Vol. 63, No. 6, June 2013, pp. 655∼660
Bi-partitioning Algorithm for Information-theoretic Measures of Aesthetics
In-Seob Shin · Seung Kee Han ∗
Department of Physics, Chungbuk National University, Cheongju 361-763, Korea
Keon Myung Lee
Department of Computer Science, Chungbuk National University, Cheongju 361-763, Korea
Seungbok Lee · Woo Hyun Jung
Department of Psychology, Chungbuk National University, Cheongju 361-763, Korea (Received 1 April 2013 : revised 9 April 2013 : accepted 4 June 2013)
The composition of colors in an artistic painting has a strong influence on the aesthetic prefer- ence for the painting. Therefore, information-theoretic measures of compositional complexity can be used for an aesthetic analysis of artistic paintings. The compositional information can be measured as the amount of information gain as the painting is bi-partitioned consecutively into two parts of more homogeneous blocks. In this paper, we propose an effective method of computing the compo- sitional information by using a line-updating bi-partitioning (LUB) algorithm. Compared with the conventional block-computing bi-partitioning (BCB) algorithm, we show that the computation time using the LUB algorithm is significantly reduced. As a consequence, compositional information in many artistic paintings can be computed for a the complexity analysis of aesthetics.
PACS numbers: 05.10.-a, 89.70.+c
Keywords: Measure, Information theory, Compositional complexity, Bi-partitioning algorithm
X N
Ë| ºT  ] ØX ì Ä Q X ì Ä U ¤õ u § ü X ¢ T ú n ÞÄ Z ض £ ° ow P Ö ¨
,
>
- > ) כ · Â 6 Ò û BM ∗
Ø
æ· ¡ ¤ @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , ' õ AÅ Ò 361-763
T
Z Ì ' å
Ø
æ· ¡ ¤ @ / < Æ § l < ÆÂ Ò, ' õ AÅ Ò 361-763
T
û B õ i ; · + ä £g ` @
Ø
æ· ¡ ¤ @ / < Æ § d o < Æõ , ' õ AÅ Ò 361-763
(2013¸ 4 Z 4 1{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2013¸ 4 Z 4 9{ 9 Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §, 2013¸ 6 Z 4 4{ 9 > F S X & ñ )
p
Õ ü t ¾ ¡ § \ H Ò o © _ / B N ç ß & h ½ ¨$ í É r ¾ ¡ § _ p & h ñ ¸\ ´ ú § É r % ò ¾ Ó` ¦ ï r . Ò o © ì r í _
/ B N ç ß & h ½ ¨$ í 4 ¤ ¸ ú $ í ` ¦ & ñ Ðs : r& h Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ < ÊÜ ¼ Ð+ p Õ ü t ¾ ¡ § _ p & h ì r$ 3 \ 6 x| ¨ c à º e . / B N ç
ß & h ½ ¨$ í 4 ¤ ¸ ú $ í É r p Õ ü t ¾ ¡ §` ¦ ç H{ 9 ô Ç Ò o © ` ¦ t H ¸y Ü ¼ Ð & h s × æì r ½ + ÉK y \ " f % 3
>
÷ & H & ñ Ð_ ª Ü ¼ Ð > í ß ½ + É Ã º e . : r ½ ¨\ " f H þ j& h _ s × æì r ½ + É_ 0 Au \ ¦ & ñ l 0 AK 9 כ
¹ô Ç Ò o © & ñ Ð| ¾ Ó > í ß ` ¦ é ß 0 A\ " f > í ß H LUB · ú ¦o 7 £ §` ¦ ] jr ô Ç . Ò o © & ñ Ð| ¾ Ó` ¦ ¸y é ß 0 A
655
Ð > í ß H l > r _ BCB · ú ¦o 7 £ § õ q § % i ` ¦ M :, LUB · ú ¦o 7 £ §` ¦ 6 x / B N ç ß & h ½ ¨$ í 4 ¤ ¸ ú $ í _
> í ß r ç ß s S \ l & h Ü ¼ Ð y è H õ \ ¦ % 3 % 3 . " f s · ú ¦o 7 £ §` ¦ s 6 x # # Q t p Õ
ü
t ¾ ¡ § _ p & h 4 ¤ ¸ ú $ í ì r$ 3 \ 9 כ ¹ô Ç / B N ç ß & h ½ ¨$ í 4 ¤ ¸ ú $ í > í ß s 0 p x ½ + É כ s .
