面向任务口语理解研究现状综述

口语理解是对话系统重要的功能模块，语义槽填充和意图识别是面向任务口语理解的两个关键子任务。近年来，联合识别方法已经成为解决口语理解中语义槽填充和意图识别任务的主流方法，介绍两个任务由独立建模到联合建模的方法，重点介绍基于深度神经网络的语义槽填充和意图识别联合建模方法，并总结了目前存在的问题以及未来的发展趋势。     

人机对话系统中意图识别方法综述

口语理解是人机对话系统的重要组成部分,而意图识别是口语理解中的一个子任务,而且至关重要。意图识别的准确性直接关系到语义槽填充的性能并且有助于后续对话系统的研究。考虑到人机对话系统中意图识别的困难,传统的机器学习方法无法理解用户话语的深层语义信息,主要对近些年应用在意图识别研究方面的深度学习方法进行分析、比较和总结,进一步思考如何将深度学习模型应用到多意图识别任务中,从而推动基于深度神经网络的多意图识别方法的研究。     

意图识别与语义槽填充的双向关联模型

意图识别与语义槽填充联合建模正成为口语理解（Spoken Language Understanding,SLU）的新趋势。但是,现有的联合模型只是简单地将两个任务进行关联,建立了两任务间的单向联系,未充分利用两任务之间的关联关系。考虑到意图识别与语义槽填充的双向关联关系可以使两任务相互促进,提出了一种基于门控机制的双向关联模型（BiAss-Gate）,将两个任务的上下文信息进行融合,深度挖掘意图识别与语义槽填充之间的联系,从而优化口语理解的整体性能。实验表明,所提模型BiAss-Gate在ATIS和Snips数据集上,语义槽填充F1值最高达95.8%,意图识别准确率最高达98.29%,对比其他模型性能得到了显著提升。     

基于BLSTM-CNN-CRF模型的槽填充与意图识别

口语语言理解（SLU）中的槽填充和意图识别任务通常是分别进行建模，忽略了任务之间的关联性。基于深度学习优势提出一种BLSTM-CNN-CRF学习框架，为槽填充和意图识别任务构建联合模型。双向长短期记忆网络（BLSTM）对全句的单词标签进行标注，卷积神经网络（CNN）用以提取全句的语义特征，条件随机场（CRF）通过解码单词标签与语义特征，获得全句的最佳序列标签。在航空旅行信息系统（ATIS）数据集上的实验表明，联合模型在不依赖于任何人工特征的情况下获得较高性能。     

基于细粒度信息集成的意图识别和槽填充联合模型

意图识别和槽位填充是构建口语理解(SLU)系统的两项主要任务，两者相互联合的模型是对话系统的研究热点。这两个任务紧密相连，槽位填充通常高度依赖于意图信息。针对最近联合模型中：固定阈值很难在不同领域中选择出正向的投票，且复杂的意图信息不能充分地引导槽位填充的问题。提出了一种基于细粒度信息集成的意图识别和槽填充联合模型。其中，将由意图解码器获取的意图信息与各单词的编码表示拼接，形成意图引导的集成编码表示，从而为单词级槽位填充提供细粒度的意图信息。同时，通过计算最大意图得分和最小意图得分的中间值获得逻辑自适应阈值，并用其代替固定阈值。逻辑自适应阈值可随不同意图标签的得分分布而变化。通过在两个多标签数据集上的实验结果验证了提出的模型的性能。     

基于双图注意力的多领域口语语言理解联合模型

多领域口语语言理解包括多意图识别和槽填充两个子任务,现有研究通过构建语句中的意图和槽之间的关联提升模型的表现。然而现有研究将多领域场景下的意图和槽看作相互独立的标签,忽视了标签之间领域内和领域间的结构关联。该文提出细粒度标签图和领域相关图的双图注意力联合模型。具体来说,细粒度标签图将意图和槽标签分成细粒度分片,建模分片之间的结构性关联和上下文表示的语义特征。领域相关图通过标签间的领域信息,建模预测意图和对应领域内槽的关联,减少图中的冗余关联。实验结果表明,在两个公开的数据集上,该文提出的模型均优于基准模型。     

