JP6688468B2 - Dither matrix generation method, dither matrix generation device, image processing device, and dither matrix generation program - Google Patents

Dither matrix generation method, dither matrix generation device, image processing device, and dither matrix generation program Download PDF

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Description

本発明は、ディザマトリックス生成方法、ディザマトリックス生成装置、画像処理装置及びディザマトリックス生成プログラムに関し、特にディザマトリックスを生成するための技術に関する。   The present invention relates to a dither matrix generation method, a dither matrix generation device, an image processing device, and a dither matrix generation program, and more particularly to a technique for generating a dither matrix.

従来から、多階調(たとえば256階調)の画素データから構成される画像データを、2値の画素データから構成される画像データに変換する画像処理(2値化処理)において誤差拡散法や組織的ディザ法が広く用いられている。誤差拡散法は、演算処理の負担が大きく、特にハイライト領域において誤差伝播ディレイに起因する周期的なパターンやエッジの鈍りが生じやすいという問題を有している。一方、組織的ディザ法は、ディザマトリックスのサイズに対応した画素領域の周期の繰り返しで階調を再現する。このような周期的なパターンは、それ自体が目立つ場合や画像形成装置の機械的特性に起因する周期との干渉が発生して画質劣化の原因となることも想定される。   Conventionally, in an image processing (binarization processing) for converting image data composed of multi-gradation (for example, 256 gradations) pixel data into image data composed of binary pixel data, an error diffusion method or The systematic dither method is widely used. The error diffusion method has a problem in that the burden of arithmetic processing is heavy, and in particular, in a highlight region, a periodic pattern or edge blunting easily occurs due to an error propagation delay. On the other hand, the systematic dither method reproduces gradation by repeating the cycle of the pixel area corresponding to the size of the dither matrix. It is assumed that such a periodic pattern may cause a deterioration in image quality due to interference with the period when the pattern itself stands out or due to mechanical characteristics of the image forming apparatus.

特開2014−3669号公報JP, 2014-3669, A

しかし、従来は、ディザマトリックスの使用に起因する周期的な特性に起因する画質劣化については十分な検討が行われていなかった。   However, heretofore, sufficient examination has not been made on image quality deterioration due to periodic characteristics due to use of a dither matrix.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ディザマトリックスの使用に起因する周期的な特性に起因する画質劣化の抑制を実現する技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a technique that realizes suppression of image quality deterioration due to periodic characteristics due to use of a dither matrix.

本発明は、多階調の画像データのハーフトーン処理に使用されるディザマトリックスを生成する方法を提供する。前記ディザマトリックス生成方法は、前記生成対象となるディザマトリックスである生成対象ディザマトリックスと同一の要素で構成されているディザマトリックスであって前記生成対象ディザマトリックスに隣接して配置される複数の隣接ディザマトリックスを前記ハーフトーン処理に使用される際の配置方法で配置するディザマトリックス配置工程と、前記生成対象ディザマトリックスを構成する複数の要素のそれぞれに格納されるべき複数の閾値の中から、格納要素が未確定で、かつ、ドットの形成が最もオンとなりやすい閾値を着目閾値として選択する着目閾値選択工程と、前記格納される閾値が確定済みの要素である確定要素に対応する画素にドットが形成されたとみなすとともに、格納されるべき閾値が未確定の要素である残存要素の中から選択された着目要素にドットが形成されることを想定した場合について視覚系評価値を算出するマトリックス評価工程と、前記視覚系評価値に基づいて、前記視覚系評価値が最も小さな要素を前記着目閾値の格納要素として決定する格納要素決定工程とを備え、前記マトリックス評価工程は、前記着目要素を中心として前記生成対象ディザマトリックスの全体と前記複数の隣接ディザマトリックスの少なくとも一部とを含む範囲に対してバンドパスフィルタを使用した畳み込み演算を実行して前記視覚系評価値を算出する工程を有する。   The present invention provides a method for generating a dither matrix used for halftoning multi-tone image data. The dither matrix generation method is a dither matrix composed of the same elements as a generation target dither matrix that is the generation target dither matrix, and a plurality of adjacent dithers arranged adjacent to the generation target dither matrix. A storage element is selected from a dither matrix arranging step of arranging a matrix according to the arrangement method used in the halftone processing and a plurality of threshold values to be stored in each of a plurality of elements forming the dither matrix to be generated. Is not determined and a threshold value selection step of selecting a threshold value at which dot formation is most likely to be turned on as a threshold value of interest, and a dot is formed at a pixel corresponding to a confirmed element that is an element for which the stored threshold value has been confirmed. Remaining when the threshold to be stored is an undetermined element A matrix evaluation step of calculating a visual system evaluation value for the case where dots are formed in the element of interest selected from the prime, and based on the visual system evaluation value, the visual system evaluation value is the smallest. A storage element determining step of determining an element as a storage element of the attention threshold value, the matrix evaluation step, the whole of the generation target dither matrix and at least a part of the plurality of adjacent dither matrixes around the attention element. A step of performing a convolution operation using a bandpass filter on a range including the value of the above-mentioned range to calculate the visual system evaluation value.

本発明は、画像処理装置を提供する。前記画像処理装置は、多階調の画像データをハーフトーン処理するハーフトーン処理部を備え、前記ハーフトーン処理部は、上記ディザマトリックス生成方法で生成されたディザマトリックスを使用して前記ハーフトーン処理を実行する。   The present invention provides an image processing device. The image processing apparatus includes a halftone processing unit that performs halftone processing on multi-tone image data, and the halftone processing unit uses the dither matrix generated by the dither matrix generation method to perform the halftone processing. To execute.

本発明は、多階調の画像データのハーフトーン処理に使用されるディザマトリックスを生成する装置を提供する。前記ディザマトリックス生成装置は、前記生成対象となるディザマトリックスである生成対象ディザマトリックスと同一の要素で構成されているディザマトリックスであって前記生成対象ディザマトリックスに隣接して配置される複数の隣接ディザマトリックスを前記ハーフトーン処理に使用される際の配置方法で配置するディザマトリックス配置部と、前記生成対象ディザマトリックスを構成する複数の要素のそれぞれに格納されるべき複数の閾値の中から、格納要素が未確定で、かつ、ドットの形成が最もオンとなりやすい閾値を着目閾値として選択する着目閾値選択部と、前記格納される閾値が確定済みの要素である確定要素に対応する画素にドットが形成されたとみなすとともに、格納されるべき閾値が未確定の要素である残存要素の中から選択された着目要素にドットが形成されることを想定した場合について視覚系評価値を算出するマトリックス評価部と、前記視覚系評価値に基づいて、前記視覚系評価値が最も小さな要素を前記着目閾値の格納要素として決定する格納要素決定部とを備え、前記マトリックス評価部は、前記着目要素を中心として前記生成対象ディザマトリックスの全体と前記複数の隣接ディザマトリックスの少なくとも一部とを含む範囲に対してバンドパスフィルタを使用した畳み込み演算を実行して前記視覚系評価値を算出する。   The present invention provides an apparatus for generating a dither matrix used for halftoning multi-tone image data. The dither matrix generation device is a dither matrix composed of the same elements as a generation target dither matrix that is the generation target dither matrix, and a plurality of adjacent dithers arranged adjacent to the generation target dither matrix. A storage element is selected from among a plurality of threshold values to be stored in each of a plurality of elements forming the dither matrix to be generated, and a dither matrix arrangement unit that arranges a matrix by the arrangement method used in the halftone processing. Is undetermined, and a dot is formed at a pixel corresponding to a definite element that is a definite element that is a definite element of the stored threshold, and a definite element that selects a threshold value at which dot formation is most likely to be turned on. Remaining elements that are considered to have been stored and whose threshold to be stored is an undetermined element A matrix evaluation unit that calculates a visual system evaluation value for the case where dots are formed in the element of interest selected from among the elements, and based on the visual system evaluation value, the element with the smallest visual system evaluation value is selected. A storage element determining unit that determines the storage element of the target threshold value, and the matrix evaluation unit includes the entire generation target dither matrix and at least a part of the plurality of adjacent dither matrices centering on the target element. A convolution operation using a bandpass filter is executed for the range to calculate the visual system evaluation value.

