EM算法详解

《数据挖掘中的十大算法》第四章深入探讨了EM算法，不同于简单的网络资料，内容详实，涵盖七个小节，共计32页。

EM算法，即期望最大化算法，是一种迭代算法，用于统计学中寻找依赖于隐性变量的概率模型参数的最大似然估计。

该算法采用贪心策略结合EM算法，通过优化数据与模型的匹配度，寻找数据对GMM模型的最佳匹配，从而实现基于模型的聚类。

提供了一个完整的Matlab代码，用于实现基于EM算法的图像处理技术。代码经过精心编写和测试，可以有效处理图像数据。

此代码存储库包含用于进行BKT分析的Matlab代码，结合对可汗学院数据的观察，这些数据与“评估教育视频”文章中使用的数据格式相同。要运行分析，请从data_pipeline目录运行sample_pipeline.sh脚本，该脚本负责从原始日志格式解析日志并构建和训练BKT模型。要查看训练模型或结果，请在data_pipeline/analysis目录中启动Matlab并加载results.mat文件。该代码包括两个主要部分：第一个部分位于data_pipeline/scripts目录中，是用Python编写的预处理脚本，用于将原始数据转换为更易于使用的格式；第二个部分位于data_pipeline/analysis目录中，是Matlab代码，用于实际运行BKT模型的训练和测试。

EM算法与高斯混合模型 本篇阐述了EM算法的原理, 并详解其在高斯混合模型参数估计中的应用。此外，我们提供了基于Matlab的代码实现，用于实际演示并评估算法性能。 EM算法原理 EM算法是一种迭代优化策略，用于含有隐变量的概率模型参数估计。其核心思想是在无法直接观测到所有变量的情况下，通过迭代地估计缺失信息来逐步逼近最大似然解。 算法流程包含两个步骤： E步 (Expectation): 基于当前参数估计，计算缺失数据的期望。 M步 (Maximization): 利用E步得到的期望，更新模型参数，以最大化似然函数。 高斯混合模型 高斯混合模型是一种强大的概率模型，能够表示复杂的数据分布。它假设数据是由多个高斯分布混合而成，每个高斯分布代表一个子类。 Matlab实现 我们使用Matlab编写代码，实现了EM算法对高斯混合模型参数的估计。代码中包含了数据生成、模型初始化、EM迭代优化以及结果可视化等部分。 总结 EM算法为解决高斯混合模型参数估计问题提供了一种有效途径。通过Matlab代码实现，我们可以直观地理解算法流程，并验证其在实际应用中的性能。

该存储库包含一组Matlab代码，用于基于EM算法训练和测试多类隐马尔可夫模型分类器。这些代码已应用于情感动作识别和手势识别等连续观察领域。

在这个项目中，我们计划使用EM算法来训练针对孤立词数据的HMM模型，同时考虑Viterbi算法在测试阶段的应用。我们的实验结果显示，通过Matlab编程实现的性能与HTK相当。尽管尚未准备数据文件（.mfcc文件），但您可以根据自己的数据进行处理。如果需要，您可能需要修改“generate_trainingfile_list.m”和“generate_testingfile_list.m”中的代码以匹配数据文件的路径。请运行“EM_HMM_isolated_digit_main.m”来开始您的实验。如需更多信息，请在评论中留言。此外，您可以通过指定的链接免费获取数据文件：选择“隔离的TI数字培训文件”，采样频率为8 kHz，终结点为isolated_digits_ti_train_endpt.zip，或直接下载训练数据的.zip文件并解压缩到“wav/iso”目录下。

李航教授《统计学习方法》第2版课件，涵盖EM算法相关内容。