Exploring Data Augmentation in a Low-Resource Language Context: A Case Study on Text Generation for Reading Comprehension in Turkish
Abstract
1. Introduction
2. Literature Review
2.1. Augmenting Textual Data
2.1.1. Paraphrasing
2.1.2. Back Translation
2.1.3. Synonym Replacement
2.1.4. Random Insertion
2.2. Automated Text Generation in Turkish
3. Materials and Methods
3.1. Data Augmentation
Evaluation Criteria for Augmented Data
3.2. Text Generation
Evaluation of Generated Text
4. Results
4.1. Results for Data Augmentation
4.2. Results for Text Generation
5. Discussion
5.1. Limitations and Future Work
5.2. Conclusions
Author Contributions
Funding
Data Availability Statement
Conflicts of Interest
Abbreviations
| BERT | Bidirectional Encoder Representations from Transformers |
| BLEU | Bilingual Evaluation Understudy |
| GPT | Generative Pre-Trained Transformers |
| METEOR | Metric for Evaluation of Translation with Explicit ORdering |
| chrF | CHaRacter-level F-score |
| LLM | Large language model |
| NLP | Natural language processing |
| LSTM | Long Short-Term Memory |
| ROUGE | Recall-Oriented Understudy for Gisting Evaluation |
Appendix A
| Original | TİLKİ İLE LEYLEK Tilki, bir gün leyleği yemeğe davet etmiş. Lezzetli bir kurbağa çorbası yapmış. Çorbayı derinliği olmayan bir kaba koymuş. Leylek, gagası uzun olduğundan çorbayı içememiş ve tilkinin evinden aç olarak ayrılmış. Leylek, tilkiye veda etmiş. Tilki: “Çok az yemek yediğinize üzüldüm. Galiba yemeği beğenmediniz.” demiş. Leylek: “Hayır, çok beğendim! Elinize sağlık, çok lezzetliydi.” demiş. Leylek de tilkiyi bir gün akşam yemeğine davet etmiş. Tilki, daveti kaçırmamış. Bir hafta sonra kararlaştırılan saatte leyleğin evine gitmiş. Leylek; yemeği, ağzı daracık olan kavanozlara koymuş. Leylek uzun gagasını kavanoza sokarak karnını doyurmuş. Tilki de kavanozun ağzını yalamaktan başka bir şey yapamamış. Tilki, evden ayrılmak için kalkınca leylek: - Ümit ederim, bu yemek için sizden özür dilememi beklemiyorsunuz, demiş. |
| Paraphrased | Tilki, bir gün leyleği evine davet etmiş ve lezzetli bir kurbağa çorbası hazırlamış. Ancak çorbayı derin olmayan bir kaba koymuş. Leylek, gagasının uzunluğundan dolayı çorbayı içmekte zorlanmış ve tilkinin evinden aç olarak ayrılmış. Leylek, tilkiye teşekkür ederek veda etmiş. Tilki, leyleğin az yediğine üzüldüğünü düşünmüş ve yemeğin beğenilmediğini sormuş. Leylek ise yemeği çok beğendiğini ve eline sağlık diyerek cevap vermiş. Ardından leylek de tilkiyi akşam yemeğine davet etmiş. Tilki, daveti kabul etmiş ve bir hafta sonra belirlenen saatte leyleğin evine gitmiş. Leylek, yemeği dar ağızlı kavanozlara koymuş ve uzun gagası sayesinde karnını doyurmuş. Tilki ise kavanozun ağzını yalamaktan başka bir şey yapamamış ve evden ayrılmak için kalktığında leylek, yemeğin için özür dilememesini umduğunu söylemiş. |
| Synonym replacement | KÜÇÜK KUŞ İLE BÜYÜK KUŞ Büyük kuş, bir gün küçük kuşu yemeğe davet etmiş. Lezzetli bir kurbağa çorbası yapmış. Çorbayı derin olmayan bir kaba koymuş. Küçük kuş, gagası uzun olduğundan çorbayı içememiş ve büyük kuşun evinden aç olarak ayrılmış. Küçük kuş, büyük kuşa veda etmiş. Büyük kuş: “Çok az yemek yediğinize üzüldüm. Sanırım yemeği beğenmediniz.” demiş. Küçük kuş: “Hayır, çok beğendim! Ellerinize sağlık, çok lezzetliydi.’’ demiş. Küçük kuş da büyük kuşu bir gün akşam yemeğine davet etmiş. Büyük kuş, daveti kaçırmamış. Bir hafta sonra belirlenen saatte küçük kuşun evine gitmiş. Küçük kuş; yemeği, ağzı dar kavanozlara koymuş. Küçük kuş uzun gagasını kavanoza sokarak karnını doyurmuş. Büyük kuş da kavanozun ağzını yalamaktan başka bir şey yapamamış. Büyük kuş, evden ayrılmak için kalkınca küçük kuş: -Umarım, bu yemek için sizden özür dilememi beklemiyorsunuz, demiş. |