本発明は、多階調の画像データのハーフトーン処理に使用されるディザマトリックス生成装置を制御するためのディザマトリックス生成プログラムを提供する。前記ディザマトリックス生成プログラムは、前記生成対象となるディザマトリックスである生成対象ディザマトリックスと同一の要素で構成されているディザマトリックスであって前記生成対象ディザマトリックスに隣接して配置される複数の隣接ディザマトリックスを前記ハーフトーン処理に使用される際の配置方法で配置するディザマトリックス配置部、前記生成対象ディザマトリックスを構成する複数の要素のそれぞれに格納されるべき複数の閾値の中から、格納要素が未確定で、かつ、ドットの形成が最もオンとなりやすい閾値を着目閾値として選択する着目閾値選択部、前記格納される閾値が確定済みの要素である確定要素に対応する画素にドットが形成されたとみなすとともに、格納されるべき閾値が未確定の要素である残存要素の中から選択された着目要素にドットが形成されることを想定した場合について視覚系評価値を算出するマトリックス評価部、及び前記視覚系評価値に基づいて、前記視覚系評価値が最も小さな要素を前記着目閾値の格納要素として決定する格納要素決定部として前記ディザマトリックス生成装置を機能させ、前記マトリックス評価部は、前記着目要素を中心として前記生成対象ディザマトリックスの全体と前記複数の隣接ディザマトリックスの少なくとも一部とを含む範囲に対してバンドパスフィルタを使用した畳み込み演算を実行して前記視覚系評価値を算出する。   The present invention provides a dither matrix generation program for controlling a dither matrix generation device used for halftone processing of multi-tone image data. The dither matrix generation program is a dither matrix composed of the same elements as a generation target dither matrix that is the generation target dither matrix, and a plurality of adjacent dithers arranged adjacent to the generation target dither matrix. A storage element is selected from among a plurality of threshold values to be stored in each of a plurality of elements forming a dither matrix arrangement unit that arranges a matrix in the arrangement method when used in the halftone processing, and the generation target dither matrix. An undetermined threshold selection unit that selects a threshold value at which dot formation is most likely to be turned on as a focused threshold value, and that a dot is formed in a pixel corresponding to a determined element that is an element for which the stored threshold value has been determined. The remaining requirement that is considered and is an element whose threshold to be stored is undetermined A matrix evaluation unit that calculates a visual system evaluation value for the case where dots are formed in the element of interest selected from among the elements, and the visual system evaluation value is the smallest element based on the visual system evaluation value. The dither matrix generation device is caused to function as a storage element determination unit that determines as the storage element of the target threshold value, and the matrix evaluation unit centers the target element and the entire generation target dither matrix and the plurality of adjacent dither matrices. Is calculated by performing a convolution operation using a bandpass filter on a range including at least a part of the above.

本発明によれば、ディザマトリックスの使用に起因する周期的な特性に起因する画質劣化の抑制を実現させることができる。   According to the present invention, it is possible to realize the suppression of the image quality deterioration due to the periodic characteristic due to the use of the dither matrix.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置100及びディザマトリックス生成装置200の機能構成を示すブロックダイアグラムである。3 is a block diagram showing a functional configuration of an image forming apparatus 100 and a dither matrix generation apparatus 200 according to an embodiment of the present invention. 比較例に係るハーフトーン処理におけるドットパターンと人間の視覚の空間周波数特性とを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the dot pattern in the halftone process which concerns on a comparative example, and the spatial frequency characteristic of human vision. 比較例に係るディザマトリックスとその使用方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the dither matrix which concerns on a comparative example, and its usage method. 一実施形態に係るディザマトリックス生成手順の内容を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing the content of a dither matrix generation procedure according to an embodiment. 一実施形態に係るディザマトリックス生成処理の様子を示す説明図である。It is an explanatory view showing a situation of a dither matrix generation processing concerning one embodiment. 一実施形態に係る畳み込み演算処理の内容を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the contents of convolution operation processing concerning one embodiment. DOGフィルタを使用してディザマトリックスを生成する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that a dither matrix is produced | generated using a DOG filter. 一実施形態に係るDOGフィルタの特性の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the characteristic of the DOG filter which concerns on one Embodiment. 人間の視覚系の特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the characteristic of a human visual system.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という)を、図面を参照して説明する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as “embodiments”) will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置100及びディザマトリックス生成装置200の機能構成を示すブロックダイアグラムである。画像形成装置100は、制御部110と、画像形成部120と、記憶部140と、画像読取部150とを備えている。画像読取部150は、原稿から画像を読み取ってデジタルデータである多階調(たとえば256階調)の画像データIDを生成する。画像データIDは、画像形成装置100の外部のパーソナルコンピュータ(図示せず)等から与えられる場合もある。   FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of an image forming apparatus 100 and a dither matrix generation apparatus 200 according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 100 includes a control unit 110, an image forming unit 120, a storage unit 140, and an image reading unit 150. The image reading unit 150 reads an image from a document and generates a multi-tone (for example, 256 tone) image data ID that is digital data. The image data ID may be given from a personal computer (not shown) or the like outside the image forming apparatus 100.

画像形成装置100は、ディザマトリックス生成装置200に接続されている。ディザマトリックス生成装置200は、ディザマトリックス配置部210と、着目閾値選択部220と、マトリックス評価部230と、格納要素決定部240とを備えている。これらの機能については後述する。   The image forming apparatus 100 is connected to the dither matrix generation apparatus 200. The dither matrix generation device 200 includes a dither matrix arrangement unit 210, a target threshold value selection unit 220, a matrix evaluation unit 230, and a storage element determination unit 240. These functions will be described later.

ディザマトリックス生成装置200は、画像形成装置100において組織的ディザ法でハーフトーン処理する際に使用されるディザマトリックスMdを生成する。画像形成装置100は、ディザマトリックスMdを使用してハーフトーン処理を実行して印刷媒体上に画像を形成する。印刷媒体上に形成された画像は、ディザマトリックスMdの評価に利用される。   The dither matrix generation device 200 generates a dither matrix Md used when performing halftone processing by the systematic dither method in the image forming device 100. The image forming apparatus 100 performs halftone processing using the dither matrix Md to form an image on a print medium. The image formed on the print medium is used for evaluation of the dither matrix Md.

画像形成部120は、色変換処理部121と、ハーフトーン処理部122と、露光部123と、アモルファスシリコン感光体である感光体ドラム(像担持体)126と、現像部124、帯電部125とを有している。色変換処理部121は、RGBデータである画像データIDをCMYKデータに色変換する。   The image forming unit 120 includes a color conversion processing unit 121, a halftone processing unit 122, an exposure unit 123, a photoconductor drum (image carrier) 126 that is an amorphous silicon photoconductor, a developing unit 124, and a charging unit 125. have. The color conversion processing unit 121 performs color conversion of the image data ID, which is RGB data, into CMYK data.

ハーフトーン処理部122は、ディザマトリックスMdを有している。ハーフトーン処理部122は、ディザマトリックスMdを使用してハーフトーン処理を実行してCMYKのハーフトーンデータを生成する。ディザマトリックスMdは、たとえば16行16列(あるいは8行8列乃至256行256列)の正方形の行列として構成され、行列の各要素に0乃至255の閾値のいずれかが格納されている。   The halftone processing unit 122 has a dither matrix Md. The halftone processing unit 122 performs halftone processing using the dither matrix Md to generate CMYK halftone data. The dither matrix Md is configured as, for example, a square matrix of 16 rows and 16 columns (or 8 rows and 8 columns to 256 rows and 256 columns), and each element of the matrix stores one of the threshold values of 0 to 255.

