Un outil SPARK pour le calcul de l’entropie

EntropyAnalysis

Mesure et comparaison de l’entropie de Shannon

Importez une distribution de fréquences et obtenez automatiquement son entropie de Shannon, son entropie maximale et son coefficient d’entropie. Comparez deux distributions à l’aide du test de Hutcheson.

Charger un exemple →
01

Mesurer une distribution

Collez vos fréquences, contrôlez chaque contribution et exportez le détail du calcul.

Ouvrir le calculateur
02

Comparer deux distributions

Comparez deux entropies selon la méthode du classeur Excel de référence.

Ouvrir le comparateur

Qu’est-ce que l’entropie ?

La notion vient de la physique, où elle caractérise la dispersion de l’énergie et le degré de désorganisation d’un système. Une vapeur concentrée dans une turbine peut produire un travail utile : son entropie est faible. La même quantité d’eau évaporée et dispersée au-dessus d’un lac correspond à un état d’entropie plus élevée.

Faible entropieRépartition concentrée, système plus ordonné
Forte entropieRépartition plus uniforme entre les catégories

L’entropie de Shannon

En 1948, Claude Shannon adapte cette idée à la théorie de l’information. Pour une distribution, chaque catégorie possède une probabilité pᵢ, obtenue en divisant sa fréquence par le nombre total d’occurrences.

H = − Σ pi log2(pi)

La quantité −pᵢ log₂(pᵢ) est la contribution d’une catégorie. Les contributions sont additionnées. Une distribution uniforme est moins prévisible et possède davantage d’entropie qu’une distribution dominée par quelques catégories.

Entropie maximale et coefficient

Entropie maximaleHmax = log2(E)
Coefficient normaliséC = H / Hmax

E est le nombre de catégories dont la fréquence est strictement positive. Lorsque Hmax > 0, le coefficient est compris entre 0 et 1.

Ordre — distribution concentréeDispersion — distribution répartie

Comparer deux distributions

Le test t de Hutcheson permet d’évaluer si la différence entre deux entropies de Shannon est statistiquement significative. L’outil reprend la variante de calcul présente dans le classeur source, puis calcule une valeur p bilatérale.

Références

  1. Hutcheson, K. (1970). A test for comparing diversities based on the Shannon formula. Journal of Theoretical Biology, 29(1), 151–154. DOI 10.1016/0022-5193(70)90124-4
  2. Shannon, C. E. (1948). A Mathematical Theory of Communication. The Bell System Technical Journal, 27(3), 379–423.