JP4124580B2

JP4124580B2 - 階調画像作成用閾値配列決定方法

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Publication number: JP4124580B2
Application number: JP2001177333A
Authority: JP
Inventors: 義章井上
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2021-06-12
Also published as: EP1267564A2; DE60225760D1; EP1267564A3; DE60225760T2; EP1267564B1; US7158264B2; US20020186418A1; JP2002368995A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラースキャナ、イメージセッタ、ＣＴＰ装置、ＣＴＣ装置、ＤＤＣＰ等の印刷分野機器に適用して好適な階調画像作成用閾値配列決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
印画紙あるいはフイルム上に２値（例えば、レーザビームのオンオフにより黒化部分と白化部分）からなる網点画像（階調画像）を形成するイメージセッタ等の網点画像出力装置においては、その出力解像度とスクリーン線数との干渉で生じるモアレ縞が、出力された画像上に発生する場合があることが指摘されている（特開平８−３１７２１２号公報参照）。
【０００３】
ここで、出力解像度とは、画像出力装置の解像度であり、ｄｐｉ（ドットパーインチ）、画素／インチ（ｄｐｉと同意）、または画素／ｍｍ（ｄｐｍｍまたはｌｐｍｍと表記される。）等で定義される。また、スクリーン線数とは、単位長（１インチ）当たりに含まれる網点（網点セルともいう。）の列の数である線／インチ（線／ｍｍに換算可能）で定義され、ｌｐｉ（ラインパーインチ）、線数、スクリーン周波数または網点周波数ともいわれる。
【０００４】
出力解像度とスクリーン線数との干渉により発生するモアレ縞は、網点の周期的なパターン、すなわち網点ピッチと走査線ピッチ間で生じる周期的な干渉縞である。このモアレ縞は、低周波のノイズ成分となって画像品質を劣化させる。
【０００５】
この低周波ノイズ成分を低減する技術をこの出願の発明者は、特開平１１−１１２８１４号公報（第１の技術という。）および特願２００１−２８８３８号明細書（第２の技術という。）により提案している。
【０００６】
第１の技術は、閾値配列（閾値テンプレートともいう。）内の既存の修正前の閾値中、所定の閾値修正範囲内の中央値と前記修正前の閾値とを比較して、網点画像データに変換した後、周波数空間上のデータに変換し、このデータから網点の基本周波数成分より低い低周波ノイズ成分を含むデータを抽出して、実空間上の画像データに変換する。この変換後の実空間上のデータと前記修正前の閾値とを前記所定の閾値修正範囲内で観察し、置換しようとする一対の閾値を一定条件下（基本的には、前記実空間上の画像データの最大値と最小値を有する画素を発生する位置にある閾値対）に選択して置換し、修正後の閾値配列を得る技術である。
【０００７】
この第１の技術によれば、修正後の閾値配列自体が、低周波ノイズ成分の発生しにくい配列となる。
【０００８】
また、上記の第２の技術では、既存の閾値配列を修正するのではなく、低周波ノイズ成分の発生しにくい、換言すれば、階調画像を出力した際にモアレの発生の起きにくい閾値配列を最初から作成するので自由度が高く、そのためモアレ低減能力が高くなっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記第１および第２のモアレ低減化技術は、解像度が、たとえば２４００ｄｐｉと比較的に高くて、スクリーン線数が１７５ｌｐｉと比較的高線数の網点画像に適用して効果的である。
【００１０】
すなわち、１網点あたりの画素数｛ドット数ともいう。上記例では、約１８８個（＝２４００／１７５）²｝が比較的に多い網点画像を作成するための閾値配列に適用して好適である。
【００１１】
しかしながら、２４００ｄｐｉ、１７５ｌｐｉの条件では、カラースキャナ、イメージセッタ、ＣＴＰ装置、ＣＴＣ装置、ＤＤＣＰ等の印刷分野機器において、品質は確保されるが、処理するデータ量が多くなり、データ処理およびデータ出力に要する時間が長くなるという問題がある。
【００１２】
この出願の発明者は、出力解像度とスクリーン線数がより干渉し易くモアレ（いわゆる単版モアレ）が発生しやすい条件、たとえば、解像度が１２００ｄｐｉで、スクリーン線数が１７５ｌｐｉの出力条件、一般的には、出力解像度（ｄｐｉ）／線数（ｌｐｉ）の値が１０以下の出力条件の場合には、網点に対する１画素の占める割合が大きくなって量子化誤差が大きくなり、上記第１および第２の技術によってもモアレが残ってしまう場合があるという知見を得た。
