随机过程——马尔可夫过程的应用
随机过程与马尔可夫链

随机过程是概率论和数理统计中的重要概念之一,它用来描述随机现象随时间的演变过程。
其中,马尔可夫链是描述随机过程特性的重要工具之一。
随机过程的定义是:对于一组状态集合{X(t)|t≥0},如果对于任意的n个时间点0≤t1<t2<…<tn,随机变量(X(t1), X(t2), …, X(tn))的条件分布只依赖于X(tn),则称随机过程为马尔可夫过程。
简单来说,马尔可夫过程的特点是未来状态只与当前状态有关,与过去状态无关。
而马尔可夫链则是马尔可夫过程的特例,它的状态集合只有有限个或可数个。
马尔可夫链具有马尔可夫性质,即只与当前状态有关,与过去状态和未来状态都无关。
随机过程和马尔可夫链的研究在概率论和统计学中有着重要的应用。
首先,它们可以用来描述各种现实生活中的随机现象,如股市价格的涨跌、人口的增长等。
其次,它们可以被用于建立数学模型,对这些现象进行分析和预测。
例如,马尔可夫链可以用来建立天气预报模型,根据当前的天气状态(晴、阴、雨等)预测未来的天气状况。
此外,马尔可夫链还在自然语言处理、图像处理、机器学习等领域有着广泛的应用。
马尔可夫链具有很多重要的性质和特征。
首先,它具有马尔可夫性,即未来状态只与当前状态有关,与过去状态无关。
这一性质使得马尔可夫链具有简洁的数学形式和较强的可计算性。
其次,马尔可夫链具有平稳分布(或者说稳态分布)的概念。
如果马尔可夫链的转移矩阵稳定下来,且与初始状态无关,那么这个稳态分布就是平稳分布。
平稳分布具有许多重要的应用,例如在排队论中,可以通过平稳分布来求解系统的性能指标。
此外,马尔可夫链还具有遍历性,即从任意一个状态出发,最终都有可能到达任意一个状态。
这一特性使得马尔可夫链可以被用来模拟复杂的随机过程。
马尔可夫链有许多重要的应用。
其中之一是在马尔可夫链蒙特卡洛方法中的广泛应用。
蒙特卡洛方法是一种基于统计学的模拟方法,用于求解复杂的数学问题。
马尔可夫链蒙特卡洛方法利用了马尔可夫链的平稳分布特性,通过对状态空间进行遍历和抽样,从而利用样本估计目标问题的解。
随机过程分析随机过程的平稳性和马尔可夫性

随机过程分析随机过程的平稳性和马尔可夫性随机过程的分析包括对其平稳性和马尔可夫性的研究。
平稳性指的是随机过程在时间平移下的统计特性保持不变,而马尔可夫性则描述了随机过程在给定过去状态的条件下,未来状态的概率只依赖于当前状态,而与过去状态无关。
本文将介绍随机过程的平稳性和马尔可夫性,并通过几个具体的例子来说明这两个概念的应用。
一、随机过程的平稳性随机过程的平稳性是指在时间平移下,该过程的统计特性保持不变。
可分为弱平稳性和强平稳性。
1. 弱平稳性弱平稳性是指随机过程的一阶和二阶矩保持不变。
也就是说,对于任意的时刻 t,随机变量 X(t) 的均值和自协方差只与时间差有关,而与具体的时刻 t 无关。
例如,考虑一个简单的离散时间随机过程 {X(t)},每个时刻的取值服从独立同分布,且具有相同的均值和方差。
如果这个过程的均值和方差对于任意的时刻 t 和 s,都满足 E[X(t)] = E[X(s)] 和 Cov(X(t),X(t+h)) = Cov(X(s), X(s+h)),其中 h 为时间差,则称该随机过程具有弱平稳性。
2. 强平稳性强平稳性是指对于任意的正整数 n,随机过程的前 n 阶矩都保持不变。
也就是说,对于任意的时刻 t 和任意的正整数 n,X(t) 和 X(t+n) 的联合概率分布与 X(s) 和 X(s+n) 的联合概率分布相同,其中 s 为任意时刻。
