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2.1 生物信息学方法

标签: 生物信息学
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摘要 : 生物信息学主要应用到HMM隐马可夫链的方法。数学中具有马尔可夫性质的离散时间随机过程。该过程中,在给定当前知识或信息的情况下,只有当前的状态用来预测将来,过去(即当前以前的历史状态)对于预测将来(即当前以后的未来状态)是无关的。
生物信息学主要应用到HMM隐马可夫链的方法。数学中具有马尔可夫性质的离散时间随机过程。该过程中,在给定当前知识或信息的情况下,只有当前的状态用来预测将来,过去(即当前以前的历史状态)对于预测将来(即当前以后的未来状态)是无关的。在马尔可夫链的每一步,系统根据概率分布,可以从一个状态变到另一个状态,也可以保持当前状态。状态的改变叫做过渡,与不同的状态改变相关的概率叫做过渡概率。随机漫步就是马尔可夫链的例子。随机漫步中每一步的状态是在图形中的点,每一步可以移动到任何一个相邻的点,在这里移动到每一个点的概率都是相同的(无论之前漫步路径是如何的)。 2.1 生物信息学方法 图1隐马可夫链示意   1 评估问题 给定观测序列O=O1O2O3…Ot和模型参数λ=(A,B,π),怎样有效计算某一观测序列的概率,进而可对该HMM做出相关评估。例如,已有一些模型参数各异的HMM,给定观测序列O=O1O2O3…Ot,我们想知道哪个HMM模型最可能生成该观测序列。通常我们利用forward算法分别计算每个HMM产生给定观测序列O的概率,然后从中选出最优的HMM模型。 这类评估的问题的一个经典例子是语音识别。在描述语言识别的隐马尔科夫模型中,每个单词生成一个对应的HMM,每个观测序列由一个单词的语音构成,单词的识别是通过评估进而选出最有可能产生观测序列所代表的读音的HMM而实现的。 2 解码问题 给定观测序列O=O1O2O3…Ot和模型参数λ=(A,B,π),怎样寻找某种意义上最优的隐状态序列。在这类问题中,我们感兴趣的是马尔科夫模型中隐含状态,这些状态不能直接观测但却更具有价值,通常利用Viterbi算法来寻找。 这类问题的一个实际例子是中文分词,即把一个句子如何划分其构成才合适。例如,句子“发展中国家”是划分成“发展-中-国家”,还是“发展-中国-家”。这个问题可以用隐马尔科夫模型来解决。句子的分词方法可以看成是隐含状态,而句子则可以看成是给定的可观测状态,从而通过建HMM来寻找出最可能正确的分词方法。 3 学习问题 即HMM的模型参数λ=(A,B,π)未知,如何调整这些参数以使观测序列O=O1O2O3…Ot的概率尽可能的大。通常使用Baum-Welch算法以及Reversed Viterbi算法解决。

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作者:广州赛诚生物 点击:
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