JP2005252881A - 閾値マトリクスの作成方法及びその閾値マトリクス - Google Patents

Abstract

【課題】走査方向の画像のむらの目立ちにくいドットパターンを生成することを可能とする閾値マトリクスを提供する。
【解決手段】連続調画像を２値画像であるドットパターンに変換する閾値マトリクスにおいて、前記閾値マトリクスにより、各画素値が網パーセント５０［％］に対応する値を有する連続調画像データを２値化して生成されるドットパターンを周波数領域に変換した際のグラフの、ドットパターンの少なくとも走査方向に対応する角度θの強度を弱めることで、ドットパターンの走査方向ＭＳのドット周囲長を短くする。
【選択図】図４

Description

この発明は、連続階調画像を２値画像であるドットパターンに変換するＦＭスクリーンあるいはストキャスティック（stochastic）スクリーンと呼ばれるスクリーンを作成するための閾値マトリクスの作成方法及びその閾値マトリクスに関し、例えばフイルムセッタ、プレートセッタ、ＣＴＰ（Computer to Plate）装置、ＣＴＣ（Computer to Cylinder）装置、ＤＤＣＰ（Direct Digital Color Proof）システム等の印刷分野機器（出力システム）、その他インクジェットプリンタあるいは電子写真プリンタに適用して好適な閾値マトリクスの作成方法及びその閾値マトリクスに関する。

従来から、印刷分野では、線数、角度、ドット形状で特徴付けられる、いわゆるＡＭ（振幅変調）スクリーンの他、ＦＭ（周波数変調）スクリーンが採用されている（特許文献１参照）。

このＦＭスクリーン用の閾値マトリクスを作成する技術が上記特許文献１に提案されている。

この特許文献１に係る技術では、既に決定された閾値の位置と新たに決定する閾値の位置との距離が最も離れるように閾値位置を決定することで閾値マトリクスを昇順あるいは降順に作成する。このようにして作成された閾値マトリクスを用いた２値画像のドットパターンでは、ドットが片寄ることがなく、また、閾値マトリクスの繰り返しを原因とする周期性が現れないという優れた特徴を有する。

なお、閾値マトリクスの作成に関し、以下に示す特許文献を上げることができる。

特許文献２に係る技術は、あるドットパターンが持つ低周波成分で、白画素（未黒化画素）中、低周波成分が最も弱い画素と、黒化画素中、低周波成分が最も強い画素を抽出し、抽出した白画素と黒化画素を入れ替えることでドットパターンの平滑化を図る技術である（特許文献２参照）。

特許文献３に係る技術は、閾値マトリクス中、閾値マトリクスが持つ低周波成分の最も弱い位置に次の黒化画素が配置されるように閾値位置を決定していく技術である（特許文献３参照）。

特許文献４に係る技術は、ある階調までの閾値マトリクス中の閾値配列が決定しているとき、次階調の閾値位置を決める際、低周波成分を強めない位置に黒化画素が配置されるように閾値位置を決める技術である（特許文献４参照）。

特許文献５に係る技術は、ある階調での理想的なドットパターンが与えられている場合に、このドットパターンに基づき、上記特許文献２〜４の技術を適用し、閾値マトリクスを作成する技術である（特許文献５参照）。

特開平８−２６５５６６号公報 特許第３４００３１６号公報 特開２００１−２９２３１７号公報 特開２００２−３６８９９５号公報 特開２００２−３６９００５号公報

ところで、ＦＭスクリーンをオフセット印刷で用いる場合、画像品質上でざらつきが目立つという不具合がある。またＦＭスクリーンでは、印刷時、あるいは印刷の中間工程であるフイルムの出力時、あるいはＣＴＰ装置による刷版の出力時に、ドットゲインが大きくなったり、画像再現が不安定になる等の不具合が発生する。

従来技術に係るＦＭスクリーンでは、１（１×１）画素ＦＭ、４（２×２）画素ＦＭのように、ドットサイズが１画素からなるドットサイズ、あるいは４画素からなるドットサイズのようにドットサイズが決定されると、ＦＭスクリーンを作成するアルゴリズムによって閾値マトリクスを構成する閾値の配列が決定されて出力品質が決定してしまい、ドットサイズのみが、ＦＭスクリーンの品質を決めるパラメータになっている。例えば、ハイライト側で２×２画素ＦＭのドットを安定して再現することができない出力システムに対して、ドットサイズを３×３画素ＦＭに決定すると、中間調の解像度（パターン周波数あるいはパターン解像度という。）が低下し画像品質が低下する。

図１９には、従来技術に係る２×２画素ＦＭの網パーセントが５％のハイライトＨＬ側でのドットパターン１と、網パーセントが５０％の中間調でのドットパターン２を示すとともに、３×３画素ＦＭの網パーセントが５％のハイライトＨＬ側でのドットパターン３と、網パーセントが５０％の中間調でのドットパターン４を示している。

また、図２０は、図１９の２×２画素ＦＭのドットパターン２に対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）をかけた場合のパワー図を示し、図２１は、図１９の３×３画素ＦＭのドットパターン４に対してＦＦＴをかけた場合のパワー図を示している。

図１９中、中間調の５０％において、２×２画素ＦＭのドットパターン２は、３×３画素ＦＭのドットパターン４に比較してざらつきは少ないが、網パーセントの印刷への再現性は悪い。その一方、中間調の５０％において、３×３画素ＦＭのドットパターン４のパターン周波数６は約１３［ｃ／ｍｍ］であり、２×２画素ＦＭのドットパターン２のパターン周波数５である約２０［ｃ／ｍｍ］に比較して低くなる。ここで、ピーク値のパターン周波数６、５は、それぞれピーク空間周波数ｆｐｅａｋとも呼ぶ。

なお、イメージセッタ及びＣＴＰ（Computer to Plate）装置等の出力システムの出力解像度（以下、出力システムの解像度を出力解像度Ｒという。）は、例えば２５４０［画素／インチ］＝１００［画素／ｍｍ］（や２４００［画素／インチ］＝９４．４８８［画素／ｍｍ］）のように設定されているが、この場合、１×１画素ＦＭのドットサイズが１０［μｍ］×１０［μｍ］（１０．６［μｍ］×１０．６［μｍ）となり、２×２画素ＦＭのドットサイズが２０［μｍ］×２０［μｍ］（２１．２［μｍ］×２１．２［μｍ］）になる。この明細書において、出力解像度Ｒと図１９、図２０に示したドットパターン２、４のパターン周波数５、６とは異なる。

上述したＦＭスクリーンのドットパターン２、４におけるざらつきやドットゲインが大きいということは、ＡＭスクリーンのドットパターンを構成するドットと比較して、ＦＭスクリーンのドットが小さく、従って、同一の網パーセントであっても、ドットパターンを構成する単位面積当たりのドットの周囲長が長いことを原因としていると考えられる。

また、一般的な画像描画装置、例えばフイルムセッタ、プレートセッタ、ＣＴＰ装置、ＣＴＣ装置、ＤＤＣＰシステム、インクジェットプリンタ、あるいは電子写真プリンタでは、高速な描画を行う主走査方向と、この主走査方向と略直交する副走査方向に低速に副走査することで、記録媒体上に２次元画像であるドットパターンを描画する。

また、主走査方向の高速描画を行うために、複数の画素を一度に描画する、いわゆるマルチ描画（レーザで描画する装置であれば、マルチビーム描画）を行う画像描画装置が増加している。

しかしながら、マルチ描画の際の各走査線の不均一さ（レーザビームであれば、ビーム径やビーム強度の不均一さ）が、画像むら等の画像品質上の不具合の原因となっている。この場合、マルチ描画単位（マルチビーム単位）のむらが視認され易い。しかもこのマルチ描画単位（マルチビーム単位）のむらは、画像描画装置から出力しようとするドットパターンが高精細になればなるほど視認し易くなり、特に高精細なドットパターンであるＦＭスクリーンでは問題になる場合が多い。

この発明は、上述した従来技術に係るＦＭスクリーン等の課題を考慮してなされたものであり、画像のむらの目立ちにくいドットパターンを生成することを可能とする閾値マトリクスの作成方法及びその閾値マトリクスを提供することを目的とする。

また、この発明は、走査方向の画像のむらの目立ちにくいドットパターンを生成することを可能とする閾値マトリクスの作成方法及びその閾値マトリクスを提供することを目的とする。

この発明の閾値マトリクスの作成方法は、連続調画像を２値画像であるドットパターンに変換する閾値マトリクスの作成方法において、中間調のうち、ある網パーセントでパターン周波数を決定する過程と、ホワイトノイズパターンに帯域フィルタをかけた後、２値化し、この２値パターンをドットを配置する候補位置にして、閾値の配列を決定する過程とを備え、前記帯域フィルタは、主たる周波数帯域通過特性を有する周波数が前記パターン周波数に略等しく、かつ前記周波数帯域通過特性の強度が角度に応じて変調されていることを特徴とする（請求項１記載の発明）。

この発明によれば、２値画像を形成するドットパターンが、前記パターン周波数を有し、かつドットパターン中、強度を弱くした角度方向のドット周囲長を短くすることができる。

