隐马尔可夫模型的原理与实现

作者:刘河生;高小榕;杨福生 刊名:国外医学.生物医学工程分册 上传者:田国清

【摘要】隐马尔可夫模型正在被愈来愈多地引入到生物医学信号的处理中。本文旨在简述它的基本原理和实现中的问题 ,并且用简洁的列表形式总结它的算法步骤

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■ 国外 医学生 物 医学工 程分 册 2002年第 25卷 第 6期 隐马尔可夫模型的原理与实现 ·253· 刘河 生 ,高小榕 ,杨 福生 (清华 大学 电机 工程 与应 用 电子技 术 系 ,北京 100084) 摘要 :隐马 尔可夫 模 型正 在被 愈 来愈 多地 引入 到生 物 医学信 号 的处 理 中 。本 文 旨在 简述 它 的基本 原 理 和实 现 中的 问题 , 并且 用 简洁 的列表 形式 总 结它 的算法 步骤 。 关键 词 :隐 马尔可 夫 模型 ;信 号 处 理 ;实现 算 法 中图分 类号 ;R311;R318 文 献标 识码 :A 文章 编号 ;1001一l110(2002)06—0253—07 Theory of hidden M arkov m odeling and its im plem entation LIU He—sheng,GAO Xiao—rong,YA NG Fu—sheng (Department of Electrical Engineering and Applied Electronics,Tsinghua University,Beijing 100084,China) Abstract:Hidden M arkov M odel is now being applied increasingly in biomedical signal processing. The paper m akes a short review on its theory and the problems encountered in its implem entation.Tables are used to clearly sum marize its algorithm ic procedures. Key words:hidden M arkov model;signal processing;im plem ent algorithm s 随 着 隐 马 尔 可 夫 模 型 在 语 言 信 号 处 理 中 的 成 功 应 用 ,它 正 被 愈 来 愈 多 地 引 入 到 生 物 医 学 信 号 的 处 理 中 ]。本 文 旨在 简 述 它 的基 本 原 理 和 实 现 中的 问 题 ,并 且 用 简 洁 的列 表 形 式 总 结 它 的 算 法 步 骤 。 隐 马 尔 可 夫 模 型 是 马 尔 可 夫 模 型 的 进 一 步 发 展 。马 尔 可 夫 模 型 是 马 尔 可 夫 过 程 的模 型化 ,可 以用 图 1(a)的框 图形 象 表 示 。它 把 一 个 总 随 机 过 程 看 成 一 系列状态 的不 断转移 。时刻 t的状态用 q 表 示 ,它 可 以是 Ⅳ 种状态集合 S一[s ,S ,⋯ ,SN]中的任意一 个 。马尔可 夫模型 的特 性主要用“转移概率 ”来表示 。 后 一状 态 出现 的概 率 决 定 于其 前 出现 过 的状 态次 序 。即 :状 态 q,出现 的 概 率 为 Pr[ /q ,q ,⋯, q ]。如果 此 概率 只 决 定 于 前 一 个状 态 ,即 Pr[ / q ],则 称为一阶马尔可夫过程 。它是研究 中引用得 最 多 的 形 式 ,即 :Pr[q。/q 一 ,q 一 ,⋯ ,q ]一尸, [q / q,-a]。 隐 马 尔 可 夫 模 型 (Hidden Markov Model, HMM )则 认 为 模 型 的 状 态 是 不 可 观 测 的 (这

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