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発明の名称 ハーフトーン処理方法および装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−110852(P2003−110852A)
公開日 平成15年4月11日(2003.4.11)
出願番号 特願2001−306057(P2001−306057)
出願日 平成13年10月2日(2001.10.2)
代理人 【識別番号】100111659
【弁理士】
【氏名又は名称】金山 聡
【テーマコード(参考)】
2C262
5B057
5C077
5C079
【Fターム(参考)】
2C262 AB07 AB11 BB01 BB03 BB06 BB08 BB18 BC01 BC11 BC17 
5B057 AA11 CA02 CA08 CA12 CA16 CB02 CB07 CB12 CB16 CC01 CE13 CH07 CH08
5C077 LL19 MP01 NN04 NN14 NN15 PQ12 PQ23 SS02 TT02
5C079 LC09 MA04 MA11 NA05 PA03
発明者 阿部 淑人
要約 課題
特定の形状の網点を形成することができるという利点を持つ組織的ディザと細部の再現性に優れた誤差拡散法の長所をミックスしたスクリーニング方法とその方法を実現したハーフトーン処理装置を提供することを課題とする。

解決手段
階調画像値を2値化するための閾値をディザ行列として記憶装置に格納しておき、前記ディザ行列から順に選択した閾値で、前記階調画像から順に走査して選択される1つの対象画素を2値化する2値化ステップ、前記対象画素の元の値から2値化結果の値を差し引いた誤差を前記対象画像の前記対象画素の周辺の未処理の階調画像データにフィードバックさせる誤差拡散ステップ、の2つのステップを交互に繰り返して前記階調画像を2値化することにより結果として擬似階調画像を得ることを特徴とするハーフトーン処理方法装置により上記課題を解決する。
特許請求の範囲
【請求項1】 単色階調画像を、白黒の2値の出力状態しかとれない出力装置によって擬似階調画像として出力させるためのハーフトーン処理方法であって、階調画像値を2値化する際の複数の閾値をディザ行列として記憶装置に格納しておき、前記ディザ行列から順に選択した閾値で、前記階調画像から順に走査して選択される1つの対象画素を2値化する2値化ステップ、前記対象画素の元の値から2値化結果の値を差し引いた誤差を前記対象画像の前記対象画素の周辺の未処理の階調画像データに一定の条件でフィードバックさせる誤差拡散ステップ、の2つのステップを交互に繰り返して前記階調画像を2値化することにより結果として擬似階調画像を得ることを特徴とするハーフトーン処理方法。
【請求項2】 単色階調画像を、白黒の2値の出力状態しかとれない出力装置によって擬似階調画像として出力させるためのハーフトーン処理装置であって、階調画像値を2値化する際の複数の閾値をディザ行列として、および、誤差拡散のための係数値行列を誤差拡散フィルタとして、それぞれ記憶部に格納しておき、前記ディザ行列から順に選択した閾値で、前記階調画像から順に走査して選択される1つの対象画素を2値化する2値化処理部と、前記対象画素の元の値と2値化結果の値との差を求める誤差算出部と、求めた誤差を前記誤差拡散フィルタを通して前記対象画像の前記対象画素の周辺に拡散させるフィードバック処理部と、を具備して単色階調画像を擬似階調画像に変換することを特徴とするハーフトーン処理装置。
【請求項3】 請求項2の各処理部を色数に応じて複数組備えることによりカラー画像から各色毎の擬似階調画像を得ることを特徴とするハーフトーン処理装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、印刷等に用いるディジタル画像の擬似濃淡(ハーフトーン)画像化処理方法および装置に関する。
【0002】
【従来技術】印刷等で階調画像からハーフトーン画像を生成する際に用いられる処理方法として、ディザ法と誤差拡散法という二つの代表的なアルゴリズムがある。
【0003】ディザ法とは、オリジナル階調画像を白黒の2値による擬似階調画像に変換するアルゴリズムの一つであって、2値化する際に生じる擬似輪郭等を目立たなくさせ奇麗に見せるために、元画像データにわざと少量のランダムノイズを乗せた上で、2値化処理を行なわせるランダムディザ(random dither)と、規則的なパターンで2値化閾値が記述されるディザマトリクスを繰り返し元画像に適用することにより2値化処理を行う組織的ディザ(ordered dither)の2つの手法に大別される。後者はいわゆるスクリーニング(網点化)の方法である。図1は、このような組織的ディザ法の処理を概念的に表現するブロック図である。図1のディザマスクに上述のディザマトリクスの行列値が記憶されており、順に取出されるその値によって閾値処理が行われる。
