JP2002232714A

JP2002232714A - ディザマスク生成装置

Info

Publication number: JP2002232714A
Application number: JP2001077552A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Abe; 淑人阿部
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2002-08-16

Abstract

(57)【要約】【課題】モアレや亀甲模様（ロゼッタ・パターン）等を
発生させず、インクの転移が良好で、濃淡特性が変化せ
ず、高精細で高品質なハーフトーン画像を得るためのデ
ィザマスクを生成するディザマスク生成装置、および生
成したディザマスク、そのディザマスクを用いて得られ
るハーフトーン画像、印刷物を提供する。【解決手段】ディザマスクを記憶するマスク記憶手段
と、それをブロックに分割するブロック分割手段と、乱
数をブロックの画素に割り当る乱数発生手段と、ブロッ
クの各々において乱数により選択された２つの画素の画
素値を交換する前と交換した後とにおける評価関数値の
変化分を演算する評価関数値演算手段と、変化分に基づ
いてその交換の実行を判定する交換判定手段と、交換判
定手段の判定により画素の画素値を交換する画素値交換
手段と、それらの処理を反復する反復処理手段とを有す
るディザマスク生成装置。および生成したディザマス
ク、そのディザマスクを用いて得られるハーフトーン画
像、印刷物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータによ
り画像データを処理する技術分野に属する。特に、濃淡
画像からハーフトーン画像（擬似濃淡画像）を生成する
ハーフトーン処理に関する。

【０００２】

【従来技術】オフセット印刷等においてハーフトーン画
像を生成する場合、従来は、周期的かつ集中型のドット
形状が得られるようなハーフトーン処理が行なわれてい
る。このハーフトーン処理には、ＡＭスクリーンと呼ば
れるハーフトーンマスクが用いられる。「ハーフトーン
マスク」のことを「スクリーン」とも呼ぶのは、伝統的
な写真製版で用いるコンタクト・スクリーンとの機能的
な類似性からである。

【０００３】また最近は、非周期的で分散型のドット配
置が得られるようなハーフトーン処理、たとえば誤差拡
散（ＥＤ）等の処理やＦＭスクリーンと呼ばれるハーフ
トーンマスクを用いた処理が行なわれる。この場合のハ
ーフトーンマスクは１画素を１ドットで表現するための
マスクであり、「しきい値マトリックス」「ディザマト
リックス」「ディザマスク」等とも呼ばれる。本発明に
おいては「ディザマスク」を用いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前者のＡＭスクリーン
においては、不自然なテクスチャ、周期格子の干渉によ
るモアレ、亀甲模様（ロゼッタ・パターン）等の発生が
問題となる。また、後者のＦＭスクリーンにおいては、
インクの転移不良、濃淡特性の変化といった問題があ
る。

【０００５】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものである。その目的は、非周期的で充分に分散度
が良く不自然なテクスチャが現れず、モアレや亀甲模様
（ロゼッタ・パターン）等を発生させず、インクの転移
が良好で、濃淡特性が変化せず、高精細で高品質なハー
フトーン画像を得るためのディザマスクを生成するディ
ザマスク生成装置を提供することにある。また、そのデ
ィザマスクそのものと、そのディザマスクを用いて得ら
れるハーフトーン画像と、印刷物を提供することにあ
る。また、組織的ディザマスクで分散度の高い確率的網
点を生成することができるため、本発明のディザマスク
を適用することでハーフトーン処理を高速に行なうこと
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題は下記の本発明
によって解決される。すなわち、本発明の請求項１に係
るディザマスク生成装置は、ハーフトーン処理のための
ディザマスクを生成する装置であって、マスク記憶手段
と、ブロック分割手段と、乱数発生手段と、評価関数値
演算手段と、交換判定手段と、画素値交換手段と、反復
処理手段とを有し、前記マスク記憶手段は、生成途中お
よび／または生成済みのディザマスクを記憶し、前記ブ
ロック分割手段は、前記ディザマスクを所定サイズの画
素からなるブロックに分割し、前記乱数発生手段は、所
定の乱数を発生し前記ブロックの画素に割り当て、前記
評価関数値演算手段は、前記ブロックの各々において乱
数により選択された２つの画素の画素値を交換する前と
交換した後とにおける評価関数値の変化分を演算し、前
記交換判定手段は、前記変化分に基づいて前記交換を実
行するか否かを判定し、前記画素値交換手段は、前記交
換判定手段の判定にしたがって前記マスク記憶手段が記
憶するディザマスクにおいて前記２つの画素の画素値を
交換し、前記反復処理手段は、前記評価関数値演算手段
と前記交換判定手段と前記画素値交換手段とが行なう処
理を所定の条件を充足するまで反復する処理を行うよう
にしたものである。

