信息熵、交叉熵与相对熵

熵的定义本质上是香浓信息量log(1/p)的期望。

信息熵

编码方案完美时,最短平均编码的长度


交叉熵

编码方案不一定完美时(由于对概率分布的估计不一定正确),平均编码的长度


H(p)是p的信息熵,后者是相对熵

相对熵

编码方案不一定完美时,平均编码长度相对于最小值的增加值。又被称作KL散度(Kullback-Leibler divergence)。

离散:

连续:


可以发现交叉熵=信息熵+相对熵。对于一个给定问题,用Machine Learning中的classify举例,对于训练集,信息熵是固定的,相对熵代表了分类结果与真实结果之间的差距,所以减小相对熵即是减小交叉熵,这就是很多常见模型的loss function。在Machine Learning中,交叉熵等效于相对熵。

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