Markov Model 马可夫模型 & Hidden Markov Model 隐马可夫模型

马可夫模型是什么?

 是一种随机模型,这种模型假设系统将来的状态是由当前的状态转变而来的, 并且不受当前状态之前的状态影响。 

     - 以城市旅游为例子: 我先去纽约 然后去波士顿 最后去华盛顿,  那么我们认为 到波士顿是基于纽约而来的,同理到华盛顿是基于 波士顿而来的。


马可夫链是什么?

 就是系统状态转移的路径。 从以下的例子可以得出 4条 序列, 那么将这 4 条

    - 以城市旅游为例子: A 同学的路径是从  纽约 -> 波士顿-> 华盛顿

                                          B 同学的路径是从 华盛顿 -> 纽约 -> 波士顿

                                          C 同学的路径是从 纽约 -> 华盛顿 -> 波士顿

                                          D 同学的路径是从 波士顿 -> 华盛顿 -> 纽约

 

 以上就是一个完整的markov chain, 从这个chain我们能得到什么信息呢?

    首先 从纽约出发的下一个城市有两种可能 1. 波士顿 2. 华盛顿 那么从纽约出发到波士顿的概率就是 2/3. 到华盛顿的概率就是 1/3。

        另外, 那我们能不能得到从哪个城市出发呢? 一共有四个人, 出发城市总数为4. 那么从纽约出发的概率为 2/4 。

          由此我们能得到以下



由此我们就很容易的可以预测 某个人的旅游路线。为了更好的阐述该问题我们可以讲问题转化为一个maximization问题!

假设我需要去 四个城市旅游,已知markov model, 那么我们可以通过优化以下公式来找出最受欢迎的路线(即概率最大的路线)

   定义 Y 属于(0, 1, 2, 3) 为四个城市 /  P(Y) 为出发城市的概率   /  P(Yi | Yi-1) 是 以 Yi-1 为出发城市 到Yi 城市的概率




GitHub_Markov_Model


 什么是隐马可夫模型, 它是在马可夫模型上包含的一个隐形变量,但是这个隐形变量就是我们想要观察的变量。换句话说就是, 我们不能直接观察我们的目标变量,但是我们能观  察到的是一个和目标变量有关的变量。 


还是以城市旅游为例子。


    - 以城市旅游为例子:(但是这次我们不仅仅知道旅游的城市也知道了在城市的花费)

                                          A 同学的路径是从  纽约( $800) -> 波士顿($400)-> 华盛顿($600)

                                          B 同学的路径是从 华盛顿($550) -> 纽约($900) -> 波士顿($450)

                                          C 同学的路径是从 纽约($750) -> 华盛顿($650) -> 波士顿($325)

                                          D 同学的路径是从 波士顿($425) -> 华盛顿($600) -> 纽约($750)


根据 在各个城市的花费,我们能分别对各个城市花费找出相对应的 Normal Distribution 

   例如 纽约就是 N(800, 61)

通过以上信息我们能得出一个 Hidden Markov Model 如下




当准备好 hidden markov model 能做什么呢? 

   我们现在知道了一个人在旅途中的花费是这样的.  875 (城市1) 

    纽约 N(800, 61)  波士顿 N(400, 47)  华盛顿 N(600, 35)  

    例如: 将 875 分别带入三个城市的分布中求出概率 发现 纽约的概率最大, 即该城市1为纽约

   一次类推我们能找到所有的最优解。

例题

  加入我们已知 在四个城市的花费 x1 = 355  /  x2 = 339  /  x3 = 148  / x4 = 50, 预测这四个城市各是什么? 

    通过以上我们知道,就是找出这四个城市概率的最大值,转化问题为一个maximization 问题。


定义 Y 属于(0, 1, 2, 3) 为四个城市 /  P(Y) 为出发城市的概率   /  P(Yi | Yi-1) 是 以 Yi-1 为出发城市 到Yi 城市的概率


   定义 P(Xi | Yi) 为在该城市的花费的density(非严格意义上的概率)

 

Github_Hidden_Markov_Model

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/ytdxyhz/article/details/53371521