JP2013017109A - 閾値マトリクス作成装置及び閾値マトリクス作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モアレの発生を低減可能なＦＭスクリーンによる閾値マトリクスを作成することができる閾値マトリクス作成装置及び閾値マトリクス作成方法を提供する。
【解決手段】閾値マトリクス作成装置４は、ハーフトーン処理が実施された画像データに基づいて用紙に画像を形成する画像処理装置１００における、主走査方向に対する画像の再現性と、副走査方向に対する画像の再現性との関係に基づいて、主走査方向に対応する方向と副走査方向に対応する方向とについてそれぞれ長さの比率を設定する。閾値マトリクス作成装置４は、設定された長さの比率である長軸と短軸をピーク値とする楕円形状の周波数領域を有する空間周波数特性を求める。閾値マトリクス作成装置４は、求められた空間周波数特性に従って、閾値マトリクスの画素毎の閾値を設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、閾値マトリクス作成装置及び閾値マトリクス作成方法に関する。

従来、画像形成時の中間調の表現方法として、ＦＭ（Frequency Modulation）スクリーンが用いられている。ＦＭスクリーンを実現する手段として、閾値マトリクスを用いたディザ法によるスクリーン処理（ハーフトーン処理）が知られている。これは、多階調の画像データに対して閾値マトリクスをタイル状に並べ、画像データと閾値マトリクスとの比較結果を出力することにより画像データの量子化を行うものである。

また、用紙に画像を形成する従来の画像処理装置においては、その特性により、用紙の通紙方向に対して直交する方向である主走査方向と、主走査方向と直交する方向である副走査方向とで、画像の再現性が異なる場合がある。そして、上述のようなＦＭスクリーンを用いて画像データに対してスクリーン処理を行い、用紙に対してスクリーンの再現を行った場合には、主走査方向と副走査方向との再現性の相異により、網点の潰れや中抜けが顕著となる領域が生じる。

例えば、ポリゴンミラー等により感光ドラムに対してレーザー光を主走査方向に走査して静電潜像を形成し、この潜像に対してトナー材を付着させることにより現像を行う電子写真方式による画像処理装置では、主走査方向よりも副走査方向の方が網点の再現性が高い傾向にある。ここで、図１２に、電子写真方式による或る画像処理装置による網点の再現例を示す。図１２は、サイズが１２８×１２８画素であり、周波数領域が円形である空間周波数特性を有するＦＭスクリーンの閾値マトリクスにより、階調値５０％にて網点を再現した例を示している。図１２中、Ａに示すように、主走査方向の成分（例えば、横方向の細線）が多いパターンでは、色材によって網点が潰れやすくなっている。一方、図１２中、Ｂに示すように、副走査方向の成分（例えば、縦方向の細線）が多いパターンでは、色材による網点の潰れが生じにくく、その結果、中抜けしやすくなっている。

このような特性を有する画像処理装置では、画像データとして周期性を持たない特徴を有しているＦＭスクリーンの閾値マトリクスによるスクリーン処理を行ったとしても、例えば、図１３に示すような網点が潰れている領域Ｐと中抜けしている領域Ｑとが生じたスクリーンパターンがタイル状に繰り返し並べられることにより、図１４に示すように、網点の潰れ及び中抜けが繰り返し再現されてしまい、このように再現された画像は、結果として周期性を帯びた好ましくないパターンであるモアレとして認識されてしまう。

上述した問題に鑑み、従来の閾値マトリクスを作成する技術において、画像のざらつきを低減するために、周波数領域が楕円形状であって、長軸の角度が色毎にそれぞれ異なる空間周波数特性を有するＦＭスクリーンの閾値マトリクスを作成するようにしたものがある（例えば、特許文献１）。

特開２００６−３１１５３２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、２色以上の混色を考慮したものであって、主走査方向及び副走査方向の網点の再現性の相異が考慮されていないため、依然としてモアレが発生する場合がある。

