信息论

本文详细解释了熵、联合熵和互信息的基本概念及其数学表达式,包括离散随机变量熵的计算公式、联合熵的定义以及如何通过熵计算互信息量,深入探讨了这些概念在信息论中的应用。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

基本概念

如果X是一个离散随机变量,取值空间为R, 其概率分布为p(x)=p(X=x),xR,那么X的熵H(x)定义为

H(x)=p(x)log2p(x)

其中约定0log0=0,对数以2为底的熵的单位为二进制位比特。

联合熵

如果X,Y是一对随机变量,X,Y ~ p(x,y), X,Y的联合熵H(X, Y)定义为:

H(X,Y)=xXyYp(x,y)logp(x,y)

在给定随机变量X的情况下, Y的条件熵H(Y|X)定义为:

H(Y|X)=xXp(x)H(Y|X=x)=xXp(x)[yYP(y|x)logp(y|x)]=xXyYp(x,y)logp(y|x)

互信息

根据熵的连锁规则,有

H(X,Y)=H(X)+H(Y|X)=H(Y)+H(X|Y)

因此,

H(X)H(X|Y)=H(Y)H(Y|X)

这个差被称为互信息。记做I(X,Y), 它反应了在知道了Y之后,X的不确定性的减少量。展开之后,我们可以得到:

I(X,Y)=x,yp(x,y)logp(x,y)p(x)p(y)
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值