| 第120行: |
第120行: |
| | EI = I(X_t,X_{t+1}|do(X_t)\sim U(\mathcal{X}))=I(\tilde{X}_t,\tilde{X}_{t+1}) \\ | | EI = I(X_t,X_{t+1}|do(X_t)\sim U(\mathcal{X}))=I(\tilde{X}_t,\tilde{X}_{t+1}) \\ |
| | = \sum^N_{i=1}\sum^N_{j=1}Pr(\tilde{X}_t=i,\tilde{X}_{t+1}=j)\log \frac{Pr(\tilde{X}_t=i,\tilde{X}_{t+1}=j)}{Pr(\tilde{X}_t=i)Pr(\tilde{X}_{t+1}=j)}\\ | | = \sum^N_{i=1}\sum^N_{j=1}Pr(\tilde{X}_t=i,\tilde{X}_{t+1}=j)\log \frac{Pr(\tilde{X}_t=i,\tilde{X}_{t+1}=j)}{Pr(\tilde{X}_t=i)Pr(\tilde{X}_{t+1}=j)}\\ |
| − | = \sum^N_{i=1}Pr(\tilde{X}_t=i)\sum^N_{j=1}Pr(\tilde{X}_{t+1}=j|\tilde{X}_t=i)\log \frac{Pr(\tilde{X}_{t+1}=j|\tilde{x}_t)}{p(\tilde{x}_{t+1})}\\ | + | = \sum^N_{i=1}Pr(\tilde{X}_t=i)\sum^N_{j=1}Pr(\tilde{X}_{t+1}=j|\tilde{X}_t=i)\log \frac{Pr(\tilde{X}_{t+1}=j|\tilde{X}_t=i)}{Pr(\tilde{X}_{t+1}=j)}\\ |
| − | = \frac{1}{N}\sum^N_{i=1}\sum^N_{j=1}p_{ij}\log\frac{p_{ij}}{\overline{p}_j}\\ | + | = \frac{1}{N}\sum^N_{i=1}\sum^N_{j=1}p_{ij}\log\frac{N\cdot p_{ij}}{\sum_{k=1}^N p_{kj})}\\ |
| − | = \frac{1}{N}\sum^N_{i=1}D_{KL}(P_{i.}||\overline{P}) | |
| | </math> | | </math> |
| | | | |
| | | | |
| − | 其中N为状态数,<math>\tilde{x}_t,\tilde{x}_{t+1}</math>分别为把t时刻的输入[[干预]]为[[最大熵分布]]后前后两个时刻的状态。<math>p_{ij}</math>为第i个状态转移到第j个状态的转移概率。将矩阵每列求均值,可得到平均转移向量<math>\overline{P}</math>,每个分量便是<math>\overline{p}_j</math>。我们也可以用[[KL散度]]的方式来表达:EI是转移矩阵每个行转移向量与平均转移向量的[[KL散度]]的均值。
| + | 其中<math>\tilde{X}_t,\tilde{X}_{t+1}</math>分别为把t时刻的[math]X_t[/math][[干预]]为[[均匀分布]]后,前后两个时刻的状态。<math>p_{ij}</math>为第i个状态转移到第j个状态的转移概率。 |
| | + | |
| | + | 我们也可以将[[转移概率矩阵]][math]P[/math]写成[math]N[/math]个行向量拼接而成的形式,即: |
| | + | |
| | + | <math> |
| | + | P=(P_1,P_2,\cdots,P_N)^T |
| | + | </math> |
| | + | |
| | + | 其中,[math]P_i[/math]矩阵[math]P[/math]的第[math]i[/math]个行向量,且满足条件概率的归一化条件:[math]||P_i||_1=1[/math],这里的[math]||\cdot||_1[/math]表示向量的1范数。那么EI可以写成如下的形式: |
| | + | |
| | + | <math> |
| | + | EI = \frac{1}{N}\sum^N_{i=1}\sum^N_{j=1}p_{ij}\log\frac{N\cdot p_{ij}}{\sum_{k=1}^N p_{kj})}=\frac{1}{N}D_{KL}(P_i||\bar{P}) |
| | + | </math> |
| | + | |
| | + | 将矩阵每列求均值,可得到平均转移向量<math>\overline{P}=\sum_{k=1}^N P_k/N</math>。[math]D_{KL}[/math]便是两个分布的[[KL散度]]。因此,EI是转移矩阵每个行转移向量[math]P_i[/math[与平均转移向量[math]\bar{P}[/math[的[[KL散度]]的均值。 |
| | | | |
| | =归一化= | | =归一化= |