JP2017135569A - Image processing device, image forming apparatus and threshold matrix shaping method - Google Patents

Image processing device, image forming apparatus and threshold matrix shaping method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a threshold matrix in which connections of dots are reduced and an image quality after screen processing is improved.SOLUTION: An image processing device comprises: a probability conversion part for converting an initial pattern into a probability distribution space; a repetitive processing part for weighting a density distribution space with the probability distribution space, repeating processing for determining a pixel indicating a maximum value in the weighted density distribution space as a pixel for dotting and determining an order of determining the dotting as a dotting order of the dots, and updating the density distribution space in accordance with a position of the pixel each time the pixel is determined; and a threshold conversion part for converting the dotting order of the dots into a threshold and obtaining a threshold matrix. The probability conversion part uses a threshold matrix that is created beforehand so as to form dots, as the initial pattern and obtains the probability conversion space by performing smoothing processing after gradation conversion processing is performed on the initial pattern.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、画像処理装置、画像形成装置及び閾値マトリクスの整形方法に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus, an image forming apparatus, and a threshold matrix shaping method.

従来、FMスクリーン用の閾値マトリクスの作成方法として、Simulated Annealing法、Void & Cluster法、BIPPCCA法等が知られている(例えば、特許文献1及び非特許文献1参照。)。いずれも、乱数によってランダムにドットを配置した初期パターンをもとに、各画素の閾値を決定する方法である。   Conventionally, a simulated annealing method, a void & cluster method, a BIPPCCA method, and the like are known as methods for creating a threshold matrix for an FM screen (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). In either case, the threshold value of each pixel is determined based on an initial pattern in which dots are randomly arranged by random numbers.

閾値マトリクスにより形成する網点は、凸凹が大きい形状やいびつな形状であると、スクリーン処理後の画像が粒状的でざらついた質感になりやすい。
そこで、網点を形成する閾値マトリクスを初期パターンとして使用し、当該初期パターン中のドットの密度分布に応じて閾値マトリクスの各閾値を決定する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。この方法によれば、閾値マトリクスにより形成する網点の形状を円に近づけることができ、スクリーン処理後の画像の粒状性を改善することができる。
If the halftone dots formed by the threshold value matrix have large irregularities or irregular shapes, the screen-processed image tends to have a grainy and rough texture.
Therefore, a method has been proposed in which a threshold value matrix that forms halftone dots is used as an initial pattern, and each threshold value of the threshold value matrix is determined in accordance with the density distribution of dots in the initial pattern (see, for example, Patent Document 2). ). According to this method, the shape of the halftone dots formed by the threshold matrix can be made close to a circle, and the graininess of the image after screen processing can be improved.

米国特許第6798537号明細書US Pat. No. 6,798,537 特許第5601333号公報Japanese Patent No. 5601333

モダンデジタルハーフトーニング(Modern Digital HARFTONING)、ダニエル・エル・ロウ 他著、第2版、シーアールシー・プレス(CRC Press)出版(米国)Modern Digital HARFTONING, Daniel El Low et al., 2nd edition, CRC Press publication (USA)

FMスクリーン用の閾値マトリクスによりスクリーン処理された画像は、網点の配置が規則的ではないものの、高濃度領域において網点同士が線状に連結して局所的に不規則な濃淡が生じやすく、この濃淡がノイズとして観察されてしまう。網点が副走査方向よりも主走査方向に連結しやすい等、連結の方向性がある場合は、主走査方向と副走査方向で画像の再現性に差が生じ、画質の低下を招く。   In the image screened by the threshold matrix for FM screen, although the arrangement of halftone dots is not regular, the halftone dots are connected in a line in a high density region, and locally irregular shading tends to occur. This shading is observed as noise. When there is a connection direction such as halftone dots being more easily connected in the main scanning direction than in the sub-scanning direction, there is a difference in image reproducibility between the main scanning direction and the sub-scanning direction, leading to a reduction in image quality.

本発明の課題は、網点の連結が少なく、スクリーン処理後の画質が高い閾値マトリクスを提供することである。   An object of the present invention is to provide a threshold value matrix having few dot connections and high image quality after screen processing.

請求項1に記載の発明によれば、
初期パターンをドットが打点される確率を表す確率分布空間に変換する確率変換部と、
前記確率分布空間により、ドットの打点が決定された画素の密度を表す密度分布空間を重み付け、重み付けた密度分布空間において最大値を示す画素を、ドットを打点する画素として決定するとともに、当該ドットの打点を決定した順番を当該ドットの打点順位として決定する処理を、前記初期パターンのすべての画素について決定するまで繰り返し、前記ドットを打点する画素を決定するごとに当該画素の位置に応じて前記密度分布空間を更新する繰り返し処理部と、
前記初期パターンのすべての画素についての前記ドットの打点順位を閾値に変換し、閾値マトリクスを得る閾値変換部と、を備え、
前記確率変換部は、網点を形成するようにあらかじめ作成された閾値マトリクスを前記初期パターンとして使用し、前記初期パターンを階調変換処理後、平滑化処理することにより、前記確率分布空間を得ることを特徴とする画像処理装置が提供される。
According to the invention of claim 1,
A probability conversion unit that converts the initial pattern into a probability distribution space that represents the probability that a dot is hit, and
According to the probability distribution space, the density distribution space representing the density of the pixel for which the dot dot is determined is weighted, and the pixel having the maximum value in the weighted density distribution space is determined as a dot dot dot pixel. The process of determining the order in which the dots are determined as the dot ranking of the dots is repeated until all the pixels of the initial pattern are determined, and the density is determined in accordance with the position of the pixels every time the pixels to be doted are determined. An iterative processing unit for updating the distribution space;
A threshold conversion unit that converts dot dot ranks of all the pixels of the initial pattern into threshold values and obtains a threshold matrix; and
The probability conversion unit obtains the probability distribution space by using a threshold matrix prepared in advance so as to form a halftone dot as the initial pattern, and performing a smoothing process on the initial pattern after a gradation conversion process. An image processing apparatus is provided.

請求項2に記載の発明によれば、
前記繰り返し処理部は、前記ドットを打点する画素を決定するごとに前記ドットの打点を決定した各画素を示すドット打点空間を更新し、前記ドット打点空間を平滑化処理することにより、前記更新した密度分布空間を得ることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置が提供される。
According to invention of Claim 2,
The repetitive processing unit updates the dot dot space indicating each pixel for which the dot dot has been determined every time the pixel for dot dot determination is determined, and performs the update by smoothing the dot dot space. The image processing apparatus according to claim 1, wherein a density distribution space is obtained.

請求項3に記載の発明によれば、
前記繰り返し処理部は、前記密度分布空間のみを更新することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置が提供される。
According to invention of Claim 3,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the repetitive processing unit updates only the density distribution space.

請求項4に記載の発明によれば、
前記確率変換部は、前記平滑化処理の範囲の長さを、前記閾値マトリクスにより形成する網点間の距離よりも短くすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像処理装置が提供される。
According to invention of Claim 4,
The said probability conversion part makes the length of the range of the said smoothing process shorter than the distance between the halftone dots formed by the said threshold value matrix, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. An image processing apparatus is provided.

請求項5に記載の発明によれば、
前記確率変換部は、前記平滑化処理の範囲の長さを、主走査方向と副走査方向とで異ならせることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像処理装置が提供される。
According to the invention of claim 5,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the probability conversion unit varies the length of the smoothing processing range between a main scanning direction and a sub-scanning direction. Provided.

請求項6に記載の発明によれば、
前記階調変換処理は、2値化処理であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像処理装置が提供される。
According to the invention of claim 6,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the gradation conversion process is a binarization process.

請求項7に記載の発明によれば、
前記階調変換処理は、入力値が、第1閾値より小さい場合は最小値を出力し、第1閾値以上第2閾値以下の場合は傾きが1以上の一次式において入力値に対応する出力値を出力し、第2閾値より大きい場合は最大値を出力する処理であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像処理装置が提供される。
According to the invention of claim 7,
The gradation conversion process outputs a minimum value when the input value is smaller than the first threshold value, and outputs an output value corresponding to the input value in a linear expression with a slope of 1 or more when the input value is greater than or equal to the first threshold value and less than or equal to the second threshold value. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus outputs the maximum value when the value is larger than the second threshold value.

