JPH07226851A - ハーフトーン作成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 近似的に等網点ピッチのハーフトーン画像が
得られ、かつ１ページの中に、スクリーン角度の異なる
色分解版のハーフトーンを同一走査線密度で出力するこ
とのできる、安価なハーフトーン作成装置を提供するこ
とにある。 【構成】 変換器１００は色分解版に対応してスクリー
ン角度（θ）が設定された入力多値画像データを該当す
るスクリーン角度（θ）に応じて画像に変形を与えるよ
うに変換する。記録位置カウンタ１０２はスクリーン線
数とスクリーン角度（θ）から決まる縦・横サイズを持
ち、ｍ×ｎ画素からなる閾値マトリックスを持つユニッ
トエリアの段違い配列上で記録位置を特定する。比較器
１０６はこの特定された位置の閾値マトリックスの値と
上記画像データを比較して２値化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像処理のハーフトー
ン作成装置に係り、特に連続調画像を記録走査線密度と
同期しない線数、任意のスクリーン角度にハーフトーン
化する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来例のハーフトーン作成装置
の網かけの実行を示す図であり、連続調画像を網点化す
る一般的な手法を示すものである。画像の濃度値分布
は、サブユニットエリア３１２ごとの画素値３１１で代
表される。スクリーン角度４５°のハーフトーンを得る
ための閾値マトリックスは、その値が中心から周辺に向
かうに従って網点形状が形成されるように大きな値とな
っている。サブユニットエリアごとの画像濃度３２は画
素ごとにその位置の閾値マトリックス３３の値と比較さ
れ、マトリックス値より大きい場合は「１」、小さい場
合は「０」が割付けられると、「１」の面積比が画像の
相対する部分の平均濃度を表現し、網点化画像３４が得
られ、濃度分布を面積変調に変換できる。

【０００３】カラー画像を印刷する場合には、一般にＹ
（yellow）、Ｍ（magenta ）、Ｃ（cyan）、Ｋ（black
）の４色の分配版を作成し、それぞれを９０°、１５
°、７５°、４５°のスクリーン角度を有する網点画像
にして加刷し、色表現を行う。この場合に、各色分解版
のスクリーン線数は正確に同一値であることが望まし
い。

【０００４】しかしながら、上記のような従来のハーフ
トーン作成装置では、閾値マトリックス画素と記録の画
素のサイズが同じでは、有理正接を持つ１５°、７５°
に近似するスクリーン角度のハーフトーン、９０°、４
５°の４種類の網点画像の線数を同じくすることは原理
的に不可能である。

【０００５】上記の処理を近似的に実現するためには、
画像データを９０°を基準に±１５°、４５°回転させ
た後網点化し、元に戻すことも可能ではあるが、画像の
回転はコンピュータ処理が面倒であり、またコンピュー
タパワーを必要とするので、高価であるという欠点があ
る。

【０００６】上記欠点を解決するために、本発明者等
は、既に、特開平４−１３０８６１号公報（以下、先行
技術１と称する）において、入力する多値画像データを
各カラーの所定のスクリーン角度に対応して主走査方向
に変形し、網点が濃度に応じて成長する閾値マトリック
スをこの所定のスクリーン角度に対応して副走査方向に
変形し、この両者を作用させて網かけを行い、その後に
主走査方向に与えた変形を元に戻すことにより、カラー
画像データの所定のスクリーン角度およびスクリーン線
数の直交網点画像を安価に、かつ単純な操作で作成でき
る「ハーフトーン作成装置」を提案した。

【０００７】また、特開昭６３−１２５０５８号公報
（以下、先行技術２と称する）には、原画像の走査原点
（主副走査始点）に対して走査位置座標が指定角度θ角
回転して回転座標を演算し、その回転座標とスクリーン
の特定座標との空間距離または演算式上での値に応じて
閾値を算出して原画像を２値化し、さらに黒または白の
小網点に関しては定められた形状の網点パターンに変換
して網点画像を出力する構成とすることにより、任意の
網点角度での回転座標演算と任意サイズの仮想スクリー
ン上での閾値演算を行えるようにし、これによって標準
的な網点角度で同一線数である各網点も実現できるよう
にした「画像信号処理装置」が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記先行技術１では、
閾値マトリックスのサイズがスクリーン角度にかからわ
ず、各色彩にわたり同一である。このため、先行技術１
は等スクリーン線数の分解版の網点画像（ハーフトー
ン）を得ることが困難である。

