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 及 𝐴 的编码树 𝑇,𝑇 从 𝐴 中的解码信息 𝒟𝑇(𝐴) 和 𝑇 对 𝐴 的压缩信息一样,即
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 ℋ𝑇(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。