JP2006165930A - Dither matrix generation method and dither matrix - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多階調の元画像のハーフトーン化において元画像と比較されるディザマトリクスを生成する技術、および、ディザマトリクスに関する。 The present invention relates to a technique for generating a dither matrix to be compared with an original image in halftoning a multi-tone original image, and a dither matrix.
従来より、ディザマトリクスを利用して多階調の元画像(入力画像とも呼ばれる。)をハーフトーン化(ディザ処理)することが行われている。ディザマトリクスを利用するこの手法では、元画像の各画素の濃度レベル(画素値)とディザマトリクスの対応する要素値とを比較することにより、この画素の位置にドットを形成するか否かが決定されて2値の出力画像が生成され、これにより、誤差拡散法等の近傍アルゴリズムに比べて高速なディザ処理が実現される。また、近年では、ディザマトリクスの要素値の配列にランダム性を取り入れることにより、出力画像において要素値の配列の規則性に起因する周期的模様が発生することを防止する技術も利用されている。さらに、青色雑音(ブルーノイズ)と呼ばれる特性を有するディザマトリクスでは、誤差拡散法により生成される出力画像と同等の高品質な出力画像の生成が可能になるとともに、誤差拡散法において問題となる出力画像中のドットが線状に連なる現象(いわゆる、ワーム)が発生することもない。 Conventionally, a multi-tone original image (also referred to as an input image) is halftoned (dithered) using a dither matrix. In this method using a dither matrix, whether or not to form a dot at the position of this pixel is determined by comparing the density level (pixel value) of each pixel of the original image with the corresponding element value of the dither matrix. As a result, a binary output image is generated, thereby realizing a dither process that is faster than a neighborhood algorithm such as an error diffusion method. In recent years, a technique has also been used that prevents the occurrence of a periodic pattern due to the regularity of the arrangement of element values in the output image by incorporating randomness into the arrangement of element values of the dither matrix. Furthermore, a dither matrix having a characteristic called blue noise (blue noise) can generate a high-quality output image equivalent to an output image generated by the error diffusion method, and output that causes a problem in the error diffusion method. There is no occurrence of a phenomenon in which dots in an image are linearly connected (so-called worm).
ディザマトリクスを生成する手法として、例えば、特許文献1では、一の濃度レベルのドットの配置から次の濃度レベルにおけるドットの配置を示す2値のドットプロファイルを生成する際に、ドットプロファイルに対して定義される人間の視覚特性に基づいたコスト関数(エネルギー関数)の値が小さくなるように、焼きなまし法を用いて一の濃度レベルのドットプロファイルに追加されるドットの位置を決定することにより、全ての濃度レベルにそれぞれ対応する複数のドットプロファイルを取得してディザマトリクスを生成する手法が開示されている。
As a technique for generating a dither matrix, for example, in
なお、特許文献2では、一の濃度レベルの2値のドットプロファイルにブルーノイズ特性フィルタを作用させた画像を生成し、この画像と元のドットプロファイルとの差分画像において濃度レベルが最大となる画素に対応するドットプロファイル中の位置にドットを追加して一の濃度レベルの次の濃度レベルのドットプロファイルを生成することにより、各濃度レベルのドットプロファイルを取得してディザマトリクスを生成する手法が提案されている。また、特許文献3では、一の濃度レベルのドットプロファイルに低域通過フィルタを作用させた画像において、濃度レベルが最小となる画素に対応するドットプロファイル中の位置にドットを追加して次の濃度レベルのドットプロファイルを生成することにより、各濃度レベルのドットプロファイルを取得してディザマトリクスを生成する手法が開示されている。
ところで、特許文献1の手法にて生成されたディザマトリクスを利用してハーフトーン化された出力画像では、空間周波数特性において単に低周波成分がカットされるだけとなり、ブルーノイズの特徴とされる周波数スペクトルのピークが顕著に現れない。また、この手法ではコスト関数の計算に長時間を要するため、最適化されたドットプロファイルを短時間に生成することができないという問題もある。なお、特許文献2および3の手法においても、演算量の削減が必要とされる場合がある。
By the way, in the output image halftoned using the dither matrix generated by the method of
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、適切なディザマトリクスを生成することを目的とし、ディザマトリクスを短時間に生成することも目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and has an object of generating an appropriate dither matrix and also generating a dither matrix in a short time.
請求項1に記載の発明は、多階調の元画像のハーフトーン化において前記元画像と比較されるディザマトリクスを生成するディザマトリクス生成方法であって、ディザマトリクスに対応する2次元領域に、最初の一の濃度レベルにおけるドットの配置を示す2値のドットプロファイルを取得する工程と、前記一の濃度レベルの次の濃度レベルに合わせて前記ドットプロファイル中に追加されるドットの個数を取得する工程と、前記ドットプロファイル中に追加されるドットの位置を決定し、前記次の濃度レベルのドットプロファイルを取得する工程と、前記一の濃度レベルを前記次の濃度レベルへと更新して前記追加されるドットの個数を取得する工程へと戻る工程とを備え、前記最初の一の濃度レベルのドットプロファイル、および、各濃度レベルのドットプロファイルに対して決定された前記追加されるドットの位置の組合せが、ディザマトリクスとされ、前記次の濃度レベルのドットプロファイルを取得する工程が、前記ドットプロファイルにドットを追加して変更後のドットプロファイルを生成する工程と、前記変更後のドットプロファイルに含まれる2つのドットの各組合せについて、前記2つのドット間の相対的な位置により決定される相互作用エネルギーを求め、相互作用エネルギーの総和をエネルギー値として実質的に求める工程とを備え、前記次の濃度レベルのドットプロファイルを取得する工程において、前記ドットプロファイルに追加されるドットの位置を変更しつつ、前記変更後のドットプロファイルを生成する工程と前記エネルギー値を実質的に求める工程とが繰り返され、前記追加されるドットの位置が前記エネルギー値を極小とする位置として決定される。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のディザマトリクス生成方法であって、ドットプロファイルの行方向および列方向の大きさをそれぞれLx,Ly、前記変更後のドットプロファイルにおける前記2つのドットの前記行方向および前記列方向にて規定される位置の座標をそれぞれ(xm,ym),(xn,yn)として、(xn−xm)のLxによる剰余、および、(yn−ym)のLyによる剰余をパラメータとして前記2つのドットの間の前記相互作用エネルギーが求められる。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のディザマトリクス生成方法であっ
て、前記2つのドット間の距離をrとして前記相互作用エネルギーJ(r)が、
The invention according to claim 3 is the dither matrix generation method according to
により求められる。 It is calculated by.
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載のディザマトリクス生成方法であって、前記エネルギー値を実質的に求める工程において、変更前のドットプロファイルのエネルギー値と前記変更後のドットプロファイルのエネルギー値との差が前記追加されるドットの位置の変更に基づいて求められる。 A fourth aspect of the present invention is the dither matrix generation method according to any one of the first to third aspects, wherein in the step of substantially obtaining the energy value, the energy value of the dot profile before the change and the change A difference from the energy value of the subsequent dot profile is obtained based on the change in the position of the added dot.
請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載のディザマトリクス生成方法であって、前記次の濃度レベルのドットプロファイルを取得する工程が、焼きなまし法を利用して前記エネルギー値を極小とする前記追加されるドットの位置を決定する。 A fifth aspect of the present invention is the dither matrix generation method according to any one of the first to fourth aspects, wherein the step of obtaining the dot profile of the next density level uses the annealing method to obtain the energy. The position of the added dot having a minimum value is determined.
請求項6に記載の発明は、多階調の元画像のハーフトーン化において前記元画像と比較されるディザマトリクスを生成するディザマトリクス生成方法であって、ディザマトリクスに対応する2次元領域に、低濃度範囲の最初の濃度レベルにおけるドットの配置を示す2値のドットプロファイルを生成する初期ドットプロファイル生成工程と、前記低濃度範囲の前記最初の濃度レベル以降の各濃度レベルにおけるドットプロファイルを、前記2次元領域において全てのドットから最も離れた位置にドットを順次追加することにより生成する第1ドットプロファイル生成工程と、少なくとも中濃度範囲の各濃度レベルにおけるドットの配置を示すドットプロファイルを前記第1ドットプロファイル生成工程とは異なる手法を利用して生成する第2ドットプロファイル生成工程とを備える。 The invention according to claim 6 is a dither matrix generation method for generating a dither matrix to be compared with the original image in halftoning of a multi-tone original image, and in a two-dimensional region corresponding to the dither matrix, An initial dot profile generation step for generating a binary dot profile indicating the arrangement of dots at the first density level in the low density range, and a dot profile at each density level after the first density level in the low density range, A first dot profile generation step that is generated by sequentially adding dots at positions farthest from all dots in a two-dimensional region, and a dot profile that indicates the arrangement of dots at each density level in at least the medium density range. The second that is generated using a method different from the dot profile generation step And a Tsu door profile generation process.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載のディザマトリクス生成方法であって、前記初期ドットプロファイル生成工程において、前記最初の濃度レベルに合わせた個数だけドットを前記2次元領域に配置し、配置されたドットの分布の均一性をボロノイ領域分割を利用して高めることにより、前記最初の濃度レベルのドットプロファイルが生成される。 A seventh aspect of the present invention is the dither matrix generation method according to the sixth aspect, wherein in the initial dot profile generation step, a number of dots corresponding to the initial density level are arranged in the two-dimensional area. By increasing the uniformity of the distribution of the arranged dots by using Voronoi region division, the dot profile of the first density level is generated.
請求項8に記載の発明は、請求項6または7に記載のディザマトリクス生成方法であって、前記第2ドットプロファイル生成工程において、ドットの配置状態を数値化する所定のエネルギー関数を用いて一の濃度レベルのドットプロファイルから次の濃度レベルのドットプロファイルを生成する際に追加されるドットの位置が決定される。 The invention according to claim 8 is the dither matrix generation method according to claim 6 or 7, wherein, in the second dot profile generation step, a predetermined energy function that digitizes the dot arrangement state is used. The position of the dot added when the dot profile of the next density level is generated from the dot profile of the current density level is determined.
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載のディザマトリクス生成方法であって、前記第2ドットプロファイル生成工程が、前記次の濃度レベルに合わせて前記一の濃度レベルのドットプロファイル中に追加されるドットの個数を取得する工程と、前記一の濃度レベルのドットプロファイル中に追加されるドットの位置を決定し、前記次の濃度レベルのドットプロファイルを取得する工程と、前記一の濃度レベルを前記次の濃度レベルへと更新して前記追加されるドットの個数を取得する工程へと戻る工程とを備え、前記次の濃度レベルのドットプロファイルを取得する工程が、前記一の濃度レベルのドットプロファイルにドットを追加して変更後のドットプロファイルを生成する工程と、前記変更後のドットプロファイルに含まれる2つのドットの各組合せについて、前記2つのドット間の相対的な位置により決定される相互作用エネルギーを求め、相互作用エネルギーの総和をエネルギー値として実質的に求める工程とを備え、前記次の濃度レベルのドットプロファイルを取得する工程において、前記一の濃度レベルのドットプロファイルに追加されるドットの位置を変更しつつ、前記変更後のドットプロファイルを生成する工程と前記エネルギー値を実質的に求める工程とが繰り返され、前記追加されるドットの位置が前記エネルギー値を極小とする位置として決定される。 The invention according to claim 9 is the dither matrix generation method according to claim 8, wherein the second dot profile generation step is performed in the dot profile of the one density level according to the next density level. Obtaining a number of dots to be added, determining a position of a dot to be added in the dot profile of the one density level, obtaining a dot profile of the next density level, and the one density Updating the level to the next density level and returning to the step of acquiring the number of added dots, and acquiring the dot profile of the next density level includes the step of acquiring the one density level. A step of generating a dot profile after the change by adding dots to the dot profile of the two, and two steps included in the dot profile after the change For each combination of dots, determining an interaction energy determined by a relative position between the two dots, and substantially determining a sum of the interaction energies as an energy value. In the step of acquiring the dot profile, the step of generating the changed dot profile and the step of substantially obtaining the energy value while changing the position of the dot added to the dot profile of the one density level, Is repeated, and the position of the added dot is determined as the position where the energy value is minimized.
請求項10に記載の発明は、請求項1ないし9のいずれかに記載のディザマトリクス生成方法にて生成されたものである。
The invention according to claim 10 is generated by the dither matrix generation method according to any one of
請求項1ないし5、並びに、請求項9および10の発明では、相互作用エネルギーを利用して適切なディザマトリクスを生成することができる。
In the inventions of
また、請求項3の発明では、より適切なディザマトリクスを生成することができ、請求項4の発明では、ディザマトリクスを容易に生成することができる。 In the invention of claim 3, a more appropriate dither matrix can be generated, and in the invention of claim 4, a dither matrix can be easily generated.
