This paper investigates a multi-terminal source coding problem under a logarithmic loss fidelity which does not necessarily lead to an additive distortion measure. The problem is motivated by an extension of the Information Bottleneck method to a multi-source scenario where several encoders have to build cooperatively rate-limited descriptions of their sources in order to maximize information with respect to other unobserved (hidden) sources. More precisely, we study fundamental information-theoretic limits of the so-called: (i) Two-way Collaborative Information Bottleneck (TW-CIB) and (ii) the Collaborative Distributed Information Bottleneck (CDIB) problems. The TW-CIB problem consists of two distant encoders that separately observe marginal (dependent) components $X_1$ and $X_2$ and can cooperate through multiple exchanges of limited information with the aim of extracting information about hidden variables $(Y_1,Y_2)$, which can be arbitrarily dependent on $(X_1,X_2)$. On the other hand, in CDIB there are two cooperating encoders which separately observe $X_1$ and $X_2$ and a third node which can listen to the exchanges between the two encoders in order to obtain information about a hidden variable $Y$. The relevance (figure-of-merit) is measured in terms of a normalized (per-sample) multi-letter mutual information metric (log-loss fidelity) and an interesting tradeoff arises by constraining the complexity of descriptions, measured in terms of the rates needed for the exchanges between the encoders and decoders involved. Inner and outer bounds to the complexity-relevance region of these problems are derived from which optimality is characterized for several cases of interest. Our resulting theoretical complexity-relevance regions are finally evaluated for binary symmetric and Gaussian statistical models.


翻译:本文在对数丢失忠度( TW- CIB) 和( ii) 串通性( 串通性( 双向协作性) 信息中的信息源编码问题, 不一定导致添加扭曲措施 。 这个问题的起因是“ 信息瓶外壳” 方法推广到多源情景。 多个编码器必须建立合作性的比例有限的源描述, 以便最大限度地获取关于其它未观测的( 隐藏) 源的信息。 更准确地说, 我们研究所谓的( Y_ 1, Y_ 2) 的基本信息- 理论限度( 双向协作性信息节点) 。 双向协作性( TW- CIB) 和 (ii) 串通性( 双向的“ 信息节流性” Bottlegalnecker( CDIBIB) 问题。 TWW- 双向双向的“ 双向” 双向自动交易( 美元) 和“ 数字” 交易中, 双向“ xdemodeal” 交易中, 和“ xdeal dedeald” 需要一个“ rodeal” rod” ( rod) 需要两个“ rod) rod) 需要一个“ rodald) 和“ xdeal deald rod) rod) rod) rodald) ro) rod) 。

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