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10.9 压缩/解码原理

定理 10.2(压缩/解码原理)对任意不可约非负矩阵 𝐴

1)对 𝐴 的任何一个编码树 𝑇,有

𝒞𝑇(𝐴) = ℋ1(𝐴) − ℋ𝑇(𝐴) = 𝒟𝑇(𝐴).

2)对 𝐴,有

𝒞(𝐴) = ℋ1(𝐴) − ℋ(𝐴) = 𝒟(𝐴).

3)对任何 𝑘 ≥ 2

𝒞𝑘(𝐴) = ℋ1(𝐴) − ℋ𝑘(𝐴) = 𝒟𝑘(𝐴).


4)对 𝐴 的任何编码树类型 𝒯

𝒞 𝒯(𝐴) = ℋ1(𝐴) − ℋ𝒯(𝐴) = 𝒟𝒯(𝐴).


压缩/解码信息原理揭示了,对任何不可约非负矩阵 𝐴 𝐴 的编码树 𝑇𝑇 𝐴 中的解码信息 𝒟𝑇(𝐴) 𝑇 𝐴 的压缩信息一样,即

image

𝒟𝑇(𝐴) = 𝒞𝑇(𝐴).

因此,对任何𝛼 ∈ 𝑇−𝑞𝛼

log

𝑉𝛼 2 𝑉𝛼

是模块 𝛼 的压缩信息,它也

可以理解为模块 𝛼 消除的 𝐴 中的不确定性。直观地说:

1)压缩信息就是解码信息;

2)压缩了多少信息也就是消除了多少不确定性,等价地,消除的不确定性就是压缩的信息;

3)由于压缩信息是显示地分布在编码树 𝑇 上的,所以解码信息也是显示地分布在编码树 𝑇 上的;

4)编码树 𝑇 不仅有解码功能,即消除嵌入在 𝐴 中的不确定性,而且 𝑇 消除的嵌入在 𝐴 中的不确定性显示地分布在编码树 𝑇的节点上;

5)结构熵 𝑇(𝐴) 显示地分布在编码树的节点上,同样地,解码信息𝒟𝑇(𝐴) 也显示地分布在编码树 𝑇 的节点上。

编码树 𝑇 的以上性质为信息演算,即基于编码树的推理理论,奠定了基础。