【０００９】したがって、本発明の目的は、近似的に等
網点ピッチのハーフトーン画像が得られ、かつ１ページ
の中に、スクリーン角度の異なる色分解版のハーフトー
ンを同一走査線密度で出力することのできる、安価なハ
ーフトーン作成装置を提供することにある。

【００１０】尚、上記先行技術２は、画像を回転すると
いう複雑な処理を行う必要があるので、高価になる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るハーフトーン作成装置は、単数または複
数の色分解版（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）に対応してスクリーン
角度（θ）が設定され、濃淡がディジタル化された入力
多値画像データを該当するスクリーン角度（θ）に応じ
て画像に変形を与えるように変換する変換手段と、スク
リーン線数とスクリーン角度（θ）から決まる縦・横サ
イズを持ち、ｍ×ｎ画素からなる閾値マトリックスを持
つユニットエリアの段違い配列上で記録位置を特定する
記録位置特定手段と、この記録位置特定手段で特定され
た位置の閾値マトリックスの値と上記画像データを比較
して２値化する比較手段とを具備し、上記スクリーン角
度（θ）に応じてユニットエリアサイズは９０°のユニ
ットエリアの一辺を基準とし、 cosθ（副走査方向）×
１／ cosθ（主走査方向）、隣接ユニットエリア列間の
段差は sinθであるようなユニットエリア配列をとるよ
うにしたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記構成によるハーフトーン作成装置では、ユ
ニットエリア配列は規則性を持つため、高精細記録の走
査線密度が与えられると、記録位置をユニットエリア配
列上で特定することが容易であり、その位置の閾値と比
較することにより２値化を行うことも容易である。

【００１３】すなわち、記録走査のピッチと閾値マトリ
ックスの画素ピッチは非同期で、色版によりユニットエ
リアのサイズ、配列も異なるが、ユニットエリア内の分
割を同数の画素数とすることにより、カラー画像の各色
版を階調数の等しい同一スクリーン線数の直交スクリー
ン網点画像に変換できる。この場合、モノクローム画像
は１色版に相当する。

【００１４】また、９０°網点と４５°網点画像、±１
５°網点画像を副走査方向に重ねて、色分解版の４種の
画像を１ページに出力が可能になる。記録の際に、前者
の組み合わせと後者の組み合わせでは、主走査方向の記
録密度だけを切り換えるだけでよい。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１６】図１は本発明に係るハーフトーン作成装置
の構成を示すブロック図である。図１において、変換器
１００は、複数の色版（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に対応してス
クリーン角度（θ）が設定されると、濃淡がディジタル
化された入力多値画像データについて、該当するスクリ
ーン角度θに応じてユニットエリアの境界が９０°とな
るように画像に変形を与える。ここで変形された画像デ
ータはメモリ１０１に蓄積されている。

【００１７】階調数とスクリーン角度（θ）から決まる
閾値マトリックスパターンはルックアップテーブルとし
て記憶装置１０５に格納されている。コントロール回路
１０９からの駆動指令を受けて記録位置をユニットエリ
アパターン上で特定する記録位置カウンタ１０２は、副
走査線カウンタ１０７からの副走査線カウンタ信号と読
出しクロック発生回路１０８からの主走査方向の読出し
クロックによって次式を演算し、その演算結果を選択読
出し回路１０３へ閾値マトリックスの行ナンバーとして
通知する。

【００１８】 Ｔ＝（Ｙn ）α＋（Ｘm ）β （ｍｏｄ Ｎ） ｔ：Ｔ−１＜ｔ＜Ｔを満足する整数値 上記選択読出し回路１０３はコントロール回路１０９か
らの閾値パターン選択信号により記憶装置１０５から閾
値マトリックスパターンを選択し、このパターンから記
録位置カウンタ１０２からの行ナンバーの閾値を読出し
て比較器１０６に送出する。