例如,考虑一个连续时间随机过程 {X(t)},其概率密度函数为 f(x,t)。
如果对于任意的时刻 t 和任意的正整数 n,联合概率密度函数 f(x_1,x_2, ..., x_n, t) 与 f(x_1, x_2, ..., x_n, s) 相同,其中 s 为任意时刻,则称该随机过程具有强平稳性。
二、随机过程的马尔可夫性马尔可夫性是指随机过程在给定过去状态的条件下,未来状态的概率只依赖于当前状态,而与过去状态无关。
这意味着未来状态的概率分布只与当前状态有关,与过去状态的取值路径无关。
随机过程中的马尔可夫过程

随机过程中的马尔可夫过程在随机过程中的马尔可夫过程马尔可夫过程是在随机过程中常见且重要的一种形式。
它具有一定的数学特性和模型结构,能够描述在离散或连续时间段内状态的转移以及相关的概率。
本文将对马尔可夫过程的基本概念、特性和应用进行详细介绍。
一、概述马尔可夫过程是一种随机过程,其状态转移满足马尔可夫性质。
马尔可夫性质是指在给定当前状态下,未来和过去的转移概率仅与当前状态有关,与过去状态无关。
这种性质使得马尔可夫过程具有简化模型和简单计算的优势,被广泛应用于各个领域。
二、基本概念1. 状态空间:马尔可夫过程的状态空间是指所有可能取值的集合。
例如,一个骰子的状态空间为{1, 2, 3, 4, 5, 6}。
2. 转移概率:马尔可夫过程中的状态转移概率描述了从一个状态到另一个状态的概率。
用P(Xt+1 = j | Xt = i)表示从状态i转移到状态j的概率。
3. 转移矩阵:将所有状态之间的转移概率整合到一个矩阵中,称为转移矩阵。
转移矩阵是一个方阵,大小为n×n,其中n是状态空间的数量。
4. 平稳分布:在马尔可夫过程中,如果某个状态的概率分布在经过无限次转移后保持不变,那么该概率分布称为平稳分布。
平稳分布可以通过解线性方程组来计算。
三、特性1. 马尔可夫链:马尔可夫过程可以看作是离散时间的马尔可夫链。
马尔可夫链是指具有无记忆性质的随机序列,即未来状态只依赖于当前状态。
2. 齐次马尔可夫过程:如果马尔可夫过程的转移概率与时间无关,那么称为齐次马尔可夫过程。
齐次马尔可夫过程的转移概率矩阵在时间上保持不变。
3. 连续时间马尔可夫过程:如果马尔可夫过程的时间是连续的,则称为连续时间马尔可夫过程。
连续时间的马尔可夫过程可以用微分方程来描述。
四、应用领域1. 金融学:马尔可夫过程常用于金融市场的建模和分析,例如股票价格的预测和风险管理。
2. 信号处理:马尔可夫过程可以用于信号和图像的分析与处理,包括语音识别和图像识别等领域。
马尔可夫决策过程在实际中的应用(十)

马尔可夫决策过程在实际中的应用马尔可夫决策过程(MDP)是一种用于描述随机决策问题的数学框架。
通过MDP,我们可以建立起一种数学模型,用于描述智能体在不断地与环境互动中,做出决策以达成其某种目标的过程。
MDP在现实生活中有着广泛的应用,从工程领域到经济学领域,都能看到它的身影。
首先,我们来看看MDP在工程领域的应用。
在工程领域,MDP常常被用来描述系统控制问题。
比如,在自动驾驶汽车中,驾驶系统需要通过对周围环境的感知和分析,来做出合适的决策,比如加速、减速、转弯等。
而这些决策往往需要考虑到环境的不确定性,比如其他车辆的突然变道、行人的横穿等。
这时,MDP就可以派上用场,通过建立状态空间、动作空间和奖励函数,来帮助汽车系统做出最优的决策。
除了工程领域,MDP在经济学领域也有着广泛的应用。
在金融投资领域,投资者需要面对各种不确定性因素,比如股票市场的波动、宏观经济环境的变化等。
