JP2003152999A

JP2003152999A - 画像処理方法および画像処理装置

Info

Publication number: JP2003152999A
Application number: JP2001347026A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Oku; 博隆奥
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2003-05-23

Abstract

(57)【要約】【課題】固定された単一の閾値配列を用いてデジタル
画像のハーフトーニングを行う画像処理方法および画像
処理装置において、ＡＭスクリーンとＦＭスクリーンの
両方の特性を兼ね備えた高画質のハーフトーン画像を出
力する。【解決手段】入力画像をハーフトーニングする閾値配
列３１を作成する際に、閾値を孤立点を発現させるため
の閾値と低濃度部を処理するための閾値と高濃度部を処
理するための閾値に分け、それぞれに所定の異なる作成
手法を適用することで、濃度に適したハーフトーニング
が可能な閾値配列３１を作成することができる。また、
ＡＭスクリーンとＦＭスクリーンの両方の特性を併せ持
つことで、両者のメリットを最大限に生かした高画質の
ハーフトーニングを行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真などの印
刷装置やディスプレイなどの表示装置などに用いられる
デジタル画像ハーフトーニングに関し、特に、電子写真
のスクリーン生成に用いるハーフトーニング処理におい
て、好ましい画質を出力するための画像処理方法および
画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数色をインクやトナーなどの媒
体によって出力し画像を形成する印刷装置では、ドット
の有無によって画像が再現される。したがって、印刷装
置で画像を出力する際には、コントロール信号として１
ビットの駆動信号が必要である。

【０００３】一方、出力されるデジタル画像は複数のビ
ットから構成される多値画像データで表現されることが
多い。

【０００４】よって、この多値画像データを印刷装置や
ディスプレイ装置などの出力する際には多値画像データ
を２値画像データに変換する必要があり、この処理はハ
ーフトーニング処理と呼ばれる。

【０００５】このハーフトーニング処理の手法によっ
て、印刷装置からの出力画像の画質が左右されることか
ら、高画質を実現するために多くの手法が提案されてい
る。

【０００６】従来から提案されている手法のなかで、比
較的高画質を実現する手法のひとつが誤差拡散法であ
る。この誤差拡散法では、多値画像データから２値画像
データに変換する際に生じた数値的な差を、隣接する画
素に振り分けることで多値画像データの濃度を保存し、
結果として誤差が小さい２値画像データが得られる。

【０００７】これに対して、誤差拡散法とは異なるハー
フトーニング手法のなかで多く用いられるのがディザ法
である。ディザ法では閾値を二次元に配置した閾値配列
を多値画像データと比較し、その大小から２値画像を生
成するものである。

【０００８】このディザ法を大きく分類すると、ドット
集中型とドット分散型と呼ばれる二つの手法に分類でき
る。

【０００９】ドット集中型とは、あるひとつのドットを
核としてその核の周囲に以降のドットを打刻していくも
のであり、核を中心としたひとつのドットの面積で階調
を再現する。ドット集中型では核となるドット（コアド
ット）の間隔が一定で、集中したドット（網点）の大き
さで画像を再現することから、ＡＭ（振幅変調）スクリ
ーンと呼ばれる。

【００１０】一方のドット分散型では、ドットができる
だけ面積をもたないようにする手法であり、低濃度にお
いては各ドットが分散配置され、高濃度になるに従って
隙間を埋めるようにドットが配置される。ドット分散型
では、ドット集中型とは異なり、孤立ドットの間隔の粗
密によって画像を再現することから、ＦＭ（周期変調）
スクリーンと呼ばれる。

【００１１】ＡＭスクリーンとＦＭスクリーンの出力例
を図１１に示す。

【００１２】図１１は、従来のＡＭスクリーンとＦＭス
クリーンとの出力例を示す説明図である。

【００１３】ＡＭスクリーンではひとつの網点が１ドッ
トよりも大きいため、網点の再現性がよく印刷の再現性
がよいが、再現する階調数を増やそうとするとコアドッ
トの間隔が広くなり出力画像の解像性が低下するという
問題があった。

【００１４】この問題に対しては、幾つかのコアドット
をひとまとめとして、それぞれのコアドットと閾値配列
に重みをもたせることで、階調数と解像性を両立させる
と言う手法がよく用いられる。

【００１５】しかしながら、この手法の課題として、コ
アドットの間隔によって閾値配列のサイズが固定されて
しまうという問題があった。したがって、たとえばシス
テム的な制約に対応するなどの理由によって、これ以外
のサイズのＡＭスクリーンを生成しようとすると、網点
の間隔にばらつきを生じ、画質も低下する結果となる。

【００１６】一方のＦＭスクリーンではドットが分散配
置されることから解像性には優れているが、再現する階
調数を増やそうとすると、出力画像に周期的な縞模様が
発生し、画質が低下するという問題があった。

