1005: HMM简介

  • 函数全称: Hidden Markov Model 隐马尔科夫模型(隐马万岁！)

  • 函数解决的问题/不使用的后果: 无法有效地进行序列对齐，比如POS-tagging，Needle-Wuensch算法。

  • 函数解决改问题的原理: 通过引入隐藏状态，避免对于观测状态的直接建模。

  • 函数可能存在的问题: 算起来麻烦。

  • 函数在某一场景下的具体形式:

    • 观测序列 \(O_{t}\)

    • 隐藏序列 \(X_{t}\), \(x_{ik}=1 \ if X_{it}=k\)

    • 转移矩阵 \(A_{ij}=P(X_{t}=j|X_{t-1}=i)\)

    • 发射模型 \(P(O_t|X_t)=f(O_t,X_t)\)

  • 函数的具体计算方法

    • 一般有如下阶段，训练，推断。其中训练分为:

      • Baum-Welch训练: 一种EM算法，目标是优化所有可能的隐藏序列下，给定观测序列集合的似然。

      • Viterbi训练: 一种拟EM算法，目标是优化最可能的隐藏序列下，给定观测序列集合的似然。

      • 梯度训练: 一种梯度算法，可以优化BW目标或者Viterbi目标。

    • 推断分为:

      • Forward-Backward算法: 可以计算位置\(t\)的分布，以及\(t,t+1\)转移的分布，以及

  • 函数备注

    • 一般认为BW训练比Viterbi效果更好，但是详细区别有待考证。BW相比与Viterbi，类似于GMM相比于 Viterbi的关系。

  • 函数参考信源

参考