如何计算图像制程的信息容量？

根据信息理论，一个图像承载和传递信息的能力可以用分辨信号等级的数量来表示。信息容量或者信息内容是一个图像系统或者是一个图像能够传递承载的位数。图像内容是信号级的数量，也是直方图等级P_D。数学计算如公式（7-52）所示：

当所有信号平衡时熵达到最大值，如公式（7-53）所示：

当n是级数时，最大熵为如公式（7-54）所示：

最大熵等同于相等色调直方图的图像系统或图像的信息容量。理论上印刷品实地的熵为0。我们希望噪声为0，所以在计算图像制程的信息容量时要排除它。这就是为什么要基于不同的信号等级来计算的原因，如公式（7-55）、式（7-56）所示。

使用公式（7-49）和式（7-56）的SNR_100%来得到适合印刷品的信息容量。根据计算出的H_max，当rms_100%时，对于噪声有足够的预见性，能够预测分辨色调的等级。相同地，使用公式（7-51）和式（7-56）中的分辨信号等级得到彩色印品的熵。数码彩图熵计算如公式（7-57）所示：

上述定义的信息容量不包括频率的影响。根据定义，信息容量与频率关系如式（7-58）、式（7-59）所示。

u是图像模型的空间频率或半色调频率。

在标准的测控条中，修正n（u）的频率为2，或H_max（u）=u²。在理想半色调图像中，半色调矩阵是m×m个像素，不同阶调的数量是（1 +m²），半色调频率是（mp）^-1，p是像素大小。理想半色调印刷作业过程中的最大熵为如公式（7-60）所示：

在实际的半色调印刷作业过程中信息容量是通过修正密度（D_i）和噪声（rms）来计算的。(www.xing528.com)

U_screen=（mp）^-1

图7-19展示了在微小图片和电子半色调印刷中的信息容量。图7-19显示的印刷品比理想的测控条印品的信息容量更大。这意味着印刷作业过程中的像素复制的更精细。半色调印刷比标准的测控条的信息容量更大，这是半色调印刷的基础目标。

图7-19 电子摄影图像信息容量（bit/mm²）和空间频率u²的函数关系图

彩色印刷中的色空间通过转化后能够表达更多的信息和阶调层次。如果色域在固定色度上与L^∗—c^∗的正切值一样，那么色空间就是明度空间和色度空间的结合，所以色熵由明度熵和色度熵组成。表7-2是测量的色熵。

表7-2 在不同印刷制程中的彩色熵

信息容量法是一个图像处理过程中更为有效的测试方法。表7-3展示了对于不同种类纸张胶印过程中的信息容量是如何扩大两个参数范围的。

表7-3 一些图像制程的信息容量