【０００７】本発明によれば、マスク記憶手段により生
成途中または生成済みのディザマスクが記憶され、ブロ
ック分割手段によりディザマスクが所定サイズの画素か
らなるブロックに分割され、乱数発生手段により所定の
乱数が発生されブロックの画素に割り当てられ、評価関
数値演算手段によりブロックの各々において乱数により
選択された２つの画素の画素値を交換する前と交換した
後とにおける評価関数値の変化分が演算され、交換判定
手段により変化分に基づいて２つの画素の交換を実行す
るか否かが判定され、画素値交換手段により交換判定手
段の判定にしたがってマスク記憶手段が記憶するディザ
マスクにおいて２つの画素の画素値が交換され、反復処
理手段により評価関数値演算手段と交換判定手段と画素
値交換手段とが行なう処理を所定の条件を充足するまで
反復する処理が行なわれる。本発明によれば、非周期的
で充分に分散度が良く不自然なテクスチャが現れず、モ
アレや亀甲模様（ロゼッタ・パターン）等を発生させ
ず、インクの転移が良好で、濃淡特性が変化せず、高精
細で高品質なハーフトーン画像を得るためのディザマス
クを生成するディザマスク生成装置が提供される。ま
た、組織的ディザマスクで分散度の高い確率的網点を生
成することができるため、本発明のディザマスクを適用
することでハーフトーン処理を高速に行なうことができ
る。

【０００８】また本発明の請求項２に係るディザマスク
生成装置は、請求項１記載のディザマスク生成装置にお
いて、前記評価関数値は、ディザマスクｆ（ｉ，ｊ）の
画素の各々について所定範囲の近傍画素との差の絶対値
の総和である近傍和を演算し、ディザマスクｆ（ｉ，
ｊ）の画素のすべてについてその近傍和の総和である全
体和を演算し、さらにその全体和の逆数を演算する評価
関数の値（平滑度と呼ぶ）であるようにしたものであ
る。本発明によれば、平滑度を評価関数値としたときの
ディザマスクを得ることができる。このディザマスクに
より生成したハーフトーン画像は、分散度が特に優れて
いる。

【０００９】また本発明の請求項３に係るディザマスク
生成装置は、請求項２に係るディザマスク生成装置にお
いて、前記評価関数値は、下記の数３（数１と同一）に
示す評価関数の値であるようにしたものである。

【数３】ただし、Ｅ；評価関数Ｉ；ディザマスクのｘ軸方向の寸法（画素数）Ｊ；ディザマスクのｙ軸方向の寸法（画素数）ｉ；ディザマスクにおける注目画素のｘ座標ｊ；ディザマスクにおける注目画素のｙ座標ｋ；注目画素からのｘ軸方向の距離（画素数）ｌ；注目画素からのｙ軸方向の距離（画素数）

【００１０】本発明によれば、所定範囲が５×５の近傍
画素における平滑度を評価関数値としたときのディザマ
スクを得ることができる。５×５の近傍画素に所定範囲
を限定することで処理負荷が小さくて済む。また、得ら
れるハーフトーン画像は、上述の請求項１と２に係るハ
ーフトーン画像と同等品質である。

【００１１】また本発明の請求項４に係るディザマスク
生成装置は、請求項２に係るディザマスク生成装置にお
いて、前記評価関数値は、下記の数４（数２と同一）に
示す評価関数の値であるようにしたものである。

【数４】ただし、Ｅ；評価関数Ｉ；ディザマスクのｘ軸方向の寸法（画素数）Ｊ；ディザマスクのｙ軸方向の寸法（画素数）ｉ；ディザマスクにおける注目画素のｘ座標ｊ；ディザマスクにおける注目画素のｙ座標ｋ；注目画素からのｘ軸方向の距離（画素数）ｌ；注目画素からのｙ軸方向の距離（画素数）ｒ；半径（画素数）

【００１２】本発明によれば、所定範囲が半径ｒの近傍
画素における平滑度を評価関数値としたときのディザマ
スクを得ることができる。このディザマスクは等方向的
な処理で生成されることから、このディザマスクを適用
して得られるハーフトーン画像も等方向的であり、より
自然な再現が得られる。

【００１３】また本発明の請求項５に係るディザマスク
生成装置は、請求項１に係るディザマスク生成装置にお
いて、前記評価関数値は、ディザマスクｆ（ｉ，ｊ）の
画素の各々について４方向ラプラシアンの絶対値を演算
し、ディザマスクｆ（ｉ，ｊ）の画素のすべてについて
その絶対値の総和を演算する評価関数の値（輪郭強度と
呼ぶ）であるようにしたものである。本発明によれば、
輪郭強度を評価関数値としたときのディザマスクを得る
ことができる。このディザマスクにより生成したハーフ
トーン画像は、ドットの連結性が特に優れている。

【００１４】また本発明の請求項６に係るディザマスク
生成装置は、請求項１〜６のいずれかに係るディザマス
ク生成装置において、前記反復処理手段によって反復さ
れる処理は、模擬アニーリング法（simulated annealin
g）、遺伝アルゴリズム（genetic algorithm）、等の離
散組合せ最適化アルゴリズムが適用された処理であるよ
うにしたものである。本発明によれば、離散組合せ最適
化アルゴリズムが適用された処理により、非周期的で充
分に分散度が良く不自然なテクスチャが現れず、モアレ
や亀甲模様（ロゼッタ・パターン）等を発生させず、イ
ンクの転移が良好で、濃淡特性が変化せず、高精細で高
品質なハーフトーン画像を得るためのディザマスクが生
成される。

