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一文读懂什么是马尔科夫链

2018-10-31
Garaguru

一句话简介

马尔科夫链就是,在一个状态机里,从一个状态转换到另一个状态的概率只取决于当前状态,与之前的状态无关。

这种“无记忆”的性质,也叫马尔科夫性质

一个典型的马尔科夫模型

定义 牛市,熊市,横盘的状态分别为0、1、2,定义状态转移矩阵为:

比较有趣的是,这里如果随意定义一个初始状态

$t_0 = [0.1, 0.2, 0.7]$

然后通过状态转移矩阵去计算后面的状态的概率,最终会是这样:

0 	[ 0.295   0.3425  0.3625]
1 	[ 0.4075   0.38675  0.20575]
2 	[ 0.4762  0.3914  0.1324]
3 	[ 0.52039   0.381935  0.097675]
4 	[ 0.55006   0.368996  0.080944]
5 	[ 0.5706394  0.3566873  0.0726733]
6 	[ 0.58524688  0.34631612  0.068437  ]
7 	[ 0.59577886  0.33805566  0.06616548]
8 	[ 0.60345069  0.33166931  0.06487999]
9 	[ 0.60907602  0.32681425  0.06410973]
10 	[ 0.61321799  0.32315953  0.06362248]
11 	[ 0.61627574  0.3204246   0.06329967]
12 	[ 0.61853677  0.31838527  0.06307796]
13 	[ 0.62021037  0.31686797  0.06292166]
14 	[ 0.62144995  0.31574057  0.06280949]
15 	[ 0.62236841  0.31490357  0.06272802]
16 	[ 0.62304911  0.31428249  0.0626684 ]
17 	[ 0.62355367  0.31382178  0.06262455]
18 	[ 0.62392771  0.31348008  0.06259221]
19 	[ 0.624205   0.3132267  0.0625683]
20 	[ 0.62441058  0.31303881  0.06255061]
21 	[ 0.624563    0.31289949  0.06253751]
22 	[ 0.624676   0.3127962  0.0625278]
23 	[ 0.62475978  0.31271961  0.06252061]
24 	[ 0.6248219   0.31266282  0.06251528]

是的,最终状态收敛了!

即使初始状态不同,比如 $[0,0,1]$ ,最终也会收敛到这个状态!

马尔科夫链收敛条件

  1. 状态机中可能的状态数是有限的
  2. 状态之间的转移概率固定不变
  3. 可以从任意状态转变到任意状态
  4. 不能是简单的循环,比如 x 全是到 y, y 全是到 x

以上就是马尔科夫链收敛的必要条件

应用

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