請求項8に記載の発明によれば、
前記初期パターンとして使用する前記閾値マトリクスは、ブルーノイズ特性又はグリーンノイズ特性を有する閾値マトリクスであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の画像処理装置が提供される。
According to the invention described in claim 8,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the threshold matrix used as the initial pattern is a threshold matrix having a blue noise characteristic or a green noise characteristic.

請求項9に記載の発明によれば、
前記初期パターンとして使用する前記閾値マトリクスは、前記閾値変換部により得られた閾値マトリクスであることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像処理装置が提供される。
According to the invention of claim 9,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the threshold value matrix used as the initial pattern is a threshold value matrix obtained by the threshold value conversion unit.

請求項10に記載の発明によれば、
前記閾値変換部により得られた閾値マトリクスを用いて、画像にスクリーン処理を施すスクリーン処理部を備えることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の画像処理装置が提供される。
According to the invention of claim 10,
The image processing apparatus according to claim 1, further comprising a screen processing unit that performs screen processing on an image using the threshold value matrix obtained by the threshold value conversion unit. .

請求項11に記載の発明によれば、
請求項1〜10のいずれか一項に記載の画像処理装置を備えることを特徴とする画像形成装置が提供される。
According to the invention of claim 11,
An image forming apparatus comprising the image processing apparatus according to any one of claims 1 to 10 is provided.

請求項10に記載の発明によれば、
(a)初期パターンをドットが打点される確率を表す確率分布空間に変換するステップと、
(b)前記確率分布空間により、ドットの打点が決定された画素の密度を表す密度分布空間を重み付け、重み付けた密度分布空間において最大値を示す画素を、ドットを打点する画素として決定するとともに、当該ドットの打点を決定した順番を当該ドットの打点順位として決定する処理を、前記初期パターンのすべての画素について決定するまで繰り返し、前記ドットを打点する画素を決定するごとに当該画素の位置に応じて前記密度分布空間を更新するステップと、
(c)前記初期パターンのすべての画素についての前記ドットの打点順位を閾値に変換し、閾値マトリクスを得るステップと、を含み、
前記ステップ(a)では、網点を形成するようにあらかじめ作成された閾値マトリクスを前記初期パターンとして使用し、前記初期パターンを階調変換処理後、平滑化処理することにより、前記確率分布空間を得ることを特徴とする閾値マトリクスの整形方法が提供される。
According to the invention of claim 10,
(A) converting the initial pattern into a probability distribution space representing the probability that a dot is hit;
(B) According to the probability distribution space, the density distribution space representing the density of the pixel for which the dot dot is determined is weighted, and the pixel indicating the maximum value in the weighted density distribution space is determined as the dot dot pixel. The process of determining the order in which the dot dots are determined as the dot dot rank is repeated until all the pixels in the initial pattern are determined, and each time the dot dot is determined, the position of the dot is determined. Updating the density distribution space;
(C) converting dot dot ranks for all the pixels of the initial pattern into threshold values to obtain a threshold value matrix,
In the step (a), a threshold value matrix prepared in advance so as to form a halftone dot is used as the initial pattern, and the initial pattern is subjected to a gradation conversion process and then a smoothing process. A method for shaping a threshold matrix is provided.

本発明によれば、網点の連結が少なく、スクリーン処理後の画質が高い閾値マトリクスを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a threshold value matrix with few dot connections and high image quality after screen processing.

本実施の形態の画像形成装置の主な構成を機能ごとに示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a main configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment for each function. 図1の整形処理部の構成を機能ごとに示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the shaping process part of FIG. 1 for every function. 閾値マトリクスに適用できる階調変換処理の階調変換特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the gradation conversion characteristic of the gradation conversion process applicable to a threshold value matrix. 平滑化処理に使用できる平滑化フィルターの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the smoothing filter which can be used for a smoothing process. 確率分布空間、密度分布空間、ドット打点空間及び打点順位空間の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of probability distribution space, density distribution space, dot dot space, and dot rank space. 整形処理部が実行する整形処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the shaping process which a shaping process part performs. 閾値マトリクスに対する整形処理の有無によるスクリーン処理の処理結果を示す図である。It is a figure which shows the process result of the screen process by the presence or absence of the shaping process with respect to a threshold value matrix.

以下、本発明の画像処理装置、画像形成装置及び閾値マトリクスの整形方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。   Embodiments of an image processing apparatus, an image forming apparatus, and a threshold matrix shaping method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態の画像形成装置Gの主な構成を機能ごとに示している。
図1に示すように、画像形成装置Gは、制御部11、記憶部12、操作部13、表示部14、通信部15、画像生成部16、画像読取部17、画像メモリー18、画像処理装置19及び画像形成部20を備えている。
FIG. 1 shows the main configuration of the image forming apparatus G according to the embodiment of the present invention for each function.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus G includes a control unit 11, a storage unit 12, an operation unit 13, a display unit 14, a communication unit 15, an image generation unit 16, an image reading unit 17, an image memory 18, and an image processing device. 19 and an image forming unit 20.

制御部11は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等を備えて構成され、記憶部12から各種プログラムを読み出して実行することにより、各部を制御する。
例えば、制御部11は、画像生成部16又は画像読取部17により生成され、画像メモリー18に保持された原画像を、画像処理装置19により画像処理させて、画像処理後の原画像に基づいて、画像形成部20により用紙上に画像を形成させる。
The control unit 11 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), and the like, and controls each unit by reading and executing various programs from the storage unit 12.
For example, the control unit 11 causes the image processing device 19 to perform image processing on the original image generated by the image generation unit 16 or the image reading unit 17 and held in the image memory 18, and based on the original image after image processing. Then, the image forming unit 20 forms an image on the sheet.

記憶部12は、制御部11により読み取り可能なプログラム、プログラムの実行時に用いられるファイル等を記憶している。記憶部12としては、ハードディスク等の大容量メモリーを用いることができる。   The storage unit 12 stores a program that can be read by the control unit 11, a file that is used when the program is executed, and the like. As the storage unit 12, a large-capacity memory such as a hard disk can be used.

操作部13は、ユーザーの操作に応じた操作信号を生成し、制御部11に出力する。操作部13としては、キーパッド、表示部14と一体に構成されたタッチパネル等を用いることができる。   The operation unit 13 generates an operation signal corresponding to a user operation and outputs the operation signal to the control unit 11. As the operation unit 13, a keypad, a touch panel configured integrally with the display unit 14, or the like can be used.

表示部14は、制御部11の指示にしたがって操作画面等を表示する。表示部14としては、LCD(Liquid Crystal Display)、OELD(Organic Electro Luminescence Display)等を用いることができる。   The display unit 14 displays an operation screen and the like according to instructions from the control unit 11. As the display unit 14, an LCD (Liquid Crystal Display), an OELD (Organic Electro Luminescence Display), or the like can be used.

通信部15は、ネットワーク上の外部装置、例えばユーザー端末、サーバー、他の画像形成システム等と通信する。
通信部15は、ユーザー端末からネットワークを介して、画像を形成する指示内容がページ記述言語(PDL:Page Description Language)で記述されたベクトルデータを受信する。
The communication unit 15 communicates with external devices on the network, for example, user terminals, servers, other image forming systems, and the like.
The communication unit 15 receives vector data in which an instruction content for forming an image is described in a page description language (PDL) via a network from a user terminal.

画像生成部16は、通信部15により受信したベクトルデータをラスタライズ処理し、ビットマップ形式の原画像を生成する。原画像は、各画素がC(シアン)、M(マジェンタ)、Y(イエロー)及びK(黒)の4色の画素値を有する。画素値は画像の濃淡を表すデータ値であり、例えば8bitのデータ値は0〜255階調の濃淡を表す。   The image generation unit 16 rasterizes the vector data received by the communication unit 15 to generate a bitmap-format original image. In the original image, each pixel has pixel values of four colors of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and K (black). The pixel value is a data value representing the density of an image. For example, an 8-bit data value represents a density of 0 to 255 gradations.