| Back translation (TR–ENG–TR) | TİLKİ VE Leylek Bir gün tilki leyleği yemeğe davet etmiş. Lezzetli bir kurbağa çorbası yaptı. Çorbayı sığ bir kaba koydu. Leylek, gagasının uzun olması nedeniyle çorbayı içemedi ve tilkinin evini aç bıraktı. Leylek tilkiye veda etti. Tilki şöyle dedi: “Bu kadar az yediğin için üzgünüm. Sanırım yemeği beğenmedin.” Leylek: ‘”Hayır, çok beğendim! “Teşekkür ederim, çok lezzetliydi.” dedi. Leylek bir gün tilkiyi yemeğe davet etmiş. Tilki daveti kaçırmadı. Bir hafta sonra kararlaştırılan saatte leyleğin evine gitti. Leylek, yiyecekleri dar ağızlı kavanozlara koyar. Leylek, uzun gagasını kavanozun içine sokarak karnını doyurdu. Tilki kavanozun ağzını yalamaktan başka bir şey yapamadı. Tilki evden çıkmak için kalktığında leylek şöyle dedi: “Umarım bu yemek için özür dilememi beklemiyorsunuzdur” dedi. |
| Back translation (TR–FR–TR) | TİLKİ VE Leylek Bir gün tilki leyleği yemeğe davet etmiş. Lezzetli kurbağa çorbası yaptı. Çorbayı sığ bir kaba koydu. Leylek, gagasının uzun olması nedeniyle çorbayı içemedi ve tilkinin evini aç bıraktı. tilkiye. Tilki şöyle dedi: “Bu kadar az yediğin için üzgünüm. Sanırım yemeği beğenmedin.”t Leylek: “Hayır, gerçekten beğendim!” “Teşekkür ederim çok lezzetliydi.” dedi. Bir gün leylek tilkiyi yemeğe davet etmiş. Tilki daveti kaçırmadı. Bir hafta sonra belirlenen saatte leyleğin yanına gitti. Leylek, yiyecekleri dar ağızlı kavanozlara koyar. Leylek, uzun gagasını kavanoza sokarak beslenir. Tilki kavanozun ağzını yalamaktan başka bir şey yapamadı. Tilki evden çıkmak için kalktığında, dedi leylek: “Umarım bu yemek için özür dilememi beklemiyorsundur” dedi. |
| Random insertion | TİLKİ İLE LEYLEK Tilki, bir gün leyleği küçük yemeğe davet etmiş. Lezzetli bir kurbağa çorbası yapmış. Çorbayı derinliği olmayan bir kaba koymuş. Leylek, gagası uzun olduğundan çorbayı içememiş ve tilkinin evinden aç olarak ayrılmış. Leylek, tilkiye veda etmiş. Tilki: “Çok az yemek yediğinize üzüldüm. Galiba yemeği beğenmediniz.” demiş. Leylek: “Hayır,çok beğendim! Elinize sağlık,çok lezzetliydi.” demiş. Leylek de tilkiyi bir gün akşam yemeğine davet etmiş. Tilki, daveti kaçırmamış. Bir hafta sonra kararlaştırılan saatte leyleğin evine gitmiş. Leylek; yemeği, ağzı daracık olan kavanozlara koymuş. Leylek uzun gagasını kavanoza sokarak karnını doyurmuş. Tilki de kavanozun ağzını yalamaktan başka bir şey yapamamış. Tilki, evden ayrılmak için kalkınca leylek: -Ümit ederim, bu yemek için sizden özür dilememi beklemiyorsunuz, demiş. |
| Original | KARTAL Bir kartal denizden uzak bir dağ yolu kenarında yuva kurdu ve orada yavruları oldu. Bir gün pençesinde kocaman bir balıkla yuvasına geldi kartal. Yuva yaptığı ağacın çevresinde çalışan insanlar vardı. Balığı gördüklerinde ağacın etrafında toplanıp bağırmaya, kartala taş atmaya başladılar. Balık sonunda kartalın pençesinden kayıp yere düştü. Adamlar balığı alıp gittiler. Kartal yuvasının bir köşesine çekilip tünedi, Yavruları ise havaya başlarını dikip yiyecek, yiyecek diye bağrışmaya başladılar. Oysa kartal çok yorulmuş denize kadar uçacak gücü kalmamıştı. Yuvasına iyice yerleşip yavrularını kanatlarının altına aldı. Onları sevdi, okşadı ve küçücük tüylerini düzeltti. Sanki “Ne olur birazcık sabredin!” diye yalvarıyordu onlara. Fakat yavrular okşandıkça seslerini daha da yükseltip bağrışmaya devam ettiler. Kartal uçtu ve daha yüksek bir dala kondu. Yavrular anneleri uçup gidince daha da acıklı bir sesle bağrıştılar. Sonunda kartal çaresizlik içinde acı bir çığlık attı ve kanatlarını açıp ağır ağır denize doğru uçtu. Anne kartal akşam olup geç vakit yuvaya dönerken ağır ağır ve alçaktan uçmaktaydı. Yine pençelerinde kocaman bir balık vardı. Ağaca yaklaşırken çevrede başkaları var mı diye etrafı kolaçan etti bu kez. Güven içinde olduğunu hissettikten sonra kanatlarını kısıp yuvasının bir ucuna kondu. Yavru kartallar gagalarını açıp boyunlarını uzattılar. Anne kartal ise balığı parçaladı ve başladı yavrularını doyurmaya. |
