JP6108218B2 - 画像変換処理方法、それを実行させるためのプログラム及び画像変換処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像変換処理方法、それを実行させるためのプログラム及び画像変換処理装置に関し、特に、グレースケール画像をハイブリッドスクリーニング画像に変換する方法、プログラム及び装置に関する。

平版印刷の分野においては、入力されたグレースケール画像を階調値が「０」及び「１」の二値画像で表すスクリーニング技術を用いて、濃淡のある画像を表現することが行われている。従来のスクリーニング方法は、大別して、網点ＡＭ（Amplitude Modulation）手法と、ＦＭ（Frequency Modulation）スクリーニング手法とがある。

網点手法は、グレースケール画像の多値階調値に基づいて網点を規則的に配置すると共に、各網点のドットの大きさをグレースケール画像の多値階調値に応じて変調させることにより、階調を擬似的に表現する手法である。

一方、ＦＭスクリーニング手法は、ドットの配置密度を変調させることによって階調表現を行う手法である。従来、ＦＭスクリーニング手法によって画像を作成する際には、例えば、ディザ法や誤差拡散処理が用いられる。このディザ法や誤差拡散処理では、人間の目の錯覚を利用して、グレースケール画像を「黒」及び「白」の２色の画素を用いて多値階調値画像の濃淡を再現する。

しかし、網点手法を用いて作成された画像（網点画像）では、網点が規則的に並んだグリッド上に配置されるため、ざらざらとした粒状感のない画像を表現することができると共に、印刷環境の影響を受けにくいという長所を有する一方で、モアレやロゼッタパターン等の干渉縞が発生するという短所を有する。

また、ＣＭＷＫの４版のスクリーン角度を互いにずらすことで、干渉縞の発生を抑制することができるが、発生する干渉縞を完全に抑制することはできず、縞模様の絵柄部分等にもモアレが観測される。

また、ＦＭスクリーニング手法を用いて作成された画像（ＦＭスクリーニング画像）では、各ドットの配置位置がランダムで規則性を有さないため、モアレやロゼッタパターン等の干渉縞が発生しにくく、さらに、網点手法と比較してドットの配置の自由度が高いため、より高解像度・高画質の画像を得ることができるという長所を有するが、配置される各々のドットが小さいため、輪転機でインクをプレートから紙へ移すことが困難であったり、ハイライト側の印刷物に対して視覚上ざらつき感が生じるという短所を有する。

そこで、最近では、ＣＴＰ（Computer To Plate）化やデジタルワークフロー化の浸透により、高画質・高付加価値が要求される商業印刷や大量印刷を行う新聞印刷分野においても、高精度・高解像度を有する網点手法と、従来のＦＭスクリーニング手法の長所を兼ね備えたハイブリッドスクリーニング手法が提案され、普及している。

例えば、特許文献１及び２には、網点のスクリーンの中心を母点とし、乱数によって母点位置を変動させ、母点を核としたボロノイ分割を行う、入力画像を複数の単位領域に分割することによって網点の周期性を排除したスクリーニング画像を生成する方法が記載されている。

また、特許文献３には、多値画像に対する単純な二値化処理によって二値画像を作成すると共に、作成された二値画像に対して二次元フィルタ処理によって多値画像を復元した後、復元された多値画像と原多値画像との誤差を計算し、計算された誤差が所定条件を満たす輝度値パターンとなるように二値画像の画素を決定することにより、多値画像からハイブリッドスクリーニング画像を作成する方法が記載されている。

特開２００５−３４１０８９号公報 特許第４５９１９５１号公報 特開２００４−３０４５４３号公報

しかし、特許文献１及び２に記載の方法では、ドットを表す非周期的クラスタ形が濃度値の増加によって大きくなることにより、亀甲のような模様が発生して画像全体として不自然な印象を与えてしまうという問題があった。また、ネガ画像のドット形状と、反転したポジ画像のドット形状とが異なり、網点のような階調の連続性が失われるという虞もある。

さらに、特許文献３に記載の方法は、新たなハイブリッドスクリーニング処理として注目されたが、最初に多値画像から二値画像を作成する必要があり、すべての画素についてフィルタ係数との二次元畳み込み演算を行わなければならないため、処理に長時間を要するという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、入力されるグレースケール画像を、モアレやロゼッタパターン等の干渉縞を発生させることなく、高画質・高付加価値を有し、印刷工程に適したハイブリッドスクリーニング画像へ変換させることが可能な画像変換処理方法、それを実行させるためのプログラム及び画像変換処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、グレースケール画像をハイブリッドスクリーニング画像に変換する画像変換処理方法であって、グレースケール画像を、黒画素及び白画素からなる第１の二値画像に変換すると共に、該第１の二値画像に含まれる第１の黒画素数を検出し、該第１の二値画像の作成の際に生じる変換誤差を検出する二値化ステップと、前記第１の黒画素数及び前記変換誤差に基づき、前記第１の二値画像を第２の二値画像に変換すると共に、該第２の二値画像に含まれる第２の黒画素数を検出する変換誤差分散ステップと、検出された前記第２の黒画素数に基づき、前記第２の二値画像をＦＭスクリーニング画像に変換するＦＭスクリーニング画像作成ステップと、作成された前記ＦＭスクリーニング画像から、隣接する複数の画素で形成される所定の画素パターンを検出し、検出された前記所定の画素パターンに対して所定のパターン変換処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素パターン変換ステップとを備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、グレースケール画像から変換された二値画像から黒画素を検出する場合に発生する変換誤差を考慮して、二値画像を作成するため、擬似輪郭のようなトーンジャンプ現象が発生することなく、階調表現が滑らかであり、かつモアレ等が発生しない二値画像を作成することができる。また、作成された二値画像から検出された黒画素数に基づき、ＦＭスクリーニング画像を作成し、作成されたＦＭスクリーニング画像から検出された所定の画素パターンに対して所定のパターン変換処理を行うため、網点画像が有する印刷工程に適し、扱いが容易であるという長所と、ＦＭスクリーニング画像が有する高品質であるという長所とを兼ね備えるハイブリッドスクリーニング画像を作成することができる。

上記画像変換処理方法において、前記二値化ステップは、前記グレースケール画像の解像度情報に基づき、前記ＦＭスクリーニング画像の作成単位となる、前記グレースケール画像のハーフトーンセルのサイズに対応する変換ブロックを前記グレースケール画像に対して設定し、前記変換ブロック内の前記第１の黒画素数を変換ブロック毎に検出することができる。

上記画像変換処理方法において、前記変換誤差分散ステップは、所定の前記変換ブロックにおける変換誤差を、該変換ブロックに隣接する周囲の変換ブロックに対して分散させることができる。これにより、トーンジャンプ現象を抑制し、滑らかな階調表現を有し、モアレ等が発生しない二値画像を作成することができる。

上記画像変換処理方法において、前記画素パターン変換ステップで作成された前記ハイブリッドスクリーニング画像における端点画素又は孤立点画素を検出し、検出された前記端点画素又は孤立点画素の周囲の画素から、該端点画素又は孤立点画素と色が異なる端点画素又は孤立点画素を検出した場合に、互いの画素を入れ替えるざらつき補正ステップをさらに備えることができる。これにより、ざらつき感の原因となる端点画素及び孤立点画素を減少させることができる。また、画素の入れ替えにあたっては、異なる色の画素同士を入れ替えるため、画像全体における黒画素及び白画素の数を維持することができ、処理前後における画像の濃淡情報を維持しながら、ざらつき感を抑制して画質を向上させることができる。

上記画像変換処理方法において、前記端点画素を、隣接する８個の画素のうち、複数以上の連続する画素が異なる色とし、前記孤立点画素を、隣接する８個のすべての画素が異なる色とすることができる。

上記画像変換処理方法において、前記ＦＭスクリーニング画像作成ステップは、前記変換ブロック内のすべての画素に対して横方向及び縦方向の座標を設定し、前記座標に対応して発生させる乱数に基づき決定された座標位置に、前記黒画素を配置することにより、前記ＦＭスクリーニング画像を作成することができる。これにより、黒画素を上下左右の４方向に１画素間隔で大域均等かつ局部ランダム的に孤立分布させることができる。

上記画像変換処理方法において、前記画素パターン変換ステップは、作成された前記ＦＭスクリーニング画像から、隣接する複数の画素によって形成されると共に、前記黒画素及び前記白画素が１画素間隔で分布する前記所定の画素パターンを検出し、検出された前記所定の画素パターン内の前記黒画素が連続的に分布するように前記黒画素及び前記白画素を互いに交換する前記パターン変換処理を行うことができる。これにより、孤立する黒画素が連続的となり、印刷画像に適した小さなドットを有するハイブリッドスクリーニング画像を作成することができる。

