有效地计算过渡矩阵的元素乘积(m * m)*(n * n),得到(mn * mn)矩阵

时间:2013-05-02 05:31:36

标签: python matrix numpy hidden-markov-models

分别考虑形状(m,m)和(n,n)的输入矩阵X和Y.作为输出,我们需要给出(mn,mn)形状矩阵,使其乘以两个矩阵中的相应条目。 这两个矩阵X和Y代表转换矩阵。可以使用以下示例来说明所需的输出。这里,X是3 * 3矩阵,Y是2 * 2矩阵。

Matrix X
--------------
    x1  x2  x3    
x1|  a   b   c
x2|  d   e   f
x3|  g   h   i

Matrix Y
--------------
    y1  y2
y1|  j   k
y2|  l   m

Matrix Z (Output)
----------------------------------------
      x1y1  x1y2  x2y1  x2y2  x3y1  x3y2
x1y1|  aj    ak    bj    bk    cj    ck
x1y2|  al    am    bl    bm    cl    cm
x2y1|  dj    dk    ej    ek    fj    fk

 .
 .

以下是我为此任务编写的非向量化函数:

def transition_multiply(X,Y):
    num_rows_X=len(X)
    num_rows_Y=len(Y)
    out=[]
    count=0
    for i in range(num_rows_X):     
        for j in range(num_rows_Y):         
            out.append([])          
            for x in X[i]:
                 for y in Y[j]:                 
                     out[count].append(x*y)             
            count+=1
    return out

X=[[1,2,3],[2,3,4],[3,4,5]]
Y=[[2,4],[1,2]]
import numpy
print transition_multiply(numpy.array(X),numpy.array(Y))

我确实获得了所需的输出但是意识到非矢量化版本会非常慢。使用Numpy对这个计算进行矢量化的最佳方法是什么。

对于那些有兴趣为什么需要这种计算的人。需要从成分转移矩阵中构造因子隐马尔可夫模型的转移矩阵。

1 个答案:

答案 0 :(得分:8)

这是Kronecker product,请参阅numpy文档中的here