自然语言处理综论

本书是一本全面系统地讲述计算机自然语言处理的优秀教材。本书英文版出版之后好评如潮，国外许多著名大学纷纷把本书选为自然语言处理和计算语言学课程的主要教材，该书被誉为该领域教材的“黄金标准”。本书包含的内容十分丰富，分为四个部分，共21章，深入细致地探讨了计算机处理自然语言的词汇、句法、语义、语用等各个方面的问题，介绍了自然语言处理的各种现代技术。从层次的角度看，本书的论述是按照自然语言的不同层面逐步展开的，首先论述单词的自动形态分析，接着论述自动句法分析，然后论述各种语言单位的自动语义分析，最后论述连贯文本的自动分析、对话与会话的智能代理以及自然语言生成。从技术的角度看，本书介绍了正则表达式、有限状态自动机、文本-语音转换、发音与拼写的概率模型、词类自动标注、N元语法、隐马尔可夫模型、上下文无关语法、特征与合一、词汇化剖析与概率剖析、一阶谓词演算、词义排歧、修辞结构理论、机器翻译等非常广泛的内容。本书具有“覆盖全面、注重实用、强调评测、语料为本”四大特色。在本书的配套网站上，还提供了相关的资源和工具，便于读者在实践中进一步提高。

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目录

第1章 导论

1.1 语音与语言处理中的知识

1.2 歧义

1.3 模型和算法

1.4 语言. 思维和理解

1.5 学科现状与近期发展

1.6 语音和语言处理简史

1.6.1 基础研究：20世纪40年代和20世纪50年代

1.6.2 两个阵营：1957年至1970年

1.6.3 四个范型：1970年至1983年

1.6.4 经验主义和有限状态模型的复苏：1983年至1993年

1.6.5 不同领域的合流：1994年至1999年

1.6.6 多重发现

1.6.7 心理学的简要注记

1.7 小结

1.8 文献和历史说明

第一部分 词汇的计算机处理

第2章 正则表达式与自动机

2.1 正则表达式

2.1.1 基本正则表达式模式

2.1.2 析取. 组合与优先关系

2.1.3 一个简单的例子

2.1.4 一个比较复杂的例子

2.1.5 高级算符

2.1.6 正则表达式中的替换. 存储器与ELIZA

2.2 有限状态自动机

2.2.1 用FSA来识别羊的语言

2.2.2 形式语言

2.2.3 另外的例子

2.2.4 非确定FSA

2.2.5 使用NFSA接收符号串

2.2.6 识别就是搜索

2.2.7 确定自动机与非确定自动机的关系

2.3 正则语言与FSA

2.4 小结

2.5 文献和历史说明

第3章 形态学与有限状态转录机

3.1 英语形态学概观

3.1.1 屈折形态学

3.1.2 派生形态学

3.2 有限状态形态剖析

3.2.1 词表和形态顺序规则

3.2.2 用有限状态转录机进行形态剖析

3.2.3 正词法规则和有限状态转录机

3.3 把FST词表与规则相结合

3.4 与词表无关的FST：PORTER词干处理器

3.5 人是怎样进行形态处理的

3.6 小结

3.7 文献和历史说明

第4章 计算音系学与文本-语音转换

4.1 言语语音与语音标音法

4.1.1 发音器官

4.1.2 辅音：发音部位

4.1.3 辅音：发音方法

4.1.4 元音

4.1.5 音节

4.2 音位和音位规则

4.3 音位规则和转录机

4.4 计算音系学中的一些高级问题

4.4.1 元音和谐

4.4.2 模板式形态学

4.4.3 优选理论

4.5 音位规则的机器学习

4.6 TTS中从文本映射到语音

4.6.1 发音词典

4.6.2 词典之外的查找：文本分析

4.6.3 基于有限状态转录机（FST）的发音词典

4.7 文本-语音转换中的韵律

4.7.1 韵律的音系学性质

4.7.2 韵律的语音和声学性质

4.7.3 语音合成中的韵律

4.8 人处理音位和形态的过程

4.9 小结

4.10 文献和历史说明

第5章 发音与拼写的概率模型

5.1 关于拼写错误

5.2 拼写错误模式

5.3 非词错误的检查

5.4 概率模型

5.5 把贝叶斯方法应用于拼写

5.6 最小编辑距离

5.7 英语的发音变异

5.8 发音问题研究中的贝叶斯方法

5.8.1 发音变异的决策树模型

5.9 加权自动机

5.9.1 从加权自动机计算似然度：向前算法

5.9.2 解码：Viterbi算法

5.9.3 加权自动机和切分

5.9.4 用切分来进行词表的自动归纳

5.10 人类发音研究

5.11 小结

5.12 文献和历史说明

第6章 N元语法

6.1 语料库中单词数目的计算

6.2 简单的（非平滑的）N元语法

6.2.1 N元语法及其对训练语料库的敏感性

6.3 平滑

6.3.1 加1平滑

6.3.2 Witten-Bell打折法

