JP2524470B2

JP2524470B2 - ディジタルハ―フト―ンスクリ―ン生成方法および装置

Info

Publication number: JP2524470B2
Application number: JP5167570A
Authority: JP
Inventors: 洋一佐藤; 譲二田島
Original assignee: NIPPON DENKI GIJUTSU JOHO SHISUTEMU KAIHATSU KK; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NIPPON DENKI GIJUTSU JOHO SHISUTEMU KAIHATSU KK; NEC Corp
Priority date: 1993-07-07
Filing date: 1993-07-07
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2011-08-14
Also published as: US5398118A; JPH0730754A; DE4423982A1; DE4423982C2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラースキャナ、単色
スキャナ、プリンタ記録、ファクシミリ記録等の走査画
像記録に際し、写真のような連続階調を有する画像印刷
または複製等の用途の網点画像に変換する電子方式に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、エレクトロニクス、特にデジタル
回路技術の発展に伴い、コンタクトスクリーンを用いず
に純電子的に網点画像を記録する方式が、カラースキャ
ナ等の走査画像技術に用いられてきている。

【０００３】このような電子的な網点画像の生成原理を
図７を用いて説明する。写真等の連続階調を有する画像
原稿は、カラースキャナの原稿読み取り装置やテレビカ
メラ等に代表される走査画像読み込み手段７１で画像信
号７２に変換される。一方、ハーフトーンスクリーン発
生手段７３は、デジタルメモリ７４に記憶したハーフト
ーンスクリーンの１つの周期パタン（例として図８）を
参照７５することで、前記画像読み込み手段７と同期し
てハーフトーンスクリーン信号７６を発生する。このハ
ーフトーンスクリーン信号７６と前記画像信号７２をコ
ンバータ７７により大小比較して、記録するかしないか
でデジタル化された二値の網点画像信号７８を得る。こ
の網点画像信号７８は、前記の走査画像読み込み手段７
１と同期した走査画像書き込み手段７９に記録される。

【０００４】カラー印刷では、各色分解画像の重ね刷り
におけるモアレの発生を防ぐ目的で、スクリーン角度
（網点角度）を各色分解画像ごとに変えて網点画像記録
することもある。また、走査画像書き込み手段７９の記
録密度に応じて、ハーフトーンスクリーンの表現可能な
階調数を変化させることもある。このようにスクリーン
角度と階調数を可変するための手段として、以下のもの
がある。ａ．デジタルメモリ７４に１つの周期パタンのみ記録し
ておき、このパタンに対して回転処理と縮小（または拡
大）処理を施すことで、目的のスクリーン角度と階調数
の周期パタンを得る。［特開昭５７−１２７３６２号公
報］ｂ．デジタルメモリ７４に、必要とされる全ての周期パ
タンを記録しておき、選択的に使用する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記ａ．の手法では、
確かにデジタルメモリ７４の容量を節約できる上に、目
的となるスクリーン角度と階調数の周期パタンが得られ
る。しかし、縮小（または拡大）処理と回転処理による
補間が原因となって網点が全て等間隔とならず、得られ
る網点画像信号７８にモアレが発生することがある。

【０００６】前記ｂ．の手法では、上記ａ．の手法で発
生したモアレの問題は改善されるが、必要十分なだけの
周期パタンを事前に作成しておく必要があり、この負担
は非常に大きい。また、デジタルタメモリ７４の容量が
大きくなる問題もある。

【０００７】本発明は、目的とするスクリーン角度と階
調数を有するハーフトーンスクリーンの周期パタンを、
前記ａ．で問題となったモアレの発生もなく自動生成す
ることを目的とする。

【０００８】また、前記ｂ．の手段を用いた場合でも、
事前に作成する必要十分なだけの周期パタンを本発明に
より生成することで、作業の負担を大幅に軽減すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明であるディジ
タルハーフトーンスクリーン生成方法は、前記目的を達
成するため、Ｘ方向にｍ、Ｙ方向にｎの周期を持ち（た
だし、ｍとｎは整数）、網線が等間隔で直交するディジ
タルハーフトーンスクリーンの生成方法において、整数
座標系上で、座標値（０，ｎ）と（ｍ，０）の結ぶデジ
タル直線である第１の点列と、座標値（０，ｎ）と
（ｎ，ｍ＋ｎ）を結ぶデジタル直線である第２の点列
と、座標値（ｍ，０）と（ｍ＋ｎ，ｍ）とを結ぶデジタ
ル直線である第３の点列と、座標値（ｎ，ｍ＋ｎ）と
（ｍ＋ｎ，ｍ）を結ぶ第４の点列を発生したとき、前記
第１の点列と前記第２の点列と前記第３の点列と前記第
４の点列に囲まれた領域、ただし、前記第１の点列と前
記第２の点列と座標値（０，ｎ）を含み、前記第３の点
列と前記第４の点列と座標値（ｍ，０）と（ｎ，ｍ＋
ｎ）と（ｍ＋ｎ，ｍ）を含まない領域をハーフトーンス
クリーンの１つの周期パタンの形状とし、前記の対象と
する点列に囲まれた領域の全座標について、任意の座標
における閾値を求める手順を定義した標準パタン関数を
用いて閾値を求め、前記の点列に囲まれた領域の全座標
の閾値が不連続な場合、連続した数値となるように閾値
を再配置することで、任意のスクリーン角度と階調数の
ハーフトーンスクリーンの１つの周期パタンを発生する
ことを特徴とする。