【００１７】これらの課題を解決するために提案された
手法のひとつにブルーノイズマスク法がある。ブルーノ
イズマスク法はドットの配置を示すドットパターンが非
周期的で放射状に対称性を持ったものであり、周波数特
性においては低周波数パワースペクトルが少なく、高周
波数パワースペクトルに集中しているところが特徴であ
り、従来のＦＭスクリーンよりもドットの分布が均一
で、なおかつ周期性を抑えた出力画像を生成することが
できる。

【００１８】また、ＦＭスクリーンではＡＭスクリーン
では制限であった閾値のサイズが任意に設定可能である
ため、システム上の制約に沿って、閾値配列の大きさを
自由に設定することができる。

【００１９】しかしながら、電子写真など一部の印刷装
置では装置の特性上１ドットを鮮明に出力することが容
易でなく、ＦＭスクリーンやブルーノイズマスクのよう
な孤立したドットを多く出力する手法では、高画質を得
られない場合が多い。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来の技術においては、（１）ＡＭスクリーンでは１ドットが鮮鋭に出にくい印
刷装置であっても安定した画像を出力できるが、コアド
ットの間隔が制限となって閾値配列のサイズを印刷シス
テムの仕様に合致させにくいという問題がある。

【００２１】（２）また、ＦＭスクリーンや誤差拡散で
は閾値配列のサイズに自由度が高いが、１ドットが鮮鋭
に出にくい印刷装置では安定した出力がされにくいとい
う問題がある。

【００２２】そこで、本発明は、ＡＭスクリーンとＦＭ
スクリーンの特徴を兼ね備えた閾値配列を用いて画像の
ハーフトーニングによって高画質を実現することのでき
画像処理方法および画像処理装置を提供することを目的
とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の画像処理方法は、二次元配列を用いて画像
の２値化を行う画像処理方法であって、濃度に応じて異
なる閾値作成過程によって作成した単一の閾値配列を用
いて画像のハーフトーニングを行うものである。

【００２４】また、この課題を解決するために、本発明
の画像処理方法は、前記閾値作成過程が、孤立ドットの
発現を目的とした閾値を作成するコア閾値作成過程と、
低濃度部のドット発現を目的をした閾値を作成する低濃
度部閾値作成過程と、高濃度部の発現を目的とした閾値
を作成する高濃度閾値作成過程とを有するものである。

【００２５】さらに、この課題を解決するために、本発
明の画像処理方法は、前記低濃度部閾値作成過程が、あ
る閾値までが書き込まれた閾値配列と二次元の重み係数
を掛け合わせた結果から、次の閾値を書き込む閾値配列
内の位置を決定する閾値書き込み位置決定過程を有する
ものである。

【００２６】また、この課題を解決するために、本発明
の画像処理方法は、前記高濃度部閾値作成過程が、０お
よび１で表現される閾値配列内の閾値の有無情報と二次
元の重み係数を掛け合わせた結果から、濃度が周囲と比
べて薄くなる位置を算出し、その位置に次の閾値を配置
する閾値書き込み位置決定過程を有するものである。

【００２７】さらに、この課題を解決するために、本発
明の画像処理方法は、前記高濃度部閾値作成過程が、０
および１で表現される閾値配列内の閾値の有無情報と二
次元の重み係数を掛け合わせた結果から、濃度が周囲と
比べて薄くなる位置を算出し、その位置に対して所定の
順序に従って次の閾値を配置する閾値書き込み位置決定
過程を有するものである。

【００２８】また、この課題を解決するために、本発明
の画像処理方法は、出力画像のドットプロファイルをフ
ーリエ変換により周波数空間に変換すると、二次元の周
波数空間においてパワースペクトルが格子点上に集中す
るものである。

【００２９】さらに、この課題を解決するために、本発
明の画像処理装置は、二次元配列を用いて画像の２値化
を行う画像処理装置であって、濃度に応じて異なる閾値
作成手段によって作成した単一の閾値配列を用いて画像
のハーフトーニングを行う構成としたものである。

【００３０】また、この課題を解決するために、本発明
の画像処理装置は、前記閾値作成手段が、孤立ドットの
発現を目的とした閾値を作成するコア閾値作成手段と、
低濃度部のドット発現を目的をした閾値を作成する低濃
度部閾値作成手段と、高濃度部の発現を目的とした閾値
を作成する高濃度閾値作成手段とを有する構成としたも
のである。

【００３１】さらに、この課題を解決するために、本発
明の画像処理装置は、前記低濃度部閾値作成手段が、あ
る閾値までが書き込まれた閾値配列と二次元の重み係数
を掛け合わせた結果から、次の閾値を書き込む閾値配列
内の位置を決定する閾値書き込み位置決定手段を有する
構成としたものである。

