Dependency Syntax in the Automatic Detection of Irony and Stance

Abstract

[ES] The present thesis is part of the broad panorama of studies of Natural Language Processing (NLP). In particular, it is a work of Computational Linguistics (CL) designed to study in depth the contribution of syntax in the field of sentiment analysis and, therefore, to study texts extracted from social media or, more generally, online content.

Furthermore, given the recent interest of the scientific community in the Universal Dependencies (UD) project, which proposes a morphosyntactic annotation format aimed at creating a "universal" representation of the phenomena of morphology and syntax in a manifold of languages, in this work we made use of this format, thinking of a study in a multilingual perspective (Italian, English, French and Spanish).

In this work we will provide an exhaustive presentation of the morphosyntactic annotation format of UD, in particular underlining the most relevant issues regarding their application to UGC.

Two tasks will be presented, and used as case studies, in order to test the research hypotheses: the first case study will be in the field of automatic Irony Detection and the second in the area of Stance Detection.

In both cases, historical notes will be provided that can serve as a context for the reader, an introduction to the problems faced will be outlined and the activities proposed in the computational linguistics community will be described. Furthermore, particular attention will be paid to the resources currently available as well as to those developed specifically for the study of the aforementioned phenomena. Finally, through the description of a series of experiments, both within evaluation campaigns and within independent studies, I will try to describe the contribution that syntax can provide to the resolution of such tasks.

This thesis is a revised collection of my three-year PhD career and collocates within the growing trend of studies devoted to make Artificial Intelligence results more explainable, going beyond the achievement of highest scores in performing tasks, but rather making their motivations understandable and comprehensible for experts in the domain.

The novel contribution of this work mainly consists in the exploitation of features that are based on morphology and dependency syntax, which were used in order to create vectorial representations of social media texts in various languages and for two different tasks. Such features have then been paired with a manifold of machine learning classifiers, with some neural networks and also with the language model BERT.

Results suggest that fine-grained dependency-based syntactic information is highly informative for the detection of irony, and less informative for what concerns stance detection. Nonetheless, dependency syntax might still prove useful in the task of stance detection if firstly irony detection is considered as a preprocessing step. I also believe that the dependency syntax approach that I propose could shed some light on the explainability of a difficult pragmatic phenomenon such as irony.

[CA] La presente tesis se enmarca dentro del amplio panorama de estudios relacionados con el Procesamiento del Lenguaje Natural (NLP). En concreto, se trata de un trabajo de Lingüística Computacional (CL) cuyo objetivo principal es estudiar en profundidad la contribución de la sintaxis en el campo del análisis de sentimientos y, en concreto, aplicado a estudiar textos extraídos de las redes sociales o, más en general, de contenidos online.

Además, dado el reciente interés de la comunidad científica por el proyecto Universal Dependencies (UD), en el que se propone un formato de anotación morfosintáctica destinado a crear una representación "universal" de la morfología y sintaxis aplicable a diferentes idiomas, en este trabajo se utiliza este formato con el propósito de realizar un estudio desde una perspectiva multilingüe (italiano, inglés, francés y español).

En este trabajo se presenta una descripción exhaustiva del formato de anotación morfosintáctica de UD, en particular, subrayando las cuestiones más relevantes en cuanto a su aplicación a los UGC generados en las redes sociales. El objetivo final es analizar y comprobar si estas anotaciones morfosintácticas sirven para obtener información útil para los modelos de detección de la ironía y del stance o posicionamiento.

Se presentarán dos tareas y se utilizarán como ejemplos de estudio para probar las hipótesis de la investigación: el primer caso se centra en el área de la detección automática de la ironía y el segundo en el área de la detección del stance o posicionamiento.

En ambos casos, se proporcionan los antecendentes y trabajos relacionados notas históricas que pueden servir de contexto para el lector, se plantean los problemas encontrados y se describen las distintas actividades propuestas para resolver estos problemas en la comunidad de la lingüística computacional. Se presta especial atención a los recursos actualmente disponibles, así como a los desarrollados específicamente para el estudio de los fenómenos antes mencionados. Finalmente, a través de la descripción de una serie de experimentos, llevados a cabo tanto en campañas de evaluación como en estudios independientes, se describe la contribución que la sintaxis puede brindar a la resolución de esas tareas.

Esta tesis es el resultado de toda la investigación que he llevado a cabo durante mi doctorado en una colección revisada de mi carrera de doctorado de los últimos tres años y medio, y se ubica dentro de la tendencia creciente de estudios dedicados a hacer que los resultados de la Inteligencia Artificial sean más explicables, yendo más allá del logro de puntajes más altos en la realización de tareas, sino más bien haciendo comprensibles sus motivaciones y qué los procesos sean más comprensibles para los expertos en el dominio.

