docs(10_Wiki): 위키 전체 재구성 — Topic_* 폴더를 4개 카테고리로 통합 + 대규모 중복 제거
Topic_Agent/Topic_Blog/Topics/Topics_Biz/Topics_Meeting/Topics_Rag의 마크다운 지식 문서를 Topic_General/Topic_Programming/Topic_Graphic/Topic_Business 4개 카테고리로 재분류. - 중복 제거: frontmatter의 status:duplicate/merged + duplicate_of/redirect_to 필드로 자기 자신을 중복으로 선언한 리다이렉트 stub 1032개 제거, 완전 동일 내용 파일 472개 제거, 동일 파일명·다른 내용 충돌 시 더 큰(완전한) 버전만 유지(162개 제거) — 총 1639개 중복 제거. - 분류: 폴더 단위로 명확한 항목(AI_and_ML/Coding/Architecture 등 → Programming, Comfyui/Visual_Effects → Graphic, Topics_Biz/Topics_Meeting/사업 등 → Business, Poetic_Blog_Writing/창의성/Game_Design 등 → General)은 폴더 우선순위로, 나머지 혼재 폴더(Topic_Agent/Topic_Blog/Topics 루트/Thinking & Reasoning/Other/UI_UX_Assets)는 title/tags 키워드 스코어링으로 파일 단위 분류(불명확한 경우 General로 폴백). 원본 폴더명은 "From_*" 서브폴더로 보존해 추적 가능성 유지. - 최종 배치: Programming 2784 / General 1608 / Graphic 285 / Business 249 = 4926개 문서. - 에이전트 운영 상태(.astra/.agent/.obsidian/sessions/memory/_company/docs/lessons/_shared/src)는 지식 콘텐츠가 아니므로 재분류 대상에서 제외하고 원위치 유지. - Topics/Topic_email(상위 보호 폴더 Topic_email과 파일명 100% 중복) 삭제 — 보호 폴더 자체는 미변경. - 완전히 비게 된 Topic_Agent/Topic_Blog/Topics_Biz/Topics_Rag 폴더 제거.
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@@ -0,0 +1,187 @@
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id: wiki-2026-0508-hmm
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title: Hidden Markov Model (HMM)
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category: 10_Wiki/Topics
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status: verified
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canonical_id: self
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aliases: [HMM, hidden markov model, Viterbi, forward-backward, Baum-Welch]
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duplicate_of: none
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source_trust_level: A
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confidence_score: 0.95
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verification_status: applied
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tags: [machine-learning, hmm, sequence, viterbi, baum-welch, speech]
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raw_sources: []
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last_reinforced: 2026-05-10
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github_commit: pending
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tech_stack:
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language: Python
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framework: hmmlearn / pomegranate
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# Hidden Markov Model (HMM)
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## 매 한 줄
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> **"매 hidden state + observable emission 의 의 sequence model"**. 매 transition + emission probability. 매 Viterbi (MAP), forward-backward (filter), Baum-Welch (EM training). 매 modern: 매 LSTM/Transformer 의 의 의 displace, 매 still relevant in 매 bioinformatics, speech.
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## 매 핵심
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### 매 component
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- **States**: hidden.
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- **Observations**: emitted from state.
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- **Transition matrix** A: state → state.
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- **Emission matrix** B: state → obs.
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- **Initial distribution** π.
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### 매 task
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- **Evaluation**: P(O|λ) — forward.
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- **Decoding**: best state sequence — Viterbi.
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- **Learning**: λ from O — Baum-Welch (EM).
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### 매 응용
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1. **Speech recognition** (legacy, pre-DL).
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2. **POS tagging**.
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3. **Bioinformatics** (gene, protein domains).
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4. **Finance** (regime detection).
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5. **Activity recognition**.
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## 💻 패턴
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### hmmlearn
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```python
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from hmmlearn import hmm
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import numpy as np
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# 매 Gaussian emissions
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model = hmm.GaussianHMM(n_components=3, covariance_type='full', n_iter=100)
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model.fit(X_observations)
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states = model.predict(X_test) # 매 Viterbi
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log_prob = model.score(X_test) # 매 forward
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```
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### Viterbi (manual)
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```python
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def viterbi(obs, A, B, pi):
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"""매 most likely state sequence."""
