# 事例ベース依存構造解析のための依存関係表現学習

大内 啓樹 1 鈴木潤 2,1 小林颯介 ${ }^{2,3}$ 横井祥 ${ }^{2,1}$ 栗林 樹生 ${ }^{2,4}$ 吉川将司 ${ }^{2,1}$ 乾健太郎 2,1

1 理化学研究所 2 東北大学 3 株式会社 Preferred Networks ${ }^{4}$ Langsmith 株式会社

hiroki.ouchi@riken.jp, yoshikawa@tohoku.ac.jp,

\{jun.suzuki, sosk, yokoi, kuribayashi, inui\}@ecei.tohoku.ac.jp
## 1 はじめに

過去に観測した類似事例にもとづき，新たな事例 に関する推論を行うことを事例ベース推論と呼ぶ。近年の深層学習の隆盛にともなって, 「モデルの予測過程の説明性」の観点から注目を集めている. ニューラルネットワークを用いた一般的なモデルで は，予測根拠の解釈が困難であることが指摘されて いる [1]. 一方で, $\mathrm{k}$ 近傍法などの事例ベース推論手法では，学習事例を直接的に予測に使用し，それら を予測根拠として予測への貢献度とともに取り出す ことが容易である．予測に大きく貢献した学習事例 をユーザに提示することは，「なぜモデルはそのよ うな予測をしたのか？」という疑問への一種の説明 の役割を果たす.この種の説明は事例ベース説明と 呼ばれる。機械学習の専門知識を持たないユーザに とっても直感的である場合が多く, モデルの予測に 対するユーザの理解を促進し，より自信を持った意思決定につながるとの報告がある $[2,3,4,5]$.

このような利点がある一方, 予測性能の高い事例 ベースモデルの構築は容易ではない $[6,7]$. 高い予測性能を保つ鍵は特徵空間の効果的な学習にある. いかにして「同じクラスの事例同士を特徴空間上で 近づけ，異なるクラスの事例同士は遠ざけるか」を 考えなければならない。この指針のもと, Wiseman ら [6] や Ouchi ら [7] は言語の系列データのための特徵表現学習手法を提案し，一般的なモデルと同等の 予測性能を保ちつつ, 説明性の優れる事例ベースモ デルが構築可能となったことを報告している.

本稿では, 系列データからの自然な展開として,言語的な関係に着目する. 具体的には, 依存構造解析で定義される依存関係（エッジ）に焦点を絞り，事例ベース依存構造解析のための表現学習手法を提案する。実験を通して，一般的な解析システムと同等の性能を保ちつつ, 説明性に優れるシステムが構築可能であることを示す。さらに，説明性を大きく 損なう可能性のある, ハブと呼ばれる事例の出現に 関する分析結果も報告する.

## 2 手法

一般的な解析手法は推論時に学習データを参照し ない。本稿の事例べース解析手法は, 推論時にも学習データを参照しながら解析を行う点が特徴で, 予測根拠を学習事例に求められるという利点がある.

## 2.1 問題設定

本稿ではラベルなし依存構造解析 ${ }^{1)}$ に取り組む.具体的には主辞選択 (head selection) 問題 $[8,9,10]$ と して解く。これは簡潔な問題形式であり，GPUを用 いた計算にもやさしいという理由から採用する。

トークナイズした入力文を $X=\left(x_{0}, x_{1}, \ldots, x_{T}\right)$ と表す。 $x_{0}$ は特殊トークンである ROOTを表し， $x_{1}, \ldots, x_{T}$ は原文の $T$ トークンを表す．各トークン $x_{i}$ の主辞が $x_{j}$ である確率を以下のように定義する.

$
P\left(x_{j} \mid x_{i}\right)=\frac{\exp \left(\operatorname{score}\left(x_{j}, x_{i}\right)\right)}{\sum_{k=0}^{T} \exp \left(\operatorname{score}\left(x_{k}, x_{i}\right)\right)} .
$

スコア関数 $\operatorname{score}\left(x_{j}, x_{i}\right)$ は実数を返す任意の関数と して定義可能である (2.2 節参照).

