cs262 problem session - stanford university · 2016. 1. 12. · !"#$%&'(f*1,*:, (! %...

Post on 24-Aug-2020

4 Views

Category:

Documents

0 Downloads

Preview:

Click to see full reader

TRANSCRIPT

!"#$%&'()

! *+,(-./012(34&(56'(#7(8&9:4;(#7(#6;:#9<:(&=:&5('65;(56'(;#(#<&2(><?#'9<:(&=:&5@(56'(4+5(<#("&5;"9?;9#<52

! *$,(-./012(34&(&=:&5(*5AB;,(=&<#;&5(;4&(C"#$+$9%9;D(!(:9E&<("2

! *?,(-./012(!*FG(H,(A(!*H),!*F

)IH

),!*H

JIH

),222

! *=,(3KL12(M9;&"$9(=#&5(N.O(#7(<6'$&"5(849%&(-#"8+"=(=#&5(0LN(#7(<6'$&"52(09<?&(+%%(<6'$&"5(+"&(<#<P<&:+;9E&G(;4&(56'(95(:"&+;&"(;4+<(#"(&Q6+%(;#(;4&('+F2

! *&,(3KL12(34&D(+"&($#;4(R*STSTU,(84&"&(S(A(V(5;+;&5(+<=(U(A(5&Q6&<?&(%&<:;42

! *7,(-./012(>;(:9E&5(;4&(C"#$+$9%9;D(=95;"9$6;9#<(#E&"(5;+;&5(+;(&+?4(C#59;9#<2! *:,(-./012(M+<9%%+(WNN5(+"&(:##=(7#"(9<;"#<9?(+<=(<#;(5#(:##=(7#"(&F#<9?("&:9#<52(R<%D(;4&(9<;"#<9?("&:9#<5@(%&<:;4(5&&'5(;#(4+E&(+(=95;"9$6;9#<(;4+;(95(<&+"%D(:&#'&;"9?2

! *4,(-./012(X&(?+<(65&(49:4&"P#"=&"(WNN5(;#('#=&%(*?#<=9;9#<(#<,(;8#(#"('#"&(C"&E9#65(;9'&5;&C52

! *9,(-./012(><=&&=(1N(95(:6+"+<;&&=(;#(?#<E&":&(;#(+(5#%6;9#<G(;4#6:4(<#;(<&?&55+"9%D(;4&(:%#$+%%D(#C;9'+%(#<&2

!

Problem 2(a) 

00

00101 11

iki

iki

klkl

i

lilk

i

lilklkkl

AAAa

xPxPibxeif

xPibxeaifA

Problem 2(b) • Baum‐Welch: Suppose  Forward:      Similar for Backward 

bebeaaaa kkkllklkkl ,,

ifaifxe

aifxeif

kl

kllik

llklikk

1

1

Problem 2(b) • Baum‐Welch: 

bEibifibifbE

AxP

ibxeaifxP

ibxeaifA

AxP

ibxeaifxP

ibxeaifA

kbxi

kkbxi

kkk

kli

kikkll

i

kiklkllk

lki

lillkk

i

lilklkkl

ii

11

11

11

11

Problem 2(b) • Baum‐Welch: 

becE

bEcE

bEbe

aA

AA

Aa

aA

AA

Aa

k

ck

k

ck

kk

kl

iki

kl

iik

lklk

lk

iik

lk

iki

klkl

Problem 2(b) • Baum‐Welch: Given  Inductive step:    After training: 

000000 ,, kkkllklkkl ebeaaaa

111111 ,,

,,

ik

ik

ikl

ilk

ilk

ikl

ik

ik

ikl

ilk

ilk

ikl

ebeaaaa

ebeaaaa

Nk

Nk

Nkl

Nlk

Nlk

Nkl ebeaaaa ,,

Problem 2(b) • Viterbi:     

  Viterbi parse may arbitrarily choose state k over state 

k’ Akl Ak’l a’kl a’k’l  

xkP

xexexeaaaaa

xexexeaaaaaxkP

i

Nikkk

Nikkki

NNNii

NNNii

, where

, where

10

10

1111211

1111211

π

π

Problem 2(c) 

1P(x)=1P(y)=0

2P(x)=0P(y)=1

1/21 xxyx

1121

akl l=1 2

k=0 1 0

1 1/2 1/2

2 1 0

ek(b) b=x y

k=1 1 0

2 0 1

Akl l=1 2

k=0 1 0

1 1 1

2 1 0

Ek(b) b=x y

k=1 3 0

2 0 1

Problem 2(c) 

x y x x

0

1 .9 .045 .3645 .1640

2 0 .405 0 0

Viterbi

xxyx1121

akl l=1 2

k=0 1

1 1/2 1/2

2 1

ek(b) b=x y

k=1 1 0

2 0 1

Problem 2(c) x y x x

0

1 .75 .1688 .1139 .0769

2 0 .0375 .0084 .0057

Viterbi xxyx1111

akl l=1 2

k=0 1

1 0.9 0.1

2 1

ek(b) b=x y

k=1 0.75 0.25

2 0.5 0.5

akl l=1 2

k=0 1

1 1 0

2 1

ek(b) b=x y

k=1 0.75 0.25

2 ? ?

