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| | 这种公理化思路也在[[部分信息分解|部分信息分解(PID)框架]]的构建中得到了应用,[[部分信息分解|PID框架]]的作者提出[[冗余信息原子]]的单调性、上界性、自冗余性公理以约束[[冗余信息原子]]的数学形式。 | | 这种公理化思路也在[[部分信息分解|部分信息分解(PID)框架]]的构建中得到了应用,[[部分信息分解|PID框架]]的作者提出[[冗余信息原子]]的单调性、上界性、自冗余性公理以约束[[冗余信息原子]]的数学形式。 |
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| | + | 对多元随机变量组<math>{X_1,X_2,\dots, X_n}</math>构成的整体,可相应地定义表征多元随机变量整体不确定性的联合熵<math>H(X_1,X_2,\dots,X_n) = -\sum_{(x_1,x_2,\dots ,x_n)}p(x_1,x_2,\dots,x_n)\log p(x_1,x_2,\dots,x_n) \quad {(x_1,x_2,\dots,x_n) \in | \Omega(X_1,X_2,\dots,X_n)\} </math>. |
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| | + | === 条件熵 === |
| | + | 利用条件概率,可对多元随机变量组<math>{X_1,X_2,\dots, X_n,Y}</math>定义条件熵<math>H(X_1,X_2,\dots,X_n | Y) = - \sum_{x_1,\dots,x_n,y} p(x_1,\dots,x_n,y)\log p(x_1,\dots,x_n | y)</math> |
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| | + | 从定义不难推出,条件熵和联合熵具有如下关系 |
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| | + | <math>H(X_1,X_2,\dots,X_n | Y) = H(X_1,X_2,\dots,X_n,Y)-H(Y)</math> |
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| | + | 条件熵表征了当随机变量<math>Y</math>中事件发生后,余下随机变量构成整体的不确定度。下面,我们会利用条件熵定义互信息。 |
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| | === [[互信息]] === | | === [[互信息]] === |
| | 对多变量系统而言,例如源变量组<math>X_1,X_2,\dots X_n</math>和一个目标变量<math>Y</math>之间构成的多变量系统<math>\{X_1,X_2,\dots,X_n,Y\}</math>,多变量的[[互信息]]<math>I(X_1,X_2,\dots,X_n;Y)</math>被用于描述源变量组<math>{X_1,X_2,\dots,X_n}</math>对一个目标变量<math>Y</math>之间传输的信息量<math>I(X_1,X_2,\dots,X_n ; Y)</math>。 | | 对多变量系统而言,例如源变量组<math>X_1,X_2,\dots X_n</math>和一个目标变量<math>Y</math>之间构成的多变量系统<math>\{X_1,X_2,\dots,X_n,Y\}</math>,多变量的[[互信息]]<math>I(X_1,X_2,\dots,X_n;Y)</math>被用于描述源变量组<math>{X_1,X_2,\dots,X_n}</math>对一个目标变量<math>Y</math>之间传输的信息量<math>I(X_1,X_2,\dots,X_n ; Y)</math>。 |
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| − | 其定义如下:
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| − | <math>I(X_1,X_2,\dots,X_n ; Y) = I(X_1,X_2,\dots,X_n;Y) = H(X_1,X_2,\dots,X_n)-H(X_1,X_2,\dots,X_n|Y)</math> | + | 互信息如下: |
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| | + | <math>I(X_1,X_2,\dots,X_n;Y) = H(X_1,X_2,\dots,X_n)-H(X_1,X_2,\dots,X_n|Y)</math> |
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| | + | 其中,<math>H(X_1,X_2,\dots,X_n)</math>为源变量组的联合熵,<math>H(X_1,X_2,\dots,X_n|Y)</math>为多变量系统的条件熵。 |
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| | 源变量组对目标变量的互信息正是[[PID框架]]要分解的对象。 | | 源变量组对目标变量的互信息正是[[PID框架]]要分解的对象。 |
| 第82行: |
第100行: |
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| | 其中<math>H(X_i)</math>是变量的[[信息熵]]<math>X_i</math> ;<math>H(X_1,X_2,\dots,X_n)</math>为随机变量集合<math>H(X_1,X_2,\dots,X_n)</math>是变量集<math>\{ X_1,X_2,\dots, X_n\}</math>的[[联合熵]]。 | | 其中<math>H(X_i)</math>是变量的[[信息熵]]<math>X_i</math> ;<math>H(X_1,X_2,\dots,X_n)</math>为随机变量集合<math>H(X_1,X_2,\dots,X_n)</math>是变量集<math>\{ X_1,X_2,\dots, X_n\}</math>的[[联合熵]]。 |
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| | [[总相关性]]量化了目标变量集中存在的绝对[[冗余信息原子|冗余]]的总量。但多元随机变量间冗余的关联亦构成了这一概念的局限,因为总相关性中未包含对[[冗余]]结构的细致分析——譬如,在下面例子中所展示的高阶[[冗余]]交互作用。 | | [[总相关性]]量化了目标变量集中存在的绝对[[冗余信息原子|冗余]]的总量。但多元随机变量间冗余的关联亦构成了这一概念的局限,因为总相关性中未包含对[[冗余]]结构的细致分析——譬如,在下面例子中所展示的高阶[[冗余]]交互作用。 |