Comment le journal (p (x, y)) normalise-t-il les informations mutuelles point par point?


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J'essaie de comprendre la forme normalisée d'informations mutuelles ponctuelles.

npmi=pmi(x,y)log(p(x,y))

Pourquoi la probabilité log-jointe normalise-t-elle les informations mutuelles ponctuelles entre [-1, 1]?

L'information mutuelle point par point est:

pmi=log(p(x,y)p(x)p(y))

p (x, y) est borné par [0, 1] donc log (p (x, y)) est borné par (, 0]. Il semble que le log (p (x, y)) devrait en quelque sorte équilibrer les changements le numérateur, mais je ne comprends pas exactement comment. Cela me rappelle aussi l'entropie , mais encore une fois je ne comprends pas la relation exacte.h=−log(p(x))


Pour commencer, les informations mutuelles ponctuelles utilisent un logarithme (je ne sais pas si sa faute de frappe ou si vous utilisez une autre quantité ).
— Piotr Migdal

Réponses:


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À partir de l'entrée Wikipedia sur les informations mutuelles ponctuelles :

Les informations mutuelles ponctuelles peuvent être normalisées entre [-1, + 1], ce qui donne -1 (dans la limite) pour ne jamais se produire ensemble, 0 pour l'indépendance et +1 pour une cooccurrence complète.

Pourquoi cela arrive-t-il? Eh bien, la définition de l'information mutuelle ponctuelle est

pmi≡log⁡[p(x,y)p(x)p(y)]=log⁡p(x,y)−log⁡p(x)−log⁡p(y),

alors que pour une information mutuelle normalisée ponctuelle, on entend :

npmi≡pmi−log⁡p(x,y)=log⁡[p(x)p(y)]log⁡p(x,y)−1.

Le quand il y a:

  • pas de co-occurrences, , donc nmpi est -1,log⁡p(x,y)→−∞
  • co-occurrences au hasard, , donc nmpi vaut 0,log⁡p(x,y)=log⁡[p(x)p(y)]
  • cooccurrences complètes, , donc nmpi vaut 1.log⁡p(x,y)=log⁡p(x)=log⁡p(y)

Ce serait une réponse plus complète pour montrer pourquoi npmi est sur l'intervalle . Voir ma preuve dans l'autre réponse. [−1,1]
— Hans

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Bien que la réponse de Piotr Migdal soit informative en donnant les exemples où nmpi atteint trois valeurs extrêmes, cela ne prouve pas qu'il se trouve dans l'intervalle . Voici l'inégalité et sa dérivation. as pour tout événement . En divisant les deux côtés par le non négatif , nous avons [−1,1]

logp(x,y)≤logp(x,y))−logp(x)−logp(y)=log⁡p(x,y)p(x)p(y)=:pmi(x;y)=logp(y|x)+logp(y|x)−logp(x,y)≤−logp(x,y)
−logp(A)≥0Ah(x,y):=−logp(x,y)
−1≤nmpi(x;y):=mpi(x;y)h(x,y)≤1.

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