また、本発明は、プログラムであって、上記いずれかに記載の画像変換処理方法における二値化ステップ、変換誤差分散ステップ、ＦＭスクリーニング画像作成ステップ、画素パターン変換ステップを構成することを特徴とする。本発明によれば、前記発明と同様に、階調表現が滑らかであり、かつモアレ等が発生しない二値画像を作成することができると共に、網点画像及びＦＭスクリーニング画像が有する長所を兼ね備えるハイブリッドスクリーニング画像を作成することができる。さらに、上記プログラムは、上記いずれかに記載の画像変換処理方法におけるざらつき補正ステップをさらに構成することができる。

さらに、本発明は、グレースケール画像をハイブリッドスクリーニング画像に変換する画像変換処理装置であって、グレースケール画像を、黒画素及び白画素からなる第１の二値画像に変換すると共に、該第１の二値画像に含まれる第１の黒画素数を検出し、該第１の二値画像の作成の際に生じる変換誤差を検出する二値化処理部と、前記第１の黒画素数及び前記変換誤差に基づき、前記第１の二値画像を第２の二値画像に変換すると共に、該第２の二値画像に含まれる第２の黒画素数を検出する変換誤差分散処理部と、検出された前記第２の黒画素数に基づき、前記第２の二値画像をＦＭスクリーニング画像に変換するＦＭスクリーニング画像作成処理部と、作成された前記ＦＭスクリーニング画像から、隣接する複数の画素で形成される所定の画素パターンを検出し、検出された前記所定の画素パターンに対して所定のパターン変換処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素パターン変換処理部とを備えることを特徴とする。本発明によれば、前記発明と同様に、階調表現が滑らかであり、かつモアレ等が発生しない二値画像を作成することができると共に、網点画像及びＦＭスクリーニング画像が有する長所を兼ね備えるハイブリッドスクリーニング画像を作成することができる。

以上のように、本発明によれば、画像の画質劣化を抑制すると共に、画像情報を維持することが可能になる。

本発明に係る画像変換処理装置の一実施の形態を示すブロック図である。 グレースケール画像を二値画像に変換する二値化処理について説明するための略線図である。 変換誤差分散処理について説明するための略線図である。 変換誤差分散処理の効果について説明するための略線図である。 ＦＭスクリーニング画像の作成処理について説明するための略線図である。 ＦＭスクリーニング画像作成処理によって作成されたＦＭスクリーニング画像の一例を示す略線図である。 ＦＭスクリーニング画像作成処理によって作成されたＦＭスクリーニング画像について説明するための略線図である。 第１のパターン変換処理について説明するための略線図である。 第２のパターン変換処理について説明するための略線図である。 二次元パターン変換処理によって作成されたスクリーニング画像の一例を示す略線図である。 第３のパターン変換処理について説明するための略線図である。 一次元パターン変換処理によって作成されたハイブリッドスクリーニング画像の一例を示す略線図である。 ざらつき補正処理について説明するための略線図である。 ざらつき補正処理によって作成されたハイブリッドスクリーニング画像の一例を示す略線図である。 画像変換処理装置における各処理の流れについて説明するためのフローチャートである。 ＦＭスクリーニング変換処理の流れについて説明するためのフローチャートである。 配置処理の流れについて説明するためのフローチャートである。 二次元パターン変換処理の流れについて説明するためのフローチャートである。 一次元パターン変換処理の流れについて説明するためのフローチャートである。 ざらつき補正処理の流れについて説明するためのフローチャートである。 変換されたハイブリッドスクリーニング画像について説明するための略線図である。 グラデーション画像をハイブリッドスクリーニング画像に変換した場合の一例を示す略線図である。

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる画像変換処理装置の一実施の形態を示し、この画像変換処理装置１は、大別して、メモリ２、二値化処理部３、変換誤差分散処理部４、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５、画素パターン変換処理部６及びざらつき補正処理部７を備える。

画像変換処理装置１には、スキャナ等の外部の入力機器から出力された、多値階調の入力グレースケール画像１０が入力され、この入力グレースケール画像データ１０に対して各種の処理を施した後、各画素の階調値が「１」である黒画素と、階調値が「０」である白画素との二値で表現された出力二値画像データ２０を出力する。

メモリ２は、外部から入力された入力グレースケール画像データ１０を記憶すると共に、二値化処理部３、変換誤差分散処理部４、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５、画素パターン変換処理部６及びざらつき補正処理部７各種処理が施された画像データや、各処理において必要な情報等を記憶するための記憶媒体である。

二値化処理部３は、メモリ２に記憶された入力グレースケール画像データ１０を読み出し、この入力グレースケール画像データ１０の多値階調値を黒画素及び白画素の二値階調値のみからなる二値画像（第１の二値画像）に変換すると共に、第１の二値画像に含まれる黒画素の数を検出する。また、第１の二値画像に含まれる黒画素数を検出する際には、後述するように誤差が生じるため、この誤差を変換誤差情報として検出する。変換された第１の二値画像、検出された黒画素数を示す第１の黒画素数情報及び変換誤差情報は、メモリ２に記憶される。

変換誤差分散処理部４は、メモリ２に記憶された第１の二値画像、第１の黒画素数情報及び変換誤差情報を読み出し、第１の黒画素数情報及び変換誤差情報に基づき、二値化処理部３で変換された二値画像に対して二値化処理部３による画像変換の際に生じるトーンジャンプ現象を抑制するための処理を行い、第２の二値画像を作成すると共に、第２の二値画像に含まれる黒画素数を検出する。作成された第２の二値画像及び検出された黒画素数を示す第２の黒画素数情報は、メモリ２に記憶される。

ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、メモリ２に記憶された第２の二値画像及び第２の黒画素数情報を読み出し、第２の黒画素数情報を用いてＦＭスクリーニング画像を作成する。作成されたＦＭスクリーニング画像は、メモリ２に記憶される。また、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、ＦＭスクリーニング画像を作成する際に用いられる、図示しない要配置画素数カウンタ及び配置済み画素数カウンタを有する。これらのカウンタについては、後述する。

画素パターン変換処理部６は、メモリ２に記憶されたＦＭスクリーニング画像を読み出し、このＦＭスクリーニング画像から所定の画素パターンを検出する。そして、画素パターン変換処理部６は、検出された所定の画素パターンに対してパターン変換処理を施し、ハイブリッドスクリーニング画像である出力二値画像データ２０を作成する。作成された出力二値画像データ２０は、メモリ２に記憶される。

尚、上述した二値化処理部３、変換誤差分散処理部４、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５、画素パターン変換処理部６及びざらつき補正処理部７は、必ずしもハードウェアによって構成する必要はなく、その一部又は全部をソフトウェア（プログラム）によって構成してもよい。

次に、上記構成を有する画像変換処理装置１における各部の処理について説明する。

まず、二値化処理部３による二値化処理について、図２を参照して説明する。二値化処理においては、まず、入力グレースケール画像データ１０の解像度情報に基づき、網点を作成する際と同様に、ハーフトーンセル（網点セル）ブロックを、入力グレースケール画像データ１０に含まれる黒画素を検出するための検出単位である変換ブロックとして設定し、変換ブロック毎に入力グレースケール画像データ１０を黒画素及び白画素からなる第１の二値画像に変換する。

次に、変換ブロックに含まれる各画素の階調値に基づき、変換ブロック内の入力グレースケール画像データ１０の平均階調値を算出し、算出された平均階調値を用いて、対応する第１の二値画像の変換ブロックにおける、黒画素の数とすべての画素の数との比率を示す濃度値を取得する。そして、変換ブロックの濃度値に基づき、グレースケール画像における変換ブロック内の平均階調値に対応する黒画素数を検出する。

すなわち、変換ブロックサイズを横方向及び縦方向に「Ｌｘ」画素及び「Ｌｙ」画素に設定し、グレースケール画像の階調値をＰとした場合、変換により得られる第１の二値画像の黒画素数ｓは、式（１）に基づき取得することができる。

ここで、二値化処理では、グレースケール画像の変換ブロックに含まれる画素の階調値を平均化して第１の二値画像における黒画素数を取得するため、ハーフトーンセルブロックのサイズによって表現できる最大階調数を決定することができる。また、ハーフトーンセルブロックに含まれる画素数により、表現できる階調数が変化し、画素数で階調の変化を表現する。