【0004】AMスクリーンは、組織的ディザの一種である。そのディザマトリクスの一例を図5に示す。印刷用には、印刷適性に優れたAMスクリーンが用いられることが多い。
【0005】一方、誤差拡散法も、オリジナル階調画像を2値化画像に変換する画像処理方法である。2値化の際に発生する誤差を周りの画素に分散させることで、画像全体の累積的な色の誤差をほぼゼロにする方法である。2値化(より一般には量子化)誤差を拡散させる良好なフィルタとしては、図9に示すFloyd & Steinberg型のフィルタ、図10に示すJarvis, Judice & Ninke型のフィルタの2種類がよく知られている。図2は、このような誤差拡散法の処理を概念的に表現するブロック図である。図2において、閾値処理は常に一定の閾値によって行われる。例えば1画素8ビットの濃淡画像データの場合、閾値は127等の一定値である。そして2値化処理の結果、出力値としては0または255のどちらかとされるので、元の値から0または255を引いた値が誤差となり、拡散フィルタを通じて、今処理した画素の周辺の未処理の画素にフィードバックされる(加えられる)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】組織的ディザ法では予め設計された閾値行列(ディザマスクハーフトーンマスクディザ行列などと呼ぶ)により特定の形状の網点を形成することができるが、細部の再現性は充分ではない。特に印刷適性に優れたディザパターンほど細部の再現性がよくないという欠点がある。一方誤差拡散法では、一般に細部の再現性に優れるが独特のテクスチャ(ワームノイズやグラニュラノイズなど)を発生する欠点がありまた印刷適性はもともとよくないという欠点がある。
【0007】本発明はこのような問題点を考慮してなされたものであり、特定の形状の網点を形成することができるという利点を持つ組織的ディザと細部の再現性に優れた誤差拡散法の双方の長所をミックスしたスクリーニング方法を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】課題を解決するための第1の発明は、単色階調画像を、白黒の2値の出力状態しかとれない出力装置によって擬似階調画像として出力させるためのハーフトーン処理方法であって、階調画像値を2値化する際の複数の閾値を閾値行列として記憶装置に格納しておき、前記閾値行列から順に選択した閾値で、前記階調画像から順に走査して選択される1つの対象画素を2値化する2値化ステップ、前記対象画素の元の値から2値化結果の値を差し引いた誤差を前記対象画像の前記対象画素の周辺の未処理の階調画像データに一定の条件でフィードバックさせる誤差拡散ステップ、の2つのステップを交互に繰り返して行なって、前記階調画像を2値化することにより結果として擬似階調画像を得るハーフトーン処理方法である。図3は、本発明のハーフトーン処理方法を概念的に説明するブロック図である。
【0009】課題を解決するための第2の発明は、単色階調画像を、白黒の2値の出力状態しかとれない出力装置によって擬似階調画像として出力させるためのハーフトーン処理装置であって、階調画像値を2値化する際の複数の閾値をディザ行列として、および、誤差拡散のための係数値行列を誤差拡散フィルタとして、それぞれ記憶部に格納しておき、前記ディザ行列から順に選択した閾値で、前記階調画像から順に走査して選択される1つの対象画素を2値化する2値化処理部と、前記対象画素の元の値と2値化結果の値との差を求める誤差算出部と、求めた誤差を前記誤差拡散フィルタを通して前記対象画像の前記対象画素の周辺に拡散させるフィードバック処理部と、を具備して単色階調画像を擬似階調画像に変換することを特徴としたハーフトーン処理装置である。
【0010】課題を解決するための第3の発明は、第2の発明のハーフトーン処理装置の各処理部を色数に応じて複数組備えることによりカラー画像から各色毎の擬似階調画像を得ることができるようにしたカラー画像用ハーフトーン処理装置である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて、本発明の方法と、それに基づいた本発明の一実施形態であるハーフトーン処理装置1を説明してゆく。ハーフトーン処理装置1は、図3に示したブロック図を装置化したものである。図4にハーフトーン処理装置1の主要部分の構成を説明するブロック図を示す。