推論時は, 入力文の各トークン $x_{i}$ に対して最大確率のトークンを主辞として選択する。

$
\hat{y}_{i}=\underset{x_{k}: 0 \leq k \leq T}{\arg \max } P\left(x_{k} \mid x_{i}\right) .
$

学習時は負の対数尤度を最小化することによっ て，正解主辞の確率が高くなるように学習する.

$
L=-\sum_{n=1}^{|D|} \sum_{i=1}^{T^{(n)}} \log P\left(y_{i}^{(n)} \mid x_{i}^{(n)}\right)
$

$D=\left.\{X^{(n)}, Y^{(n)}\right.\}_{n=1}^{|D|}$ は学習データ, $y_{i}^{(n)} \in Y^{(n)}$ は入力文の各トークン $x_{i}^{(n)} \in X^{(n)}$ の正解主辞である.

1）ラベルあり依存構造解析も行ったが，紙面（分量）の都合上，本稿ではラベルなし依存構造解析に絞って議論する。

## 2.2 事例間の類似度に基づくスコア

式 1 中のスコア関数として, 学習事例との類似度 に基づくスコア（事例ベーススコア）を提案する.

$
\operatorname{score}\left(x_{j}, x_{i}\right)=\sum_{\left.\langle x_{\ell}, x_{k}\right.\rangle \in A_{D}} \operatorname{sim}\left(\boldsymbol{h}_{\langle\ell, k\rangle}, \boldsymbol{h}_{\langle j, i\rangle}\right)
$

ここで, $\boldsymbol{h}_{\langle j, i\rangle} \in \mathbb{R}^{d}$ はエッジ〈主辞 $x_{j}$, 従属部 $\left.x_{i}\right.\rangle$ の $d$ 次元特徴ベクトル, $\operatorname{sim}$ は類似度関数を表す. 本研究ではベクトル間の内積 $\operatorname{sim}_{\mathrm{dot}}(\boldsymbol{a}, \boldsymbol{b})=\boldsymbol{a}^{\top} \boldsymbol{b}$ とコサ イン類似度 $\operatorname{sim}_{\cos }(\boldsymbol{a}, \boldsymbol{b})=\frac{\boldsymbol{a}^{\top} \boldsymbol{b}}{\|\boldsymbol{a}\|\|\boldsymbol{b}\|}$ を用いる. $A_{D}$ は学習データ $D$ 中の正解エッジからなる集合である.

$
A_{D}=\left.\{\left.\langle y_{i}, x_{i}\right.\rangle \mid x_{i} \in X, y_{i} \in Y,(X, Y) \in D\right.\} .
$

$y_{i} \in Y$ はトークン $x_{i} \in X$ に対する正解主辞トーク ンを表す。つまり, 式 2 では学習データ中のエッジ との類似度の総和をスコアとしている. 各類似度を 予測スコアに対する貢献（寄与）度と見ることがで き,「各学習事例が予測にどの程度貢献しているか」 を人間が理解しやすい形式で示すことができる。

【効率的な計算方法. Tトークンからなる入力文の 各トークン $x_{i}(i=1, \ldots, T)$ に対して,$T+1$ 個のトー クン $x_{j}(j=0, \ldots, T)$ から主辞を選ぶ場合, $d$ 次元 の特徴ベクトルを用いるスコア計算には $O\left(T^{2} d\right)$ の 計算量2) がかかる。一般的な事例べース手法では, スコア計算が学習データ $D$ の特徴ベクトルにも依存するため, $O\left(T^{2} d|D| d\right)=O\left(T^{2} d^{2}|D|\right)$ の計算量が かかる。一方, 我々の事例ベース手法では学習時の 計算量を小さく抑えられる。類似度関数 $\operatorname{sim}$ として 内積を使う場合 ${ }^{3}$ ，式 2 は以下のように書ける.

