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| | === 信息熵 === | | === 信息熵 === |
| − | 对于一个离散随机变量 <math>X</math>,它有<math>n</math>种可能取值 <math>\{x_1,x_2,\dots,x_n\}</math>
| + | 对于一个有<math>n</math>种可能取值 <math>\{x_1,x_2,\dots,x_n\}</math>的离散随机变量 <math>X</math>, |
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| − | 每个可能取值对应的概率相应为 <math>\{p_1,p_2,\dots,p_n\}</math>。度量该随机变量不确定程度的函数<math>H(X)</math>称为该随机变量的信息熵。<math>H(X)</math>满足以下三条公理:
| + | 每个可能取值对应的概率记为 <math>\{p_1,p_2,\dots,p_n\}</math>。 |
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| | + | 度量该随机变量不确定程度的函数<math>H(X)</math>称为该随机变量的信息熵,<math>H(X)</math>满足以下三条公理: |
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| | 1. 连续性:概率的微小变化只会引起不确定度的微小变化,即:<math>H(p_1,p_2,\dots,p_n)</math>关于<math>p_i</math>连续。 | | 1. 连续性:概率的微小变化只会引起不确定度的微小变化,即:<math>H(p_1,p_2,\dots,p_n)</math>关于<math>p_i</math>连续。 |
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第22行: |
| | 3. 等概率时单调递增:离散型随机变量所有结果的概率相等时,即<math>p_i = \frac{1}{n}</math>,则<math>H</math>应是<math>n</math>的单调递增函数。 | | 3. 等概率时单调递增:离散型随机变量所有结果的概率相等时,即<math>p_i = \frac{1}{n}</math>,则<math>H</math>应是<math>n</math>的单调递增函数。 |
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| − | 通过以上三条公理可确定在常熟因子与对数底数之外唯一形式的 <math>H(X)</math>,形式如下,其中<math>K</math>为任意常数:
| + | 通过以上三条公理可确定在常数因子与对数底数之外唯一形式的 <math>H(X)</math>,形式如下,其中<math>K</math>为任意常数: |
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| | <math>H(X) = - K\sum_{i=1}^{n}p_i\log p_i</math> | | <math>H(X) = - K\sum_{i=1}^{n}p_i\log p_i</math> |
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| − | 这种公理化方案也在PID框架的构建中得到了应用,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PID框架的构建中得到了应用,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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| | === [[互信息]] === | | === [[互信息]] === |
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| | <math>= H_X+H_Y - H_{XY}</math> | | <math>= H_X+H_Y - H_{XY}</math> |
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| | 两个变量的[[互信息]]可以写成<math>(D_{\mathrm{KL}}(p_{XY}\Vert p_Xp_Y))</math>仅度量二元联合分布偏离独立分布的程度;但它不能区分多源情形中的冗余、特有和协同贡献。 | | 两个变量的[[互信息]]可以写成<math>(D_{\mathrm{KL}}(p_{XY}\Vert p_Xp_Y))</math>仅度量二元联合分布偏离独立分布的程度;但它不能区分多源情形中的冗余、特有和协同贡献。 |
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| − | 在此,集智百科将先以两源变量框架为例,展示信息原子的计算过程,为了在后面的例子中进行机选,在这里集智百科先给出两源变量情形下,冗余信息的定义。依照Paul L. Williams和Randall D. Beer在论文中给出一般定义,容易得到冗余信息在两源变量框架中的定义式:
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| | + | 在此,集智百科将先以两源变量框架为例,展示信息原子的计算过程,为了在后面的例子中进行计算,这里先给出两源变量情形下冗余信息的计算式。依照Paul L. Williams和Randall D. Beer在论文中给出一般定义,容易得到冗余信息在两源变量框架中的计算式: |
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| | <math> | | <math> |