【0012】30はオリジナル画像データ記憶部である。オリジナル画像データが格納されるメモリである。31は生成されるハーフトーン画像データ記憶部である。ハーフトーン画像データが格納されるメモリである。10は2値化処理部である。11はディザ行列を記憶させたメモリである。12は誤差算出部である。オリジナルデータの現在対象としている画素の値と、それを2値化処理した値との差を計算してフィードバック処理部13に送る。13はフィードバック処理部である。誤差拡散フィルタの係数値を記憶させた誤差拡散フィルタ14から拡散のための系数値を読み出し、誤差算出部12が算出した誤差を対象画素の周辺の画素に拡散させる。20はデータ信号線、21はアドレス信号線である。
【0013】以下ではオリジナル画像の階調データは256段階(0〜255)、ハーフトーン画像データは0(黒)または255(白)の2値のみをとるものとする。
【0014】2値化処理部10の動作について更に説明する。2値化処理部10は、適切なアドレス発生させる機能を内蔵しており、オリジナル画像データ記憶部30を、自ら発生させたアドレスに従って順次走査して対象画素のデータを読み出す。ディザ行列記憶部11には、ディザマスクが記録されている。それは、例えば16×16の行列で、一例として図5のような値が記録されている。図5はAMスクリーン用のディザマスクである。今、対象画素のオリジナル画像データ上の位置が(i,j)の場合、ディザ行列11の(imod16, jmod16)の位置の記憶値を取出しこれを閾値として2値化する。ただしimod16はiを16で割った剰余である。その結果はハーフトーン画像記憶部31の(i,j)のアドレスに記録される。
【0015】同時に、誤差算出部12では、e={(2値化結果)−(オリジナル画像(i,j)位置の元の階調値)}×(-1)
を計算し、これを誤差値eとしてフィードバック処理部13に送る。
【0016】誤差拡散フィルタ処理部14には、誤差拡散係数行列が記録されている。図6は誤差拡散係数行列の例を示している。フィードバック処理部13は、前記誤差値eに、誤差拡散行列の係数をかけたものを、(i,j)の周辺の未処理の画素の値に加える。図6に示した誤差拡散係数行列によれば、(i+16,j)から(i+31,j)の16個の画素には、e×(1/32)をその画素の値に加える。誤差eがオリジナル画像データにフィードバックされた後は、2値化処理部10は、次の位置(i+1,j)を対象画素としてオリジナル画像データを読み出し、以降の処理を繰り返す。このようにハーフトーン処理装置1は、ディザ行列による2値化のステップと、2値化により生じた誤差をオリジナル画像データにフィードバックさせるステップを交互に繰り返して、結果として擬似階調画像を得る。
【0017】以上本発明によるハーフトーン処理装置1について述べた。また同時に本発明のハーフトーン処理方法についても述べた。図7は、本発明のハーフトーン処理法により得られた網点画像である。図8は、比較のための画像で、図5のAMスクリーン用のディザマスクで2値化処理をしただけの網点画像である。誤差拡散法により量子化誤差蓄積が排除されるためか、階調特性と細部の表現において図7の網点画像の方が優れていることがわかる。
【0018】また、ハーフトーン処理装置1の2値化処理部10、ディザ行列記憶部11、誤差算出部12、フィードバック処理部13、誤差拡散フィルタ記憶部14をオリジナル画像データの色数毎に備えれば、カラー画像から各色チャンネル毎の擬似階調2値化画像を得るハーフトーン処理装置を構成することも可能である。
【0019】本明細書の記載では、ディザマスクとして図5のAMスクリーンマトリクスを、誤差拡散計数行列として図6の誤差拡散係数行列を使用したが、本発明の方法で使用するディザマスクあるいは誤差拡散行列は、それらの特定の値に限定されるものではない。用途と目的に合わせて適切なディザマスク、適切な誤差拡散係数行列を選択して使用してよい。印刷適性に優れたハーフトーン画像を得たいのであれば、本実施形態の記載に示したように、図5の、または図5に類似したAMスクリーン用のディザマスクを用いればよいわけである。
【0020】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明のハーフトーン処理方法または、その方法を実現するハーフトーン処理装置により、誤差拡散法で得られる量子化誤差蓄積の排除とディザ法で得られる任意形状の網点発生の双方のメリットを得ることができ、良好なハーフトーン画像を得ることができるという顕著な効果を奏する。




 

 


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