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/ NetNews Usenet Archive 1993 #3 / NN_1993_3.iso / spool / comp / speech / 490 < prev    next >
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Text File  |  1993-01-24  |  3.4 KB  |  83 lines

  1. Newsgroups: comp.speech
  2. Path: sparky!uunet!seas.gwu.edu!marshall
  3. From: marshall@seas.gwu.edu (Christopher Marshall)
  4. Subject: Re: Null Transitions in HMMs
  5. Message-ID: <1993Jan24.232204.7521@seas.gwu.edu>
  6. Sender: news@seas.gwu.edu
  7. Organization: George Washington University
  8. References: <1993Jan20.031204.1652@seas.gwu.edu> <1jn78mINNbhm@manuel.anu.edu.au>
  9. Date: Sun, 24 Jan 1993 23:22:04 GMT
  10. Lines: 71
  11.  
  12. >The solution to this is to NOT change the equations at all - but to
  13. >change A(i,j) and B(i,j,k).
  14. >
  15. >A(i,j) is defined by you as the probability of moving from state i to
  16. >state j in 1 time step. If we instead define it as the probability of
  17. >moving from state i to state j while producing exactly one output then
  18. >the problem is solved. If there are no null transitions then these
  19. >definitions are equivalent.
  20. >
  21. >B(i,j,k) is similarly defined normally as the probability of producing
  22. >symbol k given that a transition is made in one time step from state i
  23. >to state j. The new definition will be the probability of producing
  24. >symbol k given that exactly one output is produced in a move from
  25. >state i to state j.
  26.  
  27. This is a very good explanation.  I like it.  You are describing a
  28. way to convert an HMM with null transitions into one without
  29. null transitions.  It basically results in adding normal
  30. transitions to the HMM for every null transition you remove.
  31.  
  32. From earlier discussions I have had though, I get the feeling that
  33. there is another approach which requires fewer computations
  34. than this one.  I have never been able to figure it out though.
  35.  
  36. >An example will make this clearer (I hope). Say you already have the
  37. >A(i,j) and B(i,j,k) for no null transitions. Then say we add a null
  38. >transition from state s1 to state s2 and wish to find A'(i,j) and
  39. >B'(i,j,k) including this transition. We can write:
  40. >
  41. >A'(i,s2) = A(i,s2) + A(i,s1)
  42. >B'(i,s2,k) = B(i,s2,k) + B(i,s1,k)
  43. >
  44.  
  45. I applied your logic to this example and came up with a different set
  46. of equations, although similar in spirit.
  47.  
  48. Assume we have an HMM with A(i,j) and B(i,j,k), which contains a null
  49. transition from S1 to S2.  Let B(S1,S2,k)= 0 for all k.  We compute A'(i,j)
  50. and B'(i,j,k) for the corresponding HMM without null transitions as follows:
  51.  
  52. case 1 if i!=S1:
  53.    A'(i,j)= A(i,j)
  54.    B'(i,j,k)= B(i,j,k)
  55.  
  56. case 2 if i=S1 and j!=S2:
  57.    This is the tricky case.  When considering transitions from S1 to non-S2
  58.    states, you have to consider the possibility that the HMM will go from
  59.    S1 to S2 to j, emmiting a symbol on the s2 to j transition AND the
  60.    possibility that the HMM will go directly from S1 to j.
  61.    A'(S1,j)= A(S1,j) + A(S1,S2)*A(S2,j)
  62.    B'(S1,j,k)= A(S1,j)*B(S1,j,k) + A(S1,S2)*A(S2,j)*B(S2,j,k)
  63.                -----------------------------------------------
  64.                A(S1,j) + A(S1,S2)*A(S2,j)
  65.  
  66. case 3 if i=S1 and j=S2:
  67.    For the HMM to go from S1 to S2 and output a symbol, it must go
  68.    S1 to S2 to S2 and output a symbol on the S2->S2 transition.  Hence,
  69.    A'(S1,S2)= A(S1,S2)*A(S2,S2)
  70.    B'(S1,S2,k)= B(S2,S2,k)
  71.  
  72. Now, what about an HMM with more than one null transition?  As long
  73. as no two null transitions touch head to tail (so that you could make two
  74. or more transitions in a row and not output a symbol), then this procedure
  75. can be applied once for each null transition and it will work correctly.
  76.  
  77. From what I have read/heard though, it is possible to handle an HMM with
  78. null transitions as long as there are no closed loops of null transitions
  79. present.
  80.  
  81. Chris Marshall
  82. marshall@seas.gwu.edu
  83.