$
\operatorname{score}\left(x_{j}, x_{i}\right)=\sum_{\left.\langle x_{\ell}, x_{k}\right.\rangle \in A_{D}} \boldsymbol{h}_{\langle\ell, k\rangle}^{\top} \boldsymbol{h}_{\langle j, i\rangle}=\boldsymbol{h}_{\langle j, i\rangle}^{\top} \sum_{\left.\langle x_{\ell}, x_{k}\right.\rangle \in A_{D}} \boldsymbol{h}_{\langle\ell, k\rangle} .
$

つまり，学習データ中のすべてのベクトルを足し込 んでから, 当該エッジベクトル $\boldsymbol{h}_{\langle j, i\rangle}$ との内積を計算すればよい。学習データ中のベクトルの足し算は $O(|D| d)$ であり，一度計算してしまえば当該エッジ ベクトル $\boldsymbol{h}_{\langle j, i\rangle}$ の本数に乗法的に依存しない. よっ て, 通常の手法なら計算量 $O\left(T^{2} d^{2}|D|\right)$ であるとこ 万を, $O\left(T^{2} d+|D| d\right)$ に抑えられる. さらに, 先行研究 [7] に倣い，学習データからランダムに $M$ 文をサ ンプリングしたサブセット $D^{\prime}=\left.\{\left(X_{m}^{\prime}, Y_{m}^{\prime}\right)\right.\}_{m=1}^{M}$ を用 いることにより, 学習はシングル $\left.\mathrm{GPU}^{4}\right)$ で 24 時間以内に完了できるようになった。

2） $d$ 次元ベクトル間の内積計算・加減算は $O(d)$ とする.

3）コサイン類似度を使用する際も同様に書き換えられる。

4) NVIDIA DGX-1 with Tesla V100.
■最も関連する既存手法. Neighbourhood Components Analysis (NCA) [11,6,7] では, 事例 $a$ の近傍に学習事例 $b \in D$ がくる確率を $P(b \mid a)=\frac{\exp (\operatorname{sim}(b, a))}{\sum_{b^{\prime} \in D} \exp \left(\operatorname{sim}\left(b^{\prime}, a\right)\right)}$ と定義し, 同一クラスの事例同士の確率が高くなる

め, 類似度が高い一部の事例に確率值が大きく左右 される。我々の手法は類似度を単純に足し合わせる ため, そのような敏感さを伴わない. 両手法の性能比較は今後の課題だが5), 学習時の計算量の面では, NCA が $O\left(T^{2} d^{2}|D|\right)$ であるのに対し，我々の手法は $O\left(T^{2} d+|D| d\right)$ であるため有利であると言える.

【一般的な手法との関連. 重みパラメータベクトル $w \in \mathbb{R}^{d}$ を用いた以下のスコア関数は, 通常のニュー ラルモデルの出力層のスコア関数に該当する.

$
\operatorname{score}\left(x_{j}, x_{i}\right)=\operatorname{sim}\left(\boldsymbol{w}, \boldsymbol{h}_{\langle j, i\rangle}\right) .
$

この重みベーススコアに基づいて特徴空間を学習 し，推論時はその学習済み特徴空間を事例ベースス コア計算のために使用するといったように併用する こともできる．近年の画像認識分野においても，重 みパラメータに基づく特徵表現学習と事例に基づく 推論 ( $\mathrm{k}$ 近傍法) を組み合わせた手法が提案され，そ の有用性が報告されている $[12,13,14,15]$. 依存構造解析においてそのような試みは未だないが，有望 な手法のひとつであると考えられるため, 本研究で もこれらの組み合わせに関する検証を行う（3 節）.

ロエッジ特徴ベクトル. 各エッジ $\left.\langle x_{j}, x_{i}\right.\rangle$ の特徴ベ クトルを以下のように定義する。

$
\boldsymbol{h}_{\langle j, i\rangle}=g\left(\boldsymbol{h}_{i}^{\text {dep }}, \boldsymbol{h}_{j}^{\text {head }}\right) .
$

$\boldsymbol{h}^{\text {dep }}, \boldsymbol{h}^{\text {head }} \in \mathbb{R}^{d}$ はそれぞれ従属部（dependent）と主辞 (head) の $d$ 次元ベクトルであり, ニューラルエ ンコーダ6)を通して得られる. 関数 $g$ として, 2 本 のベクトルの相互作用を効果的にとらえられる演算 が望ましい，本稿では知識ベースにおける関係の表現学習の知見 $[16,17,18]$ から, 主要な手法のひとつ である乗法的（multiplicative）合成を採用する. ${ }^{7)}$

$
\boldsymbol{g}_{\text {mul }}\left(\boldsymbol{h}_{i}^{\text {dep }}, \boldsymbol{h}_{j}^{\text {head }}\right)=\boldsymbol{W}\left(\boldsymbol{h}_{i}^{\text {dep }} \odot \boldsymbol{h}_{j}^{\text {head }}\right)
$

ここで, ベクトルの要素積（๑）によって相互作用 を考慮し，パラメータ行列 $\boldsymbol{W} \in \mathbb{R}^{d \times d}$ を用いた線形変換によってべクトルを合成する.

