手语计算30年:回顾与展望

手语的自然语言处理是计算机学科中的一项重要任务.目前随着信息技术的飞速发展,以文本和语音为主要载体的传统语言计算的工作重点已从编码、输入方法和字音的研究逐渐转移到语法层面,并进入深度计算的阶段.然而手语信息处理却严重滞后,处于空白起步阶段.究其原因,主要是缺乏用于机器学习的具有一定规模的手语语料库资源,同时传统的语言计算技术也存在不足,这些都阻碍了手语机器翻译、手语问答系统、手语信息检索等信息处理的应用研究.该文首先阐述了手语计算与传统语言计算的本质差异在于空间建模,这种差异导致了前者核心任务是单信道与多信道转换,后者根本任务是消歧.从词法、句法、语义、语用、应用等层面对手语计算进行了回顾,重点介绍了手语机器翻译和分类词谓语计算,指出分类词谓语是手语计算的关键以及取得突破的切入点.从展望的角度,认为互联网时代体感设备的出现、认知神经科学的兴起、深度学习的进展等新技术为手语计算带来了新的机遇.将手语计算与传统语言计算进行比较,分析了手语计算的趋势和未来的研究方向,手语的认知计算是从手势的物理特征到语义表征的映射转换过程,其计算趋势是填补音韵特征、语义单元这样的中间步骤,避免直接从底层特征得到语义概念,关注在手语行为与语言特征的关系上进行机器学习,建立融合空间特征的统计学习模型.未来研究方向包括资源建设、文景转换、隐喻理解,其中文景转换有助于实现空间信息抽取,即物体的空间方向、位置等信息,结合知识库消除自然语言的模糊性,进而实现三维场景构建.指出手语计算正从萌芽期过渡到发展期,若取得重大突破,手语计算将扩展语言计算体系,推动人工智能的发展.