Matlab 中的快速 DP（用于轮廓 HMM 的 Viterbi）

Posted 2023-02-19

【中文标题】Matlab 中的快速 DP（用于轮廓 HMM 的 Viterbi）

【英文标题】：Fast DP in Matlab (Viterbi for profile HMMs)

【发布时间】：2014-02-08 03:03:14

【问题描述】：

我在 Matlab 中遇到了 viterbi logodds 计算的效率问题。

基本上我的问题是嵌套循环是强制性的，这会大大降低代码速度。这是昂贵的部分：

for i=1:input_len
    for j=1:num_states
        v_m=emission_value+max_over_3_elements; %V_M
        v_i=max_over_2_elements; %V_I
        v_d=max_over_2_elements; %V_D
    end
end

我相信我不是第一个为配置文件 HMM 实施 viterbi 的人，所以也许你有一些建议。我还查看了 Matlab 自己的 hmmviterbi，但没有发现（也使用嵌套循环）。我还测试了用一些原始操作替换 max，但没有明显差异（实际上慢了一点）。

【问题讨论】：

Kevin Murphy 的概率建模工具包可能要快得多，因为它包含一个名为 Lightspeed 的包，它用高度优化的版本替换了概率建模中使用的许多内置 matlab 函数。 github.com/probml/pmtk3

【参考方案1】：

不幸的是，Matlab 中的循环速度很慢（不过使用更新的版本会变得更好）——而且我不认为它可以很容易地矢量化/并行化，因为循环内的操作不独立于其他迭代。

这似乎是 MEX 的一项任务 - 用 C 语言编写它应该不会有太多的工作，而且预期的加速可能非常大。