Divergence de Kullback-LeiblerEn théorie des probabilités et en théorie de l'information, la divergence de Kullback-Leibler (ou divergence K-L ou encore entropie relative) est une mesure de dissimilarité entre deux distributions de probabilités. Elle doit son nom à Solomon Kullback et Richard Leibler, deux cryptanalystes américains. Selon la NSA, c'est durant les années 1950, alors qu'ils travaillaient pour cette agence, que Kullback et Leibler ont inventé cette mesure. Elle aurait d'ailleurs servi à la NSA dans son effort de cryptanalyse pour le projet Venona.
Entropie de ShannonEn théorie de l'information, l'entropie de Shannon, ou plus simplement entropie, est une fonction mathématique qui, intuitivement, correspond à la quantité d'information contenue ou délivrée par une source d'information. Cette source peut être un texte écrit dans une langue donnée, un signal électrique ou encore un fichier informatique quelconque (suite d'octets). Elle a été introduite par Claude Shannon. Du point de vue d'un récepteur, plus la source émet d'informations différentes, plus l'entropie (ou incertitude sur ce que la source émet) est grande.
Information mutuelleDans la théorie des probabilités et la théorie de l'information, l'information mutuelle de deux variables aléatoires est une quantité mesurant la dépendance statistique de ces variables. Elle se mesure souvent en bit. L'information mutuelle d'un couple de variables représente leur degré de dépendance au sens probabiliste. Ce concept de dépendance logique ne doit pas être confondu avec celui de causalité physique, bien qu'en pratique l'un implique souvent l'autre.
Entropie conditionnelleEn théorie de l'information, l'entropie conditionnelle décrit la quantité d'information nécessaire pour connaitre le comportement d'une variable aléatoire , lorsque l'on connait exactement une variable aléatoire . On note l'entropie conditionnelle de sachant . On dit aussi parfois entropie de conditionnée par . Comme les autres entropies, elle se mesure généralement en bits. On peut introduire l'entropie conditionnelle de plusieurs façons, soit directement à partir des probabilités conditionnelles, soit en passant par l'entropie conjointe.
Entropie de RényiL'entropie de Rényi, due à Alfréd Rényi, est une fonction mathématique qui correspond à la quantité d'information contenue dans la probabilité de collision d'une variable aléatoire. Étant donnés une variable aléatoire discrète à valeurs possibles , ainsi qu'un paramètre réel strictement positif et différent de 1, l' entropie de Rényi d'ordre de est définie par la formule : L'entropie de Rényi généralise d'autres acceptions de la notion d'entropie, qui correspondent chacune à des valeurs particulières de .
Théorie de l'informationLa théorie de l'information, sans précision, est le nom usuel désignant la théorie de l'information de Shannon, qui est une théorie utilisant les probabilités pour quantifier le contenu moyen en information d'un ensemble de messages, dont le codage informatique satisfait une distribution statistique que l'on pense connaître. Ce domaine trouve son origine scientifique avec Claude Shannon qui en est le père fondateur avec son article A Mathematical Theory of Communication publié en 1948.
Informationvignette|redresse=0.6|Pictogramme représentant une information. L’information est un de la discipline des sciences de l'information et de la communication (SIC). Au sens étymologique, l'« information » est ce qui donne une forme à l'esprit. Elle vient du verbe latin « informare », qui signifie « donner forme à » ou « se former une idée de ». L'information désigne à la fois le message à communiquer et les symboles utilisés pour l'écrire. Elle utilise un code de signes porteurs de sens tels qu'un alphabet de lettres, une base de chiffres, des idéogrammes ou pictogrammes.
Divergence (statistiques)En statistiques, une divergence est une fonction ou une fonctionnelle qui mesure la dissimilarité d'une loi de probabilité par rapport à une autre. Selon le contexte, elles peuvent être définies pour des lois, des mesures positives (non-normalisées), des vecteurs (par exemple sur l'espace des paramètres si l'on considère un modèle paramétrique), ou encore des matrices. Les divergences sont analogues à des distances au carré et permettent de généraliser la notion de distance aux variétés statistiques, mais il s'agit d'une notion plus faible dans la mesure où elles ne sont en général pas symétriques et ne vérifient pas l'inégalité triangulaire.
Distance statistiquevignette|Représentation de la distance en variation totale (en gris) entre deux fonctions de densité En mathématiques, et plus précisément en théorie des probabilités et en statistique, la notion de distance statistique sert à mesurer l'écart entre deux lois de probabilité. Les distances statistiques sont notamment utilisées en théorie de l'information, en statistique, en apprentissage automatique, et en cryptologie. Lorsqu'aucune précision n'est donnée, la « distance statistique » entre deux lois fait généralement référence à la distance en variation totale.