【００１０】第２の発明であるディジタルハーフトーン
スクリーン生成装置は、前記目的を達成するため、Ｘ方
向にｍ、Ｙ方向にｎの周期を持ち（ただし、ｍとｎは整
数）、網線が等間隔で直交するディジタルハーフトーン
スクリーンの生成装置において、周期定数（ｍ，ｎ）を
用いて、周期パタンの形状を示す正方格子を求める形状
決定手段と、前記形状決定手段からの出力である正方格
子と、前記周期定数と、−ｉ≦ｘ≦ｉ、−ｉ≦ｙ≦ｉの
正方領域の任意の座標における閾値を求める手順を定義
した関数とを入力とし、前記関数をｔａｎ^{- 1}（ｎ／
ｍ）で得られる角度だけ回転して、（ｍ²＋ｎ² ）
^{1 / 2}／（２・ｉ）で得られる拡大率で拡大したものを
前記正方格子上に展開し、前記正方格子上の閾値が不連
続な場合、連続した数値となるように閾値を再配置し、
前記正方格子の閾値を周期パタン信号として出力する閾
値分配手段と、を有して、任意のスクリーン角度と階調
数のハーフトーンスクリーンの１つの周期パタンを発生
することを特徴とする。

【００１１】第３の発明であるディジタルハーフトーン
スクリーン生成装置は、前記目的を達成するため、Ｘ方
向にｍ、Ｙ方向にｎの周期を持ち（ただし、ｍとｎは整
数）、網線が等間隔で直交するディジタルハーフトーン
スクリーン生成装置において、所望のスクリーン角度と
階調数から、周期定数（ｍ，ｎ）を求める周期定数決定
手段と、前記周期定数決定手段の出力である周期定数
（ｍ，ｎ）を用いて、周期パタンの形状を示す正方格子
を求める形状決定手段と、前記形状決定手段の出力であ
る正方格子と、前記周期定数決定手段の出力である周期
定数と、−ｉ≦ｘ≦ｉ、−ｉ≦ｙ≦ｉの正方領域の任意
の座標における閾値を求める手順を定義した関数を入力
とし、前記関数をｔａｎ^{- 1}（ｎ／ｍ）で得られる角度
だけ回転して、（ｍ²＋ｎ²）^{1 / 2}／（２・ｉ）で得
られる拡大率で拡大したものを前記正方格子上に展開
し、前記正方格子上の閾値が不連続な場合、連続した数
値となるように閾値を再配置し、前記正方格子の閾値を
周期パタン信号として出力する閾値分配手段と、を有し
て、任意のスクリーン角度と階調数のハーフトーンスク
リーンの１つの周期パタンを発生することを特徴とす
る。

【００１２】第４の発明であるディジタルハーフトーン
スクリーン生成装置は、前記目的を達成するため、Ｘ方
向にｍ、Ｙ方向にｎの周期を持ち（ただし、ｍとｎは整
数）、網線が等間隔で直交するディジタルハーフトーン
スクリーンの生成装置において、周期定数（ｍ，ｎ）を
用いて、周期パタンの形状を示す正方格子を求める形状
決定手段と、−ｉ≦ｘ≦ｉ、−ｉ≦ｙ≦ｉの正方領域の
任意の座標における閾値を求める手順を定義した関数を
記憶するパタン記憶手段と、前記形状決定手段からの出
力である正方格子と、前記周期定数と、パタン選択スイ
ッチを入力とし、パタン選択スイッチに対応する前記関
数を前記パタン記憶手段から取り出し、または、前記パ
タン記憶手段に１つの前記関数しか定義しない場合は、
前記パタン記憶手段から前記関数を取り出し、該関数を
ｔａｎ^{- 1}（ｎ／ｍ）の角度だけ回転して、（ｍ²＋ｎ
²）^{1 / 2}／（２・ｉ）の拡大率で拡大したものを前記
正方格子上に展開し、前記正方格子上の閾値が不連続な
場合は、連続した数値となるように閾値を再配置し、前
記正方格子の閾値を周期パタン信号として出力する閾値
分配手段と、を有して、任意のスクリーン角度と階調数
のハーフトーンスクリーンの１つの周期パタンを発生す
ることを特徴とする。

【００１３】第５の発明であるディジタルハーフトーン
スクリーン生成装置は、前記目的を達成するため、Ｘ方
向にｍ、Ｙ方向にｎの周期を持ち（ただし、ｍとｎは整
数）、網線が等間隔で直交するディジタルハーフトーン
スクリーンの生成装置において、所望のスクリーン角度
と階調数から、周期定数（ｍ，ｎ）を求める周期定数決
定手段と、前記周期定数決定手段の出力である周期定数
（ｍ，ｎ）を用いて、周期パタンの形状を示す正方格子
を求める形状決定手段と、−ｉ≦ｘ≦ｉ、−ｉ≦ｙ≦ｉ
の正方領域の任意の座標における閾値を求める手順を定
義した関数を記憶するパタン記憶手段と、前記形状決定
手段からの出力である正方格子と、前記周期定数決定手
段の出力である周期定数と、パタン選択スイッチを入力
とし、パタン選択スイッチに対応する前記関数を前記パ
タン記憶手段から取り出し、または、前記パタン記憶手
段に１つの前記関数しか定義しない場合は、前記パタン
記憶手段から前記関数を取り出し、該関数をｔａｎ^{- 1}
（ｎ／ｍ）で得られる角度だけ回転して、（ｍ²＋
ｎ²）^{1 / 2}／（２・ｉ）で得られる拡大率で拡大した
ものを前記正方格子上に展開し、不連続な場合は、前記
正方格子上の閾値が連続した数値となるように閾値を再
配置し、前記正方格子の閾値を周期パタン信号として出
力する閾値分配手段と、を有して、任意のスクリーン角
度と階調数のハーフトーンスクリーンの１つの周期パタ
ンを発生することを特徴とする。

