\label{sect:introduction}日本語の構文解析は，標準的に文節間の依存関係により構成される構造「文節依存構造」（あるいは，文節係り受け構造）に基づいて行われてきた．特に，CaboCha~\cite{Kudo:2002:CoNLL}やKNP~\cite{Kawahara:2006:HLTNAACL}に代表される文節依存構造に基づく解析器は高い解析精度を実現して広範に利用され，日本語の自然言語処理全般の発展に大きく寄与してきた．しかしながら，文節依存構造による構文構造の表現には，2つの問題点があることが指摘されている~\cite{Butler:2012:ANLP,Tanaka:2013:SPMRL}．一つは依存構造の単位が構文の構成素(constituent)\footnote{本論文では，名詞句，動詞句などの「句」の単位を指す．}と整合しないこと，もう一つは格関係\footnote{「誰が」「何を」「何に」と動詞などで表される名詞と述語の関係．}や連体修飾節の種別\footnote{名詞を修飾する節と名詞との関係の種類を示す．例えば「昨日見た-夢」では，「夢」は「見る」の対象になっているが，「月に行った-夢」では，「月に行った」は「夢」の内容になっている，など関係の違いを表す．}などの統語情報（以下，文法機能情報と呼ぶ）を依存構造の中に埋め込むことが困難なことである．これらの問題点は，述語項構造解析などの構文構造と密接な関係を持つ処理や，機械翻訳における事前並べ替え~\cite{Hoshino:2019:IPSJ}や多言語間の質問応答など他の言語との対応付けが必要な処理で，不都合を生じる要因となる．本論文では，構文の構成素と整合する単位に基づき，文法機能情報を埋め込むことが可能なことを特徴とする単語依存構造解析に基づく構文解析を提案する．以下では，文節依存構造解析の2つの問題点を，述語項構造解析との関係を例に具体的に説明し，我々の解決手段の概要について述べる．一つ目の依存構造の単位と構文の構成素との不整合は，構文解析結果の部分構造（一つ以上の文節が結合した単位）が，名詞句や動詞句などの構文の構成素と必ずしも一致しないということである．例えば，次の文(\ref{ex-coordination-ja1})のように文節を単位として表現された文から述語項構造を抽出することを考える．\begin{exe}\ex\label{ex-coordination-ja1}\gll$_{b1}$彼が$\mid_{b2}$飲んだ$\mid_{b3}$ワインと$\mid_{b4}$酒の$\mid_{b5}$リスト\\{}\textit{he}{\scriptsizeNOM}{}\textit{drink}{\scriptsizePAST}{}\textit{wine}{\scriptsizeCONJ}{}\textit{sake}{\scriptsizeGEN}{}\textit{list}\\\end{exe}\begin{exe}\ex\label{ex-coordination-ja1-const}\lb{NP}\lb{NP}彼が飲んだ\lb{NP}ワインと酒\rb{}\rb{}のリスト\rb{}\\\end{exe}文(\ref{ex-coordination-ja1})の文節依存構造には，4つの依存構造（係り受け構造）—並列構造を含む依存構造$b3$--$b4$と，並列構造を含まない依存構造$b1$--$b2$，$b2$--$b4$と$b4$--$b5$—が存在している．また，文(\ref{ex-coordination-ja1})には，文(\ref{ex-coordination-ja1-const})で表されるように，「ワインと酒」「彼が飲んだワインと酒」「彼が飲んだワインと酒のリスト」の3つの名詞句が階層的に含まれている．しかし，文(\ref{ex-coordination-ja1})の文節を結合してできる単位は，最初の2つの名詞句のどちらとも一致しない．この結果として，文(\ref{ex-coordination-ja1})の文節依存構造から，述語項構造を抽出しようとしたとき，述語「飲んだ」の項として並列構造を含む名詞句である「ワインと酒」を，直接的に取り出すことができない．この不一致は，他の言語との対応付けを行うときにも同様の問題を生じる．例えば，文(\ref{ex-coordination-ja1})と対訳関係にある文(\ref{ex-coordination-en})において，並列構造を含む名詞句``wineandsake''に対応付けるべき名詞句「ワインと酒」を，直接取り出すことができない．\begin{exe}\ex\label{ex-coordination-en}\lb{NP}alistof\lb{NP}\lb{NP}wineandsake\rb{}hedrank\rb{}\rb{}\\\end{exe}もう一つの問題点は，文節依存構造では，統語的に異なる構造を区別するための情報を付加することが困難な点である．その典型的な例として，内の関係の連体修飾節（関係節）と外の関係の連体修飾節（内容節や補充節）の区別がある．文(\ref{ex-coordination-ja1})は主名詞句（被修飾名詞句）となる「ワインと酒」が述語「飲む」の対格の格関係を持つ関係節\footnote{「ワインや酒」-を-「飲む」という関係を持つ．}を含み，文(\ref{ex-gapless})は主名詞句「理由と事情」が述語との格関係がない外の関係の連体修飾節（内容節）\footnote{「飲む」-という-「理由や事情」という関係を持つ．}を含んでいる．\begin{exe}\ex\label{ex-gapless}\glln$_{b1}$彼が$\mid_{b2}$飲んだ$\mid_{b3}$理由と$\mid_{b4}$事情の$\mid_{b5}$説明\\{}he{\scriptsizeNOM}{}drink{\scriptsizePAST}{}reason{\scriptsizeCONJ}{}situation{\scriptsizeGEN}{}explanation\\\end{exe}述語項構造を抽出する観点では，文(\ref{ex-coordination-ja1})の名詞句「ワインと酒」は，述語「飲む」の項として抽出するが，文(\ref{ex-gapless})の名詞句「理由と事情」は項として抽出しない．