JP2004304543A - ハーフトーン化処理方法及びハーフトーン化処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】階調にムラやざらつきの少ない二値画像を得ることができ、さらに、ドット抜けや画像ボケや白抜きの欠落が生じにくいハーフトーン化処理方法及びハーフトーン化処理システムを提供する。
【解決手段】特定手段ｓ２が、各画素ごとに任意の輝度値を有する二値画像を走査して二以上の画素から成る画素ブロックを特定し（特定ステップ）、誤差計算手段ｓ３が、各輝度値パターンごとに、前記特定ステップにおいて特定された画素ブロックを前記輝度値パターンで置換した場合に得られる二値画像に対し二次元フィルタ処理を行うことで得られる復元多値画像について、原多値画像との誤差を計算し（誤差計算ステップ）、更新手段ｓ４が、前記誤差計算ステップにおいて計算された誤差が所定条件を満たす輝度値パターンで、当該画素ブロックの輝度値を更新する（更新ステップ）。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各画素の輝度が多値で表される原多値画像を各画素の輝度が二値で表される二値画像に変換するハーフトーン化処理方法及びハーフトーン化処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像を出力する出力装置には、各画素の輝度が多値で表される多値画像（すなわち、各画素が０以上１以下の実数の輝度値をとる多値画像、連続階調画像とも呼ばれる）を出力可能なものもあるが、例えばドットの有無によって画像を出力するプリンタなどのように、各画素の輝度が二値で表される二値画像（すなわち、各画素が０または１の輝度値をとる画像）しか出力できない出力装置も多い。このように二値画像しか出力できない出力装置を使用して多値画像を出力するときは、出力対象である原多値画像を二値画像に変換し、原多値画像を擬似的に表現する二値画像を出力する。この変換処理はハーフトーン化処理（或いは綱点処理）と呼ばれている。
【０００３】
たとえば、モノクロプリンタでは、原多値画像にハーフトーン化処理を施して二値画像を生成し、この二値画像の各画素に対して輝度値が０の場合は黒いドットを白い紙に印刷する。また、カラープリンタにおいても、カラー多値画像をＣＭＹＫ（シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック）の色成分に分解し、各色成分ごとにモノクロ多値画像とみなし、このモノクロ多値画像にハーフトーン化処理を行って二値画像を生成し、各色のドットを紙に印刷する。
【０００４】
かかるハーフトーン化処理においては、原多値画像により近似した二値画像を生成することにより、二値画像によって原多値画像を可能な限り再現することが要求されており、特に原多値画像にはない目障りな模様やモアレがなく、輪郭が鮮明であり、且つ、再現する階調にムラやざらつきのないことが要求される。
【０００５】
ハーフトーン化処理の方法としては、ディザ法や誤差拡散法が広く使用されている。ディザ法は、原多値画像を同じ大きさのブロックに分割し、各ブロック毎にディザ行列を用いて、対応する二値画像の輝度値を定める方法である。誤差拡散法は、入力多値画像の画素をラスタスキャン順に走査しながら、対応する二値画像の画素の輝度値を決定し、決定する際に生じる入力多値画像の輝度値と二値画像の輝度値の誤差を、周囲の輝度値未決定画素に拡散させる方法である。
【０００６】
しかし、ディザ法ではブロック毎に処理を行うので、原多値画像で同じ輝度値をとる画素が連続した広い領域にある場合、各ブロックが同じパターンの二値画像を出力するので、ブロックの大きさの周期をもつ目障りな模様が発生しやすい。また、ブロックを大きくすれば、原多値画像の階調を高い精度で再現できるようになるが、輪郭がぼやけて鮮明な画像が得られない。また、誤差拡散法では、ディザ法にくらべて目障りな模様やモアレが比較的発生しにくいが、誤差を周囲に拡散させるため輪郭がぼやけるという問題が生じる。
【０００７】
これらの問題が発生しにくいハーフトーン化処理方法として、ダイレクト・バイナリー・サーチ（ＤＢＳ）法がある。ダイレクト・バイナリー・サーチ（ＤＢＳ）法は、例えば下記の非特許文献１に開示されている。
【０００８】
【非特許文献１】
ＤＢＳが最初に発表された論文は、タイトル「Ｍｏｄｅｌ ｂａｓｅｄ ｈａｌｆｔｏｎｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔ ｂｉｎａｒｙ ｓｅａｒｃｈ」、著者「Ｍ． Ａｎａｌｏｕｉ， Ｊ．Ｐ． Ａｌｌｅｂａｃｈ」、発表誌「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ＳＰＩＥ Ｈｕｍａｎ Ｖｉｓｉｏｎ， Ｖｉｓｕａｌ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ， ａｎｄ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ ＩＩＩ」（Ｖｏｌｕｍｅ １６６６， ｐａｇｅｓ ９６−１０８， Ａｕｇｕｓｔ １９９２）である。
【０００９】
以下に、ＤＢＳ法について説明する。まず、各画素ごとに任意の輝度値を有する二値画像を一画素単位で走査しながら一の画素を特定する。その特定された一の画素（以下、注目画素という）について、注目画素の輝度値を０から１または１から０に反転したり、隣接する画素の輝度値と交換することにより、注目画素の輝度値を置換した場合に得られる二値画像に二次元フィルタ処理を行って復元多値画像を生成し、復元多値画像と原多値画像との誤差（以下、置換後誤差という）を計算する。また、注目画素の置換前の二値画像に二次元フィルタ処理を行って得られる復元多値画像についても、原多値画像との誤差（以下、置換前誤差という）を計算する。置換前誤差よりも置換後誤差が小さい場合は、二値画像の注目画素の輝度値を置換後の輝度値で更新する。置換前誤差よりも置換後誤差が大きい場合は、輝度値の更新を行うことなく次の注目画素について同一の処理を行う。以下、走査の過程において順次特定される注目画素について同様の処理を繰り返して行う。
【００１０】
かかるＤＢＳ法では、ハーフトーン化処理の最初に使用される初期二値画像をランダムなノイズ画像とすることにより、ディザ法や誤差拡散法で問題となっていた周期的で目障りな模様やモアレの発生を避けることができる。また、誤差拡散法のように輝度値を近傍に拡散させる作業を行わないので、輪郭の鮮明な二値画像が得られるという利点を有する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＤＢＳ法では、一画素単位で走査が行われ、輝度値の反転や輝度値の交換による輝度値の置換が一画素単位で行われるので、最終的に得られる二値画像に二次元フィルタ処理を施して得られる復元多値画像は、原多値画像と比較して誤差が大きくなり、この二値画像を出力装置に出力すると、出力画像に階調のムラやざらつきが現れるという問題が生じていた。
【００１２】
また、とくに出力装置としてプリンタ等を使用する場合は、ドットが形成される画素が一定数以上隣接した状態で集中していないとドット抜けや画像のボケが生じる場合があるため、ハーフトーン化処理においてはドットが集中して形成される二値画像が求められている。たとえば、輝度値０の画素にドットを印刷して画像を形成するプリンタを例に説明すると、輝度値が０である画素に対して上下左右に隣接する画素の輝度値が１である場合は、輝度値１の画素に上下左右が囲まれた輝度値０の画素に孤立したドットを一つ印刷することとなる。このように孤立したドットを印刷する場合は、一画素という小さな面積にインクやトナーなどの印刷塗料を付着させる必要があるため、印刷塗料が付着しにくく、ドット抜けが生じる場合があるという問題が生じていた。とくに、レーザプリンタにおいては、感光体ドラムにトナーを付着させる工程においてドット抜けが生じやすく、大きな問題となっていた。一方、輝度値０の画素が複数隣接した状態で集中していれば、複数画素が連結した広い面積に印刷塗料を付着させることとなり、ドット抜けが生じにくくなる。また、プリンタの性能や印刷用紙の素材や印刷塗料の素材によっては、各画素のドットが滲むなどしてドットの輪郭がボケた状態となる場合があり、孤立したドットについては狭い面積のドットに生じた輪郭のボケがそのまま視認され、画像がボケるという問題が生じていた。一方で、輝度値０の画素が複数隣接するように集中していれば、ドットが連続して形成されるために、各画素に形成されたドットは互いに一部重なり合い、各画素の輪郭のボケが目立たなくなる。このため、ハーフトーン化処理においては、ドットが形成される輝度値０の画素が複数集中して配列している二値画像を得ることが求められている。
【００１３】
また、プリンタ等の出力装置によっては、例えば輝度値が１である画素に対して上下左右に隣接する画素の輝度値が０の場合、輝度値０に対応して印刷等によって形成されたドットがにじみ、輝度値１の画素に対応する白抜き部分が欠落することがある。よって、輝度値１の画素についても、互いに隣接した状態で集中して配列している二値画像を得ることが求められている。
【００１４】
なお、上記は輝度値０の画素にドットが形成される場合について説明したが、輝度値１の画素にドットが形成される場合もあり、どちらの画素にドットが形成されるかは、プログラムの設定などに依存する。複数のドットが集中して配列する傾向にある二値画像はドット集中型二値画像と呼ばれ、一方、孤立したドットが拡散するように配列する傾向にある二値画像はドット拡散型二値画像と呼ばれている。
【００１５】
本発明は上記のような課題に鑑みなされたもので、第１の目的は、階調にムラやざらつきのない二値画像を得ることができるハーフトーン化処理方法及びハーフトーン化処理システムを提供することにある。また、第２の目的は、ドット抜けや画像ボケや白抜き部分の欠落が生じにくい二値画像を得ることができるハーフトーン化処理方法及びハーフトーン化処理システムを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のハーフトーン化処理方法は、各画素の輝度が多値で表される原多値画像を各画素の輝度が二値で表される二値画像に変換するハーフトーン化処理方法であり、
