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《數學之美》——維特比和他維特比算法

數學 模型 狀態 inf 一個 alt 技術 劃算 spa

維特比乍法是一個特殊但應用最廣的動態規劃算法,可以解決任何一個圖中的最短路徑問題。

這個算法是針對一個特殊的圖——籬笆網絡的有向圖的最短路徑提出的。

這個算法之所以重要,是因為凡是使用隱含馬爾科夫模型描述的問題都可以用它來解碼,包括今天 的數字通信,語音識別,拼音轉漢字,分詞等。

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算法基礎:

1、如果要概率最大的路徑 P(或者說最短路徑)經過某個點 x22,那個這條路徑上從起始點到 x22 的這段子路徑Q一定是S到 x22 之間的最短路徑。否則,用S到x22的最短路徑R代替Q,便構成了一條比P更短的路徑,這顯然是矛盾的。

2、從S到E的路徑必定經過第 i 時刻的某個狀態,假定第 i 時刻有 k 個狀態, 那麽如果記錄了從 S 到第 i 個狀態的所有 k 個節點的最短路,最終的最短路徑必經過其中的一條。這樣,在任何時刻,演只要考慮非常有限條最短路徑即可。

3、結合上述兩點,假定當我們從狀態 i 進入狀態 i+1 時,從 S 到狀態 i 上各個節點的最短路徑已經找到,並且記錄在這些節點上,那麽在計算從起點 S 到第 i+1 狀態的最短路徑時,只要考慮從 S 到當前一個狀態所有的 k 個節點的最短路徑,以及從這 k 個節點到 xi+1, j 的距離即可。

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