5）シングル GPU を用いた事前実験では，NCA で長い文を学習する際にメモリオーバーになり，実験が完了できなかった。

6）付録 A. 2 を参照.

7）もうひとつの主要な手法である加法的（additive）合成も試 したが，事前実験において予測性能が乗法的合成と比べて大幅に劣る結果となった。

表 1: 各テストデータにおけるラベルなし正解率.

## 3 実験と考察

■データセット．標準的なベンチマークデータ である英語の PennTreebank (PTB) [19] と Universal Dependencies (UD) [20] に含まれる多言語データセッ 卜を使用する. 特に UD では, 先行研究 [21] に従 い，語族やデータ量などの多様性を考慮した 13 言語のデータセットを使用する.8)

ロエンコーダ. BERT [22] を用いて計算した各トー クンの特徴表現を双方向 LSTM [23] に入力し, その 隠れ層から式 4 中の $\boldsymbol{h}^{\text {dep }}$ と $\boldsymbol{h}^{\text {head }}$ を計算する。これ は，実験に用いる全システムに共通である. ${ }^{9)}$

【正解率の比較. 表 1 は 6 つのシステムの正解率 (unlabeled attachment score) ${ }^{10)}$ を表している. システ ム $(\alpha)$ と $(\beta)$ は学習・推論時ともに重みベーススコ 了（式 3）を用いた一般的な解析システムである. これらのシステム間で類似度関数の違いによる正解率の差は見られなかった. システム (a) と (b) は, 学習時は重みベーススコア（式 3）を用い，推論時は 事例ベーススコア（式2）を用いている．内積（dot） を類似度関数として用いた (a) は，通常のシステム $(\alpha)$ と $(\beta)$ と同等の正解率を保つことに成功してい る. 対照的に，コサイン類似度（cos）を用いた (b) では正解率が大きく劣化している. システム (c) と (d) は，学習・推論時ともに事例べーススコア（式 2) を用いている。これらのシステムも，一般的な解析 システム $(\alpha)$ と $(\beta)$ と同等の正解率を保っている. また，事例ベーススコアを学習・推論時に一貫して 使用する場合は，類似度関数の違いが大きな正解率 の差を生むわけではないこともわかった。これらの 予測性能を見ると，事例ベース推論を採用したシス テムとして (a)と (c) と (d) が良いように思われる.以降で，各システムの挙動をより詳細に分析する。

8）各言語のデータセットの詳細は付録 A. 1 の表 5 を参照.

9）モデルやハイパーパラメータ，実験設定の詳細については 付録 A. 2 を参照

10）UD (avg.) は，全テストデータの正解率のマクロ平均であ る. 各テストデータの正解率は付録 A. 3 の表 7 を参照.

 &  \\

表 2: 各システムにおける $N_{10}$ 上位 3 件の実例.

図 1: $N_{10}$ の上位 100 事例のプロット.

近傍に出現する学習事例の偏り。事例ベース推論 を取り入れたシステム (a)〜 (d) において，実際に予測に使われた近傍事例を分析する。具体的には，各学習事例 $\left.\langle x_{b}, x_{a}\right.\rangle$ が開発データの各事例 $\left.\langle w_{j}, w_{i}\right.\rangle$ の 類似度上位 $k$ 位以内に選出された回数（近傍選出回数） $N_{k}\left(\left.\langle x_{b}, x_{a}\right.\rangle\right)[24,25]$ を分析する.この近傍選出回数が極端に高い学習事例をハブと呼ぶ [24]. 本稿では，どのような学習事例がハブとなり，それら の事例は説明性（特に人間の納得度 plausibility [26]） の観点から見た時に有用であるかを調べる.