各画素ごとに任意の輝度値を有する二値画像を走査して二以上の画素から成る画素ブロックを特定する特定ステップと、
二値により表される輝度の組み合わせから成る複数の組み合わせパターンを輝度値パターンとすると、各輝度値パターンごとに、前記特定ステップにおいて特定された画素ブロックを前記輝度値パターンで置換した場合に得られる二値画像に対し二次元フィルタ処理を行うことで得られる復元多値画像について、原多値画像との誤差を計算する誤差計算ステップと、
前記誤差計算ステップにおいて計算された誤差が所定条件を満たす輝度値パターンで、当該画素ブロックの輝度値を更新する更新ステップとを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項８記載のハーフトーン化処理システムは、各画素の輝度が多値で表される原多値画像を各画素の輝度が二値で表される二値画像に変換するハーフトーン化処理システムであり、
各画素ごとに任意の輝度値を有する二値画像を走査して二以上の画素から成る画素ブロックを特定する特定手段と、
二値により表される輝度の組み合わせから成る複数の組み合わせパターンを輝度値パターンとすると、各輝度値パターンごとに、前記特定手段によって特定された画素ブロックを前記輝度値パターンで置換した場合に得られる二値画像に対し二次元フィルタ処理を行うことで得られる復元多値画像について、原多値画像との誤差を計算する誤差計算手段と、
前記誤差計算手段によって計算された誤差が所定条件を満たす輝度値パターンで、当該画素ブロックの輝度値を更新する更新手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項１又は請求項８記載の発明によれば、例えばユーザが、デジタルカメラで撮影等して得られた原多値画像をプリンタ等に二値画像として出力する操作を行うと、ハーフトーン化処理システムは以下の処理を行う。まず、特定手段が、各画素ごとに任意の輝度値を有する二値画像を走査して二以上の画素から成る画素ブロックを特定する（特定ステップ）。特定手段により画素ブロックが特定されると、誤差計算手段が、二値により表される輝度の組み合わせから成る複数の組み合わせパターンを輝度値パターンとすると、各輝度値パターンごとに、前記特定手段によって特定された画素ブロックを前記輝度値パターンで置換した場合に得られる二値画像に対し二次元フィルタ処理を行うことで得られる復元多値画像について、原多値画像との誤差を計算する（誤差計算ステップ）。前記誤差計算手段によって各輝度値パターンごとに誤差が計算されると、更新手段が、前記誤差計算手段によって計算された誤差が所定条件を満たす輝度値パターンで、当該画素ブロックの輝度値を更新する（更新ステップ）。そして、更新ステップ又は更新手段によって当該画素ブロックの輝度値が更新された二値画像について、特定手段が次の画素ブロックを特定する特定ステップを行い、次の画素ブロックについて誤差計算ステップ、更新ステップ、設定ステップが繰り返されることとなる。したがって、二以上の画素から成る画素ブロック単位で誤差計算や輝度値の更新が行われるため、一画素ごとに誤差計算や輝度値の更新を行うＤＢＳ法と比較して、本発明により最終的に得られる二値画像は、原多値画像にはない階調ムラやざらつきが少ないものとなる。
【００１９】
本発明の請求項２記載のハーフトーン化処理方法は、前記請求項１記載のハーフトーン化処理方法を前提として、前記誤差計算ステップにおいて、復元多値画像と原多値画像について互いに対応する画素ごとに輝度値の差を計算し、計算された輝度値の差を合計した値を復元多値画像と原多値画像との誤差とすることを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項９記載のハーフトーン化処理システムは、前記請求項８記載のハーフトーン化処理システムを前提として、前記誤差計算手段は、復元多値画像と原多値画像について互いに対応する画素ごとに輝度値の差を計算し、計算された輝度値の差を合計した値を復元多値画像と原多値画像との誤差とすることを特徴とする。
【００２１】
請求項２又は請求項９記載の発明によれば、誤差計算ステップにおいて又は誤差計算手段が、復元多値画像と原多値画像について互いに対応する画素ごとに輝度値の差を計算し、算出された輝度値の差を合計した値を復元多値画像と原元多値画像との誤差とする。復元多値画像と原多値画像について互いに対応する画素としては、例えば両多値画像において同一座標にある画素が挙げられる。
【００２２】
本発明の請求項３記載のハーフトーン化処理方法は、前記請求項１又は請求項２記載のハーフトーン化処理方法を前提として、前記更新ステップにおける所定条件は、前記誤差計算ステップにおいて輝度値パターンごとに計算された誤差の中で最小の誤差であるという条件であることを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項１０記載のハーフトーン化処理システムは、前記請求項８又は請求項９記載のハーフトーン化処理システムを前提として、前記更新手段における所定条件は、前記誤差計算手段によって輝度値パターンごとに計算された誤差の中で最小の誤差であるという条件であることを特徴とする。
【００２４】
請求項３又は請求項１０記載の発明によれば、更新ステップにおいて又は更新手段が、複数の輝度値パターンのうち原多値画像と復元多値画像との誤差が最小となる輝度値パターンで、画素ブロックの輝度値を更新する。かかる条件とすることにより、最終的に得られる二値画像は、原多値画像にはない階調ムラやざらつきが更に少ないものとなり、原多値画像に更に近似したものとなる。
【００２５】
本発明の請求項４記載のハーフトーン化処理方法は、前記請求項１乃至請求項３記載のいずれかのハーフトーン化処理方法を前提として、前記誤差計算ステップでは、前記画素ブロックを前記輝度値パターンで置換した場合に得られる二値画像において、画素の輝度値の配列が所定の配列条件に適合しない場合は、前記誤差に所定値を加算することを特徴とする。
【００２６】
本発明の請求項１１記載のハーフトーン化処理システムは、前記請求項８乃至請求項１０記載のいずれかのハーフトーン化処理システムを前提として、前記誤差計算手段は、前記画素ブロックを前記輝度値パターンで置換した場合に得られる二値画像において、画素の輝度値の配列が所定の配列条件に適合しない場合は、前記誤差に所定値を加算することを特徴とする。
【００２７】
請求項４又は請求項１１記載の発明によれば、誤差計算ステップにおいて又は誤差計算手段が、前記画素ブロックを前記輝度値パターンで置換した場合に得られる二値画像において、画素の輝度値が所定の配列条件に適合しない場合は、前記誤差に所定値を加算する。したがって、画素の輝度値が所定の配列条件に適合しない二値画像については誤差が大きくなり、更新ステップ又は更新手段においては、輝度値の配列が所定の配列条件に適合することとなる輝度値パターンで画素ブロックが更新されやすくなる。
【００２８】
本発明の請求項５記載のハーフトーン化処理方法は、前記請求項４記載のハーフトーン化処理方法を前提として、前記配列条件には、ドットが形成される一の画素にはドットが形成される他の画素が所定数以上隣接して配列していることを条件として含むことを特徴とする。
【００２９】
本発明の請求項１２記載のハーフトーン化処理システムは、前記請求項１１記載のハーフトーン化処理システムを前提として、前記配列条件には、ドットが形成される一の画素にはドットが形成される他の画素が所定数以上隣接して配列していることを条件として含むことを特徴とする。
【００３０】
請求項５又は請求項１２記載の発明によれば、誤差計算ステップにおいて又は誤差計算手段が、ドットが形成される一の画素（通常は輝度値０の画素）にはドットが形成される他の画素が所定数以上隣接して配列していることを少なくとも配列条件とし、この配列条件に適合しない場合は、復元多値画像と原多値画像との誤差に所定値を加算する。したがって、ドットが形成される一の画素に対してドットが形成される画素が所定数未満しか隣接していない場合、例えばドットが形成される画素が一つだけ孤立した状態で配列している場合などは、誤差計算ステップ又は誤差計算手段において誤差に所定値が加算されて誤差が大きくなり、更新ステップ又は更新手段においては、二値画像が上記配列パターンに適合することとなる輝度値パターンにより更新されやすくなる。したがって、最終的に得られる二値画像はドット集中型二値画像となりやすく、この二値画像をプリンタ等に出力すると、ドット抜けや各画素の輪郭ボケを原因とする画像ボケが少ない画像が出力される。なお、配列条件としては、少なくとも上記条件が含まれていれば良く、上記条件と他の条件とが組み合わせられて配列条件とされても良い。
【００３１】
本発明の請求項６記載のハーフトーン化処理方法は、前記請求項４又は請求項５記載のハーフトーン化処理方法を前提として、前記配列条件には、ドットが形成されない一の画素にはドットが形成されない他の画素が所定数以上隣接して配列していることを条件として含むことを特徴とする。
【００３２】
本発明の請求項１３記載のハーフトーン化処理システムは、前記請求項１１又は請求項１２記載のハーフトーン化処理システムを前提として、前記配列条件には、ドットが形成されない一の画素にはドットが形成されない他の画素が所定数以上隣接して配列していることを条件として含むことを特徴とする。
【００３３】
請求項６又は請求項１３記載の発明によれば、誤差計算ステップにおいて又は誤差計算手段が、前記配列条件には、ドットが形成されない一の画素（通常は輝度値１の画素）にはドットが形成されない他の画素が所定数以上隣接して配列していることが少なくとも配列条件として含まれており、この配列条件に適合しない場合は、復元多値画像と原多値画像との誤差に所定値を加算する。上記配列条件に適合しない場合、例えばドットが形成されない画素が一つだけ孤立した状態で配列している場合などは、誤差計算ステップ又は誤差計算手段において誤差に所定値が加算されて誤差が大きくなり、更新ステップ又は更新手段においては、二値画像の輝度値の配列が所定条件に適合することとなる輝度値パターンで画素ブロックが更新されやすくなる。したがって、最終的に得られる二値画像をプリンタ等の出力装置に出力すると、ドットが形成されない画素に対応する白抜き部分が印刷塗料などのにじみを原因として欠落するという問題が生じにくく、白抜き部分の欠落が少ない画像が出力される。なお、配列条件としては、少なくとも上記条件が含まれていれば良く、上記条件と他の条件とが組み合わせられて配列条件とされても良い。