ハーフトーン処理部122は、CMYKデータの階調値が閾値以上の場合に、ドットをオンとし、CMYKデータの階調値が閾値未満の場合に、ドットをオフとする。これにより、ハーフトーン処理部122は、256階調のCMYKデータから2階調のCMYKハーフトーンを生成することができる。ディザマトリックスMdは、後述する方法で生成することができる。   The halftone processing unit 122 turns on the dot when the gradation value of the CMYK data is equal to or more than the threshold value, and turns off the dot when the gradation value of the CMYK data is less than the threshold value. As a result, the halftone processing unit 122 can generate CMYK halftones of two gradations from CMYK data of 256 gradations. The dither matrix Md can be generated by the method described later.

制御部110は、RAMやROM等の主記憶手段、及びMPU(Micro Processing Unit)やCPU(Central Processing Unit)等の制御手段を備えている。また、制御部110は、各種I/O、USB(ユニバーサル・シリアル・バス)、バス、その他ハードウェア等のインターフェイスに関連するコントローラ機能を備え、画像形成装置100全体を制御する。   The control unit 110 includes main storage means such as RAM and ROM, and control means such as MPU (Micro Processing Unit) and CPU (Central Processing Unit). Further, the control unit 110 has a controller function related to interfaces such as various I / O, USB (Universal Serial Bus), bus, and other hardware, and controls the entire image forming apparatus 100.

なお、ディザマトリックス生成装置200にも同様に制御部が備えられ、ディザマトリックス配置部210と、着目閾値選択部220と、マトリックス評価部230と、格納要素決定部240とを構成している。   Note that the dither matrix generation device 200 is also provided with a control unit, and constitutes a dither matrix arrangement unit 210, a target threshold value selection unit 220, a matrix evaluation unit 230, and a storage element determination unit 240.

記憶部140は、非一時的な記録媒体であるハードディスクドライブやフラッシュメモリー等からなる記憶装置で、制御部110が実行する処理の制御プログラムやデータを記憶する。本実施形態では、記憶部140は、さらにハーフトーン処理で使用されるディザマトリックスMdを格納している。ハーフトーン処理部122は、ディザマトリックスMdを記憶部140から読み出して使用する。   The storage unit 140 is a storage device including a hard disk drive, a flash memory, or the like, which is a non-transitory recording medium, and stores a control program and data for processing executed by the control unit 110. In the present embodiment, the storage unit 140 further stores the dither matrix Md used in the halftone process. The halftone processing unit 122 reads the dither matrix Md from the storage unit 140 and uses it.

図2は、比較例に係るハーフトーン処理におけるドットパターンと人間の視覚の空間周波数特性とを示す説明図である。比較例に係るディザマトリックスは、図2(a)に示されるように、ハイライト領域から中間調領域の途中までは、網点成長モードでドットDtの数を増加させて階調を表現し、中間調領域の途中からシャドー領域までは万線成長モードでスクリーン線Lnを太くすることによって濃度を表現する。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing a dot pattern and a human visual spatial frequency characteristic in the halftone process according to the comparative example. As shown in FIG. 2A, the dither matrix according to the comparative example expresses gradation by increasing the number of dots Dt in the halftone dot growth mode from the highlight area to the middle of the halftone area. From the middle of the halftone area to the shadow area, the density is expressed by thickening the screen line Ln in the line growth mode.

人間の視覚の空間周波数特性(Modulation Transfer Function:MTF)は、図2(b)に示されるように、バンドパスフィルタとしての特性を有している。人間の視覚は、輝度に対して3乃至5cycle/degreeの中心周波数を有するバンドパスフィルタとしての特性を有し、1cycle/degree以下の低周波領域と15cycle/degree以上の高周波領域において顕著に低い視覚感度を有していることが知られている。   As shown in FIG. 2B, the human visual spatial frequency characteristic (Modulation Transfer Function: MTF) has a characteristic as a bandpass filter. Human vision has a characteristic as a bandpass filter having a center frequency of 3 to 5 cycle / degree with respect to luminance, and has a significantly low vision in a low frequency region of 1 cycle / degree or less and a high frequency region of 15 cycle / degree or more. It is known to have sensitivity.

比較例に係るディザマトリックスは、網点成長モードで濃度を表現する比較的に低階調の階調領域を有し、ブルーノイズ特性を有する網点成長モードでドットDtの数を増加させて階調を表現する。これにより、ハイライト領域では、ドットによって形成される画像の空間周波数を高くして、人間の視覚感度が低い領域を利用してドットが目立ちにくい画像形成を実現している。   The dither matrix according to the comparative example has a relatively low gradation region that expresses the density in the halftone dot growth mode, and increases the number of dots Dt in the halftone dot growth mode having the blue noise characteristic. Express the key. As a result, in the highlight region, the spatial frequency of the image formed by the dots is increased, and the region in which the human visual sensitivity is low is used to realize the image formation in which the dots are less noticeable.

一方、比較例に係るディザマトリックスは、万線成長モードで濃度を表現する比較的に高階調の階調領域を有し、シャドー領域において階調の連続性を保持している。万線成長モードでは、万線の線方向において人間の視覚感度が低い顕著に低周波の領域を利用し、万線の線に対して垂直方向において人間の視覚感度が低い空間周波数領域を利用している。これにより、比較例に係るディザマトリックスは、高画質を実現している。   On the other hand, the dither matrix according to the comparative example has a relatively high gradation area that expresses the density in the parallel line growth mode, and maintains the continuity of gradation in the shadow area. In the parallel line growth mode, the remarkably low frequency region where the human visual sensitivity is low in the line direction of the line is used, and the spatial frequency region where the human visual sensitivity is low in the direction perpendicular to the line of the line is used. ing. As a result, the dither matrix according to the comparative example achieves high image quality.

図3は、比較例に係るディザマトリックスMcとその使用方法を示す説明図である。ディザマトリックスMcは、図3(a)に示されるように、8行8列の64要素のマトリックスとして構成されている。ディザマトリックスMcは、図3(b)に示されるように、CMYKの色毎に再現対象の画像のサイズを包含するように並べて配置される。ハーフトーン処理部122は、図3(b)に示されるように配列されている複数のディザマトリックスMcを使用してハーフトーン処理を実行する。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing a dither matrix Mc according to a comparative example and a method of using the dither matrix Mc. The dither matrix Mc is configured as a matrix of 64 elements in 8 rows and 8 columns, as shown in FIG. As shown in FIG. 3B, the dither matrix Mc is arranged side by side so as to include the size of the image to be reproduced for each CMYK color. The halftone processing unit 122 uses the plurality of dither matrices Mc arranged as shown in FIG. 3B to perform the halftone processing.

図4は、一実施形態に係るディザマトリックス生成手順の内容を示すフローチャートである。図5は、一実施形態に係るディザマトリックス生成処理の様子を示す説明図である。本ディザマトリックス生成手順は、実施例に係るディザマトリックスMd(図1参照)を生成するための手順である。   FIG. 4 is a flowchart showing the content of the dither matrix generation procedure according to the embodiment. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state of the dither matrix generation processing according to the embodiment. This dither matrix generation procedure is a procedure for generating the dither matrix Md (see FIG. 1) according to the embodiment.

ステップS10では、ディザマトリックス生成装置200のディザマトリックス配置部210は、ディザマトリックスのサイズを決定する。ディザマトリックスのサイズは、たとえば画像形成装置100で形成されるドットの解像度等に応じて決定される。ディザマトリックスのサイズは、大きくなるほど周期的なパターンが発生しにくい一方、その設計が困難になるという問題がある。   In step S10, the dither matrix arranging unit 210 of the dither matrix generation device 200 determines the size of the dither matrix. The size of the dither matrix is determined according to, for example, the resolution of dots formed by the image forming apparatus 100. As the size of the dither matrix increases, a periodic pattern is less likely to occur, but there is a problem that its design becomes difficult.