本発明の課題は、モアレの発生を低減可能なＦＭスクリーンによる閾値マトリクスを作成することができる閾値マトリクス作成装置及び閾値マトリクス作成方法を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、多階調の画像データをディザ法によってハーフトーン処理を行うために使用される所定サイズの閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成装置であって、
前記ハーフトーン処理が実施された画像データに基づいて用紙に画像を形成する画像処理装置における、主走査方向に対する画像の再現性と、副走査方向に対する画像の再現性との関係に基づいて、前記主走査方向に対応する方向と前記副走査方向に対応する方向とについてそれぞれの長さの比率を設定し、該設定された長さの比率である長軸と短軸をピーク値とする楕円形状の周波数領域を有する空間周波数特性を求め、該求められた空間周波数特性に従って、前記閾値マトリクスの画素毎の閾値を設定することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の閾値マトリクス作成装置において、
前記主走査方向に対する画像の再現性と、副走査方向に対する画像の再現性との関係は、主走査方向と副走査方向とにそれぞれ延びた所定の画素幅である細線の画像データに基づいて前記画像処理装置によって前記用紙に形成された、主走査方向に延びた細線の画像と副走査方向に延びた細線の画像との線幅の比率である。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の閾値マトリクス作成装置において、
前記閾値マトリクスの各辺の長さを１０ｍｍ以下としたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の閾値マトリクス作成装置において、
前記画像処理装置が再現可能な２色以上の色毎に対応してそれぞれサイズの異なる閾値マトリクスを作成することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、多階調のカラー画像データをディザ法によって色毎にハーフトーン処理を行うために使用されるＦＭスクリーンパターンによる所定サイズの閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成装置であって、
色毎に対応してそれぞれサイズの異なる閾値マトリクスを作成することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、多階調の画像データをディザ法によってハーフトーン処理を行うために使用される所定サイズの閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成方法であって、
前記ハーフトーン処理が実施された画像データに基づいて用紙に画像を形成する画像処理装置にて用紙に所定の再現性特定用画像を形成する再現性特定用画像生成工程と、
前記再現性特定用画像生成工程において形成された前記再現性特定用画像から、前記画像処理装置の主走査方向に対する画像の再現性と、副走査方向に対する画像の再現性との関係を特定する再現性特定工程と、
前記再現性特定工程において特定された、主走査方向に対する画像の再現性と、副走査方向に対する画像の再現性との関係に基づいて、前記主走査方向に対応する方向と前記副走査方向に対応する方向とについてそれぞれの長さの比率を設定し、該設定された長さの比率である長軸と短軸をピーク値とする楕円形状の周波数領域を有する空間周波数特性を求め、該求められた空間周波数特性に従って、前記閾値マトリクスの画素毎の閾値を設定する閾値マトリクス作成工程と、
を含むことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、多階調のカラー画像データをディザ法によって色毎にハーフトーン処理を行うために使用されるＦＭスクリーンパターンによる所定サイズの閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成方法であって、
色毎に対応してそれぞれサイズの異なる閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成工程を含むことを特徴とする。

本発明によれば、モアレの発生を低減可能なＦＭスクリーンによる閾値マトリクスを作成することができる。

画像処理装置の機能的構成を示す図である。 本実施の形態に係る閾値マトリクス作成装置を含む画像処理部の構成の一部を示す図である。 閾値マトリクスの作成要領について説明するフローチャートである。 画像処理装置によって再現された細線について説明する図である。 空間周波数特性について説明する図である。 閾値マトリクス作成処理について説明するフローチャートである。 本実施の形態によって作成された閾値マトリクスを用いて画像を再現した例を示す図である。 複数色の画像が重畳されて再現された例を模式的に示す図である。 モアレについて説明する図である。 閾値マトリクスのサイズの設定について説明する図である。 本実施の形態によって作成された閾値マトリクスによって複数色の画像を再現した例を模式的に示す図である。 従来の閾値マトリクスを用いて画像を再現した例を示す図である。 従来の閾値マトリクスについて説明する図である。 モアレについて説明する図である。

以下、本発明の実施の形態に係る画像処理装置について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有するものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１は、画像処理装置１００の機能的構成を示す。画像処理装置１００は、複写機能、プリント機能等の複数の機能を備えた複合機（ＭＦＰ：Multi Function Peripheral）である。
図１に示すように、画像処理装置１００はコントローラー２０に接続されている。コントローラー２０は、ＰＣ（Personal Computer）等から画像形成の対象として送信されるＰＤＬ（Page Description Language）形式のデータをラスタライズ処理し、ビットマップ形式の画像データを生成する。生成された画像データは通信部１９に送信され、画像処理装置１００に入力される。画像処理装置１００に入力された画像データは画像メモリー１７に保存される。なお、コントローラー２０は画像処理装置１００に内蔵される構成であってもよい。

