| 第145行: |
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| | ====边际熵的近似==== | | ====边际熵的近似==== |
| − | 假设输入 <math>X</math> 均匀分布在 <math>[-L,L]^n</math> 上,即 <math>X\sim U([-L,L]^n)</math>。在局部线性近似下,映射 <math>\mu(X)</math> 的线性化为
| + | 边际概率密度 <math>p(Y)</math> 是指在不考虑输入 <math>X</math> 的情况下 <math>Y</math> 的分布,定义为: |
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| − | <math> \mu(X')\approx \mu(X)+J_\mu(X)(X'-X). </math> | + | <math> p(Y) = \int p(Y\mid X)\,p(X)\,dX </math> |
| − | 进而可得输出 <math>Y</math> 的边际密度近似为
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| − | <math> p(Y)\approx \rho\,\bigl|\det(J_\mu(X))\bigr|,\quad \rho=(2L)^{-n}, </math> | + | 假设映射 <math>\mu(X)</math> 是光滑的,我们可以在每个 <math>X</math> 处作一阶泰勒展开,用局部线性化来近似。此时,输入与输出之间的局部关系由雅可比矩阵描述: |
| − | 从而边际熵为
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| − | <math> H(Y)\approx -\ln\rho + \mathbb{E}_{X\sim U([-L,L]^n)}\Bigl[\ln\bigl|\det(J_\mu(X))\bigr|\Bigr]. </math> | + | <math> J_{\mu}(X) = \frac{\partial \mu(X)}{\partial X} </math> |
| | + | 雅可比矩阵的行列式 |
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| | + | <math> \det\Bigl(J_{\mu}(X)\Bigr) </math> |
| | + | 表示映射在局部区域内对体积的拉伸或压缩因子。 |
| | + | |
| | + | 同时,假设输入 <math>X</math> 均匀分布在区间 <math>[-L,,L]^n</math> 内,其归一化常数 <math>\rho</math> 为: |
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| | + | <math> \rho = (2L)^{-n} </math> |
| | + | 利用局部线性近似,输出 <math>Y</math> 的边际概率密度可以近似为: |
| | + | |
| | + | <math> p(Y) \approx \rho\, \Bigl|\det\bigl(J_{\mu}(X)\bigr)\Bigr| </math> |
| | + | |
| | + | 边际熵 <math>H(Y)</math> 定义为: |
| | + | |
| | + | <math> H(Y) = -\int p(Y)\,\ln p(Y)\,dY </math> |
| | + | 在近似下,可以写为: |
| | + | |
| | + | <math> H(Y) \approx -\ln \rho + \mathbb{E}_{X\sim U([-L,\,L]^n)}\Bigl[\ln \Bigl|\det\bigl(J_{\mu}(X)\bigr)\Bigr|\Bigr] </math> |
| | + | 其中: |
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| | + | <math>-\ln \rho</math> 来自归一化常数的贡献(注意:<math>-\ln \rho = n\ln(2L)</math>); |
| | + | <math>\mathbb{E}_{X\sim U([-L,,L]^n)}</math> 表示对输入 <math>X</math> 均匀分布的期望值,反映了不同输入下映射的局部缩放效应。 |
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| | ====有效信息的表达==== | | ====有效信息的表达==== |