结合边界预测和动态模板方法的槽填充模型

意图识别和槽填充的联合模型将口语语言理解(Spoken Language Understanding, SLU)提升到了一个新的水平，但是现有模型通过话语上下文信息判断位置信息，缺少对槽信息标签之间位置信息的考虑，导致模型在槽位提取过程中容易发生边界错误，进而影响最终槽位提取表现。此外，在槽信息提取任务中，槽指称项(Slot mentions)可能与正常表述话语并没有区别，特别是电影名字、歌曲名字等，模型容易受到槽指称项话语的干扰，因而无法在槽位提取中正确识别槽位边界。该文提出了一种面向口语语言理解的结合边界预测和动态模板的槽填充(Boundary-prediction and Dynamic-template Slot Filling, BDSF)模型。该模型提供了一种联合预测边界信息的辅助任务，将位置信息引入到槽信息填充中，同时利用动态模板机制对话语句式建模，能够让模型聚焦于话语中的非槽指称项部分，避免了模型被槽指称项干扰，增强模型区分槽位边界的能力。在公共基准语料库SMP-ECDT和CAIS上的实验结果表明，该模型优于对比模型，特别是能够为槽标签预测模型提供准确的位置信息。     

基于意图—槽位注意机制的医疗咨询意图理解与实体抽取算法

自然语言理解作为医疗对话中的关键组成部分,包含意图识别和槽位填充两个重要的子任务。为建立意图和槽位的相互促进关系,实现语义层次上的建模,提出了基于意图—槽位注意机制的医疗咨询意图理解与实体抽取算法。首先,收集医疗信息网站上用户的医疗健康提问文本,基于医学知识归纳总结了24类医疗意图和5种槽位,构建了中文医疗健康咨询数据集（CMISD-UQS）;然后,引入槽位选通机制来建模意图和槽位向量之间的显式关系,设计了意图—槽位注意机制层,构建了意图上下文信息以意图标签向量方式嵌入到槽位的方式。在公共数据集ATIS和SNIPS上与八种代表性算法的对比实验结果表明,所提算法优于所比较的八种算法;在CMISD-UQS数据集上的测试结果表明,所提算法的医疗意图识别准确率、语义槽填充F1值、句子级语义框架准确率分别为78.1%、94.9%和73.2%,均优于其他对比算法。     

基于BERT的意图分类与槽填充联合方法

口语理解是自然语言处理的一个重要内容,意图分类和槽填充是口语理解的两个基本子任务。最近的研究表明,共同学习这两项任务可以起到相互促进的作用。该文提出了一个基于BERT的意图分类联合模型,通过一个关联网络使得两个任务建立直接联系和共享信息,以此来提升任务效果。模型引入BERT来增强词向量的语义表示,有效解决了目前联合模型由于训练数据规模较小导致的泛化能力较差的问题。在ATIS和Snips数据集上的实验结果表明,该模型能有效提升意图分类和槽填充的性能。     

一种基于窗口机制的口语理解异构图网络

口语理解(spoken language understanding, SLU)是面向任务的对话系统的核心组成部分,旨在提取用户查询的语义框架.在对话系统中,口语理解组件(SLU)负责识别用户的请求,并创建总结用户需求的语义框架, SLU通常包括两个子任务:意图检测(intent detection, ID)和槽位填充(slot filling, SF).意图检测是一个语义话语分类问题,在句子层面分析话语的语义;槽位填充是一个序列标注任务,在词级层面分析话语的语义.由于意图和槽之间的密切相关性,主流的工作采用联合模型来利用跨任务的共享知识.但是ID和SF是两个具有强相关性的不同任务,它们分别表征了话语的句级语义信息和词级信息,这意味着两个任务的信息是异构的,同时具有不同的粒度.提出一种用于联合意图检测和槽位填充的异构交互结构,采用自注意力和图注意力网络的联合形式充分地捕捉两个相关任务中异构信息的句级语义信息和词级信息之间的关系.不同于普通的同构结构,所提模型是一个包含不同类型节点和连接的异构图架构,因为异构图涉及更全面的信息和丰富的语义,同时可以更好地交互表征不同粒度节点之间的信息.此...     

中文口语语言理解中依赖引导的字特征槽填充模型

意图识别和槽信息填充的联合模型将口语语言理解(Spoken Language Understanding, SLU)技术提升到了一个新的水平,但由于存在出现频率低或未见过的槽指称项(0-shot slot mentions),模型的序列标注性能受限,而且这些联合模型往往没有利用输入序列存在的语法知识信息。已有研究表明,序列标注任务可以通过引入依赖树结构,辅助推断序列标注中槽的存在。由于中文话语由一串字序列组成,在中文口语语言理解中,输入话语的字和槽信息是一一对应的,因而槽信息填充模型往往是字特征模型。基于词的依赖树结构无法直接应用于基于字特征的槽填充模型。为了解决字词之间的矛盾,该文提出了一种基于字模型的依赖引导槽填充模型(Dependency-guided Character-based Slot Filling model, DCSF),提供一种简洁的方法用于解决将词级依赖树结构引入中文字特征模型的冲突,同时通过对话语中词汇内部关系进行建模,保留了词级上下文信息和分词信息。在公共基准语料库SMP-ECDT和CrossWOZ上的实验结果表明,该模型优于比较模型,特别是在未见过的槽指称...     

