基于HMM算法体系的逆维特比算法理论研究.pdfVIP

研究与 DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2014．11．002 基于HMM算法体系的逆维特比算法理论研究 刘功生 ，张春 良 ，岳 夏 ，朱厚耀 (1．南华大学机械工程学院，湖南衡阳 421001；2．广州大学机械与电气工程学院，广东广州 510006) 摘要：隐马尔可夫模型 (HiddenMarkovModel，HMM)的基本算法体系主要包括Baum—Welch算法、前向一后向算法与Viterbi 算法三大经典算法，通过展开对HMM新问题及新算法的理论研究，引出逆维特 比问题及逆维特比算法的理论体系，并提出将 逆维特比算法引入HMM基本算法体系中构建一种新的算法体系及一种新评估体系的构想，最后对新算法体系的应用进行了展 望 。 关键词：隐马尔科夫模型；逆维特比问题；逆维特比算法；评估体系 中图分类号 ：TP301．6 文献标识码：A 文章编号：1009—9492(2014)11—0007—04 ResearchontheoryofInv-ViterbiAlgorithm BasedontheBasic Algorithm System ofHMM LIUGong—sheng，ZHANG Chun—liang，YUEXia，ZHUHou-yao (1．SchoolofMechanicalEngineeringUniversityofSouthChina，Hengyang421001，China； 2．ShoolofMechanicalandElectricalEngineering，GuangzhouUniversity，Guangzhou510006，China) Abstract：Thesystem ofthebasicHiddenMarkovModel (HMM)algorithm includesthethreeimportantalgorithmsofBaum—Welch algorithm，Forward-Backwardalgorithm andViterbialgorithm．TheInv-viterbiproblem anditscorrespondingalgorithm isputfowrardin thepaperaftertheresearchofthenew HMM problem andalgorithm．Thenanewalgorithm system andanewevaluationsystem arebuiltby introducingtheInv—viterbialgorithm intotheHMM basicalgorithm system．Finallywegiveaprospecton theapplication ofthenew algorithm system． Keywords：HiddenMarkovModel；Inv—Viterbiproblem ；Inv—Viterbialgorithm；evaluationsystem HMM本身是一个双随机过程，同时具有出色 研究价值。本文中将 以故障诊断作为HMM的应 的动态过程建模能力”]，因此HMM在语音识别、 用背景来展开对HMM新算法理论及新评估体系 故障诊断及生物医学等领域获得了广泛的应用 。 的研究。 在HMM经典算法体系中，Baum—Welch算法 1HMM三大基本算法体系 虽然已发展得相当成熟 ，但在实际应用 中仍存 1．1HMM三大基本问题及算法 在训练过程局部收敛及训练结果鲁棒性不足等 在HMM的基本理论框架中，HMM能用来求 缺点[51。因此 ，寻求一种能对训练结果进行有效 解 的三大基本问题 为：学习问题、评估问题及解 评价 的方法将越显重要 。在故障诊断领域中，