【００１５】また本発明の請求項７に係るディザマスク
は、請求項１〜６のいずれかに係るディザマスク生成装
置により生成したディザマスクであるようにしたもので
ある。本発明によれば、非周期的で充分に分散度が良く
不自然なテクスチャが現れず、モアレや亀甲模様（ロゼ
ッタ・パターン）等を発生させず、インクの転移が良好
で、濃淡特性が変化せず、高精細で高品質なハーフトー
ン画像を得るためのディザマスクが提供される。

【００１６】また本発明の請求項８に係るハーフトーン
画像は、請求項７に係るディザマスクを用いて濃淡画像
をハーフトーン処理して得たハーフトーン画像であるよ
うにしたものである。本発明によれば、非周期的で充分
に分散度が良く不自然なテクスチャが現れず、モアレや
亀甲模様（ロゼッタ・パターン）等を発生させず、イン
クの転移が良好で、濃淡特性が変化せず、高精細で高品
質なハーフトーン画像が提供される。

【００１７】また本発明の請求項９に係るハーフトーン
画像は、請求項８に係るハーフトーン画像において、１
つのディザマスクを各色に用いて多色濃淡画像をハーフ
トーン処理して得たハーフトーン画像であるようにした
ものである。本発明によれば、１つのディザマスクを各
色に用いることで多色のハーフトーン画像が得られる。

【００１８】また本発明の請求項１０に係るハーフトー
ン画像は、請求項８に係るのハーフトーン画像におい
て、すくなくとも異なる２つのディザマスクを各色に割
り当てて用いて多色濃淡画像をハーフトーン処理して得
たハーフトーン画像あるようにしたものである。本発明
によれば、すくなくとも異なる２つのディザマスクを各
色に割り当てて用いることで多色ハーフトーン画像が得
られる。

【００１９】また本発明の請求項１１に係る印刷物は、
請求項８〜１０のいずれかに記載のハーフトーン画像を
用いて印刷した印刷物であるようにしたものである。本
発明によれば、非周期的で充分に分散度が良く不自然な
テクスチャが現れず、モアレや亀甲模様（ロゼッタ・パ
ターン）等を発生させず、インクの転移が良好で、濃淡
特性が変化せず、高精細で高品質な多色印刷物が提供さ
れる。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明について実施の形態
を説明する。印刷画像において、ディジタル的にハーフ
トーン画像を得るハーフトーン処理では、ディザマスク
を用いたマスキング処理が行なわれる。マスキング処理
は、あらかじめ用意したディザマスクと入力画像を画素
ごとに比較演算し、その比較結果によりその画素を白黒
のいずれかの値に振分けるものである。このマスキング
処理のことはディザ処理、しきい値処理とも呼ばれてい
る。

【００２１】４×４画素（４行４列画素）で最大１６階
調を表現するディザマスクのパターンの一例を図７に示
す。図７（Ａ）はドットが集中する渦巻型のディザマス
クのパターンであり、図７（Ｂ）はドットが分散するバ
イエル（Bayer）型のディザマスクのパターンである。
このようなディザマスクを、濃淡画像に適用してしきい
値処理を行なうことによりハーフトーン画像（擬似濃淡
画像）を得ることができる。

【００２２】その過程、すなわちマスキング処理過程を
機能ブロック図として図８に示す。図８において、１０
はディザマスク、２０はしきい値処理（ハーフトーン処
理）、１００は濃淡画像、２００は擬似濃淡画像であ
る。ディザマスク１０に基づいたマスキング処理をしき
い値処理２０が濃淡画像１００に対して行なうことによ
り擬似濃淡画像２００を得ることができる。

【００２３】なお、図８におけるしきい値処理２０は、
濃淡画像の座標（ｉ，ｊ）の画素値に対してディザマス
クのサイズ（Ｋ，Ｌ）による剰余演算（ｉｍｏｄＫ，ｊ
ｍｏｄＬ）で与えられる座標のマスク画素値を対応させ
る処理を、濃淡画像２０の全体（全座標）に対して循環
的に行なう処理のことである。

【００２４】このしきい値処理の一例を説明図として図
９に示す。図９（Ａ）は濃淡画像におけるディザマスク
と同サイズの特定部位における画素値の配列を示した図
である。また、図９（Ｂ）は４×４画素のマスクにおけ
る画素値の配列（パターン）を示した図である。図９
（Ｃ）は擬似濃淡画像における画素値（２値）の配列を
白黒パターンで示した図である。

【００２５】濃淡画像の特定部位における１行１列目
（１，１）から１６行１６列目（１６，１６）までの画
素の各々に対して、配列において対応するディザマスク
の画素と画素値の大小比較を行なう。濃淡画像の画素値
がディザマスクの画素値に達していなければしきい値処
理の結果は“０”すなわち“黒”、濃淡画像の画素値が
ディザマスクの画素値に達していればしきい値処理の結
果は“１”すなわち“白”である。

