信息传递对半色调图像复制过程的影响及测量方法

在考虑阶调层次的情况下，信息传递重点测量了输入信息和输出信息阶调的再现的映射关系。这些图像可能看起来不同但是图像层次结构都是一样的。这些信息传递与阶调再现、色彩再现或rms有一定区别。这种映射关系，比保真度测量重要得多。

输入图像密度f和输出图像密度g之间的共同信息定义如公式（7-80）所示：

其中，p_g/f是输入信号f和输出信号g的概率分布。信号f经印刷复制后为g，信号g的概率分布为p_g。某个信号阶调的概率是指图像中该阶调的相对面积。信号g的自身信息I_g，由式（7-81）定义：

共同信息将图像f传递到输出图像g的信息，与图像g的总信息量进行比较。如果p_g/f=p_g，印刷作业过程不会把信息转换成印品，公式（7-80）中的共同信息等于0。当给定的f值和g值一样时在理想印刷作业过程中p_g/f=1。f和g之间的共同信息最大，如公式（7-82）所示：

即它等于p_g自己的信息。如果f值和g值之间的相关性为公式（7-83）所示：

其中，c是连续的，输入和输出图像的信息是相同的，如公式（7-84）所示：

由公式（7-80）定义的共同信息是随机的。其统计平均值，即平均共同信息AMI可以计算为如公式（7-85）所示：

在图像复制过程中AMI给了一个图像的信息传递，并且它的维度是位或区。在相同的工艺过程中，不同图像的AMI不同。在特定的图像制程中，最大AMI值考虑到信息传递给出了它的通道如公式（7-86）所示：

图7-27所示为不同情况下信息传递的信息图。

图7-27 信息传输如维恩图所示

（a）理想传递过程（b）信息传输等于输出图像熵（c）实际处理过程图(www.xing528.com)

图7-28表达了AMI、SNR和CTF频率独立性及和对rms差异的依赖，信息传递过程对干扰十分敏感。

图7-28 频率函数AMI、CTF、SNR和印刷复制过程的失真状态图（以新闻纸为例）

对于半色调图像，随着半色调函数矩阵大小变化信息传递在增加。半色调图像最大熵如公式（7-87）所示：

m ×n是半色调图像像素大小。

半色调图像的信息传递质量比二进制图像高。在这两种类型图像中，信息传递有一个频率最大值作为函数，如图7-29所示。图7-29十分明了显示了信息传递比输入图像熵要小。

图7-29 半色调图像、二进制图像的信息传递AMI｀输入图像的熵与频率成函数关系

先前讨论的信息容量适用于比较图像复制状况。信息传递是比信息容量更敏感的测量方法。作为空间频率特征的阶调调整函数被用于表明反差损失。然而，作为频率特征的细节空间位置的相位有所改变，这就是为什么在阶调调整函数之前信息传递达到0，如图7-30。

信息传递可以作为图像复制的标准，例如地图和技术图纸类这样的图像中位置细节是很重要的，它可以用于作为防伪信息。一个文件从另一个文件复制过来一定会有细小的细节失真。

图7-30 模拟信息传输和调制传输的依赖（左）关系图；成像过程和数码成像过程关系图（右）（相位转移信息传输比调制转换更敏感）