【００３４】
本発明の請求項７記載のハーフトーン化処理方法は、前記請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のハーフトーン化処理方法を前提として、特定ステップにおいて、特定ブロックの範囲（形状）を少なくとも一回変更することを特徴とする。
【００３５】
本発明の請求項１４記載のハーフトーン化処理システムは、前記請求項８乃至請求項１３のいずれかに記載のハーフトーン化処理システムを前提として、特定手段が特定ブロックの範囲（形状）を少なくとも一回変更することを特徴とする。
【００３６】
請求項７又は請求項１４記載の発明によれば、特定ステップにおいて又は特定手段は、画素ブロックを構成する画素の個数や配列を異ならせることにより、画素ブロックを少なくとも一回変形させて特定し、誤差計算ステップにおいて又は誤差計算手段は、変形された画素ブロックについて輝度値パターンで置換した場合に得られる二値画像に対し二次元フィルタ処理を行うことで得られる復元多値画像について、原多値画像との誤差を計算する。したがって、画素ブロックの範囲（形状）を一定とした場合とは異なる二値画像が得られ、画素ブロックの範囲（形状）を変更することにより誤差が更に小さくなる場合にも対応することが可能となる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のハーフトーン化処理システム及びハーフトーン化処理方法について詳述する。
【００３８】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態のハーフトーン化処理システムＳｙｓ１を実現するコンピュータシステムＳｙｓ１及びそれに接続される入力装置５や出力装置６などを示す図である。本実施の形態のハーフトーン化処理システムＳｙｓ１はパーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムＳｙｓ１により実現され、このコンピュータシステムＳｙｓ１は中央演算処理装置１と、メモリ等の記憶手段２と、入力出力インターフェース３と、それらを接続する内部バス４などから構成されている。コンピュータシステムＳｙｓ１の入力出力インターフェース３には、入力装置５や出力装置６やネットワークＮＥＴを介してサーバ等が接続されている。入力装置５は、コンピュータシステムＳｙｓ１に画像データを入力するメモリカードやデジタルカメラやスキャナやハードディスク等である。出力装置６は、コンピュータシステムＳｙｓ１からの画像データを画像として出力するプリンタやディスプレイ等である。コンピュータシステムＳｙｓ１は、汎用的なコンピュータシステムであり、ハーフトーン化処理に際して本実施の形態のハーフトーン化処理システムＳｙｓ１として機能するだけでなく、入力装置５から入力された画像の記憶や、ハーフトーン化処理の前に行われる前処理（拡大縮小処理やＣＭＹＫ処理等）や、画像を出力装置に出力するなどの他の処理を行うシステムとしても機能する。
【００３９】
ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１は、各画素の輝度が多値で表される原多値画像を各画素の輝度が二値で表される二値画像に変換するシステムであり、特定手段ｓ２と、誤差計算手段ｓ３と、更新手段ｓ４とを備え、さらに初期二値画像生成手段ｓ１とハーフトーン化処理終了条件判断手段ｓ５とを備える。記憶手段２にはプログラムが格納されており、中央演算処理装置１がこのプログラムを実行することにより、コンピュータシステムＳｙｓ１を前記各手段ｓ１〜ｓ５を備えるハーフトーン化処理システムＳｙｓ１として機能させている。
【００４０】
本実施の形態では、ユーザが入力装置５からコンピュータシステムＳｙｓ１に原多値画像Ｇａを入力し、プリンタ等の出力装置６に出力する場合を例に説明する。図２は、コンピュータシステムＳｙｓ１の原多値画像Ｇａの入力から二値画像Ｇｂの出力までの一連の動作を示す概略フローチャートである。コンピュータシステムＳｙｓ１は、この一連の動作のうちハーフトーン化処理を行うステップ（Ｓｔｅｐ３）において、ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１として機能する。
【００４１】
ユーザは、まず入力装置５から原多値画像ＧａをコンピュータシステムＳｙｓ１に入力する。原多値画像Ｇａは、例えばデジタルカメラで撮影された画像や、ネットワークを介して接続されたサーバに公開されている画像や、スキャナで読み込まれた画像などであり、０以上１以下の多値で表される輝度を有する画素が複数配列して構成されている。本実施の形態では、５行５列に２５個の画素が配列した原多値画像Ｇａ（図８参照）を例に説明するが、これに限られない。コンピュータシステムＳｙｓ１は、入力された原多値画像Ｇａを、入力出力インターフェース３と内部バス４を経由させて、記憶手段（メモリ等）２に記憶する（Ｓｔｅｐ１）。
【００４２】
つぎにユーザは、コンピュータシステムＳｙｓ１に、原多値画像Ｇａの出力要求を入力する。たとえば、ディスプレイに印刷コマンド用ウィンドウを表示させ、用紙サイズや印刷部数等を指定した後に、印刷の開始を要求する「ＯＫ」のボタンをマウスでクリックすることによりプリンタに出力要求を行ったり、原多値画像Ｇａを示すアイコンをクリックすることによりディスプレイに表示するよう出力要求を行う。
【００４３】
コンピュータシステムＳｙｓ１は、ユーザからの出力要求を検知すると、記憶手段２に記憶された原多値画像Ｇａに対して、ハーフトーン化処理の前に必要な前処理を行う（Ｓｔｅｐ２）。前処理としては、例えば入力された原多値画像Ｇａが符号化されている場合は復号化を行う復号化処理や、原多値画像ＧａをＲＧＢ表色系のイメージデータに変換するＲＧＢ処理や、ＲＧＢ変換された原多値画像Ｇａを所定の倍率に拡大又は縮小する拡大縮小処理や、ＲＧＢ表色系の原多値画像ＧａをＣＭＹＫ表色系に変換するＣＭＹＫ色変換処理などがある。
【００４４】
コンピュータシステムＳｙｓ１は、上記前処理が終了すると、記憶手段２に記憶されているプログラムによりハーフトーン化処理システムＳｙｓ１として機能する（Ｓｔｅｐ３）。ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１は、メモリ２に記憶された原多値画像Ｇａに対してハーフトーン化処理を行う（Ｓｔｅｐ３）。ハーフトーン化処理は、図５に示すように、二値画像Ｇｂ（詳細は後述する）をラスタスキャン順に走査ウィンドウＷ（詳細は後述する）で走査しながら、走査ウィンドウＷにより特定された画素ブロックＢｎ（詳細は後述する）の各画素の輝度値を更新することにより行われる。具体的には、ハーフトーン化処理は、ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１が備える以下の各手段ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５により、各手段に対応する各ステップ（Ｓｔｅｐ１１〜Ｓｔｅｐ１５）を順次実行する方法で行われる。図３（ａ）は、ハーフトーン化処理ステップ（ｓｔｅｐ３）におけるハーフトーン化処理システムＳｙｓ１の動作を抽出して示す概略フローチャートである。
【００４５】
（初期二値画像生成ステップ：Ｓｔｅｐ１１）ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１は、初期二値画像生成手段ｓ１により、各画素の輝度値に０又は１の初期値を設定した二値画像Ｇｂを生成し（図４）、この二値画像Ｇｂを記憶手段２に格納する。二値画像Ｇｂの画素の配列は、原多値画像Ｇａと同一の５行５列である。輝度の初期値の設定方法としては、総ての画素の輝度値を０又は１に設定する方法がある。また、各画素ごとに乱数を用いて一定の確率で輝度値を１に設定する方法や、あるいは、乱数を用いて原多値画像Ｇａの各画素ごとにその輝度値に依存した確率で、二値画像Ｇｂの同じ座標にある画素の輝度値を１とする方法がある。たとえば、原多値画像Ｇａを構成する一の画素の輝度値がＸのときに、二値画像Ｇｂの同じ座標にある画素の輝度値を確率Ｘで１とし、確率（１−Ｘ）で０とする。これらの乱数を用いる方法を用いれば、ハーフトーン化処理の後に出力装置６に出力される二値画像Ｇｂに周期的で目障りな模様が生じにくくなる。なお、この初期の二値画像Ｇｂとしては、各画素ごとに任意の輝度値を有する二値画像Ｇｂが予め記憶手段２に記憶されていてもよく、この場合は初期二値画像生成手段ｓ１とこのステップ（Ｓｔｅｐ１１）の処理は不要である。
【００４６】
（特定ステップ：Ｓｔｅｐ１２）つぎに、ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１は、特定手段ｓ２により、二値画像Ｇｂを走査ウィンドウＷにより画素ブロックＢの単位で走査して、一の画素ブロックＢを特定する。図５（ａ）（ｂ）はその説明図である。
【００４７】
画素ブロックＢとは、二値画像Ｇｂを構成する複数画素のうち二以上の画素から成るブロックである。本実施の形態では、画素ブロックＢは２行２列の４つの画素から成る正方形状の画素の集合体であり、画素ブロックＢ１から画素ブロックＢ１６までの１６の画素ブロックがある。画素ブロックＢの配列や画素数や形状はこれに限られず、それ以上又は以下の複数の画素を含む他の形状の画素ブロックＢでも良い。
【００４８】
走査ウィンドウＷとは、二値画像Ｇｂを走査しながら画素ブロックＢを特定するウィンドウである。本実施の形態では、一画素ごとに走査ウィンドウＷを列方向（図５（ａ）の矢印方向）に１画素分だけ移動させながらラスタスキャン順に二値画像Ｇｂを走査して画素ブロックＢ１から画素ブロックＢ１６を順次特定する。走査ウィンドウＷを行方向に移動させたり、ランダムに移動させて走査しても良く、走査の順序は問わない。以下、特定ステップ（Ｓｔｅｐ１２）において走査ウィンドウＷにより特定された一の画素ブロックを画素ブロックＢｎ（本実施の形態ではｎは１から１６までのいずれかの値）として説明する。
【００４９】
（誤差計算ステップ：Ｓｔｅｐ１３）
