| 第35行: |
第35行: |
| | | | |
| | === 冗余晶格 === | | === 冗余晶格 === |
| − | 在维恩图中,冗余度可以视为I(S;Ai)之间的交集。因此通过集合之间的包含关系,我们可以大大简化冗余度的概念。举个例子,考虑两个信息源集合A和B,其中A是B的子集。显然,A提供的任何信息B已经提供了,因此A与B之间的冗余性就退化为A自身的自冗余性。此外,对于任意源C,可推导出Imin(S;{A,B,C})= Imin(S;{A,C})。基于这一思路,对于任意由多个源集合构成的集合(其中某些集合是其他集合的超集),该集合的冗余度等同于移除所有超集后的冗余度。因此,Imin的定义域(A(R))可以简化为:所有源集合构成的集合中,不存在任何源集合是其他集合的超集。(\mathcal{A}(S)=\{\alpha\in\mathcal{P}_1(\mathcal{P}_1(S)):\forall A_i,A_j\in\alpha,A_i\nsubseteq A_j\},
| + | 在维恩图中,冗余度可以视为I(S;Ai)之间的交集。因此通过集合之间的包含关系,我们可以大大简化冗余度的概念 |
| − | 其中\mathcal{P}_1(S)=\mathcal{P}(S)\backslash\{\emptyset\}是S的所有非空子集的集合,对于每个\alpha,\beta\in\mathcal{A}(S),我们说\beta\preceq_S\alpha如果对于每个A\in\alpha存在B\in\beta使得B\subseteq A。) | + | 举例而言,考虑两个源<math>\mathbf{A}</math>与<math>\mathbf{B}</math>,且 <math>\mathbf{A}\subseteq\mathbf{B}</math>。 |
| − | 从现在起,我们将用括号内的表达式(仅包含每个源右下角的数字)来表示A(R)中的元素,这些元素对应于源的集合。例如,{ {R1,R2} }将为{12},{{R1},{R2,R3}}将为{1}{23}。
| + | 显然,<math>\mathbf{A}</math> 提供的任何信息也被<math> \mathbf{B}</math>提供,因此 <math>\mathbf{A}</math>与<math>\mathbf{B}</math>之间的冗余退化为<math>\mathbf{A}</math>的自冗余: |
| − | 通过将相同推理过程进行延伸,我们可以定义A(R)元素间的偏序关系。考虑两个源集合Q和 A(R),对于A(R)中每个源B在Q中都存在一个源A,且A是B的子集。这意味着对于每个源B,都存在一个源A,使得A提供的信息量不超过B。因此,所有B共享的冗余信息至少包含所有A共享的冗余信息。由此,我们可以在A(R)元素间定义一个偏序关系(即一种排序):当且仅当后一集合提供额外冗余信息时,才认为一个元素(源集合)优先于另一个。将此排序应用于A(R)的元素时,将产生一个冗余格,其中较高的元素提供至少与较低的元素一样多的冗余信息。
| + | \begin{equation} |
| − | 有了结构和偏序关系,我们需要对函数进行约束。此时我们说一下自由度的问题(只多了一个自由度),所以只需要一个新定义,这篇文章选了最底下的格子——冗余信息。
| + | I_{\min}(S;\{\mathbf{A},\mathbf{B}\}) |
| | + | =I_{\min}(S;\{\mathbf{A}\})=I(S;\mathbf{A}). |
| | + | \end{equation} |
| | + | 进一步,对任意源<math>\mathbf{C}</math>,有<math>I_{\min}(S;\{\mathbf{A},\mathbf{B},\mathbf{C}\}) |
| | + | =I_{\min}(S;\{\mathbf{A},\mathbf{C}\})</math>。 |
| | + | 推广之,对于任何源集合,若其中某些源是其他源的超集(即这个源包含其他源),则该集合的冗余等价于去掉所有超集后的冗余。 |
| | + | 因此,<math>I_{\min}</math>的定义域可简化为无源是其他源的超集的那些集合。即: |
| | + | \begin{equation} |
| | + | \mathcal{A}(\mathbf{R})= |
| | + | \bigl\{\alpha\in\mathcal{P}_{1}(\mathcal{P}_{1}(\mathbf{R})) |
| | + | \mid \forall\mathbf{A}_{i},\mathbf{A}_{j}\in\alpha,\; |
| | + | \mathbf{A}_{i}\not\subset\mathbf{A}_{j}\bigr\}, |
| | + | \end{equation} |
| | + | 其中 <math>\mathcal{P}_{1}(\mathbf{R})=\mathcal{P}(\mathbf{R})\setminus\{\emptyset\}</math>为<math>\mathbf{R}</math>的所有非空子集的集合。 |
| | + | 此后,我们将用带括号的索引简记<math>\mathcal{A}(\mathbf{R})</math>的元素,例如: |
| | + | \[ |
| | + | \{R_{1},R_{2}\}\to\{12\},\quad |
| | + | \{\{R_{1}\},\{R_{2},R_{3}\}\}\to\{1\}\{23\},\quad \text{等等}. |
| | + | \] |
| | + | 通过将上述思路进一步延伸,可在<math>\mathcal{A}(\mathbf{R})</math>的元素上定义一个偏序<math>\preccurlyeq</math>。 |
| | + | 考虑两个源集合 <math>\alpha,\beta\in\mathcal{A}(\mathbf{R})</math>,若对每个源 |
| | + | <math>\mathbf{B}\in\beta</math> 都存在源<math>\mathbf{A}\in\alpha</math>使得 |
| | + | <math>\mathbf{A}\subseteq\mathbf{B}</math>,则意味着 <math>\beta</math>中所有源所共享的冗余信息至少包含<math>\alpha</math>中所有源所共享的冗余信息。 |
| | + | 于是,我们可定义偏序: |
| | + | \begin{equation} |
| | + | \forall\alpha,\beta\in\mathcal{A}(\mathbf{R}),\quad |
| | + | \alpha\preccurlyeq\beta |
| | + | \;\Longleftrightarrow\; |
| | + | \forall\mathbf{B}\in\beta,\; |
| | + | \exists\mathbf{A}\in\alpha,\; |
| | + | \mathbf{A}\subseteq\mathbf{B}. |
| | + | \end{equation} |
| | + | 将此偏序应用于<math>\mathcal{A}(\mathbf{R})</math>的元素,便得到冗余格(redundancy lattice),其中较高元素提供的冗余信息不少于较低元素有了结构和偏序关系,我们需要对函数进行约束。此时我们说一下自由度的问题(只多了一个自由度),所以只需要一个新定义,这篇文章选了最底下的格子——冗余信息。 |
| | | | |
| | === 信息原子计算 === | | === 信息原子计算 === |