【００１４】

【作用】ハーフトーンスクリーンは、図８のように、１
つの網点パタン（周期パタン）をタイル状に連続して配
置した構造を持つ。図９を用いてハーフトーンスクリー
ンの周期性について説明する。図９の点Ｐよりｘ軸方向
（走査画像書き込み手段７９の走査方向に等しい）に
ｍ、ｙ軸方向（走査線を移動する方向に等しい）にｎだ
け離れた点Ｑ（ｘ＋ｍ，ｙ＋ｎ）は、ハーフトーンスク
リーンの１つの周期パタン８１中において、点Ｐも点Ｑ
も同じ相対的な位置関係にあるので、両者のハーフトー
ンスクリーンの値（以降、閾値と呼ぶ）は等しい。すな
わち、式（１）の関係がある。

【００１５】ｈ（ｘ＋ｍ，ｙ＋ｎ）＝ｈ（ｘ、ｙ）（１）また、点Ｐよりｘ軸方向に−ｎ、ｙ方向にｍだけれ離れ
た点Ｒ（ｘ−ｎ，ｙ＋ｍ）の閾値も点Ｐのそれと等し
く、式（２）の関係がある。

【００１６】ｈ（ｘ−ｎ，ｙ＋ｍ）＝ｈ（ｘ，ｙ）（２）式（１）と式（２）の周期に関する定数（ｍ，ｎ）は、
スクリーン角度θと階調数Ｓを一意に決定するものであ
る。すなわち、スクリーン角度θと定数（ｍ，ｎ）には
式（３）の関係が、階調数Ｓと定数（ｍ，ｎ）には式
（４）の関係が成立する。ただし、定数（ｍ，ｎ）はハ
ーフトーンスクリーンをデジタル的に表現する制限か
ら、整数値となる。

【００１７】 θ＝ｔａｎ^{- 1}（ｎ／ｍ）（３）Ｓ＝ｍ²＋ｎ²＋１（４）式（３）と式（４）は、式（５）と式（６）の形式に変
形できる。

【００１８】ｍ＝（Ｓ−１）^{1 / 2}・ｃｏｓθ （５）ｎ＝ｍ・ｔａｎθ （６）すなわち、階調数Ｓとスクリーン角度θが与えられた場
合、式（５）と式（６）により、式（１）と式（２）に
おける周期に関する定数（ｍ，ｎ）を求めることができ
る。

【００１９】こうして得られた定数（ｍ，ｎ）から、ハ
ーフトーンスクリーンの１つの周期パタンのデジタル的
な形状を、コンピュータグラフィックス的な手法により
一意に求めることができる。この手順を図１０を用いて
説明する。図１０は、周期定数をｍ＝７、ｎ＝２とした
場合の例である。

【００２０】まず最初に、１辺のマス目がｍ＋ｎ＋１個
である正方格子１０１を用意する。以降、１つのマス目
のことを画素と呼ぶことにする。ここで、正方格子１０
１の左上の画素１０２の座標値を（０，０）とし、右下
の画素１０３の座標を（ｍ＋ｎ，ｍ＋ｎ）とする。ま
た、初期状態として、すべての画素はａという値となっ
ている。以降、画素の値を画素値と呼ぶことにする。

【００２１】次に、この正方格子１０１上に４箇所のポ
イント１０４〜１０７を設定し、このポイント間でデジ
タル的に直線を発生する。直線の発生手法として、例え
ばＢｒｅｓｅｎｈａｍのアルゴリズム［Ｂｒｅｓｅｎｈ
ａｍ．Ｊ．Ｅ．，”ＡｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒＣｏ
ｍｐｕｔｅｒＣｏｎｔｒｏｌｏｆＤｉｇｉｔａｌ
Ｐｌｏｔｔｅｒ”，ＩＢＭＳｙｓｔｅｍＪｏｕｒ
ｎａｌ，ｖｏｌ．４，ｎｏ．１，ｐｐ．１０６−１１１
（１９６５）．］が有名である。ここで、４箇所のポイ
ント１０４〜１０７とは、それぞれ座標が（０，ｎ）、
（ｍ，０）、（ｎ，ｍ＋ｎ）、（ｍ＋ｎ，ｍ）の画素で
ある。また、発生する直線は、座標が（０，ｎ）のポイ
ント１０４を始点として、（ｍ，０）のポイント１０５
へ、または（ｎ，ｍ＋ｎ）のポイント１０６へ結ぶ２本
の直線に相当する画素はｂという画素値を持つ。別の２
本の直線に相当する画素の画素値はｃという値を持つ。
ただし、４箇所のポイント１０４〜１０７の画素値は、
座標が（０，ｎ）のポイント１０４についてはｂ、それ
以外の３箇所のポイント１０５〜１０７はｃとする。

【００２２】次に、画素値がｂまたはｃとして示した４
本の直線に囲まれた領域１０８の画素値をａからｂに置
き換える。これは、例えば以下の規則に従うことで実現
できる。なお第３の規則は説明の都合上、画素値をａま
たはｂの二値としたい為のものであり、特に必要となる
わけではない。

