JP5490079B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
(b) 特定の出力階調で本来の網点の角度とは異なる角度のパターンが生じる。
図1は、本発明の実施例1における画像形成装置の機能の概略を示す機能構成図である。図2は、実施例1の基本ドットの配置S1の例を示す図である。図3は、図2の基本ドットを中心とした画素の網点への分割の例を示す図である。更に、図4は、図3の網点内の画素順番の例を示す図である。
画像形成装置10は、描画部(色変換部)20、N値化処理部30及び画像形成部40で構成されている。そして、例えば、ホストコンピュータ等の外部装置60から入力される多値画像データに対し、描画部20及びN値化処理部30で所定の処理を施し、処理後の画像データにしたがって、画像形成部40が画像を出力する。
図5に基づき、網点間優先順位決定手段35の機能構成を詳細に説明する。網点間優先順位決定手段35は、網点分割手段33で分割された各網点の優先順位を決定する手段であって、基本ドット初期化手段35aと、変数初期化手段35bと、基本ドット無作為選択手段35cと、選択基本ドット番号付与手段35dと、ポテンシャル加算手段35eと、全基本ドット数判定手段35fとから構成されている。
図6は、図1中の閾値マトリックス作成部31の処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、図1中の基本ドット配置決定手段32が、基本ドットの配置を決定する。基本ドットは網点の核となるドットで、基本ドットを二次元平面上に特定の周期と角度を持って繰り返し配置されるように位置を決定する。例えば、600DPIの画素ピッチを持つ二次元平面上に141線の周期と45度及び135度角度をもった基本ドットを配置した場合には、図2で示すようにある基本ドットに最隣接する2つの基本ドットとの位置関係が(3,3)及び(−3,3)となるように配置され、図2の例では、96×96の画素平面上に、512個の基本ドットが配置される。
図1中の網点分割手段33が、各基本ドットを中心とした領域(網点)に画素を分割する。図3は、図2で示した141線の周期を持つように配置した基本ドットについて、各ドットを中心とした領域に画素を分割した例である。図3の黒く塗りつぶした画素が基本ドットであり、太線で囲まれた領域が各基本ドットと中心とした領域(網点)である。図3の例では、各網点に18個の画素が含まれている。
図1中の網点内画素順番決定手段34が、各網点に含まれる画素の順番を決定する。ここで決定する順番によって網点の成長時に現れる形状が決定される。図4は、図3で示した網点について、各網点に含まれる画素の順番を決定した例を示すものである。図4の例における各網点に含まれる画素の順番は、印刷によく使用される丸状のドットパターンを形成することを意図したものである。
図1中の網点間優先順位決定手段35が、網点分割処理P2により分割された網点間での優先順位を決定する。
図1中の全画素順番決定手段36が、網点内画素順番決定処理P3で決定された網点中の画素の順番と、網点間優先順位決定処理P4で決定された網点間の優先順位(番号)を使って、闘値マトリックスに含まれる全ての画素の順番を決定する。例えば、下式のように決定する。
(画素の順番)=(対象画素が含まれる網点の優先順位)+(対象画素の網点中の順番)×(網点の総数)
図1中の画素値規格化手段37が、画素順番決定処理P5において決定された画素の順番を入力階調に合わせて規格化することで、閾値マトリックスの全閾値を決定する。例えば、入力階調数が256であれば、閾値が0〜255になるように規格化する。
以上の処理P1〜P6により、本実施例1における閾値マトリックスが作成される。
図5において、網点間優先順位決定手段35の処理が開始されると、ステップS41へ進む。ステップS41において、基本ドット初期化手段35aが、全ての基本ドットのポテンシャルに0を設定し、ステップS42へ進む。ステップS42において、変数初期化手段35bが、変数nに0を設定して初期化を行ない、ステップS43へ進む。
E=1.0−1/{1−exp(d−d1)*k} (∵d<d2)
E=0.0 (∵d≧d2)
図9で示すように、同一のポテンシャルを持つ複数の基本ドットの中から基本ドットをランダムに選択する際に、直前に選択された基本ドットDn−1からd2離れた箇所(図中の斜線部以外の領域X)から、次の基本ドットDnが選択されるように制限を与える。なお、基本ドットの中心からの距離d1は、網点の1辺の長さの半分程度の値に設定する。又、d1で与える距離により、選択されていく基本ドットの配置の間隔がd2で与えた距離に偏るように制限を与えることができる。又、kで、調整を行なえるポテンシャルの中心付近の平坦な部分は、初期の段階で選択された基本ドットに連結(クラスタ化)するように選択される基本ドットについて、そのポテンシャルの平坦な幅の範囲に含まれる基本ドットについての連結性を平坦な範囲に含まれない基本ドットよりも高めるように働く。
(比較例のハーフトーン化画像)
図11は、比較例におけるベイヤ型の配列を示す図であり、図12、比較例のハーフトーン化画像の例を示す図である。
図10(a)〜(d)は、実施例1におけるハーフトーン化画像の例を示す図である。