よって、本発明は、サイズが大きなディザマトリックスの生成において顕著な効果を奏することができる。ただし、この例では、説明を分かり易くするために8行8列のサイズのディザマトリックスを生成するものとする。   Therefore, the present invention can exert a remarkable effect in generating a dither matrix having a large size. However, in this example, a dither matrix having a size of 8 rows and 8 columns is generated for easy understanding of the description.

ステップS20では、ディザマトリックス配置部210は、複数のディザマトリックスの配置処理を実行する。この例では、ディザマトリックス生成装置200は、6×6の合計36個のディザマトリックスを配置する。図5(a)及び図5(b)は、36個のディザマトリックスのうちの6個のディザマトリックスを示している。   In step S20, the dither matrix arranging unit 210 executes an arrangement process for a plurality of dither matrices. In this example, the dither matrix generation device 200 arranges a total of 36 dither matrices of 6 × 6. FIG. 5A and FIG. 5B show 6 dither matrices out of 36 dither matrices.

なお、図5(a)及び図5(b)の例では、6個のディザマトリックスは、相互にずれることなく配置されているが、相互にずれた位置あるいは傾斜させて配置しても良い。6個のディザマトリックスは、ハーフトーン処理で配置される配置方法と同一の方法で配置される。   In the example of FIGS. 5A and 5B, the six dither matrices are arranged without being displaced from each other, but they may be arranged at mutually displaced positions or at inclined positions. The 6 dither matrices are arranged by the same method as the arrangement method used in the halftone process.

ステップS30では、ディザマトリックス生成装置200の着目閾値選択部220は、ディザマトリックスを構成する複数の要素のそれぞれに格納されるべき複数の閾値の中から、格納要素が未確定で、かつ、ドットの形成が最もオンとなりやすい閾値を着目閾値として選択する。着目閾値選択部220は、全ての格納要素が未確定なので、最初に最小閾値として第1の閾値(数値1)を選択する。   In step S30, the focused threshold value selection unit 220 of the dither matrix generation device 200 determines that the storage element is undetermined and the dot is selected from the plurality of threshold values to be stored in each of the plurality of elements forming the dither matrix. A threshold whose formation is most likely to be turned on is selected as the threshold of interest. Since all storage elements are undetermined, the focused threshold value selection unit 220 first selects the first threshold value (numerical value 1) as the minimum threshold value.

次に、格納要素決定部240は、第1の閾値(数値1)の格納要素を決定する。この例では、格納要素決定部240は、予め設定されているディザマトリックスの左上の角に配置されている要素(黒色の要素)を第1の閾値(数値1)の格納要素として確定する(図5(a)参照)。このような閾値が確定済の要素は、確定要素とも呼ばれる。確定要素には、後述の視覚系評価値に基づいて確定された要素も含まれる。   Next, the storage element determination unit 240 determines the storage element of the first threshold value (numerical value 1). In this example, the storage element determination unit 240 determines the element (black element) arranged in the upper left corner of the preset dither matrix as the storage element of the first threshold value (numerical value 1) (FIG. 5 (a)). An element whose threshold value has been fixed is also called a fixed element. The confirmed element also includes an element confirmed based on a visual system evaluation value described later.

このようにして、ディザマトリックス生成装置200は、ディザマトリックスM1を生成する。ハーフトーン処理部122は、ディザマトリックスM1を使用して入力階調値が1以上の場合には、常に第1の閾値(数値1)の格納要素に対応する仮想上の画素にドットをオンすることになる。   In this way, the dither matrix generation device 200 generates the dither matrix M1. The halftone processing unit 122 always turns on a dot in a virtual pixel corresponding to the storage element of the first threshold value (numerical value 1) when the input gradation value is 1 or more using the dither matrix M1. It will be.

ステップS40では、着目閾値選択部220は、格納要素が未確定で、かつ、ドットの形成が最もオンとなりやすい閾値を着目閾値として選択する。着目閾値選択部220は、第1の閾値を除く複数の閾値の格納要素が未確定なので、2番目の閾値として第2の閾値(数値2)を選択する。格納要素決定部240は、第2の閾値(数値2)の格納要素を決定する。   In step S40, the target threshold value selection unit 220 selects, as the target threshold value, a threshold value in which the storage element is undetermined and dot formation is most likely to be turned on. The focused threshold value selection unit 220 selects the second threshold value (numerical value 2) as the second threshold value because the storage elements of the plurality of threshold values other than the first threshold value are undetermined. The storage element determination unit 240 determines the storage element of the second threshold value (numerical value 2).

この例では、ディザマトリックス生成装置200は、予め設定されている方法で、すなわち第1の閾値(数値1)の格納要素(黒色の要素)で構成されるディザマトリックスM1の左上側の二等辺三角形の重心の近傍に配置されている要素(ハッチングの要素)を第2の閾値(数値2)の格納要素として決定する(図5(b)参照)。   In this example, the dither matrix generation device 200 uses an isosceles triangle on the upper left side of the dither matrix M1 configured by a preset method, that is, a storage element (black element) of the first threshold value (numerical value 1). The element (hatching element) arranged near the center of gravity of is determined as the storage element of the second threshold value (numerical value 2) (see FIG. 5B).

このようにして、ディザマトリックス生成装置200は、ディザマトリックスM2を生成する。ハーフトーン処理部122は、ディザマトリックスM2を使用して入力階調値が2以上の場合には、常に第1の閾値及び第2の閾値の格納要素に対応する仮想上の画素にドットをオンすることになる。   In this way, the dither matrix generation device 200 generates the dither matrix M2. When the input gradation value is 2 or more using the dither matrix M2, the halftone processing unit 122 always turns on a dot in a virtual pixel corresponding to the storage elements of the first threshold value and the second threshold value. Will be done.

ステップS50では、ディザマトリックス生成装置200のマトリックス評価部230は、畳み込み演算処理を実行する。図6は、一実施形態に係る畳み込み演算処理の内容を示すフローチャートである。着目閾値選択部220は、第1の閾値と第2の閾値を除く複数の閾値の格納要素が未確定なので、3番目の閾値として第3の閾値(数値3)を選択する。   In step S50, the matrix evaluation unit 230 of the dither matrix generation device 200 executes convolution operation processing. FIG. 6 is a flowchart showing the content of the convolution operation processing according to the embodiment. The focused threshold value selection unit 220 selects the third threshold value (numerical value 3) as the third threshold value because the storage elements of the plurality of threshold values other than the first threshold value and the second threshold value are undetermined.

ステップS51では、マトリックス評価部230は、畳み込み演算処理の対象となる着目要素を選択する。着目要素は、この例では、ディザマトリックスM2の64個の要素のうち第1の閾値及び第2の閾値の格納要素を除く62個の残存要素から選択される。残存要素とは、格納される閾値が未確定の要素である。   In step S51, the matrix evaluation unit 230 selects a target element to be the target of the convolution operation processing. In this example, the target element is selected from 62 remaining elements excluding the storage elements of the first threshold value and the second threshold value out of the 64 elements of the dither matrix M2. The remaining element is an element whose stored threshold value is undetermined.

