Identifiability of discrete Input-output hidden Markov models with external signals - Archive ouverte HAL
Article Dans Une Revue Statistics and Computing Année : 2023

Identifiability of discrete Input-output hidden Markov models with external signals

Résumé

In this paper, we consider a bivariate process (Xt, Yt) t∈Z which, conditionally on a signal (Wt) t∈Z , is a hidden Markov model whose transition and emission kernels depend on (Wt) t∈Z. The resulting process (Xt, Yt, Wt) t∈Z is referred to as an input-output hidden Markov model or hidden Markov model with external signals. We prove that this model is identifiable and that the associated maximum likelihood estimator is consistent. Introducing an Expectation Maximization-based algorithm, we train and evaluate the performance of this model in several frameworks. In addition to learning dependencies between (Xt, Yt) t∈Z and (Wt) t∈Z , our approach based on hidden Markov models with external signals also outperforms state-of-the-art algorithms on real-world fashion sequences.

Domaines

Traitement du signal et de l'image [eess.SP] Statistiques [math.ST] Machine Learning [stat.ML]
Fichier principal
Vignette du fichier
hmm_with_external_signals_paper.pdf (3.73 Mo) Télécharger le fichier
HMMES_prediction.png (252.76 Ko) Télécharger le fichier
HMM_prediction.png (241.78 Ko) Télécharger le fichier
Qij_plot4.png (99.62 Ko) Télécharger le fichier
SHMMES_prediction.png (158.31 Ko) Télécharger le fichier
SHMM_prediction.png (204.89 Ko) Télécharger le fichier
br_female_shoes_262.png (78.63 Ko) Télécharger le fichier
br_female_shoes_262_forecast.png (93.44 Ko) Télécharger le fichier
br_female_texture_59.png (79.02 Ko) Télécharger le fichier
br_female_texture_59_forecast.png (93.42 Ko) Télécharger le fichier
br_female_texture_82.png (90.61 Ko) Télécharger le fichier
br_female_texture_82_forecast.png (114.51 Ko) Télécharger le fichier
eu_female_outerwear_177.png (74.11 Ko) Télécharger le fichier
eu_female_outerwear_177_forecast.png (95.66 Ko) Télécharger le fichier
eu_female_texture_80.png (89.29 Ko) Télécharger le fichier
eu_female_texture_80_forecast.png (106.4 Ko) Télécharger le fichier
eu_female_top_325.png (78.09 Ko) Télécharger le fichier
eu_female_top_325_forecast.png (97 Ko) Télécharger le fichier
eu_female_top_394.png (75.86 Ko) Télécharger le fichier
eu_female_top_394_forecast.png (91.79 Ko) Télécharger le fichier
graphical_model.png (216.46 Ko) Télécharger le fichier
mk_plot4.png (88.22 Ko) Télécharger le fichier
simulated_y_w.png (104.58 Ko) Télécharger le fichier
simulated_y_x_HMM.png (93.49 Ko) Télécharger le fichier
Origine Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Origine Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

etienne david  : Connectez-vous pour contacter le contributeur

https://hal.science/hal-03787440

Soumis le : dimanche 25 septembre 2022-10:27:52

Dernière modification le : mercredi 30 octobre 2024-13:33:41

Télécharger pour visualiser

Dates et versions

hal-03787440 , version 1 (25-09-2022)

Licence

Paternité

Identifiants

Citer

Etienne David, Jean Bellot, Sylvain Le Corff, Luc Lehéricy. Identifiability of discrete Input-output hidden Markov models with external signals. Statistics and Computing, 2023, 34 (54), ⟨10.21203/rs.3.rs-2112123/v1⟩. ⟨hal-03787440⟩

Exporter

BibTeX XML-TEI Dublin Core DC Terms EndNote DataCite

Collections

CNRS INSMI TELECOM-SUDPARIS DIEUDONNE UNIV-COTEDAZUR LPSM SORBONNE-UNIVERSITE SU-SCIENCES IP_PARIS UP-SCIENCES INSTITUT-MINES-TELECOM
160 Consultations
152 Téléchargements

Altmetric

Partager

More