信息熵

信息熵(Entropy)是信息论的核心概念,衡量一个随机变量 X 的平均不确定性。对于概率分布 p(x),熵定义为 ,即所有可能事件自信息量的概率加权平均。

熵刻画了随机变量的不可预测性或随机性程度。熵越大,表示随机变量的取值越不确定,即每次观测所能获得的平均信息量越大。例如,均匀分布的骰子(每个面概率均为 1/6)的熵大于偏置骰子,因为前者的结果更难以预测。

熵具有重要性质:熵非负,且当且仅当随机变量为确定性分布时熵为零。熵是概率分布 p 的函数,与随机变量的具体取值无关。在信息论中,熵还为数据压缩提供了理论下限——编码一个信源所需的平均比特数至少等于其熵。

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