画像読取部17は、自動原稿送り装置、スキャナー等からなり、原稿台上にセットされた原稿面を読み取って、ビットマップ形式の原画像を生成する。画像読取部17により生成された原画像は、各画素がR(赤)、G(緑)及びB(青)の3色の画素値を有する。この原画像は、図示しない色変換部によって、C、M、Y及びKの4色の画素値を有する原画像に色変換される。   The image reading unit 17 includes an automatic document feeder, a scanner, and the like, and reads a document surface set on a document table to generate a bitmap-format original image. In the original image generated by the image reading unit 17, each pixel has pixel values of three colors of R (red), G (green), and B (blue). This original image is color-converted into an original image having pixel values of four colors C, M, Y, and K by a color conversion unit (not shown).

画像メモリー18は、画像生成部16又は画像読取部17により生成された原画像を一時的に保持するバッファーメモリーである。画像メモリー18としては、DRAM(Dynamic RAM)等を用いることができる。   The image memory 18 is a buffer memory that temporarily holds an original image generated by the image generation unit 16 or the image reading unit 17. As the image memory 18, a DRAM (Dynamic RAM) or the like can be used.

画像処理装置19は、画像メモリー18から原画像を読み出して、画像の回転、拡大、縮小、ページ番号の付加、ページ集約等のレイアウト処理、色変換処理、濃度補正処理等の各種画像処理を施す。
また、画像処理装置19は、図1に示すようにスクリーン処理部191を備え、当該スクリーン処理部191により閾値マトリクスを用いて原画像をスクリーン処理する。スクリーン処理は、組織的ディザ法を用いた疑似中間調を表現するための画像処理である。
The image processing device 19 reads an original image from the image memory 18 and performs various image processing such as image rotation, enlargement, reduction, page number addition, layout processing such as page aggregation, color conversion processing, and density correction processing. .
Further, the image processing device 19 includes a screen processing unit 191 as shown in FIG. 1, and the screen processing unit 191 screen-processes the original image using a threshold value matrix. The screen processing is image processing for expressing a pseudo halftone using a systematic dither method.

画像処理装置19は、整形処理部30を備えている。整形処理部30は、与えられた閾値マトリクスを整形処理してスクリーン処理部191に出力する。スクリーン処理部191は、整形処理部30により得られた閾値マトリクスをスクリーン処理に用いる。   The image processing device 19 includes a shaping processing unit 30. The shaping processing unit 30 shapes the given threshold value matrix and outputs it to the screen processing unit 191. The screen processing unit 191 uses the threshold value matrix obtained by the shaping processing unit 30 for screen processing.

画像形成部20は、画像処理装置19により画像処理された原画像の各画素の4色の画素値に応じて、C、M、Y及びKの4色からなる画像を用紙上に形成する。
具体的には、画像形成部20は、各画素の形成する色の画素値に応じて、露光部により感光ドラム上を露光し、静電潜像を形成した後、現像部によりトナー等の色材を供給して現像し、感光ドラム上に画像を形成する。画像形成部20は、感光ドラムから中間転写ベルト等の像担持体上に各色の画像を重ねて転写し、得られた4色からなる画像をさらに給紙トレイから搬送した用紙上に転写した後、定着装置によって用紙を加熱及び加圧する定着処理を行う。
The image forming unit 20 forms an image of four colors C, M, Y, and K on a sheet according to the pixel values of the four colors of each pixel of the original image subjected to image processing by the image processing device 19.
Specifically, the image forming unit 20 exposes the photosensitive drum on the photosensitive drum according to the pixel value of the color formed by each pixel, forms an electrostatic latent image, and then develops a color such as toner by the developing unit. The material is supplied and developed to form an image on the photosensitive drum. The image forming unit 20 transfers the images of the respective colors on the image carrier such as an intermediate transfer belt from the photosensitive drum, and further transfers the obtained four-color image onto the paper conveyed from the paper feed tray. Then, a fixing process is performed in which the sheet is heated and pressed by the fixing device.

図2は、整形処理部30の構成を機能ごとに示している。
図2に示すように、整形処理部30は、確率変換部31、繰り返し処理部A及び閾値変換部35を備えている。
FIG. 2 shows the configuration of the shaping processing unit 30 for each function.
As illustrated in FIG. 2, the shaping processing unit 30 includes a probability conversion unit 31, an iterative processing unit A, and a threshold conversion unit 35.

〔確率変換部〕
確率変換部31は、図2に示すように、反転部311、階調変換部312及び平滑化処理部313を備えて、初期パターンを確率分布空間Uに変換する。確率分布空間Uは、ドットが打点される確率を表している。
[Probability converter]
As shown in FIG. 2, the probability conversion unit 31 includes an inversion unit 311, a gradation conversion unit 312, and a smoothing processing unit 313, and converts the initial pattern into a probability distribution space U. The probability distribution space U represents the probability that a dot is hit.

確率変換部31は、初期パターンとして、既知の閾値マトリクスの作成方法により、網点を形成するようにあらかじめ作成された閾値マトリクスTH0を使用する。FMスクリーンの場合、初期パターンとして、Simulated Annealing法、Void and Cluster法、BIPPCCA法等により作成された閾値マトリクスTH0を使用することができる。なお、整形処理部30は、FMスクリーンに限らず、AMスクリーンの網点を形成するように作成された閾値マトリクスも整形処理することができる。   The probability conversion unit 31 uses a threshold matrix TH0 created in advance so as to form halftone dots by a known threshold matrix creation method as an initial pattern. In the case of an FM screen, a threshold matrix TH0 created by a simulated annealing method, a void and cluster method, a BIPPCCA method, or the like can be used as an initial pattern. Note that the shaping processing unit 30 can perform shaping processing not only on the FM screen but also on a threshold matrix created so as to form halftone dots of the AM screen.

閾値マトリクスTH0は、各画素に閾値が設定されたm×n画素のパターンである。スクリーン処理時、閾値マトリクスをm×n画素単位で原画像と照合し、閾値マトリクスの各閾値を位置が対応する各画素の画素値と比較することにより、各画素におけるドットの打点又は非打点を決定する。上記既知の作成方法によって作成された閾値マトリクスTH0の閾値は、ドットが円状に集合して網点を形成し、形成された網点が一定間隔で分布するように設定されている。   The threshold matrix TH0 is an m × n pixel pattern in which a threshold is set for each pixel. During screen processing, the threshold matrix is compared with the original image in units of m × n pixels, and by comparing each threshold of the threshold matrix with the pixel value of each pixel corresponding to the position, the dot dot or non-dot in each pixel is determined. decide. The threshold value of the threshold value matrix TH0 created by the known creation method is set so that dots are gathered in a circle to form halftone dots, and the formed halftone dots are distributed at regular intervals.

閾値マトリクスTH0は、ブルーノイズ特性又はグリーンノイズ特性を有する閾値マトリクスであることが好ましい。
これにより、スクリーン処理によって、ブルーノイズ特性又はグリーンノイズ特性を有する画像を形成できる閾値マトリクスを得ることができる。
The threshold matrix TH0 is preferably a threshold matrix having blue noise characteristics or green noise characteristics.
Thus, a threshold matrix capable of forming an image having blue noise characteristics or green noise characteristics can be obtained by screen processing.

また、閾値マトリクスTH0は、整形処理を経て閾値変換部35により得られた閾値マトリクスであってもよい。
これにより、閾値マトリクスTH0に複数回の整形処理を施して、網点同士の連結がより少ない閾値マトリクスを得ることができる。
The threshold value matrix TH0 may be a threshold value matrix obtained by the threshold value conversion unit 35 through the shaping process.
As a result, the threshold value matrix TH0 can be subjected to shaping processing a plurality of times to obtain a threshold value matrix with fewer dots connected.

