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