HMM - デコードの問題 (ビタビ、A*、ビーム サーチ)

既知のモデル\lambda = \left ( \pi ,A,B \right )と観測シーケンスをO = \left \{o_{1},o_{2} ,...,o_{T} \right \}使用して状態シーケンスを見つけ、P(I|O,\lambda )最大値が得られるようにします。

1. ビタビアルゴリズム:

        方法: 各瞬間の可能な状態ごとに前の最適なパスの確率を記録し、最適なパスの前の状態も同時に記録し、連続的に逆方向に反復し、最後の時点での最大確率値に対応する状態を見つけます。最適なパス (トークン パス アルゴリズムとも呼ばれます)。

        時間 t における隠れ状態が i であり、すべての可能なパスの最大値が次であると定義します。 \delta _{t}\left ( i \right )

        状態は前の状態にのみ関連するため、次の再帰式が得られます。

        \delta _{t+1}\left ( i \right )=\frac{MAX}{i<j<N}\left [\delta _{t}\left ( j \right )a_{ji}\right ]b_{i}\left ( o_{t+1} \right )

        最も可能性の高いパス上の時刻 t - 1 における状態を定義します。

\varphi _{t}\left ( i \right )=j\in \frac{MAX}{i<j<N}\left [\delta _{t-1}\left ( j \right )a_{ji }\右 ]

        最適なパスは動的計画法アルゴリズムを使用して取得できます。

        注: ビタビ アルゴリズムは、前進する場合のみ確率を計算し、後退する場合は最適なパスを取得します。

        例は次のとおりです。

2.A*アルゴリズム

        方法: 各ステップで最適なパスのみを選択します (近視眼的)

        利点: 計算は高速であり、この種の貪欲またはヒューリスティックなアルゴリズムは通常うまく機能します。

        短所: 最適解を見つけるのが難しく、局所最適に陥る

3. ビームサーチ(ビームサーチ)

        方法: 各ステップで最適な N 個のパスのみを選択します。ここでの N はビーム幅とも呼ばれます。A* アルゴリズムを改良したもので、N=1 の場合は A* アルゴリズムに、N=N の場合は網羅的手法に縮退します。

        長所: 適切な N 設定でうまく機能します。

        欠点: ビーム幅が大きいほど、最適な解を見つける確率が高くなり、それに対応する計算の複雑さも増加します。

        

        

        

        

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転載: blog.csdn.net/weixin_43284996/article/details/127339869