nlp homework 03
NLP Homework 03 ——冯煜博
题目描述
(盒子和球模型)假设有3个盒子,每个盒子里装有红白两种颜色的球,盒子里的红白球有下表列出,初始状态分布。
解答
1. 给出HMM模型 \(\mu=(A, B,\pi)\)
A,“状态转移矩阵”如下:
\[
\begin{array}{c|lcr}
A & \text{box1} & \text{box2} & \text{box3} \\
\hline
box1 & 0.5 & 0.2 & 0.3 \\
box2 & 0.3 & 0.5 & 0.2 \\
box3 & 0.2 & 0.3 & 0.5
\end{array}
\]
B,“符号发射概率”如下矩阵:
\[
\begin{array}{c|lcr}
B & \text{red} & \text{white} \\
\hline
box1 & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \\
box2 & \frac{2}{5} & \frac{3}{5} \\
box3 & \frac{7}{10} & \frac{3}{10}
\end{array}
\]
\(\pi\),“初始状态的概率分布”如下矩阵
\[
\begin{array}{c|cr}
& \text{box1} & \text{box2} & \text{box3} \\
\hline
\pi & 0.2 & 0.4 & 0.4
\end{array}
\]
2. 试用前向算法计算观测序列概率:{红,白,红}
O = {红, 白, 红}
step 1 初始化
\(a_{红}(box1) = \pi_{box1} b_{box1}(红) = 0.2 \times \frac{1}{2} = 0.1\)
\(a_{红}(box2) = \pi_{box2} b_{box2}(红) = 0.4 \times \frac{2}{5} = 0.16\)
\(a_{红}(box3) = \pi_{box3} b_{box3}(红) = 0.4 \times \frac{7}{10} = 0.28\)
step 2 归纳计算
\[
\begin{align}
a_{红白}(box1) & = \left[ \sum_{i=1}^{3} a_{红}(box_{i})a_{box_{i} box_{1}} \right] b_{box_{1}}(白) \\
& =\left[ a_{红}(box1) \times 0.5 + a_{红}(box2) \times 0.3 + a_{红}(box3) \times 0.2 \right] \times \frac{1}{2} \\
& = 0.077
\end{align}
\]
\[
\begin{align}
a_{红白}(box2) & = \left[ \sum_{i=1}^{3} a_{红}(box_{i})a_{box_{i} box_{2}} \right] b_{box2}(白) \\
& = \left[ a_{红}(box1) \times 0.2 + a_{红}(box2) \times 0.5 + a_{红}(box3) \times 0.3 \right] \times \frac{3}{5} \\
& = 0.1104
\end{align}
\]
\[
\begin{align}
a_{红白}(box3) & = \left[ \sum_{i=1}^{3} a_{红}(box_{i})a_{box_{i} box_{3}} \right] b_{box_{3}}(白) \\
& = \left[ a_{红}(box1) \times 0.3 + a_{红}(box2) \times 0.2 + a_{红}(box3) \times 0.5 \right] \times \frac{3}{10} \\
& = 0.0606
\end{align}
\]
\[
\begin{align}
a_{红白红}(box1) & = \left[ \sum_{i=1}^{3} a_{红白}(box_{i}) a_{box_{i}box1} \right] b_{box1}(红) \\
& = \left[ a_{红白}(box1) \times 0.5 + a_{红白}(box2) \times 0.3 + a_{红白}(box3) \times 0.2 \right] \times \frac{1}{2} \\
& = 0.04187
\end{align}
\]
\[
\begin{align}
a_{红白红}(box2) & = \left[ \sum_{i=1}^{3} a_{红白}(box_{i}) a_{box_{i}box2} \right] b_{box2}(红) \\
& = \left[ a_{红白}(box1) \times 0.2 + a_{红白}(box2) \times 0.5 + a_{红白}(box3) \times 0.3 \right] \times \frac{2}{5} \\
& = 0.035512
\end{align}
\]
\[
\begin{align}
a_{红白红}(box3) & = \left[ \sum_{i=1}^{3} a_{红白}(box_{i}) a_{box_{i}box3} \right] b_{box3}(红) \\