画像処理装置１００は、例えば、画像処理部１０、制御部１１、読取部１２、操作部１３、表示部１４、記憶部１５、メモリー制御部１６、画像メモリー１７、画像形成部１８及び通信部１９を備えて構成されている。

制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。制御部１１は、記憶部１５に記憶されている各種処理プログラムとの協働によって各種演算を行い、画像処理装置１００の各部を集中制御する。

読取部１２は、光学系やＣＣＤ（Charge Coupled Device）を有するスキャナーを備え、原稿を光走査してアナログ画像信号を生成する。生成された画像信号は画像処理部１０に出力される。

操作部１３は、オペレーターの指示を入力するために用いられ、各種キーや表示部１４と一体に構成されるタッチパネル等を備えて構成されている。操作部１３は、入力操作に応じた操作信号を生成して制御部１１に出力する。
表示部１４は、制御部１１の制御に従ってディスプレイ上に操作画面等を表示する。
記憶部１５は、各種処理プログラムの他、処理に必要なパラメーターや設定データ等を記憶している。記憶部１５としてはハードディスクを用いることができる。

メモリー制御部１６は、画像メモリー１７に対する画像データの入出力を制御する。例えば、メモリー制御部１６は通信部１９や画像処理部１０から入力される画像データを画像メモリー１７に保存する。また、メモリー制御部１６は制御部１１により画像の形成が指示された画像データを画像メモリー１７から読み出して画像処理部１０に出力する。
画像メモリー１７は、画像データを記憶する。画像メモリー１７としてはＤＲＡＭ（Dynamic RAM）を用いることができる。

画像形成部１８は、画像処理部１０から入力される画像形成用の画像データに基づいて画像形成を行う。画像形成部１８は、電子写真方式による画像形成を行い、例えば給紙部、露光部、現像部、転写部及び定着部等からなる。画像形成部１８は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マジェンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の４色によるカラー画像を形成することができる。画像形成部１８は、画像形成時には、画像データがＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変換されて得られたＰＷＭ信号に従って、露光部が感光ドラム上にレーザー光を照射し静電潜像を形成する。これを現像部がトナーを用いて現像処理し、感光ドラム上にトナー像を形成すると、給紙部から給紙された用紙上に転写部がトナー像を転写させ、定着部がトナー像の定着処理を行う。

通信部１９は、通信用のインターフェイスを備え、コントローラー２０と通信を行う。通信部１９は、コントローラー２０から画像形成の対象の画像データを受信し、メモリー制御部１６に出力する。

画像処理部１０は、読取部１２から入力されたアナログ画像信号に輝度補正等の各種補正処理や色変換処理を施す。また、画像処理部１０はアナログ画像信号をデジタル変換し、ＹＭＣＫのデジタルカラー画像データを生成してメモリー制御部１６に出力する。画像データはメモリー制御部１６によって画像メモリー１７に保存される。

その後、制御部１１により画像形成指示があると画像メモリー１７に保存されている画像データが読み出されて画像処理部１０に出力される。画像処理部１０は当該画像データに画像形成に必要な画像処理、例えば画像の濃度を補正するγ補正処理や、多階調の画像の画素値を２値に変換するスクリーン処理を施し、画像形成用の画像データを生成する。

次に、図２を参照して、画像形成用の画像データの生成時に主に機能する画像処理部１０の機能的構成について説明する。
画像処理部１０は、図２に示すように、γ補正部１、スクリーン処理部２、メモリー３、閾値マトリクス作成装置４を含む。

γ補正部１は、入力された画像データにγ補正処理を施す。γ補正処理は入力画素値に対し補正後の出力画素値を定めたＬＵＴ（Look Up Table）を用いて、入力された画像データの各画素の画素値を補正後の画素値に変換する。γ補正処理は、ＹＭＣＫの各色についてそれぞれ実施される。γ補正処理された画像データは、スクリーン処理部２に出力される。

スクリーン処理部２は、γ補正部１から入力された画像データに対し、メモリー３に記憶されているＦＭスクリーンの閾値マトリクスを用いて、ディザ法によるスクリーン処理を実行し、各画素値の２値化を行う。スクリーン処理において、スクリーン処理部２は画像を走査して閾値マトリクスを配置し、画像の各画素の画素値と閾値マトリクスに設定された閾値とを比較し、閾値以上か否かによって画素値を２値化する。スクリーン処理は、ＹＭＣＫの各色についてそれぞれ実施される。