此时,MDP可以帮助投资者建立起一个数学模型,通过对各种因素的分析和建模,来帮助投资者做出最优的投资决策。
比如,通过MDP可以对不同的投资组合进行优化,找到最佳的资产配置方案,以达到投资组合的最大化收益或最小化风险。
此外,MDP还在医疗领域有着重要的应用。
在临床决策支持系统中,医生需要根据患者的病情和各种医疗因素,来做出诊断和治疗建议。
而这些决策往往需要考虑到患者的个体差异以及疾病的不确定性。
通过MDP可以建立起一个医疗决策支持系统,帮助医生做出更为科学和合理的决策,提高患者的治疗效果和生存率。
总的来说,马尔可夫决策过程在实际中有着广泛的应用,不仅在工程、经济学和医疗领域有着重要的作用,而且还在其他领域也有着诸多应用。
通过对环境的建模和分析,MDP可以帮助决策者做出更为科学和合理的决策,提高决策的效率和效果。
随着人工智能和数据科学的发展,相信MDP会在更多领域展现出其强大的应用价值。
随机过程的应用

马尔可夫链( 过程)的发展与应用孙启明41264043 金融1211. 马尔可夫过程发展1.1 马尔可夫过程简介马尔科夫过程(MarKov Process)是一个典型的随机过程。
设X(t)是一随机过程,当过程在时刻t0所处的状态为已知时,时刻t(t>t0)所处的状态与过程在t0时刻之前的状态无关,这个特性成为无后效性。
无后效的随机过程称为马尔科夫过程。
马尔科夫过程中的时同和状态既可以是连续的,又可以是离散的。
我们称时间离散、状态离散的马尔科夫过程为马尔科夫链。
马尔科夫链中,各个时刻的状态的转变由一个状态转移的概率矩阵控制。
1.2 马尔可夫过程的发展20 世纪50 年代以前,研究马尔可夫过程的主要工具是微分方程和半群理论 (即分析方法);1936 年前后就开始探讨马尔可夫过程的轨道性质,直到把微分方程和半群理论的分析方法同研究轨道性质的概率方法结合运用,才使这方面的研究工作进一步深化,并形成了对轨道分析必不可少的强马尔可夫性概念。
出于扩大极限定理应用范围的目的,马尔科夫在20世纪初开始考虑相依随机变量序列的规律,并从中选出了最重要的一类加以研究。
1906 年他在《大数定律关于相依变量的扩展》一文中,第一次提到这种如同锁链般环环相扣的随机变量序列,其中某个变量各以多大的概率取什么值,完全由它前面的一个变量来决定,而与它更前面的那些变量无关。
这就是被后人称作马尔科夫链的著名概率模型。
也是在这篇论文里,马尔科夫建立了这种链的大数定律。
用一个通俗的比喻来形容,一只被切除了大脑的白鼠在若干个洞穴间的蹿动就构成一个马尔科夫链。
因为这只白鼠已没有了记忆,瞬间而生的念头决定了它从一个洞穴蹿到另一个洞穴;当其所在位置确定时,它下一步蹿往何处与它以往经过的路径无关。
这一模型的哲学意义是十分明显的,用前苏联数学家辛钦( 1894-1959〕的话来说,就是承认客观世界中有这样一种现象,其未来由现在决定的程度,使得我们关于过去的知识丝毫不影响这种决定性。
随机过程中的马尔可夫过程理论

随机过程中的马尔可夫过程理论马尔可夫过程理论是随机过程中的一种重要理论,它描述了一类具有马尔可夫性质的随机过程。
在随机过程中,马尔可夫过程是指一个系统在给定当前状态下,其未来状态的概率分布只依赖于当前状态,而与过去的状态无关。
马尔可夫过程在实际应用中具有广泛的应用,尤其在可靠性分析、排队论和金融领域等方面发挥重要作用。
一、马尔可夫过程的基本概念马尔可夫过程由状态空间、转移概率矩阵和初始概率分布三要素构成。
1. 状态空间状态空间是指一个马尔可夫过程中可能出现的所有状态的集合。
