隱馬爾可夫模型

2021-07-11 18:24:47 字數 896 閱讀 2728

對隱馬爾可夫模型的解釋,個人覺得一句簡單概括就是:在馬爾可夫鏈的情況下對每乙個狀態都加入乙個單獨輸出口,而我們把這個輸出口定為可視視窗,可把馬爾可夫鏈放到裡面藏起來。ok!這樣就是知道隱馬爾可夫模型的結構了。

通過如下例子來說明hmm的含義。假定乙個暗室中有n個口袋,每個口袋中有m種不同顏色的球,乙個實驗員根據某一概率分布隨機地選取乙個初始口袋,從中根據不同顏色的球的概率分布,隨機地取出乙個球,並向室外的人報告該球的顏色。然後,再根據口袋的概率分布選擇另乙個口袋,根據不同顏色的球的概率分布從中隨機選擇另乙個球,重複進行這個過程,對於暗室外的人來說,可觀察的過程只是不同顏色的球的序列,而口袋的序列是不可觀察的。在這個過程中,每個口袋對應於hmm中的狀態,球的顏色對應於hmm中狀態的輸出符號,從乙個口袋轉向另乙個口袋對應於狀態轉換,從口袋中取出球的顏色對應於從乙個狀態輸出的觀察符號。

通過上例可以看出,乙個hmm由如下幾個部分組成:

(1) 模型中狀態的數目n(上例中口袋的數目)

(2) 從每個狀態可能輸出的不同符號的數目m(上例中球的不同顏色的數目)

(3) 狀態轉移概率矩陣a=(aij為實驗員從乙個口袋轉向另一口袋取球的概率)

當考慮潛在事件隨機地生成表面事件時,hmm是非常有用的,假設給定模型 u=(s,k,a,b,r),其中,s為狀態集合;k為輸出符號集合;r為初始狀態概率分布;a為狀態轉移概率;b為符號發射概率。那麼觀察序列o=o1 o2 ...ot 可以由下面的步驟直接產生:

(1) 根據初始狀態的概率分布r選擇乙個初始狀態q1 = si;

(2) 設定t=1

(3) 根據狀態si 的輸出概率分布bi(k) 輸出ot =vk

(4) 根據狀態轉移概率分布aij,將當前時刻t的狀態轉移到新的狀態qt+1 = sj

(5) t=t+1,如果t

隱馬爾可夫模型

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