描述，如“馬”的釋義為“哺乳動(dòng)物，頭小，面部長……”。

5.2 語義關(guān)系

語義關(guān)系，就是語義元素按一定順序關(guān)聯(lián)在一起，表達(dá)認(rèn)知概念中一個(gè)正確的語義。如“鳥—飛翔”表達(dá)鳥的動(dòng)作，是一個(gè)語義關(guān)系。從認(rèn)知的角度看，語義關(guān)系表示了事物及其性狀行為、發(fā)展變化和相互聯(lián)系，是對現(xiàn)實(shí)世界的描述。從語言的角度看，語義關(guān)系是詞語的搭配組合，形成短語或簡單語句，表達(dá)一定的意義。基本的語義關(guān)系主要有：

（1）性狀關(guān)系：對應(yīng)認(rèn)知模型中的性狀關(guān)系或漢語中的主謂結(jié)構(gòu)，語義上表示事物的性質(zhì)、狀態(tài)、行為等。表示為Rp={∈ T ×P }，如<人,睡覺>、<天氣,好>。

（2）聯(lián)系關(guān)系：對應(yīng)認(rèn)知模型中的聯(lián)系關(guān)系或漢語中的主謂賓結(jié)構(gòu)，表示事物的動(dòng)作和涉及的對象。表示為Rr= { ∈T× R ×T }，如<人,學(xué)習(xí),知識>。

（3）修飾關(guān)系：對應(yīng)認(rèn)知模型中的修飾關(guān)系，漢語中的狀謂和謂補(bǔ)結(jié)構(gòu)，是對謂語成分的修飾和補(bǔ)充說明；表示為Rm= { ∈M ×P }，如<經(jīng)常,來>、<跑,過來>。

5.3 復(fù)合語義元素

復(fù)合語義元素，即語義元素本身就是一個(gè)基本語義關(guān)系。復(fù)合語義元素及其構(gòu)成的語義關(guān)系與漢語的復(fù)雜語法結(jié)構(gòu)對應(yīng)，例如：

（1）復(fù)合事物元素：即事物語義元素本身是一個(gè)語義關(guān)系，它對應(yīng)的性狀語義關(guān)系的形式為{<, p2>∈ T ×P }，如“他做這件事很好”；

（2）復(fù)合性狀或聯(lián)系元素，即性狀或聯(lián)系語義元素是一個(gè)修飾語義關(guān)系，它對應(yīng)的聯(lián)系語義關(guān)系的形式為Rr= {, t2>∈T × R ×T }。

5.4 語義元素的層次

（1）層次構(gòu)成。語義元素通過語義關(guān)系相互關(guān)聯(lián)，形成一種有層次的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。聯(lián)系語義元素“是”和“一種XX”構(gòu)成事物間的類屬關(guān)系，用B A 表示。“是”和“一個(gè)XX”構(gòu)成事物間實(shí)例關(guān)系，即a∈A。聯(lián)系語義元素“有”等構(gòu)成事物間的領(lǐng)屬關(guān)系，表示事物組成。

動(dòng)詞性聯(lián)系元素也有類似的特性，通過細(xì)化和說明性釋義構(gòu)成層次關(guān)系，如“走”的釋義是“人或鳥獸的腳交互向前移動(dòng)”，表示“走”是一種具有特定屬性的“移動(dòng)”。

修飾元素可以根據(jù)其詞語的語義，可以將它們歸入時(shí)間、范圍、程度、方式、頻率以及肯定或者否定等類別。介詞結(jié)構(gòu)根據(jù)所關(guān)聯(lián)詞語的語義，可以確定它所表示的處所、時(shí)間、狀態(tài)、方式、原因、目的、比較對象等類別。這些元素通過所屬的類別構(gòu)成相應(yīng)的層次。

（2）語義繼承。具有層次關(guān)系的語義元素，對應(yīng)的語義關(guān)系有一定的關(guān)聯(lián)性：下層元素繼承上層的一些語義關(guān)系，同時(shí)可以修改上層原有的語義關(guān)系并增加新的語義關(guān)系。從認(rèn)知概念的角度，就是下層事物繼承上層的一些通用屬性和行為等。類屬關(guān)系的語義繼承表示如下：

∈ T ×P ∧B A ? ∈ T ×P

∈T × R ×T ∧B A ? ∈T × R ×T

5.5 邏輯關(guān)系

語義關(guān)系之間具有認(rèn)知概念中的邏輯關(guān)系，表示事物發(fā)展變化的因果關(guān)系和相互影響：

→ → ()∈L，或

→ ∈L

如：<天氣,涼了> → <我,換上,棉衣> → <我,暖和了>，<孩子們,回來了> → <屋里,又熱鬧了>。

在具有繼承關(guān)系的語義元素間，上層元素的邏輯關(guān)系同樣可以被下層所繼承。

6 基于語義關(guān)系的語義分析

語義關(guān)系來源于對現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)知概念，反映了事物的性狀、行為、屬性和相互聯(lián)系，可以用來指導(dǎo)對語句語義的分析。