PACS numbers: 05.10.-a, 89.70.+c
Keywords: p & h t à º, & ñ Ðs : r, ½ ¨$ í 4 ¤ ¸ ú $ í , s × æì r ½ + É · ú ¦o 7 £ §
I. " e  ] Ø
p
Õ ü t ¾ ¡ § _ ñ ¸ H p Õ ü t ¾ ¡ § \ H Ò o © _ ½ ¨
$ í
\ ß ¼> % ò ¾ Ó` ¦ ~ Ã Î H . { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð p Õ ü t ¾ ¡ § s é ß í
H ô Ç כ Ð H 4 ¤ ¸ ú $ í s 7 £ x < Ê\ " f p & h ñ ¸
7 £ x t ë ß { 9 & ñ ô Ç # 3 0 A\ ¦ Å # Q" f H 4 ¤ ¸ ú $ í \ " f H p
& h ñ ¸ r y èô Ç ¦ ô Ç [1]. p Õ ü t ¾ ¡ § \ " f Ò
o © _ ½ ¨$ í Ü ¼ РÒ' p & h t à º\ ¦ % 6 £ § Ü ¼ Ð ¸{ 9 ô Ç כ É r G. D. Birkhoff s [2]. Õ ª H p & h t à º\ ¦ | 9 " f ¸ü <4 ¤
¸ ú
¸_ q Ö ¦ Ð& ñ _ ¦, # Q t ç ß é ß ô Ç ¸+ þ A\ @ /ô Ç
| 9
" f ¸ü < 4 ¤ ¸ ú ¸\ ¦ Æ Ò& ñ H ~ ½ ÓZ O ` ¦ ] jî ß % i . s Ê ê
\
& ñ Ðs : r` ¦ ½ ÓÜ ¼ Ð ^ > & h Ü ¼ Ð p & h t à º\ ¦ & ñ | ¾ Ó
o ¦ H r ¸[ þ t s ] jî ß ÷ &% 3 [3]. J. Rigau H p Õ
ü
t ¾ ¡ §` ¦ Ò o © s ç H{ 9 ô Ç ¸y (block)Ü ¼ Ð ì r ½ + É % i ` ¦ M
: % 3 > ÷ & H Ò o © & ñ Ð| ¾ Ó` ¦ / B N ç ß & h ½ ¨$ í 4 ¤ ¸ ú $ í (compo- sitional complexity) Ü ¼ Ð ] jî ß % i [4]. Õ ª H s ~ ½ ÓZ O
`
¦ s 6 x # # Q t p Õ ü t ¾ ¡ § \ @ /ô Ç 4 ¤ ¸ ú $ í ì r$ 3 ` ¦ r
¸ % i [5]. Õ ª Q / B N ç ß & h ½ ¨$ í 4 ¤ ¸ ú $ í _ > í ß É r
¾
¡
§ _ ß ¼l 7 £ x < Ê\ " f > í ß r ç ß ¸ ß ¼> 7 £ x ô Ç
. " f q §& h H p Õ ü t ¾ ¡ § \ @ /ô Ç ½ ¨$ í 4 ¤ ¸ ú $ í ì r$ 3
\
H ´ ú § É r ] j s e .
: r ½ ¨\ " f H ¸y é ß 0 A Ð ½ ¨$ í 4 ¤ ¸ ú $ í ` ¦ > í ß H l
> r _ ~ ½ Ód ` ¦ (line) é ß 0 A_ > í ß Ü ¼ Ð @ /^ # > í ß r ç
ß ` ¦ S \ l & h Ü ¼ Ð × ¦{ 9 Ã º e H D h Ðî r > í ß õ & ñ ` ¦ ¸{ 9 ô
Ç . s \ ¦ : x # # Q t @ /½ © ¸ z ´] j ¾ ¡ § \ " f ¸ ½ ¨
$ í
4 ¤ ¸ ú $ í ` ¦ > í ß ½ + É Ã º e 6 £ §` ¦ Ð# Å Ò ¦ ô Ç .
