
Kvantizace a entropie spojité náhodné veličiny
Shannonova entropie ve vzorci Vybraná témata z teorie informace (2) je definována pouze pro diskrétní náhodné veličiny. Uvažujme nyní spojitou náhodnou veličinu s Riemannovsky intergrabilní hustotou pravděpodobnosti
a najděme entropii její jednoduché kvantizace.
Obor hodnot náhodné veličiny rozdělíme na ekvidistantní intervaly
přičemž předpokládáme, že hustota je na těchto intervalech spojitá.
Z Lagrangeovy věty o střední hodnotě plyne, že v každém dělicím intervalu existuje takové že
|
(23) |
Definujeme kvantizovanou diskrétní náhodnou veličinu tak, že
|
(24) |
s pravděpodobností funkcí
|
(25) |
Entropie náhodné veličiny je pak rovna
|
jelikož Navíc z Riemannovské integrability
plyne
|
(26) |
Definujeme pak diferenciální entropii spojité náhodné veličiny
výrazem
|
(27) |
Všimněme si analogie Vybraná témata z teorie informace (27) s Vybraná témata z teorie informace (2), resp. Vybraná témata z teorie informace (6). Avšak zatímco pro entropii obecně platí diferenciální entropie
může nabývat i hodnot záporných a tedy není ekvivalentem Shannonovy entropie. Pro
však můžeme položit
Zvolíme-li
pak lze tvrdit, že entropie
-bitové kvantizace
je přibližně