ماهي استخدامات نموذج ماركوف المخفي

تطبيقات نموذج ماركوف 
Markov hidden model 
Albarid newspaper 
مجلة البريد 

ماهي مصفوفة ماركوف المخفي 

قد يظن البعض ان متواليه ماركوف تعتبر من العمليات الصعبه نتيجه لكميه المعادلات الرياضيه الداخله فيها و المصفوفات ، ولكن ال٧مفهوم الحقيقي لهذه المتواليه يقدم لنا العكس ذلك ، فهذه المتواليه تعتبر واحده من اكثر الحالات التي تشرح وتبسط وتحلل الاحداث العشوائيه .

ولكن بالمقابل الى طبيعتها السهله البسيطه الا انها قادره على تفسير اكثر الظواهر الطبيعيه تعقيدا .

سلسله ماركوف هي عباره عن متواليه لاحداث عشوائيه التي يعتمد فيها احتمال كل حدث على الحدث السابق له مباشره ولا يعتمد على احداث ماضيه قديمه. بمعنى ان الاحداث تتوالى تباعا الحدث تلو الحدث دون الاعتماد على الاحداث الماضيه القديمه .

فمثلا عمليه (الكوتشينة) خلط اوراق اللعب لها ارتباط مباشر بسلسله ماركوف، واحتمال وضعيه اوراق اللعب في اللحظه الراهنه كوضعيه محدده يعتمد اساسا على الوضعيه السابقه المباشره لها قبل الخلط ، ولا تعتمد على كل الوضعيات السابقه لها القديمه .

بمعنى توالي حالات وضع اي نظام او منظومه لها تفسير يقوم على اساس سلسله ماركوف. 

استخدامات سلسلة ماركوف 

لهذا تجد لسلسله ماركوف استخدامات كثيره غير متوقعه في التطبيقات العديده المختلفه . 

على سبيل المثال ، اذا اخذنا اي نص كلامي على انه عباره عن تتابع كلمات الكلمه تلو الاخرى ، ثم عمدنا الى محاكاه تلك المتتاليه من الكلمات بمتسلسله ماركوف ، فقد يبدو للوهله الاوليه ان ذلك غير منطقي ولا معنى له، اولا كون تسلسل الكلمات في النص الحقيقي لم ياتي عشوائيا. 

ثانيا كون احتمال تعاقب الكلمات تاتي باعتماد كل كلمه على الكلمه التي قبلها مباشره حتى ياتي النص سليما، ولو اعتمدنا هذا الموديل في انشاء نص جديد يعتمد على تراكيب الكلمات فان هذا النص قد لا يكون منطقيا ومعقولا ولكنه على اية حال لن يكون عشوائيا وبشكل الي . 

وباستخدام سلسله ماركوف في عمليات كهذه فان العبارات النصيه للنص المذكور قد تاخذ طابعا مفهوما كعبارات محدده مفهومه ولكنها قد تذكرنا بحديث شخص غير سوي بعض الشيئ .

هذه التقنيه في استخدام متسلسله ماركوف تستعمل حديثا في جميع مجالات تكنلوجيا الويب الحديثه من اجل

انشاء صفحات الويب و رفع وتيره الترافيك للسايت الموضوع فيرفع بدوره معدلات الريتينج لها في محركات البحث الكبيره من خلال ادخال الكثير من الكلمات المفتاحيه للبحث المطلوب المعتمده على متسلسله ماركوف. 

ويوجد حالات مختلفة من عمليات ماركوف لمستويات مختلفة من الحالات عموما وللزمن المتقطع مقابل الزمن المتواصل 

صناعة قرارات ماركوف هي طريقة لتحليل السلوك الحالى لمتغير معين وذلك لأغراض التنبوء بالسلوك المستقبلى لهذا المتغير المعين، وتنسب سلاسل ماركوف إلى اسم مكتشفها أندريا ماركوف " العالم الروسي الذي ولد عام 1856 وتوفى عام 1922، وتعتبر سلاسل ماركوف أحد أدوات "البرمجة الديناميكية" dynamic programming التي تعد أحد أساليب بحوث العمليات. ويهتم أسلوب ماركوف بدراسة عملية إتخاذ القرارات حيث يتعامل مع احتمالات حدوث حدث معيّن في المستقبل مستنداً إلى تحليل بعض الاحتمالات، أي 

أنه أسلوب علميّ لدراسة وتحليل ظاهرة الفترة الحالية من أجل التنبؤ بسلوكها في المستقبل. 