| Paraphrased | Kartal adlı hikaye şöyle özetlenebilir: Bir kartal, dağ yolundaki yuvaya balık getirip yavrularını beslemeye çalışırken, insanlar tarafından tacize uğrar. Yavrular açlıktan bağırırken, kartal güçsüz düşer ve denize doğru uçar. Ancak akşamleyin yeniden yuvaya dönüp yavrularını beslemeyi başarır. |
| Synonym replacement | ŞAHİN Bir şahin denizden uzak bir dağ yolunda yuva kurdu ve orada yavruları oldu. Bir gün pençesinde büyük bir balıkla yuvasına geldi şahin. Yuva yaptığı ağacın etrafında çalışan insanlar vardı. Balığı gördüklerinde ağacın etrafında toplanıp bağırmaya, şahine taş atmaya başladılar. Balık sonunda şahinin pençesinden kayıp yere düştü. Adamlar balığı alıp gittiler. Şahin yuvasının bir köşesine çekilip tünedi, Yavruları ise havaya başlarını dikip yiyecek, yiyecek diye bağrışmaya başladılar. Oysa şahin çok yorulmuş denize kadar uçacak gücü kalmamıştı. Yuvasına iyice yerleşip yavrularını kanatlarının altına aldı. Onları sevdi, okşadı ve küçücük tüylerini düzeltti. Sanki “Ne olur birazcık sabredin!” diye yalvarıyordu onlara. Fakat yavrular okşandıkça seslerini daha da yükseltip bağrışmaya devam ettiler. Şahin uçtu ve daha yüksek bir dala kondu. Yavrular anneleri uçup gidince daha da acıklı bir sesle bağrıştılar. Sonunda şahin çaresizlik içinde acı bir çığlık attı ve kanatlarını açıp ağır ağır denize doğru uçtu. Anne şahin akşam olup geç vakit yuvaya dönerken ağır ağır ve alçaktan uçmaktaydı. Yine pençelerinde büyük bir balık vardı. Ağaca yaklaşırken çevrede başkaları var mı diye etrafı kolaçan etti bu kez. Güven içinde olduğunu hissettikten sonra kanatlarını kısıp yuvasının bir ucuna kondu. Yavru şahinler gagalarını açıp boyunlarını uzattılar. Anne şahin ise balığı parçaladı ve başladı yavrularını doyurmaya. |
| Back translation (TR–ENG–TR) | KARTAL Bir kartal denizden uzakta bir dağ yoluna yuva yapmış ve orada yavruları olmuş. Bir gün kartal, pençelerinde kocaman bir balıkla yuvasına gelmiş. Yuvasını kurduğu ağacın çevresinde çalışan insanlar vardı. Balığı görünce ağacın etrafında toplanıp bağırmaya ve kartala taş atmaya başladılar. Balık sonunda kartalın pençesinden kayıp yere düştü. Adamlar balığı alıp gittiler. Kartal yuvasının bir köşesine çekilip tünemiş, bu sırada yavruları başlarını havaya kaldırıp yiyecek, yiyecek diye bağırmaya başlamışlar. Ancak kartal o kadar yorulmuştu ki denize uçacak gücü kalmamıştı. Yuvasına yerleşti ve yavrularını kanatları altına aldı. Onları sevdi, okşadı ve minik tüylerini düzeltti. “Lütfen biraz sabırlı olun!” gibi. onlara yalvardı. Ancak yavrular okşandıkça seslerini yükseltmeye ve bağırmaya devam ettiler. Kartal uçtu ve daha yüksek bir dala kondu. Yavrular, anneleri uçup gittiğinde daha da acıklı bir şekilde çığlık attılar. Sonunda kartal çaresizlik içinde çığlık atıp kanatlarını açtı ve yavaş yavaş denize doğru uçtu. Anne kartal akşam geç saatlerde yuvasına dönerken yavaş ve alçaktan uçuyordu. Pençelerinin arasında yine kocaman bir balık vardı. Bu sefer ağaca yaklaşırken etrafta başka biri var mı diye etrafına baktı. Kendini güvende hissettikten sonra kanatlarını katladı ve yuvasının bir ucuna yerleşti. Yavru kartallar gagalarını açıp boyunlarını uzattılar. Anne kartal balığı parçalara ayırıp yavrularını beslemeye başladı. |
| Back translation (TR–FR–TR) | KARTAL Bir kartal denizden uzakta bir dağ yoluna yuva yapmış ve orada doğum yapmış. Bir gün kartal, pençelerinde kocaman bir balıkla yuvasına varmış. Yuvasını kurduğu ağacın çevresinde çalışan insanlar vardı. Balığı görünce ağacın etrafında toplanıp bağırmaya ve kartala taş atmaya başladılar. Balık en sonunda kartalın pençelerinden kayıp yere düştü. Adamlar balığı alıp gittiler. Kartal yuvasının bir köşesine çekilip tünemiş, yavruları ise başlarını havaya kaldırıp yemek, yemek için ağlamaya başlamış. Ancak kartal o kadar yorgundu ki artık denize uçacak gücü