メモリー３は、閾値マトリクス作成装置４により作成された閾値マトリクスを記憶する。閾値マトリクスは、ＹＭＣＫの各色に対応してそれぞれ用意されている。本実施の形態では、後述するように、ＹＭＣＫの色毎に閾値マトリクスのサイズを異ならせている。

閾値マトリクス作成装置４は、基本ドットパターン作成部４１及び閾値設定部４２を備えて構成され、ＦＭスクリーンの閾値マトリクスを作成し、メモリー３に出力する。閾値マトリクスの作成要領については後述する。なお、閾値マトリクス作成装置４は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアによって構成されてもよく、また、記憶部１５に記憶された閾値マトリクス作成プログラムを制御部１１が実行することにより閾値マトリクスを作成する等、ソフトウェア構成により実現するものであってもよい。

基本ドットパターン作成部４１は、閾値マトリクスにおける閾値の設定を行うための基本となるドットパターン（基本ドットパターン）を作成する。
閾値設定部４２は、基本ドットパターン作成部４１によって作成された基本ドットパターンに基づいて、閾値マトリクスの各画素位置における閾値の設定を行う。

以上のように構成された画像処理装置１００により、当該画像処理装置１００において使用する閾値マトリクスを作成する要領について、図３を参照しながら説明する。

先ず、画像処理装置１００によって、縦・横それぞれの細線を用紙に形成することにより、細線の再現を行う（ステップＳ１０）。すなわち、画像処理装置１００により、用紙の通紙方向とは垂直の方向である主走査方向に延びた細線と、主走査方向と直交する方向である副走査方向に延びた細線とを用紙に形成する。このように、用紙に形成されたこれらの細線の画像を再現性特定用画像ということがある。ここで、用紙上に再現された細線の例を図４に示す。図４（ａ）は、副走査方向に延びた細線の再現例であり、図４（ｂ）は、主走査方向に延びた細線の再現例である。なお、図４は、１２００ｄｐｉのドット密度にて２画素幅の細線を表す画像を用紙上に再現し、これを拡大して表したものである。

次に、上述のようにして用紙上に再現された各細線の線幅を測定する（ステップＳ２０）。例えば、図４に示すように、副走査方向に延びた細線の線幅の実測値はｃであり、主走査方向に延びた細線の線幅の実測値はｄである。すなわち、各細線の線幅は、「ｄ＝ｋｃ」と表すことができる。換言すれば、主走査方向に延びた細線の線幅は、副走査方向に延びた細線の線幅のｋ倍であるということができる。ここで、上述のようにして実測した結果、主走査方向に延びた細線の線幅が、副走査方向に延びた細線の線幅よりも大きい場合は、「ｄ＝ｋｃ（ｋ＞１．０）」の関係となる。

次に、上述のようにして測定された各細線の線幅に基づいて、後述するように、楕円形状の周波数領域を有する空間周波数特性を求めるために、長軸及び短軸の各軸長を設定する（ステップＳ３０）。

ここで、長軸及び短軸の各軸長を設定するための理論について説明する。
例えば、本実施の形態に係る画像処理装置１００のように、レーザー光等の光源を感光ドラムに対して主走査方向にスキャンして画像形成を行う電子写真方式によれば、副走査方向に延びて描出される細線の線幅は、副走査方向と直交する主走査方向成分の再現として考えられる。そのため、主走査方向の再現性を利用して細線を描出することにより、細線をより細く再現することができることがわかる。すなわち、スキャンする方向（主走査方向）と平行な方向に細線を描出すると細線の線幅は太くなり、主走査方向に直交する方向に細線を描出すると細線の線幅は細くなる傾向となるということができる。
本実施の形態では、上述した特性を考慮し、楕円形状の周波数領域を有する空間周波数特性を求め、これに基づいて閾値マトリクスを作成する。理想的な空間周波数特性は、例えば、図５に示すように、任意の短軸長ａである短軸が主走査方向ｕに平行に配され、長軸長ｂである長軸が副走査方向ｖに平行に配された楕円形状の周波数領域となるように求める。ここで、長軸長ｂは、上述のようにして求めた縦・横の各細線の線幅の比率によって定まる。すなわち、長軸長ｂは、短軸長ａに対してｋ倍した長さとなる。このようにして求められた空間周波数特性によれば、主走査方向に対して副走査方向のドットの形成頻度が小さくなるような閾値マトリクスを作成することができる。なお、再現された主走査方向に延びた細線の線幅が、副走査方向に延びた細線の線幅よりも小さい場合は、短軸が副走査方向ｖに平行に配され、長軸が主走査方向ｕに平行に配された楕円形状の周波数領域となるような空間周波数特性が求められることとなる。

