MASTERARBEIT - Fachhochschule Salzburg

5. Hidden Markov Modelle 57Abbildung 5.2: Schematische Darstellung eines Profil-HMM mit der Länge n (aus [32])Die gerichteten Kanten in der Abbildung 5.2 symbolisieren die jeweiligen Zustandsübergänge(Transitionen) von einem Zustand in einen anderen. Sie zeigen auch an, dass sichder Zustand entlang einer Kante nur in eine Richtung verändern kann. Jede dieser Transitionenist mit positionsabhängigen Übergangswahrscheinlichkeiten verknüpft. Diesegeben an, mit welchen Wahrscheinlichkeiten der Pfad den Weg über eine bestimmteKante nimmt. Zusätzlich wird in den Insert- und Delete-Zuständen gemäß der Emissionsverteilungein Symbol aus der Menge Σ A emittiert.In diesem Zusammenhang sollten auch mögliche Probleme bei der Parametrisierungeines Profil-HMMs mit einem Profil-MSA nicht unerwähnt bleiben [32]:• Es ist durchaus problematisch, wenn aus einer dünnbesetzten Spalte der TrainingsdatenWahrscheinlichkeiten geschätzt werden sollen. Diese Spalten sind mitunterwenig repräsentativ.• Die Schätzung der Übergangswahrscheinlichkeiten zu und aus Insertionszuständenkann sich dann als problematisch erweisen, wenn die Trainingsdaten kaum Insertionszuständeaufweisen.Für beide Probleme besteht die Lösung darin, Hintergrundwahrscheinlichkeiten in dieSchätzung einfließen zu lassen, darauf basierende Pseudocounts einzuführen die verhindern,dass eine Wahrscheinlichkeit Null wird, oder die Spalte selbst als Ergebnis einerEinfügeoperation zu interpretieren und nicht in das HMM aufzunehmen [12].