通常用S表示,状态空间可以是有限的,也可以是无限的。
2. 转移概率矩阵转移概率矩阵描述了一个当前状态到下一个状态的转移概率。
假设状态空间S有n个状态,转移概率矩阵P的元素P(i, j)表示从状态i转移到状态j的概率。
转移概率矩阵满足非负性和归一性条件,即每个元素都大于等于零,每行元素之和等于1。
3. 初始概率分布初始概率分布是指系统在初始状态下各个状态出现的概率分布。
假设初始状态概率分布为π,其中π(i)表示系统初始状态为i的概率。
二、马尔可夫链马尔可夫过程中的马尔可夫链是指一个没有时间限制的马尔可夫过程,也就是说,它在任意时刻都遵循马尔可夫性质。
马尔可夫链可以是有限的,也可以是无限的。
1. 不可约性不可约性是指一个马尔可夫链中的所有状态都可以通过一系列转移概率到达任何其他状态。
具有不可约性的马尔可夫链被称为不可约马尔可夫链。
2. 遍历性遍历性是指一个不可约马尔可夫链中的任意状态都能在有限步内返回到自身。
具有遍历性的马尔可夫链被称为遍历马尔可夫链。
3. 非周期性非周期性是指一个马尔可夫链中不存在周期性循环。
如果一个状态经过若干步后又返回到自身的最小步数是1,则称该状态为非周期状态。
具有非周期性的马尔可夫链被称为非周期马尔可夫链。
三、马尔可夫过程的稳定性马尔可夫过程的稳定性是指在经过一段时间后,随机过程的状态分布不再发生显著变化。
马尔可夫过程及其应用

马尔可夫过程及其应用随机事件、随机行为在我们的日常生活中无处不在,如天气的变化、股票市场的波动、人口的增长等。
数学上,这些随机事件可用随机变量表示,我们关心的是这些随机变量的发展和演化,进而了解问题的本质和规律。
这就是概率论和随机过程所要研究的内容。
马尔可夫过程是一种重要的随机过程,具有广泛的应用。
马尔可夫过程是指具有“无记忆性”的随机过程,它的未来状态只与当前状态相关,而与过去的状态无关。
具有马尔可夫性质的随机过程常常被称为“马尔可夫链”。
马尔可夫过程包含以下三个要素:状态空间、转移概率矩阵和初值分布。
其中状态空间是指系统可能处于的状态集合,转移概率矩阵是指从一个状态到另一个状态的概率,初值分布是指系统在初始状态的概率分布。
马尔可夫过程中的状态可以是离散的,也可以是连续的。
马尔可夫过程有以下几个重要的性质:无后效性、可达性、可约性、不可二分性、周期性和吸收性。
其中,无后效性是指过去的状态信息对于未来的状态预测没有影响;可达性是指从一个状态出发,存在一条路径能够到达另一个状态;可约性是指所有状态可以通过状态的合并来降低状态的个数;不可二分性是指任何一个状态要么是不可达状态,要么是不可分状态;周期性是指存在一些状态,从这些状态出发,经过若干次转移后又会回到该状态,形成一个循环;吸收性是指存在一些状态,从这些状态出发,不会回到其他状态,这些状态称为吸收态。
马尔可夫过程在实际应用中有广泛的应用,如金融工程、生物信息学、信号处理、通信系统等领域。
以下就几个领域举例说明。
一、金融工程金融市场的波动是随机的,因此建立一个能够描述金融市场运动的随机过程非常必要。
马尔可夫过程可以很好地描述金融市场的波动行为。
例如,利用高斯-马尔可夫过程可以描述股票价格的变化,通过将市场建模成一个马尔可夫链,可以对股票价格、波动率等重要金融指标进行预测。
二、生物信息学生物序列比对是生物信息学中一个非常重要的问题。
基于概率模型的生物序列比对方法包括基础的重叠模型和马尔科夫模型。
数学中的随机过程与马尔可夫决策

数学中的随机过程与马尔可夫决策数学作为一门抽象而广泛应用的学科,涵盖了众多的分支和应用领域。