そのため、ハーフトーンセルブロックのサイズが大きい場合、変換された第１の二値画像は、表現できる階調数を多くすることができるが、粒子の粗い画像となり、画質が劣化する。一方、ハーフトーンセルブロックのサイズが小さい場合、変換された第１の二値画像は、表現できる階調数が少なくなるが、粒子の細かい画像となり、画質を向上させることができる。

本実施の形態における二値化処理を用いて変換される二値画像は、グレースケール画像に対して平均フィルタによるぼけ処理を行った場合と同様の変換画質となるため、変換ブロックのサイズをできるだけ小さくすることが必要である。本発明者は、評価実験により、変換ブロックのサイズを「４×４」画素〜「６×６」画素程度に設定することにより、よい変換画質が得られることを検証した。

次に、変換誤差分散処理部４による変換誤差分散処理について、図３を参照して説明する。

上述したように、ハーフトーンセルブロックを変換ブロックとして設定して二値化処理を行った場合、ハーフトーンセルブロックのサイズに応じて表現できる階調数が変化する。例えば、ハーフトーンセルブロックのサイズを「１６×１６」画素とした場合には、２５７（１６×１６＋１）通りの階調表現が可能である。

しかし、このようにハーフトーンセルブロックのサイズが設定されたグレースケール画像を１２００ｄｐｉ（dot per inch）の二値画像に変換した場合には、線数が７５（＝１２００／１６）線となり、網点の大きさが人の目に見える程度に大きくなり、画像全体の画質が悪化する。

ここで、人の目は、一般的に２００程度の階調を識別できるとされ、例えば、ハーフトーンセルブロックのサイズを小さくし、表現できる階調数が２００以下となるように、ハーフトーンセルブロックのサイズを設定した場合（例えば、ハーフトーンセルの場合、「１４×１４」画素程度）には、ハーフトーン間に境界が生じる「トーンジャンプ現象」が発生する。

上述した二値化処理において、式（１）に基づいて取得した黒画素数ｓは、変換ブロックの多値階調値画素に対応する二値画像の黒画素数であり、黒画素として表現できる整数部分と、黒画素として表現できない小数点以下の部分を含む。このとき、黒画素として表現できない小数点以下の部分が、グレースケール画像を二値画像に変換する際の変換誤差となり、トーンジャンプ現象が発生する原因となる。

そこで、本実施の形態では、二値化処理による画質ぼけの影響を抑制し、より精細な画質を得るために、変換ブロックサイズを上述したように小さく設定すると共に、変換ブロックサイズを小さくすることによって階調表現が少なくなり、少ない階調表現により生じるトーンジャンプ現象を防止するため、第１の二値画像に対して変換誤差分散処理を行う。

変換誤差分散処理においては、図３に示すように、二値化処理において生じる誤差（階調値変換誤差）εを、隣接する周囲の変換ブロックに対して所定の割合で分散させる。例えば、注目する変換ブロックに対して相関性の高い変換ブロックに対しては、相関性の低い変換ブロックと比較して高い割合で階調値変換誤差εを分散させる。そして、変換対象となる変換ブロックでは、周囲の変換ブロックから分散された階調値変換誤差εを用い、式（２）に基づいて変換誤差を考慮した黒画素数ｓ”を取得すると共に、第１の二値画像に対して変換誤差分散処理を行った第２の二値画像を作成する。

図４は、変換誤差分散処理を行った場合の効果を示し、図４（ａ）は、ハーフトーンブロックサイズを小さく設定した場合の第１の二値画像（グラデーション画像）を示し、図４（ｂ）は、第１の二値画像に対して変換誤差分散処理を行った場合の第２の二値画像を示す。

このように、変換誤差分散処理を行うことにより、擬似輪郭のようなトーンジャンプ現象が発生することなく、階調表現が滑らかであり、かつモアレ等が発生しない二値画像を作成することができる。

次に、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５によるＦＭスクリーニング画像の作成処理について、図５を参照して説明する。

ＦＭスクリーニング画像作成処理においては、変換誤差分散処理部４による変換誤差分散処理によって検出された黒画素数ｓ”に基づき、各変換ブロック毎に検出された黒画素をランダムに配置することにより、ＦＭスクリーニング画像を作成する。

黒画素をランダムに配置する場合には、チェスボード形画素配置図と称する、黒画素を配置するための仮想的な配置図を用いる。

具体的には、まず、図５（ａ）に示すように、変換ブロックの各画素に対して配置画素座標（ｍ，ｎ）を定義する。図５（ａ）の例では、左上の画素から右下の画素まで、配置画素座標が（０，０）、（１，０）、・・・、（０，Ｌｙ）、・・・、（Ｌｘ，Ｌｙ）のように定義される。このとき、作成されるＦＭスクリーニング画像についての画像情報が上下左右の４方向に均等に分布されるようにするため、横方向の座標の値「Ｌｘ」と縦方向の座標の値「Ｌｙ」とが同じになるように定義する。

このように配置画素座標を定義した場合、変換ブロックのサイズは、「（Ｌｘ＋１）×（Ｌｙ＋１）」となるため、変換ブロック内の総画素数は、「Ｌｘ」及び「Ｌｙ」の値が奇数の場合に偶数となり、「Ｌｘ」及び「Ｌｙ」の値が偶数の場合に奇数となる。

次に、このように配置画素座標が定義された変換ブロックに対して、チェスボード形画素配置図を設定する。チェスボード形画素配置図は、図５（ｂ）に示すように、変換ブロックと同サイズであり、配置画素を配置するための第１配置層及び第２配置層が市松模様状に交互に設定される。また、チェスボード形画素配置図における各画素に対して、変換ブロックに対して定義された配置画素座標と同様の座標（０，０）〜（Ｌｘ，Ｌｙ）が設定される。

変換誤差分散処理で取得した黒画素数ｓ”に基づく、配置画素である黒画素は、このチェスボード形画素配置図における第１配置層及び第２配置層のいずれか一方の配置層に、検出された黒画素の数だけランダムに配置される。

ここで、ＦＭスクリーニング画像作成処理においては、黒画素を第１配置層及び第２配置層のいずれかの配置層に配置するかを決定するための画素配置判断条件を予め設定する。画素配置判断条件は、「偶数」及び「奇数」のいずれか一方がランダムに設定される。具体的には、例えば、値が「０」及び「１」のいずれかを取り得る乱数を用い、乱数値が「０」の場合に画素配置判断条件を「偶数」に設定し、乱数値が「１」の場合に画素配置判断条件を「奇数」に設定する。

次に、設定された画素配置判断条件に応じた第１配置層及び第２配置層における総配置画素数を計算する。例えば、チェスボード形画素配置図におけるＬｘが「奇数」である場合、配置図内の総画素数が「偶数」となるため、画素配置判断条件が「偶数」及び「奇数」のいずれの場合でも、各配置層における総配置画素数は、同一の画素数となり、「（（Ｌｘ＋１）×（Ｌｙ＋１））／２」となる。

一方、Ｌｘが「偶数」である場合には、配置図内の総画素数が「奇数」となる。そのため、画素配置判断条件が「偶数」である場合の総配置画素数は、画素配置判断条件が「奇数」となる場合の総配置画素数よりも「１」だけ多くなる。

すなわち、Ｌｘが「偶数」である場合で、画素配置判断条件が「偶数」であるときの総配置画素数は、「（（Ｌｘ＋１）×（Ｌｙ＋１）＋１）／２」となる。また、Ｌｘが「偶数」である場合で、画素配置判断条件が「奇数」であるときの総配置画素数は、「（（Ｌｘ＋１）×（Ｌｙ＋１）−１）／２」となる。

具体的には、例えば、「６画素×６画素」の変換ブロックの場合、総画素数が３６個（偶数）となり、画素配置判断条件が「偶数」及び「奇数」のいずれの場合でも、各々の配置層における総配置画素数は１８個となる。

一方、「５画素×５画素」の変換ブロックの場合、総画素数が２５個（奇数）となるため、画素配置判断条件が「偶数」である場合の配置層における総配置画素数は１３個となり、画素配置判断条件が「奇数」である場合の配置層における総配置画素数は１２個となる。

次に、配置画素である黒画素を、予め設定した画素配置判断条件に対応する配置層に対してランダムに配置する。配置される黒画素（配置画素）Ｐの座標（ｍ，ｎ）は、チェスボード形画素配置図において、横方向の画素数が「Ｌｘ＋１」であり、縦方向の画素数が「Ｌｙ＋１」である場合、以下の数式（３）を用いて決定される。
ｍ＝ｘ（「０」〜「Ｌｘ」までの値を取り得る乱数により決定）
ｎ＝ｙ（「０」〜「Ｌｙ」までの値を取り得る乱数により決定） ・・・（３）
画素配置判断条件ＴＳ＝ｍ＋ｎ