kalmamıştı. Yuvasına yerleşti ve yavrularını kanatları altına aldı. Onları sevdi, okşadı ve minik tüylerini düzeltti. “Lütfen biraz sabırlı olun!” gibi. onlara yalvardı. Ancak minikler okşanırken seslerini yükseltmeye ve ağlamaya devam ettiler. Kartal uçtu ve daha yüksek bir dala kondu. Anneleri uçup giderken yavrular daha da acıklı bir şekilde çığlık attılar. Sonunda kartal çaresizlik içinde çığlık attı, kanatlarını açtı ve yavaş yavaş denize doğru uçtu. Ana kartal akşam geç saatlerde yuvasına dönerken yavaş ve alçaktan uçtu. Bir kez daha pençelerinde kocaman bir balık vardı. Bu sefer ağaca yaklaşırken etrafta başka biri var mı diye etrafına baktı. Kendini güvende hissettikten sonra kanatlarını katladı ve yuvasının bir ucuna yerleşti. Yavru kartallar gagalarını açıp boyunlarını uzattılar. Anne kartal balığı parçalayıp yavrularını beslemeye başladı. |
| Random insertion | KARTAL Bir kartal güzel denizden uzak bir dağ yolu kenarında yuva kurdu ve orada yavruları oldu. Bir gün pençesinde kocaman bir balıkla yuvasına geldi kartal. Yuva yaptığı ağacın çevresinde çalışan insanlar vardı. Balığı gördüklerinde ağacın etrafında toplanıp bağırmaya, kartala taş atmaya başladılar. Balık sonunda kartalın pençesinden kayıp yere düştü. Adamlar balığı alıp gittiler. Kartal yuvasının bir köşesine çekilip tünedi, Yavruları ise havaya başlarını dikip yiyecek, yiyecek diye bağrışmaya başladılar. Oysa kartal çok yorulmuş denize kadar uçacak gücü kalmamıştı. Yuvasına iyice yerleşip yavrularını kanatlarının altına aldı. Onları sevdi, okşadı ve küçücük tüylerini düzeltti. Sanki “Ne olur birazcık sabredin!” diye yalvarıyordu onlara. Fakat yavrular okşandıkça seslerini daha da yükseltip bağrışmaya devam ettiler. Kartal uçtu ve daha yüksek bir dala kondu. Yavrular anneleri uçup gidince daha da acıklı bir sesle bağrıştılar. Sonunda kartal çaresizlik içinde acı bir çığlık attı ve kanatlarını açıp ağır ağır denize doğru uçtu. Anne kartal akşam olup geç vakit yuvaya dönerken ağır ağır ve alçaktan uçmaktaydı. Yine pençelerinde kocaman bir balık vardı. Ağaca yaklaşırken çevrede başkaları var mı diye etrafı kolaçan etti bu kez. Güven içinde olduğunu hissettikten sonra kanatlarını kısıp yuvasının bir ucuna kondu. Yavru kartallar gagalarını açıp boyunlarını uzattılar. Anne kartal ise balığı parçaladı ve başladı yavrularını doyurmaya. |
Appendix B
Appendix B.1. Paraphrasing
Appendix B.2. Synonym Replacement
Appendix B.3. Random Insertion
Appendix C
References
- Bigozzi, L.; Tarchi, C.; Vagnoli, L.; Valente, E.; Pinto, G. Reading fluency as a predictor of school outcomes across grades 4–9. Front. Psychol. 2017, 8, 200. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Allington, R.L.; McGill-Franzen, A.; Camilli, G.; Williams, L.; Graff, J.; Zeig, J.; Zmach, C.; Nowak, R. Addressing summer reading setback among economically disadvantaged elementary students. Read. Psychol. 2010, 31, 411–427. [Google Scholar] [CrossRef]
- Duke, N.K.; Pearson, P.D.; Strachan, S.L.; Billman, A.K. Essential elements of fostering and teaching reading comprehension. In What Research Has to Say About Reading Instruction; Intl Literacy Assn: Newark, DE, USA, 2011; pp. 286–314. [Google Scholar]
- Kim, J.S.; White, T.G. Scaffolding voluntary summer reading for children in grades 3 to 5: An experimental study. Sci. Stud. Read. 2008, 12, 1–23. [Google Scholar] [CrossRef]
- Duke, N.K.; Pearson, P.D. Effective practices for developing reading comprehension. J. Educ. 2009, 189, 107–122. [Google Scholar] [CrossRef]
- Guthrie, J.T. Teaching for literacy engagement. J. Lit. Res. 2004, 36, 1–30. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Rasinski, T.V. Why reading fluency should be hot! Read. Teach. 2012, 65, 516–522. [Google Scholar] [CrossRef]