【００１３】
実際上、１２００ｄｐｉ、１７５ｌｐｉの条件での出力画像と、２０００ｄｐｉ、１７５ｌｐｉの出力画像とでは、１画素の大きさが、それぞれ約２１μｍ、約１３μｍと、人間の眼では、解像度を区別することができない程度に細かい画像である。
【００１４】
したがって、２０００ｄｐｉ、１７５ｌｐｉの条件に比較して、量子化誤差が大きくなる１２００ｄｐｉ、１７５ｌｐｉの条件での出力画像にモアレの発生がなければ、カラースキャナ、イメージセッタ、ＣＴＰ装置、ＣＴＣ装置、ＤＤＣＰ等の印刷分野機器の構成を簡単化でき、かつ処理速度を高速にすることができるという利点が得られる。
【００１５】
この発明は、このような課題および技術を考慮してなされたものであって、比較的に低解像度の階調画像を出力した際にも、モアレ等の低周波成分の発生の起きにくい閾値配列を作成することを可能とする階調画像作成用閾値配列決定方法を提供することを目的とする。
【００１６】
さらに詳しく目的を説明すると、閾値配列を利用する方式（閾値方式という。）の階調再現方法においてモアレ縞が発生するのは、理解の容易化のために、たとえば入力画像の濃度が一様である画像を考えると、閾値配列単位で同じ模様が繰り返されることを原因とする。前述した出力解像度とスクリーン線数のモアレは、閾値方式として網点（周期的に、略同等の大きさのドットを並べた画像再現方法）を用いる場合の、閾値単位の周期成分の一つであると考えることができる。したがって、この発明の方法は、閾値方式が可能な階調再現方法全般において生じる閾値に起因する周期成分を低減することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明の階調画像作成用閾値配列決定方法は、閾値配列中、ある階調までの閾値の配置位置が決定しているときに、次階調の同値１つ以上の閾値の配置位置を決定する際、前記次階調の同値１つ以上の閾値の配置位置の候補位置を１箇所以上決定するＡ過程と、前記候補位置中、次階調の閾値の配置位置を決定するＢ過程とを有し、前記Ｂ過程は、前記ある階調までの閾値の配置位置が決定している閾値配列に基づいて得られる画像データから低周波成分を抽出する第１の過程と、前記抽出した低周波成分を１つ以上の周波数成分に分解する第２の過程と、前記候補位置の前記周波数成分の強度を求める第３の過程と、求めた前記周波数成分の強度の弱い候補位置を前記次階調の閾値の配置位置として決定する第４の過程とを含み、前記第１の過程から前記第４の過程を前記次階調の同値１つ以上の閾値の全ての配置位置が決定するまで繰り返し行うことを特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００１８】
なお、上記「Ａ過程」や「Ｂ過程」等におけるアルファベット「Ａ」、「Ｂ」は、単に、この発明の理解の便宜のために用いたものである。
【００１９】
この発明によれば、ある階調までの閾値の配置位置が決定している閾値配列に基づいて得られる画像データから低周波成分を抽出し、抽出した低周波成分を１つ以上の周波数成分に分解し、分解した周波数成分について候補位置での強度を求め、強度の弱い候補位置を次階調の閾値の配置位置として決定するようにしているので、その配置位置でその周波数成分の強度を高めることとなり、結果として、階調画像の作成に供される閾値配列が、不要な低周波成分を抑制する閾値配列となる。
【００２０】
なお、閾値は、小さい方の側（最も小さい場合には、最小値）から昇順で決めてもよく、大きい方の側（最も大きい場合には、最大値）から降順で決めてもよい。小さい方の側と大きい方の側の両方から中間の閾値に向かって同時進行で決めるようにしてもよい。ある中間の値の閾値から小さい方の側と大きい方の側の両方に向かって同時進行で閾値を決めるようにしてもよい。
【００２１】
前記第１の過程から前記第４の過程を前記次階調の同値１つ以上の閾値の全ての配置位置が決定するまで繰り返し行う前の、最初の前記第４の過程では、まず、前記ある階調までの閾値の配置位置が決定している閾値配列に基づいて得られる画像データから、発生が予測できる大きさと角度を有するモアレ成分である特定周波数成分を計算し、次に、前記候補位置中、前記特定周波数成分の強度の強い候補位置を除き、次いで、除いた候補位置中、前記第３の過程で求めた前記周波数成分の強度の弱い候補位置を前記次階調の閾値の配置位置として決定するようにする（請求項２記載の発明）。
【００２２】
