Daphne Koller 概率图模型原理与技术(2)- Template-Based Representations

Template-Based Representations

Temporal Models

Daphne Koller 概率图模型原理与技术(2)- Template-Based Representations马尔科夫链如上定义,每一帧变量值只和上一帧有关。给定当前一帧的信息,未来的每一帧信息都和历史信息无关,因为当前帧已经包含了所有的历史信息。
针对一个问题和场景,状态变量建模地越完全,模型的马尔可夫性就越容易得到保证。但是模型的复杂度就会提高,这里我们需要一定的权衡。

Dynamic Bayesian Network

Daphne Koller 概率图模型原理与技术(2)- Template-Based RepresentationsDaphne Koller 概率图模型原理与技术(2)- Template-Based Representations

在每个迭代步中,带撇的变量就是后一帧的,不带的就是当前帧的,每一个后一帧变量
针对于所有变量的条件概率,等于其对于界面变量(Interface Var)的条件概率。界面变量其实际上就是后一帧变量的Parents。最简单的事件模型就是隐马尔可夫模型了(单状态变量、单观测。把他看作动态贝叶斯网络,就如下所示了:
Daphne Koller 概率图模型原理与技术(2)- Template-Based Representations一个变量如果自己指向下一帧的自己,就被叫做persistent variable。
Daphne Koller 概率图模型原理与技术(2)- Template-Based Representations一个完整的贝叶斯网络由一个初始值和过渡模型组成。过渡模型是一个2-TBN(Temporal Bayesian Network)组成。

Daphne Koller 概率图模型原理与技术(2)- Template-Based Representations左边那个图就可以表示多种声音被一个麦克风听到。右边那个图可以表示一栋楼里多个房间的火灾报警系统。

State-Observation Models

状态观测模型符合两个假设,是动态贝叶斯网络中特殊的一类:
Daphne Koller 概率图模型原理与技术(2)- Template-Based Representations首先是一阶马尔可夫性,其次是观测的独立性,他在给定当前状态时,和其他的所有状态均没有关系。

隐马尔可夫模型

HMM就是一种简单的DBN。
Daphne Koller 概率图模型原理与技术(2)- Template-Based Representations

Directed Probabilistic Models for Object-Relational Domains

我们可以根据概率分布的对象特点建立Directed Probabilistic Models for Object-Relational Domains。

Plate Models

板块模型用板块描述一个对象。

Daphne Koller 概率图模型原理与技术(2)- Template-Based Representations所有的对象都被一个模板按照一定的概率生成。并且声称的对象之间都相互独立,抛硬币就是这样一个例子。
Daphne Koller 概率图模型原理与技术(2)- Template-Based Representations不同的object之间还可以相互重叠,多个之间相互作用可以形成复杂的模型。由于我们对plate的数量没有限制,我们还可以生成一个具有无限个object的网络。