- Taylor, B.M.; Pearson, P.D.; Clark, K.; Walpole, S. Effective schools and accomplished teachers: Lessons about primary-grade reading instruction in low-income schools. Elem. Sch. J. 2000, 101, 121–165. [Google Scholar] [CrossRef]
- Bulut, O.; Yildirim-Erbasli, S.N. Automatic story and item generation for reading comprehension assessments with transformers. Int. J. Assess. Tools Educ. 2022, 9, 72–87. [Google Scholar] [CrossRef]
- Durrant, P. Formulaicity in an agglutinating language: The case of Turkish. Corpus Linguist. Linguist. Theory 2013, 9, 1–38. [Google Scholar] [CrossRef]
- Uzunoglu, A.; Şahin, G.G. Benchmarking procedural language understanding for low-resource languages: A case study on Turkish. arXiv 2023. [Google Scholar] [CrossRef]
- Bayer, M.; Kaufhold, M.A.; Buchhold, B.; Keller, M.; Dallmeyer, J.; Reuter, C. Data augmentation in natural language processing: A novel text generation approach for long and short text classifiers. Int. J. Mach. Learn. Cybern. 2023, 14, 135–150. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Hu, Y.Q.; Yu, Y. A technical view on neural architecture search. Int. J. Mach. Learn. Cybern. 2020, 11, 795–811. [Google Scholar] [CrossRef]
- Jungiewicz, M.; Smywiński-Pohl, A. Towards textual data augmentation for neural networks: Synonyms and maximum loss. Comput. Sci. 2019, 20, 57–83. [Google Scholar] [CrossRef]
- Zhai, J.; Qi, J.; Zhang, S. Imbalanced data classification based on diverse sample generation and classifier fusion. Int. J. Mach. Learn. Cybern. 2022, 13, 735–750. [Google Scholar] [CrossRef]
- Mumuni, A.; Mumuni, F. Data augmentation: A comprehensive survey of modern approaches. Array 2022, 16, 100258. [Google Scholar] [CrossRef]
- Bi, W.; Li, H.; Huang, J. Data augmentation for text generation without any augmented data. arXiv 2021. [Google Scholar] [CrossRef]
- Wei, J.; Zou, K. EDA: Easy data augmentation techniques for boosting performance on text classification tasks. arXiv 2019. [Google Scholar] [CrossRef]
- Fadaee, M.; Bisazza, A.; Monz, C. Data augmentation for low-resource neural machine translation. arXiv 2017. [Google Scholar] [CrossRef]
- Abonizio, H.Q.; Paraiso, E.C.; Barbon, S. Toward text data augmentation for sentiment analysis. IEEE Trans. Artif. Intell. 2021, 3, 657–668. [Google Scholar] [CrossRef]
- Kumar, A.; Bhattamishra, S.; Bhandari, M.; Talukdar, P. Submodular optimization-based diverse paraphrasing and its effectiveness in data augmentation. In Proceedings of the 2019 Conference of the North American Chapter of the Association for Computational Linguistics: Human Language Technologies, June 2019; Association for Computational Linguistics: Kerrville, TX, USA, 2019. [Google Scholar]
- Guichard, J.; Ruane, E.; Smith, R.; Bean, D.; Ventresque, A. Assessing the robustness of conversational agents using paraphrases. In Proceedings of the 2019 IEEE International Conference on Artificial Intelligence Testing (AITest), April 2019; IEEE: New York, NY, USA, 2019. [Google Scholar]
- Gan, W.C.; Ng, H.T. Improving the robustness of question answering systems to question paraphrasing. In Proceedings of the 57th Annual Meeting of the Association for Computational Linguistics, July 2019; Association for Computational Linguistics: Kerrville, TX, USA, 2019. [Google Scholar]
- McKeown, K. Paraphrasing questions using given and new information. Am. J. Comput. Linguist. 1983, 9, 1–10. [Google Scholar]
- Berro, A.; Benatallah, B.; Gaci, Y.; Benabdeslem, K. Error types in transformer-based paraphrasing models: A taxonomy, paraphrase annotation model and dataset. In Proceedings of the Joint European Conference on Machine Learning and Knowledge Discovery in Databases, August 2024; Springer: Cham, Switzerland, 2024. [Google Scholar]
- Heilman, M.; Smith, N.A. Good question! Statistical ranking for question generation. In Human Language Technologies: The 2010 Annual Conference of the North American Chapter of the Association for Computational Linguistics, June 2010; Association for Computational Linguistics: Kerrville, TX, USA, 2010. [Google Scholar]