II. V R Ë ×± qV R Ë (compositional complexity)
{ 9
ì ø Í& h Ü ¼ Ð p Õ ü t ¾ ¡ § _ 4 ¤ ¸ ú $ í É r 6 x H Ò o © _
ª $ í \ ß ¼> _ > r ô Ç . _ p Õ ü t ¾ ¡ § \ " f 6 x H Ò
o © _ 4 ¤ ¸ ú $ í ` ¦ Ò o © & ñ Ð| ¾ Ó (palette information)Ü ¼ Ð
&
ñ | ¾ Ó o½ + É Ã º e . ô Ç ¾ ¡ § \ " f 6 x H ^ Ò o à º C \ " f : £ ¤& ñ ô Ç Ò o © c\ ¦ 6 x H S X Ò ¦ s P (c) ¦ , Ò
o © & ñ Ð| ¾ Ó É r 6 £ § õ ° ú s & ñ _ ) a .
∗
E-mail: [email protected]
Fig. 1. (Color online) (a) Composition with Red, Blue, Black, Yellow, and Gray, Piet Mondrian, 1921, (b) A position-shuffled random image of (a).
H(C) = X
cC
P (c) log 2 P (c) (1)
S X
Ò ¦ì r í P (c) H ¾ ¡ § _ ^ o èà º Ss ¦ e _ _ Ò
o © c\ ¦ ° ú H o èà º N(c){ 9 M : P (c) = N(c)/S Ð Å Ò
#
Q . Õ ª X < z ´] j Ð Ò o © & ñ Ð| ¾ Ó É r _ p Õ ü t ¾ ¡ §
\
" f 6 x H Ò o © _ / B N ç ß & h ½ ¨$ í & ñ Ð H ) Å Òt 3 l w ô
Ç . Fig. 1(a)_ 7 H × ¼o î ß (Piet Mondrian)_ ¾ ¡ § õ s
¾ ¡ § \ " f 6 x H Ò o © É r Õ ª@ / Ð 6 x " f Ò o © _ 0 A u
\ ¦ Á º 0 A Ð + þ Ar , Fig. 1(b) H Ò o © & ñ Ð| ¾ Ó É r { 9 u
t ë ß / B N ç ß & h ½ ¨$ í \ H ´ ú § É r s e .
z
´] j ¾ ¡ § \ " f 6 x H Ò o © _ / B N ç ß & h ½ ¨$ í & ñ Ð H
^
s p t \ ¦ / B N ç ß ì r ½ + É` ¦ ½ + É M : % 3 > ÷ & H & ñ Ð_ ª Ü ¼
Ð & ñ _ ½ + É Ã º e . \ V\ ¦ [ þ t , Fig. 2\ " f 7 H × ¼o î ß _ Õ ª a Ë
>` ¦ ì r ½ + É R\ _ K " f ¿ º % ò % i Ü ¼ Ð r 1 õ r 2 Ð ¾ º% 3 .
s
â Ä º\ : £ ¤& ñ ô Ç Ò o © s ô ÇA á ¤ \ u Ä º5 g ì r í # y Â Ò ì
r \ @ /ô Ç Ò o © & ñ Ð| ¾ Ó É r " é ¶ A ^ ¾ ¡ § s t ¦ e H Ò
o © & ñ Ð| ¾ Ó Ð H y èô Ç . " f s ì r ½ + É õ & ñ ` ¦ : x K
" f Ò o © _ / B N ç ß & h ½ ¨$ í & ñ Ð\ ¦ % 3 % 3 ¦ ½ + É Ã º e . ì ø Í
, Fig. 1(b)_ Á º 0 A 7 H × ¼o î ß Õ ªa Ë >\ @ /K " f ° ú É r / B N ç
ß ì r ½ + É` ¦ & h 6 xÙ þ ¡` ¦ M : H y % ò % i \ @ /ô Ç Ò o © & ñ Ð| ¾ Ó É r
"
é
¶ A Ò o © & ñ Ð| ¾ Óõ _ s \ O . " f s â Ä º\
H / B N ç ß ì r ½ + É\ _ K " f % 3 > ÷ & H / B N ç ß & h ½ ¨$ í & ñ Ð_ ª
É
r Å Ò ¦ ½ + É Ã º e .