ステップS52では、マトリックス評価部230は、着目要素Et(図7参照)に対応する仮想上の画素にドットをオンとする。ディザマトリックス生成装置200は、複数のディザマトリックスM2の全ての着目要素Etに対応する仮想上の画素にドットをオンとする。これにより、ディザマトリックス生成装置200は、第1の閾値及び第2の閾値の格納要素に対応するドットに加えて、着目要素Etに対応する仮想上の画素にドットをオンした場合の画像をシミュレートすることができる。   In step S52, the matrix evaluation unit 230 turns dots on virtual pixels corresponding to the target element Et (see FIG. 7). The dither matrix generation device 200 turns dots on virtual pixels corresponding to all the target elements Et of the plurality of dither matrices M2. As a result, the dither matrix generation device 200 simulates an image when dots are turned on at the virtual pixel corresponding to the focused element Et, in addition to the dots corresponding to the storage elements of the first threshold value and the second threshold value. You can

ステップS53では、マトリックス評価部230は、DOG(Difference of Gaussian)フィルタを使用して畳み込み演算を実行する。図7は、DOGフィルタを使用してディザマトリックスを生成する様子を示す説明図である。図7において、ディザマトリックスMtは、生成対象(評価対象)となるディザマトリックスであり、生成対象ディザマトリックスとも呼ばれる。ディザマトリックスMaは、生成対象ディザマトリックスに隣接して配置される8個のディザマトリックスであり、隣接ディザマトリックスとも呼ばれる。   In step S53, the matrix evaluation unit 230 executes a convolution operation using a DOG (Difference of Gaussian) filter. FIG. 7 is an explanatory diagram showing how a dither matrix is generated using a DOG filter. In FIG. 7, the dither matrix Mt is a dither matrix that is a generation target (evaluation target), and is also called a generation target dither matrix. The dither matrix Ma is eight dither matrices arranged adjacent to the generation target dither matrix, and is also called an adjacent dither matrix.

図7において、マトリックス評価部230は、着目要素Etに対してDOGフィルタFdの畳み込み演算を実行して視覚系評価値を算出する。DOGフィルタFdは、ディザマトリックスM2のマトリクスサイズの長辺の4倍のサイズを有している正方形のフィルタである。これにより、マトリックス評価部230は、8個の隣接ディザマトリックスMaの全体を含む範囲に対して畳み込み演算を実行することができる。   In FIG. 7, the matrix evaluation unit 230 executes the convolution operation of the DOG filter Fd on the focused element Et to calculate the visual system evaluation value. The DOG filter Fd is a square filter having a size four times the long side of the matrix size of the dither matrix M2. As a result, the matrix evaluation unit 230 can execute the convolution operation on the range including all of the eight adjacent dither matrices Ma.

これにより、マトリックス評価部230は、ハーフトーン処理において配置された状態の複数のディザマトリックスを想定して、ディザマトリックスの視覚系評価値を算出することができる。なお、DOGフィルタFdは、ディザマトリックスM2のマトリクスサイズの長辺のサイズを半径とする略円形のDOGフィルタとして構成してもよい。   Accordingly, the matrix evaluation unit 230 can calculate the visual system evaluation value of the dither matrix, assuming a plurality of dither matrices arranged in the halftone process. The DOG filter Fd may be configured as a substantially circular DOG filter whose radius is the size of the long side of the matrix size of the dither matrix M2.

このように、マトリックス評価部230は、畳み込み演算の対象となる、すなわち生成対象であるディザマトリックスM2の周囲の8個の隣接ディザマトリックスM2によってオンされるドットも参照してドットパターンによって形成される画像を評価することができる。   In this way, the matrix evaluation unit 230 is formed by the dot pattern by also referring to the dots that are the target of the convolution operation, that is, the dots that are turned on by the eight adjacent dither matrices M2 around the dither matrix M2 that is the generation target. Images can be evaluated.

なお、図7では、説明を分かり易くするために、畳み込み演算の対象となるディザマトリックスM2の着目要素Etがハッチングされている。しかしながら、ステップS53では、ディザマトリックス生成装置200は、前述のように全てのディザマトリックスM2の着目要素Etに対応する仮想上の画素にドットをオンする。   Note that in FIG. 7, the element of interest Et of the dither matrix M2 that is the target of the convolution operation is hatched for the sake of clarity. However, in step S53, the dither matrix generation device 200 turns on dots in the virtual pixels corresponding to the target elements Et of all the dither matrices M2 as described above.

図8は、一実施形態に係るDOGフィルタFdの特性の一例を示す説明図である。DOGフィルタ(Difference of Gaussian)Fdは、標準偏差σが異なる2つのガウスフィルタの差分によって生成される。DOGフィルタFdは、各標準偏差σの設定によっては特定の周波数を通過させるバンドパスフィルタとしての特性を有することが知られている。   FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of characteristics of the DOG filter Fd according to the embodiment. The DOG (Difference of Gaussian) Fd is generated by the difference between two Gaussian filters having different standard deviations σ. It is known that the DOG filter Fd has a characteristic as a bandpass filter that allows a specific frequency to pass depending on the setting of each standard deviation σ.

図9は、人間の視覚系の特性を示す説明図である。人間の視覚系は、網膜神経節細胞の受容野構造を有している。受容野構造には、中心周辺拮抗型受容野として、明るい光点を認識するON中心OFF周辺型受容野と、暗い黒点としてのドットを認識するOFF中心ON周辺型受容野とがある。ON領域は、明るい光で興奮(暗い光で抑制)がみられる領域である。OFF領域は、暗い光で興奮(明るい光で抑制)がみられる領域である。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing the characteristics of the human visual system. The human visual system has a receptive field structure of retinal ganglion cells. In the receptive field structure, there are an ON center OFF peripheral type receptive field that recognizes a bright light spot and an OFF center ON peripheral type receptive field that recognizes a dot as a dark black point as central peripheral antagonistic receptive fields. The ON region is a region where excitement is observed with bright light (suppression with dark light). The OFF region is a region where excitement is observed in dark light (suppression in bright light).

OFF中心ON周辺型受容野は、同心円状に配置されているOFF領域とON領域とを有している。OFF領域は、受容野の中心に配置され、ON領域は、OFF領域の周辺に配置されている。ON領域は、明部に対して興奮応答を有している。OFF領域は、暗部(たとえばドットやドット群)に対して興奮応答を有している。   The OFF center ON peripheral type receptive field has an OFF region and an ON region arranged concentrically. The OFF region is arranged at the center of the receptive field, and the ON region is arranged around the OFF region. The ON region has an excitatory response to the bright part. The OFF region has an excitement response to a dark part (for example, a dot or a group of dots).

OFF中心ON周辺型受容野の特性は、ON領域の興奮応答とOFF領域の興奮応答の差分としてDOG関数で近似できることが知られている。さらに、OFF中心ON周辺型受容野は、図2(b)に示されるように、輝度に対して3乃至5cycle/degreeの中心周波数を有するバンドパスフィルタとしての特性を有している。   It is known that the characteristic of the OFF center ON peripheral type receptive field can be approximated by a DOG function as a difference between the excitatory response in the ON region and the excitatory response in the OFF region. Further, the OFF center ON peripheral type receptive field has a characteristic as a bandpass filter having a center frequency of 3 to 5 cycle / degree with respect to luminance, as shown in FIG. 2B.

本願発明者は、新規に上述の知見を得て、DOGフィルタFdを構成する2つのガウシアンフィルタの標準偏差σ等を調整して3乃至5cycle/degreeの範囲内にピーク(あるいは中心周波数)を有しているバンドパスフィルタを構成した。これにより、本願発明者は、人間の視覚系をシミュレートして人間の視覚系で検知される周期的な特性その他のノイズを数値化する方法を創作した。   The inventor of the present application newly obtained the above-mentioned findings and adjusted the standard deviation σ of the two Gaussian filters constituting the DOG filter Fd to have a peak (or center frequency) within the range of 3 to 5 cycle / degree. A bandpass filter is constructed. Thus, the inventor of the present application created a method for simulating the human visual system to quantify the periodic characteristics and other noises detected by the human visual system.