つぎに、ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１は、誤差計算手段ｓ３により、複数の輝度値パターンＰごとに、前記特定手段ｓ２により特定された画素ブロックＢｎを上記輝度値パターンＰで置換した場合に得られる二値画像Ｇｂに対して二次元フィルタ処理を行うことにより得られる復元多値多像Ｇｒについて、原多値画像Ｇａとの誤差Ｅを計算する。以下、詳細に説明する。
【００５０】
輝度値パターンＰは、図６（ａ）に示すように、二値により表される輝度の組み合わせから成る輝度値の組み合わせパターンであり、画素ブロックＢｎの各画素に対応するように輝度値が配列されて構成されている。本実施の形態では、各輝度値パターンＰは２行２列の４つの輝度が配列された二次元行列で構成されており、各輝度の総ての組み合わせから１６通りの輝度値パターンＰ１〜Ｐ１６が使用される。輝度値パターンＰは、あらかじめプログラムに記述されるなどして記憶手段２に記憶されていても良いし、誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）の処理ごとに生成されても良い。また、輝度値パターンＰとしては、本実施の形態のように総ての組み合わせを輝度値パターンＰとして使用しても良いし、その中のいくつかの組み合わせのみを輝度値パターンＰとして使用しても良い。図３（ｂ）は、誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）におけるハーフトーン化処理システムＳｙｓ１の動作を抽出して示す概略フローチャートである。誤差計算手段ｓ３は、各輝度値パターンＰ１〜Ｐ１６ごとに以下のステップ（置換ステップＳｔｅｐ１３−１、二次元フィルタ処理ステップＳｔｅｐ１３−２、計算ステップＳｔｅｐ１３−３、誤差計算終了条件判断ステップＳｔｅｐ１３−４）を行う。
【００５１】
（置換ステップ：Ｓｔｅｐ１３−１）
誤差計算手段ｓ３は、特定ステップ（Ｓｔｅｐ１２）において特定された画素ブロックＢｎを、輝度値パターンＰ１からＰ１６のうち一の輝度値パターンＰｘで置換する（図６（ｂ）参照）。本実施の形態では、まず輝度値パターンＰ１で置換する（図６（ｂ）Ｇｂ１１参照）。
【００５２】
（二次元フィルタ処理ステップ：Ｓｔｅｐ１３−２）
次に、誤差計算手段ｓ３は、置換ステップ（Ｓｔｅｐ１３−１）において画素ブロックＢｎの輝度値が一の輝度値パターンＰｘで置換された二値画像Ｇｂに二次元フィルタ処理を行い、復元多値画像Ｇｒを生成する（図７）。二次元フィルタ処理とは、二値画像Ｇｂが目視されたときの人間の視覚特性を考慮して、二値画像Ｇｎの各画素の輝度値を増減させて、人間の網膜に映る画像を擬似的に再現した復元多値画像Ｇｒを生成する処理であり、ぼかしや平滑化と呼ばれる。たとえば、本実施の形態では、人間が二値画像Ｇｂを目視するときは、隣接する画素同士が影響し合った状態で認識される視覚特性を考慮して、各画素ごとに隣接する画素の輝度値に依存して輝度値を増減させ、復元多値画像Ｇｒを生成する。二次元フィルタＦは二次元ガウス分布に基づいたｋ行ｌ列の二次元行列であり、ｋ行ｌ列で配列する値ｗ（ｋ，ｌ）から構成されている。二次元フィルタＦとしては、画像の輪郭ぼけを少なくしながら画像を滑らかにできる荷重平均フィルタが好ましい。荷重平均フィルタは、画素の位置によって異なる重み付けにより平均をするフィルタであり、中央の値が大きく、周辺の画素に向かって除々に値が小さくなるようにしたものなど様々な種類があるが、どの種類の荷重平均フィルタを使用するかは適宜選択すればよい。本実施の形態の二次元フィルタＦは３行３列の二次元行列を用いた荷重平均フィルタＦであるが、それ以上又は以下の大きさや他の形状でも良い。
【００５３】
具体的には、二値画像Ｇｂの座標（ｉ，ｊ）の輝度値をｂ（ｉ，ｊ）、二次元フィルタ処理のための二次元行列（すなわち二次元フィルタＦ）のｋ行ｌ列の値をｗ（ｋ，ｌ）、二値画像Ｇｂに二次元フィルタ処理を行って得られる復元多値画像Ｇｒの座標（ｉ，ｊ）の輝度値をｒ（ｉ，ｊ）と表わすと、誤差計算手段ｓ３は、復元多値画像Ｇｒの座標（ｉ，ｊ）の輝度値ｒ（ｉ，ｊ）を以下の数式１で計算する。
【００５４】

【００５５】
二次元フィルタ処理のための二次元行列（すなわち二次元フィルタＦ）の全要素の合計が１になるように定めることにより、各輝度値ｒ（ｉ，ｊ）は０以上１以下の実数値となる。
【００５６】
数式１において、輝度値ｂ（ｉ＋ｋ，ｊ＋ｌ）が大きさ５×５の二値画像Ｇｂの範囲外になり得る。例えば、ｒ（１，１）の値を計算するのに、数式１では、ｂ（０，０）の値が必要になる。そこで、範囲外の画素の輝度値ｂ（ｉ＋ｋ，ｊ＋ｌ）は任意に決め、数式１を評価することができる。例えば、範囲外の画素の輝度値を範囲内にある最もユークリッド距離で近い画素の輝度値にすることができる。上記例では、輝度値ｂ（０，０）を範囲内の最もユークリッド距離で近い画素の輝度値ｂ（１，１）とすることができる。
【００５７】
二次元フィルタＦによる復元画像の輝度値ｒ（ｉ，ｊ）を求める数式１は一例であり、ｒ（ｉ，ｊ）を、二値画像の位置（ｉ，ｊ）とその近傍の画素の輝度値に依存して任意に定めることができる。例えば、位置（ｉ，ｊ）とその上下左右に隣接する画素の輝度値を引数とする任意の関数ｇを用いて以下の数式２とすることができる。
【００５８】

【００５９】
（計算ステップ：Ｓｔｅｐ１３−３）
つぎに、誤差計算手段ｓ３は、前記二次元フィルタ処理ステップ（Ｓｔｅｐ１３−２）において生成された復元多値画像Ｇｒと原多値画像Ｇａとの誤差Ｅを計算する。たとえば、図８に示すように、原多値画像Ｇａと復元多値画像Ｇｒについて互いに対応する画素ごとに輝度値の差ｅを計算し、算出された輝度値の差ｅを合計した値を原多値画像Ｇａと復元多値画像Ｇｒとの誤差Ｅとする。原多値画像Ｇａの座標（ｉ，ｊ）の輝度値をａ（ｉ，ｊ）とすると、原多値画像Ｇａと復元多値画像Ｇｒの同一座標（ｉ，ｊ）における輝度値の差ｅ（ｉ，ｊ）は以下の式で計算される。
ｅ（ｉ，ｊ）＝｜ａ（ｉ，ｊ）−ｒ（ｉ，ｊ）｜・・・（数式３）
誤差計算手段ｓ３は、復元多値画像Ｇｒと原多値画像Ｇａの誤差Ｅを以下の数式４で計算する。
【００６０】

【００６１】
数式４により、二値画像Ｇｂが目視されたときに認識される画像である復元多値画像Ｇｒと原多値画像Ｇａとの誤差が計算されるので、二値画像Ｇｂと原多値画像との誤差を計算する場合と比較して、算出された誤差が実際に目視されたときの誤差に近い値となる。
【００６２】
ここで、誤差Ｅを計算する数式は上述のものに限らず、誤差の主旨を逸脱しない範囲で変更可能である。たとえば、誤差計算手段ｓ３は、任意の増加関数ｆを使用して、以下の数式５で誤差Ｅを計算することも可能である。
【００６３】

【００６４】
たとえば、増加関数ｆとして自乗関数ｆ（ｘ）＝ｘ^２とすると、数式６のようになる。
【００６５】

【００６６】
（誤差計算終了条件判断ステップ：Ｓｔｅｐ１３−４）
誤差計算手段ｓ３は、上記計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３−３）が終了すると、総ての輝度値パターンＰ１〜Ｐ１６について誤差Ｅを計算したことを誤差計算終了条件とし、この終了条件を満たしていない場合は再度置換ステップ（Ｓｔｅｐ１３−１）に戻り、残りの各輝度値パターンＰについて上記置換ステップ（Ｓｔｅｐ１３−１）、二次元フィルタ処理ステップ（Ｓｔｅｐ１３−２）、計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３−３）、誤差計算終了条件判断ステップ（Ｓｔｅｐ１３−４）を行う。総ての輝度値パターンＰ１〜Ｐ１６について誤差Ｅを計算しており、終了条件を満たしている場合は更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）に進む。このように、各輝度値パターンＰ１〜Ｐ１６ごとに上記各ステップ（Ｓｔｅｐ１３−１からＳｔｅｐ１３−４）を繰り返して行い、各輝度値パターンＰ１〜Ｐ１６について誤差Ｅを算出する。
【００６７】
なお、上記計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３−３）については、誤差Ｅは、数式４や数式５や数式６に従って忠実に２５個の総ての画素から成る全領域について計算する必要はなく、置換ステップ（Ｓｔｅｐ１３−１）における画素ブロックＢｎの輝度値の置換により復元多値画像Ｇｒの輝度値に影響が及ぶ範囲についてのみ計算しても良い。たとえば、図９に示すように、置換ステップ（Ｓｔｅｐ１３−１）において座標（２，２）（２，３）（３，２）（３，３）の四つの画素から成る画素ブロックＢ６の輝度値が各輝度値パターンＰ１〜Ｐ１６で置換される場合は、二次元フィルタ処理ステップ（Ｓｔｅｐ１３−２）において座標（１，１）（１，４）（４，１）（４，４）の内側にある１６画素から成る領域の輝度値が影響を受けて変化するが、他の座標の輝度値は一定であるので、上記１６画素から成る領域のみについて誤差Ｅを計算しても良い。これにより、全画素から成る領域について誤差Ｅの計算を行う場合と比較して、処理量を減少させ、処理時間を短縮することができる。なお、この場合は二次元フィルタ処理ステップ（Ｓｔｅｐ１３−２）においては、上記影響が及ぶ範囲についてのみ二次元フィルタ処理を行うことにより、さらに処理量の減少及び処理時間の短縮を図ることができる。
【００６８】
また、上記誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）については、総ての輝度値パターンＰ１〜Ｐ１６に対して誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）を行わずに、一部の輝度値パターンＰに対してのみ誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）を行っても良い。たとえば、画素ブロックＢｎに対応する原多値画像Ｇａの画素が総て輝度値１である場合は、総ての画素が輝度値０である輝度値パターンＰ１で画素ブロックＢｎを置換することにより原多値画像Ｇａが良好に再現されることはほとんど無く、逆に、画素ブロックＢｎに対応する原多値画像Ｇａの画素の輝度値が総て輝度値０である場合は、総ての画素が輝度値１である輝度値パターンＰ１６で画素ブロックＢｎを置換することにより原多値画像Ｇａが良好に再現されることはほとんど無いため、この輝度値パターンＰ１やＰ１６については誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）を省略する。たとえば、原多値画像Ｇａにおける４つの画素の輝度値ａ（２，２），ａ（２，３），ａ（３，２），ａ（３，３）がいずれも輝度値１の場合、二値画像Ｇｂにおける画素ブロックＢ６の４つの画素の輝度値ｂ（２，２），ｂ（２，３），ｂ（３，２），ｂ（３，３）を輝度値パターンＰ１で置換しても原多値画像Ｇａを良好に再現することはほとんどないので、このような輝度値パターンＰ１に対しては誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）を省略する。これにより、総ての輝度値パターンＰ１〜Ｐ１６について誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）を行う場合と比較して、処理量を減少させ、処理時間を短縮することができる。