基于上下文信息的口语意图检测方法

近年来,随着人工智能的发展与智能设备的普及,人机智能对话技术得到了广泛的关注。口语语义理解是口语对话系统中的一项重要任务,而口语意图检测是口语语义理解中的关键环节。由于多轮对话中存在语义缺失、框架表示以及意图转换等复杂的语言现象,因此面向多轮对话的意图检测任务十分具有挑战性。为了解决上述难题,文中提出了基于门控机制的信息共享网络,充分利用了多轮对话中的上下文信息来提升检测性能。具体而言,首先结合字音特征构建当前轮文本和上下文文本的初始表示,以减小语音识别错误对语义表示的影响;其次,使用基于层级化注意力机制的语义编码器得到当前轮和上下文文本的深层语义表示,包含由字到句再到多轮文本的多级语义信息;最后,通过在多任务学习框架中引入门控机制来构建基于门控机制的信息共享网络,使用上下文语义信息辅助当前轮文本的意图检测。实验结果表明,所提方法能够高效地利用上下文信息来提升口语意图检测效果,在全国知识图谱与语义计算大会(CCKS2018)技术评测任务2的数据集上达到了88.1%的准确率(Acc值)和88.0%的综合正确率(F1值),相比于已有的方法显著提升了性能。     

端到端对话系统意图语义槽联合识别研究综述

目前基于深度学习的端到端对话系统因具有泛化能力强、训练参数少、性能好等优势，在学术界和工业界成为了研究热点。意图识别和语义槽填充的结果对于对话系统的性能至关重要。介绍了端到端任务型对话系统意图和语义槽联合识别的主流方法，对注意力机制、Transformer模型在捕获长期依赖关系方面的效果同循环神经网络、长短时记忆网络进行对比，并分析了因其并行处理导致无法对文本词序位置信息完整捕获的局限；阐述了胶囊网络相较于卷积神经网络在捕获小概率语义信息保证特征完整性方面的优势；重点介绍了基于BERT（Bidirectional Encoder Representations from Transformers）模型的联合识别方法，不仅能够并行处理而且可以解决一词多义的问题，是目前性能最好的方法。最后对未来研究的发展方向进行讨论和分析。     

Intent-Slot Correlation Modeling for Joint Intent Prediction and Slot Filling

Slot filling and intent prediction are basic tasks in capturing semantic frame of human utterances. Slots and intent have strong correlation for semantic frame parsing. For each utterance, a specific intent type is generally determined with the indication information of words having slot tags (called as slot words), and in reverse the intent type decides that words of certain categories should be used to fill as slots. However, the Intent-Slot correlation is rarely modeled explicitly in existing studies, and hence may be not fully exploited. In this paper, we model Intent-Slot correlation explicitly and propose a new framework for joint intent prediction and slot filling. Firstly, we explore the effects of slot words on intent by differentiating them from the other words, and we recognize slot words by solving a sequence labeling task with the bi-directional long short-term memory (BiLSTM) model. Then, slot recognition information is introduced into attention-based intent prediction and slot filling to improve semantic results. In addition, we integrate the Slot-Gated mechanism into slot filling to model dependency of slots on intent. Finally, we obtain slot recognition, intent prediction and slot filling by training with joint optimization. Experimental results on the benchmark Air-line Travel Information System (ATIS) and Snips datasets show that our Intent-Slot correlation model achieves state-of-the-art semantic frame performance with a lightweight structure.     

藏语口语语音语料库的设计与研究

基于对普通语音语料库构建方法的研究与分析,结合自然口语语音识别研究相关需求以及藏语自然口语语音的基本特点,研究设计了适用于藏语语音识别的口语语音语料库建设方案以及相应的标注规范,并据此构建了时长50小时,包含音素、半音节、音节、藏文字以及语句共5层标注信息的藏语拉萨话口语语音语料库。统计结果显示,该语料库在保留口语语音自然属性的同时,对音素、半音节等常用语音建模单元也有均衡的覆盖,为基于藏语口语语音数据的语音识别技术研究提供了可靠的数据支撑。