其中,随机过程和马尔可夫决策是数学中非常重要的概念和工具。
本文将介绍数学中的随机过程和马尔可夫决策,并探讨其在现实生活中的应用。
随机过程是一类描述时间上演化随机性的数学模型。
它由一组随机变量组成,这些随机变量表示在不同时间发生的随机事件。
随机过程可以分为离散时间和连续时间两种类型。
离散时间随机过程,如泊松过程,是在离散时间点上发生的随机事件的集合。
而连续时间随机过程,如布朗运动,是在连续时间上连续发生的随机事件的集合。
随机过程在金融领域、通信领域等方面有着广泛的应用。
马尔可夫决策是一种基于马尔可夫过程的决策方法。
马尔可夫过程是一种具有马尔可夫性质的随机过程。
马尔可夫性质即未来状态只依赖于当前状态,与过去的状态无关。
基于这种性质,马尔可夫决策通过建立转移概率矩阵来描述状态转移的概率,并根据一定的决策规则来选择最优的决策策略。
马尔可夫决策在工程管理、人工智能等领域有着重要的应用。
在实际的生活中,随机过程和马尔可夫决策都扮演着重要的角色。
以股票市场为例,随机过程可以帮助分析股票价格的波动情况,从而进行投资决策。
而马尔可夫决策则可以应用于自动驾驶汽车的行驶决策中,通过分析周围环境的状态和转移概率,选择合适的行驶策略。
另外,随机过程和马尔可夫决策还广泛应用于通信系统、生产调度等领域,为问题的建模和求解提供了有效的数学工具。
总结起来,随机过程和马尔可夫决策是数学中的重要概念和工具。
随机过程用来描述随机性的演化过程,马尔可夫决策则是基于马尔可夫过程进行决策的方法。
它们在现实生活中有着广泛的应用,可以帮助我们分析和解决各种问题。
通过深入研究和应用随机过程和马尔可夫决策,我们能够更好地理解和应对不确定性,为决策提供更科学的依据。
随着技术的不断发展,随机过程和马尔可夫决策的应用将会越来越广泛,为我们的生活带来更多的便利和创新。
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随机过程——马尔可夫过程的应用
年级:2013级
专业:通信工程3班
姓名:李毓哲
学号:1302070131
摘要:随机信号分析与处理是研究随机信号的特点及其处理方法的专业基础,
是目标检测、估计、滤波灯信号处理理论的基础,在通信、雷达、自动检测、随机振动、图像处理、气象预报、生物医学、地震信号处理等领域有着广泛的应用,随着信息技术的发展,随机信号分析与处理的理论讲日益广泛与深入。
随机过程是与时间相关的随机变量,在确定的时刻它是随机变量。
随机过程的具体取值称作其样本函数,所有样本函数构成的集合称作随机过程的样本函数空间,所有样本函数空间及其统计特性即构成了随机过程。
通信工程中存在大量的随机现象和随机问题。
如:信源是随机过程;信道不仅对随机过程进行了变换,而且会叠加随机噪声等。
马尔可夫过程是一类非常重要的随机过程。
随着现代科学技术的发展,很多在应用中出现的马氏过程模型的研究受到越来越多的重视。
在现实世界中,有很多过程都是马尔可夫过程,马尔可夫过程在研究质点的随机运动、自动控制、通信技术、生物工程等领域中有着广泛的应用。
我们可以通过对马尔可夫过程的研究来分析马尔可夫信源的特性。
关键词:随机过程,马尔可夫过程,通信工程,应用
目录
一、摘要
二、随机过程
2.1、随机过程的基本概念及定义
2.2、随机过程的数学描述
2.3、基于MATLAB的随机过程分析方法
三、马尔可夫过程
3.1马尔可夫过程的概念
3.2马尔可夫过程的数学描述
四、马尔可夫过程的应用
4.1马尔可夫模型在通信系统中的应用