La contribución principal y más novedosa de este trabajo consiste en la explotación de características (o rasgos) basadas en la morfología y la sintaxis de dependencias, que se utilizaron para crear las representaciones vectoriales de textos procedentes de redes sociales en varios idiomas y para dos tareas diferentes. A continuación, estas características se han combinado con una variedad de clasificadores de aprendizaje automático, con algunas redes neuronales y también con el modelo de lenguaje BERT.

Los resultados sugieren que la información sintáctica basada en dependencias utilizada es muy informativa para la detección de la ironía y menos informativa en lo que respecta a la detección del posicionamiento. No obstante, la sintaxis basada en dependencias podría resultar útil en la tarea de detección del posicionamiento si, en primer lugar, la detección de ironía se considera un paso previo al procesamiento en la detección del posicionamiento. También creo que el enfoque basado casi completamente en sintaxis de dependencias que propongo en esta tesis podría ayudar a explicar mejor un fenómeno prag

[EN] La present tesi s'emmarca dins de l'ampli panorama d'estudis relacionats amb el Processament del Llenguatge Natural (NLP). En concret, es tracta d'un treball de Lingüística Computacional (CL), l'objectiu principal del qual és estudiar en profunditat la contribució de la sintaxi en el camp de l'anàlisi de sentiments i, en concret, aplicat a l'estudi de textos extrets de les xarxes socials o, més en general, de continguts online.

A més, el recent interès de la comunitat científica pel projecte Universal Dependències (UD), en el qual es proposa un format d'anotació morfosintàctica destinat a crear una representació "universal" de la morfologia i sintaxi aplicable a diferents idiomes, en aquest treball s'utilitza aquest format amb el propòsit de realitzar un estudi des d'una perspectiva multilingüe (italià, anglès, francès i espanyol).

En aquest treball es presenta una descripció exhaustiva del format d'anotació morfosintàctica d'UD, en particular, posant més èmfasi en les qüestions més rellevants pel que fa a la seva aplicació als UGC generats a les xarxes socials. L'objectiu final és analitzar i comprovar si aquestes anotacions morfosintàctiques serveixen per obtenir informació útil per als sistemes de detecció de la ironia i del stance o posicionament.

Es presentaran dues tasques i s'utilitzaran com a exemples d'estudi per provar les hipòtesis de la investigació: el primer cas se centra en l'àrea de la detecció automàtica de la ironia i el segon en l'àrea de la detecció del stance o posicionament.

En tots dos casos es proporcionen els antecedents i treballs relacionats que poden servir de context per al lector, es plantegen els problemes trobats i es descriuen les diferents activitats proposades per resoldre aquests problemes en la comunitat de la lingüística computacional. Es fa especialment referència als recursos actualment disponibles, així com als desenvolupats específicament per a l'estudi dels fenòmens abans esmentats. Finalment, a través de la descripció d'una sèrie d'experiments, duts a terme tant en campanyes d'avaluació com en estudis independents, es descriu la contribució que la sintaxi pot oferir a la resolució d'aquestes tasques.

Aquesta tesi és el resultat de tota la investigació que he dut a terme durant el meu doctorat els últims tres anys i mig, i se situa dins de la tendència creixent d'estudis dedicats a fer que els resultats de la Intel·ligència Artificial siguin més explicables, que vagin més enllà de l'assoliment de puntuacions més altes en la realització de tasques, sinó més aviat fent comprensibles les seves motivacions i què els processos siguin més comprensibles per als experts en el domini.

La contribució principal i més nova d'aquest treball consisteix en l'explotació de característiques (o trets) basades en la morfologia i la sintaxi de dependències, que s'utilitzen per crear les representacions vectorials de textos procedents de xarxes socials en diversos idiomes i per a dues tasques diferents. A continuació, aquestes característiques s'han combinat amb una varietat de classificadors d'aprenentatge automàtic, amb algunes xarxes neuronals i també amb el model de llenguatge BERT.

Els resultats suggereixen que la informació sintàctica utilitzada basada en dependències és molt informativa per a la detecció de la ironia i menys informativa pel que fa a la detecció del posicionament. Malgrat això, la sintaxi basada en dependències podria ser útil en la tasca de detecció del posicionament si, en primer lloc, la detecció d'ironia es considera un pas previ al processament en la detecció del posicionament. També crec que l'enfocament basat gairebé completament en sintaxi de dependències que proposo en aquesta tesi podria ajudar a explicar millor un fenomen pragmàtic tan difícil de detectar i d'interpretar com la ironia.