& = \left[ a_{红白}(box1) \times 0.3 + a_{红白}(box2) \times 0.2 + a_{红白}(box3) \times 0.5 \right] \times \frac{7}{10} \\
& = 0.052836
\end{align}
\]
step 3 求和终结
\[
\begin{align}
P(O | \mu) & = \sum_{i=1}^{3}a_{红白红} (box_{i}) \\
& = a_{红白红}(box1) + a_{红白红}(box2) + a_{红白红}(box3) \\
& = 0.04187 + 0.035512 + 0.052836 \\
& = 0.130218
\end{align}
\]
3. 试用维特比算法,求解观测序列{红,白,红}的最优状态序列。 (要求给详细计算过程)
假设从盒子中取球是放回抽样概率模型。
step 1 初始化
\(\delta_{红}(box1) = \pi_{box1}b_{box1}(红) = 0.2 \times \frac{1}{2} = 0.1\)
\(\delta_{红}(box2) = \pi_{box2}b_{box2}(红) = 0.4 \times \frac{2}{5} = 0.16\)
\(\delta_{红}(box3) = \pi_{box3}b_{box3}(红) = 0.4 \times \frac{7}{10} = 0.28\)
\(\varphi_{红}(box1) = 0\)
\(\varphi_{红}(box2) = 0\)
\(\varphi_{红}(box3) = 0\)
step 2 归纳计算 1
\[
\begin{align}
\delta_{红白}(box1) & = max \left[ \delta_{红}(box1)a_{box1box1} , \delta_{红}(box2)a_{box2box1} , \delta_{红}(box3)a_{box3box1} \right] b_{box1}(白) \\
& = 0.28 \times 0.2 \times \frac{1}{2} \\
& = 0.028
\end{align}
\]
\[
\begin{align}
\delta_{红白}(box2) & = max \left[ \delta_{红}(box1)a_{box1box2} , \delta_{红}(box2)a_{box2box2} , \delta_{红}(box3)a_{box3box2} \right] b_{box1}(白) \\
& = 0.28 \times 0.3 \times \frac{3}{5} \\
& = 0.0504
\end{align}
\]
\[
\begin{align}
\delta_{红白}(box3) & = max \left[ \delta_{红}(box1)a_{box1box3} , \delta_{红}(box2)a_{box2box3} , \delta_{红}(box3)a_{box3box3} \right] b_{box3}(白) \\
& = 0.28 \times 0.5 \times \frac{3}{10} \\
& = 0.042
\end{align}
\]
记忆回退路径 1
\[
\begin{align}
\varphi_{红白}(box1) & = argmax \left[ \delta_{红}(box1)a_{box1box1} , \delta_{红}(box2)a_{box2box1} , \delta_{红}(box3)a_{box3box1} \right] b_{box1}(白) \\
& = \frac{1}{2} \delta_{红}(box3)a_{box3box1}
\end{align}
\]
\[
\begin{align}
\varphi_{红白}(box2) & = argmax \left[ \delta_{红}(box1)a_{box1box2} , \delta_{红}(box2)a_{box2box2} , \delta_{红}(box3)a_{box3box2} \right] b_{box2}(白) \\
& = \frac{3}{5} \delta_{红}(box3) a_{box3box2}
\end{align}
\]
\[
\begin{align}
\delta_{红白}(box3) & = argmax \left[ \delta_{红}(box1)a_{box1box3} , \delta_{红}(box2)a_{box2box3} , \delta_{红}(box3)a_{box3box3} \right] b_{box3}(白) \\
& = \frac{3}{10} \delta_{红}(box3)a_{box3box3} \\
\end{align}
\]
归纳计算 2
\[
\begin{align}
\delta_{红白红}(box1) & = max \left[ \delta_{红白}(box1)a_{box1box1} , \delta_{红白}(box2)a_{box2box1} , \delta_{红白}(box3)a_{box3box1} \right] b_{box1}(红) \\
& = 0.0504 \times 0.3 \times \frac{1}{2} \\
& = 0.0756
\end{align}
\]
\[
\begin{align}