【００６９】
（更新ステップ：Ｓｔｅｐ１４）
つぎに、ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１は、更新手段ｓ４により、誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）において計算された誤差Ｅが所定条件を満たす一の輝度値パターンＰで、特定ステップ（Ｓｔｅｐ１２）において特定された画素ブロックＢｎの輝度値を更新する。誤差Ｅの所定条件としては、誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）において各輝度値パターンＰ１〜Ｐ１６ごとに計算された誤差Ｅの中で最小の誤差Ｅであることを条件とするのが好ましい。かかる条件とすることにより、画素ブロックＢｎは誤差Ｅが最小となる輝度値パターンＰで更新されるため、更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）を行うたびに、二値画像Ｇｂは原多値画像Ｇａに近似していく。このハーフトーン化処理により最終的に得られる二値画像Ｇｂは、原多値画像Ｇａには無い階調ムラやざらつきが少なく、原多値画像Ｇａにより近似した画像となる。
【００７０】
上記誤差Ｅの他の所定条件としては、誤差Ｅが所定値以下であることを条件としても良い。所定値としては、ハーフトーン化処理により最終的に得られる二値画像（すなわち、プリンタ等の出力装置に出力される二値画像）Ｇｂにおいて、原多値画像Ｇａには無い階調ムラやざらつきが視認されにくい程度に十分に小さい値とすることが好ましい。誤差Ｅが最小であることを条件とすると、誤差計算手段ｓ３は総ての輝度値パターンＰ１〜Ｐ１６について誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）を行う必要があるが、誤差Ｅが所定値以下であることを条件とすることにより、所定値以下となる誤差Ｅが算出された時点で誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）を終了することとなるので、処理量の軽減及び処理時間の短縮を図ることができる。
【００７１】
（ハーフトーン化処理終了条件判断ステップ：Ｓｔｅｐ１５）
つぎに、ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１は、ハーフトーン化処理終了条件判断手段ｓ５により、ハーフトーン化処理を終了するための終了条件が満たされているか否かを判断し、終了条件が満たされていない場合は特定ステップ（Ｓｔｅｐ１２）に戻り、終了条件が満たされている場合はハーフトーン化処理ステップ（Ｓｔｅｐ３）を終了して次の出力ステップ（Ｓｔｅｐ４）に進む。ここで、ハーフトーン化処理終了条件としては、「二値画像Ｇｂの総ての画素ブロックＢについて更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）が行われたこと」を条件とする。たとえば、座標（１，１）（２，１）（１，２）（２，２）の画素から成る最初の画素ブロックＢ１から最後の画素ブロックＢ１６までラスタスキャン順に走査する本実施の形態では、座標（４，４）（４，５）（５，４）（５，５）の画素から成る最後の画素ブロックＢ１６について上記更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）が終了済みの場合はハーフトーン化処理を終了することを終了条件とする。この条件の場合は、二値画像Ｇｂについて一通り（例えばラスタスキャン順に走査する場合は、画素ブロックＢ１から画素ブロックＢ１６まで）更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）が行われた時点でハーフトーン化処理が終了し、次の出力ステップ（Ｓｔｅｐ４）へ進む。一方、途中の画素ブロックＢｎまでしか更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）が行われていない場合は、特定ステップ（Ｓｔｅｐ１２）に戻る。図５に示すように、次の特定ステップ（Ｓｔｅｐ１２）においては、画素ブロックＢｎの輝度値が更新された二値画像Ｇｂについて走査が行われ、走査ウィンドウＷが１画素分だけ移動して次の画素ブロックＢ（ｎ＋１）が特定される。その後、特定された画素ブロックＢ（ｎ＋１）について、誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）以降の処理が行われることとなる。
【００７２】
また、他の終了条件として、「更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）において得られた二値画像Ｇｂの復元多値画像Ｇｒと、原多値画像Ｇａとの誤差Ｅが所定値以下であること」としても良い。この条件の場合は、画素ブロックＢｎについて上記更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）が終了した時点で、その二値画像Ｇｂの復元多値画像Ｇｒと原多値画像Ｇａとの誤差Ｅが所定値以下である場合は出力ステップ（Ｓｔｅｐ４）に進み、所定値よりも大きい場合は再度特定ステップ（Ｓｔｅｐ１２）に戻って次の画素ブロックＢ（ｎ＋１）を特定する。また、他の条件として、「二値画像Ｇｂの総ての画素ブロックＢ１〜Ｂ１６について更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）が行われたこと」且つ「更新ステップにおいて得られた二値画像Ｇｂの復元多値画像Ｇｒと、原多値画像Ｇａとの誤差Ｅが所定値以下であること」の両方を終了条件としても良い。この条件の場合は、最後の画素ブロックＢ１６について上記更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）が終了し、且つその更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）において得られた二値画像Ｇｂの復元多値画像Ｇｒと原多値画像Ｇａとの誤差Ｅが所定値以下である場合は出力ステップ（Ｓｔｅｐ４）に進む。一方、最後の画素ブロックＢ１６について上記更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）が終了した時点で上記誤差Ｅが所定値以下でない場合は特定ステップ（Ｓｔｅｐ１２）に戻り、走査を開始した最初の画素ブロックＢ１に走査ウィンドウＷを移動させてこの画素ブロックＢ１を特定し、再度最初の画素ブロックＢ１から上記各ステップ（Ｓｔｅｐ１１からＳｔｅｐ１５）を行う。さらに他の条件として「更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）があらかじめ決めた規定回数実行されたこと」を終了条件としても良く、この条件の場合は例えば画素ブロックＢ１〜Ｂ１６について規定回数繰り返して上記各ステップ（Ｓｔｅｐ１１〜Ｓｔｅｐ１５）が行われることとなり、規定回数を増減させることにより処理量及び処理時間をある程度制御することができる。また他の条件として「画像ブロックＢｎについて輝度値が更新された二値画像Ｇｂと、その直前に実行された画素ブロックＢ（ｎ−１）について輝度値が更新された二値画像Ｇｂが同一であること」を終了条件としても良く、この条件の場合は画素ブロックＢｎの輝度値を更新しても誤差Ｅが変化しなくなるまで上記各ステップ（Ｓｔｅｐ１１からＳｔｅｐ１５）が繰り返し行われ、可能な限り原多値画像Ｇａに近似した二値画像Ｇｂを得ることができる。
【００７３】
（出力ステップ：Ｓｔｅｐ４）
ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１によりハーフトーン化処理ステップ（Ｓｔｅｐ３）が終了すると、コンピュータシステムＳｙｓ１は、内部バス４及び入力出力インターフェース３を経由してプリンタやディスプレイ等の出力装置６に上記二値画像Ｇｂを出力する。上記二値画像Ｇｂはネットワークを介して遠隔地のプリンタやディスプレイに出力されても良い。たとえばコンピュータシステムＳｙｓ１が二値画像Ｇｂをプリンタに出力した場合は、プリンタは、コンピュータシステムＳｙｓ１から入力された二値画像Ｇｂの輝度値０の画素にトナーなどの印刷塗料を塗布してドットを形成し、二値画像Ｇｂを印刷する。また、例えば二値画像Ｇｂを液晶ディスプレイに出力した場合は、液晶ディスプレイは、輝度値０の画素についてはバックライトからの光を遮断状態とし、輝度値１の画素については光を透過状態として二値画像Ｇｂを可視画像として出力する。出力装置６により出力された二値画像Ｇｂは、原多値画像Ｇａには無い階調ムラやざらつきが少なく、目視されたときに原多値画像Ｇａをより近い状態で再現するものとなる。
【００７４】