{ 9
ì ø Í& h Ü ¼ Ð Ò o à º C\ ¦ 6 x H 2 " é ¶ s p t \ /
B
N ç ß ì r ½ + É R` ¦ ¸{ 9 % i ` ¦ M :, % 3 > ÷ & H ½ ¨$ í & ñ Ð| ¾ Ó
Fig. 2. (Color online) (a) Bi-partitioning of Mondrian’s image in Fig. 1(a) into two blocks r 1 and r 2 . Color dis- tribution in RGB color space of the (b) original block, (c) block r 1 , and (d) block r 2 .
(compositional information) I(C, R) É r " é ¶ A s p t _ Ò o
© & ñ Ð| ¾ Ó H(C)ü < ì r ½ + É R\ _ ô Ç conditional entropy H(C|R) _ s Ð Å Ò# Q [4].
I(C, R) = H(C) − H(C|R) H(C|R) = − X
cC,i=1,2
P (c, r i ) log 2 P (C|r i ) (2)
#
l " f conditional probability P (c|r i ) H % ò % i r i \ " f Ò
o © c_ S X Ò ¦ s ¦, joint probability P (c, r i ) H P (c, r i ) = P (c|r i ) · P (r i ) Ð Å Ò# Q . s M : P (r i ) = π i = s i /S s ¦, S H ^ s p t _ o èà º, Õ ªo ¦ s i H ì r ½ + É ) a ¸y r i _
o èà ºs . " f ì r ½ + É R\ _ ô Ç ½ ¨$ í & ñ Ð I(C, R) É r I(C, R) = H(C) − [π 1 H(C, r 1 ) + π 2 H(C, r 2 )] (3) s
Qô Ç ì r ½ + É` ¦ n ì ø Í4 ¤ ô Ç ì r ½ + É {R 1 , R 2 , · · · , R n } \ _ K
" f n + 1> h_ ¸y [ þ t {r 1 , r 2 , · · · , r n+1 } Ü ¼ Ð ¾ º# Q&
`
¦ M : ì r ½ + É\ _ K " f % 3 > ÷ & H ½ ¨$ í & ñ Ð| ¾ Ó_ 8 ú x ½ + Ë É r I(C, {R 1 , R 2 , · · · , R n }) = H(C) −
n+1
X
i=1
π i H(C, r i ) (4)
ü
< ° ú . " f ½ ¨$ í & ñ Ð| ¾ Ó_ 8 ú x ½ + Ë I(C, {R 1 , R 2 , · · · , R n }) É r ^ ¾ ¡ § _ Ò o © & ñ Ð H(C)\ " f ì r ½ + É R n t s
À Ò# Q t " f ¾ º# Q ¸y [ þ t \ z e H Ò o © & ñ Ð| ¾ Ó H(C, r i )\ ¦ ^ \ @ /ô Ç ¸y _ o èà º q π i \ ¦ × æ u
Ð ô Ç ° ú כ[ þ t _ s ü < ° ú . s Qô Ç / B N ç ß ì r ½ + É` ¦ > 5 Å q # n f ë ß \ ¸ H ¸y [ þ t s é ß { 9 Ò oÜ ¼ Ð ÷ &% 3 z e H
¸y _ Ò o © & ñ Ð| ¾ Ó É r % ò s ) a . " f s M : % 3 > ÷ &
H ½ ¨$ í & ñ Ð| ¾ Ó I(C, {R 1 , R 2 , · · · , R n
f}) H ^ ¾ ¡ § \ @ / ô
Ç Ò o © & ñ Ð| ¾ Ó H(C) Ð ] X H ô Ç .
III. : X ì Ä8 ý T ú n ÞÄ Z ض £ Å U Ø" e
_ p Õ ü t ¾ ¡ § \ H Ò o © _ / B N ç ß & h ½ ¨$ í & ñ Ð
H n f _ / B N ç ß ì r ½ + É` ¦ : x # ± ú כ s . { 9 ì ø Í& h Ü ¼
Ð íl _ ì r ½ + É\ " f H H ß ¼l (scale)\ " f_ / B N ç ß & ñ Ð
¦, ì r ½ + És ' H d \ " f p [ jô Ç ß ¼l \ " f _
/ B N ç ß & ñ Ð ± ú כ s . 7 £ ¤ ì r ½ + Éõ & ñ \ " f % 3
>
÷ & H ½ ¨$ í & ñ Ð| ¾ Ó É r ¾ ¡ § _ : £ ¤$ í ` ¦ s K H X < × æ כ ¹
. " f ^ n f _ / B N ç ß ì r ½ + É í H " f\ ¦ ^ > & h Ü ¼ Ð
& ñ H כ s 9 כ ¹ .