بعض التعاريف الأخرى لسلسلة ماركوف : 

هي إحدى أدوات بحوث العمليات تبحث في تحليل الاتجاهات الحالية لبعض المتغيرات للتنبؤ باتجاهاتها في المستقبل. 

هي عملية عشوائية تحمل خاصية ماركوفية، أي التكهن بالمستقبل انطلاقا من الحاضر دون الحاجة إلى معرفة الماضي.

أنواع سلاسل ماركوف 

سلاسل ماركوف- متقطعة الزمن: 

إذا تمت ملاحظة نظام ما في فترات منتظمة مثلا يوميا أو أسبوعيا، عندئذ يمكن توصيف إجراء التخمين العشوائي الحركي بواسطة مصفوفة تمثل احتمالات التحرك إلى كل حالة من الحالات الأخرى في فترة زمنية واحدة، بفرض أن هذه المصفوفة لا تتغير بمرور الزمن، فان هذا الإجراء يدل على أن سلسلة ماركوف متقطعة الزمن تتوافر فيها تقنيات حسابية لحساب مجموعة مختلفة من قياسات النظام التي يمكن إستخدامها في تحليل وتقييم نموذج 

سلاسل زمن ماركوف المتقطعة: 

سلاسل ماركوف- مستمرة الزمن: 

تعرف هذه السلاسل في إجراءات التخمين العشوائي الحركي ذات الزمن المستمر حيث تتوزع مدة كل حالة متغيرة على الشكل الأسي، ويكون الزمن معاملا مستمراً، يحقق الإجراء شرط ماركوف (الذي يعني أن الطريق الذي يسلكه الإجراء في المستقبل يعتمد فقط على الحالة القائمة، وليس على سلسلة الحالات التي حدثت قبل الحالة الحالية). 

وتعرف هذه السلسلة بسلسلة ماركوف مستمرة الزمن، وتوصف بمصفوفة تمثل معدل الانتقال من كل حالة إلى كافة الحالات الأخرى.

وتعتمد عمليات ماركوف على فرض ثبات احتمالات تحول الحالة من فترة زمنية إلى فترة زمنية أخرى وعلى وجود فترات زمنية متساوية يتم حساب التحول بينها، ويمكن أن يكون عدد حالات التحول محدوداً وهو ما يعرف بسلاسل ماركوف أو مستمر (غير محدود) وهو ما يعرف بعمليات ماركوف المستمرة. 

فروض تحليل قرارات ماركوف 

يستند تحليل قرارات ماركوف إلى أربعة افتراضات أساسية: 

1- أن هناك عدد محدود ونهائي من المواقف الممكنة.

2- أن احتمالات تغير الموقف من وقت لآخر تظل كما هي ثابتة دون تغيير.

3 - أنه يمكننا التنبؤ بأي موقف في المستقبل من خلال مصفوفة التغير ومعرفة الموقف الحالي.

4- أن الحالة التالية للموقف تعتمد على الحالة السابقة لها مباشرة دون الاعتماد على ما قبل ذلك 

المشكلة الأساسية من قرارات عملية ماركوف هي العثور علي السياسة لصانع القرار، وهي تهدف إلى اختيار السياسة التي تقوم بتعظيم بعض الدوال التراكمية للحالات العشوائية. ويمكن لقرارات عملية ماركوف أن تحل من خلال البرمجة الخطية والبرمجة الديناميكية.