ここで、特定ステップ（Ｓｔｅｐ１２）においては、特定手段ｓ２が走査ウィンドウＷの範囲（形状）を変更して、特定される画素ブロックＢの範囲（形状）を変更するようにしても良い。画素ブロックＢの範囲（形状）は少なくとも一回変更させれば良く、偶数回目の特定ステップでは走査ウィンドウＷの形状を一の形状（例えば２行３列）とし、奇数回目では他の形状（例えば３行２列）とすることで、画素ブロックＢの範囲（形状）が奇数番目と偶数番目とで異なるようにしても良い。また、二値画像Ｇｂについて最初の画素ブロックＢ１から最後の画素ブロックＢ１６までの走査が複数回繰り返して行われる場合は、奇数回目の走査については画素ブロックＢを一の範囲（例えば２行３列）とし、偶数回目の走査については画素ブロックＢを他の範囲（例えば３行２列）としても良い。また、画素ブロックＢを構成する画素の個数を異ならせることにより、画素ブロックＢを他の範囲（形状）に変更しても良い。記憶手段２には、各形状の画素ブロックＢに対応して輝度値パターンＰが記憶されており、誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）においては、各形状の画素ブロックＢに応じた輝度値パターンＰで画素ブロックＢが置換される。走査ウィンドウＷ及び画素ブロックＢの範囲（形状）を変更し、誤差計算ステップにおいて範囲（形状）が変更された画素ブロックＢの輝度値を置換すると、走査ウィンドウＷ及び画素ブロックＢの範囲（形状）を一定とした場合とは異なる二値画像が得られ、階調ムラやざらつきが更に少ない二値画像が得られる場合があるからである。
【００７５】
（第１の実施の形態の実施例）
第１の実施の形態の実施例として、ハーフトーン化処理ステップ（Ｓｔｅｐ３）のみに限定し、ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１の動作を説明する。
【００７６】
ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１は、初期二値画像生成手段ｓ１により、二値画像Ｇｂを生成し（初期二値画像生成ステップ（Ｓｔｅｐ１１）、図４参照）、特定手段ｓ２により、二値画像Ｇｂを走査して最初の画素ブロックＢ１を特定する（特定ステップ（Ｓｔｅｐ１２）、図５（ｂ）Ｇｂ１参照）。つぎに、ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１は、誤差計算手段ｓ３により誤差Ｅを計算する（誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３））。誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）を詳細に説明すると、まず二値画像Ｇｂの画素ブロックＢ１を輝度値パターンＰ１で置換し（置換ステップ（Ｓｔｅｐ１３−１）、図６（ｂ）Ｇｂ１１参照）、この二値画像Ｇｂに二次元フィルタ処理を行って復元多値画像Ｇｒを生成し（二次元フィルタ処理ステップ（Ｓｔｅｐ１３−２））、この復元多値画像Ｇｒについて原多値画像Ｇａとの誤差Ｅを計算する（計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３−３））。次にハーフトーン化処理システムＳｙｓ１は、総ての輝度値パターンＰについて誤差Ｅを計算したか判断する（誤差計算終了条件判断ステップ（Ｓｔｅｐ１３−４））。この時点では輝度値パターンＰ１について誤差Ｅを計算しただけであるので、再度置換ステップ（Ｓｔｅｐ１３−１）に戻り、次の輝度値パターンＰ２について置換ステップ（図６（ｂ）Ｇｂ１２参照）、二次元フィルタ処理ステップ、計算ステップ、誤差計算終了条件判断ステップを行う。ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１は、同様に輝度値パターンＰ３からＰ１６まで上記各ステップ（Ｓｔｅｐ１３−１からＳｔｅｐ１３−４）の処理を行い、誤差計算終了条件判断ステップ（Ｓｔｅｐ１３−４）において輝度値パターンＰ１６となったときに総ての輝度値パターンＰ１〜Ｐ１６について誤差Ｅを計算したと判断して更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）に進む。ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１は、更新手段ｓ４により、上記誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）において各輝度値パターンＰ１〜Ｐ１６ごとに計算された誤差Ｅの中から、誤差Ｅが最小となる一の輝度値パターンＰで二値画像Ｇｂの画素ブロックＢ１の輝度値を更新する（更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４））。つぎに、ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１は、ハーフトーン化処理終了条件判断手段ｓ５により、「更新ステップにおいて更新された画素ブロックＢが最後の画素ブロックＢ１６である」という終了条件を満たすか判断する（ハーフトーン化処理終了条件判断ステップ：Ｓｔｅｐ１５）。現時点では特定された画素ブロックＢは最初の画素ブロックＢ１であるので、再度特定ステップ（Ｓｔｅｐ１２）に戻る。次の特定ステップ（Ｓｔｅｐ１２）では、ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１は、画素ブロックＢ１について輝度値が更新された状態の二値画像Ｇｂを走査して次の画素ブロックＢ２を特定し（図５（ｂ）Ｇｂ２参照）、以下画素ブロックＢ１の場合と同様の処理を行う。その後、ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１は、各画素ブロックＢ３からＢ１６まで同様の処理を行う。そして、更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）において画素ブロックＢ１６が更新された後に、ハーフトーン化処理終了条件判断ステップ（Ｓｔｅｐ１５）において終了条件を満たすと判断し、出力ステップ（Ｓｔｅｐ４）に進む。出力ステップ（Ｓｔｅｐ４）では、二値画像Ｇｂがプリンタ等の出力装置６に出力される。
【００７７】
なお、ハーフトーン化処理終了条件として「二値画像Ｇｂの総ての画素ブロックＢについて更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）が行われたこと」且つ「更新ステップにおいて得られた二値画像Ｇｂの復元多値画像Ｇｒと原多値画像Ｇａとの誤差Ｅが所定値以下であること」を条件とした場合は、ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１は、更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）において更新された画素ブロックＢｎが最後の画素ブロックＢ１６であっても「画素ブロックＢ１６の輝度値が更新された二値画像Ｇｂの復元多値画像Ｇｒと原多値画像Ｇａとの誤差Ｅが所定値以下である」ことを満たしていなければ、終了条件を満たさないと判断し、再度特定ステップ（Ｓｔｅｐ１２）に戻る。次の特定ステップ（Ｓｔｅｐ１２）では、ハーフトーン化処理システムＳｙｓ１は、画素ブロックＢ１６の輝度値が更新された二値画像Ｇｂを走査して最初の画素ブロックＢ１を特定し、同様の処理を繰り返す。
【００７８】
（第２の実施の形態）
本実施の形態は、前記第１の実施の形態とほぼ同様であるが、誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）のみ異なり、特に誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）のうち計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３−３）において異なる。
【００７９】
（計算ステップ：Ｓｔｅｐ１３−３）
本実施の形態の誤差計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３）における計算ステップ（Ｓｔｅｐ１３−３）では、置換ステップ（Ｓｔｅｐ１３−１）において画素ブロックＢｎを一の輝度値パターンＰで置換した場合に得られる二値画像Ｇｂ（以下、置換ステップで得られる二値画像Ｇｂという）について、輝度値の配列が所定の配列条件に適合しない場合は、誤差Ｅに所定値ｄを加算する。本実施の形態では、ドットが形成される一の画素にはドットが形成される他の画素が一つ以上隣接して配列していることを配列条件（以下、配列条件１という）としている。
【００８０】
本実施の形態では、置換ステップ（Ｓｔｅｐ１３−１）における二値画像Ｇｂの各画素の輝度値が、予め記憶手段２に記憶されている配列パターンＡＰに適合するか否かを判断することにより、配列条件１に適合するか否かを判断している。具体的には、二値で表される輝度が配列したパターンを配列パターンＡＰとすると、輝度値の配列が異なる複数種類の配列パターンＡＰがハーフトーン化処理システムＳｙｓ２の記憶手段２に記憶されている。配列パターンＡＰとしては、図１０（ａ）に示すように、座標（ｉ，ｊ）の画素（図１０（ａ）中太線に囲まれた画素、以下注目画素という）の輝度値が０のときに、その座標（ｉ，ｊ）の注目画素に対して上下左右のいずれかに隣接する画素、すなわち（ｉ−１，ｊ）の画素、又は（ｉ，ｊ−１）の画素、又は（ｉ＋１，ｊ）の画素、又は（ｉ，ｊ＋１）の画素のいずれかが輝度値０である４つの配列パターンＡＰａ１〜ＡＰａ４が記憶されている。そして、ハーフトーン化処理システムＳｙｓ２は、原多値画像Ｇａと復元多値画像Ｇｒの同一座標（ｉ，ｊ）の画素における輝度の差ｅを計算する際に、置換ステップ（Ｓｔｅｐ１３−１）で得られる二値画像Ｇｂの同一座標（ｉ，ｊ）の画素を注目画素とすると、注目画素が輝度値０のときに上記配列パターンＡＰａ１〜ＡＰａ４のいずれかに適合するかを判断する。二値画像Ｇｂの同一座標（ｉ，ｊ）の画素を注目画素としたときに上記配列パターンＡＰ１〜ＡＰ４のいずれかに適合する場合は、輝度値の差ｅ（ｉ，ｊ）を上記数式３で計算する。配列パターンＡＰ１〜ＡＰ４のいずれにも適合しない場合は、上記数式３で算出される輝度値の差ｅ（ｉ，ｊ）に所定値ｄを加算した値を、その座標（ｉ，ｊ）の輝度値の差ｅ（ｉ，ｊ）とする。具体的には、下記の数式７で計算する。
ｅ（ｉ，ｊ）＝｜ａ（ｉ，ｊ）−ｒ（ｉ，ｊ）｜＋ｄ・・・（数式７）
誤差Ｅは、上記第１の実施の形態と同様に数式４や数式５や数式６で計算される。これにより、上記配列条件１に適合しない画素の数に応じて、誤差Ｅに所定値ｄが加算されることとなり、配列条件１に適合しない画素が多いほど誤差Ｅが大きくなる。なお、本実施の形態では、注目画素が輝度値１であることを配列条件０とし、座標（ｉ，ｊ）の注目画素が輝度値１である配列パターンＡＰ０も配列パターンＡＰの一つとして記憶されている。注目画素が輝度値１の場合は数式３で計算され、誤差ｅ（ｉ，ｊ）に所定値ｄが加算されることはない。輝度値１にはドットが形成されず、ドット抜けやドット輪郭ボケといった問題がそもそも生じないためである。