【００２３】＜第１の規則＞画素値の置き換えは、正方
格子１０１上で左から右に順にライン単位で行なう。

【００２４】＜第２の規則＞画素値がｂである画素が置
き換えの開始点であり、画素値がｃである画素の左隣の
画素が終了点である。

【００２５】＜第３の規則＞画素値の置き換えの終了し
たラインについては、画素値がｃである画素を、画素値
がａとなるように置き換える。

【００２６】以上の操作により、図１１のような画素値
がａである領域１１１と、画素値がｂである領域１１２
に分割された正方格子１０１が得られる。この正方格子
１０１で、画素値がｂである領域１１２が、求めるハー
フトーンスクリーンの１つの周期パタンの形状そのもの
である。

【００２７】次の操作は、周期パタンの形状を示す領域
１１２に閾値を配置することである。この操作は、原理
的には、既に閾値が定義された標準パタンを周期パタン
の形状を示す領域１１２のサイズに拡大し、更に目的の
スクリーン角度に回転したものを、周期パタンの形状を
示す領域１１２に貼り付ける、といったものである。以
下、閾値を配置する手順を詳細に説明する。

【００２８】標準パタンは２次元平面に閾値を配置した
画像データ的なものではなく、標準パタンを表現する関
数として定義する。具体的には、図１２のように、−ｉ
≦ｘ≦ｉ、−ｉ≦ｙ≦ｉの正方領域１２１内の任意の実
数座標（ｘ，ｙ）における閾値を求める手順を定義す
る。閾値を求める手順の例を以下に示す。

【００２９】＜手順１＞与えられた正方領域１２１上の
座標値（ｘ，ｙ）をｉで除算して（ｘ’，ｙ’）とす
る。これにより、座標値が−１≦ｘ’≦１および−１≦
ｙ’≦１の範囲となるように正規化される。

【００３０】＜手順２＞ｘ’とｙ’のそれぞれの絶対値
を求めた後に、平均値ｖを求める。すなわち、式（７）
の演算を行なう。

【００３１】ｖ＝（｜ｘ’｜＋｜ｙ’｜）／２（７）式（７）により求まるｖは、−１≦ｘ’≦１および−１
≦ｙ’≦１の範囲において、０≦ｖ≦１の実数値とな
る。

【００３２】＜手順３＞式（７）で求めたｖをｋ倍した
後に小数部を切捨てた整数値を、座標（ｘ，ｙ）の閾値
として出力する。ここで、ｋは要求する階調数（式
（４）により求まる）よりも大きな値でなければならな
い。

【００３３】以上の手順により定義された標準パタン
は、印刷に用いられるスクエアドットパタン［木下尭博
他，”基礎写真製版”，ｐｐ．１８６−１８７，印
刷出版研究所（１９８７）．］とほぼ等価である。

【００３４】こうして定義された標準パタンを、図１１
の周期パタンの形状を示す領域１１２に展開する手法に
ついて、図１３を用いて説明する。

【００３５】形状を示す領域１１２中の座標１３１を、
式（８）のアフィン変換式に代入することで、標準パタ
ン１３２上での対応する座標１３３に変換し、前記の関
数形式で定義した手順に従って、その座標１３３におけ
る閾値を求める。

【００３６】ｘ＝ａ・Ｘ−ｂ・Ｙ＋ｃｙ＝ｂ・Ｘ＋ａ・Ｙ＋ｂ（８）ａ＝ｃｏｓθ／Ｍｂ＝ｓｉｎθ／Ｍｃ＝（Ｍ・ｘ_s−Ｘ₀・ｃｏｓθ＋Ｙ₀・ｓｉｎθ）／Ｍｄ＝（Ｍ・ｙ_s−Ｘ₀・ｓｉｎθ−Ｙ₀・ｃｏｓθ）／Ｍ式（８）において、（Ｘ，Ｙ）は形状を示す領域１１２
中の座標１３１である。（Ｘ₀，Ｙ₀）は形状を示す領
域１１２の回転の中心座標１３４で、ここでは形状を示
す領域１１２の重心座標とする。（ｘ_s，ｙ_s）は標準
パタン１３２の回転の中心座標１３５であり、ここでは
原点（０，０）の値とする。（ｘ，ｙ）は求める標準パ
タン１３２上での座標１３３である。なお、中心座標１
３４〜１３５は、形状を示す領域１１２と標準パタン１
３２との対応がとれていれば、上記に限る必要はない。
θは求める周期パタンの有するスクリーン角度であり、
式（３）により算出される。Ｍは標準パタン１３２の拡
大率であり、式（９）により求まる。

【００３７】Ｍ＝（ｍ²＋ｎ²）^{1 / 2}／（２・ｉ）（９）形状を示す領域１１２中の座標１３１を、式（８）を用
いて座標パタン１３２上の座標１３３に変換したとき、
その座標１３３が、−ｉ≦ｘ≦ｉ、−ｉ≦ｙ≦ｉの正方
領域１２１外、すなわち、標準パタン１３２外となる場
合がある。この場合は、以下の操作を行ない、正方領域
１２１内の座標に置き換える。

【００３８】ｘ＜−ｉのとき、−ｉ≦ｘとなるまでｘに
ｉを２倍した値を加算する。

【００３９】ｙ＜−ｉのとき、−ｉ≦ｙとなるまでｙに
ｉを２倍した値を加算する。

【００４０】ｘ＞ｉのとき、ｘ≦ｉとなるまでｘからｉ
を２倍した値を減算する。

【００４１】ｙ＞ｉのとき、ｙ≦ｉとなるまでｙからｉ
を２倍した値を減算する。

【００４２】図１４は、形状を示す領域１１２全てにつ
いて前記の方法により閾値を求めた結果の例である。

【００４３】図１４を見ると、形状を示す領域１１２に
は同じ値となる閾値が複数存在する。また、閾値が１か
らＳ−１（Ｓは式（４）により算出）までの連続した数
値となっていない。ここで求めたいのは、閾値が１から
Ｓ−１まで１づつ連続に変化する周期パタンであるの
で、図１４の閾値の再配置を行なう。