配置画素座標Ｐにおける横方向の座標「ｍ」は、値が「０」〜「Ｌｘ」までの値を取り得る一様乱数を発生させることにより決定する。同様に、配置画素座標Ｐ（ｍ，ｎ）における縦方向の座標「ｎ」は、値が「０」〜「Ｌｙ」までの値を取り得る一様乱数を発生させることにより決定する。

そして、このようにして決定された「ｍ」及び「ｎ」に基づき、画素配置判断条件ＴＳを算出し、算出結果（「偶数」又は「奇数」）と、予め設定された画素配置判断条件とを比較する。比較の結果、２つの画素配置判断条件が異なる場合には、一様乱数を再度発生させ、配置画素の新しい配置画素座標を決定する。

一方、２つの画素配置判断条件が一致した場合には、この座標Ｐ（ｍ，ｎ）が示す位置に対して配置画素が既に配置済みであるか否かを判断する。判断の結果、当該座標が示す位置に配置画素が既に配置済みである場合には、この配置画素座標Ｐ（ｍ，ｎ）を廃棄し、一様乱数を再度発生することにより、新しい画素配置座標を決定する。

一方、当該座標が示す位置に配置画素が配置されていない場合には、配置画素を配置する。そして、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５に設けられた要配置画素数カウンタの値を「１」だけデクリメントすると共に、配置済み画素数カウンタの値を「１」だけインクリメントする。

ここで、要配置画素数カウンタは、配置すべき画素の数をカウントするためのものであり、初期値として当該変換ブロック内の黒画素数が設定され、配置画素を配置する度に、値を「１」ずつデクリメントする。

また、配置済み画素数カウンタは、配置が完了した配置画素の数をカウントするためのものであり、初期値として値「０」が設定され、配置画素を配置する度に、値を「１」ずつインクリメントする。

配置済み画素数カウンタの値が当該配置層の総配置画素数を超えた場合には、配置層の配置可能なすべての座標の位置に、配置画素が配置されたことを示す。

ここで、配置層の総配置画素数よりも、要配置画素数が多い場合が考えられる。このような場合には、予め設定された画素配置判断条件を変更し、次の配置層に配置画素を配置するように設定する。

具体的には、例えば、画素配置判断条件を「偶数」に設定し、この条件の下で配置画素の配置処理を行う。そして、配置可能なすべての配置座標に配置画素が配置された後に、配置すべき配置画素が残っている場合には、画素配置判断条件を「奇数」に変更し、残りの配置画素に対する配置処理を行う。

このようにして、上述した配置処理を要配置画素数カウンタの値が「０」となるまで繰り返し、要配置画素数カウンタの値が「０」となった場合には、配置すべき配置画素の配置が完了したと判断し、配置画素の配置処理を終了する。これにより、所定の変換ブロックに対応する網点画像をＦＭスクリーニング画像に変換することができる。

図６は、上述したＦＭスクリーニング画像作成処理によって作成されたＦＭスクリーニング画像の一例を示す。図６（ａ）は、変換ブロック内の黒画素の濃度が２５％である場合に作成されたＦＭスクリーニング画像を示し、図６（ｂ）は、黒画素の濃度が５０％である場合に作成されたスクリーニング画像を示す。また、図６（ｃ）は、黒画素の濃度が７５％である場合に作成されたスクリーニング画像を示す。このＦＭスクリーニング画像は、大域均等分布と局部ランダム分布とのバランスを取りながら、上下左右の４方向に画素分布特性を有することが大きな特徴である。

また、図７は、従来の誤差拡散処理によって作成されたＦＭスクリーニング画像（図７（ａ））と、本実施の形態によるＦＭスクリーニング画像作成処理によって作成されたＦＭスクリーニング画像（図７（ｂ））とを示す。図７（ｂ）に示すように、本実施の形態によるＦＭスクリーニング画像作成処理によって作成されたＦＭスクリーニング画像では、大域の均等分布特性と、局部のランダム分布特性とを両立することで、従来の誤差拡散処理によって作成されたＦＭスクリーニング画像で発生するワーム状のモアレ等のムラが発生しないという特徴を有する。

ここで、図７に示すＦＭスクリーニング画像では、チェスボード形画素配置図の画素分布特性により、画素毎に上下左右の４方向に隣接した画素と、１画素間隔で孤立することになる。この状態では、孤立した画素が１画素となるため、画像の最小情報単位であるドットが小さくなり、輪転機による紙へのインクの着肉性が悪く、さらに網点画像と比較して、ドットゲインが非常に大きく発生するため、印刷工程に適さない。

そこで、本実施の形態では、ＦＭスクリーニング画像の高画質の良さを保持しつつ、輪転機による紙へのインクの着肉性を改善した印刷工程に適したスクリーニングを実現するため、以下に示す画素パターン変換処理によって、孤立する画素を印刷に適した大きさのドットに変換する。

次に、画素パターン変換処理部６による画素パターン変換処理について、図８〜図１２を参照して説明する。

画素パターン変換処理においては、まず、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５によって作成されたＦＭスクリーニング画像に対してラスタスキャンを行う。そして、互いに隣接する複数の画素によって形成される画素パターンから、黒画素及び白画素が１画素間隔で分布する所定の画素パターンを検出し、検出された所定の画素パターンに対して二次元パターン変換処理を行う。

具体的には、まず、ＦＭスクリーニング画像から図８（ａ）に示す「２画素×２画素」の４画素からなる第１の画素パターンを検出する。具体的には、第１の画素パターンは、左上及び右下の画素が黒画素であり、右上及び左下の画素が白画素となるパターンである。

そして、第１の画素パターンを検出した場合には、この第１の画素パターンに対して第１のパターン変換処理を行う。第１のパターン変換処理では、図８（ｂ）に示すように、第１の画素パターンにおける右下の黒画素と、隣接する右上又は左下の白画素とを入れ替える交換処理を行う。このとき、右下の黒画素と、右上又は左下の白画素との交換確率を共に５０％とする。

すなわち、第１のパターン変換処理では、５０％の確率で、図８（ｃ）に示す右下の黒画素と右上の白画素とを入れ替える交換処理（以下、「第１のパターン変換処理１００ａ」とする）、及び図８（ｄ）に示す右下の黒画素と左下の白画素とを入れ替える交換処理（以下、「第１のパターン変換処理１００ｂ」とする）のうち、いずれかの交換処理を行う。

次に、二次元パターン変換処理では、図９（ａ）に示す第２の画素パターンを検出する。具体的には、第２の画素パターンは、左上及び右下の画素が白画素であり、右上及び左下の画素が黒画素となるパターンである。

そして、第２の画素パターンを検出した場合には、この第２の画素パターンに対して第２のパターン変換処理を行う。第２のパターン変換処理では、図９（ｂ）に示すように、第２の画素パターンにおける右下の白画素と、隣接する右上又は左下の黒画素とを入れ替える交換処理を行う。このとき、右下の白画素と、右上又は左下の黒画素との交換確率を共に５０％とする。

すなわち、第２のパターン変換処理では、５０％の確率で、図９（ｃ）に示す右下の白画素と右上の黒画素とを入れ替える交換処理（以下、「第２のパターン変換処理２００ａ」とする）、及び図９（ｄ）に示す右下の白画素と左下の黒画素とを入れ替える交換処理（以下、「第２のパターン変換処理２００ｂ」とする）のうち、いずれかの交換処理を行う。

最後に、二次元パターン変換処理では、ＦＭスクリーニング画像から第１及び第２の画素パターンが検出できなくなるまで、第１及び第２のパターン変換処理を交互に行う。

このように、二次元パターン変換処理では、黒画素及び白画素が１画素間隔で分布する画素パターン内の黒画素同士が連続的に分布するように、黒画素と白画素とを交換することにより、所定のスクリーニング画像を作成する。

図１０は、図６（ｂ）に示す黒画素の濃度が５０％である場合のＦＭスクリーニング画像に対して二次元パターン変換処理を行うことによって作成されたスクリーニング画像である。図１０に示すように、二次元パターン変換処理を行うことにより、図６（ｂ）において孤立して分布する画素が繋がり、線状に形成されることがわかる。

