隐马尔可夫模型问题的例子?


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我读了很多隐藏的马尔可夫模型,并且自己能够编写一个相当基本的版本。

但是我似乎有两种主要学习方法。一种是将其读取并实现为代码(已完成),第二种是了解其在不同情况下的应用方式(因此,我可以更好地了解它与我可能正在处理的问题的关系)。到目前为止,我所做的所有示例都涉及某种DNA预测或抛硬币。

我想知道是否有任何资源可以解决其他马尔可夫问题(语言无关紧要,但希望能提供答案,这样我才能知道我是对还是错)?



您能否在“编写一个非常基本的版本”方面更具体一些?您是从“隐马尔可夫”过程模拟的,还是对Viterbi,Forward或Baum-Welch算法进行编码的?(后三个将用于分别计算最可能对应的状态序列,观测序列的概率,或隐马尔可夫模型的起始概率,转移函数和观测函数。)
韦恩

嗨,韦恩,我基本上为baum-welch编写了此页面(电子表格)的一个版本:cs.jhu.edu/~jason/papers/#tnlp02,基本上实现了viterbi Wiki页面的代码,并遵循了一些基础教程隐藏的马尔可夫模型。这听起来可能很愚蠢,但我想看看可以尝试解决的其他类型的问题,以便我可以更好地了解markov模型的功能。
Lostsoul 2011年

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我不想花费数周的时间进行研究,但是例如,某人以非硬币抛弃或天气预报的方式使用马尔可夫模型的案例研究可能有助于我理解它可以更好地解决的问题范围。我基本上希望通过测试markov模型可以做什么来建立更好的理解。
Lostsoul 2011年

我认为HMM在金融(利率)和经济学(GDP)中也有非常重要的应用。
一位老人在海里。

Answers:


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我在需求/库存水平估算方案中使用了HMM,在该方案中,我们从许多商店购买商品,这些商店可能会或可能不会缺货。因此,这些物品的每日需求序列包含零,这是合法的零需求日,也包含因为商店缺货而导致的零。您可能会想知道商店是否从库存级别开始缺货,但是库存记录中的错误会蔓延,找到一家认为其手头有正数的商店并不少见,但是实际上没有 隐藏状态或多或少是商店实际上是否有任何库存,而信号是(每日需求,名义库存水平)。不过,此工作没有参考。我们不应出于竞争原因而发布结果。

编辑:我要补充一点,这尤其重要,因为在零需求的情况下,商店的名义库存量永远不会减少并越过订单点,从而触发更多库存的订单-因此,由于零库存状态错误的库存记录很长一段时间都不会得到修复,直到有人发现问题或发生周期计数为止(这可能是问题开始后的几个月)。


我认为这被称为零通货膨胀问题,而且它们相当普遍。您需要一个模型为“多余的零”建模(当读数为零时,因为没有读数,而不是合法的读数为零),然后需要第二个模型为其余模型建模。例如,银行中的客户数量:有时实际上没有客户,其他时候银行关闭,所以没有客户。还是汽车的速度:有时它停在驾驶员坐着的静止状态,而其他时候却停放了。等等
韦恩

从需求信号的角度来看,这确实是正确的。问题的另一部分是确定二进制“库存= 0 |库存记录> 0”的隐藏状态,这对于客户而言实际上更为重要。
jbowman 2011年

我还应该指出,“膨胀零”并不是随时间变化的-在运行中,所有零都是“多余”的,而在所有零都不存在的情况下运行,因此需要HMM带有指示发生情况的状态每个观察。
jbowman 2011年

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我几乎经历过同样的事情,没有发现太多的天气。我想到的领域包括:语音识别,更改点检测,标记文本中的语音部分,对齐重叠的项目/文本以及识别手语。

我发现并进行了一些探索的一个例子是在本简介的第8节中,这是Wikipedia中HMM的参考之一。(这实际上很有趣:您的分析发现其中有元音和辅音。)这还向您介绍了使用文本语料库的方法,这很有用。

(如果要与HMM一起玩,可以在莎士比亚文字上进行训练,然后生成人造莎士比亚。)


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大多数语音识别软件都使用隐马尔可夫模型。如果您想体验HMM应用程序,可以尝试自然语言处理。

这是一个很好的来源:Koller和Friedman撰写的概率图形模型


谢谢,卡洛斯。很棒的书,我开始读了一段时间,但还没读完。可以学习机器学习和图论,但是我将回过头来寻找与马尔可夫模型有关的问题。我还将研究自然语言处理(我以前从未使用过)
Lostsoul 2011年

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隐藏的马尔可夫模型在监控HIV中非常有用。HIV进入血液并寻找免疫反应细胞。然后,它位于细胞的蛋白质含量上,进入细胞的核心,改变细胞的DNA含量,并开始扩散病毒粒子,直至其爆发出细胞。所有这些阶段都是不可观察的,称为潜伏期。隐藏的马尔可夫建模的理想示例。


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那么,隐马尔可夫模型究竟以什么方式帮助监视艾滋病?临床医生是否使用HMM诊断HIV?研究人员是否使用它们来更好地了解疾病的机制或创造抗HIV药物和疗法?任何参考将非常有帮助。
Leo


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