ステップS54では、マトリックス評価部230は、演算結果格納処理を実行する。DOGフィルタFdを使用した畳み込み演算の結果は、第1の閾値、第2の閾値の格納要素及び着目要素Etのドットのみがオンとなるモノトーンの入力階調値2の画像の再現結果を評価した数値(視覚系評価値とも呼ばれる。)として出力される。視覚系評価値は、人間の視覚系で検知されるノイズを表すものとして利用することができる。   In step S54, the matrix evaluation unit 230 executes a calculation result storage process. As a result of the convolution operation using the DOG filter Fd, the reproduction result of the image of the monotone input gradation value 2 in which only the dots of the storage elements of the first threshold value, the second threshold value and the element of interest Et are turned on is evaluated. It is output as a numerical value (also called the visual system evaluation value). The visual system evaluation value can be used as an indicator of noise detected by the human visual system.

このように、マトリックス評価部230は、DOGフィルタFdを人間の視覚系のモデルとして利用することによって人間の視覚系で検知されるノイズを定量化して数値化することができる。ディザマトリックス生成装置200は、このような処理を全ての残存要素(閾値が未確定の要素)に対して実行する(ステップS55)。   In this way, the matrix evaluation unit 230 can quantify and quantify the noise detected in the human visual system by using the DOG filter Fd as a model of the human visual system. The dither matrix generation device 200 executes such processing for all remaining elements (elements for which the threshold value is undetermined) (step S55).

ステップS56では、マトリックス評価部230は、視覚系評価値の最小値が1つであるか否かを判断する。視覚系評価値の最小値が複数存在する場合には、閾値を格納すべき要素を決定できないからである。ディザマトリックス生成装置200は、視覚系評価値の最小値が1つである場合には、処理をステップS60(図4参照)に進め、視覚系評価値の最小値が1つでない場合には、処理をステップS57(図4参照)に進める。   In step S56, the matrix evaluation unit 230 determines whether or not the minimum visual system evaluation value is one. This is because, if there are a plurality of minimum visual system evaluation values, the element for storing the threshold cannot be determined. The dither matrix generation device 200 advances the process to step S60 (see FIG. 4) when the minimum visual system evaluation value is one, and when the minimum visual system evaluation value is not one, The process proceeds to step S57 (see FIG. 4).

ステップS57では、マトリックス評価部230は、ガウシアンフィルタを使用して畳み込み演算を実行する。ガウシアンフィルタを使用する畳み込み演算は、視覚系評価値が最小値である複数の要素に対して実行される。これにより、ディザマトリックス生成装置200は、人間の視覚モデルで等価と判断された複数の要素を平滑化という別の観点から評価することができる。   In step S57, the matrix evaluation unit 230 executes the convolution operation using the Gaussian filter. The convolution operation using the Gaussian filter is performed on the plurality of elements having the smallest visual system evaluation value. Thereby, the dither matrix generation device 200 can evaluate a plurality of elements determined to be equivalent in the human visual model from another viewpoint of smoothing.

なお、DOGフィルタFdの代わりに使用されるフィルタは、ガウシアンフィルタに限定されない。たとえばDOGフィルタFdと中心周波数が相違するバンドパスフィルタとしてのDOGフィルタであってもよく、DOGフィルタFdと相違する特性を有する特定のフィルタであればよい。また、マトリックス評価部230は、DOGフィルタFdの代わりに全ての残存要素に対して特定のフィルタを使用する畳み込み演算を実行するようにしてもよい。   The filter used instead of the DOG filter Fd is not limited to the Gaussian filter. For example, a DOG filter as a bandpass filter having a center frequency different from that of the DOG filter Fd may be used, and a specific filter having a characteristic different from that of the DOG filter Fd may be used. Further, the matrix evaluation unit 230 may execute a convolution operation using a specific filter for all remaining elements instead of the DOG filter Fd.

ただし、ガウシアンフィルタは、ローパスフィルタとしての特性を有し、既に形成されているドットの近傍に対応する格納要素を選択することはなく、よりドットを分散する配置を実現することができるという利点を有している。さらに、ガウシアンフィルタは、DOGフィルタFdよりも係数を大きくして広範囲から配置を抽出することができるという利点もある。   However, the Gaussian filter has a characteristic as a low-pass filter, and has the advantage that it is possible to realize a more dispersed arrangement without selecting a storage element corresponding to the vicinity of dots already formed. Have Further, the Gaussian filter has an advantage that the arrangement can be extracted from a wide range by making the coefficient larger than that of the DOG filter Fd.

ステップS60では、格納要素決定部240は、視覚系評価値に基づいて、N番目(この例では3番目)の閾値の格納要素を決定する。ディザマトリックス生成装置200は、閾値を1つずつ増やしつつ(ステップS70)、このような処理をディザマトリックスの最後の要素まで繰り返す(ステップS80)。   In step S60, the storage element determination unit 240 determines the storage element of the Nth (third in this example) threshold value based on the visual system evaluation value. The dither matrix generation device 200 repeats such processing up to the last element of the dither matrix while increasing the threshold value by one (step S70) (step S80).

ステップS90では、ディザマトリックス生成装置200は、ディザマトリックスMdを出力する。これにより、画像形成装置100は、ディザマトリックスMdを使用してテストパターン(図示せず)を形成してディザマトリックスMdを人間の目で検証することができる。   In step S90, the dither matrix generation device 200 outputs the dither matrix Md. Accordingly, the image forming apparatus 100 can form a test pattern (not shown) using the dither matrix Md and verify the dither matrix Md with human eyes.

このように、本実施形態に係るディザマトリックス生成装置200は、人間の視覚系の周波数特性をシミュレートすることができるDOGフィルタFdを使用して周期的な特性その他のノイズを定量的に評価することができる。この結果、ディザマトリックス生成装置200は、ディザマトリックスの使用に起因する周期的な特性に起因する画質劣化の抑制を実現することができる。さらに、本発明のディザマトリックス生成方法で生成されたディザマトリックスは、特にCMYKのドットパターンの合成におけるカラー画像の再現におけるモアレ等の目視での違和感を軽減させることもできる。   As described above, the dither matrix generation device 200 according to the present embodiment quantitatively evaluates the periodic characteristic and other noises by using the DOG filter Fd capable of simulating the frequency characteristic of the human visual system. be able to. As a result, the dither matrix generation device 200 can realize the suppression of the image quality deterioration due to the periodic characteristic caused by the use of the dither matrix. Furthermore, the dither matrix generated by the dither matrix generation method of the present invention can reduce visual discomfort such as moire in the reproduction of a color image particularly in the combination of CMYK dot patterns.

なお、本願発明者は、本発明の方法を使用して実際に128行128列のディザマトリックスを生成した。これにより、本願発明者は、本願発明がその目的を達成していることを現実に確認した。   The inventor of the present application actually generated a dither matrix of 128 rows and 128 columns by using the method of the present invention. From this, the inventor of the present application has actually confirmed that the present invention has achieved the object.

本発明は、上記実施形態だけでなく、以下のような変形例でも実施することができる。   The present invention can be implemented not only in the above embodiment but also in the following modified examples.

変形例1:上記実施形態は、ディザマトリックスを使用して256階調を2値化しているが、2値化に限定されるものではない。本発明は、ディザマトリックスを人間の視覚系のモデルとなるDOGフィルタFdを使用して評価することができるので、ディザマトリックスを使用して3値以上に変換する場合にも適用することができる。   Modification 1 In the above embodiment, the 256 gradations are binarized using the dither matrix, but the invention is not limited to binarization. Since the dither matrix can be evaluated by using the DOG filter Fd which is a model of the human visual system, the present invention can be applied to the case where the dither matrix is converted into three or more values.