反転部311は、閾値マトリクスTH0の各画素に設定されている閾値を反転する。反転後の閾値は、閾値マトリクスTH0によりスクリーン処理したときにドットが打点される確率を表す。反転後の閾値は、閾値の値域の最大値から閾値を引いた差を求めることにより、得ることができる。例えば、0〜255の値域内で設定された閾値が50の場合、反転後の閾値は、205(=255−50)である。   The inversion unit 311 inverts the threshold value set for each pixel of the threshold value matrix TH0. The threshold value after inversion represents the probability that a dot will be hit when screen processing is performed using the threshold value matrix TH0. The threshold value after inversion can be obtained by obtaining a difference obtained by subtracting the threshold value from the maximum value in the threshold value range. For example, when the threshold value set in the range of 0 to 255 is 50, the threshold value after inversion is 205 (= 255-50).

階調変換部312は、確率分布空間Uにおいて網点間にドットが打点される確率が減るように、反転後の閾値マトリクスTH0を階調変換処理する。
これにより、網点同士の連結が減るように、閾値マトリクスTH0を整形処理することができる。
The gradation conversion unit 312 performs gradation conversion processing on the inverted threshold matrix TH0 so that the probability that dots are dotted between halftone dots in the probability distribution space U is reduced.
As a result, the threshold matrix TH0 can be shaped so that the connection between the halftone dots is reduced.

階調変換部312が施す階調変換処理は、2値化処理であることが好ましい。
具体的には、階調変換部312が、反転後の閾値マトリクスTH0の各閾値を、2値化処理の閾値αと比較し、閾値αより大きければ最大値1、閾値α以下であれば最小値0に変換する。閾値αは、適宜決定することができる。閾値αが大きいほど、スクリーン処理によって形成される網点間の連結が減る傾向があるので、閾値αを異ならせて目的の画質が得られるときの閾値αを求めるようにしてもよい。
The gradation conversion process performed by the gradation conversion unit 312 is preferably a binarization process.
Specifically, the gradation conversion unit 312 compares each threshold value of the inverted threshold value matrix TH0 with the threshold value α of the binarization process, and if it is larger than the threshold value α, the maximum value is 1; Convert to the value 0. The threshold value α can be determined as appropriate. As the threshold value α is larger, the connection between halftone dots formed by screen processing tends to decrease. Therefore, the threshold value α when the desired image quality is obtained may be obtained by varying the threshold value α.

また、階調変換部312が施す階調変換処理は、図3に示すような階調変換特性を有する階調変換処理であってもよい。
この階調変換処理は、図3に示すように、入力値が、第1閾値βより小さい場合は最小値0を出力し、第1閾値β以上第2閾値α以下の場合は傾きが1以上の一次式において入力値に対応する出力値を出力し、第2閾値αより大きい場合は最大値1を出力する処理である。なお、図3において、入力値を0〜1の値に変換した値で表している。例えば、値域が0〜255の入力値の場合、入力値を256で除算して0〜1の値に変換している。図3中の第1閾値βから第2閾値α間の一次式は、y=ax+b(yは0〜1の出力値を表し、xは0〜1の入力値を表す。aは傾き、bは切片である。)で表され、傾きaが1以上の一次関数である。
The gradation conversion process performed by the gradation conversion unit 312 may be a gradation conversion process having gradation conversion characteristics as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, in this gradation conversion process, when the input value is smaller than the first threshold value β, the minimum value 0 is output, and when the input value is not less than the first threshold value β and not more than the second threshold value α, the gradient is 1 or more. In the linear expression, the output value corresponding to the input value is output, and when the value is larger than the second threshold value α, the maximum value 1 is output. In FIG. 3, the input value is represented by a value converted to 0 to 1. For example, when the value range is an input value of 0 to 255, the input value is divided by 256 and converted to a value of 0 to 1. A linear expression between the first threshold value β and the second threshold value α in FIG. 3 is y = ax + b (y represents an output value of 0 to 1, x represents an input value of 0 to 1, a is a slope, b Is an intercept.), And the slope a is a linear function of 1 or more.

平滑化処理部313は、階調変換処理後の閾値マトリクスTH0を平滑化処理することにより、確率分布空間Uを得る。
平滑化処理により、網点の中心から周囲へと濃度差が滑らかに変化するように、ドットが打点される確率を調整することができる。これにより、自然な網点を形成できるように閾値マトリクスを整形することができる。
The smoothing processing unit 313 obtains the probability distribution space U by smoothing the threshold value matrix TH0 after the gradation conversion processing.
By the smoothing process, it is possible to adjust the probability that dots are hit so that the density difference changes smoothly from the center of the halftone dot to the periphery. As a result, the threshold matrix can be shaped so that natural halftone dots can be formed.

平滑化処理によって過剰にぼけて網点の形状が崩れることを防ぐため、平滑化処理部313は、平滑化処理の範囲の長さを、閾値マトリクスTH0により形成する網点間の距離よりも短くすることが好ましい。網点間の距離は、隣り合う網点の中心間の距離である。
平滑化処理の範囲とは、画素値を重み付ける画素の範囲をいう。平滑化フィルターにおいては、重み付けのパラメーターが0ではない画素の範囲が平滑化処理の範囲である。
例えば、設定された重み付けのパラメーターがすべて0ではない平滑化フィルターを平滑化処理に用いる場合、網点間の距離が5画素であれば、平滑化フィルターのサイズを、5×5画素より一辺の長さが短い4×4画素、3×3画素等のサイズにすればよい。
In order to prevent the halftone dot shape from being excessively blurred by the smoothing process, the smoothing processing unit 313 makes the length of the smoothing process range shorter than the distance between the halftone dots formed by the threshold matrix TH0. It is preferable to do. The distance between halftone dots is the distance between the centers of adjacent halftone dots.
The range of the smoothing process refers to a pixel range in which the pixel value is weighted. In the smoothing filter, the range of pixels where the weighting parameter is not 0 is the range of the smoothing process.
For example, when a smoothing filter in which the set weighting parameters are not all 0 is used for the smoothing process, if the distance between halftone dots is 5 pixels, the size of the smoothing filter is set to one side of 5 × 5 pixels. A short size such as 4 × 4 pixels, 3 × 3 pixels, or the like may be used.

また、画像形成装置Gの特性によって、網点の連結のしやすさに方向性がある場合、平滑化処理部313は、平滑化処理の範囲の長さを主走査方向と副走査方向とで異ならせることが好ましい。
これにより、主走査方向及び副走査方向における連結の差異を緩和し、方向によって生じる不規則な濃淡がノイズとして観察されることを防ぐことができる。
例えば、主走査方向に網点が連結しやすい場合、平滑化処理において重み付ける範囲を副走査方向よりも主走査方向の方が長い楕円状の範囲とすることができる。
Further, when there is directionality in the ease of connecting halftone dots due to the characteristics of the image forming apparatus G, the smoothing processing unit 313 sets the length of the smoothing processing range in the main scanning direction and the sub-scanning direction. It is preferable to make them different.
Thereby, the difference in connection between the main scanning direction and the sub-scanning direction can be alleviated, and irregular shading caused by the direction can be prevented from being observed as noise.
For example, when halftone dots are easily connected in the main scanning direction, the weighting range in the smoothing process can be an elliptical range that is longer in the main scanning direction than in the sub scanning direction.

図4は、重み付ける範囲が楕円状の平滑化フィルターの例を示している。
図4に示すように、平滑化フィルターは5×5画素のサイズであるが、0ではない重み付けのパラメーターが設定された、重み付けが有効な範囲は、主走査方向xの長さ(長径)が5画素、副走査方向yの長さ(短径)が3画素の楕円状である。重み付けの各パラメーターは、5×5画素の中心画素に近いほど重みが大きくなるように設定されている。
このような平滑化フィルターによれば、主走査方向に隣り合う網点の連結を抑えることができ、主走査方向と副走査方向の画像の再現性の差による画質劣化を減らすことができる。
FIG. 4 shows an example of a smoothing filter whose weighting range is elliptical.
As shown in FIG. 4, the smoothing filter has a size of 5 × 5 pixels, but the weighting parameter that is not 0 is set and the weighting effective range is the length (major axis) in the main scanning direction x. It is an ellipse having 5 pixels and a length (minor axis) in the sub-scanning direction y of 3 pixels. Each parameter of the weight is set so that the weight becomes larger as it is closer to the central pixel of 5 × 5 pixels.
According to such a smoothing filter, it is possible to suppress the connection of adjacent halftone dots in the main scanning direction, and it is possible to reduce image quality degradation due to a difference in image reproducibility between the main scanning direction and the sub-scanning direction.

