互信息(Mutual Information)是什麼?

互信息衡量兩個隨機變數之間相互包含的信息量,數值越大代表相關性越高,常用於特徵選擇、圖像配準等任務。|本頁含完整原理、應用場景、iPAS 考試重點與 3 個常見問答。

英文
Mutual Information
主題標籤
機器學習、特徵工程、模型評估
考點定位
非 iPAS 核心術語
最後更新
2026/06/17
互信息(Mutual Information)是什麼? 機器學習特徵工程
術語快查

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TL;DR: 互信息衡量兩個隨機變數之間相互包含的信息量,數值越大代表相關性越高,常用於特徵選擇、圖像配準等任務。

實用情境: 適合用在閱讀 AI 文章、產品文件或和同事討論時,先用一頁快速對齊概念。

下一步: 先讀完定義,再往下看延伸比較與對應工具,把概念轉成實際應用。

你有沒有想過,兩個資料欄位之間到底有沒有真正互相知道對方的資訊? 你可以把它想成看兩個變數有多常一起變、一起出現,關係越強,互信息通常越高。 它衡量的是資訊共享量,不只看線性關係,所以比單純相關係數更廣。 這也讓它很適合先拿到可用答案,再慢慢把精度往上推。

容易混淆

互信息 vs 相關係數 互信息:看資訊依賴,不限線性 相關係數:主要看線性關係 最關鍵的區別:先看它是在比什麼,再看它怎麼做。

互信息 vs 共變異數 互信息:用資訊角度看關聯 共變異數:看兩變數一起變動的方向與程度 最關鍵的區別:先看它是在比什麼,再看它怎麼做。

記住這句就好

關係越像彼此透露資訊,互信息越大。

實際案例

特徵選擇 找出和標籤最有資訊關聯的欄位,留下真正有用的特徵。

影像配準 比較兩張影像是否對齊時,互信息可以當作相似度指標。

算法與應用

互信息可寫成聯合分佈和邊際分佈差異的量。 如果兩個變數完全獨立,互信息就是 0。 它常用在特徵選擇、配準、以及資訊理論分析裡。

情境判斷

Q1(直覺題): 你想找出和是否購買最有關的特徵,該優先看什麼?

互信息,因為它能看出特徵和標籤之間的資訊關聯。

Q2(判斷題): 如果兩個變數幾乎是彎曲關係,相關係數接近 0,還能說完全沒關係嗎?

不能,這時互信息可能仍然很高,因為它能抓非線性關聯。

常見問題

互信息一定介於 0 和 1 嗎?

不一定,和資料尺度無關的相對值,不是機率。

它可以用在連續變數嗎?

可以,但估計方式會更難,常需要分箱或密度估計。

互信息越大就越好嗎?

不一定,要看你的任務是要找關聯、做選擇,還是做預測。