【００３２】また、この課題を解決するために、本発明
の画像処理装置は、前記高濃度部閾値作成手段が、０お
よび１で表現される閾値配列内の閾値の有無情報と、二
次元の重み係数を掛け合わせた結果から、濃度が周囲と
比べて薄くなる位置を算出し、その位置に次の閾値を配
置する閾値書き込み位置決定手段を有する構成としたも
のである。

【００３３】さらに、この課題を解決するために、本発
明の画像処理装置は、前記高濃度部閾値作成手段が、０
および１で表現される閾値配列内の閾値の有無情報と、
二次元の重み係数を掛け合わせた結果から、濃度が周囲
と比べて薄くなる位置を算出し、その位置に対して所定
の順序に従って次の閾値を配置する閾値書き込み位置決
定手段を有する構成としたものである。

【００３４】また、この課題を解決するために、本発明
の画像処理装置は、出力画像のドットプロファイルをフ
ーリエ変換により周波数空間に変換すると、二次元の周
波数空間においてパワースペクトルが格子点上に集中す
る構成としたものである。

【００３５】これらにより、ＡＭスクリーンとＦＭスク
リーンの特徴を兼ね備えた閾値配列を用いて画像のハー
フトーニングによって高画質を実現することができる。

【００３６】また、任意のサイズで閾値配列を作成で
き、画像処理手段もしくは画像処理装置の仕様に応じて
閾値配列のサイズを変更することが可能となる。

【００３７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、二次元配列を用いて画像の２値化を行う画像処理方
法であって、濃度に応じて異なる閾値作成過程によって
作成した単一の閾値配列を用いて画像のハーフトーニン
グを行う画像処理方法であり、ＡＭスクリーンとＦＭス
クリーンの両方の特性を兼ね備えた高画質のハーフトー
ン画像を出力することができるという作用を有する。

【００３８】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、閾値作成過程が、孤立ドットの
発現を目的とした閾値を作成するコア閾値作成過程と、
低濃度部のドット発現を目的をした閾値を作成する低濃
度部閾値作成過程と、高濃度部の発現を目的とした閾値
を作成する高濃度閾値作成過程とを有する画像処理方法
であり、ＡＭスクリーンとＦＭスクリーンの両方の特性
を兼ね備えた高画質のハーフトーン画像を出力すること
ができるという作用を有する。

【００３９】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
２記載の発明において、低濃度部閾値作成過程が、ある
閾値までが書き込まれた閾値配列と二次元の重み係数を
掛け合わせた結果から、次の閾値を書き込む閾値配列内
の位置を決定する閾値書き込み位置決定過程を有する画
像処理方法であり、ＡＭスクリーンとＦＭスクリーンの
両方の特性を兼ね備えた高画質のハーフトーン画像を出
力することができるという作用を有する。

【００４０】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
２記載の発明において、高濃度部閾値作成過程が、０お
よび１で表現される閾値配列内の閾値の有無情報と二次
元の重み係数を掛け合わせた結果から、濃度が周囲と比
べて薄くなる位置を算出し、その位置に次の閾値を配置
する閾値書き込み位置決定過程を有する画像処理方法で
あり、ＡＭスクリーンとＦＭスクリーンの両方の特性を
兼ね備えた高画質のハーフトーン画像を出力することが
できるという作用を有する。

【００４１】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
２記載の発明において、高濃度部閾値作成過程が、０お
よび１で表現される閾値配列内の閾値の有無情報と二次
元の重み係数を掛け合わせた結果から、濃度が周囲と比
べて薄くなる位置を算出し、その位置に対して所定の順
序に従って次の閾値を配置する閾値書き込み位置決定過
程を有する画像処理方法であり、ＡＭスクリーンとＦＭ
スクリーンの両方の特性を兼ね備えた高画質のハーフト
ーン画像を出力することができるという作用を有する。

【００４２】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、出力画像のドットプロファイル
をフーリエ変換により周波数空間に変換すると、二次元
の周波数空間においてパワースペクトルが格子点上に集
中する画像処理方法であり、ＡＭスクリーンとＦＭスク
リーンの両方の特性を兼ね備えた高画質のハーフトーン
画像を出力することができるという作用を有する。

【００４３】本発明の請求項７に記載の発明は、二次元
配列を用いて画像の二値化を行う画像処理装置であっ
て、濃度に応じて異なる閾値作成手段によって作成した
単一の閾値配列を用いて画像のハーフトーニングを行う
画像処理装置であり、ＡＭスクリーンとＦＭスクリーン
の両方の特性を兼ね備えた高画質のハーフトーン画像を
出力することができるという作用を有する。

【００４４】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
７記載の発明において、閾値作成手段が、孤立ドットの
発現を目的とした閾値を作成するコア閾値作成手段と、
低濃度部のドット発現を目的をした閾値を作成する低濃
度部閾値作成手段と、高濃度部の発現を目的とした閾値
を作成する高濃度閾値作成手段とから構成される画像処
理装置であり、ＡＭスクリーンとＦＭスクリーンの両方
の特性を兼ね備えた高画質のハーフトーン画像を出力す
ることができるという作用を有する。