なお、この発明において、ホワイトノイズパターンから２値パターンを作成する仕方は、第１に、ホワイトノイズパターンを周波数領域のパターンに変換し、さらにパターン周波数の帯域フィルタをかけ、再び空間領域に変換した後、２値化して２値パターンを作成する仕方と、第２に、ホワイトノイズパターンにパターン周波数を有する空間フィルタをかけた後、２値化して２値パターンを作成する仕方がある。また、パターン周波数の決定では、所定の強度、例えば最大強度の１／２以上の強度を有する周波数とし、パターン周波数に略等しくとは、図４Ａ等に示す揺らぎ成分Δｒを意味する。

この場合、前記パターン周波数の帯域フィルタを、前記ドットパターンの少なくとも主走査方向に対応する角度の強度を弱めることで、ドットパターンの主走査方向のドット周囲長を短くすることができる（請求項２記載の発明）。

また、前記パターン周波数の帯域フィルタを、前記ドットパターンの主走査方向及び副走査方向に対応する角度の強度を弱めることで、ドットパターンの主走査方向及び副走査方向のドット周囲長を短くすることができる（請求項３記載の発明）。

この発明の閾値マトリクスは、連続調画像を２値画像であるドットパターンに変換する閾値マトリクスにおいて、前記閾値マトリクスにより、各画素値が網パーセント５０［％］に対応する値を有する連続調画像データを２値化して生成されるドットパターンを周波数領域に変換した際の周波数成分が前記パターン周波数に略等しく、かつ周波数成分の強度が角度に応じて変調されていることを特徴とする（請求項４記載の発明）。

この発明によれば、２値画像を形成するドットパターンが、特定のパターン周波数を有し、かつドットパターン中、強度を弱くした角度方向のドット周囲長を短かくすることができる。

この場合、周波数成分の強度は、前記ドットパターンの少なくとも主走査方向に対応する角度の強度を弱めることで、ドットパターンの主走査方向のドット周囲長を短くすることができる（請求項５記載の発明）。

また、周波数成分の強度は、前記ドットパターンの主走査方向及び副走査方向に対応する角度の強度を弱めることで、ドットパターンの主走査方向及び副走査方向のドット周囲長を均等に分布させることができる（請求項６記載の発明）。

さらに、この発明の閾値マトリクスは、連続調画像を２値画像であるドットパターンに変換する閾値マトリクスにおいて、前記閾値マトリクスにより、各画素値が網パーセント５０［％］に対応する値を有する連続調画像データを２値化して生成されるドットパターンの副走査線に沿った方向の周囲長に対する主走査線に沿った方向の周囲長の比が、０．４以上０．８以下となることを特徴とする（請求項７記載の発明）。

このようにすれば、画像の主走査方向のむらを目立ちにくくすることができる。

この発明の閾値マトリクスは、連続調画像を２値画像であるドットパターンに変換する閾値マトリクスにおいて、前記閾値マトリクスを周波数領域に変換した際の周波数成分が前記ドットパターンのパターン周波数に略等しく、かつ周波数成分の強度が角度に応じて変調されていることを特徴とする（請求項８記載の発明）。この発明による閾値マトリクスにより作成したドットパターンは、所望の方向のむらを目立ちにくくすることができる（請求項８記載の発明）。

この場合、周波数成分の強度は、前記ドットパターンの少なくとも主走査方向に対応する角度の強度を弱めることで、ドットパターンの主走査方向のむらを目立ちにくくすることができる（請求項９記載の発明）。

また、周波数成分の強度は、前記ドットパターンの主走査方向及び副走査方向に対応する角度の強度を弱めることで、ドットパターンの主走査方向及び副走査方向のむらを目立ちにくくすることができる（請求項１０記載の発明）。

この発明によれば、画像のむらの目立ちにくいドットパターンを生成することができる。

また、この発明によれば、所望の走査方向の画像むらが目立ちにくいドットパターンを生成することができる。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、この発明の実施形態に係る閾値マトリクスの作成方法が適用された閾値マトリクス作成システム１０の基本的な構成を示している。

図１例の閾値マトリクス作成システム１０は、均一濃度のテストパターンを含む任意の画像データＩを発生するとともに、この画像データＩの２次元上のアドレス（ｘ，ｙ）を発生する画像データ発生器１２と、アドレス（ｘ，ｙ）で読み出される閾値ｔｈを出力する複数の閾値マトリクスＴＭを格納する閾値マトリクス格納部１４と、閾値ｔｈと画像データＩとを比較して２値画像データＨを出力する比較器１６と、比較器１６から出力される２値画像データＨに対応するドットパターンデータＨａを発生するドットパターン発生器１８を含みドットパターンデータＨａが表すドットパターンが所望のドットパターンとなるように閾値マトリクスＴＭの閾値配列（閾値位置）を決定する閾値マトリクス作成装置２０と、ドットパターンデータＨａに対応するドットパターンをフイルム、刷版ＰＰ、あるいは印刷物上に形成する出力システム２２とから構成されている。

ここで、閾値マトリクス格納部１４は、ハードディスク等の記録媒体であり、出力システム２２を除く、画像データ発生器１２、比較器１６、ドットパターン発生器１８及び閾値マトリクス作成装置２０は、パーソナルコンピュータ（ＣＰＵ、メモリ、キーボードマウス等の入力装置２０ａ、ディスプレイ２０ｂ及びプリンタ２０ｃ等の出力装置を含む。）に格納されたプログラムを該コンピュータが実行することで達成される機能実現手段で構成することができる。また、閾値マトリクス作成装置２０を構成する機能実現手段はハードウエアにより構成することも可能である。なお、閾値マトリクス作成装置２０に含まれる機能実現手段の構成及び作用については後述する。

この実施形態において、出力システム２２は、基本的には、露光ユニット２６と印刷版材ＥＭが巻かれたドラム２７とを有するＣＴＰ装置の構成とされ、図示しない主走査モータにより高速で主走査方向ＭＳに回転されるドラム２７に巻かれた印刷版材ＥＭに対して、ドットパターンデータＨａに応じて画素毎にオンオフする複数のレーザビーム（記録ビーム）を出力する露光ユニット（マルチビーム露光ユニットともいう。）２６を図示しない副走査モータによりドラム２７の軸方向である副走査方向ＡＳに移動させることで、印刷版材ＥＭ上に潜像としての２次元画像であるドットパターンを形成する。なお、レーザビームの数は、数百チャンネルにわたる場合もある。

ドットパターンの潜像が形成された印刷版材ＥＭ（通常、ＣＭＹＫ用のスクリーン角度が異なった４種の印刷版材）は、自動現像機２８により現像処理されて、顕像化されたドットパターンが形成された刷版ＰＰが作成される。作成された刷版ＰＰが図示していない印刷機に装着され、装着された刷版ＰＰに対してインキが付けられる。

なお、印刷版材ＥＭが含む感光材料としては、特許第３４６１３７７号公報に開示されているような、アルカリ可溶性結着剤と、赤外光又は近赤外光を吸収し熱を発生する物質と、熱分解性でありかつ分解しない状態では前記結着剤の溶解性を実質的に低下させる物質を含むポジ型画像記録材料であることが好ましい。刷版ＰＰ用の印刷版材としては、アルミ板あるいはポリエステルフイルム等の支持体上に前記各物質を含む層が設けられた感光材料を含む画像記録材料であることが好ましい。

この場合、アルカリ可溶性結着剤としては、フェノール樹脂、アクリル樹脂、あるいはポリウレタン樹脂を含むものが用いられる。また、赤外光又は近赤外光を吸収し熱を発生する物質としては、染料、顔料、あるいはカーボンブラックが用いられる。さらに、熱分解性でありかつ分解しない状態では前記結着剤の溶解性を実質的に低下させる物質としては、オニウム塩、ジアゾニウム塩、あるいはキノンジアジド化合物を含む物質が用いられる。

刷版ＰＰに付けられたインキが印画紙等の記録媒体である印刷用紙上に転移されることで、印刷用紙上に画像が形成された所望の印刷物を得ることができる。

また、後述するように、出力システムとしては、いわゆるレーザ光を用いた走査露光装置に限らず、面露光方式やインクジェット方式でフイルム、刷版あるいは印刷物を描画する装置、さらには、ＣＴＣ印刷機等にも適用することができる。

なお、閾値マトリクス格納部１４に格納されている閾値マトリクスＴＭの閾値配列は、ＤＶＤ、ＣＤＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、半導体メモリ等のパッケージメディアであって持ち運ぶことの可能な記録媒体に記録して可搬することが可能である。

次に、図１に示した閾値マトリクス作成システム１０を使用した閾値マトリクスの作成方法について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図２のフローチャートに係るプログラムを実行する主体は、閾値マトリクス作成装置２０である。

まず、ステップＳ１において、３つのパラメータを設定する。第１のパラメータは、閾値マトリクス格納部１４に設定される閾値マトリクスＴＭのサイズであり、Ｎ×Ｎ個の画素に対応するＮ×Ｎ個の閾値が格納される閾値マトリクスＴＭのサイズＮ×Ｎを設定する。閾値マトリクスＴＭは、アドレス（ｘ，ｙ）で決定される各位置（要素）に、０〜ｔｈｍａｘをとる閾値ｔｈが配置される。最大閾値ｔｈｍａｘの値は、８ビットの階調を持つシステムでは「２５５」、１６ビットの階調を持つシステムでは「６５５３５」に設定される。なお、以下、正方の閾値マトリクスサイズＮ×Ｎについての例を説明するが、長方の閾値マトリクスサイズＮ×Ｍを用いることもできる。実際上、閾値マトリクスＴＭは、画像の大きさに対応して、同じ閾値配列を有する閾値マトリクスサイズＮ×Ｎの閾値マトリクスＴＭがタイル状に複数敷きつめられた構成（スーパー閾値マトリクスＳＴＭと呼ぶ。）として使用に供される。閾値マトリクスＴＭを構成する閾値ｔｈは、スーパー閾値マトリクスＳＴＭ全体の閾値配列を考慮して決定される。

