Взаимная информация как вероятность


11

Может ли взаимная информация по совместной энтропии:

0я(Икс,Y)ЧАС(Икс,Y)1

быть определено как: «вероятность передачи части информации от X до Y»?

Прошу прощения за наивность, но я никогда не изучал теорию информации, и я просто пытаюсь понять некоторые концепции этого.


1
Добро пожаловать в CV, Лука Магги! Какой прекрасный первый вопрос!
Алексис

Ответы:


8

Мера, которую вы описываете, называется соотношением качества информации [IQR] (Wijaya, Sarno and Zulaika, 2017). IQR является взаимной информацией I(X,Y) разделенная на «общую неопределенность» (совместная энтропия)H(X,Y) (источник изображения: Wijaya, Sarno and Zulaika, 2017).

введите описание изображения здесь

Как описано Wijaya, Sarno и Zulaika (2017),

диапазон IQR составляет [0,1] . Наибольшее значение (IQR = 1) может быть достигнуто, если DWT может идеально восстановить сигнал без потери информации. В противном случае самое низкое значение (IQR = 0) означает, что MWT не совместим с исходным сигналом. Другими словами, восстановленный сигнал с конкретным MWT не может хранить существенную информацию и полностью отличается от исходных характеристик сигнала.

Вы можете интерпретировать это как вероятность того, что сигнал будет идеально восстановлен без потери информации . Обратите внимание, что такая интерпретация ближе к субъективистской интерпретации вероятности , чем к традиционной, частой интерпретации.

Это вероятность для двоичного события (реконструируемая информация против нет), где IQR = 1 означает, что мы считаем восстановленную информацию достоверной, а IQR = 0 означает противоположное. Он разделяет все свойства для вероятностей бинарных событий. Кроме того, энтропии имеют ряд других свойств с вероятностями (например, определение условных энтропий, независимость и т. Д.). Так что это похоже на вероятность и крякает как это.


Виджая Д.Р., Сарно Р. и Зулайка Е. (2017). Коэффициент качества информации как новая метрика для выбора материнского вейвлета. Хемометрика и интеллектуальные лабораторные системы, 160, 59-71.


1
Как функция IQR определена для , чтобы сравнить ее с определяющими свойствами вероятностной меры? Представляете ли вы I ( X , Y ) и H ( X , Y ) с X : = X IAΩя(Икс',Y')ЧАС(Икс',Y') где I - характеристическая функция? Икс'знак равноИкся(A),Y'знак равноYя(A)я
Ганс

Ну, мой вопрос направлен на часть вашего ответа, а не на отдельный вопрос. Вы предлагаете мне открыть новый вопрос и ссылку и направить его на ваш ответ?
Ганс

@ Ганс Что я сказал, так это то, что эта мера легко соответствует определению, поправьте меня, если я ошибаюсь. Аксиомы 1. и 2. очевидны. Для аксиомы 3. - перекрытие, H ( X , Y ) - общее пространство, поэтому дробь можно легко увидеть как вероятность. я(Икс,Y)ЧАС(Икс,Y)
Тим

1
Вероятность определяется на выборочном пространстве и его сигма-поле . Я не понимаю, что это за показатель вероятности IQR. Существует уже образец пространства и его сигма поле для измерения вероятности , определенное для случайных величин X и Y . Являются ли пространство выборки и поле новой вероятностной меры IQR такими же, как и у старой вероятностной меры, связанной с X и Y ? Если нет, то как они определены? Или вы говорите, что их не нужно определять? Как тогда вы проверяете это по аксиомам? (Ω,F)ИксYИксY
Ганс

@ Я четко заявил, что это согласуется с аксиомами, но трудно сказать, что именно это будет. Я предложил интерпретацию, вероятно, о восстановлении сигнала. Это не распределение вероятностей X или Y. Я думаю, вы могли бы глубже понять и понять его. Вопрос состоял в том, можно ли это интерпретировать как вероятность, а ответ был формально да.
Тим

2

Вот определение вероятностного пространства. Давайте использовать обозначения там. IQR является функцией кортежа (Ω,F,п,Икс,Y) (первые три компонента образуют пространство вероятностей, на котором определены две случайные величины). Мера вероятности должна быть заданной функцией, которая удовлетворяет всем условиям определения, перечисленным в ответе Тима. Θзнак равно(Ω,F,п,Икс,Y) указать Θ : = ( Ω , F , P , X , Y ) как некоторое подмножество множества Ω~ . Кроме того, набор Θ должно образовывать поле подмножествΩ~ , и чтоIQR(Ω,F,п,Икс,Y) должен удовлетворять всем трем свойствам, перечисленным в определении вероятностной меры, приведенной в ответе Тима. Пока кто-то не построит такой объект, неверно говорить, что IQR - это мера вероятности. Я, например, не вижу полезности такой сложной вероятностной меры (не самой функции IQR, а как вероятностная мера). IQR в статье, цитируемой в ответе Тима, не называется или используется как вероятность, а как метрика (первый является одним из видов последнего, но последний не является одним из видов первого).

[0,1]ΘΩ~знак равно{a,б}F~знак равно2Ω~п~(a)знак равноIQR(Θ)Θ


(Икся,Yя)

Θзнак равно(Ω,F,п,Икс,Y)

Это также относится к случаю, если вы используете сложную нейронную сеть с функцией активации сигмоида в конце, можете ли вы доказать, что выход является вероятностью в метрических терминах? Тем не менее, мы часто предпочитаем интерпретировать это как вероятность.
Тим

[0,1]Aп(A)знак равноμ(е(A))μре

Извините, но я никогда не находил подобные дискуссии и теорию мер интересными, поэтому я отказался от дальнейшего обсуждения. Я также не вижу в этом вашей точки зрения, тем более что ваш последний абзац, похоже, говорит о том же, что я говорил с самого начала.
Тим
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.