請求項6ないし10の発明では、低濃度範囲において既存のドットから離れた位置にドットを追加することにより適切なディザマトリクスを短時間に生成することができる。 According to the sixth to tenth aspects of the present invention, an appropriate dither matrix can be generated in a short time by adding dots at positions away from existing dots in the low density range.
また、請求項7の発明では、低濃度範囲の最初の濃度レベルのドットプロファイルをドットの分布の均一性を確保しつつ生成することができ、請求項8の発明では、少なくとも中濃度範囲において所定のエネルギー関数を利用して、ディザマトリクスを容易に生成することができる。 In the invention of claim 7, a dot profile of the first density level in the low density range can be generated while ensuring uniformity of dot distribution. In the invention of claim 8, the dot profile is predetermined in at least the middle density range. A dither matrix can be easily generated using the energy function of
図1はディザマトリクスを利用して元画像のハーフトーン化を行うディザ処理システム1の機能構成を示す図である。ディザ処理システム1は、行方向および列方向に画素が配列される多階調の元画像(入力画像とも呼ばれ、図1中において行列I(X,Y)として表される。)のデータを記憶する元画像メモリ11、元画像メモリ11から濃度レベル(画素値)が読み出される各画素の行方向の座標Xおよび列方向の座標Yがそれぞれ入力されるモジュロ演算部12a,12b、後述するディザマトリクス生成処理により生成されるディザマトリクスを記憶するディザマトリクスメモリ13、元画像メモリ11からの濃度レベルとディザマトリクスの対応する要素値(閾値)とを比較する比較部14、並びに、比較部14からの出力を記憶する出力画像メモリ15を備える。
FIG. 1 is a diagram showing a functional configuration of a
図2は元画像70をハーフトーン化する様子を説明するための図である。図2に示すように元画像70には、同一の大きさの多数の領域に分割してハーフトーン化の単位となる繰り返し領域71が設定される。ディザマトリクス81は1つの繰り返し領域71(図2中において太線にて示す領域)に含まれる複数の画素にそれぞれ対応する複数の閾値を要素値として有するものであり、本実施の形態では、ディザマトリクス81の行方向および列方向の大きさがそれぞれLx,Ly(ただし、Lx,Lyは整数)とされる。
FIG. 2 is a diagram for explaining how the
元画像のハーフトーン化の際には、概念的には元画像70の各繰り返し領域71にディザマトリクス81をタイル張りするように重ね合わせ、繰り返し領域71の各画素の濃度レベルとディザマトリクス81の対応する要素値とが比較されることにより、2値の出力画像90(図1中において行列O(X,Y)として表される。)におけるその画素の位置(アドレス)の濃度レベルが決定される。したがって、仮に元画像70の画素の濃度レベルが一様である場合は、ディザマトリクス81においてその濃度レベルよりも小さな要素値が設定されている位置の画素には、例えば、濃度レベル「1」が付与され(すなわち、ドットが置かれ)、残りの画素には濃度レベル「0」が付与され(すなわち、ドットは置かれず)、ハーフトーン化後の2値の出力画像90が生成される。
When halftoning the original image, conceptually, the
ハーフトーン化の処理を図1を参照してさらに具体的に説明すると、元画像メモリ11から元画像の1つの画素の濃度レベルが読み出されると、この画素の位置の座標(X,Y)に対応する繰り返し領域中のx座標が、モジュロ演算部12aが(X mod Lx)(ただし、(A mod B)はAをBで除したときの剰余を示し、Bより小さい0以上の整数となる。)を演算することにより求められ、繰り返し領域中のy座標が、モジュロ演算部12bが(Y mod Ly)を演算することにより求められる。そして、ディザマトリクス81における1つの要素値が特定されてディザマトリクスメモリ13から読み出される。比較部14では、元画像メモリ11からの濃度レベルとディザマトリクスメモリ13からの要素値とが比較され、濃度レベルが要素値よりも大きい場合にはその画素の位置の濃度レベルが「1」とされ、濃度レベルが要素値以下の場合にはその画素の位置の濃度レベルが「0」とされ、図3に示すように、ドット(平行斜線を付して示す。)の有無により表現される2値の出力画像90が生成される。なお、実際にはLx,Lyの値は図3に示すものよりも十分に大きい。
The halftoning process will be described more specifically with reference to FIG. 1. When the density level of one pixel of the original image is read from the
次に、多階調の元画像のハーフトーン化において元画像と比較されるディザマトリクスを生成する処理について説明を行う。図4は、本発明の第1の実施の形態に係るディザマトリクスを生成するコンピュータ2の構成を示す図である。コンピュータ2は、図4に示すように、各種演算処理を行うCPU21、基本プログラムを記憶するROM22および各種情報を記憶するRAM23をバスラインに接続した一般的なコンピュータシステムの構成となっている。バスラインにはさらに、情報記憶を行う固定ディスク24、画像等の各種情報の表示を行うディスプレイ25、操作者からの入力を受け付けるキーボード26aおよびマウス26b(以下、「入力部26」と総称する。)、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体8から情報の読み取りを行う読取装置27、並びに、他の装置との間で信号を送受信する通信部28が、適宜、インターフェイス(I/F)を介する等して接続される。
Next, processing for generating a dither matrix to be compared with the original image in halftoning of the multi-tone original image will be described. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the
コンピュータ2には、事前に読取装置27を介して記録媒体8からプログラム80が読み出され、固定ディスク24に記憶される。そして、プログラム80がRAM23にコピーされるとともにCPU21がRAM23内のプログラムに従って演算処理を実行することにより(すなわち、コンピュータがプログラムを実行することにより)、コンピュータ2がディザマトリクスを生成するディザマトリクス生成部としての役割を果たす。
The
図5は、CPU21がプログラム80に従って動作することにより、CPU21、ROM22、RAM23、固定ディスク24等が実現する機能構成を他の構成とともに示す図であり、図5において、ディザマトリクス生成部30の各構成(ボロノイ領域分割部31、第1ドットプロファイル生成部32および第2ドットプロファイル生成部33)および記憶部34がCPU21等により実現される機能を示す。なお、ディザマトリクス生成部30の機能は専用の電気的回路により実現されてもよく、部分的に電気的回路が用いられてもよい。
FIG. 5 is a diagram showing a functional configuration realized by the
図6はディザマトリクスを生成する処理の概要を説明するための図であり、ディザマトリクス81と各濃度レベルにおけるドットの配置を示す2値のドットプロファイルとの関係を示す図である。ディザマトリクス81を生成する際には、元画像の濃度範囲に含まれる複数の濃度レベルのそれぞれに対応するとともに、生成されるディザマトリクスと同じ大きさのドットプロファイルが取得され、これらのドットプロファイルから1つのディザマトリクスが生成される。例えば、元画像の濃度レベルが0ないし3である場合には、図6に示すように、これらの濃度レベルにそれぞれ対応する4個のドットプロファイル811〜814が取得される。
FIG. 6 is a diagram for explaining the outline of the process for generating the dither matrix, and is a diagram showing the relationship between the
ここで、ディザマトリクス81と同じ大きさの一定の濃度レベルの画像をディザマトリクス81を用いてハーフトーン化すると、その濃度レベルのドットプロファイルとなるため、ディザマトリクス81においてドットプロファイル中のドットの位置と同じ位置は、その濃度レベルよりも低い値とされる。また、ドットプロファイルは濃度レベルが高いほどドット(図6中において平行斜線を付して示す画素)の数が増加し、濃度レベルが異なる2つのドットプロファイルの間では、濃度レベルが低いドットプロファイルにおいて存在するドットは、濃度レベルが高いドットプロファイルにおいても必ず存在するという特徴を有する。したがって、ディザマトリクスに対応する2次元領域において、一の濃度レベルのドットプロファイルと次の濃度レベルのドットプロファイルとの間でドットが追加(または、削除)される位置と同じ位置に一の濃度レベル(または、次の濃度レベル)の値を付与し、一の濃度レベルを次の濃度レベルへと更新しつつ上記処理を繰り返すことによりディザマトリクス81が生成される。以下、元画像の複数の濃度レベルにそれぞれ対応する複数のドットプロファイルを取得して、ディザマトリクスを生成する処理について詳述する。
Here, when an image having a constant density level of the same size as the
図7.Aはコンピュータ2がディザマトリクスを生成する処理の流れを示す図であり、図7.Bは、図7.A中の各工程に関係する濃度範囲(または、濃度レベル)を説明するための図である。図7.Aおよび図7.Bに示すように、コンピュータ2では、初期ドットプロファイル生成処理により濃度レベル1のドットプロファイルが取得され(ステップS11)、第1ドットプロファイル生成処理により濃度レベル2からg1までの低濃度範囲の各濃度レベルのドットプロファイルが取得され(ステップS12)、第2ドットプロファイル生成処理により濃度レベルg1より大きい中濃度範囲および高濃度範囲(ただし、最も高い濃度レベルを除く。)の各濃度レベルのドットプロファイルが取得される(ステップS13)。
FIG. FIG. 7A is a diagram showing a flow of processing in which the
本実施の形態では、低濃度レベルから高濃度レベルに向かって順にドットプロファイルが生成されるため、一の濃度レベルのドットプロファイルにドットを追加して、より高い次の濃度レベルのドットプロファイルが取得される。また、元画像の濃度レベルが0ないし255の256段階であるものとし、濃度レベルgのドットプロファイルに含まれるドット数を累積分布関数n(g)にて表すものとする。累積分布関数n(g)は(広義の)単調増加関数とされ、通常、(n(g+1)>n(g))、かつ、(n(0)=0)、および、(n(255)=Lx×Ly)(上述のように、ドットプロファイルの行方向および列方向の大きさは、ディザマトリクスと同様に、それぞれLx,Lyとなる。)とされる。なお、累積分布関数の一例としては、濃度レベルとドット数とが線形に増加する線形関数が考えられるが、他の単調増加関数を用いることも可能である。以下、図7.A中のステップS11〜S13の各処理の詳細について説明する。 In this embodiment, since dot profiles are generated in order from the low density level to the high density level, dots are added to the dot profile of one density level to obtain a dot profile of a higher next density level. Is done. It is assumed that the density level of the original image is 256 levels from 0 to 255, and the number of dots included in the dot profile at the density level g is represented by the cumulative distribution function n (g). The cumulative distribution function n (g) is a monotonically increasing function (in a broad sense). Usually, (n (g + 1)> n (g)), and (n (0) = 0) and (n (255) = Lx × Ly) (As described above, the size of the dot profile in the row direction and the column direction is Lx and Ly, respectively, similarly to the dither matrix). As an example of the cumulative distribution function, a linear function in which the density level and the number of dots increase linearly can be considered, but other monotonically increasing functions can also be used. Hereinafter, FIG. Details of each processing of steps S11 to S13 in A will be described.
図8は初期ドットプロファイル生成処理の流れを示す図であり、図7.AのステップS11にて行われる処理を示している。初期ドットプロファイル生成処理ではボロノイ領域分割が利用される。ここで、ボロノイ領域分割とは距離が定義された空間を、空間に散らばった複数の母点をそれぞれ核とする複数の細胞領域に分割することをいい、各細胞領域に含まれる点において、全ての母点のうち当該細胞領域の核である母点が最寄りのものとなる。 FIG. 8 is a diagram showing the flow of initial dot profile generation processing. The process performed in step S11 of A is shown. In the initial dot profile generation process, Voronoi region division is used. Here, Voronoi region division means to divide a space in which a distance is defined into a plurality of cell regions each having a plurality of mother points scattered in the space as cores. Of the generating points, the generating point that is the nucleus of the cell region is the closest.
