HMM模型参数求解概述

廉价感情. 提交于 2019-11-29 16:08:01

HMM模型参数求解根据已知的条件可以分为两种情况。

    第一种情况较为简单,就是我们已知DD个长度为TT的观测序列和对应的隐藏状态序列,即{(O1,I1),(O2,I2),...(OD,ID)}{(O1,I1),(O2,I2),...(OD,ID)}是已知的,此时我们可以很容易的用最大似然来求解模型参数。

    假设样本从隐藏状态qiqi转移到qjqj的频率计数是AijAij,那么状态转移矩阵求得为:

A=[aij],aij=Aijs=1NAisA=[aij],其中aij=Aij∑s=1NAis

 

    假设样本隐藏状态为qjqj且观测状态为vkvk的频率计数是BjkBjk,那么观测状态概率矩阵为:

B=[bj(k)],bj(k)=Bjks=1MBjsB=[bj(k)],其中bj(k)=Bjk∑s=1MBjs

 

    假设所有样本中初始隐藏状态为qiqi的频率计数为C(i)C(i),那么初始概率分布为:

Π=π(i)=C(i)s=1NC(s)Π=π(i)=C(i)∑s=1NC(s)

 

    可见第一种情况下求解模型还是很简单的。但是在很多时候,我们无法得到HMM样本观察序列对应的隐藏序列,只有DD个长度为TT的观测序列,即{(O1),(O2),...(OD)}{(O1),(O2),...(OD)}是已知的,此时我们能不能求出合适的HMM模型参数呢?这就是我们的第二种情况,也是我们本文要讨论的重点。它的解法最常用的是鲍姆-韦尔奇算法,其实就是基于EM算法的求解,只不过鲍姆-韦尔奇算法出现的时代,EM算法还没有被抽象出来,所以我们本文还是说鲍姆-韦尔奇算法。

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