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Einführung Dialogsysteme

Einführung Dialogsysteme. Pit Pletz. Übersicht. Was ist ein Dialogsystem? Verschiedene Dialogsysteme Komponenten eines Dialogsystems. Was ist ein Dialogsystem?. System zur Kommunikation zwischen Mensch und Computer mittels natürlicher (gesprochener) Sprache Verschiedene Komplexitätsstufen:

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Einführung Dialogsysteme

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Presentation Transcript

  1. Einführung Dialogsysteme Pit Pletz Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  2. Übersicht • Was ist ein Dialogsystem? • Verschiedene Dialogsysteme • Komponenten eines Dialogsystems Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  3. Was ist ein Dialogsystem? • System zur Kommunikation zwischen Mensch und Computer mittels natürlicher (gesprochener) Sprache • Verschiedene Komplexitätsstufen: • gesprochene Einzelwortbefehle • bis hin zu „natürlichen“ Dialogen Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  4. Beispiel HAL 9000 • Der Computer HAL 9000 aus dem Film „2001 Odyssee im Weltraum“ Foto: http://www.filmfaq.de/images/FilmFAQ/image.jpg Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  5. Verschiedene Stufen von Dialogsystemen • Gerätebedienung – Auto-Bedienungselemente, Hausgeräte, … • Informationsbeschaffung – Auskunfts- und Hilfsysteme (Zugverbindungen, Nachrichten aus Web, Staumeldungen, Börsendaten, Wetter, Notdienste,…) • Beschaffung von Dienstleistungen – Bestellung, Reservierung, Buchung, Weitervermittlung • Kombinierte Aufgaben – Information und Bestellung in einem System – Buchung zweier voneinander abhängiger Dinge wie Mietwagen/Motel Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  6. Verschiedene Stufen von Dialogsystemen • Komplexe Aufgaben (akademische Systeme) – Überprüfung und Reparatur elektronischer Schaltkreise (Circuit-Fix-It System, Smith Hipp 94) – Planungssysteme (Küchenplanung, Allen et al. 2001) Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  7. Beispiele unterschiedlicher Dialogsysteme Kommerzielle Systeme: • Philips: Automatische Zugauskunft (0241-604 020) • Zugauskunft der Bahn (08001-507 090) • Sympalog Kinoprogramm (09131-610 016) • Sprachgesteuerte Bedienungselemente im Auto • Online-Banking (NLU, Sparda-Bank Hamburg), • Telefonauskunft und –Weitervermittlung Akademische Systeme: • Eliza (Weizenbaum 1966): Computer als Psychotherapeut („Männer sind alle gleich“) Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  8. Beispiele unterschiedlicher Dialogsysteme • Sundial (Speech UNderstanding in DIALogue, 91-93): – Flug/Zugreservierung und Anfrage – Kooperative Dialoge mit mehreren Nutzern über Telefon • Fahrstuhlsteuerung (Pinkal, Informatik Univ. SB) • Circuit-Fix-It Shop (Smith Hipp 94): Schaltkreisreparatur • TRAINS (Allen 95): Routenplanung für Transportprobleme Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  9. Komponenten einesSprachdialogsystems Mc Tear, Michael F.: „Spoken Dialogue Technology: Enabling the Conversational User Interface“, ACM Computing Surveys 34(1), 2002. • Spracherkennung • Sprachverstehen • Dialogsteuerung • Antwortgenerierung • Sprachsynthese Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  10. Schnittstelle Komponenten einesSprachdialogsystems Mc Tear, Michael F.: „Spoken Dialogue Technology: Enabling the Conversational User Interface“, ACM Computing Surveys 34(1), 2002. Externe Information / Datenbank Dialogmanager Spracherzeugung Sprachverstehen Sprachsynthese Spracherkennung Physische Ausgabe Eingabe Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  11. Dialogsteuerung • Finite-State-basierte Dialogsysteme • Frame-basierte Dialogsysteme • Agenten-basierte Dialogsysteme Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  12. Finite-State-basierte Dialogsysteme Ausgangspunkt System: Wohin möchten Sie fahren? User: Bremen. System: Haben Sie „Berlin“ gesagt? User: Nein. System: Wohin wollen Sie fahren? User: Bremen. System: Haben Sie „Bremen“ gesagt? User: Ja. System: Wann... S: Wohin möchten Sie fahren? Bremen Hamburg Berlin Köln Dresden ... Ziel? ... ... ... ... ... S: Haben Sie „Bremen“ gesagt? Nein Ja Ziel = Bremen! ... Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  13. Frame-basierte Dialogsysteme System: Was kann ich für Sie tun? User: Ich möchte morgen nach Bremen fahren. System: Von wo möchten Sie morgen, am 28. November, nach Bremen fahren? Hamburg ? User: Aus Hamburg. System: Sie möchten morgen aus Hamburg nach Bremen fahren. Geben Sie nun bitte noch die gewünschte Abfahrts- oder Ankunftszeit an. Bremen ? 28.11.2007 User: Ich möchte gerne gegen 19 Uhr ankommen. ? System: Sie möchten morgen aus Hamburg nach Bremen fahren und gegen 19 Uhr in Bremen ankommen. Bitte bestätigen Sie mit „Ja“ oder sagen Sie „Korrektur“. ~ 19.00h ? Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  14. Agentenbasierte Dialogsysteme • Dialog zwischen intelligenten Agenten, um ein Problem oder eine Aufgabe zu lösen • Verwendung von Techniken aus der KI Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  15. Verschiedene Arten von Wissen • Dialoggeschichte • Weltwissen • Anwendungsspezifisches Wissen • Benutzerbild • Dialog-Kompetenz Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  16. Arten Dialogsteuerung Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  17. Automatische Spracherkennung • Digitalisierung • Feature-Extraktion • Klassifikation Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  18. Probleme bei der Spracherkennung • Linguistische Faktoren • Außerlinguistische Faktoren Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  19. Probleme beim Sprachverstehen Allgemein • Ambiguität natürlicher Sprache • Schwierigkeiten satzübergreifender Analysen (Anaphern etc.) „Und der nächste?“ • Abdeckungsprobleme formaler Grammatiken bei freiem Input Dialogsysteme • Falsch erkannte Wörter der Spracherkennung • Vielzahl spezieller Phänomene bei echter gesprochener Sprache • Pausen, Zögern, Stottern, Neuanfang, Korrektur • Ungrammatikalische Eingaben „Ich möchte am Mo Dienstag äh nein halt - Mittwoch fahren“ Robustheit und Effizienz als Hauptziele Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  20. Anworterzeugung • Standardszenario: gewünschte Information aus Hintergrunddatenbank erhalten. – Welche Informationen sollten ausgegeben werden? – Wie soll Information strukturiert werden? – Explizite Wahl der Wörter und der syntaktischen Struktur. Hierbei ist Form der Frage - ggfs. Auch Benutzerbild - zu berücksichtigen. • Einfachste Form: relevante Daten werden in vorgefertigte Satzschemata mit Slots eingesetzt. Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  21. Probleme bei der Antworterzeugung • Satzübergreifende Antworten • Einbeziehen von Benutzermerkmalen • Spezielle Strategien in Abhängigkeit von der Größe der Antwortmengen Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  22. Sprachsynthese • Einfach: - Vorweg aufgenommene Sprachstücke können verwendet werden. Slots werden ggfs. aufgefüllt • Komplex: - „Text-to-speech“ (TTS) Synthese Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  23. Probleme bei der Sprachsynthese • Probleme der Analyse • Probleme der Sprach-Erzeugung Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  24. Abschluss It‘s hard to wreck a nice beach... It‘s hard to recognize speech! Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  25. Interessante Links: Eliza • http://www-ai.ijs.si/eliza-cgi-bin/eliza_script CSLU Toolkit with RAD • https://www.cslu.ogi.edu/toolkit/ Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  26. Literatur • McTear, Michael F.: „Spoken Dialogue Technology: Enabling the Conversational User Interface“, ACM Computing Surveys 34(1), 2002. • Jurafsky & Martin: Dialogue and Conversational Agents, in An introduction to Natural Language Processing, Computational Linguistics, and Speech Recognition, Chapter 19, 2005. • Schwitter, Rolf: Spoken Language Dialog Systems. Macquarie University, 2004. • Carstensen, Kai-Uwe: Dialogsysteme - Natürlichsprachliche Systeme I. Uni Freiburg, 2005. Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

  27. Vielen Dank! Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

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