Problem 3(a) 

most likely sequence of states π,  given the observed sequence x 

sequence of states π for which the observed  sequence x was most likely emitted 

Problem 3(a) 

Fair P(H) = 0.5 P(T) = 0.5 

Loaded P(H) = 0 P(T) = 1 

1 – 10‐googol  10‐googol 

1 – 10‐googol  10‐googol 

10‐googol 

1 – 10‐googol 

x = TTT 

π = ? 

Loaded Loaded Loaded?  Fair Fair Fair? 

Problem 3(a) 

Fair P(H) = 0.5 P(T) = 0.5 

Loaded P(H) = 0 P(T) = 1 

1 – 10‐googol  10‐googol 

1 – 10‐googol  10‐googol 

10‐googol 

1 – 10‐googol 

Problem 3(a) 

Fair P(H) = 0.5 P(T) = 0.5 

Loaded P(H) = 0 P(T) = 1 

1 – 10‐googol  10‐googol 

1 – 10‐googol  10‐googol 

10‐googol 

1 – 10‐googol 

Problem 3(b) 

πi*  πi  Win(πi*, πi) 

F  F  +CF F  L  ‐WL 

L  F  ‐WF 

L  L  +CL 

Problem 3(b) 

Problem 3(c)(i)  1  2  3  … 

fF[0] 

fL[0] 

fF[1] 

fL[1] 

fF[2] 

fL[2] 

fF[599] 

fL[599] 

fF[600] 

fL[600] 

: : 

Fair  Loaded 

“generate first i characters of x with exactly k loaded rolls, ending in state Fair.” 

“generate first i characters of x with exactly k loaded rolls, ending in state Loaded.” 

Problem 3(c)(i)  …  998  999  1000 

bF[0] 

bL[0] 

bF[1] 

bL[1] 

bF[2] 

bL[2] 

bF[599] 

bL[599] 

bF[600] 

bL[600] 

: : 

Fair  Loaded 

“start state i in Fair, generate remaining characters of x with exactly k more loaded rolls.” 

“start state i in Loaded, generate remaining characters of x with exactly k more loaded rolls.” 

Problem 3(c)(i) “generate first i characters of x with exactly k loaded rolls, ending in state Fair.” 

“generate first i characters of x with exactly k loaded rolls, ending in state Loaded.” 

“start state i in Fair, generate remaining x with exactly k more loaded rolls.” 

“start state i in Loaded, generate remaining x with exactly k more loaded rolls.” 

Running time? Sequence length S # loaded rolls R 

Problem 3(c)(ii) 

Same as problem 3(b):  Independently maximize expected payoff at each position. 

Problem 4(a) 

x \ y  A  C  G  T  – 

A  pm  ps  ps  ps  pd 

C  ps  pm  ps  ps  pd 

G  ps  ps  pm  ps  pd 

T  ps  ps  ps  pm  pd 

–  pd  pd  pd  pd  0 

MIJ 

pair‐HMM  NW 

pm  m 

ps  ‐s 

pd  ‐d 

Problem 4(b) 

X prefix P(xi) 

Y prefix P(yj) 

X suffix  P(xi) 

Y suffix P(yj) 

Overlap P(xi,yj) 

start  end τ 

(1‐τ)/2 

(1‐τ)/2 

β 

β  β 

β 

α 

τ 

(1‐α‐τ)/2 

(1‐α‐τ)/2 1‐β 

1‐β 

1‐β 

1‐β 

Problem 4(c) 

M P(xi,yj) 

I1 P(xi) 

I2 P(xi) 

IL P(xi) δ 

ε  ε 

1‐ε  1‐ε  1 

J1 P(yj) 

J2 P(yj) 

JL P(yj) ε  ε 

δ 

1‐ε  1‐ε  1 

1‐2δ 

Problem 4(d) 

k

γ(k)

d2

d3

e1

e2

e3

Problem 4(d) 

M s(xi,yj) 

I1 s(xi) 

J1 s(yj) 

1‐d1‐…‐ds‐d’1‐….‐d’s 

e1 

e’1 

d1 

I2 s(xi) 

J2 s(yj) 

e’2 

d2 

d’2 

e2 

Is s(xi) 

es 

Js s(yj) 

e’s 

ds 

d’s 

d’1  

1‐e’1  

1‐e’2   1‐e’s 

 

1‐es  1‐e2 

 1‐e1  

top related