分析には UD-English データを用いた. 表 2 は $N_{10}$上位 3 件の学習事例を示している. システム (a)で は，ROOT を主辞とする学習事例ばかりが開発デー タの近傍事例として選出され, システム (c)では, instead of や due to, because of のような定型表現が頻繁に選出される傾向が見られた。このような一部の 学習事例が，開発データ内の大多数の事例の説明と して人間にとって納得のいくように機能するとは言 い難い。これは，事例ベース推論がいつでも有益な 説明を与えるというわけではないことを示唆する.

表 3: Zero-shot ラベルあり依存構造解析の正解率.

対照的に，コサイン類似度を採用したシステム (b) と (d) では，一定の事例に極端な偏りは見られない.図 1 は， $N_{10}$ の高い学習事例上位 100 事例を $\log _{10}$ ス ケールで降順にプロットしたものである．類似度関数として内積を用いたシステム (a)と (c)の場合, 近傍選出回数に大きな偏りがあり, ハブが出現してい ることがわかる.

偏りの原因のひとつとして, 学習事例の特徵べク トルの長さ（L2ノルム）が挙げられる. たとえば,表 2 中の $\langle$ ROOT, find $\rangle$ のノルムは 180.4 であるのに 対し， $N_{10}$ 順位 100 位の〈horse, a〉は 75.5 であった. このように, $N_{k}$ 順位上位の一部の事例は, その他 の事例よりもノルムが大きくなるという傾向が見ら れた。コサイン類似度を用いる場合，ノルムを正規化しているため, $N_{k}$ の偏りは観測されなかった.

ロクエリ事例と近傍事例の類似性. 類似性を議論す る上で重要なのは, 「どのような観点で類似してい るか」である. 多様な観点があり得るが, 本研究で は，依存構造の関係ラベルの観点でクエリ事例と近傍事例が類似しているかを調査する。データセット 中の各エッジ $\left.\langle w_{j}, w_{i}\right.\rangle$ には, 人間が定義した関係ラ ベルセットのうちのひとつ $r \in R$ が付与されてい る.したがって，同一の関係ラベルを付与されてい るエッジ同士は，異なるラベルを付与されている エッジ同士よりも，各関係ラベルの定義やラベル セットの設計思想の観点から人間が見れば類似して いる（より多くの特徵を共有している）と言える. そこで，クエリ事例と近傍事例の持つ関係ラベルの 一致率を測定し，それらの事例が人間にとっても類似していると言えるかを近似的に評価する.11)

まず，構築した各システムを用いて開発データ内 の文を解析する．次に，得られたエッジ（クエリ事例）と最も類似度の高い学習事例（最近傍事例）を 選出する. 最後に, クエリ事例と最近傍事例に付与 されている関係ラベルが同じなら正解12) とみなす.

11）実際に人間の感じる類似性とどの程度相関するかを調査す ることは今後の課題とする。

12）そもそも同定したエッジが不正解であった場合は，そのま ま不正解とみなす。

表 4: システム (d) によるエッジ検索の実例.

この設定は，関係ラベルを学習に用いないため,「Zero-shot ラベルあり依存構造解析」とみなせる.

表 3 に関係ラベルの正解率 (labeled attachment score）を記す。関係ラベルを学習に用いていないに も関わらず，コサイン類似度を採用したシステム (b) と (d) は，多くのクエリ事例に対して同一の関係 ラベルを持つ学習事例を最近傍事例として選出して いる. 特にシステム (d) は PTB において $70 \%$ を超え る正解率を達成している。これらの結果から，コサ イン類似度に基づいて選出した事例は, 関係ラベル セットの観点から見た時，クエリ事例と類似してい ることが示唆された。

最後に，これまでの分析を踏まえると最良である システム (d) の最近傍事例を表 4 に示す。一行目の 例のように，クエリ事例の主辞または従属部が機能語（この例では If）である場合に，同一の関係ラべ ルを持つ事例を正しく検索できている傾向が見られ た。また，二行目の例のように，クエリ事例の主辞 が名詞（この例では appeal）である場合, 関係ラべ ルに関わらず，名詞を主辞（この例では staff）とす るような事例が近傍にくる傾向が見られた.