【００２６】１行１列目（１，１）の濃淡画素値は３５
であり、ディザマスク画素値は６０であるから、擬似濃
淡画像の画素値は“０”すなわち“黒”である。１行２
列目（１，２）の濃淡画素値は４３であり、ディザマス
ク画素値は１４であるから、擬似濃淡画像の画素値は
“１”すなわち“白”である。１行３列目（１，３）の
濃淡画素値は４８であり、ディザマスク画素値は５３で
あるから、擬似濃淡画像の画素値は“０”すなわち
“黒”である。以下同様である。

【００２７】以上、濃淡画像に対してディザマスクを適
用し、擬似濃淡画像を得る処理について説明を行なっ
た。この説明は上述のように一般的なものであるから、
本発明のディザマスクだけでなく、他のディザマスクに
おける処理にも適用することができる。

【００２８】次に、本発明におけるディザマスクを生成
する装置について説明する。本発明のディザマスク生成
装置は、マスク記憶手段、ブロック分割手段、乱数発生
手段、評価関数値演算手段、交換判定手段、画素値交換
手段、反復処理手段、等から構成される。そのディザマ
スク生成装置は、パーソナルコンピュータ、ワークステ
ーション、画像処理装置、等のデータ処理装置のハード
ウェアとソフトウェアによって実現することができる。

【００２９】マスク記憶手段は、生成途中または生成済
みのディザマスクを記憶するメモリである。ディザマス
ク生成装置はディザマスクを記憶するメモリとともに、
ディザマスクを生成する処理における設定データ、処理
において発生するデータ、等を記憶するメモリも、当然
のことながら、有する。

【００３０】ブロック分割手段は、マスク記憶手段が記
憶しているディザマスクを所定サイズの画素からなるブ
ロックに分割する処理を行なう。ブロックはディザマス
クにおける基本単位である。たとえば、図２に示すよう
に、ディザマスクのサイズを２５６×２５６画素とする
とき、そのディザマスクを１６×１６画素のブロックに
分割する。このときブロック数は２５６（１６×１６）
となる。このブロック（またはディザマスク）は、しき
い値処理する画像全体のサイズより大きくても小さくて
もよい。大きい場合には一部を使用し、小さい場合には
周期的に（循環的に）存在するものとして、しきい値処
理を行なう。

【００３１】乱数発生手段は、所定の乱数を発生し上述
のブロックの画素に割り当てる処理を行なう。本発明に
おける乱数は、白色雑音とは限らず平坦でない周波数特
性（頻度分布）の雑音であってもよい。

【００３２】評価関数値演算手段は、ブロックの各々に
おいて乱数により選択された２つの画素の画素値を交換
する前と交換した後とにおける評価関数値の変化分を演
算する処理を行なう。評価関数は、たとえば、離散組合
せ最適化アルゴリズムにおける目的関数（objective fu
nction）に相当する。離散組合せ最適化アルゴリズムが
模擬アニーリング法（simulated annealing）である場
合には内部エネルギーであり、遺伝アルゴリズム（gene
tic algorithm：ＧＡ）である場合には適応度（fitnes
s）である。

【００３３】交換判定手段は、上述の変化分に基づいて
交換を実行するか否かを判定する処理を行なう。この判
定には、評価関数値の変化分が負（評価関数の形式によ
っては変化分が正）であれば交換を実施する判定を行な
う。また、評価関数値の変化分が正であっても、所定の
確率で交換を実施する判定を行なう。この確率は、たと
えば、模擬アニーリング法である場合にはボルツマン因
子（Boltzmann factor）あり、遺伝アルゴリズムである
場合には突然変異率である。

【００３４】画素値交換手段は、上述の交換判定手段の
判定にしたがってマスク記憶手段が記憶するディザマス
クにおける上述の２つの画素において、各々の画素値を
交換する処理を行なう。

【００３５】反復処理手段は、評価関数値演算手段と交
換判定手段と画素値交換手段とが行なう処理を所定の条
件を充足するまで反復する処理を行う。充足すべき条件
は、たとえば、模擬アニーリング法である場合には凍結
温度であり、遺伝アルゴリズムである場合には最終世代
（世代数）である。または、単に繰り返す回数（反復回
数）である。この反復処理手段によって反復される処理
は、本発明においては、模擬アニーリング法、遺伝アル
ゴリズムに限定されない。その他の離散組合せ最適化ア
ルゴリズムを適用することができる。

【００３６】次に、本発明のディザマスクについて擬似
アニーリング法による生成の過程の一例を説明する。デ
ィザマスク生成の過程の一例をフロー図として図１に示
す。ディザマスクは、すでに説明しているように、原画
像（濃淡画像）の画素値を表現するビット数よりも小さ
いビット数で表現される画素値を有する画像（擬似濃淡
画像）をその原画像から導出するとき使用するマスクで
ある。本発明におけるディザマスクの生成過程をフロー
図として図１に示す。まず、図１のステップＳ１におい
て、ディザマスクを生成する処理における設定データを
設定する。設定データとしては、初期温度Ｔ：（０＜
Ｔ）、温度低減係数α：（０＜α＜１）、最大繰返し数
Ｎ、繰返し数ｎの初期値、等である。たとえば、初期温
度は１０度、温度低減係数は０．９５、繰返し数の初期
値を０とする。

