Ранее мы писали об анализе отзывов о ресторанах, с целью извлечения упоминаний разных аспектов (еды, обстановки, и подобного). Недавно в комментариях возник вопрос о извлечении из текста фактической информации, т.е. можно ли, например, из отзывов об автомобилях извлечь факты, например «быстро ломается коробка передач» => ломается(коробка передач, быстро), чтобы с этими фактами можно было потом работать. В этой статье мы опишем один из подходов к решению такой проблемы.



Метод, о котором мы расскажем, опирается на ряд упрощений, он не самый точный, но зато легок в реализации и позволяет быстро создать прототип приложения, в котором он должен использоваться. В ряде случаев его будет и вполне достаточно, а для других можно ввести усовершенствования, не отступая от основного принципа.

Рассмотрим, например, такое предложение в отзыве о кронштейне для телевизора:

Все отверстия с телевизором совпадают, шайбы не вываливаются.

Мы хотим извлечь из него соотношения, например, вот в таком виде:

предикат => совпадают
субъект => отверстия
объект => c телевизором

предикат => не вываливаются
субъект => шайбы

Эта задача часто называется выделением семантический ролей (Semantic Role Labeling). Есть некоторый глагол (совпадает, вываливается и т. п.) и есть его аргументы. Что такое аргументы глагола и какие они бывают, есть предмет спора среди лингвистов. На практике они бывают такие, какие нужны для конкретной задачи. Поэтому, чтобы не погружаться глубоко в философские проблемы, определим, что будут нужны субъект, объект, обстоятельство/условия при котором происходило действие. К объекту, или субъекту также может быть привязано описание, например в словосочетании хороший телевизор эту роль выполняет слово хороший. Если же описание является не характеристикой качества объекта, а его составляющей (плазменный телевизор), то такое мы выделим в отдельный класс. Для начала этого будет достаточно, а чуть ниже мы к этому вопросу еще вернемся.

Теперь мы попробуем свести проблему извлечения соотношений к задаче аннотации последовательности, о решении которой мы рассказывали ранее.

Все
отверстия	субъект
с
телевизором	объект
совпадают	предикат
,
шайбы	объект
не	предикат
вываливаются	предикат

Поставим напротив каждого слова соответствующую категорию и разметим таким образом обучающую выборку достаточных размеров. Далее мы можем обучить любой классификатор, который может работать с последовательностями, например CRF, после чего подав на вход новое предложение мы сможем получить предсказание категории для каждого слова. Мы, конечно, использовали для опытов наш API, доступ к которому могут бесплатно получить все желающие, зарегистрировавшись на нашем сайте. О том, как его использовать, мы подробно писали здесь, поэтому повторяться здесь не будем, чтобы не потерять главную мысль.

Мы вручную разметили около 100 предложений, что вообще-то очень маленькая выборка для такой задачи. Далее мы подали на вход модели несколько новых предложений и вот что получилось:
Первое предложение:

Поменял	предикат
шило	объект
на
мыло	объект
за
такие
деньги	объект
,
купился	предикат
на
название	объект

Второе предложение:

В
комплекте	объект
помимо
обычного
ножа	объект
есть	предикат
для
пунктирной	описание
насечки	объект

На этом этапе мы заметили, что потерялись связи между глаголом и соответствующим ему объектом (на самом деле мы это знали сразу, но для простоты изложения не говорили).

Существуют разные способы решения этой задачи. В узкоспециализированных системах, вид аргумента может сам по себе говорить о том, к какому глаголу его надо отнести:

Поезд приезжает на станцию в 16-00, а отбывает в 15-20

Ясно, что тут мы можем сразу отметить 16-00 как время_прибытия, а 15-20 как время_отбытия, при этом глагол тоже будет иметь тип, например, будет относится к типу «прибытие», а отбывает к типу «отбытие». Таким образом, вопрос правильного сопоставления переложен на систему аннотации последовательности, а справится она с этим или нет, будет зависеть от используемого алгоритма.

Такой подход хорошо подойдет для анализа команд («разбуди меня завтра в 10 утра => разбуди(меня, завтра в 10 утра, «заказать пиццу на 10 человек” => заказать(пиццу, 10 человек) и т. п.)

В нашем случае, мы могли бы определить типы аргументов точнее. Скажем, во фразе, «все отверстия с телевизором совпадают», у нас был бы тип отношения «совпадение», и два аргумента «что_совпадает» и «с_чем_совпадает». И это отлично работает, когда число соотношений ограничено, и строго определено.

Мы же вначале выбрали более общую схему, когда виды аргументов очень неопределенные, в надежде, что они подойдут к любому глаголу. Вследствие этого, нам потребуется вторая фаза анализа — определение какие аргументы к какому глаголу соответствуют.

Поскольку мы делаем простой метод извлечения фактов, то предположим, что все объекты относятся к ближайшим к ним глаголам. Это не всегда так, но часто бывает правдой. Таким же методом можно соотнести объекты их описания.

Приняв это упрощение, мы написали программу, которая сначала ищет все определенные глаголы, а потом разносит к ним соответствующие объекты, считая расстояние до глагола в словах. С помощью этой программы из приведенных выше предложений удалось выделить вот такие соотношения:

первое предложение:

предикат => поменял
объект1 => шило
объект2 => мыло

предикат => купился
объект => название

второе предложение:

предикат => есть
объект1 => насечки
описание => пунктирной
объект2 => ножа
описание => обычного
объект3 => комплекте

Получилась довольно интересная вещь, при этом на всю работу, включая ручное аннотирование обучающей выборки, у нас ушло 4 часа времени. Чтобы улучшить качество, можно на втором этапе анализа собрать все выделенные факты вместе, и попробовать отбросить неверно определенные соотношения на основании анализа результатов.

В целом, как мы видим, задача извлечения соотношений из текстов может решаться разными путями. Мы рассмотрели лишь некоторые, стараясь акцентировать внимание на доступных методах, и, как видно, на сегодняшний день, построить такой анализатор не так уж сложно.