【００４５】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
８記載の発明において、低濃度部閾値作成手段が、ある
閾値までが書き込まれた閾値配列と二次元の重み係数を
掛け合わせた結果から、次の閾値を書き込む閾値配列内
の位置を決定する閾値書き込み位置決定手段を有する画
像処理装置であり、ＡＭスクリーンとＦＭスクリーンの
両方の特性を兼ね備えた高画質のハーフトーン画像を出
力することができるという作用を有する。

【００４６】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項８記載の発明において、高濃度部閾値作成手段が、０
および１で表現される閾値配列内の閾値の有無情報と、
二次元の重み係数を掛け合わせた結果から、濃度が周囲
と比べて薄くなる位置を算出し、その位置に次の閾値を
配置する閾値書き込み位置決定手段を有する画像処理装
置であり、ＡＭスクリーンとＦＭスクリーンの両方の特
性を兼ね備えた高画質のハーフトーン画像を出力するこ
とができるという作用を有する。

【００４７】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求
項８記載の発明において、高濃度部閾値作成手段が、０
および１で表現される閾値配列内の閾値の有無情報と、
二次元の重み係数を掛け合わせた結果から、濃度が周囲
と比べて薄くなる位置を算出し、その位置に対して所定
の順序に従って次の閾値を配置する閾値書き込み位置決
定手段を有する画像処理装置であり、ＡＭスクリーンと
ＦＭスクリーンの両方の特性を兼ね備えた高画質のハー
フトーン画像を出力することができるという作用を有す
る。

【００４８】本発明の請求項１２に記載の発明は、請求
項７記載の発明において、出力画像のドットプロファイ
ルをフーリエ変換により周波数空間に変換すると、二次
元の周波数空間においてパワースペクトルが格子点上に
集中する画像処理装置であり、ＡＭスクリーンとＦＭス
クリーンの両方の特性を兼ね備えた高画質のハーフトー
ン画像を出力することができるという作用を有する。

【００４９】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図１０を用いて説明する。なお、これらの図面にお
いて同一の部材には同一の符号を付しており、また、重
複した説明は省略されている。

【００５０】図１は本発明の一実施の形態による画像処
理装置のブロック図、図２は同閾値配列の作成手順を示
すフローチャート、図３は同閾値配列においてコア閾値
の書込が可能な座標を設定した様子を示す説明図、図４
は同作業を行う拡張領域を示す説明図、図５は同コア閾
値の配置において理想点と書き込み点の関係を示す説明
図、図６は同重み配列を示す説明図、図７は同低濃度閾
値の配置において理想点と理想近傍点と書き込み点の関
係を示す説明図、図８は同順序配列を示す説明図、図９
は同面積濃度３０パーセントの画像を処理した様子を示
す説明図、図１０は同面積濃度３０パーセントの画像の
二次元スペクトルを示す説明図である。

【００５１】本実施の形態において、画像処理手段１
は、図１に示すように、入力階調画像１１に対して比較
手段１２を適用し、ハーフトーン画像１３を出力するも
のであり、比較手段１２において画像を２値化する際に
は閾値配列１４を閾値として、入力画像の２値化を行う
ものである。

【００５２】なお、ここでは具体例として出力されるハ
ーフトーン画像１３を２値画像とするが、ハーフトーン
画像１３は２値画像に限らず、４値もしくはそれ以上の
ハーフトーン画像であってもよい。

【００５３】この画像処理手段１で使用する閾値の作成
方法を、図２を用いて説明する。

【００５４】閾値配列を作成する手段は大きく分けて３
つの手段から形成される。手順の一つ目はハイライト出
力において孤立した１ドット目を出力するためのハイラ
イト部閾値の作成手段であり、ここではコア閾値作成過
程２１と呼ぶ。

【００５５】二つ目は低濃度出力において孤立ドットで
はなく、２ドットから数ドットが固まった低濃度部出力
のための閾値を作成する手段であり、ここでは低濃度閾
値の配置過程２２と呼ぶ。

【００５６】さらに、次の段階では、高濃度出力におい
て紙など出力媒体の白地を残し濃度再現をよくすること
を目的とした高濃度部出力のための閾値を作成する手段
であり、ここでは高濃度閾値の配置過程２３と呼ぶ。

【００５７】コア閾値作成過程２１を図３〜図５を用い
て詳しく説明する。

【００５８】先ず、閾値配列のサイズＭｘ×Ｍｙを任意
に定め、図３に示すような二次元の閾値配列３１を作成
する。ここでは手順をわかりやすくするために具体的な
数値としてＭｘ＝３２、Ｍｙ＝３２を与える。

