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添加6字节 、 2024年7月25日 (星期四)
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为了简化问题且不失通用性,以有两个输入变量(X<sub>1</sub>、X<sub>2</sub>)和一个输出变量(Y)的系统为例,目标变量和联合源变量的互信息<math>I(X_1,X_2; Y) </math>可以通过部分信息分解(Partial Information Decomposition,简称PID)分解成三种信息,分别是冗余信息(Redundant information,简称Red)、独特信息(Unique information,简称Un)、协同信息(Synergistic information,简称Syn),具体公式如下:
 
为了简化问题且不失通用性,以有两个输入变量(X<sub>1</sub>、X<sub>2</sub>)和一个输出变量(Y)的系统为例,目标变量和联合源变量的互信息<math>I(X_1,X_2; Y) </math>可以通过部分信息分解(Partial Information Decomposition,简称PID)分解成三种信息,分别是冗余信息(Redundant information,简称Red)、独特信息(Unique information,简称Un)、协同信息(Synergistic information,简称Syn),具体公式如下:
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<math>I(X_1,X_2; Y) = Red(X_1,X_2; Y) + Un(X_1; Y |X_2) + Un(X_2; Y |X_1) + Syn(X_1,X_2; Y) </math>
 
<math>I(X_1,X_2; Y) = Red(X_1,X_2; Y) + Un(X_1; Y |X_2) + Un(X_2; Y |X_1) + Syn(X_1,X_2; Y) </math>
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<math>Syn(X_{t};X_{t+1}) ≥ Un(V_t;X_{t+1}|X_t) > 0 </math>
 
<math>Syn(X_{t};X_{t+1}) ≥ Un(V_t;X_{t+1}|X_t) > 0 </math>
 
通过互信息的相关计算公式,可以得知:
 
通过互信息的相关计算公式,可以得知:
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<math>Un(V_t;X_{t+1}|X_t)  ≥ I\left(V_t ; V_{t+1}\right)-\sum_j I\left(X_t^j ; V_{t+1}\right) + Red(V_t, V_{t+1};X_t) </math>
 
<math>Un(V_t;X_{t+1}|X_t)  ≥ I\left(V_t ; V_{t+1}\right)-\sum_j I\left(X_t^j ; V_{t+1}\right) + Red(V_t, V_{t+1};X_t) </math>
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式中,<math>X_t^j </math>表示第 j 维t时刻的微观变量。
 
式中,<math>X_t^j </math>表示第 j 维t时刻的微观变量。
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由于<math>Red(V_t, V_{t+1};X_t) </math>为非负数,所以可以提出一个充分非必要条件<math>\Psi_{t, t+1}(V) </math>,用于测量两个时间步宏观变量的互信息减去每个t时刻微观变量和t+1时刻宏观变量的互信息。
 
由于<math>Red(V_t, V_{t+1};X_t) </math>为非负数,所以可以提出一个充分非必要条件<math>\Psi_{t, t+1}(V) </math>,用于测量两个时间步宏观变量的互信息减去每个t时刻微观变量和t+1时刻宏观变量的互信息。
  
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