以上のようにして長軸長及び短軸長がそれぞれ設定されると、これに基づき、閾値マトリクス作成装置４による閾値マトリクスの作成を行う（ステップＳ４０）。

次に、閾値マトリクス作成装置４により実行される閾値マトリクスの作成処理について、図６を参照しながら説明する。

先ず、基本ドットパターン作成部４１は、閾値マトリクスのサイズを設定する（ステップＳ１０１）。このとき、基本ドットパターン作成部４１は、ＹＭＣＫの色毎に対応した閾値マトリクスのサイズを設定する。上述したように、閾値マトリクスのサイズは、色毎に異ならせている。例えば、Ｋ色の閾値マトリクスのサイズは、１２８×１２８画素であり、Ｙ色の閾値マトリクスのサイズは、１２７×１２７画素であり、Ｍ色の閾値マトリクスのサイズは、１２５×１２５画素であり、Ｃ色の閾値マトリクスのサイズは、１２３×１２３画素である。ここで、各色の閾値マトリクスのサイズは、最小公倍数が大きいほど、スクリーン処理を施した各色の画像が重畳して形成された際に、スクリーンのパターンの周期性がより大きくなり、モアレとなって認識され難くなる。なお、閾値マトリクスの形状は、Ｎ×Ｎ画素の正方形に限らず、例えば、Ｎ×Ｍ画素の長方形であってもよい。また、各色の閾値マトリクスのうちの一部のみサイズを異ならせるようにしてもよい。

次に、基本ドットパターン作成部４１は、初期ドットパターンを作成する（ステップＳ１０２）。初期ドットパターンは、作成する閾値マトリクスと同一サイズであって、同一形状を有している。初期ドットパターンに配置するドットは、例えば、ホワイトノイズ等の乱数を発生させ、乱数の発生した画素位置にドットを配置するように決定する。なお、初期ドットパターンの作成方法は上述したものに限定されず、公知の方法の何れによって作成されたものを使用することができる。また、初期ドットパターンは、中間調の任意の階調値にて作成することができるが、本実施の形態では、階調値が５０％である初期ドットパターンを作成している。

基本ドットパターン作成部４１は、上述のようにして作成した初期ドットパターンに基づいて周波数領域データを作成する（ステップＳ１０３）。具体的には、基本ドットパターン作成部４１は、最初に、作成した初期ドットパターンに対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）をかける。次に、基本ドットパターン作成部４１は、上述したようにして設定された長軸長及び短軸長から扁平率を求める。そして、基本ドットパターン作成部４１は、所定のパターン周波数で、算出された扁平率及び楕円形の角度のＢＰＦ（Band Pass Filter）により、ＦＦＴした初期ドットパターンに対してフィルタリングする。ここで、楕円形の角度は、例えば、長軸が副走査方向と平行となる場合には、９０度が設定される。以上の処理が行われた結果、楕円形状の周波数領域を示す周波数領域データが作成される。

基本ドットパターン作成部４１は、上述のようにして作成された周波数領域データに対して逆ＦＦＴをかけ、空間領域データを作成する（ステップＳ１０４）。

基本ドットパターン作成部４１は、作成された空間領域データに対し、中間調である所定の階調値との比較を行うことにより、所定の階調値である基本ドットパターンを作成する（ステップＳ１０５）。なお、作成する基本ドットパターンの階調値は中間調であれば任意であってよく、本実施の形態では、例えば、５０％の階調値としている。

閾値設定部４２は、上述のようにして作成された基本ドットパターンに基づいて、閾値マトリクスにおける画素位置毎の閾値の設定を行う（ステップＳ１０６）。

具体的には、閾値設定部４２は、基本ドットパターンの階調値ｇに基づいて、変化させる階調値変化量δｇに応じたドットの増減を施す。このとき、閾値設定部４２は、階調値変化量δｇによって階調値が大きくなる場合、元の基本ドットパターンにあるドット配置については変更しない。すなわち、閾値設定部４２は、ドットを増やす場合、元の基本ドットパターンを維持し、かつ、追加のドットを付加する。また、閾値設定部４２は、階調値変化量δｇによって階調値が小さくなる場合、元の基本ドットパターンにあるドットが形成されない画素の配置については変更しない。すなわち、ドットを減らす場合、元の基本ドットパターンにおいてドットが形成されない画素についてはドットが形成されないままとし、ドットを削除してドットが形成されない画素を増やす。このようにして、閾値設定部４２は、各々のドット率に対応したドットパターンを生成する。