【００５９】次に、このＭｘ×Ｍｙの配列内においてコ
ア閾値を書き込む候補座標を決定する。候補座標とは閾
値配列３１においてコア閾値を書き込む座標のことであ
り、画像を出力した際に孤立ドットを出力するための閾
値のことを指す。ここでは、閾値配列３１内に黒色およ
び灰色で示す点をコア閾値候補点３２とする。

【００６０】また、コア閾値候補点３２の座標をコア閾
値候補座標と呼ぶ。コア閾値候補点３２は閾値配列のサ
イズや、印刷装置の仕様に応じて個数を設定する。

【００６１】本実施の形態では６７個のコア閾値候補点
３２を手作業により設定した。この閾値候補点３２のう
ちの３つを初期座標３３として選び、１および２および
３の閾値を配置する。

【００６２】ここでは、６７個あるコア閾値候補点３２
のなかから任意の点を適度に分散するように選択して初
期座標３３を決定した。選択された３点は図３において
黒色で表された点である。

【００６３】次に、コア閾値作成過程２１においてｎ＝
４から６７までの閾値を配置する手法について説明す
る。

【００６４】これらの閾値を配置するために、図４に示
すような閾値配列３１を縦横各３倍に拡張した拡張領域
４１を作成する。この拡張領域は９個の閾値配列３１か
ら構成され、９個の閾値配列３１の全ては常に同じ値を
保持するものである。

【００６５】図４では初期座標３３のみ、つまりｎ＝３
までの値が書き込まれた状態を表し、値が書き込まれた
座標を黒点で示している。この拡張領域４１において閾
値ｎを配置する座標を決定する。

【００６６】ここでは閾値ｎを書き込む座標をＰｗ（ｐ
ｄ，ｑｄ）とする。いま、ｎ−１までの閾値が書き込ま
れた拡張領域において、１からｎ−１までの何れかの閾
値Ｔｎが打刻された座標（ｐｎ，ｑｎ）をＴｎ（ｐｎ，
ｑｎ）と表すとすると、拡張領域４１内にあって、Ｍｘ
≦ｐ＜（２×Ｍｘ）、Ｍｙ≦ｑ＜（２×Ｍｙ）の範囲を
移動する点Ｐ４２について、Ｐの座標（ｐ，ｑ）から全
てのＴｎ（ｐｎ，ｑｎ）に対して距離Ｄｎを計算し、そ
の距離Ｄｎのなかの最小値ＤｍｉｎをＰ（ｐ，ｑ）の評
価値としてバッファＤｂ（ｐ，ｑ）に記録する。

【００６７】点Ｐの移動範囲Ｍｘ≦ｐ＜（２×Ｍｘ）、
Ｍｙ≦ｑ＜（２×Ｍｙ）の全ての点に対してＤｂ（ｐ，
ｑ）を計算し、Ｄｂ（ｐ，ｑ）が最も大きい値を示す点
の座標を、閾値ｎを書き込むうえでの理想点Ｐｄとし、
その座標を（ｐｍ，ｑｍ）とする。

【００６８】理想点（ｐｍ，ｑｍ）がコア閾値候補点３
２と同じ座標であれば、（ｐｍ，ｑｍ）を書き込み点Ｐ
ｗとして、Ｐｗの座標（ｐｄ，ｑｄ）に閾値ｎを書き込
めばよいが、もしコア閾値候補点３２と異なる座標の場
合は、コア閾値候補点３２のうち、閾値が書き込まれて
いない座標のなかで、最もＰｄから近い座標を書き込み
点Ｐｗとし、座標（ｐｄ，ｑｄ）に閾値ｎを書き込む。

【００６９】図５に理想点Ｐｄと書き込み点Ｐｗの関係
を表した図を示す。

【００７０】図５に示すのは拡張領域４１の一部分を切
り出したものであり、Ｄｂの値から求められた理想点
（◆の点）から最も近く、閾値が書き込まれていないコ
ア閾値候補点（●の点）を書き込み点Ｐｗとし、閾値ｎ
を書き込むものである。

【００７１】以上の処理を全てのコア閾値候補点３２に
閾値が書き込まれるまで続けることで、１から６７まで
の閾値を持ったコア閾値を作成する。

【００７２】次に低濃度閾値の配置過程２２について説
明する。

【００７３】ここでの低濃度とは閾値配列３１が持つ配
列個数の半分の値を指す。なお、本実施の形態において
は閾値配列３１は３２×３２であるためｎ＝５１２まで
の閾値配置を指す。つまり、低濃度閾値の配置過程２２
において閾値配列３１に書き込む閾値をｎとすると、本
実施の形態では低濃度閾値の配置過程２２ではｎ＝６８
から５１２までのことを意味する。