図10(a)〜(d)は、図2、図4で示した141線の周期と45度及び135度の角度を持った網点を、前述した網点間の優先順位を決定する際のポテンシャルに具体的なパラメータを与え作成した閾値マトリックスを用いた場合に得られるハーフトーン化画像を示す図である。
以上説明したように、実施例1の画像形成装置10及び画像形成方法によれば、低解像度の画像形成部40であっても、パターンの偏りによるむら及び本来の網点線数より粗い線数のパターンが、目立たず、本来の網点の角度とは異なる角度のパターンの偏りが抑制された見かけの良好な画像を提供できる。
実施例2の画像形成装置の構成は、実施例1の画像形成装置10の構成と同様であるので、構成の説明は省略する。又、閾値マトリックス留作成部31で行われる閾値マトリックスの作成法についは、閾値マトリックスを作成する素となる基本ドットの配置が異なる他は、実施例1と同様である。
図13例では、600DPIの画素ピッチを有する二次元平面上に600線の周期、つまり、全ての画素が基本ドットとなるように配置する。128×128の画素平面上に16384個の基本ドットが配置されている。又、基本ドットに対応する網点は、1個の画素で構成され、網点内の順番については全ての画素が0である。
図14(a)〜(c)は、実施例2のハーフトーン化画像の例を示す図である。
以上説明したように、実施例2の画像形成装置10及び画像形成方法によれば、特定の角度や周期をもたないドットパターンを発生でき、そのクラスタのサイズを任意に調整できる。
図15は、実施例3における画像形成装置10Aの機能の概略を示す機能構成図であり、実施例1の構成を示す図1中の共通の要素には共通の符号が付されている。
全画素順番決定手段36に入力される。全画素順番決定手段36は、第1のポテンシャル加算手段の加算結果と、第2のポテンシャル加算手段の加算結果とに基づいて、全ての画素の階調の画素順番を決定する手段である。画素値規格化手段37は、全画素順番決定手段36が決定した画素順番を入力階調数Nに合わせて、1〜N−1の値の閾値に規格化する手段である。
実施例3では、図5に示された実施例1の閾値マトリックス作成部31の処理中の網点間優先順位決定処理P4の内容が、処理の内容が異なる網点間優先順位決定処理P50に変更されている。その他の処理P1〜P3、P5、及びP6については、図5に示された実施例1の閾値マトリックス作成部31の処理と同様であるので、説明を省略する。
先ず、網点間の優先順位決定の処理が開始されると、ステップS51へ進む。ステップS51において、基本ドット初期化手段51が、全基本ドットのポテンシャルに0を設定し、ステップS52へ進み、ステップS52において、パラメータ設定手段52が、変数nに0、変数L及び閾値TH1を設定して初期化を行ない、ステップ53へ進む。
図19(a)〜(c)は、実施例3におけるハーフトーン化画像の例を示す図である。
以上説明したように、実施例3の画像形成装置10A及び画像形成方法によれば、クラスタ型のFMスクリーンを発生でき、更に、そのハイライト部分で発生するドットパターンについて設定されたドット数のドット塊のみ発生するように調整できる。
本発明は、上記実施例や変形例に限定されず、更に、次のような他の変形例も適用可能である。
20 描画部(色変換部)
30,30A N値化処理部
31,31A 閾値マトリックス作成部
32 基本ドット配置決定手段
33 網点分割手段
34 網点内画素順番決定手段
35 網点間優先順位決定手段
35a、51 基本ドット初期化手段
35b 変数初期化手段
35c、53 基本ドット無作為選択手段
35d、54 選択基本ドット番号付与手段
35e ポテンシャル加算手段
35f、61 全基本ドット数判定手段
36 全画素順番決定手段
37 画素値規格化手段
38 閾値マトリックス記憶部
39 比較部
40 画像出力部
41 画像取得部
42 インタフェース部
52 パラメータ設定手段
55 付与番号閾値比較手段
56 隣接基本ドット選択番号付与手段
57 第2のポテンシャル加算手段
58 第1のポテンシャル加算手段
60 外部装置
61 全基本ドット数判定手段
Claims (10)
- M(但し、Mは3以上の自然数。)階調の画素値を有する画素の集合からなるM階調画像を、複数の網点によって表現する画像形成装置であって、
N(但し、Nは2以上の自然数。)階調の閾値マトリックスを作成する閾値マトリックス作成部と、
前記M階調画像の前記画素の各画素値と前記閾値マトリックスの対応する各閾値とを比較して、前記N階調の画素値を有する画素の集合からなるN階調画像に変換する比較部と、を備え、
前記閾値マトリックス作成部は、
基本ドットの配置を決定し、全ての前記画素を前記基本ドットの各配置点を中心とした複数の前記網点に分割し、分割された前記各網点内に含まれる前記画素の階調の順番を決定し、前記複数の網点の核となる前記基本ドットの配置点から、総数の半分の基本ドットの順位付けが終了した際の決定済みの前記基本ドットの配置が、前記基本ドットの配置で定まる特定の周期に偏るように決定された前記基本ドットの順位に基づいて、前記網点間の階調の優先順位を決定し、前記各網点内に含まれる前記画素の階調の前記順番と前記網点間の階調の前記優先順位とに基づいて、全ての前記画素の階調の閾値の順番を1〜N−1に決定し、前記1〜N−1の値の閾値を有する前記閾値マトリックスを作成することを特徴とする画像形成装置。 - 前記閾値マトリックス作成部は、