図5のボロノイ領域分割部31では、まず、ディザマトリクスに対応する離散的な2次元領域(すなわち、行方向および列方向の大きさがそれぞれLx,Lyとされる2次元領域であり、以下、「マトリクス領域」という。)において、初期の濃度レベル1に合わせたドットの個数分だけ位置(すなわち、行方向および列方向にて規定される整数値座標)がランダムに選択され、選択された複数の位置のそれぞれに母点が配置されて異なるラベルが付与される(ステップS21)。ここで、濃度レベル1に合わせたドットの個数は、累積分布関数n(1)として求められる。
In the Voronoi
続いて、マトリクス領域中の各位置(座標(x,y)にて特定される位置)に対して最寄りの母点が特定され、特定された母点のラベルをこの位置に対応する要素値とする行列V(x,y)が求められることにより、ラベルが等しい(すなわち、最寄りの母点が同じとなる)位置の集合が細胞領域として取得される(すなわち、離散ボロノイ領域分割が行われる)(ステップS22)。このとき、マトリクス領域が、図2に示す繰り返し領域71に対応することから、n(1)個だけ配置された複数の母点も上下左右に繰り返し存在するものとして扱われる。したがって、ボロノイ領域分割が行われる際には、マトリクス領域の繰り返しを想定した場合の複数の母点のうち、距離算出基準となる各位置に最も近いものが特定される。
Subsequently, the nearest generating point is specified for each position in the matrix area (the position specified by the coordinates (x, y)), and the label of the specified generating point is set as an element value corresponding to this position. By obtaining the matrix V (x, y) to be obtained, a set of positions having the same label (that is, the nearest generating point is the same) is obtained as a cell region (that is, discrete Voronoi region division is performed). (Step S22). At this time, since the matrix region corresponds to the repeated
図9は、ボロノイ領域分割が行われたマトリクス領域を示す図である。図9に示すように、複数の母点61の位置に基づいてボロノイ領域分割が行われ、複数の細胞領域62(図9中にて太線にて囲む領域)がマトリクス領域中にて取得される。複数の細胞領域62が取得されると、各細胞領域62において重心63が求められ、母点61から重心63までのベクトルが求められる(ステップS23)。なお、この段階では、母点61の位置と細胞領域62の重心63の位置とは通常一致せず、母点61は細胞領域62内のある方向に偏っており、ステップS23では細胞領域62内における母点61の偏りが実質的に求められる。そして、母点61から重心63までのベクトルがC倍(定数倍)され、C倍後の移動ベクトルに従って母点61を移動して細胞領域62内における母点61の偏りが改善される(ステップS24)。
FIG. 9 is a diagram illustrating a matrix region in which Voronoi region division is performed. As shown in FIG. 9, Voronoi region division is performed based on the positions of a plurality of generating
ボロノイ領域分割部31では、細胞領域内における母点の偏りを計算し、偏りを改善する上記ステップS22〜S24の処理が繰り返し行われ(ステップS25)、母点がほぼ移動しなくなると(すなわち、母点の位置が収束して、母点から細胞領域の重心までのベクトルの大きさがほぼ0となると)、各母点の位置の値が「1」とされてドットが付与される(ステップS26)。これにより、n(1)個のドットがマトリクス領域におよそ均一に分布された濃度レベル1のドットプロファイルP(x,y;1)が取得される。なお、ステップS24において用いられる定数Cは、母点の位置の収束を加速させるためのパラメータであり、操作者により図5の入力部26を介して予め設定される。経験的には、定数Cを2とした場合に定数Cが1の場合よりも母点の位置の収束が速くなり、母点の分布も好ましいものとなる。
In the Voronoi
このように、ボロノイ領域分割部31では、低濃度範囲の最初の濃度レベルに合わせた個数だけドットがマトリクス領域に配置され、ドットの分布の均一性がボロノイ領域分割を利用して高められることにより、低濃度範囲の最初の濃度レベルのドットプロファイルがドットの分布の均一性を確保しつつ適切かつ容易に生成される。
As described above, the Voronoi
次に、図5の第1ドットプロファイル生成部32では、低濃度範囲に含まれる複数の濃度レベルg(ただし、2≦g≦g1)のそれぞれに対してドットプロファイルが取得される。図10は、第1ドットプロファイル生成部32が行う第1ドットプロファイル生成処理の流れを示す図であり、図7.AのステップS12にて行われる処理を示している。
Next, the first dot
第1ドットプロファイル生成部32では、まず、マトリクス領域に濃度レベル(g−1)のドットプロファイルP(x,y;g−1)がコピーされ、ドットプロファイルQ(x,y)が生成される(ステップS31)。ここで、ドットプロファイルP(x,y;g−1)は求められるドットプロファイルの濃度レベルg(以下、「対象濃度レベルg」という。)の前の濃度レベルのものであり、第1ドットプロファイル生成部32における最初の処理では、通常、上述の処理により生成された濃度レベル1のドットプロファイルP(x,y;1)とされる。そして、対象濃度レベルgのドットプロファイルにおけるドット数n(g)と濃度レベル(g−1)のドットプロファイルにおけるドット数n(g−1)との差dn(dn=n(g)−n(g−1))を求めることにより追加されるドットの個数が取得される(ステップS32)。また、所定のパラメータKが0に初期化される(ステップS33)。
In the first dot
続いて、ドットプロファイルQ(x,y)において、繰り返し領域を考慮しつつ各位置と最寄りのドットとの間の距離が算出され、算出された距離をこの位置に対応する要素値とする最短距離行列W(x,y)が求められ(ステップS34,S35)、距離が最大となる位置の座標(xa,ya)が求められる(ステップS36)。なお、最寄りの母点との距離が等しい複数の位置が存在する場合には、1つの位置がランダムに選択される。そして、ドットプロファイルQ(x,y)中の座標(xa,ya)の位置の値が「1」とされてドットが追加される(ステップS37)。このとき、距離が最大となる位置は、上述のボロノイ領域分割により生成される細胞領域の境界を示すいずれかの多角形の頂点の位置と同じであり、この位置では隣接する全てのドットとの間の距離が等しくなる。したがって、このような位置に新たなドットを追加することにより、ドットの分布の均一性がおよそ保たれる。その後、パラメータKに1が加算される(ステップS38)。なお、最短距離行列W(x,y)と同時に離散ボロノイ領域分割を示す行列V(x,y)を保持し、ステップS37で追加されたドットに新しいラベルを与え、追加されたドットの近傍の必要最低限の範囲にある座標について離散ボロノイ領域分割を示す行列V(x,y)および最短距離行列W(x,y)を修正すれば、ステップS35は高速化が可能である。さらに、ステップS36で最短距離行列W(x,y)をスキャンして選択される座標の候補は複数存在することが多いので、W(x,y)の一度のスキャンで座標の候補をリストアップしておけば、毎回スキャンする必要はなくなり、高速化につながる。 Subsequently, in the dot profile Q (x, y), the distance between each position and the nearest dot is calculated in consideration of the repeated area, and the shortest distance having the calculated distance as an element value corresponding to this position. The matrix W (x, y) is obtained (steps S34 and S35), and the coordinates (x a , y a ) of the position where the distance is maximum are obtained (step S36). When there are a plurality of positions having the same distance from the nearest generating point, one position is selected at random. Then, the value of the position of the coordinates (x a , y a ) in the dot profile Q (x, y) is set to “1”, and a dot is added (step S37). At this time, the position where the distance is maximum is the same as the position of the vertex of any polygon indicating the boundary of the cell region generated by the above Voronoi region division, and at this position, all the adjacent dots are The distance between them becomes equal. Therefore, by adding a new dot at such a position, the uniformity of the dot distribution is maintained approximately. Thereafter, 1 is added to the parameter K (step S38). The matrix V (x, y) indicating the discrete Voronoi region division is held at the same time as the shortest distance matrix W (x, y), a new label is given to the dot added in step S37, and the vicinity of the added dot is given. If the matrix V (x, y) indicating the discrete Voronoi region division and the shortest distance matrix W (x, y) are corrected for the coordinates in the minimum necessary range, step S35 can be speeded up. Further, since there are many coordinate candidates selected by scanning the shortest distance matrix W (x, y) in step S36, coordinate candidates are listed by a single scan of W (x, y). If this is done, there is no need to scan every time, which leads to higher speed.
上記ステップS34〜S38はKの値を更新しつつ繰り返され、マトリクス領域において全てのドットから最も離れた位置にドットが順次追加される。更新後のKの値が対象濃度レベルgと濃度レベル(g−1)とのドット数の差dnとなると(すなわち、dn個のドットが追加されると)(ステップS34)、ドットプロファイルQ(x,y)はドットプロファイルP(x,y;g)とされ(ステップS39)、n(g)個のドットを含む対象濃度レベルgのドットプロファイルが生成される。 Steps S34 to S38 are repeated while updating the value of K, and dots are sequentially added at positions farthest from all the dots in the matrix area. When the updated K value becomes the difference dn in the number of dots between the target density level g and the density level (g−1) (that is, when dn dots are added) (step S34), the dot profile Q ( x, y) is a dot profile P (x, y; g) (step S39), and a dot profile of a target density level g including n (g) dots is generated.
第1ドットプロファイル生成部32では、生成されたドットプロファイルの濃度レベルgがg1となるまで、濃度レベルgのドットプロファイルP(x,y;g)をマトリクス領域への次のコピー対象として濃度レベルを更新しつつ、上記ステップS31〜S39が繰り返される(ステップS40,S41)。これにより、低濃度範囲(2≦g≦g1)に含まれる複数の濃度レベルのそれぞれのドットプロファイルが生成される。実際には、低濃度範囲の各濃度レベルgに対するステップS35〜S38の繰り返し処理において、ステップS37にて追加されるドットの位置の組合せがディザマトリクスにおいて値(g−1)が付与される位置とされる。
In the first dot
以上のように、コンピュータ2では、低濃度範囲の最初の濃度レベル以降の各濃度レベルにおけるドットの配置を示す2値のドットプロファイルが、マトリクス領域において既存のドットから最も離れた位置にドットを順次追加することにより生成され、中濃度範囲および高濃度範囲の各濃度レベルのドットプロファイルが、第1ドットプロファイル生成部32とは異なる後述の手法を利用して生成される。これにより、低濃度範囲において複雑な演算を行うことなく均一性の高いドットプロファイルが生成され、適切なディザマトリクスを容易かつ短時間に生成することが実現される。なお、第1ドットプロファイル生成部32による上記処理では、ドット数が(Lx×Ly)の半数に近づくとドット同士が接続して既存のドットから最も離れた位置を求める技術的意義が失われるため、第1ドットプロファイル生成処理はドット数n(g)が(Lx×Ly)の半数より少なく、ドット同士が接続しない程度の濃度レベルgの範囲内にて利用されることが好ましい。
As described above, in the
次に、中濃度範囲(g1<g≦g2)および高濃度範囲(g2<g≦254)に含まれる複数の濃度レベルgのそれぞれに対して、図5の第2ドットプロファイル生成部33が、ドットの配置状態を数値化する所定のエネルギー関数を用いてドットプロファイルを生成する手法について述べる。
Next, for each of the plurality of density levels g included in the medium density range (g1 <g ≦ g2) and the high density range (g2 <g ≦ 254), the second dot
まず、第2ドットプロファイル生成部33において利用されるエネルギー関数について説明する。本実施の形態では、2値画像を統計物理学の分野で用いられる2次元のスピンモデルと対応させるものとし、スピンとは1または0の値をとる物理変数である。エネルギー値Eは、マトリクス領域においてディザマトリクスと同じ大きさの2値画像を表現するスピン行列をS(x,y)、スピン行列に含まれる2つのスピンの位置の座標をそれぞれ(xm,ym),(xn,yn)、2つのスピンの相対位置により決定される相互作用エネルギーを示す関数をJとして数2により示される。
First, an energy function used in the second dot
数2では、スピン行列S(x,y)に含まれる2つのスピンの各組合せについて相互作用エネルギーを求め、2つのスピンの値の積と相互作用エネルギーとを乗じた値の総和がエネルギー値とされる。ここで、2つのスピン間の相互作用エネルギーは、a)スピン行列S(x,y)の繰り返し領域を考慮して求められるとともに相互作用エネルギーの大きさは2つのスピン間の相対位置にのみ依存し、b)相互作用エネルギーの大きさは両スピンに対して対称性を有し、c)同一のスピン同士の組合せには相互作用エネルギーは生じない、という条件を満たす。条件a)は、数2において((xn−xm) mod Lx)、および、((yn−ym) mod Ly)をパラメータとして2つのスピン間の相互作用エネルギーJが求められることを意味する。また、条件b)は、(−a mod Lx)、および、(−b mod Ly)により求められる相互作用エネルギーJと、(a mod Lx)、および、(b mod Ly)により求められる相互作用エネルギーJとが等しくなることを意味し、条件c)は2つのパラメータの値が共に0である場合の相互作用エネルギーJが0となることを意味する。第2ドットプロファイル生成部33では、数2により求められるエネルギー値Eを最小化するようにしてスピン行列S(x,y)が求められ、ドットプロファイルが生成される(いわゆる、最適化アルゴリズムが利用される。)。
In
本実施の形態では、相互作用エネルギーJは繰り返し領域を考慮した2つのスピンが近接している場合に、大きな値をとるものとされる。具体的には、相互作用エネルギーJ(r)は繰り返し領域を考慮した2つのスピン間の最短距離をrとして数3により求められる。ただし、数3において、w1、w2、σ1、σ2は0以上の実数の定数であり、σ1>σ2かつw1>w2とされ、距離rが0の場合を除く。 In the present embodiment, the interaction energy J takes a large value when two spins considering a repetitive region are close to each other. Specifically, the interaction energy J (r) can be obtained by Equation 3 where r is the shortest distance between two spins in consideration of the repetitive region. However, in Formula 3, w 1 , w 2 , σ 1 , and σ 2 are constants of real numbers of 0 or more, except that σ 1 > σ 2 and w 1 > w 2, and the distance r is 0.