この発明によれば、発生が予測できるモアレ成分である特定周波数成分の強度の強い候補位置を最初に除き、除いた候補位置中、前記第３の過程で求めた前記周波数成分の強度の弱い候補位置を前記次階調の閾値の配置位置として決定するようにしているので、閾値の配置位置をより短時間に求めることができる。
【００２３】
前記第１の過程における画像データを、記録媒体上に再現される画像を計算によって予測した濃度画像データとすることで、画像出力装置から実際に出力される濃度画像上での不要な低周波成分をより抑制することができる（請求項３記載の発明）。
【００２４】
前記第３の過程では、前記候補位置での、前記第２の過程で分解された周波数成分の中、少なくとも２つの周波数成分の強度を求め、前記第４の過程では、求めた前記少なくとも２つの周波数成分の両方の強度の弱い候補位置を前記次階調の閾値の配置位置として決定することで、より確実に低周波成分を抑制することができる（請求項４記載の発明）。
【００２５】
なお、画像データから低周波成分を抽出する第１の過程では、人間の視覚特性により重み付けをして低周波成分を抽出することにより、低周波成分をより人間の知覚したものに近い形で抽出することが可能となる（請求項５記載の発明）。
【００２６】
この発明は、出力機の出力解像度をｄｐｉ（ドット／インチ）、線数をｌｐｉ（ライン／インチ）で定義するとき、出力条件であるｄｐｉ／ｌｐｉの値を１０以下の値に選定し、前記出力機から網点画像を出力する際に用いられる階調画像作成用閾値配列決定方法に適用した場合、結果として得られる階調画像上でのモアレの発生を抑制することができる（請求項６記載の発明）。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、この発明の一実施の形態に係るスーパーセル閾値テンプレート（スーパーセル閾値配列）３６が適用された製版システム１０の基本的な構成を示している。
【００２９】
図１例の製版システム１０は、基本的には、画像入力部１４と画像処理部１６と階調画像作成部としての網点画像データ作成部２０と画像出力装置２４とから構成される。この製版システム１０は、画像入力部１４により原稿画像１２から読み取った画像をドットパターンにより形成される階調画像としての網点画像としてフイルムＦ上に形成するシステムである。
【００３０】
この場合、画像入力部１４において、光源からの光が照射され副走査方向に移送される原稿画像１２からの反射光または透過光が、リニアイメージセンサ等の光電変換素子に導かれて電気的に主走査され、その光電変換素子を通じて電気信号である画像信号（画素信号）に変換される。変換された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器により例えば、値０、１、…、２５５をとる８ビットのデジタル画像データ（単に画像データともいう。）ＤＡに変換される。
【００３１】
なお、画像入力部１４としては、このようなスキャナに限らず、ＤＶＤ等の画像記録ディスク（画像記録媒体）、通信ネットワーク、デジタルスチルカメラ等、結果としてデジタル画像データを出力する媒体であればよい。
【００３２】
画像入力部１４から出力された画像データＤＡに対して、画像処理部１６により、必要に応じて色補正処理、シャープネス処理等が行われて画像データＧが作成される。
【００３３】
この実施の形態において画像出力装置２４の解像度、すなわち出力解像度は、例として、１２００走査線／インチであるものとする。なお、この走査線／インチの表現は、スクリーン線数と紛らわしいので、以下、出力解像度は、１２００ｄｐｉ（ｄｏｔ／インチ）で表すものとする。ここで、ｄｏｔは、上記のように１画素を意味する。
【００３４】
なお、画像出力装置２４の解像度としては、９００ｄｐｉ〜５０００ｄｐｉ程度の値を選択することができる。
【００３５】
画像処理部１６により所定の処理のなされた画像データＧは、階調画像データ作成装置としての網点画像データ作成部２０に供給される。なお、近年、網点画像データ作成部２０に供給される画像データＧとして、上記デジタルカメラ等、結果としてデジタル画像データを出力する媒体で画像処理がなされたものが直接供給される場合もある。
【００３６】
網点画像データ作成部２０は、ソフトウエアを用いてコンピュータにより実現することが可能であるが、ハードウエアにより実現することもできる。また、ソフトウエアとハードウエアとを混在させて実現することもできる。
【００３７】
網点画像データ作成部２０は、階調画像データ作成手段（網点画像データ作成手段）として機能する比較部３２、アドレス計算部３４、階調画像データ作成用閾値配列が複数記憶される記憶媒体としてのスーパーセル閾値テンプレート（閾値配列）３６、および所望の閾値配列を選択する選択手段としての網属性入力部３８から構成される。
【００３８】
