Кіріспе

Кездейсоқ айнымалыларға қолданылатын теңсіздік. Ақпарат теориясында Фано теңсіздігі (Фаноның кері теоремасы және Фано леммасы деп те аталады) шулы каналдағы жоғалған орташа ақпаратты жіктеу қатесінің ықтималдығымен байланыстырады. Оны Роберт Фано 1950 жылдардың басында МТИ-де ақпарат теориясы бойынша докторлық семинар өткізіп жатқанда шығарған, ал кейіннен 1961 жылғы оқулығында жазды. Ол кез келген декодердің қателік ықтималдығының төменгі шегін, сондай-ақ тығыздық бағалаудағы минимакстік тәуекелдердің төменгі шегін табу үшін қолданылады. Кездейсоқ айнымалылар кіріс және шығыс хабарламаларын біртұтас ықтималдықпен белгілейді. Егер қате орын алса, онда , мұндағы – нұсқасы болып табылады. Бұл жерде – шартты энтропия, – байланыс қатесінің ықтималдығы, ал – тиісті екілік энтропияны білдіреді.

Интуиция

Фано теңсіздігін кез келген болжамды пайдалана отырып, шартты үлестірудің белгісіздігін екі сұраққа бөлу жолы ретінде қарастыруға болады. Бірінші сұрақ, терминіне сәйкес келетін, болжаушының белгісіздігіне қатысты. Егер болжам дұрыс болса, қалған белгісіздік болмайды. Егер болжам қате болса, кез келген дискретті үлестірудің белгісіздігі, қате болжамнан басқа барлық мүмкіндіктер бойынша біркелкі үлестірудің энтропиясымен шектеледі. Бұл энтропияға тең. Екстремалды жағдайларды қарастыратын болсақ, егер болжаушы әрқашан дұрыс болса, теңсіздіктің бірінші және екінші мүшелері 0-ге тең болады, ал толыққанды болжаушының болуы оны толығымен анықтайды, яғни . Егер болжаушы әрқашан қате болса, онда бірінші мүше 0-ге тең болады, ал белгісіздік тек қалған мүмкіндіктер бойынша біркелкі үлестірумен шектеледі.