なお、主走査方向と副走査方向で平滑化処理の範囲の長さを異ならせる場合は、主走査方向の長さと副走査方向の長さのうち、より短い方の長さを、網点間の距離よりも短くすることが好ましい。
これにより、方向性による画質劣化だけでなく、平滑化処理による網点の形状の崩れも防ぐことができる。
When the length of the smoothing process range is different between the main scanning direction and the sub-scanning direction, the shorter one of the length in the main scanning direction and the length in the sub-scanning direction is set between the halftone dots. It is preferable to make it shorter than the distance.
Thereby, not only the image quality deterioration due to the directionality but also the collapse of the halftone dot shape due to the smoothing process can be prevented.

〔繰り返し処理部〕
繰り返し処理部Aは、図2に示すように、重み付け演算部32、ドット打点部33及び更新部34を備えている。
[Repetition processing section]
As shown in FIG. 2, the iterative processing unit A includes a weighting calculation unit 32, a dot dot unit 33, and an update unit 34.

重み付け演算部32は、確率変換部31から出力された確率分布空間Uにより、ドットの打点が決定された画素の密度を表す密度分布空間CMを重み付ける演算を行う。
密度分布空間CMは、集中マトリクス(Concentration Matrix)とも呼ばれ、ドットの打点が決定された画素の密度を表すm×n画素のパターンである。密度分布空間CMの各画素の値は0〜1の値域を有し、初期値は1である。
The weighting operation unit 32 performs an operation of weighting the density distribution space CM that represents the density of the pixels for which dot dots are determined, using the probability distribution space U output from the probability conversion unit 31.
The density distribution space CM is also referred to as a concentration matrix, and is an m × n pixel pattern representing the density of pixels for which dot dots are determined. The value of each pixel in the density distribution space CM has a value range of 0 to 1, and the initial value is 1.

重み付け演算部32は、確率分布空間Uと密度分布空間CMの対応する画素同士の値を乗算し、重み付け後の密度分布空間CMnewを得る。
密度分布空間CMの重み付け演算は、下記のように表すことができる。
CMnew[i]=CMold[i]×U[i]
ここで、CMnew[i]は、重み付け演算後の密度分布空間CMのi番目の画素の値(密度)を表す。CMold[i]は、重み付け演算前の密度分布空間CMのi番目の画素の値(密度)を表す。U[i]は、確率分布空間Uのi番目の画素の値(確率)を表す。
The weighting calculator 32 multiplies the values of corresponding pixels in the probability distribution space U and the density distribution space CM to obtain a weighted density distribution space CMnew.
The weighting calculation of the density distribution space CM can be expressed as follows.
CMnew [i] = CMold [i] × U [i]
Here, CMnew [i] represents the value (density) of the i-th pixel in the density distribution space CM after the weighting calculation. CMold [i] represents the value (density) of the i-th pixel in the density distribution space CM before the weighting calculation. U [i] represents the value (probability) of the i-th pixel in the probability distribution space U.

密度分布空間CMの初期値は1であるので、ドットを打点する最初の画素を決定する際、確率変換部31から入力された確率分布空間Uの確率の値が、そのまま密度分布空間CMnewとして得られる。それ以降にドットを打点する画素を決定する際、更新部34により更新された密度分布空間CMが与えられるので、重み付け演算部32は、この更新された密度分布空間CMを密度分布空間CMoldとして用い、確率分布空間Uと乗算する。   Since the initial value of the density distribution space CM is 1, when determining the first pixel to dot, the probability value of the probability distribution space U input from the probability conversion unit 31 is directly obtained as the density distribution space CMnew. It is done. Since the density distribution space CM updated by the updating unit 34 is given when determining pixels for dot printing thereafter, the weighting calculation unit 32 uses the updated density distribution space CM as the density distribution space CMold. The probability distribution space U is multiplied.

ドット打点部33は、重み付け演算部32により重み付けた密度分布空間CMnewにおいて最大値を有する画素を、ドットを打点する画素として決定するとともに、当該画素のドットの打点を決定した順番を当該ドットの打点順位として決定する。
ドットを打点する最初の画素を決定した後は、すでに打点されたドットがあるので、ドット打点部33は、密度分布空間CMnewにおいて最大値を有する画素であっても、ドット打点空間Igにおいてすでに打点されている画素(1の値を有する画素)は除外して、ドットを打点する画素を決定する。
The dot dot unit 33 determines the pixel having the maximum value in the density distribution space CMnew weighted by the weighting calculation unit 32 as a pixel to dot, and the dot dot dot in the order in which the dot dot of the pixel is determined Decide as a ranking.
After determining the first pixel to dot, since there is a dot that has already been doted, even if the dot dot portion 33 is a pixel having the maximum value in the density distribution space CMnew, the dot dot portion Ig is already doted in the dot dot space Ig. Excluded pixels (pixels having a value of 1) are excluded, and a pixel to be doted is determined.

ドット打点部33は、ドットを打点する画素及びドットの打点順位を決定するごとに、ドット打点空間Ig及び打点順位空間Numを更新する。
ドット打点空間Igは、ドットの打点を決定した画素を表すm×n画素のパターンである。ドット打点空間Igの各画素には、ドットの非打点を表す初期値0が設定されており、ドット打点部33は、ドットの打点を決定した画素の値を初期値0からドットの打点を表す1に更新する。
The dot dot unit 33 updates the dot dot space Ig and the dot dot rank space Num each time the dot dot dot and the dot dot rank are determined.
The dot dot space Ig is an m × n pixel pattern representing a pixel that determines the dot dot. Each pixel in the dot dot space Ig is set to an initial value 0 representing a non-dot dot, and the dot dot portion 33 represents the dot dot from the initial value 0 to the pixel value for which the dot dot has been determined. Update to 1.

打点順位空間Numは、ドットの打点順位を表すm×n画素のパターンであり、下記のように表される。
Num[i]=k
ここで、Num[i]は、打点順位空間Numのi番目の画素の打点順位を表す。kは、ドットの打点順位を表す1〜m×nの整数である。
The dot ranking space Num is an m × n pixel pattern representing dot dot ranking, and is expressed as follows.
Num [i] = k
Here, Num [i] represents the dot ranking of the i-th pixel in the dot ranking space Num. k is an integer of 1 to m × n representing dot dot ranking.

重み付け演算部32及びドット打点部33は、密度分布空間CMを重み付け、重み付け後の密度分布空間CMnewにおいて最大値を示す画素を、ドットを打点する画素として決定するとともに、当該ドットの打点を決定した順番を当該ドットの打点順位として決定する処理を、初期パターンである閾値マトリクスTH0のすべての画素について決定するまで繰り返す。   The weighting calculation unit 32 and the dot dot unit 33 weight the density distribution space CM, determine the pixel indicating the maximum value in the weighted density distribution space CMnew as the dot dot pixel, and determine the dot dot of the dot The process of determining the order as the dot ranking of the dots is repeated until all the pixels of the threshold value matrix TH0 that is the initial pattern are determined.

更新部34は、ドット打点部33によりドットを打点する画素を決定するごとに、当該ドットの打点を決定した画素の位置に応じて、重み付け演算部32において重み付ける密度分布空間CMを更新する。
更新部34は、図2に示すように反転部341及び平滑化処理部342を備えている。
The update unit 34 updates the density distribution space CM weighted by the weighting calculation unit 32 every time the dot dot dot unit 33 determines a dot dot dot according to the pixel position where the dot dot dot is determined.
The updating unit 34 includes an inversion unit 341 and a smoothing processing unit 342 as illustrated in FIG.