【００１９】一方、画像信号読出回路１０４は、コント
ロール回路１０９からの読出しクロックによりメモリ１
０１から画像信号を読出して、記録パルスの振幅を画像
の濃淡信号で変調する。ここで変調された記録パルスは
比較器１０６に送られ、選択読出し回路１０３からの閾
値と比較される。その比較結果は２値化ハーフトーン信
号として出力する。

【００２０】尚、図１において、１１０は主走査クロッ
ク発生器、１１１は副走査クロック発生器であり、主走
査クロック発生器１１０の出力は読出しクロック発生回
路１０８及びコントロール回路１０９に送られ、副走査
クロック発生器１１１の出力は副走査線カウンタ１０７
及びコントロール回路１０９に送られる。

【００２１】コントロール回路１０９は上記クロック発
生器１１０，１１１からの主走査クロック及び副走査ク
ロックから閾値パターン選択信号及び記録位置カウンタ
１０２への駆動指令を生成すると共に、読出しクロック
発生回路１０８から読出しクロックを受けとって画像信
号読出し回路１０４に送出する。

【００２２】上記構成において、コントロール回路１０
９の２値化処理プロセスを図２に示して説明する。

【００２３】まず、Ｙn ＝０，Ｘm ＝０の走査線の画像
信号を読出して、ｎに１を加え（ステップＳ1 ）、 Ｔ＝（Ｙn ）α＋（Ｘm ）β （ｍｏｄ Ｎ） より、Ｘm ＝０としてｔ_0,1 を求め（ステップＳ21）、
閾値パターンのｔ_0,1 行を選択し（ステップＳ22）、Ｙ
n ＝ｎのＸm ＝０列を２値化する（ステップＳ23）。同
様にして、ｔ_0,2 ，ｔ_0,3 …，ｔ_0,n について２値化処
理する。

【００２４】次に、 Ｔ＝（Ｙn ）α＋（Ｘm ）β （ｍｏｄ Ｎ） より、Ｘm ＝１としてｔ_1,n を求め（ステップＳ31）、
閾値パターンのｔ_1,n 行を選択し（ステップＳ32）、Ｙ
n ＝ｎのＸm ＝１列を２値化する（ステップＳ33）。同
様にして、ｔ_2,n ，ｔ_3,n ，…について２値化処理し、
最終的に Ｔ＝（Ｙn ）α＋（Ｘm ）β （ｍｏｄ Ｎ） より、Ｘm ＝最終列としてｔ_m,n を求め（ステップＳ4
1）、閾値パターンのｔ_{m, n} 行を選択し（ステップＳ4
2）、Ｙn ＝ｎのＸm ＝最終列を２値化する（ステップ
Ｓ43）。

【００２５】以上の処理が終了した時点でＹn が最終か
否か判別し（ステップＳ5 ）、最終ならば（Ｙｅｓ）処
理を終了し、最終でなければ（Ｎｏ）次の走査線に移っ
て（ステップＳ6 ）、ステップＳ1 に戻る。

【００２６】上記のような２値化処理プロセスを持った
ハーフトーン作成装置において、数値例をあげてその動
作を説明する。

【００２７】スクリーン線数が１７５線、閾値マトリッ
クスがＭ×Ｎ＝１２×１２、記録走査線密度が２９６
９．８５lines/inch、主走査記録密度が２９６９．８５
dots/inch 、画像入力走査線密度が３９５．９８lines/
inchとする。

【００２８】４５°網点の場合、副走査方向は閾値マト
リックスの行ピッチと走査線ピッチを等しくとる。この
場合、主走査方向は２４ドット毎にユニットエリアの頭
が周期的にくる。

【００２９】１５°網点の場合、α＝１．７３２０、β
＝０．２６７９４とすると、 Ｔ＝０．７３２・Ｙn ＋０．２６７９４・Ｘm （ｍ
ｏｄ １２） と表現される。Ｔ−１＜ｔ＜Ｔを満たす整数値ｔにより
マトリックスの行を選択する。この場合、主走査方向は
閾値マトリックスに同期した２０２８．４４dots/inch
とし、予め画像信号で振幅変調しておく。