変形例2:上記実施形態では、人間の視覚系の周波数特性をシミュレートすることができるフィルタとしてDOGフィルタが使用されているが、DOGフィルタに限定されるものではない。具体的には、DOGフィルタの代わりに、たとえばLOG(Laplacian Of Gaussian Filter)フィルタを使用してもよい。   Modified Example 2: In the above embodiment, the DOG filter is used as a filter capable of simulating the frequency characteristics of the human visual system, but the present invention is not limited to the DOG filter. Specifically, instead of the DOG filter, for example, a LOG (Laplacian Of Gaussian Filter) filter may be used.

LOGフィルタは、ガウシアンフィルタによって平滑化した画像に対してラプラシアンフィルタを適用するものであるが、DOGフィルタと近似する特性を有している。ただし、DOGフィルタは、LOGフィルタと比較して計算負荷が小さいという利点を有している。   The LOG filter applies the Laplacian filter to the image smoothed by the Gaussian filter, and has a characteristic similar to that of the DOG filter. However, the DOG filter has an advantage that the calculation load is smaller than that of the LOG filter.

変形例3:上記実施形態では、DOGフィルタFdは、ディザマトリックスM2のマトリクスサイズの長辺の4倍のサイズを有している正方形のフィルタとして複数の隣接ディザマトリックスの全体を含む範囲に対して畳み込み演算を実行している。   Modification 3: In the above-described embodiment, the DOG filter Fd is a square filter having a size four times the long side of the matrix size of the dither matrix M2 with respect to the range including the entire plurality of adjacent dither matrices. Performing a convolution operation.

しかしながら、必ずしも複数の隣接ディザマトリックスの全体を含む範囲に対して畳み込み演算を実行する必要は無く、生成対象ディザマトリックスの全体と前記複数の隣接ディザマトリックスの少なくとも一部とを含む範囲に対して畳み込み演算を実行すればよい。ただし、複数の隣接ディザマトリックスの全体を含む範囲に対して畳み込み演算を実行すれば、ディザマトリックスの使用に起因する周期的な特性に起因する画質劣化をより抑制することができる。なお、畳み込み演算を実行する範囲を、隣接ディザマトリックスの外側にさらに隣接するディザマトリックスを含む範囲に広げるようにしてもよい。   However, it is not always necessary to perform the convolution operation on the range including the entire plurality of adjacent dither matrices, and the convolution is performed on the range including the entire target dither matrix and at least a part of the plurality of adjacent dither matrices. It suffices to execute the calculation. However, if the convolution operation is executed on the range including all of the plurality of adjacent dither matrices, it is possible to further suppress the image quality deterioration due to the periodic characteristic due to the use of the dither matrix. The range in which the convolution operation is executed may be expanded to the range including the dither matrix adjacent to the outside of the adjacent dither matrix.

変形例4:上記実施形態では、本発明は、ディザマトリックスを使用する画像形成装置等に適用されているが、ディザマトリックスを使用する画像処理装置に適用することもできる。本発明に係るディザマトリックスを使用する画像処理装置や画像形成装置は、誤差拡散のように誤差を拡散するためのフィードバック構成を必要とせず、高速に処理することができるという利点を有している。   Modification 4: In the above embodiment, the present invention is applied to an image forming apparatus or the like that uses a dither matrix, but can also be applied to an image processing apparatus that uses a dither matrix. The image processing apparatus and the image forming apparatus using the dither matrix according to the present invention have an advantage that they can be processed at high speed without requiring a feedback configuration for diffusing an error unlike error diffusion. .

100 画像形成装置
110 制御部
120 画像形成部
121 色変換処理部
123 露光部
124 現像部
125 帯電部
126 感光体ドラム(像担持体)
140 記憶部
150 画像読取部

100 image forming apparatus 110 control unit 120 image forming unit 121 color conversion processing unit 123 exposure unit 124 developing unit 125 charging unit 126 photoconductor drum (image carrier)
140 storage unit 150 image reading unit

Claims (8)