次に、画素パターン変換処理においては、上述した二次元パターン変換処理によって変換されたスクリーニング画像に対してラスタスキャンを行う。そして、角度方向で隣接する複数の画素によって形成される画素パターンから所定の画素パターンを検出し、検出された所定の画素パターンに対して後述する一次元パターン変換処理を行う。

一次元パターン変換処理では、まず、スクリーニング画像から角度方向で互いに隣接し、各々の画素が「白・黒・白・黒」のように並ぶ４画素からなる第３の画素パターンを検出する。

そして、第３の画素パターンを検出した場合には、この第３の画素パターンに対して第３のパターン変換処理を行う。第３のパターン変換処理では、「白・黒・白・黒」のように並ぶ第３の画素パターンを、「白・白・黒・黒」のように並ぶ画素パターンに変換する。

ここで、第３の画素パターンの検出は、図１１（ａ）に示すように、画像の３６０°空間において４５°間隔で行う。具体的には、第３のパターン変換処理では、０°方向に第３の画素パターンが検出された場合に、図１１（ｂ）に示すように、０°方向に左から右方向に「白・黒・白・黒」と並ぶ第３の画素パターン（以下、「第３の画素パターン（０°）」とする）を、「白・白・黒・黒」と並ぶ画素パターンに変換する（第３のパターン変換処理（０°））。

４５°方向に第３の画素パターンが検出された場合には、図１１（ｃ）に示すように、４５°方向に左下から右上方向に「白・黒・白・黒」と並ぶ第３の画素パターン（以下、「第３の画素パターン（４５°）」とする）を、「白・白・黒・黒」と並ぶ画素パターンに変換する（第３のパターン変換処理（４５°））。

９０°方向に第３の画素パターンが検出された場合には、図１１（ｄ）に示すように、９０°方向に下から上方向に「白・黒・白・黒」と並ぶ第３の画素パターン（以下、「第３の画素パターン（９０°）」とする）を、「白・白・黒・黒」と並ぶ画素パターンに変換する（第３のパターン変換処理（９０°））。

１３５°方向に第３の画素パターンが検出された場合には、図１１（ｅ）に示すように、１３５°方向に右下から左上方向に「白・黒・白・黒」と並ぶ第３の画素パターン（以下、「第３の画素パターン（１３５°）」とする）を、「白・白・黒・黒」と並ぶ画素パターンに変換する（第３のパターン変換処理（１３５°））。

１８０°方向に第３の画素パターンが検出された場合には、図１１（ｆ）に示すように、１８０°方向に右から左方向に「白・黒・白・黒」と並ぶ第３の画素パターン（以下、「第３の画素パターン（１８０°）」とする）を、「白・白・黒・黒」と並ぶ画素パターンに変換する（第３のパターン変換処理（１８０°））。

２２５°方向に第３の画素パターンが検出された場合には、図１１（ｇ）に示すように、２２５°方向に右上から左下方向に「白・黒・白・黒」と並ぶ第３の画素パターン（以下、「第３の画素パターン（２２５°）」とする）を、「白・白・黒・黒」と並ぶ画素パターンに変換する（第３のパターン変換処理（２２５°））。

２７０°方向に第３の画素パターンが検出された場合には、図１１（ｈ）に示すように、２７０°方向に上から下方向に「白・黒・白・黒」と並ぶ第３の画素パターン（以下、「第３の画素パターン（２７０°）」とする）を、「白・白・黒・黒」と並ぶ画素パターンに変換する（第３のパターン変換処理（２７０°））。

３１５°方向に第３の画素パターンが検出された場合には、図１１（ｉ）に示すように、３１５°方向に左上から右下方向に「白・黒・白・黒」と並ぶ第３の画素パターン（以下、「第３の画素パターン（３１５°）」とする）を、「白・白・黒・黒」と並ぶ画素パターンに変換する（第３のパターン変換処理（３１５°））。

３６０°方向については、０°方向と同様であるので、第３の画素パターンの検出は行われない。

このように、第３のパターン変換処理では、画像の３６０°空間に対して４５°間隔で第３の画素パターンを順次検出し、スクリーニング画像から第３の画素パターンが検出できなくなるまで上述した変換処理が繰り返される。

そして、このように画素パターン変換処理によって第１〜第３のパターン変換処理が行われた画像が、ＦＭスクリーニング画像からハイブリッドスクリーニング画像に変換された出力二値画像データ２０となる。

図１２は、図１０に示すスクリーニング画像に対して一次元パターン変換処理を行うことによって作成されたハイブリッドスクリーニング画像である。

次に、ざらつき補正処理部７によるざらつき補正処理について、図１３及び図１４を参照して説明する。

上述のようにして、入力グレースケール画像データ１０に対して各処理を施すことによって作成されたハイブリッドスクリーニング画像は、ＦＭスクリーニング画像のランダムさを強く有するため、画質としてざらつき感を有する場合がある。このざらつき感は、作成されたハイブリッドスクリーニング画像内に存在する端点画素及び孤立点画素が主な原因であるものと考えられる。

ここで、端点画素及び孤立点画素は、所定の画素を注目画素とした場合に、注目画素と、当該注目画素の周囲に隣接する画素との相関関係によって定義される画素である。

例えば、端点画素は、注目画素の周囲に隣接する８画素のうち、連続する複数の画素（例えば、５画素以上）が注目画素と異なる色の画素である場合の注目画素を示す。具体的には、図１３（ａ）に示すように、注目画素が黒画素であるときで、注目画素の周囲８画素のうち連続する５画素が白画素である場合に、注目画素が端点画素となる。また、注目画素が白画素であるときで、注目画素の周囲８画素のうち連続する５画素が黒画素である場合に、注目画素が端点画素となる。

一方、例えば、孤立点画素は、注目画素の周囲に隣接する８画素すべてが注目画素と異なる色の画素である場合の注目画素を示す。具体的には、注目画素が黒画素であるときで、注目画素の周囲８画素すべてが白画素である場合に、注目画素が端点画素となる。また、注目画素が白画素であるときで、注目画素の周囲８画素すべてが黒画素である場合に、注目画素が端点画素となる。

本実施の形態では、この端点画素及び孤立点画素を減少させることによってざらつき感を抑制し、画質を向上させるための補正処理を行う。

ざらつき補正処理においては、まず、画素パターン変換処理部６によって作成されたハイブリッドスクリーニング画像に対してラスタスキャンを行う。次に、予め設定された端点画素及び孤立点画素の定義に基づき、所定の注目画素が端点画素又は孤立点画素であるか否かを判断する。

注目画素が端点画素又は孤立点画素である場合には、この注目画素を中心として所定の領域内に、注目画素と異なる色の端点画素又は孤立点画素が存在するか否かを判断する。具体的には、例えば、注目画素を中心として時計回りに存在する周囲の画素が端点画素又は孤立点画素であるか否かを順次判断する。

そして、注目画素と異なる色の端点画素又は孤立点画素が検出された場合には、図１３（ｂ）に示すように、端点画素又は孤立点画素である注目画素と、検出された端点画素又は孤立点画素とを入れ替える。

このように、異なる色の端点画素又は孤立点画素を互いに入れ替えることにより、ざらつき感の原因となる端点画素及び孤立点画素を減少させることができる。また、入れ替え処理にあたっては、異なる色の画素同士を入れ替えるため、画像全体における黒画素及び白画素の数は、入れ替え前の数を維持することができるので、処理前後における画像の濃淡情報を維持しながら、ざらつき感を抑制して画質を向上させることができる。

図１４は、図１２に示すハイブリッドスクリーニング画像に対してざらつき補正処理を行うことによって補正されたハイブリッドスクリーニング画像である。このように、図１２に示すハイブリッドスクリーニング画像に存在するざらつき感を抑制し、画質を向上させることができる。

次に、画像変換処理装置１における各処理の流れについて、図１５〜図２０に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、外部から入力された入力グレースケール画像データ１０を出力二値画像データ２０に変換して出力する画像変換処理装置１全体の処理について、図１５を参照して説明する。

外部から入力グレースケール画像データ１０が入力され、メモリ２に記憶されると、二値化処理部３により、メモリ２に記憶された入力グレースケール画像データ１０が読み出され、入力グレースケール画像データ１０に関する解像度情報に基づき、入力グレースケール画像データ１０に対して変換ブロックを設定し、変換ブロック毎の画像を第１の二値画像に変換すると共に第１の黒画素数を検出する二値化処理が行われる（ステップＳ１）。この二値化処理による第１の二値画像、第１の黒画素数情報及び変換誤差情報は、一旦メモリ２に記憶される。