【００３０】０°網点の場合、α＝０．７０７１、β＝
０とすると、 Ｔ＝０．７０７１・Ｙn （ｍｏｄ １２） Ｓ表現される。Ｔ−１＜ｔ＜Ｔを満たす整数値ｔにより
マトリックスの行を選択する。この場合、主走査記録密
度は、２１００．００または２９６９．８５dots/inch
とし、予め画像信号で振幅変調しておく。

【００３１】次に、画像データの変形について図３を参
照して説明する。図３（ａ）は変形前、図３（ｂ）は変
形後の一例を示している。この例の変形は次式によるも
のである。

【００３２】cotφ＝ tanθ＋ cotθ ここで、θ＝０°の場合、 cosφ＝ cot０°となるか
ら、φ＝０°である。また、θ＝４５°の場合、 cotφ
＝２、 tanφ＝０．５となるから、φ＝２６．５６５°
である。さらにθ＝±１５°の場合、 cotφ＝±２／ s
in３０°＝±４より tanφ＝±１／４となるから、φ＝
１４．０４°である。

【００３３】次に、ユニットエリアの整形について、図
４を参照して説明する。図４（ａ）は整形前後、図４
（ｂ）は整形後の各ユニットエリアの関係を示してい
る。この例は各列を一定値の段違い配列に整形するもの
で、ａは主走査方向サイズ、ｂは副走査方向サイズ、ｃ
は段差を示している。ここで、 ａ＝１／ cosθ ｂ＝ cosθ ｃ＝ sinθ＝ａ・ tanφ と表される。

【００３４】例えば、θ＝４５°の場合、ａ＝√２＝
１．４１４２１３、ｂ＝√２／２＝０．７０７１０６、
ｃ＝√２／２→０（段差なし）となる。また、θ＝±１
５°の場合、ａ＝１．０３５２７５９、ｂ＝０．９６５
９２６、ｃ＝０．２５８８１９＝ａ／４となる。

【００３５】次に、閾値マトリックスの作成について、
図５を参照して説明する。図５（ａ）は９０°網点の閾
値マトリックス、図５（ｂ）は分割後のマトリックス構
成を示している。この閾値マトリックスの作成は、ａ×
ｂのサイズにかかわらず、８×８、１２×１２、２０×
２０に分割することで行われる。閾値は５０％で隣接ユ
ニットエリアと接続がうまくいくように調整される。

【００３６】次に、ｔナンバー（閾値パターン行番号）
の選択について、図６を参照して説明する。まず、ユニ
ットエリアの閾値パターンをＭ×Ｎとする。記録走査線
ピッチをｐとしてα＝ｐ／（ｂ／Ｎ）よりが求まる。

【００３７】ここでＸm ＝０の列を記録する場合、 Ｔ＝α・Ｙn （ｍｏｄ Ｎ） のＴをカウントする（Ｙn ＝１，２，…）。また、Ｔ−
１＜ｔ_0,n ＜Ｔが成立する整数をｔ_0,n とし、ｔ_0,n 行
目の閾値パターン列を選択し、画像データと比較して２
値化を行う。

【００３８】また、Ｘm ＝２の列を記録する場合、 β＝ｃ／ｂ Ｔ＝α・Ｙn ＋β・２ （ｍｏｄ Ｎ） よりＴを求める。また、Ｔ−１＜ｔ_2,n ＜Ｔ（ｔ₂ ：整
数）を満足するｔ_2,n を求め、Ｘm ＝２列の部分をｔ
_2,n 行目の閾値パターンと比較して２値化を行う。

【００３９】同様に、Ｘm ＝ｍ列を記録する場合、 Ｔ＝α・Ｙn ＋ｍβ （ｍｏｄ Ｎ） （Ｙn ＝１，
２，…） よりＴを求める。また、Ｔ−１＜ｔ_m,n ＜Ｔ（ｔ_m ：整
数）を満足するｔ_m,n を求め、Ｘm ＝ｍ列の部分をｔ
_m,n 行目の閾値パターンと比較して２値化を行う。