\delta_{红白红}(box2) & = max \left[ \delta_{红白}(box1)a_{box1box2} , \delta_{红白}(box2)a_{box2box2} , \delta_{红白}(box3)a_{box3box2} \right] b_{box1}(红) \\
& = 0.0504 \times 0.5 \times \frac{2}{5} \\
& = 0.01008
\end{align}
\]
\[
\begin{align}
\delta_{红白红}(box3) & = max \left[ \delta_{红白}(box1)a_{box1box3} , \delta_{红白}(box2)a_{box2box3} , \delta_{红白}(box3)a_{box3box3} \right] b_{box3}(红) \\
& = 0.042 \times 0.5 \times \frac{7}{10} \\
& = 0.0147
\end{align}
\]
记忆回退路径 2
\[
\begin{align}
\varphi_{红白红}(box1) & = argmax \left[ \delta_{红白}(box1)a_{box1box1} , \delta_{红白}(box2)a_{box2box1} , \delta_{红白}(box3)a_{box3box1} \right] b_{box1}(红) \\
& = \frac{1}{2} \delta_{红}(box2)a_{box2box1}
\end{align}
\]
\[
\begin{align}
\varphi_{红白红}(box2) & = argmax \left[ \delta_{红白}(box1)a_{box1box2} , \delta_{红白}(box2)a_{box2box2} , \delta_{红白}(box3)a_{box3box2} \right] b_{box2}(红) \\
& = \frac{2}{5} \delta_{红白}(box2) a_{box2box2}
\end{align}
\]
\[
\begin{align}
\delta_{红白红}(box3) & = argmax \left[ \delta_{红白}(box1)a_{box1box3} , \delta_{红白}(box2)a_{box2box3} , \delta_{红白}(box3)a_{box3box3} \right] b_{box3}(白) \\
& = \frac{7}{10} \delta_{红白}(box3)a_{box3box3} \\
\end{align}
\]
step 3 终结
\[
\begin{align}
\hat{Q}_{红白红} & = argmax \left[ \delta_{红白红}(box1) , \delta_{红白红}(box2) , \delta_{红白红}(box3) \right] \\
& = \delta_{红白红}(box3)
\end{align}
\]
\[
\begin{align}
\hat{P}(\hat{Q}_{红白红}) & = max \left[ \delta_{红白红}(box1) , \delta_{红白红}(box2) , \delta_{红白红}(box3) \right] \\
& = 0.0147
\end{align}
\]
step 4 路径(状态序列)回溯
\[
\begin{align}
\hat{q}_{红白} = \varphi_{红白红}(\hat{q}_{红白红}) = \varphi_{红白红} \left[ \delta_{红白红}(box3) \right]
\end{align}
\]
\[
\begin{align}
\hat{q}_{红} = \varphi_{红白}(\hat{q}_{红白}) = \varphi_{红白} \left[ \delta_{红白}(box2) \right]
\end{align}
\]
\[
\begin{align}
\hat{q} = \varphi_{红}(\hat{q}_{红}) = \varphi_{红} \left[ \delta_{红}(box3) \right]
\end{align}
\]
nlp homework 03的更多相关文章
- NLP相关问题中文本数据特征表达初探
1. NLP问题简介 0x1:NLP问题都包括哪些内涵 人们对真实世界的感知被成为感知世界,而人们用语言表达出自己的感知视为文本数据.那么反过来,NLP,或者更精确地表达为文本挖掘,则是从文本数据出发 ...
- NLP问题特征表达基础 - 语言模型(Language Model)发展演化历程讨论
1. NLP问题简介 0x1:NLP问题都包括哪些内涵 人们对真实世界的感知被成为感知世界,而人们用语言表达出自己的感知视为文本数据.那么反过来,NLP,或者更精确地表达为文本挖掘,则是从文本数据出发 ...
- 小兔JS教程(四)-- 彻底攻略JS数组
在开始本章之前,先给出上一节的答案,参考答案地址: http://www.xiaotublog.com/demo.html?path=homework/03/index2 1.JS数组的三大特性 在J ...
- 小兔JS教程(三)-- 彻底攻略JS回调函数
这一讲来谈谈回调函数. 其实一句话就能概括这个东西: 回调函数就是把一个函数当做参数,传入另一个函数中.传进去的目的仅仅是为了在某个时刻去执行它. 如果不执行,那么你传一个函数进去干嘛呢? 就比如说对 ...