【００７４】ｎ＝６７までの閾値が書き込まれた拡張領
域４１に、次の閾値ｎ＝６８を書き込む例を用いて低濃
度閾値の配置方法を説明する。ｎ＝６８の閾値を書き込
む座標を決定するには、拡張領域と図６に示す重み配列
６を用いる。重み配列６は重み中心を原点として−４≦
ｘ≦４、−４≦ｙ≦４の配列であり配列内の係数ｗ
（ｘ，ｙ）は０から１までの値を持つ。

【００７５】この係数Ｐｏｗ（ｘ，ｙ）を拡張領域４１
の閾値Ｔｎ（ｐｎ，ｑｎ）に掛け合わせ、Ｔｎの値を
（ｐｎ，ｑｎ）の周辺座標へ、重み係数を用いて拡散さ
せる。具体的には座標（ｐｎ，ｑｎ）を中心として、
（ｐｎ−４）≦ｘ≦（ｐｎ＋４）、（ｑｎ−４）≦ｙ≦
（ｑｎ＋４）の範囲においてＴｎ（ｐｎ，ｑｎ）×Ｐｏ
ｗ（ｘ−ｐｎ，ｙ−ｑｎ）の値を計算し、拡張領域４１
と同じサイズの配列バッファＤｂ（ｘ，ｙ）に書き込む
というものである。

【００７６】このＤｂ（ｘ，ｙ）はコア閾値作成過程２
１と同じメモリ空間であってもよい。ただし、内容はｎ
が変わるごとに初期化されたものを用いる。また、同じ
ｎにおいて、他の閾値Ｔｎの計算によりバッファＤｂ
（ｘ，ｙ）に値がある場合には従来の値と今回の値を足
し合わせた値をＤｂ（ｘ，ｙ）に上書きする。

【００７７】Ｄｂの計算を拡張領域４１内の全ての閾値
Ｔｎ（ｐｎ，ｑｎ）に対して行い、Ｄｂ（ｘ，ｙ）に累
積した値を記録し、全てのＤｂ（ｘ，ｙ）の計算が終了
した時点で、Ｄｂ（ｘ，ｙ）のうち最も値が小さい座標
をＭｘ≦ｘ＜（２×Ｍｘ）、Ｍｙ≦ｙ＜（２×Ｍｙ）の
なかから選び、理想点ｐｄとする。

【００７８】なお、Ｐｄの座標は（ｐｍ，ｑｍ）とす
る。実際に閾値を書き込み点Ｐｗの座標（ｐｄ，ｑｄ）
に書き込むには理想点ｐｄ（ｐｍ，ｑｍ）から最も近
い、閾値が書き込まれた座標（ｐｎ，ｑｎ）を距離の計
算によって求める。

【００７９】この点を理想近傍点Ｐｎとすると、Ｐｎに
隣接する座標のなかで理想点に最も近い点を書き込み点
Ｐｗとする。なお、Ｐｗを選ぶ際には、すでに閾値が書
き込まれている座標は除外する。隣接する点に図７に理
想点Ｐｄから書き込み点Ｐｗを決定する様子を示す。

【００８０】図７は拡張領域４１の一部分を切り出した
ものであり、Ｐｄから最も近い閾値が書き込まれた点に
隣接する４つの点のなかから最もＰｄに近い点を求め、
書き込み点Ｐｗとする様子を表している。なお、Ｐｗの
決定にあたってＰｄからの距離が全く同じ点が選択可能
である場合はどちらの点に閾値を書き込んでもよい。

【００８１】次のｎ＝６９の座標決定に移行する前にＤ
ｂを初期化し、同様の処理をｎ＝５１２になるまで反復
する。

【００８２】次に高濃度閾値の配置過程２３について説
明する。

【００８３】プリンタで画像を出力する際には高濃度域
ではなるべく紙の白地を残したほうが階調性が良くなる
ため、高濃度域ではできるだけ白地を残すように閾値を
配置する。

【００８４】使用するデータとしては拡張領域４１と重
み係数６と、図８に示す順序配列８である。この順序配
列８は四隅を除いた５×５の配列中に１から２１までの
値を持つものであり、書き込み点を決定する際に用いる
ものである。低濃度閾値配置が完了した拡張領域４１に
は１から５１２までの値が書き込まれている。

【００８５】いま、閾値ｎ＝５１３を書き込む場合を例
としてｎ＝５１３を拡張領域４１に書き込む手順を説明
する。

【００８６】先ず、拡張領域において閾値が書き込まれ
ている座標の値を１、書き込まれていない座標の値を０
とする拡張領域と同じ大きさの２値データ配列Ｂｉｎ
（ｘ，ｙ）を作成する。

