HMM基本原理及其实现(隐马尔科夫模型)
HMM(隐马尔科夫模型)基本原理及其实现
HMM基本原理
Markov链:如果一个过程的“将来”仅依赖“现在”而不依赖“过去”,则此过程具有马尔可夫性,或称此过程为马尔可夫过程。马尔可夫链是时间和状态参数都离散的马尔可夫过程。HMM是在Markov链的基础上发展起来的,由于实际问题比Markov链模型所描述的更为复杂,观察到的时间并不是与状态一一对应的,而是通过一组概率分布相联系,这样的模型称为HMM。HMM是双重随机过程:其中之一是Markov链,这是基本随机过程,它描述状态的转移,是隐含的。另一个随机过程描述状态和观察值之间的统计对应关系,是可被观测的。
HMM的定义:
HMM实际上是分为两个部分的,一是马尔可夫链,由参数,A描述,它利用一组与概率分布相联系的状态转移的统计对应关系,来描述每个短时平稳段是如何转变到下一个短时平稳段的,这个过程产生的输出为状态序列;二是一个随机过程,描述状态与观察值之间的统计关系,用观察到的序列来描述隐含的状态,由B描述,其产生的输出为观察值序列。
HMM根据其结构的不同可以分为多种类型。根据状态转移概率矩阵的不同,HMM可分为各态遍历模型、从左到右模型、并行路径从左到右模型和无跳转从左到右模型等。根据观察值概率不同,HMM可分为离散HMM、半连续HMM、连续HMM等。
下图是一个典型的HMM:
HMM有三个典型的问题:
- 已知模型参数,计算某一特定输出序列的概率,通常使用forward算法解决。
- 已知模型参数,寻找最可能的能产生某一特定输出序列的隐含状态的序列,通常使用Viterbi算法解决。
- 已知输出序列,寻找最可能的状态转移以及输出概率,通常使用Baum-Welch算法以及Reversed Viterbi算法解决。
HMM的实现
C语言版:
1、 HTK(Hidden Markov Model Toolkit)
HTK是英国剑桥大学开发的一套基于C语言的隐马尔科夫模型工具箱,主要应用于语音识别、语音合成的研究,也被用在其他领域,如字符识别和DNA排序等。HTK是重量级的HMM版本。
HTK主页:http://htk.eng.cam.ac.uk/
2、 GHMM Library
The General Hidden Markov Model library (GHMM) is a freely available LGPL-ed C library implementing efficient data structures and algorithms for basic and extended HMMs.
GHMM主页:http://www.ghmm.org/
3、 UMDHMM(Hidden Markov Model Toolkit)
Hidden Markov Model (HMM) Software: Implementation of Forward-Backward, Viterbi, and Baum-Welch algorithms.
这款属于轻量级的C语言HMM版本。
UMDHMM主页:http://www.kanungo.com/software/software.html
C++版:
1、http://www.cs.ualberta.ca/~lindek/hmm.htm
2、http://www.shokhirev.com/nikolai/abc/alg/hmm/hmm.html
以上两个是C++版本的,但是实现的是离散型的HMM。
Java版:
Jahmm Java Library (general-purpose Java library):
Jahmm (pronounced “jam”), is a Java implementation of Hidden Markov Model (HMM) related algorithms. It’s been designed to be easy to use (e.g. simple things are simple to program) and general purpose.
Jahmm主页:http://code.google.com/p/jahmm/
Python版:
http://www.biocomp.unibo.it/piero/PHMM/
Malab版:
Hidden Markov Model (HMM) Toolbox for Matlab:This toolbox supports inference and learning for HMMs with discrete outputs (dhmm’s),
Gaussian outputs (ghmm’s), or mixtures of Gaussians output (mhmm’s).
Matlab-HMM主页:http://www.cs.ubc.ca/~murphyk/Software/HMM/hmm.html
Common Lisp版:
CL-HMM Library (HMM Library for Common Lisp):
Simple Hidden Markov Model library for ANSI Common Lisp. Main structures and basic algorithms implemented. Performance speed comparable to C code. It’s licensed under LGPL.
CL-HMM主页:http://www.ashrentum.net/jmcejuela/programs/cl-hmm/
Haskell版:
The hmm package (A Haskell library for working with Hidden Markov Models):A simple library for working with Hidden Markov Models. Should be usable even by people who are not familiar with HMMs. Includes implementations of Viterbi’s algorithm and the forward algorithm.
Haskell-HMM主页:http://hackage.haskell.org/cgi-bin/hackage-scripts/package/hmm
CDHMM C++版:
连续HMM的C++实现:CHMM.rar
HMM基本原理及其实现(隐马尔科夫模型)的更多相关文章
- 基于隐马尔科夫模型(HMM)的地图匹配(Map-Matching)算法
文章目录 1. 1. 摘要 2. 2. Map-Matching(MM)问题 3. 3. 隐马尔科夫模型(HMM) 3.1. 3.1. HMM简述 3.2. 3.2. 基于HMM的Map-Matchi ...
