The error exponent of a discrete memoryless channel is expressed in two forms. One is Gallager's expression with a positive slope parameter and the other is Csiszar and Korner's information-theoretic representation expressed using the mutual information and the relative entropy. They differ in appearance, and existing methods to prove their agreement are not elementary, as they require an evaluation of the KKT conditions that the optimal distribution must satisfy. Similarly, there are two types of expressions for the strong converse exponent. They are Arimoto's expression with a negative slope parameter and Dueck and Korner's information-theoretic expression. The purpose of this paper is to clarify the relation between two ways of representing exponents, i.e., representations using slope parameters and those using information-theoretic quantities, from the viewpoint of algorithms for computing exponents. Arimoto's algorithm is based on expression using slope parameters, while the authors' and Tridenski and Zamir's algorithms are based on Dueck and Korner's information-theoretic expression. An algorithm family that includes the above two algorithms as special cases was recently proposed. This paper clarifies that the convergence of Tridenski and Zamir's algorithm proves the match of Arimoto's and Dueck and Korner's exponents. We discuss another family of algorithms and, using the surrogate objective function used therein, prove that the two expressions of the error exponent coincide. Evaluation of the KKT condition is not needed in this proof. We then discuss the computation of the error and correct decoding probability exponents in lossy source coding. A new algorithm family for computing the source coding strong converse exponent is defined. The convergence of a member of the algorithm family implies the match of the two expressions of the strong converse exponent.
翻译:以两种形式表达离散的记忆缺失频道的错误。 一种是 Gallager 的表达式, 带有正斜度参数, 另一种是 Csiszar 和 Korner 的信息理论表达式, 使用相互的信息和相对的英特盘表示。 它们外观不同, 现有的证明协议的方法并不基本, 因为它们要求对 KKT 进行最佳分布必须满足的条件进行评估 。 同样, 有两种强烈反偏差表达式的表达式。 它们是 Arimoto 的表达式, 带有负斜度参数, 以及 Deeck 和 Korner 的信息理论表达式。 本文的目的是澄清两种表达式( 即, 使用斜度参数表达式表达式表示式表示式表示式表示式和 Korner 的信息理论表达式表达式) 。 这个算式家族在计算法中, 包括了前方算式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示器, 并且Arimoto 的计算器表示式表示式表示式表示“ ” 和“ 逻辑表达式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示“ ” 。,,, 我们的逻辑解释式表示式表示式表示式表示式表示“,, 和Aral, 的逻辑定义表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示“,, ”,,,,, 表示式表示式表示式表示式表示式表达式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示“,,,,, 。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示式表示