4.2马尔可夫模型在语音处理的应用
4.3马尔可夫模型的其他应用
五、结论
参考文献
二、随机过程
2.1、随机过程的基本概念及定义
自然界变换的过程通常可以分为两大类——确定过程和随机过程。
如果每次试验所得到的观测过程都相同,且都是时间t的一个确定函数,具有确定的变换规律,那么这样的过程就是确定过程。
反之,如果每次试验所得到观测过程都不相同,是时间t的不同函数,没有为确定的变换规律,这样的过程称为随机过程。
2.2、随机过程的数学描述
设随机试验E的样本空间Ω,T是一个数集(T∈(-∞,∞)),如果对于每一个t ∈T,都有一个定义在样本空间Ω上的随机变量
X(w,t),w∈Ω,则称依赖于t的一族随机变量{X(w,t),t∈T}为随机过程或随机函数,简记为{X(t),t∈T }或X(t),其中t称为参数,T称为参数集。
当T={0,1,2,…},T={1,2,…},T={…,-2,-1,0,1,2,…}时,{X(w,t)t∈T}称为随机序列或时间序列。
2.3、基于MATLAB的典型随机过程的仿真
信号处理仿真分析中都需要模拟产生各种随机序列,通常都是先产生白噪声序列,然后经过变换得到相关的随机序列,MATLAB有许多产生各种分布白噪声的函数。
产生相关正态随机序列:
利用计算机语言的[0,1]区间均匀分布随机数产生函数生成两个相互独立序列{u1(n)∣n=1,2,...,100000},{u2(n)∣n=1,2, (100000)
程序代码:
u1=rand(1,100000);
u2=rand(1,100000);---%在[0,1]区间用rand函数生成两个相互独立的是随机序列
n1=hist(u1,10)%--------------------------用hist函数绘制分布直方图subplot(121)%-----------------------------将两幅分布图显示在一个窗口bar(n1)
n2=hist(u2,10)
subplot(122)
bar(n2)
实验结果:
三、马尔可夫过程
3.1马尔可夫过程的概念
马尔可夫过程是一类非常重要的随机过程。
随着现代科学技术的发展,很多在应用中出现的马氏过程模型的研究受到越来越多的重视。
在现实世界中,有很多过程都是马尔可夫过程,马尔可夫过程在研究质点的随机运动、自动控制、通信技术、生物工程等领域中有着广泛的应用。
我们可以通过对马尔可夫过程的研究来分析马尔可夫信源的特性。
马尔科夫过程是一个典型的随机过程。
设X(t)是一随机过程,当过程在时刻t0所处的状态为已知时,时刻t(t>t0)所处的状态与过程在t0时刻之前的状态无关,这个特性成为无后效性。
无后效的随机过程称为马尔科夫过程。
马尔科夫过程中的时同和状态既可以是连续的,又可以是离散的。
3.2马尔可夫过程的数学描述
马尔可夫过程是下述这样的一种过程:在已经时刻t0系统所处状态的条件下,在时刻t0以后系统到达的情况与时刻t0以前系统所处的状态无关,完全取决于时刻t0系统所处的状态。
这个特性称为无后效性,也称为“马尔可夫性”。
马尔可夫过程数学定义如下:设{X(t),t∈T }为随机过程,如果对于任意正整数n及t1<t2<...<tn,P{X(t1)=x1, X(t2)=x2, …,X(t (n-1))=x(n-1)}>0,并且其条件分布为
P{X(tn)<=xn|X(t1)=x,X(t2)=x2,...,X(tn-1)=xn-1}=P{X(tn)<=xn| X(tn-1)=xn-1},则称{X(t),t∈T}为马尔可夫过程,或称该过程具有马尔可夫性。