【００３７】次に、ステップＳ２において、ブロック分
割手段は、マスク記憶手段が記憶する２５６×２５６画
素（６５５３６画素）のディザマスクｆ（ｉ，ｊ）にお
いて、１６×１６画素のブロックに分割する。図２に示
すように、これによりディザマスクｆ（ｉ，ｊ）は、１
６×１６ブロック（２５６ブロック）に分割される。こ
のディザマスクｆ（ｉ，ｊ）における画素数とブロック
数は一例であり、本発明はこれに限定されない。

【００３８】そして、乱数発生手段は、マスク記憶手段
が記憶するディザマスクｆ（ｉ，ｊ）の１６×１６ブロ
ックにおける各々の画素に乱数を割り当てる。このと
き、乱数の値は８ビット（０〜２５４）の値とする。ま
た、各々のブロックには０〜２５４の数値が重複するこ
となく１つづつ割り当てられ、各々のブロックの残る１
画素については０〜２５４のいずれかの乱数を割り当て
る。乱数は、たとえば、Ｃ言語の標準関数ｒｎｄ（）に
よって発生させた整数値ｉｎｔ（integer）を浮動小数
値ｆｌｏａｔ（floating point）に変換した乱数とす
る。

【００３９】次に、ステップＳ３において、評価関数値
演算手段は、マスク記憶手段が記憶するディザマスクｆ
（ｉ，ｊ）の評価関数値Ｅ１を演算する。その評価関数
としては、この一例では、ディザマスクｆ（ｉ，ｊ）の
画素の各々について４方向ラプラシアンの絶対値を演算
し、ディザマスクｆ（ｉ，ｊ）の画素のすべてについて
その絶対値の総和を演算する評価関数とする。すなわ
ち、評価関数は「輪郭強度積算値」と呼べるものであ
る。なお、ディザマスクｆ（ｉ，ｊ）の周辺の画素にお
けるラプラシアンの演算において、存在しない画素につ
いては周期的（循環的）に存在するものとして演算を行
なう。

【００４０】さらに、評価関数値演算手段は、マスク記
憶手段が記憶するディザマスクｆ（ｉ，ｊ）において所
定の１つのブロックを選定し、その１つのブロックにお
いて乱数によって２つの画素を選定する。そして、評価
関数値演算手段は、その２つの画素において画素値を交
換したときの評価関数値Ｅ２を演算する。そして、２つ
の画素の画素値を交換する前と交換した後における評価
関数値の変化分ΔＥ＝Ｅ２−Ｅ１を演算する。

【００４１】次に、ステップＳ４において、交換判定手
段は、その評価関数値の変化分ΔＥが負であるか否かを
判定する。その評価関数値の変化分ΔＥが負である場合
にはステップＳ４からステップＳ７に進む。その評価関
数値の変化分ΔＥが負でない場合にはステップＳ４から
ステップＳ５に進む。

【００４２】ステップＳ５において、交換判定手段は、
画素値交換確率ｐ＝ｅｘｐ（−ΔＥ）／Ｔを演算する。
そして、ステップＳ６において、０〜１の値を有する乱
数を１つ発生し、その発生した乱数が画素値交換確率ｐ
を超えていない場合にはステップＳ６からステップＳ７
に進む。その発生した乱数が画素値交換確率ｐを超えて
いる場合にはステップＳ６からステップＳ８に進む。

【００４３】ステップＳ７において、画素値交換手段
は、その選定された２つの画素において画素値を交換
し、マスク記憶手段が記憶するディザマスクｆ（ｉ，
ｊ）を更新する。

【００４４】次に、ステップＳ８において、反復処理手
段は、ディザマスクｆ（ｉ，ｊ）のすべてのブロックに
対して、ステップＳ３〜Ｓ７における処理を終了したか
否かを判定する。すなわち、ステップＳ３における所定
の１つのブロックを選定する処理は、すべてのブロック
を１回づつ選定する処理である。終了していない場合に
は、ステップＳ３に戻り、以降のステップを繰り返す。
終了している場合には、ステップＳ９に進む。

【００４５】次に、ステップＳ９において、反復処理手
段は、温度Ｔ_n+1＝Ｔ_n＊αで温度を低減し、繰返し回数
ｎを１つ増やす（ｎ＝ｎ＋１）。さらに、ステップＳ１
０において、反復処理手段は、繰返し数ｎが最大繰返し
数Ｎに達したか否かを判定する（ｎ≧Ｎ）。そして、達
していない場合にはステップＳ３に戻り、以降のステッ
プを繰り返す。達している場合にはステップＳ１１に進
み、ディザマスクｆ（ｉ，ｊ）を、ディザマスク生成装
置が生成したディザマスクとして保存する。

