Der Aufbau der Experimentation-Pipeline. Auch die Optimierungsschritte "Leaf insertion" und "Node reordering" sind zu sehen. Quelle: Figure 3 of Sentiment analysis based on rhetorical structure theory:
Learning deep neural networks from discourse trees
Paper Review

Semantic Analysis mit Rhetoric Structure Theory

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In unserer Rubrik Paper Review stellen wir euch aktuelle Paper aus dem Bereich Machine Learning vor. Wir fassen für euch das Wesentliche zusammen und ihr entscheidet selbst, ob ihr das Paper lesen wollt oder nicht. Viel Spaß!

Takeaways – Was ist neu

Bisherige Ansätze für Sentiment-Analyse nutzten entweder klassische Maschine-Learning-Verfahren oder aber Deep Learning mit regulären LSTM (Long Short Term Memory) Komponenten. Dieser Ansatz tauscht herkömmliche LSTMs mit, auf Rhetoric Structure Theory basierenden, RST-LSTM. Dadurch kann ein Uplift in der Genauigkeit erzielt werden. Hier gehts zum Paper.

Takeaways

  • Durch die Rhetoric Structure Theory ist es möglich, das Netz noch besser zu machen.
  • RST-LSTM werden anstatt linear in eine Baumstruktur geschalten. Dadurch können sie auch komplexere Texte verarbeiten.

Worum geht es

Der Aufbau der Experimentation-Pipeline. Auch die Optimierungsschritte "Leaf insertion" und "Node reordering" sind zu sehen. Quelle: Figure 3 of Sentiment analysis based on rhetorical structure theory: Learning deep neural networks from discourse trees
Der Aufbau der Experimentation-Pipeline. Auch die Optimierungsschritte “Leaf insertion” und “Node reordering” sind zu sehen. Quelle: Figure 3 of Sentiment analysis based on rhetorical structure theory: Learning deep neural networks from discourse trees

Im Gegensatz  zu vielen herkömmlichen Ansätzen wie N-Grams oder Bag-of-Words im Bereich der Sentiment Analysis (Stimmungsanalyse, Emotionsanalyse) benutzen die Autoren sogenannte “Discourse Trees”. Das bedeutet, es werden Phrasen nach semantischen Gesichtspunkten in einen Entscheidungsbaum gehangen und dann mit emotionalen Werten und Polarität versehen. Die Struktur nennen die Autoren RST-LSTM (Rhetoric Structure Theory – Long Short Term Memory). Dabei wird die natürliche Sprache in sogenannte EDUs (Elementary Discourse Units) hierarchisch eingeteilt.  Solche Strukturen haben sich bereits beim Zusammenfassen von Zeitungsartikeln bewährt.

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Links sieht man eine herkömmliche LSTM-Struktur. Rechts sieht man die hierachische Struktur wie sie in diesem Ansatz genutzt wird. Quelle: Figure 7 of Sentiment analysis based on rhetorical structure theory: Learning deep neural networks from discourse trees

Es wird ein neuronales Netz benutzt, das diese Abwandlung dieser LSTM-Struktur beherbergt und das somit mehr Kapazität für komplexe Discourse hat als herkömmliche Netze.

 

Experimente & Daten

Es wurden zur Evaluation zwei Datensets herangezogen:

Der vorgestellte Ansatz wurde mit den aktuellen State-of-the-Art-Methoden verglichen. Durch verschiedene Veränderungen an Parametern sowie der Struktur der Discourse Trees konnte ein besseres Ergebnis erzielt werden. Auf dem IMDb Datenset erreicht der Ansatz lt. F1-Score: 84.9 % sowie auf dem Rotten Tomato Set: 79,6 % F1-Score. Das bedeutet ein Uplift zur Baseline von 4.33 % und 3.16 %.

Fortführend

Aktuell werden die Trees noch manuell angepasst. Zukünftig könnte man die Autoencoder der EDUs viel spezifischer nach verschiedenen Trainingsepochen anpassen und somit eine bessere Codierung erreichen.

Lust zu lesen? Hier gehts zum Paper.

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