次に、変換誤差分散処理部４により、メモリ２に記憶された第１の二値画像、第１の黒画素数情報及び変換誤差情報が読み出され、これらの画像及び情報に基づき、第１の二値画像を第２の二値画像に変換すると共に、第２の黒画素数を検出する変換誤差分散処理が行われる（ステップＳ２）。この変換誤差分散処理による第２の二値画像、第２の黒画素数情報は、一旦メモリ２に記憶される。

次に、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５により、メモリ２に記憶された第２の黒画素数情報が読み出され、第２の黒画素数情報が示す各変換ブロック毎の黒画素数に基づき、変換ブロックと同サイズのチェスボード形画素配置図を用いて入力グレースケール画像データ１０である第２の二値画像をＦＭスクリーニング画像に変換するＦＭスクリーニング変換処理が行われる（ステップＳ３）。このＦＭスクリーニング変換処理によって作成されたＦＭスクリーニング画像は、一旦メモリ２に記憶される。

次に、画素パターン変換処理部６により、メモリ２に記憶されたＦＭスクリーニング画像が読み出され、このＦＭスクリーニング画像に対して、二次元パターン変換処理（第１及び第２のパターン変換処理）が行われる（ステップＳ４）。二次元パターン変換処理によって作成されたスクリーニング画像は、一旦メモリ２に記憶される。

次に、二次元パターン変換処理によって作成されたスクリーニング画像がメモリ２から読み出され、このスクリーニング画像に対して、一次元パターン変換処理（第３のパターン変換処理）が行われる（ステップＳ５）。一次元パターン変換処理によって作成されたハイブリッドスクリーニング画像は、一旦メモリ２に記憶される。

そして、ざらつき補正処理部７により、一次元パターン変換処理によって作成されたハイブリッドスクリーニング画像がメモリ２から読み出され、このハイブリッドスクリーニング画像に対して、ざらつき補正処理が行われる（ステップＳ６）。これにより、入力グレースケール画像データ１０がざらつき感が低減されたハイブリッドスクリーニング画像に変換される。変換されたハイブリッドスクリーニング画像は、メモリ２から出力二値画像データ２０として出力される。

尚、図１５に示す例では、ステップＳ１、ステップＳ２及びステップＳ３の処理が順次行われるように説明したが、これに限られず、例えば、ステップＳ１、ステップＳ２及びステップＳ３の処理が互いに並行して行われるようにしてもよい。

次に、図１５のステップＳ３におけるＦＭスクリーニング変換処理の流れについて、図１６を参照して説明する。尚、以下の説明では、特に記載のない限り、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５によって各処理が実行されるものとする。

まず、ステップＳ１１において、メモリ２から入力グレースケール画像データ１０が読み出され、入力グレースケール画像データ１０に関する解像度情報に基づき、入力グレースケール画像データ１０に対して変換ブロックが設定される。次に、ステップＳ１１で設定された変換ブロックと同サイズのチェスボード形画素配置図が設定され、第１配置層及び第２配置層における総配置画素数が計算される（ステップＳ１２）。

そして、入力グレースケール画像データ１０に対して変換ブロック単位でのラスタスキャンが行われ（ステップＳ１３）、変換ブロック毎に黒画素が検出され、変換ブロック内の黒画素数が検出される（ステップＳ１４）。

次に、ステップＳ１５において、値が「０」又は「１」を取り得る乱数を発生させ、この乱数の値に基づき、画素配置判断条件が決定される。そして、決定された画素配置判断条件に基づき、チェスボード形画素配置図における画素配置層が選択される。

ステップＳ１６では、画素配置判断条件ＴＳが偶数であるか否かが判断される。画素配置判断条件ＴＳが偶数であると判断された場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）には、画素配置判断条件ＴＳが偶数である場合の配置処理が行われる（ステップＳ１７）。一方、画素配置判断条件ＴＳが偶数でない（奇数である）と判断された場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）には、画素配置判断条件ＴＳが奇数である場合の配置処理が行われる（ステップＳ１８）。

次に、ステップＳ１９において、すべての変換ブロックについて黒画素の配置処理が完了し、ＦＭスクリーニング画像への変換処理が終了したか否かが判断される。すべての変換ブロックについて、ＦＭスクリーニング画像への変換処理が完了したと判断された場合（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）には、一連の処理が終了する。

一方、すべての変換ブロックについて、ＦＭスクリーニング画像への変換処理が完了していないと判断された場合（ステップＳ１９；Ｎｏ）には、処理がステップＳ１３に戻り、次の変換ブロックについてＦＭスクリーニング画像への変換処理が繰り返される。

このように、変換ブロック単位でグレースケール画像からＦＭスクリーニング画像を作成し、すべての変換ブロックについてＦＭスクリーニング画像を作成することにより、グレースケール画像をＦＭスクリーニング画像に変換することができる。

次に、図１６のステップＳ１７及びステップＳ１８における配置処理の流れについて、図１７を参照して説明する。尚、以下の説明では、特に記載のない限り、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５によって各処理が実行されるものとする。

まず、ステップＳ２１において、図１６のステップＳ１５において決定された画素配置判断条件が設定される。次に、図１６のステップＳ１４で検出された黒画素数が要配置画素数カウンタに設定され、配置済み画素数カウンタの値が「０」にリセットされる（ステップＳ２２、Ｓ２３）。

ステップＳ２４では、上述した数式（３）に基づいて配置画素Ｐの座標を決定するための一様乱数が発生され、配置画素座標（ｍ，ｎ）が決定される。

次に、ステップＳ２５において、数式（３）に基づき、画素配置判断条件ＴＳがステップＳ２１で設定された画素配置判断条件と一致するか否かが判断される。画素配置判断条件ＴＳが一致すると判断された場合（ステップＳ２５；Ｙｅｓ）には、処理がステップＳ２６に移行する。一方、画素配置判断条件ＴＳが一致しないと判断された場合（ステップＳ２５；Ｎｏ）には、ステップＳ２４で決定された配置画素座標（ｍ，ｎ）が廃棄され、処理がステップＳ２４に戻る。

ステップＳ２６では、ステップＳ２４で決定された配置画素座標（ｍ，ｎ）に、配置画素が既に配置済みであるか否かが判断される。配置画素が配置済みでないと判断された場合（ステップＳ２６；Ｎｏ）には、配置画素が配置画素座標（ｍ，ｎ）に配置されると共に、要配置画素数カウンタの値が「１」だけデクリメントされる（ステップＳ２７、Ｓ２８）。一方、配置画素が配置済みであると判断された場合（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）には、処理がステップＳ２４に戻る。

次に、ステップＳ２９において、要配置画素数カウンタの値が「０」よりも大きいか否かが判断される。要配置画素数カウンタの値が「０」よりも大きいと判断された場合（ステップＳ２９；Ｙｅｓ）には、配置済み画素数カウンタの値が「１」だけインクリメントされる（ステップＳ３０）。一方、要配置画素数カウンタの値が「０」以下である場合（ステップＳ２９；Ｎｏ）には、すべての配置画素の配置が完了したと判断され、一連の処理が終了する。

ステップＳ３１では、配置済み画素数カウンタの値と、図１６のステップＳ１２により得られた当該配置層における総配置画素数とが比較され、配置済み画素数カウンタ値が総配置画素数以上であるか否かが判断される。

配置済み画素数カウンタ値が総配置画素数以上である場合（ステップＳ３１；Ｙｅｓ）には、当該配置層に対して配置画素がすべて配置されたと判断され、ステップＳ２１で設定された画素配置判断条件が変更される（ステップＳ３２）。具体的には、画素配置判断条件が「偶数」に設定されていた場合には、「奇数」に変更され、画素配置判断条件が「奇数」に設定されていた場合には、「偶数」に変更される。そして、処理がステップＳ２４に戻る。

一方、ステップＳ３１において、配置済み画素数カウンタ値が総配置画素数未満であると判断された場合（ステップＳ３１；Ｎｏ）には、処理がステップＳ２４に戻る。

このようにして、配置画素である黒画素をチェスボード形画素配置図上に配置することにより、変換ブロック単位でＦＭスクリーニング画像を作成することができる。

次に、図１５のステップＳ４における二次元パターン変換処理（第１及び第２のパターン変換処理）の流れについて、図１８を参照して説明する。尚、以下の説明では、特に記載のない限り、画素パターン変換処理部６によって各処理が実行されるものとする。

まず、ステップＳ４１において、メモリ２から処理対象画像であるＦＭスクリーニング画像が読み出され、ラスタスキャンが行われる。次に、ステップＳ４１で得られた「２画素×２画素」の画素パターンから、第１の画素パターンが検出されたか否かが判断される（ステップＳ４２）。

