基于MATLAB的条件熵计算与信息不确定性分析工具

资 源 简 介

本项目提供一套完整的条件熵计算系统，支持用户输入联合概率矩阵，自动验证数据有效性并计算随机变量间条件熵，辅助信息论相关研究。

详 情 说 明

基于MATLAB的条件熵计算与信息不确定性分析工具

项目介绍

本项目实现了一个专业的条件熵计算系统，基于概率论与信息论原理，能够根据联合概率分布数据精确计算随机变量之间的条件熵值。系统采用MATLAB矩阵运算技术，提供从数据输入验证到结果可视化分析的完整解决方案，适用于信息不确定性分析和相关性研究的各个领域。

功能特性

• 概率数据读取与验证：支持联合概率矩阵和边缘概率数据的输入，自动验证概率数据的合法性和完整性
• 条件熵计算核心功能：实现单变量条件熵H(Y|X)的精确计算，具备扩展多变量条件熵计算的能力
• 智能参数配置：可设置概率和检验阈值（默认1±0.001），确保计算结果的可靠性
• 结果可视化分析：提供条件概率分布柱状图和熵值比较图，直观展示分析结果
• 全面结果输出：除条件熵数值外，还提供边缘概率分布、条件概率矩阵及详细验证报告

使用方法

基本输入配置

1. 联合概率矩阵：准备N×M的二维数组，表示随机变量X和Y的联合概率分布P(X,Y)
2. 离散变量值：（可选）提供X和Y的可能取值列表
3. 参数设置：根据需要调整概率验证参数和计算模式

执行计算

运行主程序后，系统将：

• 自动验证输入数据的概率归一化特性
• 计算边缘概率分布P(X)和P(Y)
• 推导条件概率分布P(Y|X)
• 输出最终的条件熵值H(Y|X)

结果获取

系统输出的内容包括：

• 条件熵数值（双精度浮点数）
• 中间计算过程数据
• 数据验证报告
• （可选）可视化分析图表

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 支持矩阵运算的基本MATLAB环境
• （可选）统计分析工具箱（用于高级可视化功能）

文件说明

主程序文件实现了系统的核心控制逻辑，主要承担数据输入处理、计算流程调度和结果输出管理三大功能。具体包括：负责读取和验证用户提供的联合概率矩阵及相关参数设置；协调条件熵计算所需的边缘概率推导和条件概率矩阵生成；管理最终数值结果的输出格式和可选可视化图表的生成展示。该文件整合了完整的条件熵计算流程，确保从数据输入到分析结果输出的全链路自动执行。