【００４４】ここで説明する再配置の方針は、図１４の
閾値が大きな画素から小さな画素に向かって、閾値をＳ
−１、Ｓ−２、Ｓ−３と降順に１になるまで割り振る。
また、同じ閾値が複数存在した場合には、後述するルー
ルで順位付けを行なう、といったものである。なお、閾
値が小さい画素から大きな画素に向かって、閾値を１、
２、３とＳ−１になるまで割り振る等、同様の効果が得
られるのであれば、他の手順でも問題ない。

【００４５】再配置の準備として、周期パタンの形状を
示す領域１１２の閾値として使用されている数値を抽出
し、降順にソートする。図１４の例では、８６，７７，６９，６２，６０，５２，５０，４５，４
３，３５，３３，２６，１６，０がその結果である。この数値を以降、ラベルと呼ぶこと
にする。

【００４６】まず最初に、ラベルが最大値である８６の
画素から閾値の配置を行なう。図１４において、閾値が
８６である画素が４箇所１４１〜１４４あるので、ここ
にＳ−１、Ｓ−２、Ｓ−３、Ｓ−４の４つの閾値を割り
振ることになる。この際の順位付けのルールの例とし
て、周期パタンの形状を示す領域１１２の回転の中心座
標１３４から直線距離が遠い順に時計回りに割り振る、
または、中心座標１３４を原点として点対象となるよう
に割り振る、といったものが考えられる。

【００４７】ラベルが最大値である８６の画素の閾値の
割り振りが終われば、次にラベル７７について同様に行
なう。以下、ラベル６９について、ラベルが６２につい
て、と順に行い、最後のラベルが０についての操作を終
えた時点で、図８のような求める周期パタン８１が完成
する。

【００４８】こうして得られた１からＳ−１までの連続
した閾値を持つ周期パタン８１を、ｉからｊまでの閾値
を持つ周期パタンに変更するには、例えば式（１０）を
周期パタンの閾値に適用すればよい。

【００４９】Ｈ＝（ｊ−ｉ）（ｈ−１）／（Ｓ−２）＋ｉ（１０）式（１０）において、ｈが変更前の周期パタン８１の閾
値で、Ｈが変更後の閾値である。

【００５０】

【実施例】本発明の第１の実施例であるハーフトーンス
クリーン生成装置を図１を用いて説明する。本装置は、
閾値の生成手順を記述した標準パタン関数１０と式
（１）と式（２）において整数値（ｍ，ｎ）で表される
周期定数１１を入力とし、この標準パタン関数１０と周
期定数１１から周期パタンを生成して、これを周期パタ
ン信号１２として出力するものである。

【００５１】形状決定手段１３は、入力された周期定数
１１を用いて、図１１のような画素値がａである領域１
１１と、画素値がｂである領域１１２に分割された正方
格子１０１を生成し、出力する。

【００５２】閾値分配手段１４は、入力された標準パタ
ン関数１０および周期定数１１と、前記形状決定手段１
３の出力である正方格子１０１を入力とし、標準パタン
関数１０を、周期定数１１を式（３）に代入することで
得られる角度だけ回転し、周期定数１１を式（９）に代
入することで得られる拡大率で拡大したものを正方格子
１０１上に展開し、更に正方格子１０１上の閾値が１か
ら式（４）で得られる階調数より１だけ小さい値までの
連続した数値となるように閾値を再配置し、正方格子１
０１の閾値を周期パタン信号１２として出力する。

【００５３】前記形状決定手段１３の１つの実施例を図
２を用いて説明する。

【００５４】正方格子生成手段２１は、入力された周期
定数１１を用いて、一辺がｍ＋ｎ＋１画素からなる正方
格子を生成する。

【００５５】直線発生手段２２は、前記正方格子生成手
段２１の出力である正方格子と、入力された周期定数１
１を入力とし、正方格子上に、座標値（０，ｎ）と
（ｍ，０）を結ぶデジタル直線である第１の点列と、座
標値（０，ｎ）と（ｎ，ｍ＋ｎ）を結ぶデジタル直線で
ある第２の点列と、座標値（ｍ，０）と（ｍ＋ｎ，ｍ）
を結ぶデジタル直線である第３の点列と、座標値（ｎ，
ｍ＋ｎ）と（ｍ＋ｎ，ｍ）を結ぶ第４の点列を発生し、
その正方格子を出力する。

【００５６】領域塗り潰し手段２３は、前記直線発生手
段２２の出力である正方格子を入力とし、この正方格子
における、前記第１の点列と前記第２の点列と前記第３
の点列と前記第４の点列に囲まれた領域、ただし、前記
第１の点列と前記第２の点列と座標値（０，ｎ）を含
み、前記第３の点列と前記第４の点列と座標値（ｍ，
０）と（ｎ，ｍ＋ｎ）と（ｍ＋ｎ，ｍ）を含まない領域
に対して、それ以外の領域と識別可能な階調値を与えた
後、この正方格子１０１を出力する。