また、閾値設定部４２は、基本ドットパターンの階調値ｇに基づいて、変化させる階調値変化量δｇに応じたドットの増減を施した階調値ｇ＋δｇのドットパターンを生成した後、階調値ｇ＋δｇのドットパターンに基づいてさらに階調値変化量δｇに応じたドットの増減を施す場合には、その直前に生成された階調値ｇ＋δｇのドットパターンを基本ドットパターンとして扱う。
例えば、閾値設定部４２は、変化させる階調値δｇ＝１％である場合、階調値ｇ＝５０％のドットパターンに基づいて階調値ｇ＋δｇ＝５１％のドットパターンと、階調値ｇ−δｇ＝４９％のドットパターンを生成する。このとき、閾値設定部４２は、ドットが形成された、あるいは、ドットが削除された画素位置に対応する閾値マトリクスの閾値を変更後の階調値に対応する値に設定する。そして、閾値設定部４２は、次の処理においては階調値５１％のドットパターン及び階調値４９％のドットパターンをそれぞれ基本ドットパターンとして、階調値５２％及び階調値４８％のドットパターンを生成するとともに、これに対応して閾値マトリクスの閾値の設定を行う。以後、同様の処理が繰り返されることにより、閾値マトリクスが生成される。
上述の要領にてＹＭＣＫの各色の閾値マトリクスが作成されると、これらはメモリー３に記憶される。

上述のようにして作成された閾値マトリクスを用いて画像を再現した例を図７に示す。図７は、本実施の形態によって作成された、１２８×１２８画素のサイズからなるＫ色の閾値マトリクスによる、階調値５０％の網点再現例を示している。ここで、楕円形状の周波数領域を有する空間周波数特性とするために設定された長軸及び短軸の比率は、［１．０：０．９］としている。図７及び図１２を比較すると、本実施の形態によって作成された閾値マトリクスによれば、従来の方法により作成された閾値マトリクスによって再現されたものよりも網点の潰れや中抜けが低減されていることがわかる。

また、本実施の形態では、ＹＭＣＫの色毎に対応してそれぞれ異なるサイズである閾値マトリクスを使用してスクリーン処理を行うことにより、モアレを生じにくくしている。
ここで、モアレを低減する原理について説明する。なお、以下の説明においては、２色間のスクリーンによって画像を出力した例について説明するが、３色以上のスクリーンによって画像を出力した場合でも同様である。

図８に示すように、各色とも同一のサイズである閾値マトリクスＭ，Ｎによって色毎にスクリーン処理を行い、得られた各色の画像を重畳すると、例えば、トナー材等の色材が重なる領域Ｃと、色材が重ならない領域Ｄとが局所的に発生したカラー画像が形成されることがある。
そして、本実施の形態のように、網点の潰れや中抜けが改善された閾値マトリクスを使用し、各色についてスクリーン処理を行ったとしても、従来のように、各色とも閾値マトリクスのサイズが同一である場合には、図９に示すように、局所的に発生した色材が重なる領域Ｃ及び色材が重ならない領域Ｄが周期的に現れ、モアレとして認識される。

本実施の形態では、図１０に示すように、色毎にサイズの異なる閾値マトリクスＲ，Ｓを使用し、これらによって色毎にスクリーン処理を行う。すなわち、閾値マトリクスＲ，Ｓを色毎にタイル状に並べてスクリーン処理を行った後、これらの画像を重畳すると、図１１に示すように、色材が重なる領域Ｃ及び色材が重ならない領域Ｄがそれぞれ局所的に発生したとしても、これらの周期が大きくなり、モアレのような好ましくないパターンの発生を低減することができる。この効果は、各色の閾値マトリクスのサイズの最小公倍数が大きいほど高くなる。

以上のように閾値マトリクスのサイズを設定することにより、例えば、最も大きい閾値マトリクスをタイル状に並べたときに、その閾値マトリクスの配列周期が、目視で周期的なパターンとして認識されてしまうような周期であっても、モアレの発生を効果的に低減させることができる。

