¿Cómo normaliza el registro (p (x, y)) la información mutua puntual?


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Estoy tratando de entender la forma normalizada de información mutua puntual.

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

¿Por qué la probabilidad conjunta logarítmica normaliza la información mutua puntual entre [-1, 1]?

La información mutua puntual es:

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

p (x, y) está delimitado por [0, 1] por lo que log (p (x, y)) está delimitado por (, 0]. Parece que el log (p (x, y)) debería equilibrar de alguna manera los cambios en el numerador, pero no entiendo exactamente cómo. También me recuerda a la entropía , pero nuevamente no entiendo la relación exacta.h=−log(p(x))


Para empezar , la información mutua puntual utiliza logaritmo (no estoy seguro de si es un error tipográfico o si está utilizando otra cantidad ).
— Piotr Migdal

Respuestas:


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De la entrada de Wikipedia sobre información mutua puntual :

La información mutua puntual se puede normalizar entre [-1, + 1] dando como resultado -1 (en el límite) para que nunca ocurran juntos, 0 para la independencia y +1 para la concurrencia completa.

¿Por que sucede? Bueno, la definición de información mutua puntual es

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

mientras que para información mutua puntual normalizada es:

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

El cuando hay:

  • sin coincidencias, , entonces nmpi es -1,log⁡p(x,y)→−∞
  • Co-ocurrencias al azar, , entonces nmpi es 0,log⁡p(x,y)=log⁡[p(x)p(y)]
  • co-ocurrencias completas, , entonces nmpi es 1.log⁡p(x,y)=log⁡p(x)=log⁡p(y)

Sería una respuesta más completa para mostrar por qué npmi está en el intervalo . Ver mi prueba en la otra respuesta. [−1,1]
— Hans

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Si bien la respuesta de Piotr Migdal es informativa al dar ejemplos donde nmpi logra tres valores extremos, no prueba que esté en el intervalo . Aquí está la desigualdad y su derivación. como para cualquier evento . Dividiendo ambos lados por el no negativo , tenemos [−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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