反転部341は、ドット打点空間Igの各画素の値を反転する。ドット打点空間Igの値は0か1であるので、0を1に、1を0に反転すればよい。   The inversion unit 341 inverts the value of each pixel in the dot dot space Ig. Since the value of the dot dot space Ig is 0 or 1, it is sufficient to invert 0 to 1 and 1 to 0.

平滑化処理部342は、反転後のドット打点空間Igを平滑化処理することにより、更新した密度分布空間CMを得る。
平滑化処理により、密度分布空間CMにおいてドットの打点が決定された画素とその周囲に位置する画素の密度を増加させることができる。ドットの打点を決定した画素から一定距離の範囲内ではドットが打点されにくく、一定距離以上離れるとまたドットが打点されやすくなるように、密度を調整することができるため、一定間隔で分布する網点を形成できる閾値マトリクスに整形することができる。
The smoothing processing unit 342 obtains an updated density distribution space CM by smoothing the dot dot space Ig after inversion.
By the smoothing process, it is possible to increase the density of the pixel in which the dot spot is determined in the density distribution space CM and the pixels located around the pixel. A dot distributed within a certain distance from the pixel where the dot dots are determined, and the density can be adjusted so that the dots are more likely to be spotted when they are more than a certain distance away. A point matrix can be shaped into a threshold matrix.

更新後の密度分布空間CMは、次のドットを打点する画素及びその打点順位の決定に使用される。すなわち、重み付け演算部32は、この更新後の密度分布空間CMを確率分布空間Uにより重み付けて、重み付け後の密度分布空間CMnewにおいてドットを打点する画素及び打点順位を決定する。   The updated density distribution space CM is used to determine a pixel for hitting the next dot and its dot rank. In other words, the weighting calculation unit 32 weights the updated density distribution space CM with the probability distribution space U, and determines the dot dot ranking and dot ranking in the weighted density distribution space CMnew.

図5は、確率分布空間Uにより重み付けられ、ドット打点空間Igにより更新される密度分布空間CMを示している。図5において、各画素の値を、1に近いほど高濃度、0に近いほど低濃度で表している。
図5に示すように、初期パターンとして入力され、反転された閾値マトリクスTH0を2値化処理後、平滑化処理することにより、網点間におけるドットの打点確率が低い確率分布空間Uが得られる。確率分布空間Uは、閾値マトリクスTH0の網点の中心が最も高く、中心から同心円状に低くなる確率分布を示している。
FIG. 5 shows a density distribution space CM that is weighted by the probability distribution space U and updated by the dot dot space Ig. In FIG. 5, the value of each pixel is expressed as a higher density as it is closer to 1 and as a lower density as it is closer to 0.
As shown in FIG. 5, a probability distribution space U with a low dot dot probability between halftone dots is obtained by binarizing and smoothing the threshold matrix TH0 input and inverted as an initial pattern. . The probability distribution space U indicates a probability distribution in which the center of the halftone dot of the threshold matrix TH0 is the highest and decreases concentrically from the center.

この確率分布空間Uにより密度分布空間CMoldを重み付け、得られた密度分布空間CMnewにおいてドットを打点する画素とその打点順位を決定することにより、ドット打点空間Igと打点順位空間Numが得られる。ドット打点空間Igでは、ドットの打点が決定された画素が1、まだドットの打点が決定されていない画素が0の値を有する。このドット打点空間Igの値を反転し、平滑化処理することにより、更新した密度分布空間CMoldが得られる。   The density distribution space CMold is weighted by the probability distribution space U, and the dot dot spot space Ig and the dot spot rank space Num are obtained by determining the dot dot dot and the dot dot rank in the obtained density distribution space CMnew. In the dot dot space Ig, the pixel for which the dot dot is determined has a value of 1, and the pixel for which the dot dot has not yet been determined has a value of 0. The updated density distribution space CMold is obtained by inverting the value of the dot spot space Ig and performing the smoothing process.

更新後の密度分布空間CMは、ドットが打点された画素とその周辺の密度が減じられている。このような更新後の密度分布空間CMを上記確率分布空間Uにより重み付けることにより、すでにドットの打点を決定した画素と新たにドットの打点を決定する画素の位置を一定距離以上離すことができる。   In the updated density distribution space CM, the density of pixels around which dots are dotted and the surrounding area are reduced. By weighting the updated density distribution space CM with the probability distribution space U, it is possible to separate the position of the pixel that has already determined the dot spot from the pixel that newly determines the dot spot by a certain distance or more. .

なお、更新部34は、特許第5601333号に記載のように、対相関関数(pair correlation function)を乗算することにより、網点の形状がより同心円状に近づくように、又は網点が一定間隔で分布するように、確率分布空間Uを更新することもできる。しかしながら、階調変換処理と平滑化処理により得られた確率分布空間Uは、網点が同心円状に形成されるように十分に確率が調整され、平滑化処理により更新した密度分布空間CMは網点同士が一定距離以上離れるように密度が調整されているので、密度分布空間CMのみを更新すればよい。   In addition, as described in Japanese Patent No. 5601333, the update unit 34 multiplies a pair correlation function so that the shape of the halftone dots becomes more concentric, or the halftone dots are spaced at regular intervals. The probability distribution space U can also be updated so that However, the probability distribution space U obtained by the gradation conversion process and the smoothing process is sufficiently adjusted in probability so that the halftone dots are formed concentrically, and the density distribution space CM updated by the smoothing process is the density distribution space CM. Since the density is adjusted so that the points are separated by a certain distance or more, only the density distribution space CM needs to be updated.

〔閾値変換部〕
閾値変換部35は、初期パターンのすべての画素についてドットの打点順位が決定されると、当該打点順位を閾値に変換し、整形された閾値マトリクスTH1を得る。
具体的には、閾値変換部35は、ドット打点空間Igにおいてすべての画素にドットが打点され、全画素の打点順位を表す打点順位空間Numが得られると、打点順位空間Numを閾値マトリクスTH1に変換する。この変換は、下記のように表すことができる。
TH1[i]={Num[i]/(m×n)}×g
ここで、TH1[i]は、m×n画素のうちi番目の画素の閾値を表す。Num[i]は、m×n画素のうちi番目の画素のドットの打点順位を表す。gは画素の値域の最大値を表す。
[Threshold conversion unit]
When the dot dot ranking is determined for all the pixels of the initial pattern, the threshold conversion unit 35 converts the dot ranking into threshold values to obtain a shaped threshold matrix TH1.
Specifically, the threshold conversion unit 35, when dots are doted on all the pixels in the dot dot space Ig and the dot rank space Num representing the dot rank of all the pixels is obtained, the dot rank space Num is converted into the threshold matrix TH1. Convert. This transformation can be expressed as:
TH1 [i] = {Num [i] / (m × n)} × g
Here, TH1 [i] represents the threshold value of the i-th pixel among m × n pixels. Num [i] represents the dot ranking of the dot of the i-th pixel among m × n pixels. g represents the maximum value of the pixel value range.

例えば、閾値マトリクスTH0のサイズm×nが、32×32画素である場合、打点順位空間Numの各画素には、1〜1024の打点順位が設定されている。閾値マトリクスTH0の閾値が8ビットのデータであれば、最大値g=255であるので、TH1[i]=Num[i]/1024×255に、各画素の打点順位Num[i]を入力することにより、各画素の閾値TH1[i]を求めることができる。   For example, when the size m × n of the threshold matrix TH0 is 32 × 32 pixels, dot rankings of 1 to 1024 are set for each pixel in the dot ranking space Num. If the threshold value of the threshold matrix TH0 is 8-bit data, the maximum value g = 255, and therefore, the dot rank Num [i] of each pixel is input to TH1 [i] = Num [i] / 1024 × 255. Thus, the threshold value TH1 [i] for each pixel can be obtained.

閾値変換部35によって得られた閾値マトリクスTH1は、スクリーン処理部191に出力される。スクリーン処理部191は、スクリーン処理時、閾値マトリクスTH1を用いる。   The threshold value matrix TH1 obtained by the threshold value conversion unit 35 is output to the screen processing unit 191. The screen processing unit 191 uses the threshold matrix TH1 during screen processing.