数3は、分散パラメータが互いに異なる2つの2次元正規分布をそれぞれ示す2つの関数を組み合わせたものであり、数3により求められる相互作用エネルギーJは、2つのスピン間の距離rが0となる近傍において大きな値をとり、σ1、σ2に比べて距離rが十分に大きい場合には相互作用エネルギーJは0と近似できる。また、数3をフーリエ変換した場合、右辺の第1項は低周波成分において値が大きくなるため、エネルギー値Eにおいて低周波成分に対するペナルティとして機能し、右辺の第2項は高周波成分にて値が大きくなるため、高周波成分に対するペナルティとして機能するといえ、w1、w2はそれぞれ第1項および第2項の重み付けを与える。以下、スピンモデルおよび相互作用エネルギーを利用した第2ドットプロファイル生成部33における処理について詳述する。
Equation 3 is a combination of two functions each representing two two-dimensional normal distributions having different dispersion parameters. The interaction energy J obtained by Equation 3 has a distance r between two spins of zero. The interaction energy J can be approximated to 0 when the value is large in the vicinity and the distance r is sufficiently larger than σ 1 and σ 2 . In addition, when the Fourier transform is applied to Equation 3, since the value of the first term on the right side is large in the low frequency component, it functions as a penalty for the low frequency component in the energy value E, and the second term on the right side is a value in the high frequency component. Therefore, w 1 and w 2 give weights of the first term and the second term, respectively. Hereinafter, the process in the 2nd dot profile production |
図11および図12は、第2ドットプロファイル生成部33が行う第2ドットプロファイル生成処理の流れを示す図であり、図7.AのステップS13にて行われる処理を示している。第2ドットプロファイル生成処理についても、中濃度および高濃度範囲内において低濃度レベルから高濃度レベルに向かって順にドットプロファイルが生成される。
11 and 12 are diagrams illustrating the flow of the second dot profile generation process performed by the second dot
第2ドットプロファイル生成部33のスピン行列変更部331では、まず、一の濃度レベル(g−1)のドットプロファイルP(x,y;g−1)がスピン行列S(x,y)にコピーされる(ステップS51)。ここで、ドットプロファイルP(x,y;g−1)は求められるドットプロファイルの濃度レベルg(対象濃度レベルg)の前の濃度レベルのものであり、第2ドットプロファイル生成部33における最初の処理では、通常、図10の処理により最後に取得された濃度レベルg1のドットプロファイルP(x,y;g1)とされる。
In the spin
続いて、スピン行列S(x,y)において、値が0であるスピンの座標の集合H(すなわち、ドットプロファイルP(x,y;g−1)においてドットが追加可能である位置の集合であり、(H={(xj,yj);S(xj,yj)=0})で表される。)が求められる(ステップS52)。また、対象濃度レベルgのドットプロファイルにおけるドット数n(g)と濃度レベル(g−1)のドットプロファイルにおけるドット数n(g−1)との差dn(dn=n(g)−n(g−1))が求められ、対象濃度レベルgに合わせてドットプロファイルP(x,y;g−1)に追加されるドットの個数が取得される(ステップS53)。 Subsequently, in the spin matrix S (x, y), a set H of spin coordinates having a value of 0 (that is, a set of positions where dots can be added in the dot profile P (x, y; g−1)). (H = {(x j , y j ); S (x j , y j ) = 0})) is obtained (step S52). Further, the difference dn (dn = n (g) −n () between the number of dots n (g) in the dot profile of the target density level g and the number of dots n (g−1) in the dot profile of the density level (g−1). g-1)) is obtained, and the number of dots added to the dot profile P (x, y; g-1) in accordance with the target density level g is obtained (step S53).
スピン行列変更部331では座標集合Hからdn個の座標がランダムに選択され、選択された座標の集合がU、残りの座標の集合がDとされる(ステップS54)。そして、スピン行列S(x,y)において、座標集合Uに含まれる全ての座標(x,y)のスピンの値が1とされる(ステップS55)。なお、座標集合Uおよび座標集合D(すなわち、座標集合H)に含まれる座標は、以下の処理において操作対象となるスピン(以下、「対象スピン」という。)の位置を示すものであり、座標集合Uは対象スピンのうち値が1とされたものの座標の集合を示し、座標集合Dは対象スピンのうち値が0のままであるものの座標の集合を示す。
The spin
エネルギー値算出部332では、対象濃度レベルgに対応する所定のパラメータ(すなわち、w1、w2、σ1、σ2)が数3に示す相互作用エネルギーJを求める式に設定される(ステップS56)。このとき、数3に設定されるパラメータは、例えば、対象濃度レベルgが中濃度範囲に含まれる場合(g1<g≦g2)と、高濃度範囲に含まれる場合(g2<g≦254)とで異なる値とされ、これらのパラメータは操作者により入力部26を介して予め入力される。なお、対象濃度レベルgに対応するパラメータが既に設定されている場合には、ステップS56の処理はスキップされる。
In the energy
ここで、第2ドットプロファイル生成部33ではエネルギー値Eが小さいスピン行列S(x,y)を求めるために焼きなまし法が利用される。焼きなまし法はエネルギーの定義された統計物理的なモデルをシミュレーションし、その平衡状態を高温から低温へと徐々にシフトさせることにより、エネルギーをより小さくする状態を見つけだす手法である。スピン行列変更部331では、まず、焼きなまし法にて利用される温度パラメータT(ただし、T>0)が初期値T0にセットされる(ステップS57)。
Here, the second dot
続いて、座標集合Dから1つの座標(x1,y1)((x1,y1)∈D))がランダムに選択され、座標集合Uからも1つの座標(x2,y2)((x2,y2)∈U)がランダムに選択され、スピン行列Sにおいて座標(x1,y1)の対象スピンの値0と座標(x2,y2)の対象スピンの値1とが交換される(ステップS58)。そして、エネルギー値算出部332において値を交換する前後におけるスピン行列Sのエネルギー値Eの変化量dEが求められる(ステップS59)。
Subsequently, one coordinate (x 1 , y 1 ) ((x 1 , y 1 ) εD)) is randomly selected from the coordinate set D, and one coordinate (x 2 , y 2 ) is also selected from the coordinate set U. ((X 2 , y 2 ) ∈U) is selected at random, and in the spin matrix S, the
ここで、数2において、ある1つの座標(xb,yb)のスピンの値のみを反転する場合におけるエネルギー値Eの変化量dE1は、当該スピンの値の変化量((+1)または(−1)となる。)をdSとして数4により求められる。
Here, in
したがって、ステップS59では数4を用いて、座標(x1,y1)の対象スピンの値のみを反転させた場合のエネルギー値Eの変化量と、座標(x1,y1)の対象スピンの値を反転した後に、座標(x2,y2)の対象スピンの値を反転させた場合のエネルギー値Eの変化量とを求め、これらの値の和がエネルギー値の変化量dEとされる。このように、エネルギー値算出部332では、値が交換される前のスピン行列S(x,y)のエネルギー値と、値が交換された後のスピン行列S(x,y)のエネルギー値との差が、値を1とする対象スピンの位置の変更に基づいて求められる。これにより、位置の変更前後において数2を計算してエネルギー値の差を求めるよりも、演算量を大幅に減少させることができる。また、上述のように、数3においてσ1、σ2に比べて距離rが十分に大きい場合には相互作用エネルギーJが0と近似できるため、繰り返し領域を考慮しつつ値を反転するスピンの近傍のスピンに対してのみ数4の演算を行えばよく、エネルギー値Eの変化量dEを容易に求めることができる。
Therefore, in step S59, the amount of change in the energy value E when only the value of the target spin at the coordinates (x 1 , y 1 ) is inverted using the equation 4 and the target spin at the coordinates (x 1 , y 1 ). And the change amount of the energy value E when the value of the target spin at the coordinates (x 2 , y 2 ) is inverted, and the sum of these values is taken as the change amount dE of the energy value. The Thus, in the energy
ここで、数3中の最短距離rを取得する際に、行方向の距離は、例えば((x2−x1) mod Lx)の結果がLx/2以下である場合にはその値を用いて、また、Lx/2より大きい場合にはこの剰余演算の結果とLxとの差に基づいて求めることができ、列方向の距離についても同様である。すなわち、最短距離rは((x2−x1) mod Lx)および((y2−y1) mod Ly)の結果から取得することが可能であるため、数3により求められる相互作用エネルギーJ(r)についても実質的に(x2−x1)のLxによる剰余、および、(y2−y1)のLyによる剰余をパラメータとするものといえる。なお、相互作用エネルギーJは((x2−x1) mod Lx)および((y2−y1) mod Ly)の演算結果により、対応する要素である相互作用エネルギーJの行方向および列方向の位置が特定される行列として予め準備されてもよく、この場合、相互作用エネルギー行列は行方向および列方向の大きさがそれぞれLx,Lyとなる。 Here, when the shortest distance r in Equation 3 is acquired, the distance in the row direction is, for example, used when the result of ((x 2 −x 1 ) mod Lx) is Lx / 2 or less. In addition, when it is larger than Lx / 2, it can be obtained based on the difference between the result of the remainder calculation and Lx, and the same applies to the distance in the column direction. That is, since the shortest distance r can be obtained from the results of ((x 2 −x 1 ) mod Lx) and ((y 2 −y 1 ) mod Ly), the interaction energy J obtained by Equation 3 With regard to (r), it can be said that substantially the remainder of (x 2 −x 1 ) by Lx and the remainder of (y 2 −y 1 ) by Ly are parameters. It should be noted that the interaction energy J is the row direction and the column direction of the interaction energy J, which is a corresponding element, based on the calculation results of ((x 2 −x 1 ) mod Lx) and ((y 2 −y 1 ) mod Ly). May be prepared in advance as a matrix in which the positions of are specified. In this case, the interaction energy matrix has Lx and Ly in the row direction and the column direction, respectively.
続いて、スピン行列変更部331において擬似一様乱数p(ただし、0≦p<1)が取得され(ステップS60)、擬似一様乱数pがmin{1,exp(−dE/T)}(ただし、min{A,B}はAおよびBのうち小さい方を示す。)よりも小さい場合に、ステップS58における交換が許可され(ステップS61)、座標(x1,y1)が座標集合Dから座標集合Uへと移動し、座標(x2,y2)が座標集合Uから座標集合Dへと移動する(ステップS62)。一方、擬似一様乱数pがmin{1,exp(−dE/T)}以上である場合には(ステップS61)、ステップS58における対象スピンの値の交換が元に戻される(ステップS63)。このように、エネルギー値の変化量dEが0より大きい場合には交換が確率的に許可され、変化量dEが0以下である場合には交換が必ず許可される。
Subsequently, the spin
そして、温度パラメータTを小さくするか確認した上で、小さくする場合には(ステップS64)、温度パラメータTがβ倍(ただし、0<β<1)されて小さくされ(ステップS65)、変更後の温度パラメータTを用いてステップS58〜S65の処理が繰り返される(ステップS66)。このとき、ステップS61において、エネルギー値が増加する場合にも確率的に交換を許可することにより、エネルギー値が局所最適解にとどまることが抑制される。なお、ステップS65の処理は所定の繰り返し回数毎に行われる。 Then, after confirming whether or not the temperature parameter T is to be reduced (step S64), the temperature parameter T is reduced by a factor of β (where 0 <β <1) (step S65). The processes of steps S58 to S65 are repeated using the temperature parameter T (step S66). At this time, in step S61, even when the energy value increases, the exchange is stochastically permitted to suppress the energy value from staying at the local optimum solution. The process of step S65 is performed every predetermined number of repetitions.
