Viterbiアルゴリズム学習(コードと注釈付き)

詳細コード:https://github.com/SunnyCat2013/viterbi-algorithm研二は音声認識の授業でviterbiアルゴリズムを書いたことがある.最近HMMを復習している時、viterbiの実現をよく覚えていないような気がして、暇を見つけてもう一度復習しました.例は李航の『統計学習方法』P 18610.3を参考にした.用語がわからなければ、P 1730.1を見てみましょう.

#include 
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#include 
using namespace std;
int main(){
    //     《      》P186，  10.3。    P173   10.1     
    //      （  ，        ）
    double pi[3] = { 0.2, 0.4, 0.4 }; //       （          ）
    int q = 0;
    for (auto _: pi) q++;

    double A[3][3] = { 0.5, 0.2, 0.3, 0.3, 0.5, 0.2, 0.2, 0.3, 0.5 }; //     （A[i][j]       i     j      ）
    double B[3][2] = { 0.5, 0.5, 0.4, 0.6, 0.7, 0.3 }; //       （     ，  、        ）

//    int output[] = { 0, 1, 0 , 1}; //     ： 、 、 、 
    int output[] = { 0, 1, 0}; //     ： 、 、 
    int T = 0;

    //         
    for (auto o: output) T++;
    cout << "T: " << T << endl;

    double **delta = new double *[T]; //    ，delta[i][j]      i  ，     j       。
    for (int i; i < T; i++) {
        delta[i] = new double[q];
    }
    int psi[T][q];


    //        1    delta  
    int color = output[0];
    cout << "output should be: 
" << "0.1\t0.16\t0.28" << endl;
    cout << "init delta[0][i]" << endl;
    for (int i = 0; i < q; i ++) {
        delta[0][i] = pi[i] * B[i][color];
        cout << delta[0][i] << "\t";
    }
    cout << endl;
    cout << endl;

    for (int i = 1; i < T; i++) { //      T - 1      
        color = output[i];
        for (int j = 0; j < q; j++) { //         ，       
            double i_j_pro[q]; //     i，    j    ，     i - 1   q             
            for (int k = 0; k < q; k++) {
//                i_j_pro[k] = delta[i - 1][k] * A[k][j];
                i_j_pro[k] = delta[i - 1][k] * A[k][j] * B[j][color]; //      B（              ）
            }

            //    i_j_pro           
            int idx = 0;
            double imax = i_j_pro[idx];
            for (int k = 1; k < q; k++) {
                if (i_j_pro[k] > imax) {
                    imax = i_j_pro[k];
                    idx = k;
                }
            }

            delta[i][j] = imax;
            psi[i][j] = idx;
            cout << "Time: " << i << "\t" << "delta: " << delta[i][j] << "\t" << "Choose box: " << psi[i][j] << endl;

        }
        cout << endl;
    }

    //    decode
             j = argmax(delta[i][j])
    int path[T];
    int i = T - 1;
    int idx = 0;
    double imax = delta[i][idx];
    for (int k = 1; k < q; k++) {
        if (delta[i][k] > imax) {
            imax = delta[i][k];
            idx = k;
        }
    }
    path[i] = idx;

    //       ，    psi[i + 1][        ]
    for (int i = T - 2; i >= 0; i--) {
        path[i] = psi[i + 1][path[i + 1]];
    }

    //       ，   output   {0, 1, 0}   ，     ：The best path: begin -> 2 -> 2 -> 2 -> end
    cout << "The best path: begin -> ";
    for (auto p: path) {
        cout << p << " -> ";
    }
    cout << "end" << endl;

    return 0;
}