なお、この実施形態において、出力システム２２により出力可能な画素の大きさは、１０［μｍ］×１０［μｍ］＝１×１画素ドット＝１画素であるものとする。１０［μｍ］×１０［μｍ］は、この実施形態では、印刷版材ＥＭを露光記録する際の露光ユニット２６で制御可能な最小単位である。

第２のパラメータは、出力システム２２から安定して出力可能な、換言すれば、出力システム２２から出力される刷版ＰＰ上に安定して形成可能な最小サイズのドットの構成画素数である。この場合、最小サイズのドットは、１画素ドット（最小サイズのドットの構成画素数が１画素）、２画素ドット、３画素ドット、２×２画素（最小サイズのドットの構成画素数が４画素）ドット、２×３画素（６画素）ドット、３×３画素（９画素）ドット等に設定することができる。この実施形態において、刷版ＰＰ（実際上は、印刷物）上に安定して形成可能な最小サイズのドットは、ドットサイズが２×２の４画素からなる２×２画素ドットであるものとする。

第３のパラメータは、網パーセント（濃度パーセントともいう。）が、１０％〜５０％の中間調の中、所定の網パーセントでのパターン周波数、すなわち中間調ドットパターンのパターン周波数ｒである。中間調ドットパターンのパターン周波数ｒは、中間調でドットパターンが持つピーク空間周波数ｆｐｅａｋ［ｃ／ｍｍ］を指定する。

このピーク空間周波数ｆｐｅａｋは、実際上、画像のディテールの再現に対応する他、ざらつき等の画像品質に影響する。この実施形態においては、視覚的に十分に細かい２０［ｃ／ｍｍ］、すなわち、５０８（２０×２５．４）［ＬＰＩ：Line Per Inch］にパターン周波数ｒを設定する（ｆｐｅａｋ＝ｒ＝２０［ｃ／ｍｍ］）。

なお、このパターン周波数ｒの決定では、所定の強度、例えば１／２以上の強度を有する周波数を対象とする。

次に、ステップＳ２において、中間調において、パターン周波数ｒを持つように、ハイライトＨＬのドット候補位置及びシャドーＳＤのドット候補位置を決定するか、パターン周波数ｒで網パーセント５０％におけるドット配置位置を決定する。

この場合、第１に、図３に示すように、閾値マトリクスＴＭのサイズＮ×Ｎと同一サイズＮ×Ｎの網パーセント５０％でのホワイトノイズパターンＷＨをホワイトノイズ発生器３０により作成する。ホワイトノイズパターンＷＨは、１×１画素ドットが空間領域にランダムに配置された画像である。なお、ホワイトノイズパターンＷＨは、網パーセント１０％〜９０％の中間調内任意の値で発生させることができる。ここでは網パーセント５０％のホワイトノイズＷＨを発生させている。

第２に、このホワイトノイズパターンＷＨに対してＦＦＴ器（高速フーリエ変換器）３２でＦＦＴ（高速フーリエ変換）をかけて周波数領域のパターンに変換し、さらに、図４Ａに示す、主たる周波数帯域通過特性を有する周波数がパターン周波数ｒに略等しく、周波数帯域通過特性の強度が角度θに応じて変調されているパターン周波数帯域フィルタ（パターン周波数ＢＰＦ）３４によりパターン周波数ｒ（±Δ：揺らぎ成分）の帯域フィルタをかける。

この場合、パターン周波数帯域フィルタ３４は、種々の特性に変更可能であるが、ここでは、図４Ａに示すように、角度θに対し、半径がパターン周波数ｒで等方性を有し、かつ図４Ｂに示すように、ドットパターンの主走査方向ＭＳに対応する角度の強度が弱められた矩形状の強度分布５２を有する周波数領域データＡＦＦＴ２ａが得られる特性であるものとする。強度分布５２は、この図４Ａ、図４Ｂでは、θ＝０゜±３２．４゜，１８０゜±３２．４の間でゼロ値（図４Ｂ中、「０．０」）、それ以外の角度で最大値（図４Ｂ中、「１．０」）に設定している。

第３に、半径がパターン周波数ｒの水平方向が一部切り欠かれたリング状の周波数領域データＡＦＦＴにＩＦＦＴ器（高速逆フーリエ変換器）３６によりＩＦＦＴ（高速逆フーリエ変換）をかけ、図４Ｃに示す連続階調画像の空間領域データＡ２ａに変換する。

図４Ｃ中、ドットパターンの副走査方向ＡＳは、縦軸に直交する方向（横軸に平行な方向）であり、ドットパターンの主走査方向ＭＳは、横軸に直交する方向（縦軸に平行な方向）である。図４Ｃのドットのパターンの主走査方向ＭＳに対応する角度θは、図４Ａ、図４Ｂでは、θ＝０゜，１８０゜である。

第４に、空間領域データＡ２ａの各画素の値に対して、中央階調値（例えば、最大階調が２５５であれば、１２７）を比較器３８により比較し、図４Ｄに示す２値パターンとしての２値データＡ２ａ＿ｂｉｎを作成する。

この２値データＡ２ａ＿ｂｉｎ中、黒化されている部分（領域）がハイライトＨＬでのドット配置位置となり、白抜けとなっている部分（領域）がシャドーＳＤでのドットの配置位置となる。

なお、２値データＡ２ａ＿ｂｉｎは、必ずしも、網パーセントが５０％のパターンになる訳ではないが、この実施形態では、２値データＡ２ａ＿ｂｉｎの網パーセントが５０％のパターンになるようにした。

また、パターン周波数帯域フィルタ３４としては、図４Ａ、図４Ｂに示したももの以外に、図５Ａに示すように、角度θに対し、半径がパターン周波数ｒで等方性を有し、かつ図５Ｂに示すように、ドットパターンの主走査方向ＭＳに対応する角度の強度が図４Ｂに比較して広い角度範囲で弱められた矩形状の強度分布５４を有する周波数領域データＡＦＦＴ２ｂが得られる特性に変更することもできる。

この強度分布５４は、この図５Ａ、図５Ｂでは、θ＝０゜±２６．６゜，１８０゜±２６．６゜の間でゼロ値（図５Ｂ中、「０．０」）、それ以外の角度で最大値（図５Ｂ中、「１．０」）に設定している。

このように得られた周波数領域データＡＦＦＴ２ｂにＩＦＦＴ器３６によりＩＦＦＴをかけると、図５Ｃに示す連続階調画像の空間領域データＡ２ｂに変換される。さらに、空間領域データＡ２ｂの各画素の値に対して、中央階調値を比較器３８により比較し、図５Ｄに示す２値データＡ２ｂ＿ｂｉｎが作成される。

この２値データＡ２ｂ＿ｂｉｎ中、黒化されている部分（領域）がハイライトＨＬでのドット配置位置となり、白抜けとなっている部分（領域）がシャドーＳＤでのドットの配置位置となる。

また、パターン周波数帯域フィルタ３４としては、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂに示したもの以外に、図６Ａに示すように、角度θに対し、半径がパターン周波数ｒで等方性を有し、かつ図６Ｂに示すように、角度θに対して強度が正弦波状に変調された特性の強度分布５６を有するように変更して、周波数領域データＡＦＦＴ２ｃが得られるようにしてもよい。

図６Ａ、図６Ｂに示すパターン周波数帯域フィルタ３４は、ドットパターンの主走査方向ＭＳ及び副走査方向ＡＳに対応する角度の強度が弱められている。

このように得られた周波数領域データＡＦＦＴ２ｃにＩＦＦＴ器３６によりＩＦＦＴをかけると、図６Ｃに示す連続階調画像の空間領域データＡ２ｃに変換される。さらに、空間領域データＡ２ｃの各画素の値に対して、中央階調値を比較器３８により比較し、図６Ｄに示す２値データＡ２ｃ＿ｂｉｎが作成される。

この２値データＡ２ｃ＿ｂｉｎ中、黒化されている部分（領域）がハイライトＨＬでのドット配置位置となり、白抜けとなっている部分（領域）がシャドーＳＤでのドットの配置位置となる。

なお、ホワイトノイズパターンＷＨから２値パターンとしての２値データＡ２ａ＿ｂｉｎを作成する仕方は、上述したように、ホワイトノイズパターンＷＨを周波数領域のパターンに変換し、さらにパターン周波数ｒの帯域フィルタ３４をかけ、再び空間領域に変換した後、２値化して２値データＡ２ａを作成する仕方がある。が、この仕方以外に、ホワイトノイズパターンＷＨに、空間領域においてパターン周波数を有する空間フィルタをかけた後、２値化して２値パターンを作成する仕方がある。この場合、空間フィルタは、フィルタ係数が配列されたマスクフィルタであり、このマスクフィルタをホワイトノイズパターンＷＨ上で走査しながら、マスクフィルタ内の各フィルタ係数によりホワイトノイズパターンＷＨの各画素値（この例では、０又は１）を重み付け加算した値を出力する、いわゆるマスク処理を行うことで、図４Ｃ等に示す連続階調画像の空間領域データＡ２ａ等が得られるので、これを２値化することで２値データＡ２ａｂｉｎ等を得ることができる。