ولكن بالمقابل هناك خوارزميه معينه تستخدمها محركات البحث من اجل فصل النصوص المعقوله عن اللا معقوله بغرض البحث السليم، 

كما ان هناك نواحي ايجابيه في التعامل مع هذه السلاسل الماركوفيه مثلا كالتحقق من حقيقه اصل الكتب وملكيه الكاتب لها والتيقن من عدم تزوير النصوص، كما ان هناك حالات من التطبيقات المباشره كالتحقق من الشخصيات من خلال تحليل كلامهم المسجل مسبقا على اسطوانات او لوحات الذاكره، وهذه الاخيره تستخدم في اجهزه الأمنية للدول.

تطبيقات أخرى لنموذج ماركوف المخفي 

- تعلم الآلة (وخاصة التعلم المعزز) 

- التعرف على الأنماط 

- تشخيص الأمراض 

- قرارات العلاج الطبي بشكل عام 

- التعرف على الكلام 

- الترجمة الآلية 

- المعلوماتية الحيويةمععلم الجينوم 

- التنبؤ بمنطقة ترميز البروتين في تسلسل الجينوم 

- توقع العنصر الهيكلي الثاني من البنية الأساسية 

- عملية فك التشفير في الاتصالات 

- تطبيق نموذج ماركوف المخفي في معالجة الكلام 

- التجارة و التوقع بالأسعار 

-علوم الأعصاب 

- علم الأحياء الحسابي 

- علم الزلازل 

- حماية البيئة والهندسة 

وقد جمعت بعض الأبحاث الصغيرة في سلسلة ماركوف لمتابعي مجلة البريد. Albarid newspaper, 

يمكنكم الاطلاع عليها ، 

تعديل علامة ماركوف النموذجية المخفية لأجزاء الجملة

المصدر :

https://patents.google.com/patent/US5822731A/en 

تحديد مصطلحات البحث ذات الصلة بناءً على سلوكيات البحث للمستخدمين

خلاصة

يتم الكشف عن نظام يحدد مصطلحات البحث ذات الصلة عن طريق إجراء تحليل التكرار المصطلح لعمليات إرسال استعلام البحث للمستخدمين. قد يعطي النظام قدرًا مختلفًا من الأهمية لعمليات إرسال استعلام بحث مختلفة استنادًا ، على سبيل المثال ، إلى ما إذا كانت إجراءات المستخدم اللاحقة تكشف أن عمليات بحث معينة كانت ناجحة. قد يستخدم النظام مصطلحات البحث المحددة ذات الصلة لتصحيح الأخطاء الإملائية في استعلامات البحث الواردة من المستخدمين.

المصدر :

https://patents.google.com/patent/US7996398B2/en?q=~patent%2fUS5822731A 

محرك بحث مع زيادة أهمية الترتيب من خلال مشاركة المجتمع 

خلاصة 

توفر نماذج الاختراع الحالي أنظمة وطرق لترتيب مجموعة النتائج. تشتمل الطريقة وفقًا لأحد النماذج على اختيار عنصر من مجموعة النتائج ، واختيار ملف تعريف مستخدم من ملف تعريف مستخدم واحد أو أكثر واختيار عنصر واحد أو أكثر من المعلومات الشخصية من ملف تعريف المستخدم المحدد. يتم احتساب تصنيف العنصر على أساس العنصر المحدد أو أكثر من المعلومات الشخصية ويتم ترتيب العنصر المحدد في مجموعة النتائج وفقًا للترتيب المحسوب. 

المصدر :

https://patents.google.com/patent/US8521734B2/en?q=~patent%2fUS5822731A 

      

طريقة وجهاز التنقيب عن البيانات الاجتماعية 

خلاصة

تم وصف نظام معالجة لاسترجاع الوثائق المترابطة. يشتمل النظام على مستودع مستندات لتخزين عدد كبير من المستندات ، ومستودع بيانات وصفية لتخزين مجموعة متعددة من عناصر البيانات الوصفية لتمثيل العلاقات بين المستندات ، ومحرك تحليل اجتماعي لتحديد العلاقات بين المستندات باستخدام عناصر البيانات الوصفية من مستودع البيانات الوصفية.

