Як журнал (p (x, y)) нормалізує точну взаємну інформацію?


9

Я намагаюся зрозуміти нормалізовану форму точкової взаємної інформації.

npmi=pmi(x,y)log(p(x,y))

Чому ймовірність спільного журналу нормалізує точкову взаємну інформацію між [-1, 1]?

Точна взаємна інформація:

pmi=log(p(x,y)p(x)p(y))

p (x, y) обмежений [0, 1], тому журнал (p (x, y)) обмежений (, 0]. Схоже, що журнал (p (x, y)) повинен якось врівноважувати зміни в чисельник, але я не розумію, як саме. Він також нагадує про ентропію , але я знову не розумію точного співвідношення.год=-лог(p(х))


Для початку, точкова взаємна інформація використовує логарифм (я не впевнений, чи є її друк чи ви використовуєте іншу кількість ).
Пьотр Мігдал

Відповіді:


12

З запису Вікіпедії по точковій взаємній інформації :

Точкова взаємна інформація може бути нормалізована між [-1, + 1], що призводить до -1 (в межі) для того, щоб ніколи не відбувалися разом, 0 для незалежності та +1 для повного спільного виникнення.

Чому це відбувається? Ну, визначення точкової взаємної інформації є

pмiжурнал[p(х,у)p(х)p(у)]=журналp(х,у)-журналp(х)-журналp(у),

тоді як для нормалізованої точкової взаємної інформації є:

нpмipмi-журналp(х,у)=журнал[p(х)p(у)]журналp(х,у)-1.

Коли є:

  • відсутність спільних подій, журналp(х,у)-, тому nmpi дорівнює -1,
  • випадкові випадки, журналp(х,у)=журнал[p(х)p(у)], тому nmpi дорівнює 0,
  • завершення спільних подій, журналp(х,у)=журналp(х)=журналp(у), тому nmpi - 1.

Було б більш повною відповіддю показати, чому npmi знаходиться на інтервалі [-1,1]. Дивіться мого доказу в іншій відповіді.
Ганс

1

Хоча відповідь Пьотра Мігдала є інформативною при поданні прикладів, коли nmpi досягає трьох крайніх значень, це не доводить, що вона знаходиться на інтервалі [-1,1]. Ось нерівність та її виведення.

журналp(х,у)журналp(х,у))-журналp(х)-журналp(у)=журналp(х,у)p(х)p(у)=:pmi(х;у)=журналp(у|х)+журналp(у|х)-журналp(х,у)-журналp(х,у)
як -журналp(А)0 на будь-яку подію А. Поділ обох сторін на негативнігод(х,у): =-журналp(х,у), ми маємо
-1нмпі(х;у): =mpi (x; y)год(х,у)1.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.