従来、ＦＭスクリーンの閾値マトリクスのサイズは、その配列周期によりモアレが発生しないように、大きいものが採用されていた。例えば、６００ｄｐｉで２５６×２５６画素のサイズの閾値マトリクスでは、１辺が１０ｍｍを超える大きさとなり、その配列周期によるモアレは生じにくい。しかしながら、このような閾値マトリクスを記憶しておくために必要なメモリーの容量は大きくなり、また、ハードウェアへの対応も困難なものとなり、コストのかかるものとなってしまう。

一方、例えば、１２００ｄｐｉで１２８×１２８画素のサイズの閾値マトリクスを使用して画像を形成した場合には、閾値マトリクスの配列周期は約２．７ｍｍとなり、人間の目によってモアレと認識されやすいパターンが生成される傾向となるが、本実施の形態のように、パターンの周期性が大きくなるように色毎の閾値マトリクスのサイズを設定することにより、モアレの発生を効果的に低減させることができるので、閾値マトリクスのサイズを１辺が１０ｍｍ以下と小さくすることができ、その結果、閾値マトリクスを記憶するために必要なメモリーの容量を小さくしてコストの削減を図ることができるようになる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、閾値マトリクス作成装置４は、ハーフトーン処理が実施された画像データに基づいて用紙に画像を形成する画像処理装置１００における、主走査方向に対する画像の再現性と、副走査方向に対する画像の再現性との関係に基づいて、主走査方向に対応する方向と副走査方向に対応する方向とについてそれぞれ長さの比率を設定する。閾値マトリクス作成装置４は、設定された長さの比率である長軸と短軸をピーク値とする楕円形状の周波数領域を有する空間周波数特性を求める。閾値マトリクス作成装置４は、求められた空間周波数特性に従って、閾値マトリクスの画素毎の閾値を設定する。その結果、画像処理装置による網点の再現性の特性を考慮した閾値マトリクスを作成することができるので、スクリーン処理を行ったときに生じる潰れや中抜けが抑制され、単色であっても、２色以上の混色であっても、モアレが低減されたＦＭスクリーンパターンによる画像を出力することができるようになる。

また、本実施の形態によれば、主走査方向に対する画像の再現性と、副走査方向に対する画像の再現性との関係を、主走査方向と副走査方向とにそれぞれ延びた所定の画素幅である細線の画像データに基づいて画像処理装置１００によって用紙に形成された、主走査方向に延びた細線の画像と副走査方向に延びた細線の画像との線幅の比率としたので、閾値マトリクスを定量的に設計することが可能となり、スクリーンの設計を容易ならしめることができるようになる。

また、本実施の形態によれば、閾値マトリクスの各辺の長さを１０ｍｍ以下としたので、閾値マトリクスを保持するためのメモリー容量を小さくすることができ、コストの低減を図ることができるようになる。

また、本実施の形態によれば、閾値マトリクス作成装置４は、画像処理装置１００が再現可能な２色以上の色毎に対応してそれぞれサイズの異なる閾値マトリクスを作成する。その結果、２色以上の画像を重畳して出力した際に生じる、色材が重なる領域と色材が重ならない領域とが周期的なパターンとして現れてモアレとして認識されるおそれが低減され、好ましい再現を実現することができる。

なお、本発明の実施の形態における記述は、本発明に係る画像処理装置の一例であり、これに限定されるものではない。画像処理装置を構成する各機能部の細部構成及び細部動作に関しても適宜変更可能である。

また、本実施の形態では、画像処理装置１００に閾値マトリクス作成装置４を搭載し、閾値マトリクス作成装置４によって作成された閾値マトリクスをスクリーン処理部２に提供する例を示したが、コントローラー２０において生成した画像データに上述した閾値マトリクスによるスクリーン処理を施し、画像処理装置１００はコントローラー２０から入力された画像データに基づいて画像形成するようにしてもよい。このような場合には、コントローラー２０に閾値マトリクス作成装置４を搭載することにより実現することができる。

また、本実施の形態では、閾値マトリクス作成装置４を画像処理装置１００に設けて閾値マトリクスを作成するようにしたが、ＰＣ等の情報処理装置に本実施の形態に係る閾値マトリクス作成装置を搭載してもよく、情報処理装置において閾値マトリクスを作成し、作成した閾値マトリクスのデータを画像処理装置に転送することが可能となる。
また、本発明に係る閾値マトリクス作成装置による閾値マトリクスの作成の処理をプログラム化し、ＰＣ等の情報処理装置にインストールすることとしてもよい。