6.1 語義關(guān)系庫的建立

（1）語義元素主要來自于詞典，詞典中任何一個(gè)詞條的不同釋義都對應(yīng)一個(gè)語義元素。語義元素還來自于詞典以外的常識、百科或?qū)I(yè)知識等各種文字材料，任何一個(gè)有語義的詞語，都有語義元素和它對應(yīng)。

（2）語義關(guān)系的來源與語義元素相同，在任何文字材料中獲取的詞語間的關(guān)聯(lián)，如果具有符合認(rèn)知概念的意義，都可以建立對應(yīng)的語義關(guān)系。建立語義關(guān)系首先要分析語句的語法結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)認(rèn)知概念模型建立，以保證語義關(guān)系的規(guī)范。特別復(fù)雜和有問題的語句，語義關(guān)系需要手工和有監(jiān)督地建立。

6.2 語義分析過程和步驟

（1）對漢語句子進(jìn)行分詞，得出組成句子的詞語及其可能的詞性和釋義；

（2）根據(jù)分詞結(jié)果，對句子進(jìn)行詞法和語法分析，得出可能的語法結(jié)構(gòu)；

（3）對句子進(jìn)行語法變換，按語義替換代詞、補(bǔ)充省略成分、轉(zhuǎn)換特殊的語法結(jié)構(gòu)；

（4）在語義關(guān)系庫中查詢得到句子中詞語對應(yīng)的語義元素；（5）匹配和確定語義元素間的語義關(guān)系，并根據(jù)語義關(guān)系得出句子結(jié)構(gòu)。

6.3 直接語義關(guān)系匹配

詞語所對應(yīng)的語義元素在語義關(guān)系庫中有直接的語義關(guān)系。例如，“人”和“呼吸”是兩個(gè)語義元素，它們在語義關(guān)系庫中有語義關(guān)系。如果有“人呼吸”這樣的句子或詞組，“人”和“呼吸”可以匹配到直接的語義關(guān)系。

6.4 間接語義關(guān)系匹配

兩個(gè)語義元素沒有直接的語義關(guān)系，而是通過其他語義元素或語義關(guān)系間接地關(guān)聯(lián)。

一種方式是通過語義元素間縱向的繼承關(guān)系關(guān)聯(lián)。如 <人,吃,食物>是基本的語義關(guān)系；“他吃西瓜”中“他”是人的實(shí)例，西瓜是食物的一種；通過實(shí)例和類屬之間的繼承，可以獲取間接語義關(guān)系<他,吃,西瓜>。

再有一種是通過隱含的屬性元素獲得語義關(guān)系。例如，“今天星期一”，在語義關(guān)系庫中，“今天”和“星期一”分別是“天”和“星期”的實(shí)例，而“星期”是“天”的屬性，所以“今天”和“星期一”是事物和屬性值的關(guān)系，由判斷聯(lián)系關(guān)系連接，句子的語義是“今天的星期是星期一”。又如，“我們北京見”中，“我們”和“見”是一個(gè)行為語義關(guān)系；“北京”按照其類屬關(guān)系是一個(gè)地點(diǎn)，可以作為動(dòng)詞的屬性，與“見”構(gòu)成修飾關(guān)系。

6.5 擴(kuò)展語義關(guān)系匹配

一些通過語法結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的詞語間并沒有語義關(guān)系，而是特定的語法形式和使用習(xí)慣。其語義人們可以理解，但依此進(jìn)行語義分析就會(huì)出錯(cuò)。這些語義元素間的實(shí)際語義關(guān)系要根據(jù)潛在的語義擴(kuò)展獲得，并且可能會(huì)改變句子原有的語法結(jié)構(gòu)。例如，“我們吃食堂”，“吃”和“食堂”間不是動(dòng)賓語義關(guān)系，“食堂”是“機(jī)關(guān)、團(tuán)體中供應(yīng)本單位成員吃飯的地方”，所以句子的語義為“我們吃在食堂”。再如，“寫”的語義是“用筆在紙上或其他東西上做字”，那么“他寫字”自然包含了“用筆”的語義。還有，“玻璃擦了”，根據(jù)“玻璃”和“擦”的語義關(guān)系，句子結(jié)構(gòu)應(yīng)該是“人擦玻璃了”。

7 驗(yàn)證與評價(jià)