実際上、マルチビーム露光ユニット２６から印刷版材ＥＭに照射されるレーザビームについて、ビーム径、ビーム強度等の走査線の径がマルチビームで変動する場合には、主走査方向の平均周囲長割合が小さい方が好ましい。しかし、レーザービームの立ち上がり、立下り等にバラツキが生じる場合には、副走査方向のエッジ(周囲長)も影響をうける。あるいは、印刷物作成工程において、一度２値化処理された画像が、面付け処理等で、９０゜回転する処理が行われる場合がある。この場合、当初想定した主走査方向ＭＳと副走査方向ＡＳが入れ替わってしまう場合もあり得る。そのような場合に予め適合させる場合に、この図６Ａ、図６Ｂのものが好ましい。その他、出力システム２２の違い、あるいは絵柄等を考慮した所望の特性を有するパターン周波数帯域フィルタ３４を利用することが可能である。すなわち、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂのグラフは、強度の最大と最小を「１．０」と「０．０」で設定しているが、最大値と最小値は任意の値をとることができ、例えば「最大値０．６と最小値０．０」、あるいは「最大値０．７と最小値０．２」等に設定することが可能である。また、矩形波状、正弦波状等以外の関数を用いて任意の強度分布を設定することが可能である。

なお、この実施形態では、主走査方向ＭＳの画像のむらの目立ちにくいドットパターンを生成することができる閾値マトリクスＴＭを作成するため、図４Ｄに示した２値データＡ２ａ＿ｂｉｎをドットの候補位置として使用する。

そこで、次に、ステップＳ３において、ドットパターンが定まった網パーセントに対して今回の網パーセントで新規に設定する最小サイズのドット数（新規の最小サイズのドット数あるいは最小サイズの新規ドット数ともいう。）Ｄｎを決定する。各網パーセントＰ［％］で設定される最小サイズの新規ドット数Ｄｎは、各網パーセントＰ［％］における累積ドット数（累積値）をＤｓ（Ｐ）とすると、Ｄｎ（Ｐ）＝Ｄｓ（Ｐ）−Ｄｓ（Ｐ−１）［個］で表すことができる。

すなわち、ステップＳ３では、網パーセントを増大させながら順次ドットの候補位置を決定するとき、既にドットパターンが定まっている１つ前の網パーセントＰ−１に対して今回の網パーセントＰで新規に設定する最小サイズのドット数Ｄｎ（Ｐ）を決定する。

閾値マトリクスのサイズＮ×Ｎに対して、ドットパターンが網パーセントＰを持つとき、閾値マトリクスＴＭのサイズＮ×Ｎに対応するドットパターン中での黒化総画素数は、Ｎ×Ｎ×Ｐ／１００［個］と計算される。ドットパターンを構成する全てのドットが２×２（ｎ＝４）画素ドットの最小サイズのドットのみによる構成であれば、各網パーセントＰで新規に設定する最小サイズのドットの数Ｄｓ（Ｐ）＝（Ｎ×Ｎ×Ｐ／１００）／ｎで表されるので、例えば、図７の実線の直線ｎａに示すように、Ｎ×Ｎ×Ｐ／１００／ｎ（ｎ＝４）［個］となる。

このとき、今回の網パーセントＰで新規に設定する最小サイズのドット数Ｄｎ（Ｐ）は、Ｄｎ（Ｐ）＝Ｄｓ（Ｐ）−Ｄｓ（Ｐ−１）＝（Ｎ×Ｎ／１００／ｎ）となる。

なお、図７の縦軸は、新規に設定する最小サイズのドット数Ｄｎの計算上の累積値Ｄｓである。実際には、網パーセントＰが２５［％］より大きくなってくると、隣接する最小サイズのドットが接してくるため、実際にドットパターンに形成されるドット数は、図７に示した新規ドット数Ｄｎの累積値Ｄｓより小さくなる。

直線で表される新規ドット数累積特性ｎａの各網パーセントでの新規ドット数Ｄｎを決定した場合には、従来技術に係るＦＭスクリーンとなり、印刷時、あるいは印刷の中間工程であるフイルムの出力時に、ドットゲインが大きくなったり、画像再現が不安定になる等の不具合が発生する。

そこで、この発明の一実施形態では、網パーセント１０％未満のハイライトＨＬ側では、パターン周波数が小さくなることを考慮し、全てのドットを最小サイズのドットで構成し、網パーセントが１０％〜５０％の中間調領域では、ドットを最小サイズのドットから太らせて、この実施形態では、画素数５（２×２＋１）以上のドットを使用するようにして、各網パーセントでの新規に増加するドット数Ｄｎの数が、例えば点線の曲線で表される新規ドット数累積特性ｎｃに示すように、網パーセントが１０％から２５％程度までは、設定される最小サイズの新規ドット数Ｄｎが徐々に少なくなるように設定され、網パーセントが２５％から５０％に向かっては新規ドット数Ｄｎがゼロ値に設定される。あるいは、網パーセントが２５％から５０％に向かって新規ドット数Ｄｎが再び徐々に増加するように設定される一点鎖線の曲線で表される新規ドット数累積特性ｎｂが選択される。

この実施形態において、出力システム２２の出力解像度Ｒは、１００［画素／ｍｍ］←→１０［μｍ／画素］であり、中間調ドットパターンのパターン周波数ｒをｒ＝２０［ｃ／ｍｍ］としているので、Ｎ×Ｎ画素の１辺で考えると、１００画素／ｍｍ（Ｒ画素／ｍｍ）当たり４画素からなる黒化されている最小サイズのドットが２０ドット（１ドットは２×２画素でｒ［ｃ／ｍｍ］）［個］存在しなければならない。従って、Ｎ×Ｎ個の閾値マトリクスＴＭのサイズで考えると、中間調までの新規ドット数Ｄｎの累積値Ｄｓは、（Ｎ／（Ｒ／ｒ））^２＝Ｎ×Ｎ×（ｒ／Ｒ）^２＝Ｎ×Ｎ×（２０／１００）^２＝Ｎ×Ｎ×０．０４［個］になる。

このように設定すれば、網パーセント１０％〜５０％の中間調では、各網パーセントにおいて、閾値マトリクスＴＭにより作成されるドットパターンを構成する総画素数は従来技術に係るＦＭスクリーンの場合と同数となるが、すなわち網パーセントは同一であるが、ドット数が減ることになるので、ドットパターンを構成する全てのドットの周囲を合計した周囲長は、従来技術に係るＦＭスクリーンに比べて減少することになる。

ここで、周囲長とは、例として示す図８Ａ、図８Ｂの同一面積のドットパターン１００、１０４から分かるように、ドットパターン１００には、１×１画素ドット１０２が１６個含まれ、ドットパターン１０４には、２×２画素ドット１０６が４個含まれており、ドットパターン１００を構成するドット１０２の面積の総和と、ドットパターン１０４を構成するドット１０６の面積の総和は同一である。すなわち、ドットパターン１００とドットパターン１０４の網パーセントは同一であるが、単位面積当たりのドットパターンの白黒境界の長さの総和、すなわちドット周囲長は、ドットパターン１００が１６［個］×４＝６４、４［個］×８＝３２のドットパターン１０４に比べて２倍の長さを有することが分かる。

従って、網パーセントに対するドット数Ｄｎの累積値Ｄｓの関係を新規ドット数累積特性ｎｃのように設定すれば、中間調でのドットゲインの増加が直線の新規ドット数累積特性ｎａのように累積値Ｄｓが設定されるＦＭスクリーンに比較して抑制できる。また、全ての網パーセント範囲において十分な解像度を持ち、従来のＦＭスクリーンと同等となる。ただし、中間調での新規ドット数Ｄｎを新規ドット数累積特性ｎｃで示すように増加しないようにすると（余り減らしすぎると）、１つ１つのドットが大きくなってざらつきが見えやすくなり画像品質が落ちるので、ドットパターンのパターン周波数が粗くなってしまう。

つまり、新規ドット数累積特性ｎｃのように各網パーセントに対して新規ドット数Ｄｎを設定しても、網パーセントが２５％を超えると隣接するドットが接し始めるので、新規ドット数累積特性ｎｃで設定したドット数Ｄｎの累積値Ｄｓにはならない。

このため、実際には、設定として、図７の一点鎖線の曲線で示す新規ドット数累積特性ｎｂに示すように、網パーセントが２５％を超えたときから５０％に至るまで、新規のドット数Ｄｎが再び略一定数増加するように最小サイズの新規のドット数Ｄｎを設定する。この新規ドット数累積特性ｎｂの設定により、網パーセント５０％付近で集中してドットが接することが回避され、トーンジャンプの発生が抑制されるという効果が達成される。

なお、網パーセント５０％を超え１００％までの新規ドット数Ｄｎの累積値Ｄｓの設定は、網パーセント５０％の垂直線に線対称な曲線に設定すればよい。なお、網パーセント５０％〜１００％では、１００％側から５０％側に向かって考えればよく、黒化画素の新規ドット数Ｄｎではなく、白抜け画素（２×２白抜画素）の新規ドット数で考えることとなる。

