《机器学习》 周志华学习笔记第十四章 概率图模型(课后习题)python实现

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一、基本内容

1.隐马尔可夫模型

1.1. 假定所有关心的变量集合为Y,可观测变量集合为O,其他变量集合为R,

生成式模型考虑联合分布P(Y,R,O),判别式模型考虑条件分布P(Y,R|O),给定一组观测变量值,推断就是要由P(Y,R,O)或者P(Y,R|O)得到条件概率分布P(Y,O).

1.2. 概率图模型大致分为两类:第一类是使用有向无环图表示变量间的依赖关系,称为有向图模型或贝叶斯网;第二类是使用无向图表示变量间的相关关系,称为无向图模型或马尔可夫网

1.3. 隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,简称HMM)是结构最简单的动态贝叶斯网,这是一种著名的有向图模型。

2.马尔可夫随机场(Markov Random Field, 简称MRF):是典型的马尔可夫网,这是一种著名的无向图模型。

2.1 极大团,势函数

2.2 全局马尔可夫性,推论:局部马尔可夫性,成对马尔可夫性

3.条件随机场(Conditional Random Field, 简称CRF):是一种判别式无向图模型

4.学习与推断

变量消去,信念传播

5.近似推断

两类:1.采样:通过使用随机化方法完成近似2.使用确定性近似完成近似推断,典型代表为变分推断

5.1 MCMC采样(马尔可夫链蒙特卡罗方法(Markov Chain Monte Carlo))

MCMC方法的关键就在于通过构造“平稳分布为p的markov chain”来产生sample。

Metropolis-Hastings(MH)算法是MCMC的重要代表。

吉布斯采样

5.2 变分推断

盘式记法

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