図6は、整形処理部30が実行する閾値マトリクスの整形処理の手順を示している。
図6に示すように、整形処理部30において、確率変換部31が、整形対象の閾値マトリクスTH0を初期パターンとして入力する(ステップS1)。
確率変換部31は、閾値マトリクスTH0の各画素の値を反転し、階調変換処理した後、平滑化処理することにより、閾値マトリクスTH0を確率分布空間Uに変換する(ステップS2)。
FIG. 6 shows the procedure of threshold matrix shaping processing executed by the shaping processor 30.
As shown in FIG. 6, in the shaping processing unit 30, the probability converting unit 31 inputs the shaping target threshold value matrix TH0 as an initial pattern (step S1).
The probability conversion unit 31 inverts the value of each pixel of the threshold matrix TH0, performs gradation conversion processing, and then performs smoothing processing, thereby converting the threshold matrix TH0 into the probability distribution space U (step S2).

重み付け演算部32は、確率変換部31により得られた確率分布空間Uにより、密度分布空間CMを重み付ける(ステップS3)。最初の密度分布空間CMにおいてm×n画素の各画素の値は初期値1である。   The weighting calculation unit 32 weights the density distribution space CM by the probability distribution space U obtained by the probability conversion unit 31 (step S3). In the first density distribution space CM, the value of each pixel of m × n pixels is the initial value 1.

ドット打点部33は、重み付け演算部32により重み付けた密度分布空間CMnewにおいて、ドットを打点する画素を決定し、ドット打点空間Igにおける当該画素の値をドットが打点されたことを表す1に設定して、ドット打点空間Igを更新する。また、ドット打点部33は、ドットの打点が決定された画素の順番を打点順位として決定し、打点順位空間Numにおいて当該画素の値をその打点順位を表す値に設定して、打点順位空間Numを更新する(ステップS4)。   The dot dot portion 33 determines a pixel to be dot-dotted in the density distribution space CMnew weighted by the weight calculator 32, and sets the value of the pixel in the dot dot space Ig to 1 indicating that the dot has been dot-dotted. Thus, the dot dot space Ig is updated. Further, the dot dot unit 33 determines the order of pixels in which dot dots are determined as the dot rank, sets the value of the pixel in the dot rank space Num to a value representing the dot rank, and sets the dot rank space Num. Is updated (step S4).

ドット打点空間Igにおいて全画素のドットの打点が決定されていない場合(ステップS5:N)、更新部34は、ドット打点空間Igの値を反転し、平滑化処理することにより、密度分布空間CMを更新する(ステップS6)。
その後、ステップS3の処理へ戻り、ドット打点空間Igの全画素についてドットの打点が決定されるまで、上述した処理を繰り返す。すなわち、重み付け演算部32が更新後の密度分布空間CMを確率分布空間Uにより重み付け、重み付け後の密度分布空間CMnewにおいて、ドット打点部33がドットの打点位置と打点順位を決定する。
When the dot dots of all the pixels are not determined in the dot dot space Ig (step S5: N), the updating unit 34 inverts the value of the dot dot space Ig and performs smoothing processing, thereby performing the density distribution space CM. Is updated (step S6).
Thereafter, the processing returns to step S3, and the above-described processing is repeated until dot dots are determined for all the pixels in the dot dot space Ig. That is, the weighting calculation unit 32 weights the updated density distribution space CM with the probability distribution space U, and the dot spotting unit 33 determines the dot spotting position and dot ranking in the weighted density distribution space CMnew.

そして、全画素のドットの打点が決定されると(ステップS5:Y)、閾値変換部35が、打点順位空間Numの打点順位を閾値に変換し、整形された閾値マトリクスTH1を得る(ステップS7)。   When the dot dots for all the pixels are determined (step S5: Y), the threshold conversion unit 35 converts the dot rank in the dot rank space Num into a threshold value to obtain a shaped threshold matrix TH1 (step S7). ).

図7は、閾値マトリクスに対する上記整形処理の有無によるスクリーン処理の処理結果を示している。なお、図7中の閾値マトリクスの濃度は高いほど閾値が小さい(ドットの打点確率が高い)ことを表している。
図7において、比較例は、初期パターンとして入力した閾値マトリクスTH0を用いて、低濃度領域の画像、中間調領域の画像及び高濃度領域の画像をそれぞれスクリーン処理した処理結果を示している。
実施例は、比較例と同じ画像を、上記整形処理により得られた閾値マトリクスTH1を用いてスクリーン処理した処理結果を示している。
FIG. 7 shows the processing result of the screen processing depending on the presence / absence of the shaping processing on the threshold matrix. 7 indicates that the higher the density of the threshold matrix, the smaller the threshold (the dot dot probability is higher).
In FIG. 7, the comparative example shows a processing result obtained by performing screen processing on an image in a low density area, an image in a halftone area, and an image in a high density area using the threshold matrix TH0 input as an initial pattern.
The embodiment shows a processing result obtained by subjecting the same image as the comparative example to screen processing using the threshold value matrix TH1 obtained by the shaping processing.

図7に示すように、比較例の画像中の網点は、濃度が高くなるにつれて線状に連結し、その連結部分が局所的かつ不規則な濃度変化となってノイズとして観察されやすい。一方、実施例の画像中の網点は、画像の濃度領域によらず連結部分がほとんどなく、形状が同心円状であるため、非常に高画質な画像が得られている。   As shown in FIG. 7, the halftone dots in the image of the comparative example are connected in a line as the density increases, and the connected portion is likely to be observed as noise due to local and irregular density changes. On the other hand, the halftone dots in the image of the embodiment have almost no connected portion regardless of the density region of the image and are concentric, so that a very high quality image is obtained.

以上のように、本実施の形態の画像処理装置19は、初期パターンをドットが打点される確率を表す確率分布空間Uに変換する確率変換部31と、確率分布空間Uにより、ドットの打点が決定された画素の密度を表す密度分布空間CMを重み付け、重み付けた密度分布空間CMnewにおいて最大値を示す画素を、ドットを打点する画素として決定するとともに、当該ドットの打点を決定した順番を当該ドットの打点順位として決定する処理を、初期パターンのすべての画素について決定するまで繰り返し、ドットを打点する画素を決定するごとに当該画素の位置に応じて密度分布空間CMを更新する繰り返し処理部Aと、初期パターンのすべての画素についてのドットの打点順位を閾値に変換し、閾値マトリクスTH1を得る閾値変換部35と、を備えている。上記確率変換部31は、網点を形成するようにあらかじめ作成された閾値マトリクスTH0を初期パターンとして使用し、当該初期パターンを階調変換処理後、平滑化処理することにより、確率分布空間Uを得る。   As described above, the image processing apparatus 19 according to the present embodiment uses the probability conversion unit 31 that converts the initial pattern into the probability distribution space U that represents the probability that dots are hit, and the probability distribution space U allows dot dots to be set. The density distribution space CM representing the density of the determined pixel is weighted, and the pixel showing the maximum value in the weighted density distribution space CMnew is determined as a dot dot pixel, and the order in which the dot dot is determined is determined by the dot The repetition processing unit A that repeats the process of determining the dot ranking for all pixels in the initial pattern until it determines all the pixels in the initial pattern, and updates the density distribution space CM according to the position of the pixel every time a pixel for dot doting is determined. The threshold conversion unit 3 converts dot dot ranks for all pixels of the initial pattern into threshold values to obtain a threshold matrix TH1. It has a, and. The probability conversion unit 31 uses a threshold matrix TH0 created in advance so as to form a halftone dot as an initial pattern, and performs a smoothing process on the initial pattern after performing a gradation conversion process. obtain.

これにより、網点の連結が少なく、スクリーン処理後の画質が高い閾値マトリクスを提供することができる。   As a result, it is possible to provide a threshold value matrix with few dot connections and high image quality after screen processing.