按照时间和状态的离散、连续情况马尔可夫过程可分为三类:
(1) 时间与状态(空间)都离散的过程,称为马尔可夫链;
(2) 时间连续与状态(空间)离散的过程,称为连续时间的马尔可夫过链;
(3) 时间与状态(空间)都连续的马尔可夫过程。
四、马尔可夫过程的应用
4.1马尔可夫模型在通信系统中的应用
在通信系统的设计中,信道模型和信道仿真的正确性、真实性直接影响着所设计的通信系统的性能。
在模型的设计中,除了在特性相对应的仿真的对象应有良好的逼近外,实现的复杂程度和速度是通常
需要重视的要点,以保证其可实现性和实时性。
实测法、滤波法以及基于马尔可夫过程建模是三种常用移动信道建模方法。
目前卫星信道模型有Suzuki模型和Loo’s分布等,这些信道模型的仿真都是基于多个不相关的有色高斯随机过程。
其中基于马尔可夫过程建模这种方法是用高阶马尔可夫模型作为衰落信道模型。
到目前为止,已有很多研究。
特别是近年来移动通信发展迅速,对话音、数据业务进行无线传输3G以及4G的研究更是蓬勃展开。
武宣信道衰落对通信网络性能的影响是其中的关键问题之一。
已有的通信协议大多没有考虑信道的记忆性,这就使的协议性能下降。
对于信道记忆性,一般采用马尔可夫模型,已有的对于衰落信道记忆性的研究,大豆采用高阶马尔可夫模型。
4.2马尔可夫模型在语音处理的应用
HMM(隐马尔可夫模型)是序列数据处理和统计学习的一直重要概率模型,近几年已经被成功应用到许多语音处理的任务中。
基于两层隐马尔可夫模型的可视语音合成技术。
对于上层,建立各态历经对应的口型类建模,进一步分析各口型类与相应语音之间的对应关系。
通过下层的隐马尔可夫模型参数精确描述与每个口型类对应的语音时序变化特性。
相对于语音的概率密度分布表示法,隐马尔
可夫模型更能反映出语音的动态时序变化特性,特别是在建模过程中,可以有效结合语音的上下文相关性约束,即对于每个口型帧,利用其对于的语音去许梿模型,结合该语音帧前后的各帧信息,图中展示了语音隐马尔可夫模型所反映的口型和语音之间对应关系。
在结合上层对口型规律的统计信息实现可视语音合成,两层模型的统计约束参数解决了语音到口型多对多的对应问题,合成出了准确率高、连贯、自然的口型序列,并且该方法可实现完全自动化。
4.3马尔可夫模型的其他应用
隐马尔可夫模型是马尔可夫过程的一种,它的状态不能直接观察到,但能通过观察向量序列观察到,每个观测向量都是通过某些概率魔都分布表现为各种状态,每一个观测向量是有一个具有响应概率密度分布的状态序列产生。
今年来,隐马尔科夫模型在模式识别与随机信号处理有着最广泛的应用,最成功的例子如语音识别和文字识别。
HMM还被引入计算机文字识别和移动通信核心技术“多用户的检测’。
五、结论
从上面的分析中,我们可以看到随机过程——马尔可夫过程在通
信工程中得到的广泛应用。
马尔可夫过程可以用于无线通信系统信道模型以及文字识别、图像处理和目标跟踪等领域。
在当代科学与社会的广阔天地里,人们都可以看到一种叫作随机过程的数学模型:从银河亮度的起伏到星系空间的物质分布、从分子的布朗运动到原子的蜕变过程,从化学反应动力学到电话通讯理论、从谣言的传播到传染病的流行、从市场预测到密码破译,随机过程理论及其应用几乎无所不在。
参考书目:
[1] 罗鹏飞,张文明.随机信号分析与处理,清华大学出版社,2012
[2] 周炯槃.通信原理,北京邮电大学,2005
[3] 陆传费.工程系统中的随机过程,电子工业出版社,2000
[4] 张海刚.编码与调制—移动通信系统关键技术研究. 山东大学, 2010 .。