6.3.3 Good-Turing打折法

6.4 回退

6.4.1 回退与打折相结合

6.5 删除插值法

6.6 拼写和发音的N元语法

6.6.1 上下文有关的错拼更正

6.6.2 发音模型的N元语法

6.7 熵

6.7.1 用于比较模型的交叉熵

6.7.2 英语的熵

6.8 小结

6.9 文献和历史说明

第7章 HMM与语音识别

7.1 语音识别的总体结构

7.2 隐马尔可夫模型概述

7.3 再谈Viterbi算法

7.4 先进的解码方法

7.4.1 A*解码算法

7.5 语音的声学处理

7.5.1 声波

7.5.2 怎样解释波形

7.5.3 声谱

7.5.4 特征抽取

7.6 声学概率的计算

7.7 语音识别系统的训练

7.8 用于语音合成的波形生成

7.8.1 音高和音延的修正

7.8.2 单元选择

7.9 人的语音识别

7.10 小结

7.11 文献和历史说明

第二部分 句法的计算机处理

第8章 词的分类与词类标注

8.1 大多数英语词的分类

8.2 英语的标记集

8.3 词类标注

8.4 基于规则的词类标注

8.5 随机词类标注

8.5.1 说明问题的一个例子

8.5.2 实际的HMM标注算法

8.6 基于转换的标注

8.6.1 怎样应用TBL规则

8.6.2 怎样学习TBL规则

8.7 其他问题

8.7.1 多重标记和多项词

8.7.2 未知词

8.7.3 基于类的N元语法

8.8 小结

8.9 文献和历史说明

第9章 英语的上下文无关语法

9.1 组成性

9.2 上下文无关规则和树

9.3 句子级的结构

9.4 名词短语

9.4.1 在中心名词前的成分

9.4.2 名词后的成分

9.5 并列关系

9.6 一致关系

9.7 动词短语和次范畴化

9.8 助动词

9.9 口语的句法

9.9.1 不流畅现象

9.10 语法等价与范式

9.11 有限状态语法和上下文无关语法

9.12 语法和人的语言处理

9.13 小结

9.14 文献和历史说明

第10章 基于上下文无关语法的剖析

10.1 剖析就是搜索

10.1.1 自顶向下剖析

10.1.2 自底向上剖析

10.1.3 自顶向下剖析与自底向上剖析的对比

10.2 基本的自顶向下剖析

10.2.1 增加自底向上过滤

10.3 基本的自顶向下剖析的问题

10.3.1 左递归

10.3.2 歧义

10.3.3 子树的重复剖析

10.4 Earley算法

10.4.1 预测

10.4.2 扫描

10.4.3 完成

10.4.4 示例

10.4.5 从线图中检索剖析树

10.5 有限状态剖析方法

10.6 小结

10.7 文献和历史说明

第11章 特征与合一

11.1 特征结构

11.2 特征结构的合一

11.3 语法中的特征结构

11.3.1 一致关系

11.3.2 中心语特征

11.3.3 次范畴化

11.3.4 其他词类的次范畴化

11.3.5 长距离依存关系

11.4 合一的实现

11.4.1 合一的数据结构

11.4.2 合一算法

11.5 带有合一约束的剖析

11.5.1 把合一结合到Earley剖析器中

11.5.2 复制的必要性

11.5.3 合一剖析

11.6 类型与继承

11.6.1 类型的扩充

11.6.2 合一的其他扩充

11.7 小结

11.8 文献和历史说明

第12章 词汇化剖析与概率剖析

12.1 概率上下文无关语法

12.1.1 PCFG的概率CYK剖析

12.1.2 PCFG概率的学习

12.2 PCFG的问题

12.3 概率词汇化的CFG

12.4 依存语法

12.4.1 范畴语法

12.5 人的剖析

12.6 小结

12.7 文献和历史说明

第13章 语言的复杂性

13.1 Chomsky层级

13.2 怎么判断一种语言不是正则的

13.2.1 抽吸引理

13.2.2 英语和其他自然语言是正则语言吗

13.3 自然语言是上下文无关的吗

13.4 计算复杂性和人的语言处理

13.5 小结

13.6 文献和历史说明

第三部分 语义的计算机处理

第14章 意义的表示法

14.1 意义表示的计算要求

14.1.1 可能性验证

14.1.2 无歧义表示

14.1.3 规范形式

14.1.4 推论与变元

14.1.5 表达能力

14.2 语言的意义结构

14.2.1 谓词论元结构

14.3 一阶谓词演算

14.3.1 FOPC基础

14.3.2 FOPC的语义

14.3.3 变量和逻辑量词

14.3.4 推论

14.4 某些与语言学相关的概念

14.4.1 范畴

14.4.2 事件

14.4.3 时间表示

14.4.4 体

14.4.5 信念表示