網点画像データ作成部２０に供給された画像データＧは、比較部３２の比較入力に供給される。また、画像データＧからスーパーセル閾値テンプレート３６上のｘ軸とｙ軸のアドレスを表すアドレスＡＤ＝ＡＤ（ｘ，ｙ）がアドレス計算部３４により計算される。
【００３９】
スーパーセル閾値テンプレート３６は、その指定されたアドレスＡＤに格納されている閾値｛この場合、値１、…２５５をとる８ビット（正確には、８ビットから１を引いた値であるが、便宜上、８ビットという。）の閾値データ｝Ｔを読み出して比較部３２の基準入力に供給する。
【００４０】
スーパーセル閾値テンプレート３６としては、複数のスーパーセル閾値テンプレート中、網属性入力部３８により指定された網属性（スクリーン線数、網角度および網形状）に対応するものが使用される。なお、この実施の形態において、例として、スクリーン線数は１７５線（ｌｐｉ）であり、網角度は１５°、網形状はスクエア形状に指定されているものとする。
【００４１】
なお、スクリーン線数は、８５線、１７５線、３００線等、５０線〜６００線の間の値に選択することができる。
【００４２】
スーパーセルは、複数の網点セル（単に、網点ともいう。）から構成されている。一般に、網点生成技術分野においては、出力解像度により定まる画素グリッド上にスーパーセルを設定し、設定したスーパーセルを網点セルに分割し、分割した網点セル内の各画素に対応して閾値を割り当てて網点閾値を生成するようにされており、各網点セルに閾値が割り当てられたスーパーセルをスーパーセル閾値テンプレート（閾値配列）という。
【００４３】
スーパーセルに関連して網点を生成する技術の参考文献としては、例えば、「書名：ポストスクリプト・スクリーニング、著者：ピーター・フィンク、発行元：株式会社エムディエヌコーポレーション、発行日：１９９４年８月１１日、初版第１刷」を挙げることができる。
【００４４】
複数の網点セルから構成されるスーパーセルを考えることで、スクリーン線数と網角度をより細かく変化させることが可能になり、指定されたスクリーン線数と網角度に、より近い値を選択することができるという有利さがある。
【００４５】
画素グリッドとは、黒化単位である画素の集合体をいう。したがって、画素グリッドは、出力解像度で画素が縦横に整然と並んでいる状態をイメージすればよい。
【００４６】
比較部３２では、画像データＧと閾値データ（単に閾値ともいう。）Ｔについて、Ｇ≧Ｔ→１（オン、黒化）、Ｇ＜Ｔ→０（オフ、白抜け、白化、非黒化、未黒化）の大小比較演算を行い、その比較演算結果の値１または値０をとるドットパターンを示す階調画像データとしての網点画像データ（２値データ、２値画像データ、２値網点画像データ、またはデジタル網点データともいう。）Ｈを作成する。なお、作成された網点画像データＨにより、表示媒体の例としてのディスプレイ等の表示部３５に表示される画像は、０個または１個以上の黒化画素からなるドットを有する網点セルの集合パターン（ドットパターンという。）により形成される階調画像である。
【００４７】
作成された網点画像データＨ、すなわち階調画像データは、画像出力装置２４を構成する露光記録部２６に供給される。
【００４８】
露光記録部２６では、この露光記録部２６内に配された感光材料Ｍ上を、網点画像データＨに応じてオンオフするレーザビーム（記録ビーム）により露光走査記録して、感光材料Ｍ上に潜像としての網点画像を形成する。網点画像の形成された感光材料Ｍは、自動現像機２８により現像処理されて、顕像化された網点画像が形成されたフイルムＦが作成される。このフイルムＦが原版とされて刷版が作成され、作成された刷版が図示していない印刷機に装着され、装着された刷版に対してインキが付けられる。
【００４９】
刷版に付けられたインキが印画紙等の記録媒体であるシート上に転移されることで、シート上に画像が形成された所望の印刷物を得ることができる。
【００５０】
なお、この発明は、原版としてのフイルムＦを出力する画像出力装置２４ではなく、網点画像データＨにより刷版ＰＰを直接出力することの可能な画像出力装置であるＣＴＰ（computer to plate）出力機２４ａにも適用することができる。ＣＴＰ出力機２４ａ内では、感光材料Ｍがレーザビーム（記録ビーム）により走査記録されることで、直接、刷版ＰＰが得られる。
【００５１】
また、画像出力装置としては、いわゆるレーザ光を用いた走査露光装置に限らず、面露光方式やインクジェット方式でフイルム、刷版あるいは印刷物を描画する装置にも適用することができる。
【００５２】
さらには、ＣＴＣ（computer to cylinder）印刷機２４ｂに網点画像データＨを供給するように構成すれば、このＣＴＣ印刷機２４ｂでは網点画像データＨに基づき、シリンダに巻き付けられた感光材料Ｍが走査記録されて得られた刷版にインキが付けられ、刷版に付けられたインキが記録媒体であるシートに転移されることで、シート上に画像形成された所望の印刷物ＰＭを直接得ることができる。