^ s p t n − 1> h_ ì r ½ + É {R 1 , R 2 , · · · , R n−1 } \ _
K " f ¸y {r 1 , r 2 , · · · , r n } Ü ¼ Ð ¾ º# Q4 R e ` ¦ M :, ì
r ½ + É R n ` ¦ Æ Ò # m P : ¸y r m ` ¦ ¸y r m 0 , r n+1 Ü ¼ Ð ¾ º# Q Å Ò% 3 ` ¦ M :, Æ Ò Ð % 3 > ÷ & H % 3 >
÷
& H ½ ¨$ í & ñ Ð o| ¾ Ó ∆I(C, R n ) É r s _ ½ ¨$ í & ñ Ð
|
¾ Ó I(C, {R 1 , R 2 , · · · , R n−1 }) õ D h Ð % 3 # Q ½ ¨$ í & ñ Ð| ¾ Ó I(C, {R 1 , R 2 , · · · , R n }) _ s Ð+ 6 £ § õ ° ú s ½ ¨½ + É Ã º e
.
∆I(C, R n ) = π m × ∆H(C, R n )
∆H(C, R n ) = H(C, r m ) −
s 0 m
s m H(C, r 0 m ) + s n+1
s m H(C, r n+1 )
(5) 7
£ ¤, ì r ½ + É R n s s À Ò# Qt H ¸y \ " f_ Ò o © & ñ Ð_
o| ¾ Ó ∆H(C, R n )` ¦ ½ ¨ ¦, 6 £ § Ü ¼ Ð ^ o è Ã º S\
@
/ô Ç × þ ) a ¸y r m _ o èà º q π m ` ¦ × æ u Ð Y L
½ ¨$ í & ñ Ð_ o| ¾ Ó ∆I(C, R n )` ¦ ½ ¨½ + É Ã º e . s õ
&
ñ ` ¦ ì ø Í4 ¤ # þ j7 á x& h Ü ¼ Ð H é ß { 9 ô Ç Ò o © ` ¦ t H ¸ y
[ þ t ë ß z ` ¦ M : t > 5 Å q ÷ & ¦, ^ ì r ½ + Éõ & ñ É r 6 £ § ¿ º
t é ß > Ð & ñ _ ) a .
í
5 N 1: × þ ) a _ ¸y \ @ /ô Ç s × æì r ½ + É (bi- partitioning): Ð_ ß ¼l L x Õ ªo ¦ [ j Ð_ ß ¼l
L y @ / © ¸y ` ¦ e _ _ t & h \ " f à º¨ î , à ºf ~ ½ Ó ¾ Ó Ü
¼ Ð ì r ½ + É # Õ ª × æ \ " f ½ ¨$ í & ñ Ð o| ¾ Ós þ j@ / ÷ &
H 0 Au \ ¦ ì r ½ + Ét & h Ü ¼ Ð × þ ô Ç .
í
5 N 2: s p ¾ º# Q n> h_ ¸y {r 1 , r 2 , · · · , r n } × æ
\
" f n P : ì r ½ + É R n ` ¦ Æ Ò½ + É ¸y r m ` ¦ × þ l : y y
_ ¸y \ @ /K " f é ß > 1` ¦ & h 6 x # % 3 > ÷ & H n > h _
& ñ & h ì r ½ + É × æ \ " f ½ ¨$ í & ñ Ð_ o| ¾ Ós þ j@ / ÷ &
H ¸y ` ¦ r m Ü ¼ Ð G × þ ô Ç .