ここで、温度パラメータTは、どの程度エネルギー値が増加する交換を許可するかを決定するためのものである。仮に、温度パラメータTがおよそ0である場合には、エネルギー値の変化量dEが0より大きくなる交換は全て拒絶され、エネルギー値が増加しない交換のみが許可される。一方、Tが無限大である場合には、変化量dEが0より大きくなる交換も全て許可され、スピン行列Sをランダムに状態変化させることと同じになる。したがって、ステップS65においてTをβ倍して小さくしていくことにより、繰り返し回数が少ない間は広く探索を行ってスピン行列Sがおよそ適切な解の近傍に到達し、繰り返し回数が多くなるにしたがって探索の範囲を狭めて、エネルギー値が極小となる解(スピン行列S)を求めることが可能となる。なお、温度パラメータTは、不適切な局所最適解に陥った場合等、必要に応じて大きくされてもよく、一定の値としてステップS64,S65の処理を省略することも可能である。 Here, the temperature parameter T is for determining how much the exchange in which the energy value increases is permitted. If the temperature parameter T is approximately 0, all exchanges in which the energy value change amount dE is greater than 0 are rejected, and only exchanges in which the energy value does not increase are permitted. On the other hand, when T is infinite, all exchanges in which the change amount dE is greater than 0 are permitted, which is the same as changing the state of the spin matrix S at random. Therefore, by reducing T by β times in step S65, a wide search is performed while the number of iterations is small, so that the spin matrix S reaches the vicinity of an appropriate solution, and as the number of iterations increases. By narrowing the search range, a solution (spin matrix S) with a minimum energy value can be obtained. Note that the temperature parameter T may be increased as necessary, such as when an inappropriate local optimum solution is encountered, and the processing of steps S64 and S65 can be omitted as a constant value.
第2ドットプロファイル生成部33では、例えば、エネルギー値の変化量dEがしきい値以下となることが所定回数だけ連続して繰り返され、エネルギー値の著しい変化がほとんどなくなると、ステップS58〜S65の処理の繰り返しが終了され(ステップS66)、エネルギー値が極小となるスピン行列S(x,y)が取得される。このとき、第2ドットプロファイル生成部33ではスピン行列S(x,y)について、数2に示す演算によるエネルギー値Eは実際には求められないが、ステップS59において、値を交換する前後のスピン行列Sにおけるエネルギー値Eの変化量dEを求めつつ、変化量dEの変化がモニターされるため、実質的には、上記処理は、値を交換する前後のスピン行列Sのエネルギー値Eを求めて、エネルギー値Eが極小となるスピン行列S(x,y)を特定することと等価の処理となる。なお、ステップS65における処理が所定回数だけ行われることにより、ステップS58〜S65の処理の繰り返しが終了されてもよく(以下、同様。)(ステップS66)、この場合でも、エネルギー値がおよそ極小となるスピン行列S(x,y)が取得される。
In the second dot
ステップS58〜S65の処理の繰り返しが終了すると、スピン行列S(x,y)が対象濃度レベルgのドットプロファイルP(x,y;g)として取得される(ステップS67)。このとき、ドットプロファイルP(x,y;g)において、濃度レベル(g−1)のドットプロファイルP(x,y;g−1)から追加されたドットの位置の組合せがディザマトリクスにおいて値(g−1)が付与される位置とされる。 When the repetition of the processing of steps S58 to S65 is completed, the spin matrix S (x, y) is acquired as the dot profile P (x, y; g) of the target density level g (step S67). At this time, in the dot profile P (x, y; g), a combination of dot positions added from the dot profile P (x, y; g-1) of the density level (g-1) is a value ( g-1) is assigned.
第2ドットプロファイル生成部33では、取得されたドットプロファイルP(x,y;g)をスピン行列S(x,y)への次のコピー対象として濃度レベルを更新しつつ、ステップS51〜S67が繰り返される(ステップS68,S69)。そして、取得されたドットプロファイルの濃度レベルgが濃度レベル254となると第2ドットプロファイル生成処理が終了する(ステップS68)。これにより、中濃度範囲および高濃度範囲の各濃度レベルに対してドットプロファイルが求められつつディザマトリクス81が生成される。
In the second dot
生成後のディザマトリクス81は記憶部34に記憶され、記憶部34からさらに図1のディザマトリクスメモリ13にコピーされる。そして、ディザ処理システム1では、ディザマトリクス81を利用して元画像をハーフトーン化することにより、ブルーノイズの特徴とされる周波数スペクトルのピークを有する高品質な出力画像を取得することができる。
The generated
以上のように、コンピュータ2では、一の濃度レベルのドットプロファイルに対応するスピン行列S(x,y)から、次の濃度レベルに合わせた個数だけ対象スピンの値が1に変更される。そして、スピン行列S(x,y)に含まれる2つのスピンの各組合せについて、2つのスピン間の距離が0となる近傍で値が大きくなる相互作用エネルギーと2つのスピンの値の積とを乗じた値を実質的に求め、これらの値の総和であるエネルギー値が小さくなるように、値が1に変更された対象スピンと値が0の他の対象スピンとの値をさらに交換して、中濃度範囲および高濃度範囲の各濃度レベルのドットプロファイルが取得される(スピンモデルのエネルギー最小化法)。これにより、中濃度範囲および高濃度範囲において相互作用エネルギーを利用してドットが均一に分布したドットプロファイルを取得し、適切なディザマトリクスを生成することができる。
As described above, in the
また、所定のパラメータ(w1、w2、σ1、σ2)を用いて数3に示す相互作用エネルギーが求められることにより、低周波成分および高周波成分にペナルティを与えて周波数特性の制御を行い、生成される出力画像にドットの大きな塊や、いわゆるチェッカーボード模様が発生することを抑制しつつ、ブルーノイズ特性を有するより適切なディザマトリクスを生成することが実現される。さらに、値が交換される前後のスピン行列S(x,y)のエネルギー値の差が、数4を用いて値を1とする対象スピンの位置の変更に基づいて求められることにより、交換前後において数2を計算してエネルギー値の差を求めるよりも演算量を減少させることができ、ディザマトリクスを容易に生成することができる。
Further, by obtaining the interaction energy shown in Equation 3 using predetermined parameters (w 1 , w 2 , σ 1 , σ 2 ), the frequency characteristics are controlled by penalizing the low frequency component and the high frequency component. Thus, it is possible to generate a more appropriate dither matrix having blue noise characteristics while suppressing the generation of a large lump of dots or a so-called checkerboard pattern in the generated output image. Further, the difference in energy values of the spin matrix S (x, y) before and after the exchange of values is obtained based on the change of the position of the target spin with the value of 1 using Equation 4, so that before and after the exchange In this case, the amount of calculation can be reduced compared to calculating the energy value by calculating
上記の説明では、低濃度レベルから高濃度レベルに向かって順にドットプロファイルが生成されるが、高濃度レベルから低濃度レベルに向かって順にドットプロファイルが生成されてもよい。この場合、初期ドットプロファイル生成処理、第1ドットプロファイル生成処理および第2ドットプロファイル生成処理のそれぞれでは、ある濃度レベルのドットプロファイルからドットを削除する(すなわち、ドットプロファイルのある画素の値を1から0とする)ことにより次の濃度レベルのドットプロファイルを生成することとなるが、値が0の画素をドットと捉えて、ある濃度レベルのドットプロファイルに値が0のドットを追加していくものと考えれば、上記の説明と同じ処理により(値が0のドットの濃度レベルがより高い)次の濃度レベルのドットプロファイルが生成される。値が1の画素をドットと捉えるか、値が0の画素をドットと捉えるかは便宜的なものである。 In the above description, the dot profiles are generated in order from the low density level to the high density level, but the dot profiles may be generated in order from the high density level to the low density level. In this case, in each of the initial dot profile generation process, the first dot profile generation process, and the second dot profile generation process, the dot is deleted from the dot profile of a certain density level (that is, the value of the pixel having the dot profile is changed from 1). 0)), a dot profile of the next density level is generated. However, a pixel with a value of 0 is regarded as a dot, and a dot with a value of 0 is added to a dot profile of a certain density level. Therefore, a dot profile of the next density level is generated by the same processing as described above (the density level of the dot having a value of 0 is higher). It is convenient to consider a pixel having a value of 1 as a dot or a pixel having a value of 0 as a dot.
例えば、図11および図12の第2ドットプロファイル生成処理では、一の濃度レベル(g+1)のドットプロファイルP(x,y;g+1)がスピン行列S(x,y)にコピーされ(ステップS51)、スピン行列S(x,y)において、値が1であるスピンの座標の集合H(すなわち、ドットプロファイルP(x,y;g+1)において値が0のドットが追加可能である座標の集合)が求められる(ステップS52)。また、濃度レベル(g+1)のドットプロファイルにおけるドット数n(g+1)と対象濃度レベルgのドットプロファイルにおけるドット数n(g)との差dnが求められ、対象濃度レベルgに合わせてドットプロファイルP(x,y;g+1)から削除されるドットの個数(すなわち、追加される値が0のドットの個数)が取得される(ステップS53)。 For example, in the second dot profile generation process of FIGS. 11 and 12, the dot profile P (x, y; g + 1) of one density level (g + 1) is copied to the spin matrix S (x, y) (step S51). In the spin matrix S (x, y), a set H of spin coordinates having a value of 1 (that is, a set of coordinates to which a dot having a value of 0 can be added in the dot profile P (x, y; g + 1)). Is obtained (step S52). Further, a difference dn between the number of dots n (g + 1) in the dot profile at the density level (g + 1) and the number of dots n (g) in the dot profile at the target density level g is obtained, and the dot profile P is matched to the target density level g. The number of dots to be deleted from (x, y; g + 1) (that is, the number of dots with an added value of 0) is acquired (step S53).
スピン行列変更部331では座標集合Hからdn個の座標が選択され、選択された座標の集合がD、残りの座標の集合がUとされる(ステップS54)。そして、スピン行列S(x,y)において、座標集合Dに含まれる全ての座標(x,y)の値が0とされ(ステップS55)、エネルギー値算出部332により対象濃度レベルgに対応するパラメータが数3に設定されるとともに(ステップS56)、温度パラメータTが初期値T0にセットされる(ステップS57)。
The spin
続いて、座標集合Uから1つの座標(x1,y1)がランダムに選択され、座標集合Dからも1つの座標(x2,y2)がランダムに選択され、スピン行列Sにおいて座標(x1,y1)の対象スピンの値1と座標(x2,y2)の対象スピンの値0とが交換される(ステップS58)。そして、エネルギー値算出部332において値を交換する前後のスピン行列Sにおけるエネルギー値の変化量dEが求められる(ステップS59)。
Subsequently, one coordinate (x 1 , y 1 ) is randomly selected from the coordinate set U, one coordinate (x 2 , y 2 ) is also randomly selected from the coordinate set D, and the coordinate ( The
変化量dEが求められると、擬似一様乱数pが取得され(ステップS60)、擬似一様乱数pがmin{1,exp(−dE/T)}よりも小さい場合に、ステップS58における交換が許可され(ステップS61)、座標(x1,y1)が座標集合Uから座標集合Dへと移動し、座標(x1,y1)が座標集合Dから座標集合Uへと移動する(ステップS62)。一方、擬似一様乱数pがmin{1,exp(−dE/Y)}以上である場合には(ステップS61)、ステップS59における交換が元に戻される(ステップS63)。そして、温度パラメータTを小さくする場合には(ステップS64)、温度パラメータTがβ倍されて小さくされ(ステップS65)、変更後の温度パラメータTを用いてステップS58〜S65の処理が繰り返される(ステップS66)。 When the change amount dE is obtained, a pseudo-uniform random number p is obtained (step S60). Permitted (step S61), the coordinates (x 1 , y 1 ) move from the coordinate set U to the coordinate set D, and the coordinates (x 1 , y 1 ) move from the coordinate set D to the coordinate set U (step) S62). On the other hand, when the pseudo uniform random number p is equal to or greater than min {1, exp (−dE / Y)} (step S61), the exchange in step S59 is returned (step S63). When the temperature parameter T is decreased (step S64), the temperature parameter T is decreased by β (step S65), and the processes of steps S58 to S65 are repeated using the changed temperature parameter T (step S65). Step S66).