【００４０】上記の場合、閾値パターンの行ナンバー選
択と記録走査位置は非同期であるが、α，βが与えられ
るとそれぞれの記録位置における閾値パターンは一意的
に決まる。

【００４１】次に、記録信号の２値化について、図７を
参照して説明する。

【００４２】まず、Ｙn ＝０の走査線でＸm ＝０のユニ
ットエリア列を記録する場合、位置（０，０）で閾値マ
トリックスの行ナンバーｌ＝ｔ_0,0 を選択し、画像の濃
淡値をｔ_n 行の閾値と比較して２値化する。

【００４３】次に、Ｙn ＝ｎの走査線において、Ｙm ＝
ｍのユニットエリア列を記録する場合には、位置（ｍ，
ｎ）でＴ＝α・Ｙn ＋β・Ｘm から閾値マトリックスの
行ナンバーｌ＝Ｔ_m,n を選択し、２値化する。

【００４４】具体的に数値例について考えてみる。

【００４５】ここでは、網点：１７５線、閾値マトリッ
クス：Ｍ×Ｎ＝１２×１２、記録走査線密度が２９６
９．８５（約３０００）lines/inch、主走査記録密度：
２９６９．８５（約４００）lines/inch、画像入力走査
線密度が３９５．９８lines/inch（＝１５．５８９本／
mm）とする。

【００４６】４５°網点の場合、図８に示す画像は図９
に示すように変換される。このときのｓ，ａ，ｂはそれ
ぞれ以下のようになる。

【００４７】ｓ＝（１／１７５）”＝０．１４５mm ａ＝（√２／１７５）”＝０．２０５２６３mm ｂ＝（√２／（２×１７５））”＝０．１０２６３１mm また、このときの主走査記録密度は２９６９．８５／２
＝１４８４．９２５（約１５００）lines/inchとなる。

【００４８】１５°網点の場合、図８に示す画像は図１
０に示すように変換される。このときのｓ，ａ，ｂ，ｃ
はそれぞれ以下のようになる。

【００４９】ｓ＝（１／１７５）”＝０．１４５mm ａ＝（１／１７５）”×１／ cos１５°＝０．１５０２
６mm ｂ＝（１／１７５）”× cos１５°＝０．１４０２mm ｃ＝（１／１７５）”× sin１５°＝０．０３７５６５
７mm また、このときのα，βはそれぞれ以下のようになる。

【００５０】α＝０．７３２０ β＝０．２６７９４４ さらに、閾値マトリックスの行について考えると、 ｐ＝０．１０２６３１／１２＝０．００８５５２５８mm ｂ／１２＝０．１４０２／１２＝０．０１１６８３３mm ｃ／１２＝０．０３７５６５７／１２＝０．００３１３
０４７mm となる。

【００５１】このように、上記構成によるハーフトーン
作成装置では、ユニットエリア配列は規則性を持つた
め、高精細記録の走査線密度が与えられると、記録位置
をユニットエリア配列上で特定することが容易であり、
その位置の閾値と比較することにより２値化を行うこと
も容易である。

【００５２】すなわち、記録走査のピッチと閾値マトリ
ックスの画素ピッチは非同期で、色版によりユニットエ
リアのサイズ、配列も異なるが、ユニットエリア内の分
割を同数の画素数とすることにより、カラー画像の各色
版を階調数の等しい同一スクリーン線数の直交スクリー
ン網点画像に変換できる。この場合、モノクローム画像
は１色版に相当する。

【００５３】また、９０°網点と４５°網点画像、±１
５°網点画像を副走査方向に重ねて、色分解版の４種の
画像を１ページに出力が可能になる。記録の際に、前者
の組み合わせと後者の組み合わせでは、主走査方向の記
録密度だけを切り換えるだけでよい。

【００５４】したがって、上記構成によれば、近似的に
等網点ピッチのハーフトーン画像が得られ、かつ１ペー
ジの中に、スクリーン角度の異なる色分解版のハーフト
ーンを同一走査線密度で出力することができる。

【００５５】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
形しても同様に実施可能であることはいうまでもない。

