L'entropia di una distribuzione rumorosa


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Supponiamo che abbiamo una funzione tale che x Z n 2f:Z2nR efè una distribuzione, cioè,ΣxZ n 2 f(x)=1.

xZ2nf(x){12n,22n,,2n2n},
fxZ2nf(x)=1

L'entropia di Shannon di è definita come segue: H ( f ) = - x Z n 2 f ( x ) log ( f ( x ) ) .f

H(f)=xZ2nf(x)log(f(x)).

Sia una costante. Supponiamo che otteniamo una versione ϵ- rumorosa di f ( x ) , ovvero otteniamo una funzione ˜ f : Z n 2R tale che | ˜ f ( x ) - f ( x ) | < ϵ per ogni x Z n 2 . Qual è l'effetto del rumore sull'entropia? Cioè, possiamo legare H ( ˜ f ) da una funzione "ragionevole" di ϵϵϵf(x)f~:Z2nR|f~(x)f(x)|<ϵxZ2nH(f~)ϵe , come ad esempio: ( 1 - ε ) H ( f ) < H ( ~ F ) < ( 1 + ε ) H ( f ) , o anche, ( 1 - ε c n ) d H ( f ) < H ( ˜ f ) < ( 1 + ϵ c n )H(f)

(1ϵ)H(f)<H(f~)<(1+ϵ)H(f),
per alcune costanti c , d .
(1ϵcn)dH(f)<H(f~)<(1+ϵcn)dH(f),
c,d

Modifica: Cercando di avere un'idea dell'effetto del rumore sull'entropia di Shannon, qualsiasi additivo "ragionevole" legato a sarebbe anche molto interessante.H(f~)

Risposte:


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fS2δnf~δS

ff~(1δ)2δnH(f)=δnH(f~)(1δ+δ2)n(1δ)2nδ

δ=log(1/ε)nεn2log(1/ε)


1
ϵn

Grazie per la correzione. Non so quale sia la risposta per un limite additivo.
O Meir il

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@DanaMoshkovitz - Il caso di un limite additivo è davvero molto rilevante. Lo aggiungerò alla domanda. Grazie per segnalarlo!

H(f)0H(f)0
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