評価 ・分析のまとめ. 次の知見を得た: (i) 提案し た事例ベースシステムは一般的なシステムと同等の 性能を保つことができる, (ii) 類似度関数に内積を 使うと, 説明性（人間の納得度）の観点で望ましく ないハブが出現する, (iii) コサイン類似度に基づい て学習・検索した場合, 関係ラベルの観点で類似し ている事例が近傍に出現する傾向がある.

今後の展開. 本研究のエッジ特徴ベクトルを用い ることによって，単語レベルの類似度に基づく検索 を超えた，依存関係レベルの類似度に基づく検索が 可能になる. 同様に, 2 文間の依存構造のソフトな マッチングが可能であるため，同義文判定や文書検索などの下流タスクへの応用も考えられる.

謝辞. 本研究は JSPS 科研費 19K20351, 19H04162 の 助成を受けたものです.

## 参考文献

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## A 付録

## A. 1 データセットの詳細

表 5: 実験に使用した各言語のUD データセット。「語族」の列の IE は Indo-European を表す。「語順」 の列は各言語における一般的な語順を示す.「学習 データ」は文数を千単位（k）で表す.

Universal Dependencies (UD) の最新バージョン $2.7^{13)}$ を用いた. 表 5 に各データの統計情報を記す。

## A. 2 モデルと実験設定の詳細

表 6: 実験に使用したハイパーパラメータ。

式 4 を再喝する: $\boldsymbol{h}_{\langle j, i\rangle}=g\left(\boldsymbol{h}_{i}^{\text {dep }}, \boldsymbol{h}_{j}^{\text {head }}\right)$. 文を入力したところから，この式中の $\boldsymbol{h}^{\mathrm{dep}}$ と $\boldsymbol{h}^{\text {head }}$ を作 るまでの流れを記述する。まず，入力文の系列 $X=\left(x_{0}, x_{1}, \ldots, x_{T}\right)^{14)}$ を, 単語埋め込み, 文字畳み 込みニューラルネットワーク (CNN), BERT [22] を用いてベクトル表現の系列に変換する。各トー クンに単語埋め込み表現15)を割り当てた系列を


$\boldsymbol{w}_{0: T}=\left(\boldsymbol{w}_{0}, \boldsymbol{w}_{1}, \ldots, \boldsymbol{w}_{T}\right)$ と表す. 各トークンを文字 $\mathrm{CNN}$ で変換した系列を $\boldsymbol{c}_{0: T}=\left(\boldsymbol{c}_{0}, \boldsymbol{c}_{1}, \ldots, \boldsymbol{c}_{T}\right)$ と表 す。各トークンに BERT の表現を割り当てた系列 を $\boldsymbol{b}_{0: T}=\left(\boldsymbol{b}_{0}, \boldsymbol{b}_{1}, \ldots, \boldsymbol{b}_{T}\right)$ と表す16). これらの表現 を各トークン $x_{t}$ ごとに結合して，トークン表現 $\boldsymbol{x}_{t}=\left[\boldsymbol{w}_{t} ; \boldsymbol{c}_{t} ; \boldsymbol{b}_{t}\right]$ を得る.

次に, トークン表現系列 $\boldsymbol{x}_{0: T}=\left(\boldsymbol{x}_{0}, \boldsymbol{x}_{1}, \ldots, \boldsymbol{x}_{T}\right)$ を双方向 LSTM に入力し, その隠れ層のベクト ル表現の系列 $\overrightarrow{\boldsymbol{h}}_{0: T}=\left(\overrightarrow{\boldsymbol{h}}_{0}, \overrightarrow{\boldsymbol{h}}_{1}, \ldots, \overrightarrow{\boldsymbol{h}}_{T}\right)$ と $\overleftarrow{\boldsymbol{h}}_{0: T}=$

$\mathbb{R}^{d}$ はそれぞれ $d$ 次元の前向きと後向きの LSTM の 隠れ層を表す。これらの表現を結合して，各トーク ンの表現 $\boldsymbol{h}_{t}^{\text {lstm }}=\left[\overrightarrow{\boldsymbol{h}}_{t} ; \overleftarrow{\boldsymbol{h}}_{t}\right] \in \mathbb{R}^{2 d}$ を得る.