次に、ステップＳ４のハイライトＨＬ側とシャドーＳＤ側とから閾値ｔｈを交互に順次昇順及び降順で決定する手順について、図９のフローチャートを参照して説明する。なお、以下、繁雑となるのを避けるために、ハイライトＨＩ側で閾値ｔｈを順次決定する手順を主に説明するが、シャドーＳＤ側でも同様である。

ここで、ハイライト側（０％〜５０％）の閾値ｔｈ＿ｈｌ｛０〜（ｔｈｍａｘ−１）／２｝及びシャドー側（１００％〜５０％）の閾値ｔｈ＿ｓｄ｛ｔｈｍａｘ〜（ｔｈｍａｘ−１）／２｝の初期値は、それぞれ、ステップＳ１１で、ｔｈ＿ｈｌ＝０、ｔｈ＿ｓｄ＝ｔｈｍａｘと決める。

この図９のフローチャートにおいて、閾値ｔｈの配置位置の決定順序は、閾値０→閾値ｔｈｍａｘ→閾値１→閾値ｔｈｍａｘ−１→…→閾値（ｔｈｍａｘ−１）／２の順で、網パーセントが５０％までの全閾値ｔｈの配置位置（配列）が決定される。

ハイライト側の所定の閾値ｔｈ＿ｈｌの配列（配置位置）を決める際、ステップＳ１２において、ドット中心位置を設定する。このステップＳ１２では、ステップＳ２で決定してある２値データＡ２＿ｂｉｎ（図４Ｄ）中、黒化されている部分（領域）のハイライトＨＬでのドット候補位置のうち、網パーセントに対応するステップＳ３で決定した新規ドット数Ｄｎ分のドット中心位置を設定する。

ドットの中心位置は、特開平８−２６５５６６号公報（特許文献１）に記載されているように、既に閾値マトリクスＴＭ中の閾値ｔｈの配置位置が決定している１階調前までの閾値ｔｈ＿ｈｌ−１により決定される現在存在する各ドットに対し、今回閾値マトリクスＴＭ中の配置位置を決定しようとする閾値ｔｈ＿ｈｌにより設定される（付けられる）各ドットが、最も離れる位置に設定されるように決められる。

理解の容易化のために、各閾値マトリクスＴＭの閾値数が２５個の９個の閾値マトリクスＴＭ１〜ＴＭ９が敷きつめられたスーパー閾値マトリクスＳＴＭを模式的に示す図１０を参照して説明すれば、閾値マトリクスＴＭのハイライトＨＬ側から昇順に、あるいはシャドーＳＤ側から降順に閾値の配置位置を決定する際、図１０中、中央の閾値マトリクス（図１０例では、５×５の閾値マトリクス）ＴＭ５の周囲（図１０例では８近傍）に配置される同一閾値配置構成からなる他の閾値マトリクスＴＭ１〜ＴＭ４、ＴＭ６〜ＴＭ９を含め、既に決定された閾値ｔｈ（図１０例では「１」）の配置位置と、新たに配置する閾値ｔｈ＿ｈｌ（図１０例では「２」）の配置位置との間の距離が最も離れるように新たに配置する閾値ｔｈ＿ｈｌの中心位置を決定する。

この図１０例では、閾値マトリクスＴＭ５中、太く囲った中央の閾値「２」は、その周囲にある太く囲った４つの閾値「１」を中心にそれぞれ円を同心的に同時に大きくしていったときに４つの円が接する点を含む配置位置あるいはこの配置位置に最も近い位置であって、かつ２値データＡ２＿ｂｉｎ（図３Ｄ）中、黒化されている部分が配置位置とされる。

具体例で示せば、図１１Ａに示すように、現在まで決定している閾値ｔｈによるドット１０８からなるドットパターン１１０中、例えば、△印の位置１１２がドットの配置位置の中心位置に決定される。

次いで、ステップＳ１３において、閾値配置位置の候補（閾値候補）ｔｈ’＿ｈｌを設定する。この場合、ステップＳ１２で決定したドット配置位置の中心位置を中心としてステップＳ１で決定した最小サイズのドットである２×２（ｎ＝４）画素ドットを設定し（配置し）、新しい閾値を配置する候補、すなわち閾値候補ｔｈ’＿ｈｌとする。

具体例で示せば、図１１Ｂに示すように、図１１中の△印のドットの配置位置１１２に、２×２画素ドットの閾値候補ｔｈ’＿ｈｌが設定されるドットパターン１１４とされる。

次に、ステップＳ１４〜ステップＳ１６において、現時点までの閾値ｔｈの配置が決定している閾値マトリクスＴＭにより作成されるドットパターンの総画素数が、現在の網パーセントに対応しているかどうかを判断して総画素数の修正処理を行う。なお、このドットパターンは、例えば、画像データ発生器１２から網パーセントに対応するグレイパターン（画素値が同一）の連続調画像データ（平網を発生する画像データＩ）が発生され、閾値マトリクス格納部１４に格納されている現時点までに閾値ｔｈが決定している閾値ｔｈ−１までの閾値ｔｈが配列されている閾値マトリクスＴＭと比較器１６により比較され、結果として得られる２値データＨがドットパターン発生器１８に供給されドットパターンデータＨａが得られる。このドットパターンデータＨａによるドットパターンがディスプレイ２０ｂ等に表示される。

次いで、ステップＳ１４において、既に配置位置が決まっている閾値０〜ｔｈ−１による総画素数と、新たな設定した閾値候補ｔｈ’＿ｈｌによる総画素数とを加算した現在画素数ｔｈ＿ｈｌ＿ｔｏｔａｌが、現在の網パーセントで必要とされる必要画素数ｔｈ＿ｈｌ＿ｎｕｍ＝Ｎ×Ｎ×ｔｈ／ｔｈｍａｘより少ないかどうかが比較される（ｔｈ＿ｈｌ＿ｔｏｔａｌ＜ｔｈ＿ｈｌ＿ｎｕｍ）。

もし、少ない場合には、必要画素数ｔｈ＿ｈｌ＿ｎｕｍから現在画素数ｔｈ＿ｈｌ＿ｔｏｔａｌを引いた（ｔｈ＿ｈｌ＿ｎｕｍ−ｔｈ＿ｈｌ＿ｔｏｔａｌ）分の画素を増加する必要があるので、ステップＳ１５において、この画素を付加するドットを、２値パターンＡ２ａ＿ｂｉｎの中から新たな閾値候補ｔｈ’として設定する。

一方、多い場合には、必要画素数ｔｈ＿ｈｌ＿ｎｕｍ−現在画素数ｔｈ＿ｈｌ＿ｔｏｔａｌ分の画素を削除する必要があるので、ステップＳ１６において、この画素を削除するドットを、新たな閾値候補ｔｈ’＿ｈｌによるドットから選択して削除する。

なお、このステップＳ１６において、ドットパターンを構成するドット中、数ドットについては、最小サイズのドットより小さいドットが発生する可能性がある。この実施形態では、最小サイズのドットを２×２画素ドットとしているため、最小サイズのドットによって作成されるドットパターンの総画素数は４の倍数になる。しかし、網パーセントを合わせるために総ドット数を調整する場合には、２×２画素ドットから１〜３個の画素を削除した３画素ドット、２画素ドット、あるいは１画素ドットが必要となる場合がある。

上記のステップＳ１５の処理は、特開２００１−２９２３１７号公報（特許文献３）により提案しているように、既に配置位置が決まっている閾値０〜ｔｈ−１によるドットと新たな閾値候補ｔｈ’＿ｈｌによるドットとからなる空間領域上のドットパターン（２値画像データ）に対してＦＦＴ器３２によりＦＦＴをかけて周波数領域に変換した後、ＬＰＦ（低域通過フィルタ）４０により高周波を遮断し、さらにＩＦＦＴ器３６によりＩＦＦＴをかけて空間領域にもどした後、低周波成分を抽出する処理を行う。そして、抽出した低周波成分が最も弱い位置を画素を付加すべき閾値候補ｔｈ’に設定すればよい。ただし、ステップＳ２の処理において、５０％のドットパターンが設定されている場合には、この５０％のドットパターンの黒化画素中であって、かつ低周波成分が最も弱い位置を、画素を付加すべき閾値候補ｔｈ’に設定すればよい。

低周波成分の最も弱い位置の抽出処理について、さらに詳しく説明すると、ＦＦＴをかけて周波数領域に変換したとき、閾値マトリクスＴＭの繰り返し周波数内に存在する周波数成分がノイズ成分（低周波成分）であるので、この低周波成分を抽出するために、ＬＰＦ４０をかける。

この場合、ノイズ成分は人間が知覚するものであるから、高周波成分をＬＰＦ４０により除去する際に、例えば空間周波数０［ｃ／ｍｍ］でゼロ値、空間周波数０．８［ｃ／ｍｍ］近傍で最大感度（１とする。）、空間周波数２［ｃ／ｍｍ］で約０．４、以下空間周波数６〜８［ｃ／ｍｍ］で略ゼロ値になる特性を有する人間の視覚特性フィルタ４２をＬＰＦ４０としてＬＰＦをかけて低周波成分を抽出する。なお、人間の視覚周波数特性のモデルについては、著者J.Sullivan, L.Ray,and R.Millerによる文献「Design of minimum visual modulation halftone patterns」IEEE Trans. Syst. Man Cybern., vol121,No.1,33-38(1991)に詳しく述べられている。