【００８７】いま、次の閾値を書き込むための理想点Ｐ
ｄを決定するために、Ｂｉｎ（ｘ，ｙ）と重み係数を掛
け合わせた値を用いる。具体的には、Ｂｉｎ内の０≦ｐ
ｏ＜（３×Ｍｘ）、０≦ｑｏ＜（３×Ｍｙ）の範囲を移
動する座標（ｐｏ，ｑｏ）を中心として、図６に示す重
み配列７１を低濃度閾値の配置過程２２のときと同様に
（ｐｏ−４）≦ｘ＜（ｐｏ＋４）、（ｑｏ−４）≦ｙ＜
（ｑｏ＋４）の範囲で移動する（ｘ，ｙ）についてＢｉ
ｎ（ｐｏ，ｑｏ）×Ｐｏｗ（ｘ−ｐｏ，ｙ−ｑｏ）を計
算し、値をバッファＤｂ（ｘ，ｙ）に書きこむ。

【００８８】その際、すでに他の閾値Ｂｉｎの計算によ
りバッファＤｂ（ｘ，ｙ）に値がある場合には従来の値
と今回の値を足し合わせた値をＤｂ（ｘ，ｙ）に上書き
する。この処理を全てのＢｉｎに対して行い、その結
果、最もＤｂの値が小さい座標を理想点ｐｄとする。

【００８９】そして、この理想点に対して閾値書き込み
点（ｐｄ，ｑｄ）を決定するには、順序配列８の中心を
表す順序配列中心点８１を理想点の座標（ｐｍ，ｑｍ）
に重ね合わせて、配列の値１から２１の順序で拡張領域
４１において閾値が書き込まれていない座標を探索す
る。

【００９０】閾値が書き込まれているかどうかを調べる
にはＢｉｎの値を用いればよい。すなわち、（ｐｍ，ｑ
ｍ）を中心として順序配列８に記された順序で探索する
座標を（ｐｍ´，ｑｍ´）とすると、Ｂｉｎ（ｐｍ´，
ｑｍ´）＝０となる座標（ｐｍ´，ｑｍ´）に閾値５１
３を書き込むことになる。

【００９１】次のｎ＝５１４の座標決定に移行する前に
Ｄｂを初期化し、同様の処理をｎ＝１０２４になるまで
反復する。

【００９２】以上の手順によって、閾値配列３１に１か
ら（Ｍｘ×Ｍｙ）までの値が書き込まれる。この閾値配
列３１を用いて入力画像のハーフトーニングを行うに
は、入力画像の階調数に合わせて数値を正規化して用い
ればよい。たとえば２５６階調の入力画像に対しては１
から２５５までに変換するといった具合である。

【００９３】なお、低濃度閾値の配置過程２２において
ｎ＝５１２に至るまでに、閾値ｎを書き込んだあとの閾
値ｎ＋１において閾値ｎにおける理想点と閾値ｎ＋１に
おける理想点が変化しなくなくなった場合、つまり閾値
を書き込んでもその座標が候補点から遠すぎることで次
の候補点の算出を行う際に候補点が変わらなくなった場
合は、ｎ＝５１２に達さなくても高濃度閾値の配置過程
２３の計算を始めればよい。

【００９４】なお、低濃度閾値の配置過程２２において
使用した重み配列６は重み係数の一例を示したものであ
り、数値の異なる配列を用いてもよい。

【００９５】なお、高濃度閾値の配置過程２３において
使用した順序配列８は一例を示したものであり、数値の
異なる配列を用いてもよい。

【００９６】この手法によって画像処理を行った結果の
特徴を次に示す。

【００９７】この手法の特徴は、濃度が増すにつれてコ
アドットの周囲にドットが順次発現していくような出力
を呈するものである。たとえば白ドットと黒ドットの面
積率が７：３つまり面積濃度３０パーセントの画像を切
り出して、ドットプロファイルを二次元フーリエ変換に
よって周波数空間に変換しパワースペクトルを観察する
と、図１０に示すような特徴的なパワースペクトルを示
す。

【００９８】このようなパワースペクトルを示すこと
は、この手法によって作成されたドットプロファイル
が、一件ランダムに配置されているように見えても格子
状の周期構造をもっているということであり、従来の手
法にはない新しい手法である。

【００９９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、孤立ド
ットを出力するための閾値と、画像の低濃度部を出力す
るための閾値と、画像の高濃度部を出力するための閾値
を異なる手法で作成することができるという有効な効果
が得られる。

【０１００】また、本発明によれば、ＡＭスクリーンと
ＦＭスクリーンの両方の特性を併せ持つ閾値配列の作成
が可能であり、ＦＭスクリーンで問題になりがちな階調
再現性を解決しつつ、ＡＭスクリーンで問題となる周期
性を除去するを可能にすることができるという有効な効
果が得られる。

【０１０１】さらに、本発明によれば、閾値配列のサイ
ズを任意に設定できるため、印刷装置の仕様に合わせて
自由に閾値配列を作成できるという有効な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による画像処理装置のブ
ロック図