最後に, ベクトル系列 $\boldsymbol{h}_{0: T}^{\text {lstm }}=\left(\boldsymbol{h}_{0}^{\text {lstm }}, \boldsymbol{h}_{1}^{\text {lstm }}, \ldots, \boldsymbol{h}_{T}^{\text {lstm }}\right)$ の各ベクトルを変換し, 式 4 中の表現 $\boldsymbol{h}_{t}^{\mathrm{dep}}=$ $\boldsymbol{W}^{\text {dep }} \boldsymbol{h}_{t}^{\text {lstm }}$ と $\boldsymbol{h}_{t}^{\text {head }}=\boldsymbol{W}^{\text {head }} \boldsymbol{h}_{t}^{\text {lstm }}$ を得る. ここで， $\boldsymbol{W}^{\mathrm{dep}} \in \mathbb{R}^{d \times 2 d}$ と $\boldsymbol{W}^{\text {head }} \in \mathbb{R}^{d \times 2 d}$ はそれぞれ, $\boldsymbol{h}_{t}^{\mathrm{dep}} \in \mathbb{R}^{d}$ と $\boldsymbol{h}_{t}^{\text {head }} \in \mathbb{R}^{d}$ に変換するための重み行列である. 実験に使用したハイパーパラメータは表 6 に記す.

## A. 3 結果の詳細

} & \multicolumn{2}{|c|}{ 重み } & \multicolumn{2}{|c}{ 事例 } & \multicolumn{2}{|c}{ 事例 } \\
類似度 & dot & $\cos$ & dot & cos & dot & cos \\

UD-Basque & 85.1 & 85.4 & 85.1 & 80.2 & 85.3 & 85.0 \\
UD-Chinese & 85.9 & 85.5 & 85.9 & 79.3 & 86.1 & 85.7 \\
UD-English & 90.8 & 90.9 & 90.8 & 85.8 & 91.1 & 90.8 \\
UD-Finnish & 89.4 & 89.3 & 89.4 & 84.2 & 89.5 & 89.5 \\
UD-Hebrew & 89.7 & 89.4 & 89.7 & 82.6 & 89.9 & 89.5 \\
UD-Hindi & 94.8 & 94.9 & 94.8 & 90.0 & 94.9 & 94.8 \\
UD-Italian & 94.3 & 94.0 & 94.3 & 86.5 & 94.3 & 94.2 \\
UD-Japanese & 94.3 & 94.4 & 94.3 & 91.0 & 94.6 & 94.5 \\
UD-Korean & 87.9 & 88.0 & 88.0 & 85.1 & 88.2 & 88.2 \\
UD-Russian & 94.2 & 94.2 & 94.2 & 54.6 & 94.3 & 94.1 \\
UD-Swedish & 90.3 & 90.3 & 90.3 & 87.8 & 90.6 & 90.2 \\
UD-Turkish & 73.1 & 73.5 & 73.1 & 70.7 & 73.7 & 73.6 \\
UD (avg.) & 89.1 & 89.0 & 89.1 & 81.2 & 89.3 & 89.1 \\

表 7: 各テストデータにおける正解率.

表 7 に全テストデータの正解率を記す。各正解率 は，異なるランダムシードを用いて独立に学習した 3 つのモデルの平均正解率である.
 \in X$ をサブワード分割してから BERT でエ ンコードする. ここで，各トークン $x_{t}$ の先頭のサブワードに 対するべクトル表現（BERTの最終層の表現）を $\boldsymbol{b}_{t}$ とする. この表現は学習時に更新せず，固定のものを使用する.
}
 大内 啓樹 1 鈴木潤 2,1 小林颯介 ${ }^{2,3}$ 横井祥 ${ }^{2,1}$ 栗林 樹生 ${ }^{2,4}$ 吉川将司 ${ }^{2,1}$ 乾健太郎 2,1  1 理化学研究所 2 東北大学 3 株式会社 Preferred Networks ${ }^{4}$ Langsmith 株式会社  hiroki.ouchi@riken.jp, yoshikawa@tohoku.ac.jp,  \{jun.suzuki, sosk, yokoi, kuribayashi, inui\}@ecei.tohoku.ac.jp 