【００４６】次に、上述のようにして生成したディザマ
スクを用いたマスキング処理、すなわちハーフトーン処
理について一例を説明する。画素値が１２８／２５５の
一様な画像を処理した場合のハーフトーン画像の一例を
拡大図として図３、図４、図５、図６に示す。図３は繰
返し回数を１０００回、図４は繰返し回数を１００００
回、図５は繰返し回数を１０００００回、図６は繰返し
回数を１００００００回としたものである。繰返し回数
の多いものほど穏やかに温度低下させている。図３、図
４、図５、図６に示すように、いずれも、非周期的であ
りながらドットの連結性が良く、不自然なテクスチャー
も無い。穏やかに温度低下させるほど滑らかさが増す
（評価関数値；輪郭強度積算値が減少する）ことが分か
る。

【００４７】上述のディザマスクの生成過程において適
用した評価関数は、一例を示したものである。本発明の
ディザマスクは評価関数の相違により形態の相違するデ
ィザマスクを得ることができる。次に、本発明のディザ
マスクについて、擬似アニーリング法による生成の過程
の別の一例を説明する。上述の生成の過程との相違点
は、図１に示すフロー図において、ステップＳ３におけ
る評価関数値の演算方法にある。他のステップにおける
処理は同様であるから、ここでは、ステップＳ３につい
てだけ説明する。

【００４８】ステップＳ３において、評価関数値演算手
段は、マスク記憶手段が記憶するディザマスクｆ（ｉ，
ｊ）の評価関数値Ｅ１を演算する。その評価関数値とし
ては、この一例では、ディザマスクｆ（ｉ，ｊ）の画素
の各々について所定範囲の近傍画素との差の絶対値の総
和である近傍和を演算し、ディザマスクｆ（ｉ，ｊ）の
画素のすべてについてその近傍和の総和である全体和を
演算し、さらにその全体和の逆数を演算する評価関数の
値（平滑度と呼ぶ）とする。

【００４９】この評価関数の具体的な一例として下記の
数５（数１と同一）を示す。

【数５】ただし、Ｅ；評価関数Ｉ；ディザマスクのｘ軸方向の寸法（画素数）Ｊ；ディザマスクのｙ軸方向の寸法（画素数）ｉ；ディザマスクにおける注目画素のｘ座標ｊ；ディザマスクにおける注目画素のｙ座標ｋ；注目画素からのｘ軸方向の距離（画素数）ｌ；注目画素からのｙ軸方向の距離（画素数）

【００５０】数５を適用することにより、所定範囲が５
×５の近傍画素における平滑度を評価関数値としたとき
のディザマスクを得ることができる。このディザマスク
を階調スケールの濃淡画像に適用して生成したハーフト
ーン画像の一例を図１０に示す。図１０に示すように、
このハーフトーン画像は、非周期的で充分に分散度が良
く不自然なテクスチャが現れない。多色画像や印刷物と
しても、モアレや亀甲模様（ロゼッタ・パターン）等を
発生させず、高精細で高品質なハーフトーン画像であ
る。前述の「輪郭強度積算値」と呼べる評価関数値の場
合と異なり、分散度を上げることに主眼を置いている。
なお単なる乱数発生においては、白色雑音の性質によ
り、分散度が一定以上は向上しないという難点がある。

【００５１】上述の評価関数の具体的な別の一例として
下記の数６（前述の数２と同一）を示す。

【数６】ただし、Ｅ；評価関数Ｉ；ディザマスクのｘ軸方向の寸法（画素数）Ｊ；ディザマスクのｙ軸方向の寸法（画素数）ｉ；ディザマスクにおける注目画素のｘ座標ｊ；ディザマスクにおける注目画素のｙ座標ｋ；注目画素からのｘ軸方向の距離（画素数）ｌ；注目画素からのｙ軸方向の距離（画素数）ｒ；半径（画素数）

【００５２】数６を適用することにより、所定範囲が半
径ｒの近傍画素における平滑度を評価関数値としたとき
のディザマスクを得ることができる。このディザマスク
により生成したハーフトーン画像は、数５を適用したと
きとほぼ同様である。数６は所定範囲が半径ｒの円形と
なっており等方向的であるため、より自然なハーフトー
ン画像を得ることができる。

【００５３】数５の場合も、数６の場合も同様である
が、前述における所定範囲を、大きく広げても、計算時
間を要するだけで得られる効果には大きな差異は現れな
い。前述の５×５の近傍画素、または、それに相当する
半径（ｒ＝２）程度で充分である。なお、評価関数とし
て平滑度を適用し、それを最小化する過程として生成過
程を示したが、逆に、評価関数として分散度や乱雑度を
定義し、それを最大化する過程としも、同様の結果が得
られることは自明である。

【００５４】以上、ディザマスクの生成方法について実
施の形態により説明したが、多色の画像の取り扱いにつ
いては説明していないので、ここで説明しておく。多色
画像の場合には、各色ごとに前述のハーフトーン処理を
行なう。このとき、多色画像の各色のハーフトーン処理
に使用するディザマスクとして、評価関数や設定データ
において異なるものを使用すると好適である。そうする
ことにより、オフセット印刷におけるコンタクト・スク
リーンの角度を印刷色によって変えるのと類似した効果
を得ることができる。その結果、モアレや亀甲模様（ロ
ゼッタ・パターン）等を全くといっていいほど発生させ
ず、高品質の多色ハーフトーン画像、多色印刷物を得る
ことができる。勿論、多色画像の各色のハーフトーン処
理に使用するディザマスクがすべて同一のものであって
もよい。