- Devlin, J.; Chang, M.; Lee, K.; Toutanova, K. BERT: Pre-training of deep bidirectional transformers for language understanding. arXiv 2018. [Google Scholar] [CrossRef]
- Raffel, C.; Shazeer, N.; Roberts, A.; Lee, K.; Narang, S.; Matena, M.; Zhou, Y.; Li, W.; Liu, P.J. Exploring the limits of transfer learning with a unified text-to-text transformer. arXiv 2019. [Google Scholar] [CrossRef]
- Kanerva, J.; Ginter, F.; Chang, L.H.; Rastas, I.; Skantsi, V.; Kilpeläinen, J.; Kupari, H.M.; Piirto, A.; Saarni, J.; Sevón, M.; et al. Towards diverse and contextually anchored paraphrase modeling: A dataset and baselines for Finnish. Nat. Lang. Eng. 2024, 30, 319–353. [Google Scholar] [CrossRef]
- Sugiyama, A.; Yoshinaga, N. Data augmentation using back-translation for context-aware neural machine translation. In Proceedings of the Fourth Workshop on Discourse in Machine Translation (DiscoMT 2019), November 2019; Association for Computational Linguistics: Kerrville, TX, USA, 2019. [Google Scholar]
- Xu, Q.; Hong, Y.; Chen, J.; Yao, J.; Zhou, G. Data augmentation via back-translation for aspect term extraction. In Proceedings of the 2023 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN), June 2023; IEEE: New York, NY, USA, 2023. [Google Scholar]
- Pilch, A.; Zygała, R.; Gryncewicz, W. Quality assessment of translators using deep neural networks for Polish–English and English–Polish translation. In Proceedings of the 12th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT), September 2022; IEEE: New York, NY, USA, 2022. [Google Scholar]
- Feng, Z.; Zhou, H.; Zhu, Z.; Mao, K. Tailored text augmentation for sentiment analysis. Expert Syst. Appl. 2022, 205, 117605. [Google Scholar] [CrossRef]
- Huang, K.C.; Geller, J.; Halper, M.; Perl, Y.; Xu, J. Using WordNet synonym substitution to enhance UMLS source integration. Artif. Intell. Med. 2009, 46, 97–109. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Yeganova, L.; Kim, S.; Chen, Q.; Balasanov, G.; Wilbur, W.J.; Lu, Z. Better synonyms for enriching biomedical search. J. Am. Med. Inform. Assoc. 2020, 27, 1894–1902. [Google Scholar] [CrossRef]
- Graichen, E. Context-Aware Swedish Lexical Simplification: Using Pre-Trained Language Models to Propose Contextually Fitting Synonyms. Bachelor’s Thesis, Linköping University, Linköping, Sweden, 2023. [Google Scholar]
- He, H.; Yang, H. Deep visual semantic embedding with text data augmentation and word embedding initialization. Math. Probl. Eng. 2021, 2021, 6654071. [Google Scholar] [CrossRef]
- Držík, D.; Šteflovič, K. Text vectorization techniques based on WordNet. Jazykoved. Časopis 2023, 74, 310–322. [Google Scholar] [CrossRef]
- Kim, H.S.; Lee, J.H. Need text data augmentation? Just one insertion is enough. Int. J. Fuzzy Log. Intell. Syst. 2024, 24, 83–92. [Google Scholar] [CrossRef]
- Şahin, G.G. To augment or not to augment? A comparative study on text augmentation techniques for low-resource NLP. Comput. Linguist. 2022, 48, 5–42. [Google Scholar] [CrossRef]
- Şahin, G.G.; Steedman, M. Data augmentation via dependency tree morphing for low-resource languages. arXiv 2019. [Google Scholar] [CrossRef]
- Zhou, C.; Dai, Y.; Tang, D.; Zhao, E.; Feng, Z.; Kuang, L.; Shi, S. Pretraining Chinese BERT for detecting word insertion and deletion errors. arXiv 2022. [Google Scholar] [CrossRef]
- Becker, J.; Wahle, J.P.; Gipp, B.; Ruas, T. Text generation: A systematic literature review of tasks, evaluation, and challenges. arXiv 2024. [Google Scholar] [CrossRef]
- Radford, A.; Narasimhan, K.; Salimans, T.; Sutskever, I. Improving language understanding by generative pre-training. OpenAI Tech. Rep. 2018, preprint. [Google Scholar]