- 文本分类(TextCNN,Keras)
数据集是网上找的,已上传至我的 Github,项目完整地址:https://github.com/cyandn/practice/tree/master/text-classification 流程: ...
- 【NLP新闻-2013.06.03】New Book Where Humans Meet Machines
英语原文地址:http://nlp.hivefire.com/articles/share/39865/ 注:本人翻译NLP新闻只为学习专业英语和扩展视野,如果翻译的不好,请谅解! (我挺想看这本书的 ...
- NLP 自然语言处理
参考: 自然语言处理怎么最快入门:http://www.zhihu.com/question/ 自然语言处理简介:http://wenku.baidu.com/link?url=W6Mw1f-XN8s ...
- 【NLP】3000篇搜狐新闻语料数据预处理器的python实现
3000篇搜狐新闻语料数据预处理器的python实现 白宁超 2017年5月5日17:20:04 摘要: 关于自然语言处理模型训练亦或是数据挖掘.文本处理等等,均离不开数据清洗,数据预处理的工作.这里 ...
- 【NLP】Python实例:申报项目查重系统设计与实现
Python实例:申报项目查重系统设计与实现 作者:白宁超 2017年5月18日17:51:37 摘要:关于查重系统很多人并不陌生,无论本科还是硕博毕业都不可避免涉及论文查重问题,这也对学术不正之风起 ...
随机推荐
- Python中self和__init__的含义与使用
原文地址https://blog.csdn.net/love666666shen/article/details/78189984 Python中的self 在Python中的类Class的代码中,常 ...
- cocos2d-x C++ 原始工程引擎运行机制解析
新建一个工程,相信感兴趣的同学都想知道cocos引擎都是如何运行的 想知道是如何运行的,看懂四个文件即可 话不多说,上代码: 1.首先解释 AppDelegate.h #ifndef _APP_DEL ...
- python模拟艺龙网登录带验证码输入
1.使用urllib与urllib2包 2.使用cookielib自动管理cookie 3.360浏览器F12抓信息 登录请求地址和验证码地址都拿到了如图 # -*- coding: utf-8 -* ...
- LA 2218 Triathlon(半平面交)
Triathlon [题目链接]Triathlon [题目类型]半平面交 &题解: 做了2道了,感觉好像套路,都是二分答案,判断半平面交是否为空. 还有刘汝佳的代码总是写const +& ...
- 软工网络15团队作业4——Alpha阶段敏捷冲刺3.0
软工网络15团队作业4--Alpha阶段敏捷冲刺3.0 1.每天举行站立式会议,提供当天站立式会议照片一张. 2.项目每个成员的昨天进展.存在问题.今天安排. 成员 昨天已完成 今天计划完成 郭炜埕 ...
- wordpress学习(四)---url伪静态简单了解
在page-url.php页面做测试 <h2>url伪静态</h2> 接收到的pagename参数是:<? echo $wp_query->query_vars[' ...
- Codeforces Round #323
div1 C 这题的是给了一个无限循环的子数组,问有多少个 (l,s)l代表起点s代表长度的循环串,使得所有的在原串中的每位都小于等于另外这个串(l<=n,1<=s<n) 像这样,我 ...
- 设计模式之Singleton(单态)(转)
定义: Singleton模式主要作用是保证在Java应用程序中,一个类Class只有一个实例存在. 在很多操作中,比如建立目录 数据库连接都需要这样的单线程操作. 还有, singleton能够被状 ...
- C语言学习感受
C语言,是我学习的第一种计算机语言,是他作为我编写程序的开始,在学习的时候,先学习了最基础的知识,在语言的理论学习语法上,我逐渐的了解了C语言并且对他有了基础的认识与理解,随着学习内容的不断深入,我逐 ...
- Linux服务器---流量监控MRTG
MRTG MRTG可以分析网络流量,但是它必须依赖SNMP协议.将收集到的数据生成HTML文件,以图片的形式展示出来 1.安装一些依赖软件 [root@localhost bandwidthd-2.0 ...