IV. Line-updating bi-partitioning (LUB)
°
ow P Ö ¨
0
A_ é ß > 1\ " f & ñ _ ) a s × æì r ½ + É õ & ñ É r Å Ò# Q _
¸y ` ¦ ¸ H 0 p x ô Ç 0 Au \ " f à º¨ î , à ºf ì r ½ + É` ¦ r
Fig. 3. (Color online) (a) Horizontal bi-partitioning at position y = k with two blocks r 1 = {1 ≤ y ≤ k} and r 2 = {k < y ≤ L y }. Cr 1 and Cr 2 are the color space of r 1 and r 2 , respectively. (b) New bi-partitioning at position y = k + 1. Block r 0 1 (r 0 2 ) is composed of block r 1 (r 2 ) with line k + 1 added (deleted).
'
¦ y y _ ì r ½ + É\ @ /K " f d (5)ü < ° ú s Ò o © & ñ Ð
o| ¾ Ó ∆Hü < ½ ¨$ í & ñ Ð| ¾ Ó_ o| ¾ Ó ∆I\ ¦ > í ß ô Ç . s ~ ½ Ó Z O
, BCB (block-computing bi-partitioning)\ " f H, y y _
0 Au \ " f ì r ½ + ɽ + É M : Ò q tl H ¿ º > h_ ¸y \ @ /ô Ç Ò o ©
&
ñ Ð| ¾ Ó É r ¸¿ º > í ß > ) a . Õ ª Q z ´] j Ð s Qô Ç > í
ß É r 6 £ § 0 Au \ " f ì r ½ + ɽ + É M : Ò q tl H ¿ º > h_ ¸y \ @ / ô
Ç > í ß õ ´ ú §s u > ) a . s M : × æ4 ¤ ) a > í ß ` ¦ þ j@ /ô Ç ]
j ¦ ì r ½ + É 0 Au \ ¦ s 1 l x < Ê\ " f Æ Ò/] j ÷ & H
_ \ @ /ô Ç Ò o © & ñ Ð| ¾ Ó ë ß Ü ¼ Ð 6 £ § ì r ½ + É 0 Au \
"
f Ò q tl H ¿ º > h_ ¸y \ @ /ô Ç Ò o © & ñ Ð| ¾ Ó` ¦ > í ß ½ + É Ã º e
. s ~ ½ ÓZ O ` ¦ LUB (line-updating bi-partitioning) s
¦ 9, Fig. 3õ ° ú s ½ ¨½ + É Ã º e .
Figure 3 õ ° ú s ì r ½ + É t & h ` ¦ y = k \ " f y = k + 1 Ð s 1 l x ½ + ÉM : s % ò % i r 1 \ " f > í ß ) a Ò o © & ñ Ð| ¾ Ó H(C, r 1 ) Ü ¼ ÐÂ Ò' S X © ) a % ò % i r 1 0 \ " f > í ß ) a Ò o © & ñ Ð
|
¾ Ó H(C, r 0 1 )` ¦ ½ ¨ l 0 AK " f 9 כ ¹ô Ç S X © ) a % ò % i _ Ò o
à º Cr 0 1 ` ¦ 6 £ § õ ° ú s 3t % ò % i Ü ¼ Ð ½ ¨ì r # Ð .
Cr 1 \ ë ß í < Ê÷ & H Ò o à º C 0 , Cr 1 õ C line ¸¿ º\ 5 Å q
H Ò o à º C m , Õ ªo ¦ C line \ ë ß í < Ê÷ & H Ò o à º C a Ð
½
¨$ í ) a . s % ò % i r 1 _ Ò o à º Cr 1 \ í < Ê ) a : £ ¤& ñ Ò o
© c_ o èà º H N (c) Ð, Æ Ò ) a % ò % i k + 1_ Ò o à º C line \ í < Ê ) a : £ ¤& ñ Ò o © c_ o èà º H n(c) Ð Å Ò# Q| 9 M : y
Ò o à º% ò % i C 0 , C m , C a \ " f S X Ò ¦ì r í H y y 6 £ § õ
° ú
s Å Ò# Q .