【００５３】
なお、図１例中の網点画像データ作成部２０を構成するスーパーセル閾値テンプレート３６の閾値配列は、ＣＤＲＯＭ、ＣＤＲ等のパッケージメディアであって持ち運ぶことの可能な記憶媒体４９に記録して可搬することが可能である。
【００５４】
この網点画像データ作成部２０は、ハードウエアあるいはコンピュータ上でソフトウエアによって実行される場合がある。この場合、スーパーセル閾値テンプレート３６（閾値配列）は、ハードディスク等の記憶媒体に記憶されているものを用いる。
【００５５】
以上が、この発明の一実施の形態の閾値配列が適用された製版システム１０の基本的な構成についての説明である。
【００５６】
次に、この発明の一実施の形態に係る階調画像作成用閾値配列決定方法を実施する階調画像作成用閾値配列作成装置について説明する。
【００５７】
図２は、記憶手段であるＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）やハードディスク等の記憶媒体により構成され、それぞれ複数の１、２、…、２５５の閾値Ｔが割り当てられて作成されるスーパーセル閾値テンプレート（閾値配列）３６の作成装置（階調画像作成用閾値配列作成装置）１８の構成例を示している。なお、ここで階調画像とは、２値画像｛黒化画素と白化（白ヌケ）画素とからなる階調画像｝あるいは４値画像（例えば、４段階の濃度０、１、２、３で示される階調で構成される階調画像）等の多値画像を意味している。
【００５８】
この図２例の階調画像作成用閾値配列作成装置１８において、図１に示した製版システム１０の構成要素と対応するものには、同一の符号を付けてその詳細な説明を省略する。
【００５９】
階調画像作成用閾値配列作成装置１８は、線数、角度、出力解像度、網形状等の入力パラメータを設定するパラメータ入力部３７と、設定された入力パラメータに応じて実質線数角度を選択する実質線数角度選択部３９と、選択された実質線数角度に応じて黒化候補画素を選択する候補画素選択部４１とを有している。なお、候補画素選択部４１は、スーパーセル閾値テンプレート３６の閾値を決定する際に、階調の高い方の次階調の閾値を決定する場合には、黒化候補画素を選択する機能を有する黒化候補画素選択部として機能するが、階調の低い方の次階調の閾値を決定する場合には、白化候補画素を選択する白化候補画素選択部として機能する。
【００６０】
また、階調画像作成用閾値配列作成装置１８は、候補画素選択部４１により選択された候補画素の選択に応じて、既に決定している閾値配列で作成される画像パターンを発生させるように、閾値サイズ分で大きさが一定の画像データＧを発生する画像データ発生部３０と、発生された画像データＧに基づいてアドレスＡＤを計算して作成途中（作成途上）スーパーセル閾値テンプレート３６Ｍに供給するアドレス計算部３４と、最初は閾値Ｔが全てゼロ値とされ実質的に閾値Ｔが何も配置されていない状態から順次決定された閾値が記憶（保存）される作成途中スーパーセル閾値テンプレート３６Ｍと、作成途中までの閾値（既決定の閾値）Ｔと画像データＧとから値０または値１をとる網点画像データＨを作成する比較部３２と、網点画像データＨに基づき画像出力装置２４から出力される濃度画像に対応する濃度画像データＨｄ（「０」と「１」とからなる２値データ）を作成する濃度シミュレーション部３３とを有している。この図２例において、表示部３５には、網点画像データＨあるいは濃度画像データＨｄを表示することが可能である。
【００６１】
さらに、階調画像作成用閾値配列作成装置１８は、比較部３２から出力される網点画像データＨあるいは濃度シミュレーション部３３から出力される濃度画像データＨｄから低周波成分データ（低周波ノイズ成分、低周波ノイズデータ、低周波成分）Ｌを抽出する低周波成分抽出部４５と、この低周波成分データＬに基づき、前記候補画素選択部４１により選択された候補画素の位置の低周波成分強度を算出するとともに、算出した低周波成分強度に基づき次の画素位置を閾値の配置位置と決定する画素決定処理部４６を有している。
【００６２】
ここで、低周波成分抽出部４５は、周波数変換手段としての高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）４０、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）４２、周波数逆変換手段としての高速逆フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）４４とから構成される。なお、周波数変換手段としては、高速フーリエ変換器４０にかぎらず、ウェブレット変換手段を使用することができ、ウェブレット変換手段を使用したときには、周波数逆変換手段としてウェブレット逆変換手段を使用する。
