互信息

互信息

互信息(Mutual Information)是資訊理論里一種有用的信息度量,它可以看成是一個隨機變數中包含的關於另一個隨機變數的信息量,或者說是一個隨機變數由於已知另一個隨機變數而減少的不肯定性。互信息本來是資訊理論中的一個概念,用於表示信息之間的關係, 是兩個隨機變數統計相關性的測度,使用互信息理論進行特徵抽取是基於如下假設:在某個特定類別出現頻率高,但在其他類別出現頻率比較低的詞條與該類的互信息比較大。互信息的定義與交叉熵近似。

定義

互信息互信息

設兩個隨機變數

的聯合分布為

,邊際分布分別為

,互信息

是聯合分布

與乘積分布

的相對熵,即

互信息互信息

含義

互信息互信息

互信息與多元對數似然比檢驗以及皮爾森

校驗有著密切的聯繫。

信息的含義

信息是物質、能量、信息及其屬性的標示。逆維納信息定義

信息是確定性的增加。逆香農信息定義

信息是事物現象及其屬性標識的集合。

互信息的含義

一般而言,信道中總是存在著噪聲和干擾,信源發出訊息x,通過信道後信宿只可能收到由於干擾作用引起的某種變形的y。信宿收到y後推測信源發出x的機率,這一過程可由後驗機率p(x|y)來描述。相應地,信源發出x的機率p(x)稱為先驗機率。我們定義x的後驗機率與先驗機率比值的對數為y對x的互信息量(簡稱互信息)。

根據熵的連鎖規則,有

互信息互信息

因此,

互信息互信息

這個差叫做X和Y的互信息,記作I(X;Y)。

按照熵的定義展開可以得到:

互信息互信息

性質

非負性

互信息互信息

,且等號成立的充要條件是

相互獨立。

鏈法則

互信息互信息

數據處理不等式

互信息互信息

如果

構成馬式鏈,則

其他

某個詞t和某個類別Ci傳統的互信息定義如下:

互信息是計算語言學模型分析的常用方法,它度量兩個對象之間的相互性。在過濾問題中用於度量特徵對於主題的區分度。互信息的定義與交叉熵近似。互信息本來是資訊理論中的一個概念,用於表示信息之間的關係, 是兩個隨機變數統計相關性的測度,使用互信息理論進行特徵抽取是基於如下假設:在某個特定類別出現頻率高,但在其他類別出現頻率比較低的詞條與該類的互信息比較大。通常用互信息作為特徵詞和類別之間的測度,如果特徵詞屬於該類的話,它們的互信息量最大。由於該方法不需要對特徵詞和類別之間關係的性質作任何假設,因此非常適合於文本分類的特徵和類別的配準工作。

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