Entropia głośnego rozkładu


9

Powiedzmy, że mamy funkcję f:Z2n→Rtakie, że a jest rozkładem, tzn. .

∀x∈Z2nf(x)∈{12n,22n,…,2n2n},
f∑x∈Z2nf(x)=1

Entropia Shannona dla jest zdefiniowana następująco: f

H(f)=−∑x∈Z2nf(x)log⁡(f(x)).

Niech będzie niezmienny. Powiedzmy, że otrzymujemy bezgłośną wersję , tj. Otrzymujemy funkcję taki że dla każdego . Jaki jest wpływ hałasu na entropię? To znaczy, czy możemy powiązać Przez „rozsądną” funkcję i , taką jak: a nawet dla niektórych stałych .ϵϵf(x)f~:Z2n→R|f~(x)−f(x)|<ϵx∈Z2nH(f~)ϵH(f)

(1−ϵ)H(f)<H(f~)<(1+ϵ)H(f),
(1−ϵcn)dH(f)<H(f~)<(1+ϵcn)dH(f),
c,d

Edycja: Próbując wyczuć wpływ hałasu na entropię Shannona, każdy „rozsądny” dodatek związany z również byłby bardzo interesujący.H(f~)

Odpowiedzi:


8

Takie ograniczenie nie jest możliwe. Rozważ przypadek, w którymf to rozkład, który jest równomierny w pewnym zbiorze S wielkościowy 2δ⋅n, i pozwól f~ być rozkładem, który z prawdopodobieństwem δ wyprowadza równomiernie rozłożony element S, a poza tym generuje równomiernie rozłożony ciąg.

Nietrudno dostrzec, że można to uzyskać f do f~ potrzebujesz tylko co najwyżej hałasu (1−δ)⋅2−δ⋅n. Jednak,H(f)=δ⋅n podczas H(f~)≈(1−δ+δ2)⋅n. Otrzymujesz różnicę(1−δ)2⋅n dla arbitralnie małych δ dla wyjątkowo niskiego poziomu hałasu.

W szczególności możesz ustawić δ=log⁡(1/ε)ni uzyskaj hałas ε i różnica entropii ≈n−2log⁡(1/ε).


1
Masz na myśli około ϵn, dobrze? W każdym razie myślę, że może to pomóc pytającemu również odpowiedzieć na pytanie o powiązanie dodatków, a nie tylko o powiązanie mnogie (wiem, że pytał konkretnie o mnożenie).
— Dana Moshkovitz

Dziękuję za poprawienie mnie. Nie wiem, jaka jest odpowiedź na ograniczenie dodatków.
— Lub Meir

Dzięki za odpowiedź. Lub! Beznadziejne jest uzyskanie multiplikatywnego powiązania funkcji z entropią0. A co z funkcjami o entropii większej niż 0? Czy w takim razie można uzyskać taką więź?

@DanaMoshkovitz - Przypadek wiązania dodatków jest rzeczywiście bardzo istotny. Dodam to do pytania. Dzięki za wskazanie tego!

@OrMeir - Nieznaczne ulepszenie twojego przykładu daje funkcję, która jest sprzeczna z pierwszym typem multiplikatywnej granicy, o którą prosiłem (nawet dla funkcji z H(f)≠0), ale nie mogłem znaleźć takiego przykładu dla drugiego rodzaju powielacza, o który pytałem (zakładając H(f)≠0). Jakieś pomysły?
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.