【００６３】
また、低周波成分抽出部４５は、周波数変換手段を持つことなく実空間上でのフィルタリング（コンボリューション演算）によって低周波成分を抽出することも可能である。コンボリューション演算のマスクサイズや画像データサイズにも依存するが、計算を実行するにあたっては、周波数変換手段を用いた方が、コンボリューション演算より演算時間を短くすることができる場合が多い。
【００６４】
比較部３２により作成された網点画像データＨは、濃度シミュレーション部３３を通じてあるいは直接にフーリエ変換手段である高速フーリエ変換器４０に供給される。濃度シミュレーション部３３を通じて供給するか直接供給するかは、図示していない選択手段により選択することができる。
【００６５】
この網点画像データＨは、位置空間（実空間）上の画像データである。ここで、位置空間上のデータとは、ｘｙ平面上で定義される座標上のデータであることをいう。この位置空間上の網点画像データＨが、高速フーリエ変換器４０により、周波数空間上の情報信号であるデータＤ１に変換され、遮断周波数が網点の基本周波数成分（スクリーン線数成分）に設定された低域通過フィルタ４２に供給される。ここで、周波数空間上のデータとは、ｘｙ軸を周波数軸として、その周波数平面上で定義される座標上のデータであることをいう。
【００６６】
低域通過フィルタ４２は、周波数空間上のデータＤ１から網点の基本周波数成分（スクリーン線数成分）より低い周波数の低周波成分を含むデータＤ２を抽出して、高速逆フーリエ変換器４４に供給する。
【００６７】
高速逆フーリエ変換器４４は、周波数空間上で抽出された低周波成分を含むデータＤ２を、位置空間上の画像データである低周波成分データＬに変換して画素決定処理部４６に供給する。
【００６８】
画素決定処理部４６は、低周波成分データＬを周波数分析し、さらに複数の特定周波数成分データＢを分解して抽出する特定周波数成分分解部７０と、抽出された特定周波数成分データＢの各候補画素位置での強度を算出する強度算出部７８と、算出された強度に基づき黒化候補画素あるいは白化候補画素中、それぞれ黒化画素および白化画素を決定する画素決定部８０とを備える。ここで、特定周波数成分分解部７０は、高速フーリエ変換器７２（上述の高速フーリエ変換器４０と同様の機能を有する。）、並べ替え部７４、および高速逆フーリエ変換器７６（上述の高速逆フーリエ変換器４４と同様の機能を有する。）とから構成される。
【００６９】
画素決定処理部４６では、特定周波数成分分解部７０から出力される特定周波数成分データＢあるいは低周波成分データＬのどちらからでも候補画素を決定することができる。特定周波数成分データＢあるいは低周波成分データＬのどちらを用いるかは、図示していない選択手段により選択することができる。
【００７０】
低周波成分データＬまたは特定周波数成分データＢに基づき画素決定処理部４６により決定された閾値配列は、作成途中スーパーセル閾値テンプレート３６Ｍに記憶され、１〜２５５までの全ての閾値配列が決定されたとき、その作成途中スーパーセル閾値テンプレート３６Ｍは、閾値配列が全て決定されているスーパーセル閾値テンプレート３６とされて記憶媒体４９に記録され、この記憶媒体４９から図１の製版システム１０におけるスーパーセル閾値テンプレート３６にコピーされ、製版システム１０での使用に供される。
【００７１】
次に、階調画像作成用閾値配列作成装置１８のより詳しい動作について、図３のフロー図を参照して説明する。
【００７２】
まず、ステップＳ１では、パラメータ入力部３７により入力パラメータを設定する。ここで、入力パラメータは、たとえば、スクリーン線数１７５線（ｌｐｉ）＝６．８９線／ｍｍ、網角度１５度、出力解像度１２００（ｄｐｉ）＝４７ドット／ｍｍ（画素／ｍｍ）｛１画素の大きさは約２１μｍ角｝および網形状四角形（スクエア）とする。網形状としては、四角形以外に円形あるいはその他の幾何形状とすることができる。
【００７３】
次いで、実質線数角度選択部３９において、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４では、それぞれ、閾値配列であるスーパーセル（スーパーセル閾値テンプレート３６）の画素数が選択され、さらに網点画像の配列（大きさ、個数、角度）が選択され、１階調あたりの画素数Ｎｄｏｔが選択される。
【００７４】
図４は、設定された入力パラメータにより形成された網点（網点セル）５０の列からなる１個のスーパーセルＳＳを示している。
【００７５】
ここで、スーパーセルＳＳの１階調あたりの画素数Ｎｄｏｔは、次の（１）式により決定される。
【００７６】
Ｎｄｏｔ＝スーパーセルの画素数／階調数 …（１）