第１の画素パターンが検出されたと判断された場合（ステップＳ４２；Ｙｅｓ）には、ステップＳ４３において、乱数が発生される。この例では、乱数として、値が「０」から「１」までの区間において、すべての実数が同じ確率で出現する一様乱数が用いられる。

次に、ステップＳ４４において、ステップＳ４３で発生した乱数の値が「０．５」未満であるか否かが判断される。乱数値が０．５以上である場合（ステップＳ４４；Ｎｏ）には、図８（ｃ）に示すように、ステップＳ４２で検出された第１の画素パターンに対して第１のパターン変換処理１００ａが行われる（ステップＳ４５）。

乱数値が０．５未満である場合（ステップＳ４４；Ｙｅｓ）には、図８（ｄ）に示すように、ステップＳ４２で検出された第１の画素パターンに対して第１のパターン変換処理１００ｂが行われる（ステップＳ４６）。

一方、ステップＳ４２において、第１の画素パターンが検出されていないと判断された場合（ステップＳ４２；Ｎｏ）には、処理がステップＳ４７に移行する。

ステップＳ４７では、ステップＳ４１で得られた「２画素×２画素」の画素パターンから、第２の画素パターンが検出されたか否かが判断される。第２の画素パターンが検出されたと判断された場合（ステップＳ４７；Ｙｅｓ）には、値が「０」から「１」までの一様乱数が発生される（ステップＳ４８）。

次に、ステップＳ４８で発生した乱数の値が「０．５」未満であるか否かが判断される（ステップＳ４９）。乱数値が０．５以上である場合（ステップＳ４９；Ｎｏ）には、図９（ｃ）に示すように、ステップＳ４７で検出された第２の画素パターンに対して第２のパターン変換処理２００ａが行われる（ステップＳ５０）。

乱数値が０．５未満である場合（ステップＳ４９；Ｙｅｓ）には、図９（ｄ）に示すように、ステップＳ４７で検出された第２の画素パターンに対して第２のパターン変換処理２００ｂが行われる（ステップＳ５１）。

一方、ステップＳ４７において、第２の画素パターンが検出されていないと判断された場合（ステップＳ４７；Ｎｏ）には、処理がステップＳ５２に移行する。

次に、ステップＳ５２では、ＦＭスクリーニング画像に対するスキャンが終了したか否かが判断される。スキャンが終了したと判断された場合（ステップＳ５２；Ｙｅｓ）には、処理がステップＳ５３に移行する。一方、スキャンが終了していないと判断された場合（ステップＳ５２；Ｎｏ）には、処理がステップＳ４１に戻り、ＦＭスクリーニング画像に対するスキャンが継続される。

ステップＳ５３では、処理対象画像から第１及び第２の画素パターンが検出できなくなったか否かが判断される。第１及び第２の画素パターンが検出できなくなったと判断された場合（ステップＳ５３；Ｙｅｓ）には、一連の処理が終了する。一方、第１及び第２の画素パターンが検出できると判断された場合（ステップＳ５３；Ｎｏ）には、処理がステップＳ４１に戻る。

以上のようにして、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５で作成されたＦＭスクリーニング画像に対して二次元パターン変換処理を行うことにより、一次元パターン変換処理を行う際に用いられるスクリーニング画像が作成され、メモリ２に記憶される。

次に、図１５のステップＳ５における一次元パターン変換処理（第３のパターン変換処理）の流れについて、図１９を参照して説明する。

まず、ステップＳ６１において、メモリ２から処理対象画像である二次元パターン変換処理によって作成されたスクリーニング画像が読み出され、ラスタスキャンが行われる。

次に、ステップＳ６１で得られた画素パターンから、０°方向の第３の画素パターン（０°）が検出されたか否かが判断される（ステップＳ６２）。第３の画素パターン（０°）が検出されたと判断された場合（ステップＳ６２；Ｙｅｓ）には、図１１（ｂ）に示すように、この第３の画素パターン（０°）に対して第３のパターン変換処理（０°）が行われる（ステップＳ６３）。

一方、第３の画素パターン（０°）が検出されていないと判断された場合（ステップＳ６２；Ｎｏ）には、処理がステップＳ６４に移行する。

次に、ステップＳ６４において、４５°方向の第３の画素パターン（４５°）が検出されたか否かが判断される。第３の画素パターン（４５°）が検出されたと判断された場合（ステップＳ６４；Ｙｅｓ）には、図１１（ｃ）に示すように、この第３の画素パターン（４５°）に対して第３のパターン変換処理（４５°）が行われる（ステップＳ６５）。

一方、第３の画素パターン（４５°）が検出されていないと判断された場合（ステップＳ６４；Ｎｏ）には、処理がステップＳ６６に移行する。

次に、ステップＳ６６において、９０°方向の第３の画素パターン（９０°）が検出されたか否かが判断される。第３の画素パターン（９０°）が検出されたと判断された場合（ステップＳ６６；Ｙｅｓ）には、図１１（ｄ）に示すように、この第３の画素パターン（９０°）に対して第３のパターン変換処理（９０°）が行われる（ステップＳ６７）。

一方、第３の画素パターン（９０°）が検出されていないと判断された場合（ステップＳ６６；Ｎｏ）には、処理がステップＳ６８に移行する。

次に、ステップＳ６８において、１３５°方向の第３の画素パターン（１３５°）が検出されたか否かが判断される。第３の画素パターン（１３５°）が検出されたと判断された場合（ステップＳ６８；Ｙｅｓ）には、図１１（ｅ）に示すように、この第３の画素パターン（１３５°）に対して第３のパターン変換処理（１３５°）が行われる（ステップＳ６９）。

一方、第３の画素パターン（１３５°）が検出されていないと判断された場合（ステップＳ６８；Ｎｏ）には、処理がステップＳ７０に移行する。

次に、ステップＳ７０において、１８０°方向の第３の画素パターン（１８０°）が検出されたか否かが判断される。第３の画素パターン（１８０°）が検出されたと判断された場合（ステップＳ７０；Ｙｅｓ）には、図１１（ｆ）に示すように、この第３の画素パターン（１８０°）に対して第３のパターン変換処理（１８０°）が行われる（ステップＳ７１）。

一方、第３の画素パターン（１８０°）が検出されていないと判断された場合（ステップＳ１８０；Ｎｏ）には、処理がステップＳ７２に移行する。

次に、ステップＳ７２において、２２５°方向の第３の画素パターン（２２５°）が検出されたか否かが判断される。第３の画素パターン（２２５°）が検出されたと判断された場合（ステップＳ７２；Ｙｅｓ）には、図１１（ｇ）に示すように、この第３の画素パターン（２２５°）に対して第３のパターン変換処理（２２５°）が行われる（ステップＳ７３）。

一方、第３の画素パターン（２２５°）が検出されていないと判断された場合（ステップＳ７２；Ｎｏ）には、処理がステップＳ７４に移行する。

次に、ステップＳ７４において、２７０°方向の第３の画素パターン（２７０°）が検出されたか否かが判断される。第３の画素パターン（２７０°）が検出されたと判断された場合（ステップＳ７４；Ｙｅｓ）には、図１１（ｈ）に示すように、この第３の画素パターン（２７０°）に対して第３のパターン変換処理（２７０°）が行われる（ステップＳ７５）。

一方、第３の画素パターン（２７０°）が検出されていないと判断された場合（ステップＳ７４；Ｎｏ）には、処理がステップＳ７６に移行する。

次に、ステップＳ７６において、３１５°方向の第３の画素パターン（３１５°）が検出されたか否かが判断される。第３の画素パターン（３１５°）が検出されたと判断された場合（ステップＳ７６；Ｙｅｓ）には、図１１（ｉ）に示すように、この第３の画素パターン（３１５°）に対して第３のパターン変換処理（３１５°）が行われる（ステップＳ７７）。

一方、第３の画素パターン（３１５°）が検出されていないと判断された場合（ステップＳ７６；Ｎｏ）には、処理がステップＳ７８に移行する。

ステップＳ７８では、スクリーニング画像に対するスキャンが終了したか否かが判断される。スキャンが終了したと判断された場合には、処理がステップＳ７９に移行する。一方、スキャンが終了していないと判断された場合（ステップＳ７８；Ｎｏ）には、処理がステップＳ６１に戻り、スクリーニング画像に対するスキャンが継続される。

