隐马尔可夫模型公式推导详解
1.1 隐马尔可夫模型的基本概念
1.2 隐马尔可夫模型可以归结
一个模型,两个假设,三个问题
1.2.1 一个模型
初始状态概率向 π \pi π、状态转移概率矩阵 A A A和观测概率矩阵 B B B决定。因此,隐马尔可夫模型可以写成 λ = ( A , B , π ) \lambda=(A, B, \pi) λ=(A,B,π)
1.2.2 两个假设:
1.2.3 三个问题:
1. 概率计算问题
给定模型 λ = ( A , B , π ) \lambda=(A, B, \pi) λ=(A,B,π)和观测序列 O = ( o 1 , o 2 , … , o T ) O=(o_1,o_2,…,o_T) O=(o1,o2,…,oT),计算在模型 λ \lambda λ下观测序列 O O O出现的概率 P ( O ∣ λ ) P(O|\lambda) P(O∣λ)。前向-后向算法是通过递推地计算前向-后向概率可以高效地进行隐马尔可夫模型的概率计算。
2 .学习问题
已知观测序列 O = ( o 1 , o 2 , … , o T ) O=(o_1,o_2,…,o_T) O=(o1,o2,…,oT),估计模型 λ = ( A , B , π ) \lambda=(A, B, \pi) λ=(A,B,π)参数,使得在该模型下观测序列概率 P ( O ∣ λ ) P(O|\lambda) P(O∣λ)最大。即用极大似然估计的方法估计参数。Baum-Welch算法,也就是EM算法
3 .预测问题
已知模型 λ = ( A , B , π ) \lambda=(A, B, \pi) λ=(A,B,π)和观测序列 O = ( o 1 , o 2 , … , o T ) O=(o_1,o_2,…,o_T) O=(o1,o2,…,oT),求对给定观测序列条件概率 P ( I ∣ O ) P(I|O) P(I∣O)最大的状态序列 I = ( i 1 , i 2 , … , i T ) I=(i_1,i_2,…,i_T) I=(i1,i2,…,iT)。维特比算法应用动态规划高效地求解最优路径,即概率最大的状态序列。
2.算法笔记推导
2.1 概率计算问题
前向算法



后向算法完整推导

2.2 学习问题

2.3 预测问题

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