7.1 實(shí)驗(yàn)過程

我們利用詞典、中小學(xué)教材和百科常識知識建立了一些小型、限定領(lǐng)域的語義關(guān)系庫，定義語義元素和語義關(guān)系，并對相關(guān)漢語語句中的各種語法結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，以驗(yàn)證基于語義關(guān)系的語言分析和理解能力。我們建立的語義關(guān)系庫包括“醫(yī)生”、“學(xué)生”等領(lǐng)域的小型語義關(guān)系庫和小學(xué)語文、初中幾何等學(xué)科中的基本語義關(guān)系庫。在這些知識庫中，我們共建立了300 多個(gè)語義元素，500 多條語義關(guān)系，200 多條邏輯關(guān)系。下面是語義關(guān)系庫中的一些實(shí)例：

語義元素的簡要示例：

醫(yī)生：名詞，掌握醫(yī)藥知識、以治病為業(yè)的人

病人：名詞，生病的人

三角形：由不在同一條直線上的三條線段首尾順次相接所構(gòu)成的圖形

語義關(guān)系的簡要示例：

<醫(yī)生,是一種,人>、<醫(yī)生,掌握,醫(yī)藥知識>、<醫(yī)生,治療,疾病>

<病人,是一種,人)、<病人,發(fā)生,疾病>

<△ABC 的邊,是,{線段AB,BC,CA}>

邏輯關(guān)系的簡要示例

<病人,發(fā)生,疾病>→<病人,去,醫(yī)院>→<醫(yī)生,治療,疾病>→<病人,痊愈>

<兩個(gè)三角形三邊,對應(yīng)相等>→<兩個(gè)三角形,全等>

根據(jù)語義關(guān)系庫中的定義，可以進(jìn)行語句結(jié)構(gòu)和語義的分析。比如根據(jù)語義關(guān)系“<醫(yī)生,治療,疾病>”，得出“治療”分別和“醫(yī)生”和“疾病”關(guān)聯(lián)，因此在分析語句“李明治療濕疹”時(shí)，除了匹配出句子的結(jié)構(gòu)和語義外，我們還可以得出：“李明是醫(yī)生”、“濕疹是疾病”這樣的語義。而語句“李明治療有效”則不符合這樣的語義關(guān)系，“有效”不是“疾病”，該句子是另一種語法結(jié)構(gòu)。

7.2 表達(dá)分析能力

（1）漢語的詞語及其對應(yīng)的語法成分可以通過語義元素表示出來：構(gòu)成主語和賓語的詞語和詞組表示句子所陳述的事物和事件，是語義關(guān)系庫中的事物語義元素。動(dòng)詞和形容詞等作為謂語，在語義關(guān)系庫中作為表示性質(zhì)、狀態(tài)、行為、動(dòng)作等的語義元素。定語限定事物的數(shù)量、時(shí)間、處所、領(lǐng)屬等屬性，或描寫性質(zhì)、狀態(tài)、特征、用途、質(zhì)料、職業(yè)等方面，可以作為表示事物性狀的語義元素。狀語和補(bǔ)語成分作為謂語成分的修飾語義元素。

（2）不同的語義元素根據(jù)語義可以聯(lián)結(jié)成相應(yīng)的語義關(guān)系，語義關(guān)系與漢語詞語間的語法結(jié)構(gòu)對應(yīng)，因而可以根據(jù)語義關(guān)系確定句子的語法結(jié)構(gòu)。

（3）在進(jìn)行語義分析時(shí)，利用這種對應(yīng)關(guān)系也可以方便地獲取謂詞和客體，從而將句子轉(zhuǎn)換成謂詞公式。這樣可以將語義分析擴(kuò)展到更大更全面的領(lǐng)域當(dāng)中。

（4）一些特殊的漢語句式和語法結(jié)構(gòu)，還可以通過語義關(guān)系分析、確定它的真實(shí)語義。例如，賓語包括受事、施事、結(jié)果、工具、處所、目的原因、存現(xiàn)和說明等類型，可以通過和謂語部分的語義關(guān)系得出實(shí)際的語義。又如，名詞性謂語、主謂謂語與主語的語義元素間沒有直接的語義關(guān)系，可以在語義關(guān)系庫中搜索匹配，分別得到它們的間接語義關(guān)系和領(lǐng)屬、支配語義關(guān)系。再如，一般動(dòng)詞、形容詞、一般名詞和動(dòng)賓、主謂、謂補(bǔ)等詞組作狀語時(shí)，與謂語間沒有直接甚至間接的語義關(guān)系，可以根據(jù)狀語所表示的狀態(tài)、方式、時(shí)間、處所、條件、對象、肯定、否定、范圍、程度或語氣等方面的語義，補(bǔ)充缺失的成分，然后再確定其語義關(guān)系。如“發(fā)展地看”實(shí)際語義為“用發(fā)展的方式看”，即動(dòng)詞作方式狀語。

