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关于「互信息与联合熵和边际熵有什么关系?」

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掌握方法

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互信息 I(X;Y)I(X;Y) 与边际熵 H(X)H(X)、H(Y)H(Y) 以及联合熵 H(X,Y)H(X,Y) 之间的关系由恒等式 I(X;Y)=H(X)+H(Y)−H(X,Y)I(X;Y) = H(X) + H(Y) - H(X,Y) 给出。这是从韦恩图中推导出来的,其中两个熵圆的并集是联合熵,它们的交集是互信息。

适用条件:XX 和 YY 是具有有限熵的随机变量。;该图将 H(X,Y)H(X,Y) 视为两个熵圆的并集,将 I(X;Y)I(X;Y) 视为它们的交集。

认识概念

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在熵的韦恩图中,左圆代表熵 H(X)H(X),右圆代表 H(Y)H(Y)。它们的交集代表互信息 I(X;Y)I(X;Y)。

适用条件:适用于说明两个离散随机变量 XX 和 YY 之间的信息分解。

理解原因

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互信息 I(X;Y)I(X;Y) 代表在观察到 YY 之后关于 XX 的不确定性减少量。H(X)H(X) 是关于 XX 的初始不确定性,而 H(X∣Y)H(X|Y) 是已知 YY 之后的剩余不确定性。

适用条件:XX 和 YY 是随机变量。;H(X)H(X) 和 H(X∣Y)H(X|Y) 使用相同的单位制。