- Radford, A.; Wu, J.; Child, R.; Luan, D.; Amodei, D.; Sutskever, I. Language models are unsupervised multitask learners. OpenAI Tech. Rep. 2019, 1, 9. [Google Scholar]
- Akyon, F.C.; Cavusoglu, D.; Cengiz, C.; Altinuc, S.O.; Temizel, A. Automated question generation and question answering from Turkish texts. arXiv 2021. [Google Scholar] [CrossRef]
- Zeinalipour, K.; Keptiğ, Y.G.; Maggini, M.; Gori, M. Automating Turkish educational quiz generation using large language models. arXiv 2024. [Google Scholar] [CrossRef]
- Doğan, E.; Buket, K.; Müngen, A. Generation of original text with text mining and deep learning methods for Turkish and other languages. In Proceedings of the 2018 International Conference on Artificial Intelligence and Data Processing (IDAP), September 2018; IEEE: New York, NY, USA, 2018. [Google Scholar] [CrossRef]
- Ertam, F.; Aydin, G. Abstractive text summarization using deep learning with a new Turkish summarization benchmark dataset. Concurr. Comput. Pract. Exp. 2022, 34, e6482. [Google Scholar] [CrossRef]
- Kutlugün, M.A.; Şirin, Y. Turkish meaningful text generation with class based n-gram model. In Proceedings of the 26th Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU), May 2018; IEEE: New York, NY, USA, 2018. [Google Scholar] [CrossRef]
- Cruz, J.C.B.; Cheng, C. Evaluating language model finetuning techniques for low-resource languages. arXiv 2019. [Google Scholar] [CrossRef]
- Li, Y.; Li, X.; Yang, Y.; Dong, R. A diverse data augmentation strategy for low-resource neural machine translation. Information 2020, 11, 255. [Google Scholar] [CrossRef]
- Zennaki, O.; Semmar, N.; Besacier, L. A neural approach for inducing multilingual resources and natural language processing tools for low-resource languages. Nat. Lang. Eng. 2019, 25, 43–67. [Google Scholar] [CrossRef]
- Papineni, K.; Roukos, S.; Ward, T.; Zhu, W.J. BLEU: A method for automatic evaluation of machine translation. In Proceedings of the 40th Annual Meeting of the Association for Computational Linguistics, July 2002; Association for Computational Linguistics: Kerrville, TX, USA, 2002. [Google Scholar]
- Denkowski, M.; Lavie, A. METEOR universal: Language specific translation evaluation for any target language. In Proceedings of the 19th Workshop on Statistical Machine Translation, June 2014; Association for Computational Linguistics: Kerrville, TX, USA, 2014. [Google Scholar]
- Lin, C.Y. ROUGE: A package for automatic evaluation of summaries. In Text Summarization Branches, July 2004; Association for Computational Linguistics: Kerrville, TX, USA, 2004. [Google Scholar]
- Bouamor, H.; Alshikhabobakr, H.; Mohit, B.; Oflazer, K. A human judgement corpus and a metric for Arabic MT evaluation. In Proceedings of the 2014 Conference on Empirical Methods in Natural Language Processing (EMNLP), October 2014; Association for Computational Linguistics: Kerrville, TX, USA, 2014. [Google Scholar]
| Method | Fluency | Coherence | Grammar | Logical | Naturalness | Overall |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Paraphrased | 4.50 | 4.25 | 4.55 | 4.35 | 4.45 | 4.42 |
| Synonym replacement | 4.30 | 4.40 | 4.35 | 4.35 | 4.30 | 4.34 |
| Back translation (TR–ENG–TR) | 4.39 | 4.33 | 3.80 | 4.28 | 4.14 | 4.19 |
| Back translation (TR–FR–TR) | 4.18 | 4.22 | 3.75 | 4.25 | 4.05 | 4.09 |
| Random insertion | 4.30 | 4.40 | 4.75 | 4.65 | 4.70 | 4.56 |
| Original | 4.65 | 4.70 | 4.75 | 4.70 | 4.75 | 4.71 |
| Method | M | SD | Min | Max |
|---|---|---|---|---|
| Paraphrased | 0.884 | 0.073 | 0.583 | 0.981 |
| Synonym replacement | 0.885 | 0.088 | 0.201 | 1.000 |
| Back-translation (TR–ENG–TR) | 0.951 | 0.039 | 0.734 | 0.998 |
| Back-translation (TR–FR–TR) | 0.943 | 0.039 | 0.727 | 0.996 |
| Random insertion | 0.995 | 0.006 | 0.957 | 1.000 |
| Method | BLEU | ROUGE-1 | ROUGE-2 | ROUGE-L | METEOR | chrF | BERTScore-F1 | Cosine Similarity |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Paraphrased | 0.4990 | 0.6477 | 0.6451 | 0.6487 | 0.8616 | 84.2164 | 0.8428 | 0.9697 |