【００５７】前記閾値分配手段１４の１つの実施例を図
３を用いて説明する。

【００５８】回転角度算出手段３１は、入力された周期
定数１１を式（３）に代入することで、式（８）におけ
るスクリーン角度θを算出し、出力する。

【００５９】拡大率算出手段３２は、入力された周期定
数１１を式（９）に代入することで、式（８）における
拡大率Ｍを算出し、出力する。

【００６０】面積算出手段３３は、入力された周期定数
１１を式（４）に代入することで、１つの周期パタン８
１が表現可能な階調数Ｓを算出し、出力する。

【００６１】パタン合成手段３４は、入力された標準パ
タン関数１０と、前記形状決定手段１３の出力である正
方格子１０１と、前記回転角度算出手段３１の出力であ
るスクリーン角度θと、前記拡大率算出手段３２の出力
である拡大率Ｍを入力とし、正方格子１０１における周
期パタンの形状を示す領域１１２の全ての座標につい
て、式（８）と標準パタン関数１０を用いて閾値を求め
た後、この正方格子を出力する。

【００６２】閾値再分配手段３５は、前記面積算出手段
３３の出力である階調数Ｓと、前記パタン合成手段３４
の出力である閾値の分配された正方格子を入力とし、正
方格子における周期パタンの形状を示す領域１１２の閾
値が、１からＳ−１の連続した数値となるように閾値を
再分配し、これを周期パタン信号１２として出力する。

【００６３】本発明の第２の実施例であるハーフトーン
スクリーン生成装置を図４を用いて説明する。本装置
は、閾値の生成手順を記述した標準パタン関数１０と、
所望のスクリーン角度４１と階調数４２を入力とし、ス
クリーン角度４１と階調数４２から式（１）と式（２）
において整数値（ｍ，ｎ）で表される周期定数１１を求
め、この周期定数１１と標準パタン１０から周期パタン
を生成しこれを周期パタン信号１２として出力するもの
である。

【００６４】周期定数決定手段４３は、入力されたスク
リーン角度４１と階調数４２を例えば式（５）と式
（６）に代入することで周期定数１１を算出し、出力す
る。

【００６５】形状決定手段１３は、前記周期定数決定手
段４３の出力である周期定数１１を入力とし、周期定数
１１を用いて図１１のような画素値がａである領域１１
１と、画素値がｂである領域１１２に分割された正方格
子１０１を生成し、出力する。

【００６６】閾値分配手段１４は、入力された標準パタ
ン関数１０と、前記周期定数決定手段４３の出力である
周期定数１１と、前記形状決定手段１３の出力である正
方格子１０１を入力とし、標準パタン関数１０を、周期
定数１１を式（３）に代入することで得られる角度だけ
回転し、周期定数１１を式（９）に代入することで得ら
れる拡大率で拡大したものを正方格子１０１上に展開
し、更に正方格子１０１上の閾値が１から式（４）で得
られる階調数より１だけ小さい値までの連続した数値と
なるように閾値を再配置し、正方格子１０１の閾値を周
期パタン信号１２として出力する。

【００６７】本発明の第３の実施例であるハーフトーン
スクリーン生成装置を図５を用いて説明する。本装置
は、式（１）と式（２）において整数値（ｍ，ｎ）で表
される周期定数１１と、パタン選択スイッチ５１を入力
とし、この周期定数１１と、パタン選択スイッチ５１で
指定されたパタン記憶手段５２に記憶されている閾値の
生成手順を記述した標準パタン関数１０とを用いて周期
パタンを生成して、これを周期パタン信号１２として出
力するものである。

【００６８】形状決定手段１３は、入力された周期定数
１１を用いて、図１１のような画素値がａである領域１
１１と、画素値がｂである領域１１２に分割された正方
格子１０１を生成し、出力する。

【００６９】パタン記憶手段５２は、閾値の生成手順を
記述した標準パタン関数１０を複数記憶している。

【００７０】閾値分配手段１４は、入力された周期定数
１１と、パタン選択スイッチ５１と、前記形状決定手段
１３の出力である正方格子１０１を入力とし、パタン選
択スイッチ５１と、前記形状決定手段１３の出力である
正方格子１０１を入力とし、パタン選択スイッチ５１に
対応する標準パタン関数１０をパタン記憶手段５２から
読み込み、この標準パタン関数１０を、周期定数１１を
式（３）に代入することで得られる角度だけ回転し、周
期定数１１を式（９）に代入することで得られる拡大率
で拡大したものを正方格子１０１上に展開し、更に正方
格子１０１上の閾値が１から式（４）で得られる階調数
より１だけ小さい値までの連続した数値となるように閾
値を再配置し、正方格子１０１の閾値を周期パタン信号
１２として出力する。

【００７１】なお、本装置において、パタン記憶装置５
２に１つの標準パタン関数１０しか記憶しない場合に
は、パタン選択スイッチ５１は省略することができる。

【００７２】本発明の第４の実施例であるハーフトーン
スクリーン生成装置を図６を用いて説明する。本装置
は、所望のスクリーン角度４１と階調数４２と、パタン
選択スイッチ５１を入力とし、スクリーン角度４１と階
調数４２から式（１）と式（２）において整数値（ｍ，
ｎ）で表される周期定数１１を求め、この周期定数１１
と、パタン選択スイッチ５１で指定されたパタン記憶手
段５２に記憶されている閾値の生成手順を記述した標準
パタン関数１０とを用いて周期パタンを生成し、これを
周期パタン信号１２として出力するものである。

【００７３】周期定数決定手段４３は、入力されたスク
リーン角度４１と階調数４２を例えば式（５）と式
（６）に代入することで周期定数１１を算出し、出力す
る。

【００７４】形状決定手段１３は、前記周期定数決定手
段４３の出力である周期定数１１を入力とし、周期定数
１１を用いて図１１のような画素値がａである領域１１
１と、画素値がｂである領域１１２に分割された正方格
子１０１を生成し、出力する。