エネルギー値の著しい変化がほとんどなくなると、ステップS58〜S65の処理の繰り返しが終了されて(ステップS66)、エネルギー値が極小となるスピン行列S(x,y)が取得され、スピン行列S(x,y)が対象濃度レベルgのドットプロファイルP(x,y;g)として取得される(ステップS67)。このとき、ドットプロファイルP(x,y;g)において、濃度レベル(g+1)のドットプロファイルP(x,y;g+1)から削除されたドットの位置の組合せがディザマトリクスにおいて値gが付与される位置とされる。そして、取得されたドットプロファイルP(x,y;g)をスピン行列S(x,y)への次のコピー対象として濃度レベルを更新しつつ、ステップS51〜S67が繰り返される(ステップS68,S69)。これにより、高濃度レベルから低濃度レベルに向かって順にドットプロファイルを生成することが実現される。 When there is almost no significant change in the energy value, the processing of steps S58 to S65 is repeated (step S66), and the spin matrix S (x, y) with the minimum energy value is acquired, and the spin matrix S (x , Y) is acquired as the dot profile P (x, y; g) of the target density level g (step S67). At this time, in the dot profile P (x, y; g), the combination of the positions of the dots deleted from the dot profile P (x, y; g + 1) at the density level (g + 1) is given the value g in the dither matrix. It is assumed to be a position. Then, steps S51 to S67 are repeated while updating the density level with the acquired dot profile P (x, y; g) as the next copy target to the spin matrix S (x, y) (steps S68 and S69). ). Thereby, it is realized that the dot profiles are generated in order from the high density level to the low density level.
以上、スピンモデルを利用して中濃度範囲および高濃度範囲の各濃度レベルのドットプロファイルを生成する処理について説明を行ったが、上記処理において、スピン行列S(x,y)に対する処理がドットプロファイルに対して直接的に行われてもよい。 The process for generating the dot profiles for each density level in the medium density range and the high density range using the spin model has been described above. In the above process, the process for the spin matrix S (x, y) is the dot profile. May be performed directly.
具体的には、マトリクス領域に最初の一の濃度レベルにおけるドットの配列を示す2値のドットプロファイルが取得され(ここでは、図7.AのステップS12の処理に相当し、濃度レベルg1のドットプロファイルが取得されている。)、ドットが追加可能な位置が求められる(ステップS52)。続いて、一の濃度レベルの次の対象濃度レベルに合わせてドットプロファイルに追加されるドットの個数が取得され(ステップS53)、ドットプロファイルにドットを追加して変更後のドットプロファイルが生成される(ステップS54,S55)。また、数3に対象濃度レベルに対応するパラメータが設定され(ステップS56)、温度パラメータTが初期値T0とされる(ステップS57)。 Specifically, a binary dot profile indicating the arrangement of dots at the first density level in the matrix area is acquired (here, it corresponds to the process of step S12 in FIG. A profile has been acquired), and a position where a dot can be added is obtained (step S52). Subsequently, the number of dots added to the dot profile in accordance with the next target density level of the first density level is acquired (step S53), and dots are added to the dot profile to generate a changed dot profile. (Steps S54 and S55). Further, a parameter corresponding to the target density level is set in Equation 3 (step S56), and the temperature parameter T is set to the initial value T0 (step S57).
そして、追加されたドットのうち1つのドットをランダムに選択して位置が変更され(ステップS58)、変更前のドットプロファイルのエネルギー値と変更後のドットプロファイルのエネルギー値との差が求められる(ステップS59)。ここで、エネルギー値は変更後のドットプロファイルに含まれる2つのドットの各組合せについての相互作用エネルギーの総和であり、相互作用エネルギーは、2つのドット間の相対的な位置により決定されるとともに2つのドットが近接している場合に値が大きくなるものとされる。実際には、位置の変更前後でのエネルギー値の差は数4により追加されたドットの位置の変更に基づいて求められるが、本手法によりエネルギー値が適切な極小値をとるドットプロファイルが求められることを鑑みれば、ステップS59の処理は実質的にエネルギー値を取得することと等価であるといえる。 The position is changed by randomly selecting one of the added dots (step S58), and the difference between the energy value of the dot profile before the change and the energy value of the dot profile after the change is obtained ( Step S59). Here, the energy value is the sum of interaction energies for each combination of two dots included in the changed dot profile, and the interaction energy is determined by the relative position between the two dots and 2 The value is increased when two dots are close to each other. Actually, the difference between the energy values before and after the change of position is obtained based on the change of the dot position added by the equation (4), but a dot profile in which the energy value takes an appropriate minimum value is obtained by this method. In view of this, it can be said that the process of step S59 is substantially equivalent to acquiring the energy value.
続いて、擬似一様乱数pが取得されて追加されたドットの位置の変更を許可するか否かが判定され(ステップS60〜S61)、ドットの位置の変更を許可する場合にはドットの配置がそのままとされ(ステップS62)、許可しない場合には位置が変更されたドットが元の位置へと戻される(ステップS63)。そして、温度パラメータTが適宜小さくされる(ステップS64,S65)。 Subsequently, it is determined whether or not the change of the position of the dot added by obtaining the pseudo-uniform random number p is permitted (steps S60 to S61). Is left as it is (step S62), and if not permitted, the dot whose position has been changed is returned to the original position (step S63). Then, the temperature parameter T is appropriately reduced (steps S64 and S65).
上記ステップS58〜S65は、エネルギー値の著しい変化がほとんどなくなるまで繰り返される(ステップS66)。すなわち、温度パラメータTを適宜小さくしながらドットプロファイルに追加されるドットの位置を変更しつつ、変更後のドットプロファイルの生成とエネルギー値の実質的な取得とが繰り返され、焼きなまし法を利用して、追加されるドットの位置がエネルギー値を極小とする位置として決定される。このようにして、エネルギー関数を用いて一の濃度レベルのドットプロファイルから対象濃度レベルのドットプロファイルを生成する際に追加されるドットの位置が決定され、対象濃度レベルのドットプロファイルが取得される。 The above steps S58 to S65 are repeated until there is almost no significant change in the energy value (step S66). That is, while changing the position of the dot added to the dot profile while appropriately reducing the temperature parameter T, generation of the dot profile after the change and substantial acquisition of the energy value are repeated, and an annealing method is used. The position of the added dot is determined as the position where the energy value is minimized. In this manner, the position of the dot added when generating the dot profile of the target density level from the dot profile of the one density level using the energy function is determined, and the dot profile of the target density level is acquired.
対象濃度レベルのドットプロファイルが取得されると、濃度レベルを更新しつつステップS52へと戻り(ステップS68,S69)、さらに次の濃度レベルのドットプロファイルが取得される。これにより、中濃度範囲および高濃度範囲の各濃度レベルにおけるドットの配置を示すドットプロファイルが生成され、適切なディザマトリクスが生成される。 When the dot profile of the target density level is acquired, the process returns to step S52 while updating the density level (steps S68 and S69), and the dot profile of the next density level is acquired. Thereby, a dot profile indicating the arrangement of dots at each density level in the medium density range and the high density range is generated, and an appropriate dither matrix is generated.
次に、本発明の第2の実施の形態に係るディザマトリクス生成処理について説明を行う。図13は第2の実施の形態におけるディザマトリクス生成処理の概要を説明するための図である。本実施の形態では、全ての濃度範囲(ただし、最も低い濃度レベルおよび最も高い濃度レベルを除く。)に含まれる各濃度レベルのドットプロファイルが図7.A中のステップS12の第2ドットプロファイル生成処理にて生成される。実際には、0ないし255の256段階の濃度レベルのうち1ないし254の濃度レベルが図13中に符号A1〜A5を付す矢印にてそれぞれ示す(濃度レベルおよび)複数の濃度範囲に大別され、濃度範囲A1〜A5毎にパラメータやドットプロファイルの取得順序を変更しつつ、濃度範囲A1から濃度範囲A5の順に第2ドットプロファイル生成処理が行われる。以下、各濃度範囲A1〜A5に対する処理を図11および図12に準じて説明を行う。なお、本実施の形態では、累積分布関数n(g)は、(n(0)=0)、および、(n(255)=Lx×Ly)となる線形関数であるものとする。
Next, dither matrix generation processing according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 13 is a diagram for explaining the outline of the dither matrix generation processing in the second embodiment. In the present embodiment, the dot profile of each density level included in the entire density range (excluding the lowest density level and the highest density level) is shown in FIG. It is generated by the second dot profile generation process of step S12 in A. Actually,
まず、濃度レベルA1(例えば、濃度レベル128)のドットプロファイルを生成する際には、マトリクス領域にドットが全く配置されていないドットプロファイル(例えば、濃度レベルが0のドットプロファイル)が準備され、全ての位置がドットが追加可能な位置とされる(ステップS52)。続いて、濃度レベルA1に合わせてドットが全く配置されていないドットプロファイルに追加されるドットの個数n(A1)が取得され(ステップS53)、ドットプロファイルにn(A1)個のドットがランダムに追加されて変更後のドットプロファイルが生成される(ステップS54,S55)。また、数3に濃度レベルA1に対応するパラメータ(例えば、w1が1.0、w2が0.4、σ1が1.0、σ2が0.75とされる。)が設定され(ステップS56)、温度パラメータTが初期値T0とされる(ステップS57)。 First, when generating a dot profile of density level A1 (for example, density level 128), a dot profile in which no dots are arranged in the matrix area (for example, a dot profile with a density level of 0) is prepared, and all Is a position where dots can be added (step S52). Subsequently, the number n (A1) of dots added to the dot profile in which no dots are arranged in accordance with the density level A1 is acquired (step S53), and n (A1) dots are randomly added to the dot profile. A dot profile after being added and changed is generated (steps S54 and S55). Also, parameters corresponding to the density level A1 (for example, w 1 is 1.0, w 2 is 0.4, σ 1 is 1.0, and σ 2 is 0.75) are set in Equation 3. (Step S56), the temperature parameter T is set to the initial value T0 (Step S57).
そして、追加されたドットのうち1つのドットをランダムに選択して位置を変更し(ステップS58)、変更前のドットプロファイルのエネルギー値と変更後のドットプロファイルのエネルギー値との差が、数4の演算を行うことにより求められる(ステップS59)。また、擬似一様乱数pが取得されて選択されたドットの位置の変更を許可するか否かが判定され(ステップS60〜S61)、ドットの位置の変更を許可する場合にはドットの配置がそのままとされ、許可しない場合には位置が変更されたドットが元の位置へと戻される(ステップS62,S63)。そして、温度パラメータTが適宜小さくされる(ステップS64,S65)。 Then, one of the added dots is randomly selected to change the position (step S58), and the difference between the energy value of the dot profile before the change and the energy value of the dot profile after the change is expressed by the following equation (4). It is obtained by performing the above calculation (step S59). In addition, it is determined whether or not the change of the position of the selected dot is permitted by obtaining the pseudo uniform random number p (steps S60 to S61). If not allowed, the dot whose position has been changed is returned to the original position (steps S62 and S63). Then, the temperature parameter T is appropriately reduced (steps S64 and S65).
上記ステップS58〜S65は、エネルギー値の著しい変化がほとんどなくなるまで繰り返されて(ステップS66)、エネルギー値が極小となるドットプロファイルが濃度レベルA1のドットプロファイルとして取得される。 The above steps S58 to S65 are repeated until there is almost no significant change in the energy value (step S66), and the dot profile with the minimum energy value is acquired as the dot profile of the density level A1.
濃度レベルA1のドットプロファイルが生成されると、次に、濃度範囲A2(例えば、濃度レベル129〜222)に含まれる各濃度レベルのドットプロファイルが生成される。濃度範囲A2に含まれる各濃度レベルのドットプロファイルを生成する際には、濃度範囲A2内において低濃度レベルから高濃度レベルに向かって順にドットプロファイルが生成される。 When the dot profile of the density level A1 is generated, next, the dot profile of each density level included in the density range A2 (for example, the density levels 129 to 222) is generated. When generating a dot profile of each density level included in the density range A2, dot profiles are generated in order from the low density level to the high density level in the density range A2.
まず、上記濃度レベルA1に対する処理にて取得された濃度レベルA1のドットプロファイルにおいてドットが追加可能な位置が求められる(ステップS52)。続いて、濃度レベルA1の次の対象濃度レベル(例えば、濃度レベル129)に合わせてドットプロファイルに追加されるドットの個数が取得され(ステップS53)、ドットプロファイルにドットを追加して変更後のドットプロファイルが生成される(ステップS54,S55)。また、数3に濃度範囲A2に対応するパラメータが設定され(パラメータは、例えば、w1が1.0、w2が0.4、σ1が1.0、σ2が0.75とされ、既に設定されている場合にはこの処理はスキップされる。)(ステップS56)、温度パラメータTが初期値T0とされる(ステップS57)。 First, a position where a dot can be added is obtained in the dot profile of the density level A1 acquired by the processing for the density level A1 (step S52). Subsequently, the number of dots added to the dot profile in accordance with the next target density level (for example, density level 129) of the density level A1 is acquired (step S53), and the dots are added to the dot profile and changed. A dot profile is generated (steps S54 and S55). Further, a parameter corresponding to the density range A2 is set in Equation 3 (for example, the parameters are set such that w 1 is 1.0, w 2 is 0.4, σ 1 is 1.0, and σ 2 is 0.75. If it has already been set, this process is skipped.) (Step S56) The temperature parameter T is set to the initial value T0 (Step S57).