【００５５】

【発明の効果】以上のとおりであるから、本発明の請求
項１に係るディザマスク生成装置によれば、非周期的で
充分に分散度が良く不自然なテクスチャが現れず、モア
レや亀甲模様（ロゼッタ・パターン）等を発生させず、
インクの転移が良好で、濃淡特性が変化せず、高精細で
高品質なハーフトーン画像を得るためのディザマスクを
生成するディザマスク生成装置が提供される。また、組
織的ディザマスクで分散度の高い確率的網点を生成する
ことができるため、本発明のディザマスクを適用するこ
とでハーフトーン処理を高速に行なうことができる。ま
た本発明の請求項２に係るディザマスク生成装置によれ
ば、平滑度を評価関数値としたときのディザマスクを得
ることができる。上述の請求項１に係る効果を有すると
ともに、このディザマスクにより生成したハーフトーン
画像は、分散度が特に優れている。また本発明の請求項
３に係るディザマスク生成装置によれば、所定範囲が５
×５の近傍画素における平滑度を評価関数値としたとき
のディザマスクを得ることができる。５×５の近傍画素
に所定範囲を限定することで処理負荷が小さくて済む。
また、上述の請求項１と２に係る効果を有する。また本
発明の請求項４に係るディザマスク生成装置によれば、
所定範囲が半径ｒの近傍画素における平滑度を評価関数
値としたときのディザマスクを得ることができる。上述
の請求項１と２に係る効果を有するとともに、このディ
ザマスクは等方向的な処理で生成されることから、この
ディザマスクを適用して得られるハーフトーン画像も等
方向的であり、より自然な再現が得られる。また本発明
の請求項５に係るディザマスク生成装置によれば、輪郭
強度を評価関数値としたときのディザマスクを得ること
ができる。上述の請求項１に係る効果を有するととも
に、このディザマスクにより生成したハーフトーン画像
は、ドットの連結性が特に優れている。

【００５６】また本発明の請求項６に係るディザマスク
生成装置によれば、離散組合せ最適化アルゴリズムが適
用された処理により、非周期的で充分に分散度が良く不
自然なテクスチャが現れず、モアレや亀甲模様（ロゼッ
タ・パターン）等を発生させず、高精細で高品質なハー
フトーン画像を得るためのディザマスクが提供される。

【００５７】また本発明の請求項７に係るディザマスク
によれば、非周期的で充分に分散度が良く不自然なテク
スチャが現れず、モアレや亀甲模様（ロゼッタ・パター
ン）等を発生させず、インクの転移が良好で、濃淡特性
が変化せず、高精細で高品質なハーフトーン画像を得る
ためのディザマスクが提供される。

【００５８】また本発明の請求項８に係るハーフトーン
画像によれば、非周期的で充分に分散度が良く不自然な
テクスチャが現れず、モアレや亀甲模様（ロゼッタ・パ
ターン）等を発生させず、高精細で高品質なハーフトー
ン画像が提供される。また本発明の請求項９に係るハー
フトーン画像によれば、上述の請求項７に係る効果を有
するとともに、１つのディザマスクを各色に用いて多色
のハーフトーン画像が得られる。また本発明の請求項１
０に係るハーフトーン画像によれば、上述の請求項７に
係る効果を有するとともに、すくなくとも異なる２つの
ディザマスクを各色に割り当てて用いて多色のハーフト
ーン画像が得られる。

【００５９】また本発明の請求項１１に係る印刷物によ
れば、非周期的で充分に分散度が良く不自然なテクスチ
ャが現れず、モアレや亀甲模様（ロゼッタ・パターン）
等を発生させず、高精細で高品質な多色印刷物が提供さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるディザマスクの生成過程をフロ
ー図として示す図である。

