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| | === 信息熵 === | | === 信息熵 === |
| − | 单变量信息熵
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| | + | ==== 信息量 ==== |
| | + | 考虑如下一个由消息发送者和消息接收者消息传递组成的通信情景。 |
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| | + | 假设消息接收者接收到一个包含$N$个字母的字符串,$N$为一大数,这些字母取自字母表$\{a_1,a_2,\dots,a_k\}$,字母$a_i$的出现概率为,相应的概率分布记为$A$,字母串的可能内容数目为 |
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| | + | $$ |
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| | + | <nowiki>\frac{N^{N}}{\Pi_{i=1}^{k}(p_i N)^{p_i N}}</nowiki> |
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| | + | $$ |
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| | + | 当用$\{0,1\}$两种状态构成的比特去编码表示这种消息的时候,所需要的比特量为 |
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| | + | $$ |
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| | + | <nowiki>\log_2 (\frac{N^{N}}{\Pi_{i=1}^{k}(p_i N)^{p_i N}})</nowiki> |
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| | + | $$ |
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| | + | 从而,这个$N$长字母串中每一个字母包含的比特量,也即信息量$H_A$为: |
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| | + | $$ |
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| | + | <nowiki>H_A =\frac{1}{N} \log_2(\frac{N^{N}}{\Pi_{i=1}^{k}(p_i N)^{p_i N}}) = - \sum_{i=1}^{k}p_i\log_2 p_i</nowiki> |
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| | + | $$ |
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| | + | 称为香农熵。 |
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| | + | 这个场景可以辅助理解香农熵的一种含义:对于一个概率分布为$A$的字母表,香农熵$H_A$就是接收者平均每读取一个字母所能获取到的信息量,也即消除掉的对$N$长字符串内容的无知程度。 |
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| | 多变量信息熵,引出互信息 | | 多变量信息熵,引出互信息 |