上記と同様にして、エネルギー値の著しい変化がほとんどなくなるまでステップS58〜S65が繰り返され(ステップS66)、エネルギー値が極小となるドットプロファイルが対象濃度レベルのドットプロファイルとして取得される。対象濃度レベルのドットプロファイルが取得されると、濃度レベルを更新しつつステップS52へと戻り(ステップS68,S69)、さらに次の濃度レベルのドットプロファイルが取得される。これにより、濃度範囲A2の各濃度レベルにおけるドットの配置を示すドットプロファイルが生成される。このとき、中濃度範囲(濃度レベル33〜222)に含まれる濃度範囲A1,A2および後述する濃度範囲A4では、同じパラメータを用いて低周波成分および高周波成分にペナルティを与え、ブルーノイズの特徴とされる周波数スペクトルのピークを有するドットプロファイルが生成される。
In the same manner as described above, steps S58 to S65 are repeated until there is almost no significant change in the energy value (step S66), and a dot profile having a minimum energy value is acquired as a dot profile of the target density level. When the dot profile of the target density level is acquired, the process returns to step S52 while updating the density level (steps S68 and S69), and the dot profile of the next density level is acquired. Thereby, a dot profile indicating the arrangement of dots at each density level in the density range A2 is generated. At this time, in the density ranges A1 and A2 included in the middle density range (
濃度範囲A2の各濃度レベルのドットプロファイルが生成されると、次に、濃度範囲A3(例えば、濃度レベル223〜254)に含まれる各濃度レベルのドットプロファイルが生成される。濃度範囲A3に含まれる各濃度レベルのドットプロファイルを生成する際にも、濃度範囲A2の場合と同様にして、濃度範囲A3内において低濃度レベルから高濃度レベルに向かって順にドットプロファイルが生成される。ただし、濃度範囲A3の場合には、数3に設定されるパラメータが、例えば、w1が1.0、w2が0、σ1が(α/sqrt(255−g))(ただし、sqrt(255−g)は(255−g)の平方根を表し、gは対象濃度レベル、αは10.0である。)とされ、この場合、数3の右辺の第1項のみが用いられることとなり、高濃度範囲である濃度範囲A3では、2つのドット間の距離が近いほど値が大きくなる正規分布型の相互作用エネルギーの影響により値が0の空ドットが全体に均一に分布したドットプロファイルが生成される。 When the dot profile for each density level in the density range A2 is generated, next, the dot profile for each density level included in the density range A3 (for example, the density levels 223 to 254) is generated. When generating a dot profile for each density level included in the density range A3, dot profiles are generated in order from the low density level to the high density level in the density range A3, as in the case of the density range A2. The However, in the case of the density range A3, the parameters set in Equation 3 are, for example, that w 1 is 1.0, w 2 is 0, and σ 1 is (α / sqrt (255-g)) (where sqrt (255-g) represents the square root of (255-g), g is the target density level, and α is 10.0.) In this case, only the first term on the right side of Equation 3 is used. In the density range A3, which is a high density range, a dot profile in which empty dots having a value of 0 are uniformly distributed over the entire surface due to the influence of the normal distribution type interaction energy that increases as the distance between the two dots decreases. Is generated.
このようにして、濃度レベルA1より高い濃度範囲A2,A3に含まれる各濃度レベルのドットプロファイルが生成されると、次に、濃度レベルA1より低い濃度範囲A4(例えば、濃度レベル33〜127)に含まれる各濃度レベルのドットプロファイルが生成される。濃度範囲A4に含まれる各濃度レベルのドットプロファイルを生成する際には、濃度範囲A4内において高濃度レベルから低濃度レベルに向かって順にドットプロファイルが生成される。
When the dot profiles of the respective density levels included in the density ranges A2 and A3 higher than the density level A1 are generated in this way, the density range A4 lower than the density level A1 (for example,
まず、上記濃度レベルA1に対する処理にて取得された濃度レベルA1のドットプロファイルにおいてドットが削除可能な位置(すなわち、値が0のドットが追加可能な位置)が求められる(ステップS52)。続いて、濃度レベルA1の次の対象濃度レベル(ここでは、より低い濃度レベルであり、例えば、濃度レベル127)に合わせてドットプロファイルから削除されるドットの個数が取得され(ステップS53)、ドットプロファイルからドットを削除して変更後のドットプロファイルが生成される(ステップS54,S55)。また、数3に濃度範囲A4に対応するパラメータ(例えば、w1が1.0、w2が0.4、σ1が1.0、σ2が0.75)が設定され(ステップS56)、温度パラメータTが初期値T0とされる(ステップS57)。 First, a position where a dot can be deleted (that is, a position where a dot having a value of 0 can be added) is obtained in the dot profile of the density level A1 acquired by the processing for the density level A1 (step S52). Subsequently, the number of dots to be deleted from the dot profile is acquired in accordance with the next target density level after the density level A1 (here, the lower density level, for example, the density level 127) (step S53). Dots are deleted from the profile to generate a changed dot profile (steps S54 and S55). Also, parameters corresponding to the density range A4 (for example, w 1 is 1.0, w 2 is 0.4, σ 1 is 1.0, and σ 2 is 0.75) are set in Equation 3 (step S56). The temperature parameter T is set to the initial value T0 (step S57).
上記と同様にして、エネルギー値の著しい変化がほとんどなくなるまでステップS58〜S65が繰り返され(ステップS66)、エネルギー値が極小となるドットプロファイルが対象濃度レベルのドットプロファイルとして取得される。対象濃度レベルのドットプロファイルが取得されると、濃度レベルを更新しつつステップS52へと戻り(ステップS68,S69)、さらに次の濃度レベル(より低い濃度レベル)のドットプロファイルが取得される。これにより、濃度範囲A4の各濃度レベルにおけるドットの配置を示すドットプロファイルが生成される。 In the same manner as described above, steps S58 to S65 are repeated until there is almost no significant change in the energy value (step S66), and a dot profile having a minimum energy value is acquired as a dot profile of the target density level. When the dot profile of the target density level is acquired, the process returns to step S52 while updating the density level (steps S68 and S69), and the dot profile of the next density level (lower density level) is acquired. Thereby, a dot profile indicating the arrangement of dots at each density level in the density range A4 is generated.
濃度範囲A4の各濃度レベルのドットプロファイルが生成されると、次に、濃度範囲A5(例えば、濃度レベル1〜32)に含まれる各濃度レベルのドットプロファイルが生成される。濃度範囲A5に含まれる各濃度レベルのドットプロファイルを生成する際にも、濃度範囲A4の場合と同様にして、濃度範囲A5内において高濃度レベルから低濃度レベルに向かって順にドットプロファイルが生成される。ただし、濃度範囲A5の場合には、数3に設定されるパラメータが、例えば、w1が1.0、w2が0、σ1が(α/sqrt(g))(ただし、sqrt(g)はgの平方根を表し、gは対象濃度レベル、αは10.0である。)とされ、この場合、数3の右辺の第1項のみが用いられることとなり、低濃度範囲である濃度範囲A5では濃度範囲A4と同様に、2つのドット間の距離が近いほど値が大きくなる正規分布型の相互作用エネルギーの影響によりドットが全体に均一に分布したドットプロファイルが生成される。
Once the dot profiles for each density level in the density range A4 are generated, the dot profiles for each density level included in the density range A5 (for example,
以上のように、第2の実施の形態に係るディザマトリクス生成処理では、最初の一の濃度レベルのドットプロファイルが取得されて準備され、続いて、最初の一の濃度レベルを除く全ての濃度レベルのそれぞれのドットプロファイルが相互作用エネルギーを利用してドットが均一に分布するようにして順次取得される。そして、最初の一の濃度レベルのドットプロファイル、および、各濃度レベルのドットプロファイルに対して決定された追加(または、削除)されるドットの位置の組合せがディザマトリクスとされ、これにより、第2の実施の形態に係るディザマトリクス生成処理では、適切なディザマトリクスを生成することができる。また、低濃度範囲、中濃度範囲および高濃度範囲でそれぞれパラメータを切り替えつつ数3により相互作用エネルギーを求めることにより、低濃度範囲および高濃度範囲においてドットが均一に分布するとともに、中濃度範囲においてブルーノイズの特徴とされる周波数スペクトルのピークを有する出力画像が生成可能なディザマトリクスを取得することができる。 As described above, in the dither matrix generation processing according to the second embodiment, a dot profile having the first density level is acquired and prepared, and then all density levels except the first density level are prepared. The dot profiles are sequentially acquired using the interaction energy so that the dots are uniformly distributed. Then, the combination of the dot profile of the first density level and the position of the dot to be added (or deleted) determined for the dot profile of each density level is used as a dither matrix. In the dither matrix generation process according to the embodiment, an appropriate dither matrix can be generated. Further, by obtaining the interaction energy by Equation 3 while switching the parameters in the low density range, medium density range and high density range, the dots are uniformly distributed in the low density range and high density range, and in the medium density range A dither matrix capable of generating an output image having a frequency spectrum peak characteristic of blue noise can be obtained.
なお、濃度レベルA1のドットプロファイルは、マトリクス領域の全ての位置にドットが配置されたドットプロファイル(例えば、濃度レベル255のドットプロファイル)から、ドットを削除することにより生成されてもよい。また、本実施の形態において数3に設定されるパラメータおよび大別される濃度範囲は、経験的に好ましいとされる一例であり、他のものとされてもよい。 Note that the dot profile at the density level A1 may be generated by deleting dots from a dot profile in which dots are arranged at all positions in the matrix area (for example, a dot profile at the density level 255). Further, the parameter set in Equation 3 and the roughly classified concentration range in the present embodiment are examples that are empirically preferable, and may be other values.
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
上記第1の実施の形態において、低濃度範囲に含まれる各濃度レベルのドットプロファイル(例えば、ドット同士が接続しない程度の密度となるドットプロファイル)が第1ドットプロファイル生成処理により生成され、中濃度範囲および高濃度範囲の各濃度レベルのドットプロファイルが上述のものとは異なる方法による第2ドットプロファイル生成処理により生成されてもよい。 In the first embodiment, a dot profile of each density level included in the low density range (for example, a dot profile having a density at which dots are not connected to each other) is generated by the first dot profile generation process, and the medium density The dot profile of each density level in the range and the high density range may be generated by the second dot profile generation process by a method different from that described above.
他の第2ドットプロファイル生成処理としては、例えば、上述の特許文献1の手法を用いることができる。具体的には、中濃度範囲および高濃度範囲に含まれる対象濃度レベルのドットプロファイルを生成する際に、直前の一のドットプロファイルから追加されるドットの位置を、ドットプロファイルに対して人間の視覚特性に基づいて定義されたコスト関数(エネルギー関数)の値が小さくなるように焼きなまし法を用いて決定することにより、中濃度範囲および高濃度範囲の各濃度レベルのドットプロファイルが順次生成される。これにより、上記第1の実施の形態と同様に、低濃度範囲においては、第1ドットプロファイル生成処理により既存のドットから離れた位置にドットを追加して均一性の高いドットプロファイルを短時間に生成し、中濃度範囲および高濃度範囲においては、ドットの配置状態を数値化する所定のエネルギー関数を用いて一の濃度レベルのドットプロファイルから次の濃度レベルのドットプロファイルを生成する際に追加されるドットの位置が決定され、適切なディザマトリクスを容易に生成することができる。
As another second dot profile generation process, for example, the method described in
また、さらに他の第2ドットプロファイル生成処理として、上述の特許文献2の手法が用いられてもよく、この処理では、一の濃度レベルのドットプロファイルに、一の濃度レベルの次の対象濃度レベルに応じたブルーノイズ特性フィルタを作用させた画像が生成され、この画像と元のドットプロファイルとの差分画像(誤差画像)において濃度レベルが最大となる位置であって、元のドットプロファイル中において値が0の位置にドットを追加する(元のドットプロファイルを誤差画像に近づけることに相当する。)ことにより、中濃度範囲および高濃度範囲に含まれる各濃度レベルのドットプロファイルが順次生成される。さらに、中濃度範囲および高濃度範囲において、上述の特許文献3の手法が利用されてもよく、この手法では、一の濃度レベルのドットプロファイルに低域通過フィルタを作用させた画像(ぼかし画像)において濃度レベルが最小となる位置であって、元のドットプロファイル中において値が0の位置にドットを追加する(最も疎な部分にドットを追加することに相当する。)ことにより、中濃度範囲および高濃度範囲に含まれる対象濃度レベルのドットプロファイルが生成される。
Further, as another second dot profile generation process, the technique of the above-described
ここで、高濃度範囲におけるドットプロファイルの生成手法の違いが出力画像に与える影響は、一般的には、低濃度範囲および中濃度範囲に比べて小さいため、低濃度範囲および中濃度範囲の各濃度レベルのドットプロファイルの質がディザマトリクスの生成に際して重要となる。このような観点から、適切なディザマトリクスを短時間に生成するには低濃度範囲の各濃度レベルのドットプロファイルが第1ドットプロファイル生成処理により生成され、少なくとも中濃度範囲の各濃度レベルのドットプロファイルが第1ドットプロファイル生成処理とは異なる手法を利用して生成されることが重要となる。 Here, since the influence on the output image due to the difference in the dot profile generation method in the high density range is generally smaller than that in the low density range and the middle density range, each density in the low density range and the middle density range. The quality of the level dot profile is important in the generation of the dither matrix. From such a viewpoint, in order to generate an appropriate dither matrix in a short time, a dot profile of each density level in the low density range is generated by the first dot profile generation processing, and at least a dot profile of each density level in the middle density range Is generated using a method different from the first dot profile generation process.