【００７５】パタン記憶手段５２は、閾値の生成手順を
記述した標準パタン関数１０を複数記憶している。

【００７６】閾値分配手段１４は、前記周期定数決定手
段４３の出力である周期定数１１と、パタン選択スイッ
チ５１と、前記形状決定手段１３の出力である正方格子
１０１を入力とし、パタン選択スイッチ５１に対応する
標準パタン関数１０をパタン記憶手段５２から読み込
み、この標準パタン関数１０を、周期定数１１を式
（３）に代入することで得られる角度だけ回転し、周期
定数１１を式（９）に代入することで得られる拡大率で
拡大したものを正方格子１０１上に展開し、更に正方格
子１０１上の閾値が１から式（４）で得られる階調数よ
り１だけ小さい値までの連続した数値となるように閾値
を再配置し、正方格子１０１の閾値を周期パタン信号１
２として出力する。

【００７７】なお、本装置において、パタン記憶装置５
２に１つの標準パタン関数１０しか記憶しない場合に
は、パタン選択スイッチ５１は省略することができる。

【００７８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の装置は、網
線が等間隔で直交するハーフトーンスクリーンを自動的
に生成するものであり、周期パタン画像を縮小（または
拡大）処理と回転処理を施す従来の手法で問題となった
モアレの問題を解決することができる。

【００７９】また、本発明の装置をカラースキャナやプ
リンタ等に組み込むことにより、目的に応じたスクリー
ン角度と階調数を有するハーフトーンスクリーンを自動
生成することができるので、事前に必要十分な周期パタ
ンを生成して登録する作業が不要となる。これに伴っ
て、周期パタンを記憶するデジタルメモリ７４の容量が
大幅に削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のブロック図である。