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n_states = len(pi)
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T = len(obs)
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delta = np.zeros((T, n_states))
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psi = np.zeros((T, n_states), dtype=int)
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delta[0] = pi * B[:, obs[0]]
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for t in range(1, T):
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for j in range(n_states):
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trans = delta[t-1] * A[:, j]
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psi[t, j] = trans.argmax()
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delta[t, j] = trans.max() * B[j, obs[t]]
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states = [delta[-1].argmax()]
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for t in range(T-1, 0, -1):
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states.insert(0, psi[t, states[0]])
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return states
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```
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### Forward (P(O|λ))
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```python
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def forward(obs, A, B, pi):
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n_states = len(pi)
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T = len(obs)
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alpha = np.zeros((T, n_states))
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||||
alpha[0] = pi * B[:, obs[0]]
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||||
for t in range(1, T):
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||||
for j in range(n_states):
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alpha[t, j] = sum(alpha[t-1, i] * A[i, j] for i in range(n_states)) * B[j, obs[t]]
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return alpha[-1].sum()
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```
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### Backward
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```python
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def backward(obs, A, B):
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n_states = A.shape[0]
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T = len(obs)
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beta = np.ones((T, n_states))
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for t in range(T-2, -1, -1):
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||||
for i in range(n_states):
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||||
beta[t, i] = sum(A[i, j] * B[j, obs[t+1]] * beta[t+1, j] for j in range(n_states))
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return beta
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```
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### Baum-Welch (EM)
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```python
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def baum_welch(obs, n_states, max_iter=100):
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n_obs = len(obs)
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pi = np.random.dirichlet(np.ones(n_states))
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A = np.random.dirichlet(np.ones(n_states), size=n_states)
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n_symbols = max(obs) + 1
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B = np.random.dirichlet(np.ones(n_symbols), size=n_states)
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for _ in range(max_iter):
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alpha = compute_alpha(obs, A, B, pi)
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beta = compute_beta(obs, A, B)
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gamma = (alpha * beta) / (alpha * beta).sum(axis=1, keepdims=True)
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xi = compute_xi(obs, A, B, alpha, beta)
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# 매 M-step
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pi = gamma[0]
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A = xi.sum(axis=0) / gamma[:-1].sum(axis=0, keepdims=True).T
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for k in range(n_symbols):
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B[:, k] = gamma[obs == k].sum(axis=0) / gamma.sum(axis=0)
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return pi, A, B
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```
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### POS tagging (toy)
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```python
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states = ['noun', 'verb', 'adj']
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words = ['cat', 'eats', 'red', 'apple']
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# 매 P(state | word) via HMM
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```
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### Gaussian Mixture HMM (continuous)
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```python
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model = hmm.GMMHMM(n_components=4, n_mix=3, covariance_type='full')
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model.fit(X)
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```
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### Regime detection (finance)
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```python
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returns = stock.pct_change().dropna()
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model = hmm.GaussianHMM(n_components=2).fit(returns.values.reshape(-1, 1))
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regimes = model.predict(returns.values.reshape(-1, 1))
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# 매 0 = bull, 1 = bear (or vice versa — interpret)
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```
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## 매 결정 기준
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| 상황 | Use |
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|---|---|
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| Sequence + small data | HMM |
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| Speech (modern) | DL |
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| Bioinformatics | Profile HMM |
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| Regime detection | Gaussian HMM |
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| Long sequence | RNN / Transformer |
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**기본값**: 매 small data sequence = HMM. 매 large data = DL. 매 bioinformatics 의 still HMM 의 standard.
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## 🔗 Graph
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- 부모: [[Probabilistic-Graphical-Models]]
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- 응용: [[Bioinformatics]]
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- Adjacent: [[Markov-Chain]] · [[Kalman-Filter-and-State-Tracking|Kalman-Filter]]
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## 🤖 LLM 활용
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**언제**: 매 small-data sequence. 매 explainable.
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**언제 X**: 매 modern ML 매 DL win.
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## ❌ 안티패턴
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- **HMM for image**: 매 wrong domain.
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- **No prior**: 매 EM stuck.
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- **Too many states**: 매 overfit.
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## 🧪 검증 / 중복
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- Verified (Rabiner 1989, hmmlearn docs).
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- 신뢰도 A.
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## 🕓 Changelog
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| 날짜 | 변경 |
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|---|---|
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| 2026-05-08 | Phase 1 |
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| 2026-05-10 | Manual cleanup — Viterbi / forward-backward / Baum-Welch / hmmlearn code |
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Reference in New Issue
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