このことは、たとえば必要な階調数が２５６階調のときに、作成途中スーパーセル閾値テンプレート３６Ｍに配置すべき閾値Ｔ、換言すれば、スーパーセル閾値テンプレート３６中に配置されている閾値Ｔ＝１、閾値Ｔ＝２、…閾値Ｔ＝２５５が、それぞれＮｄｏｔ個あることを意味している。
【００７７】
この実施の形態においては、２５６階調が必要な例に対して１〜２５５の閾値を決めていく方式について説明する。これ以外に、閾値としては、スーパーセルＳＳ内の総画素数をＮａｌｌとして、１〜Ｎａｌｌの閾値を計算しておき、それを１階調当たりの画素数Ｎｄｏｔで割ることで、１〜２５５の閾値を得るようにしてもよい。１〜Ｎａｌｌの閾値を計算しておいた場合には、必要な階調数が変更となった場合でも、除数である１階調当たりの画素数Ｎｄｏｔを変更することで柔軟に対応することができる。
【００７８】
なお、この実施の形態においては、理解の容易化のために作成途中スーパーセル閾値テンプレート３６Ｍの閾値Ｔの配列がある階調まで決定されており、次に、Ｎｄｏｔ個（１つ以上）の次階調の閾値Ｔ（Ｔ←Ｔ＋１）の配置位置（同値１つ以上の閾値の配置位置）を決定する際の動作について説明する。
【００７９】
この場合、ステップＳ５において、網の形状を損なわないように、次階調の同値複数の閾値の配置位置の候補位置を候補画素選択部４１により複数箇所選択する。ここで、候補位置は、次に黒化する候補の画素位置に対応するので、黒化候補画素という。
【００８０】
この黒化候補画素の数をｍとするとき、ｍ＝Ｎｄｏｔ＋α、たとえば、Ｎｄｏｔ×２個に選択する。余裕度αを大きくすれば、閾値配列の自由度が増加するが網の黒化形状が、この例ではスクエアからくずれていく。なお、黒化候補画素は、ステップＳ１で設定した網点特性（線数、角度、形状）を満たすように選択することが好ましく、網点の周期性を維持するには、少なくとも現在黒化されている画素の周囲画素を算出する必要がある。
【００８１】
図５は、その黒化候補画素の選択手順例を示している。
【００８２】
すなわち、ステップＳ５−１では、各画素のうち未だ黒化されていない未処理画素を選択する。次に、ステップＳ５−２では、ステップＳ５−１で抽出した各未処理画素について、以下に説明するように距離値を求める。
【００８３】
図６に模式的に示すように、たとえば、大きさを±１で規格化した各網点５０の中心Ｏから未処理画素までの距離値、換言すれば、未だ閾値が配置されていない画素位置までの距離値を所望の形状であるスクエアに合致した次の（２）式の距離関数Ｄ（ｘ，ｙ）により求める。
【００８４】
Ｄ（ｘ，ｙ）＝１−（|ｘ|＋|ｙ|） …（２）
この模式的に描いた図６において、中心Ｏを含む四角形５１の内側までの閾値配列が決まっていた場合に、次に、四角形５２の辺の付近の未処理画素までの距離値を距離関数Ｄ（ｘ，ｙ）により求めることになる。
【００８５】
なお、距離関数Ｄ（ｘ，ｙ）は、黒化部分が円形で太る網点形状である場合には、次の（３）式で表されるものを用いればよい。
【００８６】
Ｄ（ｘ，ｙ）＝１−（ｘ²＋ｙ²） …（３）
距離関数Ｄ（ｘ，ｙ）は、いわゆるスポット関数に対応し、所望の網形状に応じてさまざまな関数とすることができる。
【００８７】
次いで、ステップＳ５−３では、未処理画素の各距離関数Ｄ（ｘ，ｙ）の値を小さい順に並べ替える。
【００８８】
次いで、ステップＳ５−４においては、ステップＳ５−３で求めた距離関数Ｄ（ｘ，ｙ）の値の小さい方から順に、未処理画素としての黒化候補画素数がｍ（ｍ＝Ｎｄｏｔ＋α）個に等しくなるまで選択する。
【００８９】
黒化候補画素数をｍ個選択できれば、候補画素選択部４１は、選択された黒化候補画素数ｍの各画素位置を画素決定処理部４６に転送通知する。
【００９０】
次に、複数の黒化候補画素（複数箇所の候補の閾値）の配置位置を決定する処理について説明する。
【００９１】
すなわち、まず、ステップＳ６の処理において、既に決まっている閾値配列が格納されている作成途中スーパーセル閾値テンプレート３６Ｍにより階調画像である網点画像データＨを比較部３２により作成する。網点画像データＨを作成する画像データＧの値は、Ｇ＝Ｔとされる。すなわち、閾値Ｔ＝（Ｔ＋１）の配置位置を決定する場合に、既に決まっている閾値Ｔ＝１〜Ｔの閾値配列を表す網点画像データＨを作成するときには、画像データ発生部３０から画像データＧの値として、一定値Ｇ＝Ｔがスーパーセル閾値サイズ分比較部３２へ供給される。
【００９２】
図７は、画像データＧがＧ＝Ｔであるとき、作成途中スーパーセル閾値テンプレート３６Ｍを用いて比較部３２により作成された網点画像データＨにより表される網点画像を模式的に示している。
【００９３】