7.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

我們利用所建立的小型語義關(guān)系庫，共計(jì)對上述的領(lǐng)域范圍內(nèi)的800 多條語句進(jìn)行了語義分析。我們用轉(zhuǎn)換率來評價(jià)謂詞轉(zhuǎn)換結(jié)果，即：

轉(zhuǎn)換率=正確轉(zhuǎn)換的語法成分個(gè)數(shù)/句子中的語法成分總數(shù)。

直接通過語義關(guān)系來分析確定漢語句子的語法結(jié)構(gòu)時(shí)，轉(zhuǎn)換率為80%左右。而與語法規(guī)則結(jié)合，句子的轉(zhuǎn)換率可以達(dá)到95%以上。

不同領(lǐng)域語義關(guān)系庫的分析結(jié)果也不盡相同。小學(xué)語文非詩詞類課文語句的轉(zhuǎn)換率在70%左右。這是因?yàn)檎n文的語言生動(dòng)形象，有大量擬人童話、比喻等修辭，還有隱含的知識、寓意以及個(gè)人感受等，語義知識庫中缺少對應(yīng)的語義關(guān)系。初中幾何語句的轉(zhuǎn)換率接近90%，這是因?yàn)閹缀握Z言規(guī)范、清楚，語法結(jié)構(gòu)完整，問題是缺少常識知識。而“醫(yī)生”等特定領(lǐng)域中語句的轉(zhuǎn)換率也比較高，在90%以上，但需要有預(yù)先定義好的語義元素和語義關(guān)系，否則轉(zhuǎn)換率就會(huì)明顯下降。

實(shí)例分析結(jié)果表明，使用基于認(rèn)知概念的語義關(guān)系，可以比較有效地獲得有歧義句子的語法結(jié)構(gòu)和語法成分、理解句子語義。

7.4 與其他知識庫比較

與現(xiàn)有的知識庫相比，語義關(guān)系庫基于認(rèn)知概念建立了一種更為規(guī)范和結(jié)構(gòu)化的語義和知識體系。語義關(guān)系庫中既包括了靜態(tài)概念和屬性等不同類型的語義元素，也包括了動(dòng)作、聯(lián)系、過程、事件等動(dòng)態(tài)和情景式的語義關(guān)系，具有更完善的表達(dá)能力，同時(shí)又更貼近語法結(jié)構(gòu)，便于計(jì)算機(jī)處理。另外，語義關(guān)系庫中的語義元素通過釋義和繼承關(guān)系，建立和縱向的層次結(jié)構(gòu)和橫向的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建起一個(gè)與認(rèn)知概念對應(yīng)的知識體系。

7.5 存在的問題

（1）漢語中有大量的省略用法，有的是為了避免語言表達(dá)的冗余，有的則是語言的特點(diǎn)，必須通過上下文和語境來確定語義元素。

（2）有的語法成分間的語義關(guān)系比較特殊，比如動(dòng)詞和名詞做狀語和定語，這樣的語義關(guān)系需要從更深度的語義角度來建立，甚至需要利用語用學(xué)的知識進(jìn)行指導(dǎo)。

（3）語義關(guān)系庫覆蓋的知識不夠全面。語義元素難以包括現(xiàn)實(shí)世界中無窮盡事物、事件的實(shí)例，需要根據(jù)相關(guān)知識和信息補(bǔ)入；語義元素對應(yīng)語義關(guān)系也難以完善和全面，建立完整的語義關(guān)系需要大量的知識，并且是一個(gè)龐大的工程。

（4）語義關(guān)系庫中，過程、活動(dòng)、事件等只作為一種特殊的語義元素，雖然可以表示其相關(guān)屬性和語義聯(lián)系，但其具體過程、細(xì)節(jié)和組織還需要有完善的表示和支持。語義關(guān)系庫中存儲(chǔ)的只是認(rèn)知世界的抽象概念性語義，對于具體事實(shí)、過程和事件的表示能力還不夠。

8 結(jié)束語

語義關(guān)系庫基于認(rèn)知概念，以一種結(jié)構(gòu)化和規(guī)范的方式表示現(xiàn)實(shí)世界的事物及其屬性、行為、相互聯(lián)系和影響，從認(rèn)知角度建立了詞語間的語義關(guān)聯(lián)，能解決語義分析過程中的歧義問題，得到更準(zhǔn)確的句子結(jié)構(gòu)。這也是自然語言理解和語義分析的一個(gè)新思路。

然而漢語語法極為靈活，有些詞語的搭配組合具有非常復(fù)雜的語義關(guān)系，修辭、成語、典故等語義以及人的主觀思想的表示也非常困難。另外，如何將現(xiàn)實(shí)世界中對應(yīng)的事物、事件都加入到語義庫當(dāng)中，如何有效地管理、查詢這樣一個(gè)龐大的知識庫，都還需要進(jìn)一步深入的研究。