多階調の画像データのハーフトーン処理に使用されるディザマトリックスを生成する方法であって、
前記生成対象となるディザマトリックスである生成対象ディザマトリックスと同一の要素で構成されているディザマトリックスであって前記生成対象ディザマトリックスに隣接して配置される複数の隣接ディザマトリックスを前記ハーフトーン処理に使用される際の配置方法で配置するディザマトリックス配置工程と、
前記生成対象ディザマトリックスを構成する複数の要素のそれぞれに格納されるべき複数の閾値の中から、格納要素が未確定で、かつ、ドットの形成が最もオンとなりやすい閾値を着目閾値として選択する着目閾値選択工程と、
前記格納される閾値が確定済みの要素である確定要素に対応する画素にドットが形成されたとみなすとともに、格納されるべき閾値が未確定の要素である残存要素の中から選択された着目要素にドットが形成されることを想定した場合について視覚系評価値を算出するマトリックス評価工程と、
前記視覚系評価値に基づいて、前記視覚系評価値が最も小さな要素を前記着目閾値の格納要素として決定する格納要素決定工程と、
を備え、
前記マトリックス評価工程は、前記着目要素を中心として前記生成対象ディザマトリックスの全体と前記複数の隣接ディザマトリックスの少なくとも一部とを含む範囲に対してバンドパスフィルタを使用した畳み込み演算を実行して前記視覚系評価値を算出し、前記視覚系評価値が最も小さな要素が1つであるか否かを判断し、前記視覚系評価値が最も小さな要素が複数存在する場合には、前記バンドパスフィルタよりも広範囲のサイズを有するガウシアンフィルタを使用して前記視覚系評価値を算出する工程を含むディザマトリックス生成方法。
A method for generating a dither matrix used for halftone processing of multi-tone image data, comprising:
A dither matrix composed of the same elements as the generation target dither matrix that is the generation target dither matrix, and a plurality of adjacent dither matrices arranged adjacent to the generation target dither matrix are subjected to the halftone processing. A dither matrix placement step that places the placement method when used,
From among a plurality of threshold values to be stored in each of the plurality of elements forming the generation target dither matrix, a threshold value for which a storage element is undetermined and dot formation is most likely to be turned on is selected as a target threshold value. A threshold selection step,
It is considered that a dot is formed in the pixel corresponding to the deterministic element that is the element whose threshold is stored, and the threshold to be stored is the element of interest selected from the remaining elements that are undetermined elements. A matrix evaluation step of calculating a visual system evaluation value when assuming that dots are formed,
Based on the visual system evaluation value, the storage element determining step of determining the element having the smallest visual system evaluation value as the storage element of the target threshold value,
Equipped with
In the matrix evaluation step, a convolution operation using a bandpass filter is performed on a range including the entire generation target dither matrix and at least a part of the plurality of adjacent dither matrices centered on the element of interest to perform the convolution operation. The visual system evaluation value is calculated, and it is determined whether or not there is one element with the smallest visual system evaluation value. When there are a plurality of elements with the smallest visual system evaluation value, the bandpass filter A dither matrix generation method including the step of calculating the visual system evaluation value using a Gaussian filter having a size wider than that of the above .
請求項1記載のディザマトリックス生成方法であって、
前記バンドパスフィルタは、DOGフィルタを含むディザマトリックス生成方法。
The dither matrix generation method according to claim 1, wherein
The dither matrix generation method, wherein the band pass filter includes a DOG filter.
請求項1又は2に記載のディザマトリックス生成方法であって、
前記マトリックス評価工程は、前記複数の隣接ディザマトリックスの全体を含む範囲に対して前記畳み込み演算を実行して前記視覚系評価値を算出する工程を有するディザマトリックス生成方法。
The dither matrix generation method according to claim 1 or 2 , wherein
The dither matrix generation method, wherein the matrix evaluation step includes a step of calculating the visual system evaluation value by performing the convolution operation on a range including all of the plurality of adjacent dither matrices.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のディザマトリックス生成方法であって、
前記格納要素決定工程は、前記複数の閾値の中からドットの形成が最もオンとなりやすい閾値と、2番目にオンとなりやすい閾値とを格納する要素を予め設定された各要素に決定する工程を有し、
前記マトリックス評価工程は、前記残存要素に対して前記視覚系評価値を算出する工程を有するディザマトリックス生成方法。
The dither matrix generation method according to any one of claims 1 to 3 ,
The storage element determining step has a step of determining, as a preset element, an element for storing a threshold value in which dot formation is most likely to be turned on and a threshold value in which dot formation is most likely to be turned on from among the plurality of threshold values. Then
The said matrix evaluation process is a dither matrix generation method which has the process of calculating the said visual system evaluation value with respect to the said remaining element.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のディザマトリックス生成方法であって、
前記バンドパスフィルタは、3乃至5cycle/degreeの範囲内にピークを有しているディザマトリックス生成方法。
The dither matrix generation method according to any one of claims 1 to 4 , wherein
The dither matrix generating method, wherein the bandpass filter has a peak in a range of 3 to 5 cycle / degree.
画像処理装置であって、
多階調の画像データをハーフトーン処理するハーフトーン処理部を備え、
前記ハーフトーン処理部は、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のディザマトリックス生成方法で生成されたディザマトリックスを使用して前記ハーフトーン処理を実行する画像処理装置。
An image processing device,
Equipped with a halftone processing unit that performs halftone processing on multi-tone image data,
The image processing apparatus, wherein the halftone processing unit executes the halftone processing using a dither matrix generated by the dither matrix generation method according to claim 1 .
多階調の画像データのハーフトーン処理に使用されるディザマトリックスを生成する装置であって、
前記生成対象となるディザマトリックスである生成対象ディザマトリックスと同一の要素で構成されているディザマトリックスであって前記生成対象ディザマトリックスに隣接して配置される複数の隣接ディザマトリックスを前記ハーフトーン処理に使用される際の配置方法で配置するディザマトリックス配置部と、
前記生成対象ディザマトリックスを構成する複数の要素のそれぞれに格納されるべき複数の閾値の中から、格納要素が未確定で、かつ、ドットの形成が最もオンとなりやすい閾値を着目閾値として選択する着目閾値選択部と、
前記格納される閾値が確定済みの要素である確定要素に対応する画素にドットが形成されたとみなすとともに、格納されるべき閾値が未確定の要素である残存要素の中から選択された着目要素にドットが形成されることを想定した場合について視覚系評価値を算出するマトリックス評価部と、
前記視覚系評価値に基づいて、前記視覚系評価値が最も小さな要素を前記着目閾値の格納要素として決定する格納要素決定部と、
を備え、
前記マトリックス評価部は、前記着目要素を中心として前記生成対象ディザマトリックスの全体と前記複数の隣接ディザマトリックスの少なくとも一部とを含む範囲に対してバンドパスフィルタを使用した畳み込み演算を実行して前記視覚系評価値を算出し、前記視覚系評価値が最も小さな要素が1つであるか否かを判断し、前記視覚系評価値が最も小さな要素が複数存在する場合には、前記バンドパスフィルタよりも広範囲のサイズを有するガウシアンフィルタを使用して前記視覚系評価値を算出するディザマトリックス生成装置。
A device for generating a dither matrix used for halftone processing of multi-tone image data,
A dither matrix composed of the same elements as the generation target dither matrix that is the generation target dither matrix, and a plurality of adjacent dither matrices arranged adjacent to the generation target dither matrix are subjected to the halftone processing. A dither matrix placement part that is placed according to the placement method used,
From among a plurality of threshold values to be stored in each of the plurality of elements forming the generation target dither matrix, a threshold value for which a storage element is undetermined and dot formation is most likely to be turned on is selected as a target threshold value. A threshold selection section,
It is considered that a dot is formed in the pixel corresponding to the deterministic element that is the element whose threshold is stored, and the threshold to be stored is the element of interest selected from the remaining elements that are undetermined elements. A matrix evaluation unit that calculates a visual system evaluation value for the case where dots are formed,
Based on the visual system evaluation value, a storage element determination unit that determines the element having the smallest visual system evaluation value as the storage element of the target threshold value,
Equipped with
The matrix evaluation unit performs a convolution operation using a bandpass filter on a range that includes the entire generation target dither matrix and at least a portion of the plurality of adjacent dither matrices centering on the element of interest. The visual system evaluation value is calculated, and it is determined whether or not there is one element with the smallest visual system evaluation value. When there are a plurality of elements with the smallest visual system evaluation value, the bandpass filter A dither matrix generation device for calculating the visual system evaluation value by using a Gaussian filter having a wider range of sizes .
多階調の画像データのハーフトーン処理に使用されるディザマトリックス生成装置を制御するためのディザマトリックス生成プログラムであって、
前記生成対象となるディザマトリックスである生成対象ディザマトリックスと同一の要素で構成されているディザマトリックスであって前記生成対象ディザマトリックスに隣接して配置される複数の隣接ディザマトリックスを前記ハーフトーン処理に使用される際の配置方法で配置するディザマトリックス配置部、
前記生成対象ディザマトリックスを構成する複数の要素のそれぞれに格納されるべき複数の閾値の中から、格納要素が未確定で、かつ、ドットの形成が最もオンとなりやすい閾値を着目閾値として選択する着目閾値選択部、
前記格納される閾値が確定済みの要素である確定要素に対応する画素にドットが形成されたとみなすとともに、格納されるべき閾値が未確定の要素である残存要素の中から選択された着目要素にドットが形成されることを想定した場合について視覚系評価値を算出するマトリックス評価部、及び
前記視覚系評価値に基づいて、前記視覚系評価値が最も小さな要素を前記着目閾値の格納要素として決定する格納要素決定部として前記ディザマトリックス生成装置を機能させ、
前記マトリックス評価部は、前記着目要素を中心として前記生成対象ディザマトリックスの全体と前記複数の隣接ディザマトリックスの少なくとも一部とを含む範囲に対してバンドパスフィルタを使用した畳み込み演算を実行して前記視覚系評価値を算出し、前記視覚系評価値が最も小さな要素が1つであるか否かを判断し、前記視覚系評価値が最も小さな要素が複数存在する場合には、前記バンドパスフィルタよりも広範囲のサイズを有するガウシアンフィルタを使用して前記視覚系評価値を算出するディザマトリックス生成プログラム。
A dither matrix generation program for controlling a dither matrix generation device used for halftone processing of multi-tone image data,
A dither matrix composed of the same elements as the generation target dither matrix that is the generation target dither matrix, and a plurality of adjacent dither matrices arranged adjacent to the generation target dither matrix are subjected to the halftone processing. The dither matrix placement part, which is placed according to the placement method used,
From among a plurality of threshold values to be stored in each of the plurality of elements forming the generation target dither matrix, a threshold value for which a storage element is undetermined and dot formation is most likely to be turned on is selected as a target threshold value. Threshold selection section,
It is considered that a dot is formed in the pixel corresponding to the deterministic element that is the element whose threshold is stored, and the threshold to be stored is the element of interest selected from the remaining elements that are undetermined elements. A matrix evaluation unit that calculates a visual system evaluation value when dots are assumed to be formed, and based on the visual system evaluation value, an element having the smallest visual system evaluation value is determined as a storage element of the attention threshold value. Causing the dither matrix generation device to function as a storage element determination unit,
The matrix evaluation unit performs a convolution operation using a bandpass filter on a range that includes the entire generation target dither matrix and at least a portion of the plurality of adjacent dither matrices centering on the element of interest. The visual system evaluation value is calculated, and it is determined whether or not there is one element with the smallest visual system evaluation value. When there are a plurality of elements with the smallest visual system evaluation value, the bandpass filter A dither matrix generation program for calculating the visual system evaluation value by using a Gaussian filter having a wider range of sizes .
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