木接合文法

木接合文法（英: Tree-Adjoining Grammar、TAG）とは、Aravind Joshi が形式的に定義した文法である。木接合文法は文脈自由文法にいくぶん似ているが、シンボルの書き換えではなく、木の書き換えが基本となっている。文脈自由文法は、シンボルの書き換えのための生成規則群から成るが、木接合文法は木のノード群を書き換える規則群から成る（木および木構造参照）。

歴史

TAGの研究は、ゼリグ・ハリスの文字列文法である adjunction grammars (AG) を Joshi らが研究したことから端を発している。AG は言語の内心的属性を自然かつ効率的に扱えるが、外心的構造はうまく扱えない。句構造文法はその逆である。1969年、Joshi は2種類の規則群を混合することで、この相補性を同時に扱える文法を生み出した。少数の非常に単純な書き換え規則で、付加規則のための文字列の語彙を生成する。これは、チョムスキー階層には当てはまらず、むしろ言語学的に興味深い形でそれと交差している。

概要

TAGにおける規則は、foot node と呼ばれる特殊な葉ノードを持つ木であり、foot node には単語が付属している。TAGにおける木は2種類に分類される。initial（初期）木（'$\alpha$' とも）と auxiliary（補助）木（'$\beta$'）である。初期木は基本的な結合価的関係を表し、補助木は再帰を許容する。補助木には根ノードがあり、foot node は初期木と同じシンボルがラベルとして付けられている。導出は、初期木に対して行われ、「置換(substitution)」か「付加(adjunction)」を行っていく。置換とは、先端ノードを、根ノードが同じシンボルのラベルになっている別の木と置換する操作である。付加とは、補助木を別の木の途中に挿入する操作である。補助木の根ノードと foot node のラベルは、挿入箇所のノードのラベルと一致していなければならない。

複雑性と応用

木接合文法は、文脈自由文法よりも強力だが文脈依存文法よりも弱いという意味で、弱文脈依存文法的であると言われることが多い。従って、構文解析が一般に効率的に行えるなら、自然言語のモデルとして十分に意味がある。

TAG は計算言語学や自然言語処理でよく使われる。

TAG は、任意の文字列を二回繰り返すような言語や $\{a^{n}b^{n}c^{n}d^{n}|1\leq n\}$ のような言語を記述できる。このような処理はembedded pushdown automatonで表現できる。また、文字列を3回繰り返す言語や、4つ以上の同じ長さの文字の列からなる言語は木接合文法では生成できない。以上から、木接合文法が生成する言語は、弱文脈依存言語的であるとされる。

外部リンク

• The XTAG project 自然言語処理へのTAGの応用
• A tutorial on TAG
• SemConst Documentation TAGフレームワークでの統語論と意味論のインタフェース問題の概説