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如何使用隐马尔可夫模型进行未来预测

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我有很多可变长度的序列 . 对于这些我想训练一个隐藏马尔可夫模型,我想稍后用它来预测(部分)序列的可能延续 . 到目前为止,我已经找到了两种使用HMM预测未来的方法:

1)幻觉延续并获得持续序列的可能性 . 选择具有最高可能性的那个作为您的预测 . 该方法需要明确知道持续的可能值 .

2)使用具有(部分)序列的维特比算法来获得最可能的隐藏状态序列 . 获取该序列中最后隐藏状态的发射分布并预测例如该分布的平均值(通常是高斯分布) .

现在我的问题是:是否还有其他可能更有原则的方法来预测使用HMM的未来?

谢谢!

1 回答

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    HMM中的马尔可夫假设表明时间T 1处的状态独立于T之前的所有状态,以T为条件 .

    您的选项2接近我的建议,除了您使用最大可能性分配到最后一个状态 . 而是计算序列中最后一项的隐藏状态的分布 . 这相当于在维特比算法中用"sums"替换"maxes" . (参见https://www.coursera.org/course/pgm,并搜索"sum-product"算法,也称为Belief Propagation) .

    然后,为了对未来进行抽样,您要做的是首先对最后一个状态进行采样,给出其分布 . 然后使用转换矩阵对下一个隐藏状态进行采样并重复广告恶心 . 由于您在序列中的最后一个点之后没有实际观察结果,因此您将从马尔可夫链中进行采样 . 鉴于部分序列的所有知识,这将为您提供未来的样本 . 这与维特比的不同之处在于,即使是最可能的部分指派隐藏变量的分配也可能具有较低的可能性 . 通过在最后一个状态上使用整个分布,您可以更好地估计以下(未观察到的未来)状态 .

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