【００８１】
更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）は第１の実施の形態と同様であるが、配列条件１を満たす画素が少なく、二値画像Ｇｂにおいて輝度値０の画素が孤立した配列となるような（すなわち、輝度値０の画素に対して隣接する総ての画素の輝度値が１となるような）輝度値パターンＰでは画素ブロックＢｎが更新されにくくなる。一方、配列条件１を満たす画素が多く、二値画像Ｇｂにおいて輝度値０の一の画素に対して輝度値０の他の画素が少なくとも一つ隣接する配列となるような輝度値パターンＰでは画素ブロックＢｎが更新されやすくなる。したがって、更新ステップ（Ｓｔｅｐ１４）により生成される二値画像Ｇｂは輝度値０が集中して配列する傾向にあるドット集中型二値画像となる。
【００８２】
出力ステップ（Ｓｔｅｐ４）は第１の実施の形態と同様である。出力される二値画像Ｇｂはドット集中型二値画像であるため、ドット抜けや画像ボケの問題が生じにくくなる。すなわち、二値画像Ｇｂにおいてドットが形成される輝度値０の画素が一つだけ孤立して存在する場合は、ドットが形成される一画素の面積が狭すぎるため、トナーなどの印刷塗料が付着しにくく、ドット抜けの問題が生じやすい。また、プリンタによっては各画素のドットに印刷された塗料がにじんだり、ディスプレイによっては各画素のドットの輪郭がボケる場合があり、輝度値０の画素が孤立して存在する場合は、ドットの輪郭のボケがそのまま画像のボケとして視認される。これに対して、ドット集中型二値画像である二値画像Ｇｂはドットが形成される輝度値０の画素が集中して存在するため、ドットが形成される画素が互いに連続した状態となって面積が広くなり、印刷塗料が付着しやすくなる。また、集中して配列した状態の輝度値０の画素にドットが形成されると、形成されたドットが連結状態となって各ドットの輪郭ボケが目立ちにくくなるため、画像ボケが抑制される。
【００８３】
なお、本実施の形態の配列条件は上記条件に限らず、プリンタの性能等により、輝度値０を有する画素が二つ隣接する程度の面積ではトナー等の印刷塗料が付着しにくい場合等には、その程度に応じて配列パターンＡＰの注目画素に隣接する輝度値０の画素の個数を増減させればよい。例えば、ドットが形成される一の画素にはドットが形成される他の画素が二以上隣接して配列していることを配列条件２として、配列パターンＡＰを輝度値０の注目画素に輝度値０である他の画素が二つ隣接している配列パターンＡＰｂ１〜ＡＰｂ４（図１０（ｂ））、配列パターンＡＰｃ１〜ＡＰｃ８（図１０（ｃ））としても良いし、また、ドットが形成される一の画素にはドットが形成される他の画素が三つ以上隣接して配列していることを配列条件３として、配列パターンＡＰを輝度値０の注目画素に輝度値０の他の画素が三つ隣接している配列パターンＡＰｄ１〜ＡＰｄ４（図１０（ｄ））としても良い。また、予め複数の配列パターンＡＰを記憶手段２に記憶しておくことなく、輝度値０の画素に隣接する画素を走査し、隣接する画素に輝度値０の画素が無い場合に配列条件を満たさないとして所定値ｄを加算するようにしても良い。
【００８４】
また、所定値ｄを増減させることにより、二値画像Ｇｂにおいて輝度値０の画素が互いに所定数隣接する確率を調節しても良い。確率を高めるときは所定値ｄをある程度大きく設定する。また、複数の配列条件について所定値ｄを異ならせることにより重み付けして使用しても良い。たとえば、輝度値０の一の画素に輝度値０の他の画素が二つ隣接しているときの所定値ｄ１、一つ隣接しているときの所定値ｄ２、隣接していないときの所定値ｄ３を、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３となるようにしても良い。
【００８５】
（第２の実施の形態の他の例１）
第２の実施の形態の他の例として、ドットが形成されない輝度値１の一の画素にはドットが形成されない輝度値１の他の画素が所定数以上隣接して配列していること、を配列条件とする。例えば、ドットが形成されない一の画素にはドットが形成されない他の画素が一つ以上隣接して配列していることを配列条件４とする場合は、図１１（ａ）に示すように、座標（ｉ，ｊ）の注目画素に対して上下左右のいずれかに隣接する画素、すなわち（ｉ−１，ｊ）の画素、又は（ｉ，ｊ−１）の画素、又は（ｉ＋１，ｊ）の画素、又は（ｉ，ｊ＋１）の画素のいずれかが輝度値１である４つの配列パターン配列パターンＡＰａ１１〜ＡＰａ１４のいずれかに適合するかを判断する。この配列パターンＡＰａ１１〜ＡＰａ１４に適合しない場合は、その座標（ｉ，ｊ）の輝度値の差ｅ（ｉ，ｊ）には所定値ｄが加算される（数式７参照）。したがって、画素ブロックＢｎは、輝度値１の画素に対して上下左右のいずれかの画素が輝度値１となるような輝度値パターンＰで更新されやすくなり、プリンタ等に印刷したときに白抜き部分の欠落が生じにくい二値画像Ｇｂとなる。
【００８６】
プリンタの性能等により、トナー等の印刷塗料のにじむ程度に大小があるため、その程度に応じて隣接する輝度値１の画素の個数を増減させればよい。例えば、ドットが形成されない一の画素にはドットが形成されない他の画素が二つ以上隣接して配列していることを配列条件５とする場合は、輝度値１の注目画素に輝度値１である他の画素が二つ隣接している配列パターンＡＰｂ１１〜ＡＰｂ１４（図１１（ｂ））及びＡＰｃ１１〜ＡＰｃ１８（図１１（ｃ））を使用し、また、ドットが形成されない一の画素にはドットが形成されない他の画素が三つ以上隣接して配列していることを配列条件６とする場合は、輝度値１の注目画素に輝度値１の他の画素が三つ隣接している配列パターンＡＰｄ１１〜ＡＰｄ１４（図１１（ｄ））を使用する。
【００８７】
（第２の実施の形態の他の例２）
さらに、「ドットが形成される一の画素にはドットが形成される他の画素が所定数以上隣接して配列しており、且つ、ドットが形成されない一の画素にはドットが形成されない他の画素が所定数以上隣接して配列していること」を配列条件としても良い。たとえば、配列条件１又は配列条件４のいずれかに適合することを配列条件としたり、配列条件２又は配列条件５のいずれかに適合することを配列条件としたり、配列条件３又は配列条件６のいずれかに適合することを配列条件としても良い。これにより、ハーフトーン化処理により最終的に得られる二値画像は、ドット集中型二値画像であり且つ輝度値１の画素についても集中して配列する傾向にある二値画像となる。したがって、出力装置に出力したときに、ドット抜けや画像ボケが生じにくく、且つ、白抜き部分の欠落も生じにくい二値画像が得られる。
【００８８】
なお、かかる配列条件を使用する方法及びシステムは、従来のＤＢＳ法に適用することも可能である。これにより、従来のＤＢＳ法による二値画像についてもドット集中型二値画像が得られ、また輝度値１の画素についても集中して配列する傾向にある二値画像が得られる。
【００８９】
上記各実施の形態は、コンピュータシステムＳｙｓ１，Ｓｙｓ２をハーフトーン化処理システムＳｙｓ１，Ｓｙｓ２として機能させた場合を例に説明したが、プリンタ等の出力装置に内蔵されている記憶手段にプログラムを記憶させ、このプログラムにより出力装置に内蔵されているＣＰＵをハーフトーン化処理システムとして機能させても良い。また、上記各手段ｓ１〜ｓ５の一部、または全部を実現する回路を実装したＦＰＧＡやＡＳＩＣなどの集積回路をプリンタ等の出力装置６に搭載し、出力装置６がハーフトーン化処理システムとしての機能を有するようにしても良い。
【００９０】
（比較実験）
本発明の有効性を証明するために、本発明のハーフトーン化処理システムを用いた本発明のハーフトーン化処理方法と、従来のハーフトーン化処理方法（ＤＢＳ法、誤差拡散法、ディザ法）とを比較する比較実験を行った。実験方法は、原多値画像をそれぞれのハーフトーン化処理方法でハーフトーン化処理を行うことにより二値画像を生成し、その二値画像をプリンタにより印刷して、各方法により生成された二値画像を比較した。図１２（Ａ）は原多値画像であり、（Ｂ）は誤差拡散法、（Ｃ）はディザ法、（Ｄ）はＤＢＳ法により生成された二値画像であり、（Ｅ）は本発明の第１の実施の形態のハーフトーン化処理システムＳｙｓ１を用いたハーフトーン化処理方法により生成された二値画像であり、（Ｆ）は本発明の第２の実施の形態のハーフトーン化処理システムＳｙｓ２を用いたハーフトーン化処理方法において上記配列条件１又は上記配列条件０のいずれかに適合することを配列条件としたときの二値画像、（Ｇ）は上記配列条件２又は上記配列条件０のいずれかに適合することを配列条件としたときの二値画像、（Ｈ）は上記配列条件３又は上記配列条件０のいずれかに適合することを配列条件としたときの二値画像であり、（Ｉ）は上記配列条件１又は配列条件４のいずれかに適合することを配列条件としたときの二値画像、（Ｊ）は上記配列条件２又は配列条件５のいずれかに適合することを配列条件としたときの二値画像、（Ｋ）上記配列条件３又は上記配列条件６のいずれかに適合することを配列条件としたときの二値画像である。
【００９１】
本発明の第１の実施の形態のハーフトーン化処理システムＳｙｓ１を用いたハーフトーン化処理方法により生成された二値画像（Ｅ）は、ＤＢＳ法による二値画像（Ｄ）と比較して、原多値画像には無い階調ムラやざらつきが少なくなっており、原多値画像Ｇａにより近似したものとなっている。また、ＤＢＳ法ではドットが形成される画素が孤立して配列する傾向にあるドット拡散型二値画像となっているのに対して、本発明の第２の実施の形態のハーフトーン化処理システムＳｙｓ２を用いたハーフトーン化処理方法により生成された二値画像（Ｆ）（Ｇ）（Ｈ）は、それぞれドットが形成される画素が二以上、三以上、四以上集中して配列する傾向にあるドット集中型二値画像となっている。したがって、二値画像（Ｆ）（Ｇ）（Ｈ）は、印刷塗料が付着しにくいプリンタや各ドットの輪郭がボケるプリンタを使用した場合でも、ドット抜けや各画素の輪郭ボケを原因とする画像ボケが生じにくい良好な二値画像となる。また、本発明の第２の実施の形態の他の例におけるハーフトーン化処理システムＳｙｓ２を用いたハーフトーン化処理方法により生成された二値画像（Ｉ）（Ｊ）（Ｋ）は、ドット集中型二値画像であり、更にそれぞれドットが形成されない輝度値１の画素が二以上、三以上、四以上集中して配列する傾向にある二値画像となっている。したがって、ドット抜けや画像ボケが生じにくいだけでなく、印刷塗料などのにじみを原因として白抜き部分が欠落するという問題が生じにくく、さらに良好な二値画像を得ることができる。なお、参考として、誤差拡散法による二値画像（Ｂ）と比較すると、本発明により生成された二値画像（Ｅ）から（Ｋ）は一定の周期を持つ目障りな模様やモアレが少なく、また、ディザ法による二値画像（Ｃ）と比較すると輪郭のボケが少なく、本発明によれば誤差拡散法やディザ法による二値画像と比較しても良好な二値画像が得られることがわかる。