また、本実施の形態では、主走査方向及び副走査方向にそれぞれ延びた細線の線幅によって、空間周波数特性を楕円形状とするために設定する長軸及び短軸の比率を設定するようにしたが、他の方法によって長軸及び短軸の比率を設定するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、ＹＭＣＫの４色のカラー画像を形成する画像処理装置１００に適用したが、単色あるいは２色以上の画像を形成する画像処理装置に適用することも可能である。

また、本実施の形態では、電子写真方式によって画像の形成を行う画像処理装置１００に適用したが、例えば、インクジェット方式やオフセット方式等、他の方式により画像の形成を行う画像処理装置に適用することも可能である。

本実施の形態では、本発明に係るプログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としてハードディスクや半導体の不揮発性メモリー等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピューター読み取り可能な媒体として、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウェーブ（搬送波）も適用される。

１００ 画像処理装置
１０ 画像処理部
４ 閾値マトリクス作成装置
４１ 基本ドットパターン作成部
４２ 閾値設定部

Claims (7)

1. 多階調の画像データをディザ法によってハーフトーン処理を行うために使用される所定サイズの閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成装置であって、
   前記ハーフトーン処理が実施された画像データに基づいて用紙に画像を形成する画像処理装置における、主走査方向に対する画像の再現性と、副走査方向に対する画像の再現性との関係に基づいて、前記主走査方向に対応する方向と前記副走査方向に対応する方向とについてそれぞれの長さの比率を設定し、該設定された長さの比率である長軸と短軸をピーク値とする楕円形状の周波数領域を有する空間周波数特性を求め、該求められた空間周波数特性に従って、前記閾値マトリクスの画素毎の閾値を設定することを特徴とする閾値マトリクス作成装置。
2. 前記主走査方向に対する画像の再現性と、副走査方向に対する画像の再現性との関係は、主走査方向と副走査方向とにそれぞれ延びた所定の画素幅である細線の画像データに基づいて前記画像処理装置によって前記用紙に形成された、主走査方向に延びた細線の画像と副走査方向に延びた細線の画像との線幅の比率である請求項１に記載の閾値マトリクス作成装置。
3. 前記閾値マトリクスの各辺の長さを１０ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の閾値マトリクス作成装置。
4. 前記画像処理装置が再現可能な２色以上の色毎に対応してそれぞれサイズの異なる閾値マトリクスを作成することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の閾値マトリクス作成装置。
5. 多階調のカラー画像データをディザ法によって色毎にハーフトーン処理を行うために使用されるＦＭスクリーンパターンによる所定サイズの閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成装置であって、
   色毎に対応してそれぞれサイズの異なる閾値マトリクスを作成することを特徴とする閾値マトリクス作成装置。
6. 多階調の画像データをディザ法によってハーフトーン処理を行うために使用される所定サイズの閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成方法であって、
   前記ハーフトーン処理が実施された画像データに基づいて用紙に画像を形成する画像処理装置にて用紙に所定の再現性特定用画像を形成する再現性特定用画像生成工程と、
   前記再現性特定用画像生成工程において形成された前記再現性特定用画像から、前記画像処理装置の主走査方向に対する画像の再現性と、副走査方向に対する画像の再現性との関係を特定する再現性特定工程と、
   前記再現性特定工程において特定された、主走査方向に対する画像の再現性と、副走査方向に対する画像の再現性との関係に基づいて、前記主走査方向に対応する方向と前記副走査方向に対応する方向とについてそれぞれの長さの比率を設定し、該設定された長さの比率である長軸と短軸をピーク値とする楕円形状の周波数領域を有する空間周波数特性を求め、該求められた空間周波数特性に従って、前記閾値マトリクスの画素毎の閾値を設定する閾値マトリクス作成工程と、
   を含むことを特徴とする閾値マトリクス作成方法。
7. 多階調のカラー画像データをディザ法によって色毎にハーフトーン処理を行うために使用されるＦＭスクリーンパターンによる所定サイズの閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成方法であって、
   色毎に対応してそれぞれサイズの異なる閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成工程を含むことを特徴とする閾値マトリクス作成方法。