【図２】形状決定手段の実施例のブロック図である。

【図３】閾値分配手段の実施例のブロック図である。

【図４】本発明の第２の実施例のブロック図である。

【図５】本発明の第３の実施例のブロック図である。

【図６】本発明の第４の実施例のブロック図である。

【図７】電子的な網点画像の生成原理を示している。

【図８】ハーフトーンスクリーンの１つの周期パタンを
示している。

【図９】ハーフトーンスクリーンの周期性を示してい
る。

【図１０】ハーフトーンスクリーンの１つの周期パタン
の形状を求める手順を示している。

【図１１】本発明で求めたハーフトーンスクリーンの１
つの周期パタンの形状を示している。

【図１２】ハーフトーンスクリーンの閾値配置の基準と
なる標準パタン関数の有効範囲を示している。

【図１３】標準パタン関数の有効範囲と、本発明で求め
たハーフトーンスクリーンの１つの周期パタンの領域の
対応関係を示している。

【図１４】標準パタン関数の閾値を、本発明で求めたハ
ーフトーンスクリーンの１つの周期パタンの領域に展開
した例である。

【符号の説明】

１０標準パタン関数１１周期定数１２周期パタン信号１３形状決定手段１４閾値分配手段２１正方格子生成手段２２直線発生手段２３領域塗り潰し手段３１回転角度算出手段３２拡大率算出手段３３面積算出手段３４パタン合成手段３５閾値再分配手段４１スクリーン角度４２階調数４３周期定数決定手段５１パタン選択スイッチ５２パタン記憶手段７１走査画像読み込み手段７２画像信号７３ハーフトーンスクリーン発生手段７４デジタルメモリ７６ハーフトーンスクリーン信号７７コンバータ７８網点画像信号７９走査画像書き込み手段８１周期パタン１０１正方格子１１２１つの周期パタンの形状を表す領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−263364（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ方向にｍ、Ｙ方向にｎの周期を持ち
（ただし、ｍとｎは整数）、網線が等間隔で直交するデ
ィジタルハーフトーンスクリーンの生成方法において、整数座標系上で、座標値（０，ｎ）と（ｍ，０）の結ぶ
デジタル直線である第１の点列と、座標値（０，ｎ）と
（ｎ，ｍ＋ｎ）を結ぶデジタル直線である第２の点列と
座標値（ｍ，０）と（ｍ＋ｎ，ｍ）と結ぶデジタル直線
である第３の点列と、座標値（ｎ，ｍ＋ｎ）と（ｍ＋
ｎ，ｍ）を結ぶ第４の点列を発生したとき、前記第１の
点列と前記第２の点列と前記第３の点列と前記第４の点
列に囲まれた領域、ただし、前記第１の点列と前記第２
の点列と座標値（０，ｎ）を含み、前記第３の点列と前
記第４の点列と座標値（ｍ，０）と（ｎ，ｍ＋ｎ）と
（ｍ＋ｎ，ｍ）を含まない領域をハーフトーンスクリー
ンの１つの周期パタンの形状とし、前記の対象とする点列に囲まれた領域の全座標につい
て、任意の座標における閾値を求める手順を定義した関
数を用いて閾値を求め、前記の点列に囲まれた領域の全座標の閾値が不連続な場
合、連続した数値となるように閾値を再配置すること
で、任意のスクリーン角度と階調数のハーフトーンスクリー
ンの１つの周期パタンを発生することを特徴とするディ
ジタルハーフトーンスクリーン生成方法。
【請求項２】Ｘ方向にｍ、Ｙ方向にｎの周期を持ち
（ただし、ｍとｎは整数）、網線が等間隔で直交するデ
ィジタルハーフトーンスクリーンの生成装置において、周期定数（ｍ，ｎ）を用いて、周期パタンの形状を示す
正方格子を求める形状決定手段と、前記形状決定手段からの出力である正方格子と、前記周
期定数と、−ｉ≦ｘ≦ｉ、−ｉ≦ｙ≦ｉの正方領域の任
意の座標における閾値を求める手順を定義した関数とを
入力とし、前記関数をｔａｎ^{- 1}（ｎ／ｍ）で得られる
角度だけ回転して、（ｍ²＋ｎ²）^{1 / 2}／（２・ｉ）で得られる拡大率で
拡大したものを前記正方格子上に展開し、前記正方格子
上の閾値が不連続な場合、連続した数値となるように閾
値を再配置し、前記正方格子の閾値を周期パタン信号と
して出力する閾値分配手段と、を有して、任意のスクリーン角度と階調数のハーフトー
ンスクリーンの１つの周期パタンを発生することを特徴
とするディジタルハーフトーンスクリーン生成装置。
【請求項３】Ｘ方向にｍ、Ｙ方向にｎの周期を持ち
（ただし、ｍとｎは整数）、網線が等間隔で直交するデ
ィジタルハーフトーンスクリーンの生成装置において、所望のスクリーン角度と階調数から、周期定数（ｍ，
ｎ）を求める周期定数決定手段と、前記周期定数決定手段の出力である周期定数（ｍ，ｎ）
を用いて、周期パタンの形状を示す正方格子を求める形
状決定手段と、前記形状決定手段の出力である正方格子と、前記周期定
数決定手段の出力である周期定数と、−ｉ≦ｘ≦ｉ、−
ｉ≦ｙ≦ｉの正方領域の任意の座標における閾値を求め
る手順を定義した関数を入力とし、前記関数をｔａｎ
^{- 1}（ｎ／ｍ）で得られる角度だけ回転して、（ｍ²＋
ｎ²）^{1 / 2}／（２・ｉ）で得られる拡大率で拡大した
ものを前記正方格子上に展開し、前記正方格子上の閾値
が不連続な場合、連続した数値となるように閾値を再配
置し、前記正方格子の閾値を周期パタン信号として出力
する閾値分配手段と、を有して、任意のスクリーン角度と階調数のハーフトー
ンスクリーンの１つの周期パタンを発生することを特徴
とするディジタルハーフトーンスクリーン生成装置。
【請求項４】Ｘ方向にｍ、Ｙ方向にｎの周期を持ち
（ただし、ｍとｎは整数）、網線が等間隔で直交するデ
ィジタルハーフトーンスクリーンの生成装置において、周期定数（ｍ，ｎ）を用いて、周期パタンの形状を示す
正方格子を求める形状決定手段と、 −ｉ≦ｘ≦ｉ、−ｉ≦ｙ≦ｉの正方領域の任意の座標に
おける閾値を求める手順を定義した関数を記憶するパタ
ン記憶手段と、前記形状決定手段からの出力である正方格子と、前記周
期定数と、パタン選択スイッチを入力とし、パタン選択
スイッチに対応する前記関数を前記パタン記憶手段から
取り出し、または、前記パタン記憶手段に１つの前記関
数しか定義しない場合は、前記パタン記憶手段から前記
関数を取り出し、該関数をｔａｎ^{- 1}（ｎ／ｍ）で得られる角度だけ回転
して、（ｍ²＋ｎ²）^{1/ 2}／（２・ｉ）で得られる拡
大率で拡大したものを前記正方格子上に展開し、前記正
方格子上の閾値が不連続な場合は、連続した数値となる
ように閾値を再配置し、前記正方格子の閾値を周期パタ
ン信号として出力する閾値分配手段と、を有して、任意のスクリーン角度と階調数のハーフトー
ンスクリーンの１つの周期パタンを発生することを特徴
とするディジタルハーフトーンスクリーン生成装置。
【請求項５】Ｘ方向にｍ、Ｙ方向にｎの周期を持ち
（ただし、ｍとｎは整数）、網線が等間隔で直交するデ
ィジタルハーフトーンスクリーンの生成装置において、所望のスクリーン角度と階調数から、周期定数（ｍ，
ｎ）を求める周期定数決定手段と、前記周期定数決定手段の出力である周期定数（ｍ，ｎ）
を用いて、周期パタンの形状を示す正方格子を求める形
状決定手段と、 −ｉ≦ｘ≦ｉ、−ｉ≦ｙ≦ｉの正方領域の任意の座標に
おける閾値を求める手順を定義した関数を記憶するパタ
ン記憶手段と、前記形状決定手段からの出力である正方格子と、前記周
期定数決定手段の出力である周期定数と、パタン選択ス
イッチを入力とし、パタン選択スイッチに対応する前記
関数を前記パタン記憶手段から取り出し、または、前記
パタン記憶手段に１つの前記関数しか定義しない場合
は、前記パタン記憶手段から前記関数を取り出し、該関
数をｔａｎ^{- 1}（ｎ／ｍ）で得られる角度だけ回転し
て、（ｍ²＋ｎ²）^{1 / 2}／（２・ｉ）で得られる拡大
率で拡大したものを前記正方格子上に展開し、前記正方
格子上の閾値が不連続な場合は、連続した数値となるよ
うに閾値を再配置し、前記正方格子の閾値を周期パタン
信号として出力する閾値分配手段と、を有して、任意のスクリーン角度と階調数のハーフトー
ンスクリーンの１つの周期パタンを発生することを特徴
とするディジタルハーフトーンスクリーン生成装置。