【００５６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、近似
的に等網点ピッチのハーフトーン画像が得られ、かつ１
ページの中に、スクリーン角度の異なる色分解版のハー
フトーンを同一走査線密度で出力することのできるハー
フトーン作成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るハーフトーン作成装置の構成を示
すブロック図である。

【図２】同実施例のコントロール回路の２値化処理プロ
セスを示すフローチャートである。

【図３】同実施例の画像データの変形について説明する
ための図で、（ａ）は変形前、図３（ｂ）は変形後の一
例を示している。

【図４】同実施例のユニットエリアの整形について説明
するための図で、（ａ）は整形前後、（ｂ）は整形後の
各ユニットエリアの関係を示している。

【図５】同実施例の閾値マトリックスの作成について説
明するための図で、（ａ）は９０°網点の閾値マトリッ
クス、（ｂ）は分割後のマトリックス構成を示してい
る。

【図６】同実施例の閾値パターン行番号の選択について
説明するための図である。

【図７】同実施例の記録信号の２値化について説明する
ための図である。

【図８】同実施例で具体的な変換例を説明するための画
像例を示す図である。

【図９】図８の画像を４５°網点画像に変換した時の画
像を示す図である。

【図１０】図８の画像を１５°網点画像に変換した時の
画像を示す図である。

【図１１】従来のハーフトーン作成装置の網かけの実行
を示す図である。

【符号の説明】 １００ 変換器 １０１ メモリ １０２ 記録位置カウンタ １０３ 選択読出し回路 １０４ 画像信号読出し回路 １０５ 記憶装置 １０６ 比較器 １０７ 副走査線カウンタ １０８ 読出しクロック発生回路 １０９ コントロール回路 １１０ 主走査クロック発生器 １１１ 副走査クロック発生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒川 徳夫 東京都港区西新橋三丁目20番４号 日本電 気エンジニアリング株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単数または複数の色分解版（Ｃ，Ｍ，
   Ｙ，Ｋ）に対応してスクリーン角度（θ）が設定され、
   濃淡がディジタル化された入力多値画像データを該当す
   るスクリーン角度（θ）に応じて画像に変形を与えるよ
   うに変換する変換手段と、 この変換手段により変換された多値画像データを対応す
   る閾値マトリックスに基づいて二値化する比較手段とを
   具備し、 前記変換手段は、前記スクリーン角度（θ）に応じてそ
   の画像の主走査方向に上下に異なるずれを与えるずれ付
   与手段と、前記スクリーン角度（θ）により決まる隣接
   列との間で段差を有するユニットエリア列を求める演算
   手段と、記録走査線毎とユニットエリア列毎に対応する
   閾値マトリックスの行番号をカウントするカウント手段
   とを備えるようにしたことを特徴とするハーフトーン作
   成装置。
2. 【請求項２】 前記閾値マトリックスは、サイズがＭ×
   Ｎのとき、各色分解版に対し同一のものをスクリーン角
   度（θ）に応じて平行四辺形に歪ませた後、同一画素数
   の矩形マトリックスに整形したものであり、 前記カウント手段は、記録走査線の副走査方向の位置を
   Ｙn 番目の走査線としてカウントする手段と、主走査方
   向の次に記録位置がＸm 番目のユニット列であることを
   カウントする手段とを備え、 前記変換手段は、前記カウント手段のカウント結果か
   ら、 Ｔ＝（Ｙn ）α＋（Ｘm ）β＋γ （ｍｏｄ Ｎ） α：走査線ピッチ／閾値マトリックスの画素の副走査方
   向ピッチ β：ユニットエリア列の段差／閾値マトリックスの画素
   の副走査方向ピッチ γ：平均値０の微小雑音（必要に応じて付加する） を演算することによってＴを求め、さらにＴ−１＜ｔ＜
   Ｔを満足する整数ｔを求め、前記閾値マトリックスのｔ
   行を選択して画素値と比較し二値化を行うことで、走査
   の位置により閾値マトリックスの行を演算するようにし
   たことを特徴とする請求項１記載のハーフトーン作成装
   置。