| Synonym replacement | 0.6030 | 0.7406 | 0.7382 | 0.7406 | 0.9076 | 89.3047 | 0.8735 | 0.9864 |
| Back translation (TR–ENG–TR) | 0.5713 | 0.7083 | 0.7056 | 0.7089 | 0.8936 | 88.0683 | 0.8665 | 0.9840 |
| Back translation (TR–FR–TR) | 0.5681 | 0.6974 | 0.6944 | 0.6981 | 0.8864 | 87.5477 | 0.8567 | 0.9781 |
| Random insertion | 0.5700 | 0.7010 | 0.6988 | 0.7014 | 0.8924 | 87.7833 | 0.8601 | 0.9791 |
| Original stories | 0.6072 | 0.7319 | 0.7296 | 0.7326 | 0.9089 | 89.4137 | 0.8770 | 0.9844 |
| Method | BLEU | ROUGE-1 | ROUGE-2 | ROUGE-L | METEOR | chrF | BERT Score-F1 | Cosine Similarity |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Paraphrase | [−0.54, −0.47] | [−0.31, −0.26] | [−0.52, −0.45] | [−0.44, −0.37] | [−0.66, −0.60] | [−43.35, −36.70] | [−0.25, −0.21] | [−0.13, −0.09] |
| Synonym Replacement | [−0.18, −0.14] | [−0.12, −0.09] | [−0.19, −0.15] | [−0.14, −0.10] | [−0.22, −0.16] | [−13.21, −9.52] | [−0.08, −0.07] | [−0.14, −0.10] |
| Back translation (TR–ENG–TR) | [−0.43, −0.37] | [−0.20, −0.17] | [−0.38, −0.33] | [−0.26, −0.22] | [−0.47, −0.42] | [−27.82, −24.14] | [−0.13, −0.11] | [−0.06, −0.03] |
| Back translation (TR–FR–TR) | [−0.46, −0.40] | [−0.24, −0.20] | [−0.43, −0.38] | [−0.31, −0.27] | [−0.53, −0.48] | [−31.35, −28.42] | [−0.15, −0.13] | [−0.06, −0.04] |
| Random Insertion | [−0.06, −0.04] | [−0.05, −0.03] | [−0.05, −0.04] | [−0.05, −0.03] | [−0.03, −0.02] | [−2.70, −1.62] | [−0.03, −0.02] | [−0.01, 0.00] |
| Original Text | Paraphrased Output | Observed Issue |
|---|---|---|
| Bir kartal denizden uzak … | Not included | Omission of narrative detail and setting |
| Bir gün pençesinde … Yuva yaptığı ağacın … Balığı gördüklerinde … | Not preserved | Loss of temporal progression, spatial specificity, and interactional detail |
| Balık sonunda … Adamlar balığı … Kartal yuvasının … | Not included | Omission of narrative detail and setting |
| Yavruları ise … Oysa kartal çok yorulmuş … Yuvasına iyice … Onları sevdi, okşadı ve … Sanki … Fakat yavrular … Kartal uçtu ve … Yavrular anneleri … Sonunda kartal çaresizlik … | Not preserved | Loss of emotional and expressive content |
| Anne kartal akşam … Yine pençelerinde … Ağaca yaklaşırken … Güven içinde … Yavru kartallar … Anne kartal … | Not preserved | Meaning distortion/weakened emotional intensity |
Disclaimer/Publisher’s Note: The statements, opinions and data contained in all publications are solely those of the individual author(s) and contributor(s) and not of MDPI and/or the editor(s). MDPI and/or the editor(s) disclaim responsibility for any injury to people or property resulting from any ideas, methods, instructions or products referred to in the content. |
© 2026 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license.
Share and Cite
Yildirim-Erbasli, S.N.; Bulut, O. Exploring Data Augmentation in a Low-Resource Language Context: A Case Study on Text Generation for Reading Comprehension in Turkish. Algorithms 2026, 19, 413. https://doi.org/10.3390/a19050413
Yildirim-Erbasli SN, Bulut O. Exploring Data Augmentation in a Low-Resource Language Context: A Case Study on Text Generation for Reading Comprehension in Turkish. Algorithms. 2026; 19(5):413. https://doi.org/10.3390/a19050413
Chicago/Turabian StyleYildirim-Erbasli, Seyma N., and Okan Bulut. 2026. "Exploring Data Augmentation in a Low-Resource Language Context: A Case Study on Text Generation for Reading Comprehension in Turkish" Algorithms 19, no. 5: 413. https://doi.org/10.3390/a19050413
APA StyleYildirim-Erbasli, S. N., & Bulut, O. (2026). Exploring Data Augmentation in a Low-Resource Language Context: A Case Study on Text Generation for Reading Comprehension in Turkish. Algorithms, 19(5), 413. https://doi.org/10.3390/a19050413