次いで、ＩＦＦＴ器３６により、ＬＰＦ４０により抽出された低周波成分を逆フーリエ変換して空間領域上の低周波成分を得る。この低周波成分は、強弱をもっており、この低周波成分からなる画像と、閾値マトリクスＴＭ中の閾値候補ｔｈ’の位置とを空間領域上で比較し、低周波成分が最も弱い（最も値が小さい）位置を閾値候補ｔｈ’＿ｈｌとして設定する。

なお、シャドウＳＤ側の場合には、低周波成分が最も強い（最も値が大きい）位置を閾値候補ｔｈ’＿ｓｄとして設定すればよい。

また、ステップＳ１６において、画素を削除するドットは、同様に低周波成分を抽出し、新たな閾値候補ｔｈ’＿ｈｌ中、低周波成分の最も強い（最も値が大きい）位置にあるドットから画素を削除するようにすればよい。なお、シャドウＳＤ側の場合には、低周波成分が最も弱い（最も値が小さい）位置にある新たな閾値ｔｈ’＿ｓｄによるドットから画素を削除するようにすればよい。

図１２Ａは、このようにして作成したこの実施形態にかかる、最小サイズのドットが２×２画素ドットで、網パーセントが３０％のドットパターン１２０を示している。図１２Ｃは、従来技術に係る２×２画素ドットＦＭスクリーンのドットパターン１２２を示している。

ドットパターン１２０、１２２に視覚特性フィルタ４２をＬＰＦ４０としてかけたものの濃淡を強調したパターンを図１２Ｂ、図１２Ｄに濃淡パターン１２４、１２６として示す。結果として、この実施形態に係る図１２Ａのドットパターン１２０は、従来技術に係る図１２Ｃのドットパターン１２２に比較して、濃淡のばらつきが抑制された、振幅の小さいパターンとなることが分かる。

なお、上記ステップＳ１５あるいはステップＳ１６において、閾値候補ｔｈ’＿ｈｌを設定する際、特開２００２−３６８９９５号公報（特許文献２）に示されているように、ＩＦＦＴ器３６によりＩＦＦＴをかけて空間領域上の低周波成分が得られたとき、さらにＦＦＴ器３２によりＦＦＴをかけて、特定周波数成分抽出器４４により周波数成分の強度の高い順に、特定周波数成分を抽出し、抽出した特定周波数成分を周波数成分の強度の高い順に、ＩＦＦＴをかけて、空間領域上の画像とし、これら複数の画像を、いずれも強めない位置のうち、最も強度成分の弱い位置を閾値候補ｔｈ’あるいは閾値候補ｔｈ’＿ｈｌとして設定することもできる。

以上のステップＳ１２〜Ｓ１６の処理により、ドットパターン上、新たにドットが付けられた位置に対応する閾値マトリクスＴＭ上に、所定数の閾値ｔｈを設定することができる。

次いで、ステップＳ１７により、決定された閾値ｔｈにより作成されるドットパターンの最適化処理を行う。このドットパターンの最適化処理は、上記のステップＳ１６までの処理により、高品質のドットパターンが作成されている場合には、不要な処理となる。

このドットパターンの最適化処理は、特許３４００３１６号公報（特許文献２）に開示された技術及び特開２００２−３６９００５号公報（特許文献５）に開示された技術のいずれか一方あるいは両方の技術を用いることができる。

すなわち、特許３４０３１６号公報に開示された技術によれば、閾値ｔｈ＿ｈｌにより作成されるドットパターンに対し、上述したように、低周波成分を抽出し、抽出した低周波成分中、強度の最も強い位置にある画素を白抜けとし、強度の最も弱い位置にある画素を黒化画素とするように交換することで、低周波成分の強度を低減する処理である。ここで、黒化画素は、ドットの周囲に付く画素（ドットの周囲に接する画素）でなければならず、その画素の閾値ｔｈは、そのドットの閾値ｔｈに等しい値とされる。

また、特開２００２−３６９００５号公報に開示された技術によれば、閾値ｔｈにより作成されるドットパターンに対し、前記した、特開２００２−３６８９９５号公報（特許文献２）と同様に、閾値ｔｈにより作成されるドットパターンに対し、ＦＦＴをかけた後、視覚特性フィルタ４２及びＬＰＦ４０をかけ、さらにＩＦＦＴをかけて空間領域上の低周波成分が得られたとき、さらにまたＦＦＴをかけて、周波数成分の強度の高い順に、特定周波数成分を抽出し、抽出した特定周波数成分を周波数成分の強度の高い順に、ＩＦＦＴをかけて、空間領域上の画像とし、これら複数の画像を、いずれも強めない位置のうち、最も強度成分の弱い位置の画素と、最も強度成分の強い位置の画素を抽出して交換することで、低周波成分の強度を低減する処理である。この場合にも、抽出した画素は、ドットの周囲に付く画素でなければならず、その画素の閾値ｔｈは、そのドットの閾値ｔｈに等しい値とされる。

なお、ステップＳ１４〜ステップＳ１７における低周波成分抽出処理においては、特開２００２−３６９００５号公報（特許文献）に開示しているように、ドットパターンに対応する画像出力装置から出力されるドットパターンに対応する濃度画像を濃度画像シミュレーション部（予測部）４６により予測計算し（シミュレーションし）、この濃度画像の低周波成分を抽出するようにしてもよい。この場合、濃度画像シミュレーション部４６は、実際に、出力システム２２からテストパターンを出力し、元のドットパターンの１ドットが、テストパターンの濃淡画像上でどのように出力されるのかを測定することで、実際の濃度像に近い濃度画像での網パーセントをドットパターンから計算することができる。

濃度画像は、出力システム２２で使用されるレーザ光のビーム形状から露光量を積算計算し、印刷版材ＥＭの感光材料のガンマ特性から濃度像を予測することができる。

計算により濃度像を予測することを詳しく説明すると、まず、フイルムＦ上等の記録媒体上に１×１画素ドット、２×２画素ドット、…を形成するためのレーザビームのコンピュータ計算用のシミュレーション形状を決めておく。レーザビームは、ガウス分布に近い形状を有しており、振幅値の最大値１／ｅ^２で規定されるビーム径で略表現できる形状である。このレーザビームとドットパターンとから各ドット毎の露光量を算出する。

次いで、算出した１×１画素ドット、２×２画素ドット、…等、各ドット毎の露光量を、フイルム等の感光材料における露光特性、いわゆるガンマ特性を利用して、各ドットの濃度に変換する。このようにして求めた各ドットの濃度から、濃度画像（濃度シミュレーション画像）を得る。この濃度画像から上述したＦＦＴを使用する手順により低周波成分を抽出することができる。実際上、ドットパターンより低周波成分を抽出するより、濃度画像より低周波成分を抽出した方が、ノイズ成分を除去するためにより効果的な低周波成分を抽出できる場合が多い。

このようにして閾値マトリクス中の閾値ｔｈ＿ｈｌの位置が決定される。

次いで、ステップＳ１８において、新たに設定される閾値ｔｈ＿ｈｌが、次階調の閾値ｔｈ＿ｈｌ＋１に設定される（ｔｈ＿ｈｌ＝ｔｈ＿ｈｌ＋１）。

同様にして、ステップＳ２２〜ステップＳ２８において、シャドウＳＤ側の閾値ｔｈ＿ｓｄを決定する。

そして、ステップＳ２９において、ハイライトＨＬ側から決定してきた閾値ｔｈ＿ｈｌとシャドーＳＤ側から決定してきた閾値ｔｈ＿ｓｄの大きさを比較し、同一の値、すなわち網パーセント５０％となるまで、閾値ｔｈ＿ｈｌと閾値ｔｈ＿ｓｄを決定し、同一の値となったときに閾値マトリクスの作成が終了する。

図１３Ａ〜図１３Ｆは、このようにして作成された閾値マトリクスＴＭを対応する網パーセントを有するグレイパターンの連続調画像データと比較器１６により比較することで最終的にドットパターン発生器１８により発生された網パーセント１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、７０％のドットパターンの一部分のドットパターン１３１〜１３５及び１３７を示している。

７０％のドットパターン１３７は、３０％のドットパターン１３３の白黒を逆転させたパターンとしてもよく、独立に作成したパターンとしてもよい。

この図１３Ａ〜図１３Ｆは、図７のグラフ中、一点鎖線の曲線で表される新規ドット数累積特性ｎｂを選択して作成されたものであって、網パーセント１０％のドットパターン１３１までは、最小サイズのドットの２×２画素ドットのみでドットパターン１３１が作成されている網パーセント２０％のドットパターン１３２では、最小サイズのドットの２×２画素ドットを設定する割合が減少し、既存のドット（２×２画素ドット）の周りに網パーセントに対応する分の画素が付けられている。網パーセント２５％〜３０％では、最小サイズのドットの新規の割当を行わず、既存のドットに画素を付けて黒化率を上げている。３５％位から最小サイズのドットの新規割当を増やしているが、近接したドットを強制的に接続させる働きがあるので、ドット同士の接点を分散させることができる。このように設定することにより階調再現の滑らかなドットパターンを発生させることの可能な閾値マトリクスＴＭを作成できた。

