Nonlinear Switching State-Space Models

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorValpola, Harri
dc.contributor.authorHonkela, Antti
dc.contributor.departmentTeknillisen fysiikan ja matematiikan osastofi
dc.contributor.schoolTeknillinen korkeakoulufi
dc.contributor.schoolHelsinki University of Technologyen
dc.contributor.supervisorKarhunen, Juha
dc.date.accessioned2020-12-04T13:56:07Z
dc.date.available2020-12-04T13:56:07Z
dc.date.issued2001
dc.description.abstractEpälineaarinen vaihtuva tila-avaruusmalli (vaihtuva NSSM) on kahden dynaamisen mallin yhdistelmä. Epälineaarinen tila-avaruusmalli (NSSM) on jatkuva ja kätketty Markov-malli (HMM) diskreetti. Vaihtuvassa mallissa NSSM mallittaa datan lyhyen aikavälin dynamiikkaa. HMM kuvaa pidempiaikaisia muutoksia ja ohjaa NSSM:a. Tässä työssä kehitetään vaihtuva NSSM ja oppimisalgoritmi sen parametreille. Oppimisalgoritmi perustuu bayesiläiseen ensemble-oppimiseen, jossa todellista posteriorijakaumaa approksimoidaan helpommin käsiteltävällä jakaumalla. Sovitus tehdään todennäköisyysmassan perusteella ylioppimisen välttämiseksi. Algoritmin toteutus perustuu TkT Harri Valpolan aiempaan NSSM-algoritmiin. Se käyttää monikerros-perception -verkkoja NSSM:n epälineaaristen kuvausten mallittamiseen. NSSM-algoritmin laskennallinen vaativuus rajoittaa vaihtuvan mallin rakennetta. Vain yhden dynaamisen mallin käyttö on mahdollista. Tällöin HMM:a käytetään vain NSSM:n ennustusvirheiden mallittamiseen. Tämä lähestymistapa on laskennallisesti kevyt mutta hyödyntää HMM:a vain vähän. Algoritmin toimivuutta kokeillaan todellisella puhedatalla. Vaihtuva NSSM osoittautuu paremmaksi datan mallittamisessa kuin muut yleiset mallit. Työssä näytetään myös, kuinka algoritmi pystyy järkevästi segmentoimaan puhetta erillisiksi foneemeiksi, kun ainoastaan foneemien oikea järjestys tunnetaan etukäteen.fi
dc.format.extent93
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/89025
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-2020120447860
dc.language.isoenen
dc.programme.majorInformaatiotekniikkafi
dc.programme.mcodeTik-61fi
dc.rights.accesslevelclosedAccess
dc.subject.keywordswitching modelen
dc.subject.keywordvaihtuva mallifi
dc.subject.keywordhybrid modelen
dc.subject.keywordhybridifi
dc.subject.keywordnonlinear state-space modelen
dc.subject.keywordepälineaarinen tila-avaruusmallifi
dc.subject.keywordhidden Markov modelen
dc.subject.keywordkätketty Markov-mallifi
dc.subject.keywordensemble learningen
dc.titleNonlinear Switching State-Space Modelsen
dc.titleEpälineaariset vaihtuvat tila-avaruusmallitfi
dc.type.okmG2 Pro gradu, diplomityö
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotPro gradu -tutkielmafi
dc.type.publicationmasterThesis
local.aalto.digiauthask
local.aalto.digifolderAalto_02633
local.aalto.idinssi17813
local.aalto.openaccessno

Files