【００９２】
【発明の効果】
本発明のハーフトーン化処理方法及びハーフトーン化処理システムによれば、二以上の画素から成る画素ブロック単位で誤差計算や輝度値の更新が行われるため、一画素ごとに誤差計算や輝度値の更新を行うＤＢＳ法と比較して、原多値画像には無い階調ムラやざらつきが少ない二値画像が得られる。したがって、二値画像は原多値画像をより近い状態で再現するものとなり、この二値画像が目視されると原多値画像により近似したものとして認識される。
【００９３】
さらに、本発明のハーフトーン化処理方法及びハーフトーン化処理システムによれば、上記画素ブロックを前記輝度値パターンで置換した場合に得られる二値画像において、画素の輝度値の配列が所定条件に適合しない場合は、上記誤差に所定値を加算するため、更新ステップ又は更新手段においては、輝度値が好ましい配列となる輝度値パターンで画素ブロックが更新される。とくに、ドットが形成される一の画素にはドットが形成される他の画素が所定数以上隣接して配列していることを配列条件に含むと、ハーフトーン化処理により最終的に生成される二値画像は、ドットが形成される輝度値０の画素が複数集中して配列する傾向にあるドット集中型二値画像となりやすくなる。したがって、ドットが形成される画素が互いに連続して面積が広くなり、印刷塗料が付着しやすくなる。また、複数連続した輝度値０の画素にドットが形成されると、形成されたドットが連結して各ドットの輪郭ボケが目立ちにくくなるため、画像全体として画像ボケが抑制される。この二値画像をプリンタやディスプレイなどに出力すると、ドット抜けや画像ボケのない良好な画像が出力される。また、ドットが形成されない一の画素にはドットが形成される他の画素が所定数以上隣接して配列していることを配列条件に含むと、ハーフトーン化処理により最終的に生成される二値画像は、ドットが形成されない輝度値１の画素が複数集中して配列する傾向にある二値画像となりやすくなる。したがって、本発明によって最終的に得られる二値画像をプリンタ等の出力装置に出力すると、ドットが形成されない画素に対応する白抜き部分が印刷塗料などのにじみを原因として欠落するという問題が生じにくく、白抜き部分についても明瞭な画像が出力される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の本実施の形態のハーフトーン化処理システムを実現するコンピュータシステム及びそれに接続される入力装置や出力装置などを示す図。
【図２】上記実施の形態のコンピュータシステムの原多値画像の入力から二値画像の出力までの一連の動作を示す概略フローチャート。
【図３】（ａ）は上記実施の形態のハーフトーン化処理ステップにおけるハーフトーン化処理システムの動作を抽出して示す概略フローチャート、（ｂ）は誤差計算ステップにおけるハーフトーン化処理システムの動作を抽出して示す概略フローチャート。
【図４】上記実施の形態の二値画像を示す図。
【図５】二値画像を走査ウィンドウにより画素ブロックの単位で走査して、一の画素ブロックを特定する処理を説明する説明図。
【図６】（ａ）は上記実施の形態の輝度値パターンを示す図、（ｂ）は二値画像の一の画素ブロックを各輝度値パターンで置換した場合の二値画像を示す図。
【図７】上記実施の形態の誤差計算ステップに含まれる二次元フィルタ処理ステップを説明する説明図。
【図８】上記実施の形態の誤差計算ステップに含まれる計算ステップを説明する説明図。
【図９】画素ブロックの輝度値の置換により復元多値画像の輝度値に影響が及ぶ範囲を説明する説明図。
【図１０】（ａ）は本発明の第２の実施の形態の配列パターンを示す図、（ｂ）と（ｃ）と（ｄ）は配列パターンの他の例を示す図。
【図１１】（ａ）は本発明の第２の実施の形態の他の例における配列パターンを示す図、（ｂ）と（ｃ）は配列パターンの他の例を示す図。
【図１２】従来のハーフトーン化処理方法により得られる二値画像と本発明のハーフトーン化処理方法により得られる二値画像を示す図。
【符号の説明】
Ｓｙｓ１，Ｓｙｓ２ ハーフトーン化処理システム（コンピュータシステム）
１ 中央演算処理装置
２ 記憶手段
３ 入力出力インターフェース
４ 内部バス
５ 入力装置
６ 出力装置
ｓ１ 初期二値画像生成手段
ｓ２ 特定手段
ｓ３ 誤差計算手段
ｓ４ 更新手段
ｓ５ ハーフトーン化処理終了条件判断手段
Ｇａ 原多値画像
Ｇｂ 二値画像
Ｇｒ 復元多値画像
Ｗ 走査ウィンドウ
Ｆ 二次元フィルタ
Ｂ 画素ブロック
Ｂ１ 最初の画素ブロック
Ｂ１６ 最後の画素ブロック
Ｐ（Ｐ１〜Ｐ１６） 輝度値パターン
ＡＰ 配列パターン

Claims (14)

1. 各画素の輝度が多値で表される原多値画像を各画素の輝度が二値で表される二値画像に変換するハーフトーン化処理方法であり、
   各画素ごとに任意の輝度値を有する二値画像を走査して二以上の画素から成る画素ブロックを特定する特定ステップと、
   二値により表される輝度の組み合わせから成る複数の組み合わせパターンを輝度値パターンとすると、各輝度値パターンごとに、前記特定ステップにおいて特定された画素ブロックを前記輝度値パターンで置換した場合に得られる二値画像に対し二次元フィルタ処理を行うことで得られる復元多値画像について、原多値画像との誤差を計算する誤差計算ステップと、
   前記誤差計算ステップにおいて計算された誤差が所定条件を満たす輝度値パターンで、当該画素ブロックの輝度値を更新する更新ステップとを備えることを特徴とするハーフトーン化処理方法。
2. 前記誤差計算ステップにおいて、復元多値画像と原多値画像について互いに対応する画素ごとに輝度値の差を計算し、計算された輝度値の差を合計した値を復元多値画像と原多値画像との誤差とすることを特徴とする請求項１記載のハーフトーン化処理方法。
3. 前記更新ステップにおける所定条件は、前記誤差計算ステップにおいて輝度値パターンごとに計算された誤差の中で最小の誤差であるという条件であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のハーフトーン化処理方法。
4. 前記誤差計算ステップでは、前記画素ブロックを前記輝度値パターンで置換した場合に得られる二値画像において、画素の輝度値の配列が所定の配列条件に適合しない場合は、前記誤差に所定値を加算することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のハーフトーン化処理方法。
5. 前記配列条件には、ドットが形成される一の画素にはドットが形成される他の画素が所定数以上隣接して配列していることを条件として含むことを特徴とする請求項４記載のハーフトーン化処理方法。
6. 前記配列条件には、ドットが形成されない一の画素にはドットが形成されない他の画素が所定数以上隣接して配列していることを条件として含むことを特徴とする請求項４又は請求項５記載のハーフトーン化処理方法。
7. 前記特定ステップにおいて、画素ブロックの範囲を少なくとも一回変更することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のハーフトーン化処理方法。
8. 各画素の輝度が多値で表される原多値画像を各画素の輝度が二値で表される二値画像に変換するハーフトーン化処理システムであり、
   各画素ごとに任意の輝度値を有する二値画像を走査して二以上の画素から成る画素ブロックを特定する特定手段と、
   二値により表される輝度の組み合わせから成る複数の組み合わせパターンを輝度値パターンとすると、各輝度値パターンごとに、前記特定手段によって特定された画素ブロックを前記輝度値パターンで置換した場合に得られる二値画像に対し二次元フィルタ処理を行うことで得られる復元多値画像について、原多値画像との誤差を計算する誤差計算手段と、
   前記誤差計算手段によって計算された誤差が所定条件を満たす輝度値パターンで、当該画素ブロックの輝度値を更新する更新手段とを備えることを特徴とすることを特徴とするハーフトーン化処理システム。
9. 前記誤差計算手段は、復元多値画像と原多値画像について互いに対応する画素ごとに輝度値の差を計算し、計算された輝度値の差を合計した値を復元多値画像と原多値画像との誤差とすることを特徴とする請求項８記載のハーフトーン化処理システム。
10. 前記更新手段における所定条件は、前記誤差計算手段によって輝度値パターンごとに計算された誤差の中で最小の誤差であるという条件であることを特徴とする請求項８又は請求項９記載のハーフトーン化処理システム。
11. 前記誤差計算手段は、前記画素ブロックを前記輝度値パターンで置換した場合に得られる二値画像において、画素の輝度値の配列が所定の配列条件に適合しない場合は、前記誤差に所定値を加算することを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載のハーフトーン化処理システム。
12. 前記配列条件には、ドットが形成される一の画素にはドットが形成される他の画素が所定数以上隣接して配列していることを条件として含むことを特徴とする請求項１１記載のハーフトーン化処理システム。
13. 前記配列条件には、ドットが形成されない一の画素にはドットが形成されない他の画素が所定数以上隣接して配列していることを条件として含むことを特徴とする請求項１１又は請求項１２記載のハーフトーン化処理システム。
14. 前記特定手段は、画素ブロックの範囲を少なくとも一回変更することを特徴とする請求項８乃至請求項１３のいずれかに記載のハーフトーン化処理システム。

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