14.4.6 缺陷

14.5 有关的表示方法

14.6 意义的其他表示方法

14.6.1 作为行动的意义

14.6.2 作为真值的意义

14.7 小结

14.8 文献和历史说明

第15章 语义分析

15.1 句法驱动的语义分析

15.1.1 给上下文无关语法规则扩充语义

15.1.2 量词辖域和复杂项的转译

15.2 给英语片断附加语义分析

15.2.1 句子

15.2.2 名词短语

15.2.3 动词短语

15.2.4 介词短语

15.3 把语义分析结合到Earley剖析中

15.4 惯用语和组成性

15.5 鲁棒的语义分析

15.5.1 语义语法

15.5.2 信息抽取

15.6 小结

15.7 文献和历史说明

第16章 词汇语义学

16.1 词位及其涵义之间的关系

16.1.1 同形关系

16.1.2 多义关系

16.1.3 同义关系

16.1.4 上下位关系

16.2 WORDNET：词汇关系信息库

16.3 词的内在结构

16.3.1 题元角色

16.3.2 选择限制

16.3.3 基元分解

16.3.4 语义场

16.4 语言的创造性与词典

16.4.1 隐喻

16.4.2 换喻

16.4.3 隐喻和换喻的计算方法

16.5 小结

16.6 文献和历史说明

第17章 词义排歧与信息检索

17.1 基于选择限制的排歧

17.1.1 选择限制的局限性

17.2 鲁棒的词义排歧

17.2.1 机器学习方法

17.2.2 基于词典的方法

17.3 信息检索

17.3.1 向量空间模型

17.3.2 检索词加权

17.3.3 检索词的选择和创造

17.3.4 同形关系. 多义关系和同义关系

17.3.5 改进用户的查询条件

17.4 信息检索的其他任务

17.5 小结

17.6 文献和历史说明

第四部分 语用的计算机处理

第18章 话语

18.1 所指判定

18.1.1 所指现象

18.1.2 同指的句法和语义约束

18.1.3 代词解释中的优先关系

18.1.4 代词判定算法

18.2 文本的连贯

18.2.1 现象

18.2.2 基于推理的判定算法

18.3 话语结构

18.4 所指和连贯的心理语言学研究

18.5 小结

18.6 文献和历史说明

第19章 对话与会话智能代理

19.1 什么使对话出现差别

19.1.1 话轮和话段

19.1.2 对话的共同基础

19.1.3 会话隐涵

19.2 对话行为

19.3 对话行为的自动解释

19.3.1 对话行为的计划推理解释

19.3.2 对话行为的基于提示的解释

19.3.3 要点

19.4 对话结构与连贯性

19.5 会话智能代理中的对话管理

19.6 小结

19.7 文献和历史说明

第20章 自然语言生成

20.1 语言生成导引

20.2 生成的体系结构

20.3 表层实现

20.3.1 系统语法

20.3.2 功能合一语法

20.3.3 要点

20.4 话语规划

20.4.1 文本说明图

20.4.2 修辞关系

20.4.3 小结

20.5 其他问题

20.5.1 微规划

20.5.2 词汇选择

20.5.3 生成系统评价

20.5.4 语音生成

20.6 小结

20.7 文献和历史说明

第21章 机器翻译

21.1 语言的相似性和差异性

21.2 转换模型

21.2.1 句法转换

21.2.2 词汇转换

21.3 中间语的思想：使用意义

21.4 直接转换

21.5 使用统计技术

21.5.1 流畅性的量化

21.5.2 忠实性的量化

21.5.3 输出的搜索

21.6 可用性与系统开发

21.7 小结

21.8 文献和历史说明

附录A 正则表达式的算符

附录B PORTER STEMMING算法

附录C 标记集C5和C7

附录D HMM模型的训练：向前-向后算法

参考文献

术语表

Daniel Jurafsky

在美国加利福尼亚大学获计算机科学博士学位, 现于美国科罗拉多大学语言学系和计算机科学系任教, 并在认知科学研究所工作, 主要研究方向为语言的概率模型和语音信息处理. 由于他在语音和语言处理方面的成就, 于1997年获美国NSF职业奖.

James H.Martin

在美国加利福尼亚大学获计算机科学博士学位, 现任职于美国科罗拉多大学计算机科学系和认知科学研究所, 主要研究方向为计算语义学. 机器学习和信息检索.

冯志伟国家教育部语言文字应用研究所研究员. 博士生导师. 先后在北京大学和中国科学技术大学获双硕士位, 在语音和语言的计算机处理领域具有多年的研究经验, 曾在多个国家参与研究和教学工作, 主要研究方向为自然语言处理. 计算语言学和机器翻译, 主要著作有《自然语言的计算机处理》和《数理语言学》等18部。