軟考-信息補充

香農信息公式:

1衣形、單調性。概率越大姿鸿,信息熵越小谆吴,概率越小,信息熵越大

2苛预、非負性句狼。信息熵大于0

3、可加性热某。幾個事件的同時發(fā)生的信息熵等于單個事件發(fā)生的信息熵之和腻菇。

信息熵:對信息的量化度量。用來描述信息的不確定度昔馋。


信息熵公式解釋:二進制下筹吐,對數底數是2,此時信息熵可以作為信息的度量秘遏,成為信息量骏令,單位是比特。


以下來自百度百科:

????????通常垄提,一個信源發(fā)送出什么符號是不確定的,衡量它可以根據其出現的概率來度量周拐。概率大铡俐,出現機會多,不確定性型姿凇审丘;反之就大。

????????不確定性函數f是概率P的單調遞降函數勾给;兩個獨立符號所產生的不確定性應等于各自不確定性之和滩报,即f(P1,P2)=f(P1)+f(P2)播急,這稱為可加性脓钾。同時滿足這兩個條件的函數f是對數函數,即

????????在信源中桩警,考慮的不是某一單個符號發(fā)生的不確定性可训,而是要考慮這個信源所有可能發(fā)生情況的平均不確定性。若信源符號有n種取值:U1…Ui…Un,對應概率為:P1…Pi…Pn握截,且各種符號的出現彼此獨立飞崖。這時,信源的平均不確定性應當為單個符號不確定性-logPi的統(tǒng)計平均值(E)谨胞,可稱為信息熵固歪,即

,式中對數一般取2為底胯努,單位為比特牢裳。但是,也可以取其它對數底康聂,采用其它相應的單位贰健,它們間可用換底公式換算。

????????最簡單的單符號信源僅取0和1兩個元素恬汁,即二元信源伶椿,其概率為P和Q=1-P,該信源的熵即為如圖1所示氓侧。

????????由圖可見脊另,離散信源的信息熵具有:①非負性,即收到一個信源符號所獲得的信息量應為正值约巷,H(U)≥0偎痛;②對稱性,即對稱于P=0.5(③確定性独郎,H(1踩麦,0)=0,即P=0或P=1已是確定狀態(tài)氓癌,所得信息量為零谓谦;④極值性,當P=0.5時贪婉,H(U)最大反粥;而且H(U)是P的上凸函數。

????????對連續(xù)信源疲迂,香農給出了形式上類似于離散信源的連續(xù)熵才顿,


????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????圖1 二元信源的熵????

????????雖然連續(xù)熵HC(U)仍具有可加性,但不具有信息的非負性尤蒿,已不同于離散信源郑气。HC(U)不代表連續(xù)信源的信息量。連續(xù)信源取值無限优质,信息量是無限大竣贪,而HC(U)是一個有限的相對值军洼,又稱相對熵。但是演怎,在取兩熵的差值為互信息時匕争,它仍具有非負性。這與力學中勢能的定義相仿爷耀。

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