上記実施の形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、画像形成装置Gに搭載された画像処理装置19によって整形処理する例を示したが、制御部11がプログラムを読み取ることにより、整形処理部30の上記処理手順を制御部11により実行させることもできる。また、画像形成装置Gに限らず、汎用のPC等のコンピューターにより当該プログラムを読み取らせて、上記処理手順を実行させることもできる。
また、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は、ROM、フラッシュメモリー等の不揮発性メモリー、CD-ROM等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。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、キャリアウエーブ(搬送波)も適用することができる。
The above embodiment is a preferred example of the present invention, and the present invention is not limited to this. Modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
For example, although the example in which the shaping process is performed by the image processing apparatus 19 mounted on the image forming apparatus G has been shown, the control unit 11 causes the control unit 11 to execute the above processing procedure of the shaping processing unit 30 by reading the program. You can also. In addition to the image forming apparatus G, the program can be read by a computer such as a general-purpose PC, and the above processing procedure can be executed.
Further, as a computer-readable medium for the program, a non-volatile memory such as a ROM and a flash memory, and a portable recording medium such as a CD-ROM can be applied. A carrier wave (carrier wave) can also be applied as a medium for providing program data via a communication line.

G 画像形成装置
11 制御部
12 記憶部
19 画像処理装置
191 スクリーン処理部
20 画像形成部
30 整形処理部
31 確率変換部
311 反転部
312 階調変換部
313 平滑化処理部
32 重み付け演算部
33 ドット打点部
34 更新部
341 反転部
342 平滑化処理部
35 閾値変換部
G Image forming device 11 Control unit 12 Storage unit 19 Image processing device 191 Screen processing unit 20 Image forming unit 30 Shaping processing unit 31 Probability conversion unit 311 Inversion unit 312 Tone conversion unit 313 Smoothing processing unit 32 Weighting calculation unit 33 Dot dot Unit 34 update unit 341 inversion unit 342 smoothing processing unit 35 threshold conversion unit

Claims (12)

初期パターンをドットが打点される確率を表す確率分布空間に変換する確率変換部と、
前記確率分布空間により、ドットの打点が決定された画素の密度を表す密度分布空間を重み付け、重み付けた密度分布空間において最大値を示す画素を、ドットを打点する画素として決定するとともに、当該ドットの打点を決定した順番を当該ドットの打点順位として決定する処理を、前記初期パターンのすべての画素について決定するまで繰り返し、前記ドットを打点する画素を決定するごとに当該画素の位置に応じて前記密度分布空間を更新する繰り返し処理部と、
前記初期パターンのすべての画素についての前記ドットの打点順位を閾値に変換し、閾値マトリクスを得る閾値変換部と、を備え、
前記確率変換部は、網点を形成するようにあらかじめ作成された閾値マトリクスを前記初期パターンとして使用し、前記初期パターンを階調変換処理後、平滑化処理することにより、前記確率分布空間を得ることを特徴とする画像処理装置。
A probability conversion unit that converts the initial pattern into a probability distribution space that represents the probability that a dot is hit, and
According to the probability distribution space, the density distribution space representing the density of the pixel for which the dot dot is determined is weighted, and the pixel having the maximum value in the weighted density distribution space is determined as a dot dot dot pixel. The process of determining the order in which the dots are determined as the dot ranking of the dots is repeated until all the pixels of the initial pattern are determined, and the density is determined in accordance with the position of the pixels every time the pixels to be doted are determined. An iterative processing unit for updating the distribution space;
A threshold conversion unit that converts dot dot ranks of all the pixels of the initial pattern into threshold values and obtains a threshold matrix; and
The probability conversion unit obtains the probability distribution space by using a threshold matrix prepared in advance so as to form a halftone dot as the initial pattern, and performing a smoothing process on the initial pattern after a gradation conversion process. An image processing apparatus.
前記繰り返し処理部は、前記ドットを打点する画素を決定するごとに、前記ドットの打点を決定した各画素を示すドット打点空間を更新し、前記ドット打点空間を平滑化処理することにより、前記更新した密度分布空間を得ることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。   The repetitive processing unit updates the dot dot space indicating each pixel for which the dot dot has been determined each time the pixel for dot dot determination is determined, and smoothes the dot dot space, thereby updating the dot dot space. The image processing apparatus according to claim 1, wherein a density distribution space is obtained. 前記繰り返し処理部は、前記密度分布空間のみを更新することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the iterative processing unit updates only the density distribution space. 前記確率変換部は、前記平滑化処理の範囲の長さを、前記閾値マトリクスにより形成する網点間の距離よりも短くすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像処理装置。   The said probability conversion part makes the length of the range of the said smoothing process shorter than the distance between the halftone dots formed by the said threshold value matrix, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Image processing device. 前記確率変換部は、前記平滑化処理の範囲の長さを、主走査方向と副走査方向とで異ならせることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the probability conversion unit varies a length of the smoothing process range between a main scanning direction and a sub-scanning direction. 前記階調変換処理は、2値化処理であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the gradation conversion process is a binarization process. 前記階調変換処理は、入力値が、第1閾値より小さい場合は最小値を出力し、第1閾値以上第2閾値以下の場合は傾きが1以上の一次式において入力値に対応する出力値を出力し、第2閾値より大きい場合は最大値を出力する処理であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像処理装置。   The gradation conversion process outputs a minimum value when the input value is smaller than the first threshold value, and outputs an output value corresponding to the input value in a linear expression with a slope of 1 or more when the input value is greater than or equal to the first threshold value and less than or equal to the second threshold value. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus outputs the maximum value when the value is larger than the second threshold value. 前記初期パターンとして使用する前記閾値マトリクスは、ブルーノイズ特性又はグリーンノイズ特性を有する閾値マトリクスであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the threshold matrix used as the initial pattern is a threshold matrix having a blue noise characteristic or a green noise characteristic. 前記初期パターンとして使用する前記閾値マトリクスは、前記閾値変換部により得られた閾値マトリクスであることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the threshold value matrix used as the initial pattern is a threshold value matrix obtained by the threshold value conversion unit. 前記閾値変換部により得られた閾値マトリクスを用いて、画像にスクリーン処理を施すスクリーン処理部を備えることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, further comprising a screen processing unit that performs screen processing on an image using the threshold value matrix obtained by the threshold value conversion unit. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の画像処理装置を備えることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the image processing apparatus according to claim 1. (a)初期パターンをドットが打点される確率を表す確率分布空間に変換するステップと、
(b)前記確率分布空間により、ドットの打点が決定された画素の密度を表す密度分布空間を重み付け、重み付けた密度分布空間において最大値を示す画素を、ドットを打点する画素として決定するとともに、当該ドットの打点を決定した順番を当該ドットの打点順位として決定する処理を、前記初期パターンのすべての画素について決定するまで繰り返し、前記ドットを打点する画素を決定するごとに当該画素の位置に応じて前記密度分布空間を更新するステップと、
(c)前記初期パターンのすべての画素についての前記ドットの打点順位を閾値に変換し、閾値マトリクスを得るステップと、を含み、
前記ステップ(a)では、網点を形成するようにあらかじめ作成された閾値マトリクスを前記初期パターンとして使用し、前記初期パターンを階調変換処理後、平滑化処理することにより、前記確率分布空間を得ることを特徴とする閾値マトリクスの整形方法。
(A) converting the initial pattern into a probability distribution space representing the probability that a dot is hit;
(B) According to the probability distribution space, the density distribution space representing the density of the pixel for which the dot dot is determined is weighted, and the pixel indicating the maximum value in the weighted density distribution space is determined as the dot dot pixel. The process of determining the order in which the dot dots are determined as the dot dot rank is repeated until all the pixels in the initial pattern are determined, and each time the dot dot is determined, the position of the dot is determined. Updating the density distribution space;
(C) converting dot dot ranks for all the pixels of the initial pattern into threshold values to obtain a threshold value matrix,
In the step (a), a threshold value matrix prepared in advance so as to form a halftone dot is used as the initial pattern, and the initial pattern is subjected to a gradation conversion process and then a smoothing process. A method of shaping a threshold matrix, characterized by:
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