【図２】本発明の一実施の形態による閾値配列の作成手
順を示すフローチャート

【図３】本発明の一実施の形態による閾値配列において
コア閾値の書込が可能な座標を設定した様子を示す説明
図

【図４】本発明の一実施の形態による作業を行う拡張領
域を示す説明図

【図５】本発明の一実施の形態によるコア閾値の配置に
おいて理想点と書き込み点の関係を示す説明図

【図６】本発明の一実施の形態による重み配列を示す説
明図

【図７】本発明の一実施の形態による低濃度閾値の配置
において理想点と理想近傍点と書き込み点の関係を示す
説明図

【図８】本発明の一実施の形態による順序配列を示す説
明図

【図９】本発明の一実施の形態による面積濃度３０パー
セントの画像を処理した様子を示す説明図

【図１０】本発明の一実施の形態による面積濃度３０パ
ーセントの画像の二次元スペクトルを表す説明図

【図１１】従来のＡＭスクリーンとＦＭスクリーンとの
出力例を示す説明図

【符号の説明】

１画像処理装置６重み配列８順序配列１１入力階調画像１２比較手段１３ハーフトーン画像１４閾値配列２１コア閾値作成過程２２低濃度閾値の配置過程２３高濃度閾値の配置過程３１閾値配列３２コア閾値候補点３３初期座標４１拡張領域４２移動点Ｐ４３すでに閾値が書き込まれた点８１順序配列中心点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二次元配列を用いて画像の２値化を行う画
像処理方法であって、濃度に応じて異なる閾値作成過程
によって作成した単一の閾値配列を用いて画像のハーフ
トーニングを行うことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】前記閾値作成過程は、孤立ドットの発現を
目的とした閾値を作成するコア閾値作成過程と、低濃度部のドット発現を目的をした閾値を作成する低濃
度部閾値作成過程と、高濃度部の発現を目的とした閾値
を作成する高濃度閾値作成過程とを有することを特徴と
する請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】前記低濃度部閾値作成過程は、ある閾値ま
でが書き込まれた閾値配列と二次元の重み係数を掛け合
わせた結果から、次の閾値を書き込む閾値配列内の位置
を決定する閾値書き込み位置決定過程を有することを特
徴とする請求項２記載の画像処理方法。
【請求項４】前記高濃度部閾値作成過程は、０および１
で表現される閾値配列内の閾値の有無情報と二次元の重
み係数を掛け合わせた結果から、濃度が周囲と比べて薄
くなる位置を算出し、その位置に次の閾値を配置する閾
値書き込み位置決定過程を有することを特徴とする請求
項２記載の画像処理方法。
【請求項５】前記高濃度部閾値作成過程は、０および１
で表現される閾値配列内の閾値の有無情報と二次元の重
み係数を掛け合わせた結果から、濃度が周囲と比べて薄
くなる位置を算出し、その位置に対して所定の順序に従
って次の閾値を配置する閾値書き込み位置決定過程を有
することを特徴とする請求項２記載の画像処理方法。
【請求項６】出力画像のドットプロファイルをフーリエ
変換により周波数空間に変換すると、二次元の周波数空
間においてパワースペクトルが格子点上に集中すること
を特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項７】二次元配列を用いて画像の２値化を行う画
像処理装置であって、濃度に応じて異なる閾値作成手段
によって作成した単一の閾値配列を用いて画像のハーフ
トーニングを行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】前記閾値作成手段は、孤立ドットの発現を目的とした閾値を作成するコア閾値
作成手段と、低濃度部のドット発現を目的をした閾値を作成する低濃
度部閾値作成手段と、高濃度部の発現を目的とした閾値を作成する高濃度閾値
作成手段とから構成されることを特徴とする請求項７記
載の画像処理装置。
【請求項９】前記低濃度部閾値作成手段は、ある閾値ま
でが書き込まれた閾値配列と二次元の重み係数を掛け合
わせた結果から、次の閾値を書き込む閾値配列内の位置
を決定する閾値書き込み位置決定手段を有することを特
徴とする請求項８記載の画像処理装置。
【請求項１０】前記高濃度部閾値作成手段は、０および
１で表現される閾値配列内の閾値の有無情報と、二次元
の重み係数を掛け合わせた結果から、濃度が周囲と比べ
て薄くなる位置を算出し、その位置に次の閾値を配置す
る閾値書き込み位置決定手段を有することを特徴とする
請求項８記載の画像処理装置。
【請求項１１】前記高濃度部閾値作成手段は、０および
１で表現される閾値配列内の閾値の有無情報と、二次元
の重み係数を掛け合わせた結果から、濃度が周囲と比べ
て薄くなる位置を算出し、その位置に対して所定の順序
に従って次の閾値を配置する閾値書き込み位置決定手段
を有することを特徴とする請求項８記載の画像処理装
置。
【請求項１２】出力画像のドットプロファイルをフーリ
エ変換により周波数空間に変換すると、二次元の周波数
空間においてパワースペクトルが格子点上に集中するこ
とを特徴とする請求項７記載の画像処理装置。