- 隐马尔科夫模型HMM学习最佳范例
谷歌路过这个专门介绍HMM及其相关算法的主页:http://rrurl.cn/vAgKhh 里面图文并茂动感十足,写得通俗易懂,可以说是介绍HMM很好的范例了.一个名为52nlp的博主(google ...
- HMM 自学教程(四)隐马尔科夫模型
本系列文章摘自 52nlp(我爱自然语言处理: http://www.52nlp.cn/),原文链接在 HMM 学习最佳范例,这是针对 国外网站上一个 HMM 教程 的翻译,作者功底很深,翻译得很精彩 ...
- HMM隐马尔科夫模型
这是一个非常重要的模型,凡是学统计学.机器学习.数据挖掘的人都应该彻底搞懂. python包: hmmlearn 0.2.0 https://github.com/hmmlearn/hmmlearn ...
- 隐马尔科夫模型(HMM)的概念
定义隐马尔科夫模型可以用一个三元组(π,A,B)来定义:π 表示初始状态概率的向量A =(aij)(隐藏状态的)转移矩阵 P(Xit|Xj(t-1)) t-1时刻是j而t时刻是i的概率B =(bij) ...
- 猪猪的机器学习笔记(十七)隐马尔科夫模型HMM
隐马尔科夫模型HMM 作者:樱花猪 摘要: 本文为七月算法(julyedu.com)12月机器学习第十七次课在线笔记.隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,HMM)是统计模型,它用来 ...
- 隐马尔科夫模型HMM(二)前向后向算法评估观察序列概率
隐马尔科夫模型HMM(一)HMM模型 隐马尔科夫模型HMM(二)前向后向算法评估观察序列概率 隐马尔科夫模型HMM(三)鲍姆-韦尔奇算法求解HMM参数(TODO) 隐马尔科夫模型HMM(四)维特比算法 ...
- 隐马尔科夫模型HMM(一)HMM模型
隐马尔科夫模型HMM(一)HMM模型基础 隐马尔科夫模型HMM(二)前向后向算法评估观察序列概率 隐马尔科夫模型HMM(三)鲍姆-韦尔奇算法求解HMM参数(TODO) 隐马尔科夫模型HMM(四)维特比 ...
- 隐马尔科夫模型HMM(三)鲍姆-韦尔奇算法求解HMM参数
隐马尔科夫模型HMM(一)HMM模型 隐马尔科夫模型HMM(二)前向后向算法评估观察序列概率 隐马尔科夫模型HMM(三)鲍姆-韦尔奇算法求解HMM参数(TODO) 隐马尔科夫模型HMM(四)维特比算法 ...
随机推荐
- 安装redis以windows服务形式
安装redis以windows服务形式 安装redis以windows服务形式 redis windows windows 服务 以前跑redis,老是要开一个命令行窗口,一旦关闭,redis服务就挂 ...
- ASP .NET MVC 之Entity Framework入门教程及源码
本文主要的目的是 1. 说明Entity Framework Power Tools如何使用. 2. Entity Framework 快速门 实验环境: OS: Windows Server 20 ...
- Mac下安装Matlab R2015b
步骤 下载Matlab R2015b链接:http://pan.baidu.com/s/1pLGpUfp 密码:k1xg 下载破解文件r2015b_crackhttp://download.csdn. ...
- json的理解及读取
一: JSON 语法是 JavaScript 对象表示语法的子集,其语法规则如下: 数据在键值对中 数据由逗号分隔 花括号保存对象:{} 方括号保存数组:[] 如:[{"name" ...
- 将自己的项目上传到github保管
一.首先需要生成gey-gen,因为github跟本地计算机要通过ssh传输的,详情见官方教程. 二.本地已有项目的情况:现在本地将项目git innit 初始化好,然后去到github上面初始化一个 ...
- WPF DevExpress 设置雷达图Radar样式
DevExpress中定义的ChartControl很不错,很多项目直接使用这种控件. 本节讲述雷达图的样式设置 <Grid> <Grid.Resources> <D ...
- 跨应用使用Spoon框架截图的方法
spoon框架是一个很棒的用例驱动跟测试结果生成加工的框架.但在使用spoon-client时,传入参数需要被测应用的activity实例,跨应用测试会很受限(当然也可能是因为我对android不熟导 ...
- DeveloperExceptionPageMiddleware中间件如何呈现“开发者异常页面”
DeveloperExceptionPageMiddleware中间件如何呈现"开发者异常页面" 在<ASP.NET Core应用的错误处理[1]:三种呈现错误页面的方式&g ...
- dubbo/dubbox 增加原生thrift及avro支持
(facebook) thrift / (hadoop) avro / (google) probuf(grpc)是近几年来比较抢眼的高效序列化/rpc框架,dubbo框架虽然有thrift的支持,但 ...
- [LeetCode] Paint House II 粉刷房子之二
There are a row of n houses, each house can be painted with one of the k colors. The cost of paintin ...