このように上述した実施形態によれば、連続調画像を２値画像であるドットパターンに変換する閾値マトリクスの作成方法において、中間調のうち、ある網パーセントでパターン周波数ｒを決定する過程（ステップＳ１）と、ホワイトノイズパターンＷＨを周波数領域のパターンに変換し、さらにパターン周波数ｒの帯域フィルタ３４をかけ、再び空間領域に変換した後、２値化し、この２値パターン（Ａ２ａ＿ｂｉｎ又はＡ２ｂ＿ｂｉｎ又はＡ２ｃ＿ｂｉｎ）をドットを配置する候補位置にして、閾値の配列を決定する過程（ステップＳ２〜Ｓ４）とを備え、パターン周波数ｒの帯域フィルタ３４によって作成される周波数領域のグラフは、角度に対して等方性を有し、かつ角度に対して強度が変調されている周波数領域データＡＦＦＴ２ｃとされる。このようにすれば、２値画像を形成するドットパターンが、パターン周波数ｒを有し、かつドットパターン中、強度を弱くした角度方向に直交する方向のドット周囲長を短くすることができる。

この場合、パターン周波数ｒの帯域フィルタ３４を、ドットパターンの少なくとも主走査方向に対応する角度の強度が弱められているようにする周波数領域データＡＦＦＴ２ａ又はＡＦＦＴ２ｂとすることで、ドットパターンの主走査方向のドット周囲長を短くすることができる。

また、パターン周波数ｒの帯域フィルタ３４を、ドットパターンの主走査方向及び副走査方向に対応する角度の強度が弱められている周波数領域データＡＦＦＴ２ｃとすることで、ドットパターンの主走査方向ＭＳ及び副走査方向ＡＳのドット周囲長を均等に分布させることができる。

図１４の表は、図４Ｄ及び図５Ｄに示したドットを配置する候補位置としての２値パターンＡ２ａ＿ｂｉｎ及びＡ２ｂ＿ｂｉｎについての主走査方向平均周囲長割合（主走査線に沿った方向の平均周囲長割合）Ｌｍ、副走査方向平均周囲長割合（副走査線に沿った方向の平均周囲長割合）Ｌａ、及び副走査方向平均周囲長割合Ｌａに対する主走査方向平均周囲長割合Ｌｍの比Ｌｍ／Ｌａをそれぞれ示している。

なお、ここで、図１５の模式図を参照して、主走査方向平均周囲長割合Ｌｍ、副走査方向平均周囲長割合Ｌａ、及び副走査方向平均周囲長割合Ｌａに対する主走査方向平均周囲長割合Ｌｍの比Ｌｍ／Ｌａの値を説明する。図１５は、５本の主走査方向ＭＳの走査線（主走査線という。）ＭＳＬと、５本の副走査方向ＡＳの走査線（副走査線という。）ＡＳＬからなるドットパターン１５２を示しており、ドットパターン１５２は、黒化されている６画素のドット１５４と５画素のドット１５６とから構成されている。

主走査線ＭＳＬ１〜５に対する、太線で描いた周囲長は（１，１，１，１，３）となり、主走査方向平均周囲長割合Ｌｍは、Ｌｍ＝（１／５（分母は画素数）＋１／５＋１／５＋１／５＋３／５）／５（分母は主走査線数）＝０．２８となる。

副走査線ＡＳＬ１〜５に対する、太線で描いた周囲長は（２，２，４，３，３）となり、副走査方向平均周囲長割合Ｌａは、Ｌａ＝（２／５（分母は画素数）＋２／５＋４／５＋３／５＋３／５）／５（分母は主走査線数）＝０．５６となる。

従って、Ｌｍ／Ｌａ＝０．５となる。

そこで、図１４の表について説明すれば、２値パターンＡ２ａ＿ｂｉｎ（図４Ｄ参照）、及び２値パターンＡ２ｂ＿ｂｉｎ（図５Ｄ参照）は、主走査方向ＭＳに対応する周波数成分を消去して作成しているので、主走査方向ＭＳのパターンとなり、副走査方向平均周囲長割合Ｌａが主走査方向平均周囲長割合Ｌｍより大きくなっている。

主走査方向平均周囲長割合Ｌｍが小さいことで、主走査方向ＭＳのむらに対して変動の少ないドットパターンを作成することができる。

副走査方向平均周囲長割合Ｌａに対する主走査方向平均周囲長割合Ｌｍの比Ｌｍ／Ｌａが増加すると副走査方向ＡＳにむらが発生する場合がある。

そこで、連続調画像を２値画像であるドットパターンに変換する閾値マトリクスＴＭにおいて、閾値マトリクスＴＭにより、各画素値が網パーセント５０［％］に対応する値を有する連続調画像データを２値化して生成されるドットパターンの副走査方向平均周囲長割合Ｌａに対する主走査方向平均周囲長割合Ｌｍの比Ｌｍ／Ｌａ（副走査線に沿った方向の周囲長に対する主走査線に沿った方向の周囲長の比）が、０．４以上０．８以下とすることが好ましい。特に、主走査方向ＭＳのむらが副走査方向ＡＳのむらより発生する可能性が高い場合には、比Ｌｍ／Ｌａを０５以上０．７以下とすることが好ましい。

図１６は、上述のようにして作成された、すなわち閾値０〜２５５の閾値配列が決定された閾値マトリクスＴＭに対して、ＦＦＴ器３２により、周波数領域へ展開した周波数領域データ１６２のグラフを示している。この図１６では、周波数領域データ１６２をＦＦＴパワー成分の０を白、最大値を黒として各周波数のＦＦＴパワー強度の分布を２次元で表示したものである。図１７は、この周波数領域データ１６２の角度θに対するＦＦＴパワーを示している。なお、図１６においては、０周波数のプロットは省略している。図１６及び図１７から、この周波数領域データ１６２は、角度θに対して等方性を有し、かつ角度θに対して強度が変調されている特定のパターン周波数のグラフとなることが分かる。この場合、周波数領域データ１６２のグラフから、ドットパターンの少なくとも主走査方向ＭＳに対応する角度の強度が弱められていることが分かる。

上記の説明では、１版について説明しているが、カラー画像を再現する場合には、分版されたＣＭＹＫ色にＲＧＢ色を加えた７色印刷や、ＣＭＹＫ色＋Ｇ色＋オレンジ色の６色印刷等が行われている。この場合、ｍ（ｍ＞４）色に対して、ｍ個の閾値マトリクスサイズの異なる閾値マトリクスを作成してもよいが、補色に対しては、網パーセントが共に大きくなることはほとんどないので、補色間の干渉は小さい。このため、補色に対しては同じ閾値マトリクスを使用することができる。例えば、ＣＭＹＫ色＋ＲＧＢ色のインクを用いるとき、Ｍ版とＧ版、Ｃ版とＲ版、Ｙ版とＢ版はそれぞれ同一の閾値マトリクスを使用することができる。同様に、ＣＭＹＫ色＋Ｇ色＋オレンジ色を用いるときには、Ｍ版とＧ版、Ｃ版とオレンジ版は同一の閾値マトリクスを使用することができる。

上記のようにして作成された閾値マトリクスは、例えば、以下に示すよう使用に供される。

図１８は、閾値マトリクス作成システム１０（図１参照）を構成する閾値マトリクス作成装置２０により作成された閾値マトリクスＴＭが使用される例としての印刷・製版システム２００を示している。

この印刷・製版システム２００では、撮像装置としてのデジタルカメラ２０２により取り込まれたＲＧＢ画像データあるいはスキャナ（画像読取装置）としての製版入力機２０４により取り込まれたＲＧＢ画像データ（又はＣＭＹＫ画像データ）が、ＲＩＰ（ラスタイメージプロセッサ）２０６に供給され、ＲＧＢ画像データは、一旦ＣＭＹＫ画像データに変換される。

この場合、ＲＩＰ２０６には、閾値マトリクス作成装置２０により作成された閾値マトリクスＴＭのデータ（閾値マトリクスデータ）がＣＤ−Ｒ等の記録媒体としての光ディスク２０８を通じて、あるいは通信により、ＲＩＰ２０６のハードディスクに予め格納されている。

ＲＩＰ２０６は、ＣＭＹＫ各画像データと、対応するＣＭＹＫ各閾値マトリクスデータを比較して、ＣＭＹＫ各ドットパターンデータ（ＣＭＹＫ各画像データ）に変換する。

ＣＭＹＫ各ドットパターンデータは、いわゆるＤＤＣＰ（実網プルーファともいう。）２１０に送られて、紙上に印刷プルーフＰＲａが作成される。このＤＤＣＰ２１０により、印刷機２２０にかける前に、ノイズ成分の混入の有無、印刷品質が確認される。この場合には、紙として印刷用紙自体が使用される場合がある。

また、ＲＩＰ２０６からカラーインクジェットプリンタ２０ｃ１あるいはカラー電子写真プリンタ２０ｃ２にＣＭＹＫドットパターンデータが送られて、簡易的に紙上に印刷プルーフＰＲｂ、ＰＲｃを作成することができる。