このような連体修飾節の違いを区別するためには，依存構造に文法機能情報を付加してそれぞれの統語的な機能を表示することが考えられる．しかし，文節依存構造の場合，主名詞句と文節の結合単位が一致しないため，文(\ref{ex-coordination-ja1})，文(\ref{ex-gapless})それぞれの文節$b2$と$b4$の間の依存構造に文法機能情報を付加しても，述語と主名詞句の間の関係を適切に表示しているとは言い難い．我々は，以上のような従来の文節依存構造における問題点を解決することを目的として，日本語において，構文の構成素を適切に扱い文法機能情報を明示的に扱うことのできる単語単位の依存構造による構文解析を提案する．単語依存構造では，あらかじめ文節のような固定したチャンクを依存構造の単位として設定するのではなく，全ての関係を単語単位の結合した構造として表現することにより，構文構造を柔軟に表現することを可能にする．構文の構成素との整合性を考慮するには，句構造による構文解析が有力な選択肢と考えられるが，日本語の柔軟な語順への対応のしやすさや，文節依存構造のアノテーションからの移行のしやすさの点から，依存構造を採用した．ただし，依存構造の設計は，構文の構成素に基づいた構造および文法機能情報を表している句のラベル（非終端記号）を持つことを特徴とする句構造を規範として，句構造の構造・情報を依存構造に変換する形で行った．本論文で提案する単語依存構造では，文(\ref{ex-coordination-ja1})に含まれる「ワインと酒」という並列構造は，\Fig{fig:ex-coordination-conjunction}の上の例のように表現する\footnote{本論文では，UniversalDependencies\cite{McDonald:2013:ACL,Nivre:2015:CICLing}やStanfordtypeddependencies\cite{DeMarneffe:2014:LREC}と同様に，主辞を起点として従属部に向かう方向の矢印により依存構造を表す．}$^{,}$\footnote{後述するように6種類の依存構造の構成の仕方（スキーマ）を提案する．}．すなわち，「ワイン」と「酒」という単語からなる依存構造に対して文法機能情報を表すラベル（以下，文法機能タイプ）「並列」を付加することにより，それぞれの単語を主辞とする構文要素からなる並列構造が存在することを示している．また，「ワインと酒」という名詞句は，「ワイン」「と」「酒」の3語から構成される依存構造の塊と対応付けることができる．また，文(\ref{ex-coordination-ja1})と文(\ref{ex-gapless})の区別は，\Fig{fig:ex-coordination-conjunction}のように，主名詞の主辞となる単語と連体修飾節の主辞となる述語の間の関係に，「関係節」や「内容節」のような文法機能タイプを付加することで実現できる．\begin{figure}[b]\begin{center}\includegraphics{26-2ia7f1.eps}\end{center}\hangcaption{単語単位の依存構造による構文構造の表示例．上：並列の名詞句と内の関係の連体修飾節（関係節）を含む文(\ref{ex-coordination-ja1})，下：並列の名詞句と外の関係の連体修飾節（内容節）を含む文(\ref{ex-gapless})．}\label{fig:ex-coordination-conjunction}\end{figure}日本語の単語依存構造には他に，多言語間で共通の構文構造表示を目指したUniversalDependencies\footnote{http://universaldependencies.github.io/docs/}（以下，UD）\cite{McDonald:2013:ACL,DeMarneffe:2014:LREC,Nivre:2015:CICLing}の日本語仕様\cite{Kanayama:2015:ANLP,Tanaka:2016:LREC,Asahara:2019:JNLP}がある．UDの主目的は多言語間での仕様の共通化であるため，各言語の特徴的な言語現象に対するアノテーションは捨象される傾向があり，例に挙げた関係節と内容節の区別も行わない．本研究は，UDへの対応は視野に入れつつも，主眼は日本語において重要と考えられる文法機能情報を表示可能な単語依存構造を実現することである．単語依存構造による構文解析は文節依存構造の課題を解決できる一方，構文解析器により自動解析を行う観点で見ると，文節依存構造と比較して依存関係を結ぶ組合せの数が増大するため，解析精度への影響が懸念される．また，日本語の単語依存構造としてどのような構造が適切であるか，すなわち依存構造の主辞をどのように決定すれば良いのかは自明ではない．森らは，単語間に依存構造を付与した大規模なコーパスを構築して，構文解析器の学習データとして適用した結果として，90\%以上の精度が得られたことを報告している~\cite{Mori:2014:LREC}．森らの依存構造は，文節依存構造と同様に後方の語が主辞となる単一方向の依存構造から構成されるが，本論文で提案する単語依存構造のように，両方向の依存構造が含まれる場合の解析精度への影響を検証する必要がある．また，依存構造に付与された文法機能タイプが解析器によりどの程度再現可能であるのかも確認する必要がある．以下，\Sect{sect:relatedwork}で関連する研究について述べ，\Sect{sect:design-of-typed-dependencies}で日本語の文法機能タイプ付き単語依存構造の設計について説明し，\Sect{sect:corpus}で実際に行ったコーパスの構築について述べる．\Sect{sect:evaluation}では依存構造の単位や構造の異なる単語依存構造データから構文解析モデルを構築し，それらの違いが構文解析の精度に与える影響や，文法機能タイプから得られる述語項構造情報の精度について評価実験を行った結果について述べる．\Sect{sect:problems}で単語依存構造において検討すべき課題について述べる．