上記実施の形態において、相互作用エネルギーは、2つのドット間の相対的な位置により決定されるものであれば様々なものとすることができる。例えば、行方向と列方向とで単位距離当たりのドット数が異なる印刷装置にて印刷される出力画像や、行方向と列方向とで単位距離当たりの画素数が異なる表示装置にて表示される出力画像の生成に利用されるディザマトリクスの生成においては、2つのドット間の距離rを実際に印刷または表示される画像上での距離(または、この距離に比例する値)として数3に与えることにより、当該印刷装置または表示装置に合わせた適切なディザマトリクスを生成することができる。また、相互作用エネルギーは、行方向および列方向とこれらの方向に傾斜した方向とで異なる特性を示すものであってもよい。 In the above embodiment, the interaction energy can be various as long as it is determined by the relative position between two dots. For example, an output image printed by a printing device having a different number of dots per unit distance in the row direction and the column direction, or a display device having a different number of pixels per unit distance in the row direction and the column direction. In the generation of the dither matrix used for generating the output image, the distance r between the two dots is given in Equation 3 as the distance on the actually printed or displayed image (or a value proportional to this distance). As a result, an appropriate dither matrix suitable for the printing apparatus or display apparatus can be generated. Further, the interaction energy may exhibit different characteristics in the row direction and the column direction and in directions inclined in these directions.
70 元画像
81 ディザマトリクス
811〜814 ドットプロファイル
S11〜S13,S53〜S55,S58,S59,S66,S68,S69 ステップ
70
Claims (10)
ディザマトリクスに対応する2次元領域に、最初の一の濃度レベルにおけるドットの配置を示す2値のドットプロファイルを取得する工程と、
前記一の濃度レベルの次の濃度レベルに合わせて前記ドットプロファイル中に追加されるドットの個数を取得する工程と、
前記ドットプロファイル中に追加されるドットの位置を決定し、前記次の濃度レベルのドットプロファイルを取得する工程と、
前記一の濃度レベルを前記次の濃度レベルへと更新して前記追加されるドットの個数を取得する工程へと戻る工程と、
を備え、
前記最初の一の濃度レベルのドットプロファイル、および、各濃度レベルのドットプロファイルに対して決定された前記追加されるドットの位置の組合せが、ディザマトリクスとされ、
前記次の濃度レベルのドットプロファイルを取得する工程が、
前記ドットプロファイルにドットを追加して変更後のドットプロファイルを生成する工程と、
前記変更後のドットプロファイルに含まれる2つのドットの各組合せについて、前記2つのドット間の相対的な位置により決定される相互作用エネルギーを求め、相互作用エネルギーの総和をエネルギー値として実質的に求める工程と、
を備え、
前記次の濃度レベルのドットプロファイルを取得する工程において、前記ドットプロファイルに追加されるドットの位置を変更しつつ、前記変更後のドットプロファイルを生成する工程と前記エネルギー値を実質的に求める工程とが繰り返され、前記追加されるドットの位置が前記エネルギー値を極小とする位置として決定されることを特徴とするディザマトリクス生成方法。 A dither matrix generation method for generating a dither matrix to be compared with the original image in halftoning a multi-tone original image,
Obtaining a binary dot profile indicating a dot arrangement at the first density level in a two-dimensional area corresponding to the dither matrix;
Obtaining the number of dots added to the dot profile in accordance with the next density level of the one density level;
Determining a position of a dot to be added in the dot profile, and obtaining a dot profile of the next density level;
Updating the one density level to the next density level and returning to the step of acquiring the number of added dots; and
With
A combination of the dot profile of the first density level and the position of the added dot determined for the dot profile of each density level is a dither matrix,
Obtaining a dot profile of the next density level;
Adding a dot to the dot profile to generate a changed dot profile;
For each combination of two dots included in the changed dot profile, an interaction energy determined by a relative position between the two dots is obtained, and a total sum of the interaction energies is substantially obtained as an energy value. Process,
With
In the step of acquiring the dot profile of the next density level, the step of generating the dot profile after the change while changing the position of the dot added to the dot profile, and the step of substantially determining the energy value Is repeated, and the position of the added dot is determined as the position where the energy value is minimized.
ドットプロファイルの行方向および列方向の大きさをそれぞれLx,Ly、前記変更後のドットプロファイルにおける前記2つのドットの前記行方向および前記列方向にて規定される位置の座標をそれぞれ(xm,ym),(xn,yn)として、
(xn−xm)のLxによる剰余、および、(yn−ym)のLyによる剰余をパラメータとして前記2つのドットの間の前記相互作用エネルギーが求められることを特徴とするディザマトリクス生成方法。 The dither matrix generation method according to claim 1,
The sizes of the dot profile in the row direction and the column direction are Lx and Ly, respectively, and the coordinates of the positions defined in the row direction and the column direction of the two dots in the changed dot profile are (x m , y m ), (x n , y n )
Dither matrix generation characterized in that the interaction energy between the two dots is obtained using the remainder of (x n -x m ) by Lx and the remainder of (y n -y m ) by Ly as parameters. Method.
前記2つのドット間の距離をrとして前記相互作用エネルギーJ(r)が、
When the distance between the two dots is r, the interaction energy J (r) is
前記エネルギー値を実質的に求める工程において、変更前のドットプロファイルのエネルギー値と前記変更後のドットプロファイルのエネルギー値との差が前記追加されるドットの位置の変更に基づいて求められることを特徴とするディザマトリクス生成方法。 A dither matrix generation method according to any one of claims 1 to 3,
In the step of substantially obtaining the energy value, a difference between the energy value of the dot profile before the change and the energy value of the dot profile after the change is obtained based on the change in the position of the added dot. A dither matrix generation method.
前記次の濃度レベルのドットプロファイルを取得する工程が、焼きなまし法を利用して前記エネルギー値を極小とする前記追加されるドットの位置を決定することを特徴とするディザマトリクス生成方法。 The dither matrix generation method according to any one of claims 1 to 4,
The method for generating a dither matrix, wherein the step of acquiring a dot profile of the next density level determines the position of the added dot that minimizes the energy value by using an annealing method.
ディザマトリクスに対応する2次元領域に、低濃度範囲の最初の濃度レベルにおけるドットの配置を示す2値のドットプロファイルを生成する初期ドットプロファイル生成工程と、
前記低濃度範囲の前記最初の濃度レベル以降の各濃度レベルにおけるドットプロファイルを、前記2次元領域において全てのドットから最も離れた位置にドットを順次追加することにより生成する第1ドットプロファイル生成工程と、
少なくとも中濃度範囲の各濃度レベルにおけるドットの配置を示すドットプロファイルを前記第1ドットプロファイル生成工程とは異なる手法を利用して生成する第2ドットプロファイル生成工程と、
を備えることを特徴とするディザマトリクス生成方法。 A dither matrix generation method for generating a dither matrix to be compared with the original image in halftoning a multi-tone original image,
An initial dot profile generating step for generating a binary dot profile indicating a dot arrangement at the first density level in the low density range in a two-dimensional area corresponding to the dither matrix;
A first dot profile generation step of generating dot profiles at respective density levels after the first density level in the low density range by sequentially adding dots at positions farthest from all dots in the two-dimensional region; ,
A second dot profile generation step for generating a dot profile indicating a dot arrangement at each density level in at least the medium density range using a technique different from the first dot profile generation step;
A dither matrix generation method comprising:
前記初期ドットプロファイル生成工程において、前記最初の濃度レベルに合わせた個数だけドットを前記2次元領域に配置し、配置されたドットの分布の均一性をボロノイ領域分割を利用して高めることにより、前記最初の濃度レベルのドットプロファイルが生成されることを特徴とするディザマトリクス生成方法。 The dither matrix generation method according to claim 6,
In the initial dot profile generation step, as many dots as the number corresponding to the first density level are arranged in the two-dimensional area, and the uniformity of the distribution of the arranged dots is enhanced by using Voronoi area division, A dither matrix generation method, wherein a dot profile having an initial density level is generated.
前記第2ドットプロファイル生成工程において、ドットの配置状態を数値化する所定のエネルギー関数を用いて一の濃度レベルのドットプロファイルから次の濃度レベルのドットプロファイルを生成する際に追加されるドットの位置が決定されることを特徴とするディザマトリクス生成方法。 The dither matrix generation method according to claim 6 or 7,
In the second dot profile generation step, the position of a dot added when generating a dot profile of the next density level from a dot profile of the one density level using a predetermined energy function that digitizes the dot arrangement state A dither matrix generation method characterized in that is determined.
前記第2ドットプロファイル生成工程が、
前記次の濃度レベルに合わせて前記一の濃度レベルのドットプロファイル中に追加されるドットの個数を取得する工程と、
前記一の濃度レベルのドットプロファイル中に追加されるドットの位置を決定し、前記次の濃度レベルのドットプロファイルを取得する工程と、
前記一の濃度レベルを前記次の濃度レベルへと更新して前記追加されるドットの個数を取得する工程へと戻る工程と、
を備え、
前記次の濃度レベルのドットプロファイルを取得する工程が、
前記一の濃度レベルのドットプロファイルにドットを追加して変更後のドットプロファイルを生成する工程と、
前記変更後のドットプロファイルに含まれる2つのドットの各組合せについて、前記2つのドット間の相対的な位置により決定される相互作用エネルギーを求め、相互作用エネルギーの総和をエネルギー値として実質的に求める工程と、
を備え、
前記次の濃度レベルのドットプロファイルを取得する工程において、前記一の濃度レベルのドットプロファイルに追加されるドットの位置を変更しつつ、前記変更後のドットプロファイルを生成する工程と前記エネルギー値を実質的に求める工程とが繰り返され、前記追加されるドットの位置が前記エネルギー値を極小とする位置として決定されることを特徴とするディザマトリクス生成方法。 The dither matrix generation method according to claim 8,
The second dot profile generation step includes
Obtaining the number of dots added to the dot profile of the one density level in accordance with the next density level;
Determining a position of a dot to be added to the dot profile of the one density level, and obtaining a dot profile of the next density level;
Updating the one density level to the next density level and returning to the step of acquiring the number of added dots; and
With
Obtaining a dot profile of the next density level;
Adding a dot to the dot profile of the one density level to generate a changed dot profile;
For each combination of two dots included in the changed dot profile, an interaction energy determined by a relative position between the two dots is obtained, and a total sum of the interaction energies is substantially obtained as an energy value. Process,
With
In the step of obtaining the dot profile of the next density level, the step of generating the changed dot profile and the energy value are substantially changed while changing the position of the dot added to the dot profile of the one density level. The dither matrix generating method is characterized in that the step of obtaining the added dot is repeated and the position of the added dot is determined as a position where the energy value is minimized.
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JP2008199154A (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Threshold matrix generation method, threshold matrix generation apparatus, and threshold matrix |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008199154A (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Threshold matrix generation method, threshold matrix generation apparatus, and threshold matrix |
US8004719B2 (en) | 2007-02-09 | 2011-08-23 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Threshold matrix generation method, threshold matrix generating apparatus, and recording medium |
WO2018127963A1 (en) * | 2017-01-06 | 2018-07-12 | 日本電気株式会社 | Pattern generation device, image processing device, pattern generation method, and storage medium on which program is stored |
US11120295B2 (en) | 2017-01-06 | 2021-09-14 | Nec Corporation | Pattern generation device, image processing device, pattern generation method, and storage medium on which program is stored |
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