【図２】ディザマスクとブロックの構成の一例を示す図
である。

【図３】画素値が１２８／２５５の一様な画像をハーフ
トーン処理した場合のハーフトーン画像の一例を拡大図
として示す図である（繰返し回数１０００）。

【図４】画素値が１２８／２５５の一様な画像をハーフ
トーン処理した場合のハーフトーン画像の一例を拡大図
として示す図である（繰返し回数１００００）。

【図５】画素値が１２８／２５５の一様な画像をハーフ
トーン処理した場合のハーフトーン画像の一例を拡大図
として示す図である（繰返し回数１０００００）。

【図６】画素値が１２８／２５５の一様な画像をハーフ
トーン処理した場合のハーフトーン画像の一例を拡大図
として示す図である（繰返し回数１００００００）。

【図７】４×４画素（４行４列画素）で最大１６階調を
表現するマスクのパターンの一例を示す図である。

【図８】マスキング処理過程を機能ブロック図として示
す図である。

【図９】マスキング処理におけるしきい値処理の一例を
示す説明図である。

【図１０】平滑度を評価関数値としたときのディザマス
クを階調スケールの濃淡画像に適用して生成したハーフ
トーン画像の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０ディザマスク２０しきい値処理１００濃淡画像２００擬似濃淡画像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5B057 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB07 CB12 CB16 CE13 CH01 CH08 CH11 5C077 LL03 LL18 LL19 MP08 NN09 PP21 PP48 PP68 PQ08 PQ12 PQ22 TT08 5C079 LA31 LA39 LC04 MA01 MA11 NA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハーフトーン処理のためのディザマスクを
生成する装置であって、マスク記憶手段と、ブロック分
割手段と、乱数発生手段と、評価関数値演算手段と、交
換判定手段と、画素値交換手段と、反復処理手段とを有
し、前記マスク記憶手段は、生成途中および／または生成済
みのディザマスクを記憶し、前記ブロック分割手段は、前記ディザマスクを所定サイ
ズの画素からなるブロックに分割し、前記乱数発生手段は、所定の乱数を発生し前記ブロック
の画素に割り当て、前記評価関数値演算手段は、前記ブロックの各々におい
て乱数により選択された２つの画素の画素値を交換する
前と交換した後とにおける評価関数値の変化分を演算
し、前記交換判定手段は、前記変化分に基づいて前記交換を
実行するか否かを判定し、前記画素値交換手段は、前記交換判定手段の判定にした
がって前記マスク記憶手段が記憶するディザマスクにお
いて前記２つの画素の画素値を交換し、前記反復処理手段は、前記評価関数値演算手段と前記交
換判定手段と前記画素値交換手段とが行なう処理を所定
の条件を充足するまで反復する処理を行う、ことを特徴とするディザマスク生成装置。
【請求項２】請求項１記載のディザマスク生成装置にお
いて、前記評価関数値は、ディザマスクｆ（ｉ，ｊ）の
画素の各々について所定範囲の近傍画素との差の絶対値
の総和である近傍和を演算し、ディザマスクｆ（ｉ，
ｊ）の画素のすべてについてその近傍和の総和である全
体和を演算し、さらにその全体和の逆数を演算する評価
関数の値（平滑度と呼ぶ）であることを特徴とするディ
ザマスク生成装置。
【請求項３】請求項２記載のディザマスク生成装置にお
いて、前記評価関数値は、下記の数１に示す評価関数の
値であることを特徴とするディザマスク生成装置。【数１】ただし、Ｅ；評価関数Ｉ；ディザマスクのｘ軸方向の寸法（画素数）Ｊ；ディザマスクのｙ軸方向の寸法（画素数）ｉ；ディザマスクにおける注目画素のｘ座標ｊ；ディザマスクにおける注目画素のｙ座標ｋ；注目画素からのｘ軸方向の距離（画素数）ｌ；注目画素からのｙ軸方向の距離（画素数）
【請求項４】請求項２記載のディザマスク生成装置にお
いて、前記評価関数値は、下記の数２に示す評価関数の
値であることを特徴とするディザマスク生成装置。【数２】ただし、Ｅ；評価関数Ｉ；ディザマスクのｘ軸方向の寸法（画素数）Ｊ；ディザマスクのｙ軸方向の寸法（画素数）ｉ；ディザマスクにおける注目画素のｘ座標ｊ；ディザマスクにおける注目画素のｙ座標ｋ；注目画素からのｘ軸方向の距離（画素数）ｌ；注目画素からのｙ軸方向の距離（画素数）ｒ；半径（画素数）
【請求項５】請求項１記載のディザマスク生成装置にお
いて、前記評価関数値は、ディザマスクｆ（ｉ，ｊ）の
画素の各々について４方向ラプラシアンの絶対値を演算
し、ディザマスクｆ（ｉ，ｊ）の画素のすべてについて
その絶対値の総和を演算する評価関数の値（輪郭強度と
呼ぶ）であることを特徴とするディザマスク生成装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載のディザマ
スク生成装置において、前記反復処理手段によって反復
される処理は、模擬アニーリング法（simulated anneal
ing）、遺伝アルゴリズム（genetic algorithm）、等の
離散組合せ最適化アルゴリズムが適用された処理である
ことを特徴とするディザマスク生成装置。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載のディザマ
スク生成装置により生成したことを特徴とするディザマ
スク。
【請求項８】請求項７記載のディザマスクを用いて濃淡
画像をハーフトーン処理して得たことを特徴とするハー
フトーン画像。
【請求項９】請求項８記載のハーフトーン画像におい
て、１つのディザマスクを各色に用いて多色濃淡画像を
ハーフトーン処理して得たことを特徴とする多色ハーフ
トーン画像。
【請求項１０】請求項８記載のハーフトーン画像におい
て、すくなくとも異なる２つのディザマスクを各色に割
り当てて用いて多色濃淡画像をハーフトーン処理して得
たことを特徴とする多色ハーフトーン画像。
【請求項１１】請求項７〜１０のいずれかに記載のハー
フトーン画像を用いて印刷した印刷物。