المصدر :

https://patents.google.com/patent/US7143091B2/en?q=~patent%2fUS5822731A 

نظام الإثراء الموجه للمستخدم 

مخترع النظام: لورانس هوبيرتالمعين 

خلاصة 

يتضمن نظام إثراء محتوى المستند باستخدام سمات الإثراء خدمة بحث موجه وخدمة استيراد وتصدير. تتيح خدمة البحث الموجه للمستخدمين تأليف المستندات أثناء الاستعلام عن موفري المعلومات باستخدام عمليات البحث الموجهة التي يتم إدراجها كجزء من المستندات المؤلفة. تتيح خدمة الاستيراد والتصدير تبادل المستندات الوصفية بين الأنظمة التي توفر إثراء المستندات من خلال ربط المستندات الوصفية المستوردة بموفري المعلومات المتطابقين أو المتشابهين.

طريقة عمل الاختراع :

1. طريقة يتم تنفيذها بالحاسوب وتشمل:

تلقي مدخلات المستخدم التي تحدد (1) معايير البحث للحصول على نتائج البحث ، (2) الحد الأقصى لمبلغ الدفع لشراء محتوى المستند ، و (3) معلمات النتائج للإشارة إلى كيفية دمج محتوى المستند الذي يتضمن نتائج البحث في مستند ؛

تحديد نموذج يمكن قراءته آليًا لمعايير البحث ومعلمات النتائج لإدراجها في المستند ؛

استجابة لاستلام معايير البحث المدرجة في المستند في النموذج المقروء آليًا ، باستخدام معايير البحث للحصول على نتائج البحث ؛ نتائج البحث التي تم الحصول عليها مرتبطة برسوم الشراء ؛

توفير محتوى المستند الذي يجسد نتائج البحث المكتسبة وفقًا لمعايير النتائج ، للتكامل في المستند ، عندما تكون رسوم الشراء لنتائج البحث المكتسبة أقل من أو تساوي الحد الأقصى لمبلغ الدفع لشراء محتوى المستند ؛

حيث يتم تنفيذ الاستلام والتعريف والاستخدام والتوفير المذكور على الأقل باستخدام معالج واحد أو أكثر. 

ملخص الاختراع

وفقًا لأحد جوانب الاختراع ، يتم توفير نظام لإثراء المستند. يشتمل النظام على محرر مستندات لتأليف المستند وخدمة بحث موجه لتحديد البحث الموجه أثناء تأليف المستند باستخدام محرر المستندات. تتضمن خدمة البحث الموجه معايير البحث ومعلمات النتائج التي قد يحددها المستخدم. تتضمن معلمات النتيجة معلمات مزود المعلومات ومعلمات الموقع ومعلمات النموذج. تحدد معلمات موفر المعلومات واحدًا أو أكثر من موفري المعلومات لإجراء البحث الموجه وتقديم نتائج البحث. تحدد معلمات الموقع مكان إدراج نتائج البحث في المستند. تحدد معلمات النموذج نموذجًا يتم فيه إدراج نتائج البحث في المستند.

وفقًا لجانب آخر للاختراع ، يشتمل نظام إثراء المستند على واجهة مستخدم لتحديد البحث الموجه أثناء تأليف المستند. واجهة المستخدم لديها وسيلة لتحديد معايير البحث ومعلمات نتيجة البحث الموجه. يتصل خادم المستندات الوصفية بواجهة المستخدم لإجراء البحث الموجه. بالإضافة إلى ذلك ، يشتمل النظام على وسائل لتصدير المستند للاستيراد على خوادم مستندات التعريف الأخرى. 

المصدر :

https://patents.google.com/patent/US8239413B2/en?q=~patent%2fUS5822731A&q=G06F16%2f38 

Albarid newspaper and Markov models hidden