• Ò o à º C 0 _ % ò % i \ " f P (C|r 0 1 ) = L N (c)
x
(k+1)
• Ò o à º C m _ % ò % i \ " f P (C|r 1 0 ) = N (c)+n(c) L
x
(k+1)
• Ò o à º C a _ % ò % i \ " f P (C|r 0 1 ) = L n(c)
x
(k+1)
s
M : L x (k + 1) É r S X © ) a % ò % i r 1 0 _ 8 ú x o èà ºs . s ü
< ° ú É r ' a > \ ¦ s 6 x # H(C, r 1 0 )` ¦ ½ ¨$ í H y y _ Ò
o à º% ò % i C 0 , C m , C a Ð ¾ º# Q ³ ð & ³ A ü < ° ú .
H(C, r 0 1 ) = − X
cC
0N (c)
L x (k + 1) log 2 N (c) L x (k + 1)
− X
cC
mN (c) + n(c)
L x (k + 1) log 2 N (c) + n(c) L x (k + 1)
− X
cC
an(c)
L x (k + 1) log 2 n(c)
L x (k + 1) (6) d
(6)\ " f s % ò % i r 1 \ " f > í ß ô Ç Ò o © & ñ Ð| ¾ Ó H(C, r 1 )` ¦ s 6 x # & ñ o 6 £ § õ ° ú .
H(C, r 0 1 ) = k
k + 1 H(C, r 1 ) − k
k + 1 log 2 k k + 1 +
"
− X
cC
mN (c) + n(c)
L x (k + 1) log 2 N (c) + n(c) L x (k + 1) −
− X
cC
mN (c)
L x (k + 1) log 2 N (c) L x (k + 1)
− X
cC
an(c)
L x (k + 1) log 2 n(c) L x (k + 1)
#
(7)
0
Ad \ " f ' Í P : ½ Óõ ¿ º P : ½ Ó É r s % ò % i \ " f > í
ß ô Ç H(C, r 1 )` ¦ o èà º L x k \ " f L x (k + 1) Ü ¼ Ð S X ©
| ¨
c M : H ß ¼l ´ òõ (scale factor)s . @ / F c ñ5 Å q \ e
H ½ Ó[ þ t É r D h Ðî r % ò % i k + 1s Æ Ò÷ & " f % 3 > ÷ &
H Ò o © & ñ Ð| ¾ ÓÜ ¼ Ð, Ò o à º % ò % i C m , C a \ " f ½ ¨ô Ç כ s
.
A % ò % i r 0 2 \ @ /K " f ¸ 0 Aü <° ú É r ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð & ñ o ½ + É Ã º e
. ì r ½ + Ét & h ` ¦ y = k \ " f y = k + 1Ü ¼ Ð s 1 l x ½ + É M : s
% ò % i r 2 \ " f > í ß ) a Ò o © & ñ Ð| ¾ Ó H(C, r 2 ) ÐÂ Ò' » ¡ ¤
è ) a % ò % i r 0 2 \ " f > í ß ) a Ò o © & ñ Ð| ¾ Ó H(C, r 0 2 )` ¦ ½ ¨ l 0
AK " f H » ¡ ¤ è ) a % ò % i _ Ò o à º Cr 2 0 ` ¦ 6 £ § õ ° ú s 3
t
% ò % i Ü ¼ Ð è H . Cr 2 \ ë ß 5 Å q H Ò o à º C 0 , Cr 2 ü <
C line ¸¿ º\ 5 Å q H Ò o à º C m , Õ ªo ¦ C line \ ë ß í < Ê
÷
& H Ò o à º C d Ð ½ ¨$ í ) a .
s
% ò % i r 2 _ Ò o à º Cr 2 \ í < Ê ) a : £ ¤& ñ Ò o © c_ o
èà º H N (c) Ð, ] jü @ ) a % ò % i k + 1_ Ò o à º C line \
í < Ê ) a : £ ¤& ñ Ò o © c_ o èà º H n(c) Ð Å Ò# Q| 9 M : y Ò o Ã
º% ò % i C 0 , C m , C d \ " f S X Ò ¦ì r í H y y 6 £ § õ ° ú s Å Ò
# Q .
• Ò o à º C 0 _ % ò % i \ " f P (C|r 0 2 ) = L N (c)
x
(L
y−(k+1))
• Ò o à º C m _ % ò % i \ " f P (C|r 2 0 ) = L N (c)−n(c)
x
(L
y−(k+1))
• Ò o à º C d _ % ò % i \ " f P (C|r 0 2 ) = L n(c)
x