Entropie conjointevignette|Entropie conjointe. En théorie de l'information, l'entropie conjointe est une mesure d'entropie utilisée en théorie de l'information, qui mesure la quantité d'information contenue dans un système de deux variables aléatoires (ou plus de deux). Comme les autres entropies, l'entropie conjointe est mesurée en bits ou en nats, selon la base du logarithme utilisée. Si chaque paire d'états possibles des variables aléatoires ont une probabilité alors l'entropie conjointe de et est définie par : où est la fonction logarithme en base 2.
Entropie différentielleDifferential entropy (also referred to as continuous entropy) is a concept in information theory that began as an attempt by Claude Shannon to extend the idea of (Shannon) entropy, a measure of average (surprisal) of a random variable, to continuous probability distributions. Unfortunately, Shannon did not derive this formula, and rather just assumed it was the correct continuous analogue of discrete entropy, but it is not. The actual continuous version of discrete entropy is the limiting density of discrete points (LDDP).
Quantities of informationThe mathematical theory of information is based on probability theory and statistics, and measures information with several quantities of information. The choice of logarithmic base in the following formulae determines the unit of information entropy that is used. The most common unit of information is the bit, or more correctly the shannon, based on the binary logarithm.
F-divergenceIn probability theory, an -divergence is a function that measures the difference between two probability distributions and . Many common divergences, such as KL-divergence, Hellinger distance, and total variation distance, are special cases of -divergence. These divergences were introduced by Alfréd Rényi in the same paper where he introduced the well-known Rényi entropy. He proved that these divergences decrease in Markov processes.
Information contentIn information theory, the information content, self-information, surprisal, or Shannon information is a basic quantity derived from the probability of a particular event occurring from a random variable. It can be thought of as an alternative way of expressing probability, much like odds or log-odds, but which has particular mathematical advantages in the setting of information theory. The Shannon information can be interpreted as quantifying the level of "surprise" of a particular outcome.
Entropie croiséeEn théorie de l'information, l'entropie croisée entre deux lois de probabilité mesure le nombre de bits moyen nécessaires pour identifier un événement issu de l'« ensemble des événements » - encore appelé tribu en mathématiques - sur l'univers , si la distribution des événements est basée sur une loi de probabilité , relativement à une distribution de référence . L'entropie croisée pour deux distributions et sur le même espace probabilisé est définie de la façon suivante : où est l'entropie de , et est la divergence de Kullback-Leibler entre et .
Shannon (unité)Le shannon est une unité de mesure logarithmique de l'information. L'unité est égale à l'information contenue dans un bit dont la valeur est imprévisible et les deux valeurs également probables. 1 Sh ≈ 0,693 nat ≈ 0,301 . La quantité d'information contenue dans un message est ainsi le nombre de bits minimal pour le transmettre ; soit le logarithme en base 2 du nombre de possibilités de messages différents dans le même code. La compression de données consiste à rapprocher le nombre de bits du nombre de shannons.
Unité de mesure en informatiqueLes unités de mesure suivantes sont utilisées en informatique pour quantifier la taille de la mémoire d'un dispositif numérique (ordinateur, Baladeur numérique), l'espace utilisable sur un disque dur, une clé USB, la taille d'un fichier, d'un répertoire ou autre.
Entropy rateIn the mathematical theory of probability, the entropy rate or source information rate of a stochastic process is, informally, the time density of the average information in a stochastic process. For stochastic processes with a countable index, the entropy rate is the limit of the joint entropy of members of the process divided by , as tends to infinity: when the limit exists. An alternative, related quantity is: For strongly stationary stochastic processes, .
Conditional mutual informationIn probability theory, particularly information theory, the conditional mutual information is, in its most basic form, the expected value of the mutual information of two random variables given the value of a third. For random variables , , and with support sets , and , we define the conditional mutual information as This may be written in terms of the expectation operator: . Thus is the expected (with respect to ) Kullback–Leibler divergence from the conditional joint distribution to the product of the conditional marginals and .
Inégalité de Gibbsvignette|Willard Gibbs. En théorie de l'information, l'inégalité de Gibbs, nommée en l'honneur de Willard illard Gibbs.Gibbs, porte sur l'entropie d'une distribution de probabilités. Elle sert à prouver de nombreux résultats en théorie de l'information. Soient deux distributions de probabilités et , alors Le cas d'égalité se produit si et seulement si pour tout . D'après l'inégalité de Jensen, puisque le logarithme est concave, Cela équivaut à et montre donc l'inégalité.