さらにＣＭＹＫ各ドットパターンデータは、ＣＴＣ装置等の出力システム２２を構成する、フイルムセッターあるいはプレートセッターである露光ユニット２６に送られる。露光ユニット２６がフイルムセッターである場合には、自動現像機２８を介してフイルムＦが作成され、このフイルムＦが刷版用の印刷版材と重ねられ、図示しない面露光装置で露光されることで刷版ＰＰが作成される。また、露光ユニット２６が図１に示したようにプレートセッターである場合には、自動現像機２８を通じて刷版ＰＰが直接出力される。なお、露光ユニット２６に対して感光材料（印刷版材含む）のマガジン２１２から印刷版材ＥＭ等が供給される。

ＣＭＹＫの各刷版ＰＰは、印刷機２２０を構成するＣ版印刷部２１４Ｃ、Ｍ版印刷部２１４Ｍ、Ｙ版印刷部２１４Ｙ、Ｋ版印刷部２１４Ｋの図示していない版胴に装着される。印刷用紙供給部２１６から供給される印刷用紙に対して、Ｃ版印刷部２１４Ｃ、Ｍ版印刷部２１４Ｍ、Ｙ版印刷部２１４Ｙ、Ｋ版印刷部２１４Ｋで重ね刷りされることで、カラー画像が再現された印刷物ＰＭが得られる。なお、印刷機２２０が、ＣＴＣ装置構成である場合には、ＲＩＰ２０６からＣＭＹＫ各ドットパターンデータが直接通信により供給され、版胴に巻かれている印刷版材が露光記録・現像され、直接、刷版ＰＰとされる。

この発明の一実施形態に係る閾値マトリクスの作成方法が適用された閾値マトリクス作成システムの基本的な構成図である。 図１例のシステムによる閾値マトリクスの作成方法の説明に供される全体フローチャートである。 １×１画素ドットにより作成された網パーセント５０％でのホワイトノイズパターンの説明図である。 図４Ａは、パターン周波数帯域フィルタの周波数領域の説明図である。 図４Ｂは、図４Ａの角度に対する強度の説明図である。 図４Ｃは、連続階調画像の空間領域データの説明図である。 図４Ｄは、連続階調画像の空間領域データを２値化して２値データの説明図である。 図５Ａは、他の例のパターン周波数帯域フィルタの周波数領域の説明図である。 図５Ｂは、図５Ａの角度に対する強度の説明図である。 図５Ｃは、連続階調画像の空間領域データの説明図である。 図５Ｄは、連続階調画像の空間領域データを２値化して２値データの説明図である。 図６Ａは、さらに他の例のパターン周波数帯域フィルタの周波数領域の説明図である。 図６Ｂは、図６Ａの角度に対する強度の説明図である。 図６Ｃは、連続階調画像の空間領域データの説明図である。 図６Ｄは、連続階調画像の空間領域データを２値化して２値データの説明図である。 網パーセントに対するドット数の説明図である。 図８Ａは、小ドットの周囲長の説明に供される説明図である。 図８Ｂは、図８Ａと同一網パーセントの大ドットの周囲長の説明に供される説明図である。 図２に示す全体フローチャート中、ステップＳ４の閾値の配置位置決定の説明に供される詳細フローチャートである。 次階調の閾値位置決定処理の説明図である。 図１１Ａは、閾値候補位置の説明図である。 図１１Ｂは、閾値候補位置に最小サイズのドットを配置した説明図である。 図１２Ａは、最小サイズのドットが２×２画素ドットで、網パーセントが３０％のドットパターンを示している。 図１２Ｂは、図１２Ａのドットパターンに視覚特性フィルタをかけ、さらにＬＰＦをかけたものの濃淡を強調したパターン図である。 図１２Ｃは、従来技術に係る２×２画素ドットＦＭスクリーンのドットパターンを示している。 図１２Ｄは、図１２Ｃのドットパターンに視覚特性フィルタをかけ、さらにＬＰＦをかけたものの濃淡を強調したパターン図である。 図１３Ａは、この実施形態にかかる閾値マトリクスにより生成された網パーセント１０％のドットパターンを示す図である。 図１３Ｂは、この実施形態にかかる閾値マトリクスにより生成された網パーセント２０％のドットパターンを示す図である。 図１３Ｃは、この実施形態にかかる閾値マトリクスにより生成された網パーセント３０％のドットパターンを示す図である。 図１３Ｄは、この実施形態にかかる閾値マトリクスにより生成された網パーセント４０％のドットパターンを示す図である。 図１３Ｅは、この実施形態にかかる閾値マトリクスにより生成された網パーセント５０％のドットパターンを示す図である。 図１３Ｆは、この実施形態にかかる閾値マトリクスにより生成された網パーセント７０％のドットパターンを示す図である。 図４Ｄ、図５Ｄに示したドットを配置する候補位置としての２値パターンについての主走査方向平均周囲長割合、副走査方向平均周囲長割合、及び副走査方向平均周囲長割合に対する主走査方向平均周囲長割合の比をそれぞれ示す表を示す図である。 平均周囲長割合の説明に供される模式図である。 閾値マトリクスを周波数領域データに変換し、各周波数におけるパワー値をその強度に応じた濃淡で表した図である。 図１６例の閾値マトリクスの周波数領域データの角度に対する強度を示すパワー図である。 閾値マトリクス作成装置により作成された閾値マトリクスが適用される例としての印刷・製版システムを示すブロック図である。 従来技術に係る、２×２画素ＦＭの網パーセントが５％、５０％のドットパターンと、３×３画素ＦＭの網パーセントが５０％のドットパターンを示す説明図である。 ２×２画素ＦＭの網パーセントが５０％のドットパターンに対してＦＦＴをかけたときのパワー図である。 ３×３画素ＦＭの網パーセントが５０％のドットパターンに対してＦＦＴをかけたときのパワー図である。

符号の説明

１０…閾値マトリクス作成システム １２…画像データ発生器
１４…閾値マトリクス格納部 １６、３８…比較器
１８…ドットパターン発生器 ２０…閾値マトリクス作成装置
２２…出力システム ２６…露光ユニット
２８…自動現像機 ３０…ホワイトノイズ発生器
３２…ＦＦＴ器 ３４…パターン周波数帯域フィルタ
３６…ＩＦＦＴ器 ４０…ＬＰＦ
４２…視覚特性フィルタ ２００…印刷・製版システム

Claims (10)

1. 連続調画像を２値画像であるドットパターンに変換する閾値マトリクスの作成方法において、
   中間調のうち、ある網パーセントでパターン周波数を決定する過程と、
   ホワイトノイズパターンに帯域フィルタをかけた後、２値化し、この２値パターンをドットを配置する候補位置にして、閾値の配列を決定する過程とを備え、
   前記帯域フィルタは、主たる周波数帯域通過特性を有する周波数が前記パターン周波数に略等しく、かつ前記周波数帯域通過特性の強度が角度に応じて変調されている
   ことを特徴とする閾値マトリクスの作成方法。
2. 請求項１記載の閾値マトリクスの作成方法において、
   前記パターン周波数の帯域フィルタは、前記ドットパターンの少なくとも主走査方向に対応する角度の強度が弱められている
   ことを特徴とする閾値マトリクスの作成方法。
3. 請求項１記載の閾値マトリクスの作成方法において、
   前記パターン周波数の帯域フィルタは、前記ドットパターンの主走査方向及び副走査方向に対応する角度の強度が弱められている
   ことを特徴とする閾値マトリクスの作成方法。
4. 連続調画像を２値画像であるドットパターンに変換する閾値マトリクスにおいて、
   前記閾値マトリクスにより、各画素値が網パーセント５０［％］に対応する値を有する連続調画像データを２値化して生成されるドットパターンを周波数領域に変換した際の周波数成分が前記ドットパターンのパターン周波数に略等しく、かつ周波数成分の強度が角度に応じて変調されている
   ことを特徴とする閾値マトリクス。
5. 請求項４記載の閾値マトリクスにおいて、
   前記周波数成分の強度は、前記ドットパターンの少なくとも主走査方向に対応する角度の強度が弱められている
   ことを特徴とする閾値マトリクス。
6. 請求項４記載の閾値マトリクスにおいて、
   前記周波数成分の強度は、前記ドットパターンの主走査方向及び副走査方向に対応する角度の強度が弱められている
   ことを特徴とする閾値マトリクス。
7. 連続調画像を２値画像であるドットパターンに変換する閾値マトリクスにおいて、
   前記閾値マトリクスにより、各画素値が網パーセント５０［％］に対応する値を有する連続調画像データを２値化して生成されるドットパターンの副走査線に沿った方向の周囲長に対する主走査線に沿った方向の周囲長の比が、０．４以上０．８以下となる
   ことを特徴とする閾値マトリクス。
8. 連続調画像を２値画像であるドットパターンに変換する閾値マトリクスにおいて、
   前記閾値マトリクスを周波数領域に変換した際の周波数成分が前記ドットパターンのパターン周波数に略等しく、かつ周波数成分の強度が角度に応じて変調されている
   ことを特徴とする閾値マトリクス。
9. 請求項８記載の閾値マトリクスにおいて、
   前記周波数成分の強度は、前記ドットパターンの少なくとも主走査方向に対応する角度の強度が弱められている
   ことを特徴とする閾値マトリクス。
10. 請求項８記載の閾値マトリクスにおいて、
    前記周波数成分の強度は、前記ドットパターンの主走査方向及び副走査方向に対応する角度の強度が弱められている
    ことを特徴とする閾値マトリクス。
    
    

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