前記基本ドットの配置を決定する基本ドット配置決定手段と、
全ての前記画素を前記基本ドットの各配置点を中心とした複数の前記網点に分割する網点分割手段と、
前記各網点に含まれる前記画素の階調の前記順番を決定する画素順番決定手段と、
前記複数の網点の核となる前記基本ドットの配置点から各ドットの中心として各ドットの中心付近で平坦であり、前記中心からの距離が大きくなると連続的に減少するポテンシャルを付し、前記ポテンシャルの和に基づいて前記網点間の階調の前記優先順位を決定する網点順位決定手段と、
前記画素順番決定手段の決定結果と前記網点順位決定手段の決定結果とに基づいて、全ての前記画素の階調の画素順番を決定する全画素順番決定手段と、
前記全画素順番決定手段で決定された前記画素順番を入力階調Nに合わせて、1〜N−1の値の閾値に規格化する画素値規格化手段と、
を有することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記基本ドット配置決定手段は、
前記基本ドットの配置として、FMスクリーン上の全ての画素を前記基本ドットとし、
前記網点分割手段は、
前記基本ドットの全てを網点とし、
前記画素順番決定手段は、
前記網点内の画素の順番として0を付与することを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。 - 前記ポテンシャルは、
前記各ドットの中心で1であり、前記各ドットの中心からの距離が前記基本ドットの配置において少なくとも2番目に小さい前記ドット間の距離において値が0.5となることを特徴とする請求項2又は3記載の画像形成装置。 - 前記ポテンシャルは、前記各ドットの中心からシグモイド関数にしたがって減少することを特徴する請求項2〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- M(但し、Mは3以上の自然数。)階調の画素値を有する画素の集合からなるM階調画像を、複数の網点によって表現する画像形成方法であって、
N(但し、Nは2以上の自然数。)階調の閾値マトリックスを作成する閾値マトリックス作成処理と、
前記M階調画像の前記画素の各画素値と前記閾値マトリックスの対応する各閾値とを比較して、前記N階調の画素値を有する画素の集合からなるN階調画像に変換する比較処理と、を有し、
前記閾値マトリックス作成処理では、
基本ドットの配置を決定し、
全ての前記画素を前記基本ドットの各配置点を中心とした複数の前記網点に分割し、
分割された前記各網点内に含まれる前記画素の階調の順番を決定し、
前記複数の網点の核となる前記基本ドットの配置点から、総数の半分の基本ドットの順位付けが終了した際の決定済みの前記基本ドットの配置が、前記基本ドットの配置で定まる特定の周期に偏るように決定された前記基本ドットの順位に基づいて、前記網点間の階調の優先順位を決定し、
前記各網点内に含まれる前記画素の階調の前記順番と前記網点間の階調の前記優先順位とに基づいて、全ての前記画素の階調の閾値の順番を1〜N−1に決定し、
前記1〜N−1の値の閾値を有する前記閾値マトリックスを作成することを特徴とする画像形成方法。 - 前記閾値マトリックス作成処理は、
前記基本ドットの配置を決定する基本ドット配置決定処理と、
全ての前記画素を前記基本ドットの各配置点を中心とした複数の前記網点に分割する網点分割処理と、
前記各網点に含まれる前記画素の階調の前記順番を決定する画素順番決定処理と、
前記複数の網点の核となる前記基本ドットの配置点から各ドットの中心として各ドットの中心付近で平坦であり、前記中心からの距離が大きくなると連続的に減少するポテンシャルを付し、前記ポテンシャルの和に基づいて前記網点間の階調の前記優先順位を決定する網点間優先順位決定処理と、
前記画素順番決定処理の決定結果と前記網点間優先順位決定処理の決定結果とに基づいて、全ての前記画素の階調の画素順番を決定する全画素順番決定処理と、
前記全画素順番決定処理で決定された前記画素順番を入力階調Nに合わせて、1〜N−1の値の閾値に規格化する画素値規格化処理と、
を有することを特徴とする請求項6記載の画像形成方法。 - 前記基本ドット配置決定処理では、
前記基本ドットの配置として、FMスクリーン上の全ての画素を前記基本ドットとし、
前記網点分割処理では、
前記基本ドットの全てを網点とし、
前記画素順番決定処理では、
前記網点内の画素の順番として0を付与することを特徴とする請求項7記載の画像形成方法。 - 前記ポテンシャルは、
前記各ドットの中心で1であり、前記各ドットの中心からの距離が前記基本ドットの配置において少なくとも2番目に小さい前記ドット間の距離において値が0.5となることを特徴とする請求項7又は8記載の画像形成方法。 - 前記ポテンシャルは、
前記各ドットの中心からシグモイド関数にしたがって減少することを特徴する請求項7〜9のいずれか1項に記載の画像形成方法。
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