ステップＳ７９では、処理対象画像から第３の画素パターンが検出できなくなったか否かが判断される。第３の画素パターンが検出できなくなったと判断された場合（ステップＳ７９；Ｙｅｓ）には、一連の処理が終了する。一方、第３の画素パターンが検出できると判断された場合（ステップＳ７９；Ｎｏ）には、処理がステップＳ６１に戻る。

以上のようにして、画素パターン変換処理部６において二次元パターン変換処理を行うことにより作成されたスクリーニング画像に対して一次元パターン変換処理を行うことにより、ハイブリッドスクリーニング画像が作成され、メモリ２に記憶される。

次に、図１５のステップＳ６におけるざらつき補正処理の流れについて、図２０を参照して説明する。

まず、ステップＳ８１において、メモリ２から処理対象画像である一次元パターン変換処理によって作成されたハイブリッドスクリーニング画像が読み出され、ラスタスキャンが行われる。

次に、ハイブリッドスクリーニング画像内のすべての画素に対するスキャンが終了したか否かが判断される（ステップＳ８２）。すべての画素に対するスキャンが終了していないと判断された場合（ステップＳ８２；Ｎｏ）には、処理がステップＳ８３に移行する。一方、すべての画素に対するスキャンが終了したと判断された場合（ステップＳ８２；Ｙｅｓ）には、一連の処理が終了する。

ステップＳ８３では、端点画素又は孤立点画素が検出されたか否かが判断される。端点画素又は孤立点画素が検出されたと判断された場合には、注目画素を中心として検出範囲が設定され（ステップＳ８４）、所定の検出方法に基づいて、注目画素と異なる色の端点画素又は孤立点画素の検出処理が行われる（ステップＳ８５）。一方、端点画素又は孤立点画素が検出されなかったと判断された場合（ステップＳ８３；Ｎｏ）には、処理がステップＳ８１に戻る。

次に、ステップＳ８６において、注目画素と異なる色の端点画素又は孤立点画素が検出されたか否かが判断される。注目画素と異なる色の端点画素又は孤立点画素が検出されたと判断された場合（ステップＳ８６；Ｙｅｓ）には、注目画素と、検出された端点画素又は孤立点画素とを入れ替える入れ替え処理が行われる（ステップＳ８７）。そして、処理がステップＳ８１に戻る。

一方、注目画素と異なる色の端点画素又は孤立点画素が検出されなかったと判断された場合（ステップＳ８６；Ｎｏ）には、処理がステップＳ８５に戻る。

図２１（ａ）は、本実施の形態に係る画像変換処理装置１に入力される入力グレースケール画像データ１０を従来の方法によって変換された網点画像を示し、図２１（ｂ）は、入力グレースケール画像データ１０に対して上述した図１５〜図２０に示す処理を行うことにより得られる出力二値画像データ２０（ハイブリッドスクリーニング画像）を示す。

図２１（ａ）に示す例は、６００ｄｐｉであり、線数が７５ｌｐｉ（line per inch）である場合の網点画像である。このように、本実施の形態に係る画像変換処理装置１では、従来の網点及びＦＭスクリーニングの長所を兼ね備えたハイブリッドスクリーニング画像を作成することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、入力されたグレースケール画像を変換した黒画素及び白画素からなる第１の二値画像に含まれる第１の黒画素数を変換ブロック毎に検出すると共に、第１の黒画素数の検出の際に生じる誤差（変換誤差）を考慮して第２の二値画像を作成する。そして、作成された第２の二値画像に含まれる黒画素数を変化ブロック毎に検出し、検出されたに基づいてＦＭスクリーニング画像を作成し、作成されたＦＭスクリーニング画像に対して第１〜第３のパターン変換処理を行うと共に、パターン変換処理によって作成されたハイブリッドスクリーニング画像のざらつきを補正して、出力画像であるハイブリッドスクリーニング画像を作成する。そのため、網点画像が有する印刷工程に適し、扱いが容易であるという長所と、ＦＭスクリーニング画像が有する高品質であるという長所とを兼ね備えるハイブリッドスクリーニング画像を作成することができる。

１ 画像変換処理装置
２ メモリ
３ 二値化処理部
４ 変換誤差分散処理部
５ ＦＭスクリーニング画像作成処理部
６ 画素パターン変換処理部
７ ざらつき補正処理部
１０ 入力グレースケール画像データ
２０ 出力二値画像データ

Claims (10)

1. グレースケール画像をハイブリッドスクリーニング画像に変換する画像変換処理方法であって、
   グレースケール画像を、黒画素及び白画素からなる第１の二値画像に変換すると共に、該第１の二値画像に含まれる第１の黒画素数を検出し、該第１の二値画像の作成の際に生じる変換誤差を検出する二値化ステップと、
   前記第１の黒画素数及び前記変換誤差に基づき、前記第１の二値画像を第２の二値画像に変換すると共に、該第２の二値画像に含まれる第２の黒画素数を検出する変換誤差分散ステップと、
   検出された前記第２の黒画素数に基づき、前記第２の二値画像をＦＭスクリーニング画像に変換するＦＭスクリーニング画像作成ステップと、
   作成された前記ＦＭスクリーニング画像から、隣接する複数の画素で形成される所定の画素パターンを検出し、検出された前記所定の画素パターンに対して所定のパターン変換処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素パターン変換ステップとを備えることを特徴とする画像変換処理方法。
2. 前記二値化ステップは、
   前記グレースケール画像の解像度情報に基づき、前記ＦＭスクリーニング画像の作成単位となる、前記グレースケール画像のハーフトーンセルのサイズに対応する変換ブロックを前記グレースケール画像に対して設定し、
   前記変換ブロック内の前記第１の黒画素数を変換ブロック毎に検出することを特徴とする請求項１に記載の画像変換処理方法。
3. 前記変換誤差分散ステップは、
   所定の前記変換ブロックにおける変換誤差を、該変換ブロックに隣接する周囲の変換ブロックに対して分散させることを特徴とする請求項２に記載の画像変換処理方法。
4. 前記画素パターン変換ステップで作成された前記ハイブリッドスクリーニング画像における端点画素又は孤立点画素を検出し、検出された前記端点画素又は孤立点画素の周囲の画素から、該端点画素又は孤立点画素と色が異なる端点画素又は孤立点画素を検出した場合に、互いの画素を入れ替えるざらつき補正ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像変換処理方法。
5. 前記端点画素は、隣接する８個の画素のうち、複数以上の連続する画素が異なる色であり、
   前記孤立点画素は、隣接する８個のすべての画素が異なる色であることを特徴とする請求項４に記載の画像変換処理方法。
6. 前記ＦＭスクリーニング画像作成ステップは、
   前記変換ブロック内のすべての画素に対して横方向及び縦方向の座標を設定し、
   前記座標に対応して発生させる乱数に基づき決定された座標位置に、前記黒画素を配置することにより、前記ＦＭスクリーニング画像を作成することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像変換処理方法。
7. 前記画素パターン変換ステップは、
   作成された前記ＦＭスクリーニング画像から、隣接する複数の画素によって形成されると共に、前記黒画素及び前記白画素が１画素間隔で分布する前記所定の画素パターンを検出し、
   検出された前記所定の画素パターン内の前記黒画素が連続的に分布するように前記黒画素及び前記白画素を互いに交換する前記パターン変換処理を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像変換処理方法。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の画像変換処理方法における二値化ステップ、変換誤差分散ステップ、ＦＭスクリーニング画像作成ステップ、画素パターン変換ステップを構成することを特徴とするプログラム。
9. 請求項４又は５に記載の画像変換処理方法におけるざらつき補正ステップをさらに構成することを特徴とする請求項８に記載のプログラム。
10. グレースケール画像をハイブリッドスクリーニング画像に変換する画像変換処理装置であって、
    グレースケール画像を、黒画素及び白画素からなる第１の二値画像に変換すると共に、該第１の二値画像に含まれる第１の黒画素数を検出し、該第１の二値画像の作成の際に生じる変換誤差を検出する二値化処理部と、
    前記第１の黒画素数及び前記変換誤差に基づき、前記第１の二値画像を第２の二値画像に変換すると共に、該第２の二値画像に含まれる第２の黒画素数を検出する変換誤差分散処理部と、
    検出された前記第２の黒画素数に基づき、前記第２の二値画像をＦＭスクリーニング画像に変換するＦＭスクリーニング画像作成処理部と、
    作成された前記ＦＭスクリーニング画像から、隣接する複数の画素で形成される所定の画素パターンを検出し、検出された前記所定の画素パターンに対して所定のパターン変換処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素パターン変換処理部とを備えることを特徴とする画像変換処理装置。