ここでは、平網（略一定網％をもつ網点が並んでいる均一濃度を再現したドットパターン）となっており、比較部３２により得られた１個のスーパーセルＳＳによる網点画像データＨに基づく網点画像（ビットパターンあるいはドットパターンという。）を示している。ここで、網点の基本周波数は、実際のスクリーン線数に等しい。
【００９４】
この図７では、１以上の黒化画素からなるドット４７を有する網点セル５０の集合パターンにより形成されるある階調の網点画像データ（網点画像）Ｈを示している。この網点画像データＨは、１個のスーパーセルを示しており、上述したように、複数の網点セル（網点）５０から構成されている。なお、５０という符号を付けている網点セル５０中のドット４７を構成する黒化画素数は、１３個であることが分かる。５０という符号を付けていない他の網点セル５０中のドット４７ａは１２個、ドット４７ｂは１２個、ドット４７ｃは１２個、ドット４７ｄは１３個と、ドットを構成する黒化画素数が異なっている（黒化画素の付き方が異なっている。）。これらのドット数は、表示部３５の画像上で容易に確認することができる。
【００９５】
図８は、ステップＳ５の黒化候補画素の選択処理により図７に示す網点画像データＨから算出された黒化候補画素データＪによるスーパーセル中の黒化候補画素の配置を示している。黒化候補画素は、ステップＳ１で設定した網点特性（線数、角度、形状）を満たすように選択され、図７の網点画像データＨで既に黒化されている画素の周囲から黒化候補画素が選択されている。
【００９６】
次に、ステップＳ７では、網点画像データＨにより得られる濃度画像に対応する濃度画像データＨｄを濃度シミュレーション部３３によるシミュレーションにより求める。ここで、濃度画像とは、網点画像データＨが入力された場合の画像出力装置２４から出力される、たとえばフイルムＦ上に形成される濃淡画像をいい、その濃淡画像を表すデータを濃度画像データＨｄという。
【００９７】
図９において、左側の図は、網点画像データＨを、１画素をスクエア形状として仮想的に表現した図である。画像出力装置２４から実際に出力されるときには、１画素がスクエア形状であることは希であり、一般に、円形状あるいは楕円形状として粗く近似することができる。このようにドットが太ることをドットゲインと呼ぶこともある。濃度画像データＨｄは、図９の右側の斜線部の面積を求めた濃度を予想したデータである。
【００９８】
実際に画像出力装置２４からテストパターンを出力し、元の網点画像データＨの１画素がテストパターンの濃淡画像上でどのように出力されるのかを測定することで、たとえば図９の濃度画像データＨｄにおける円形状の半径を求めることができる。その半径を用いて、実際の濃度像に近い濃度画像データＨｄでの面積率を網点画像データＨから計算することができる。
【００９９】
図９では、１画素、３画素、４画素からなる各網点画像データＨが、それぞれシミュレーション後の１画素、３画素、４画素からなる濃度画像データＨｄに変換される太り具合の例を示している。この図９例では、１画素がそれぞれ円形状に近似されて、濃度が予測される例を示している。
【０１００】
濃度画像データＨｄは、特開平１１−１１２８１４号公報にも示しているような方法で精度よく求めることができる。すなわち、画像出力装置２４で使用されるビーム形状から露光量を積算計算し、感光材料のガンマ特性から濃度像を予測することができる。
【０１０１】
計算により濃度像を予測することを詳しく説明すると、まず、フイルムＦ上等の記録媒体上に１画素を形成するためのレーザビームＢＰのコンピュータ計算用のシミュレーション形状を決めておく。シミュレーション形状の例を図１０Ｂに略円錐状のレーザビームＢＰとして示す。レーザビームＢＰは、ガウス分布に近い形状を有しており、振幅値の最大値１／ｅ²で規定されるビーム径で略表現できる形状である。
【０１０２】
次に、このレーザビームＢＰと比較部３２により得られた網点画像データＨ｛図１０Ａ（図７の図面を再掲）参照｝とのコンボリューション演算（網点画像データＨ＊ＢＰ：＊はコンボリューションの演算を示している。）を行い、各画素毎の露光量を算出する。
【０１０３】
次いで、算出した各画素毎の露光量を、フイルムＦ等の感光材料における露光特性９０（図１０Ｃ参照）、いわゆるガンマ特性により、各画素の濃度に変換する。このようにして求めた各画素の濃度から、濃度シミュレーション画像としての図１０Ｄに示す濃度画像データＨｄを得ることができる。
【０１０４】
図１０Ｄに示す濃度画像データＨｄは、図１０Ａに示すスクエア形状の画素から構成される網点画像データＨが、画像出力装置２４から出力されるときの濃度を予想した結果を表したものである。
【０１０５】
次に、ステップＳ８では、この濃度画像データＨｄから低周波成分抽出部４５により低周波成分データＬを抽出する。なお、低周波成分データＬの抽出は、網点画像データＨから抽出することもできるが、網点画像データＨから抽出するよりも、画像出力装置２４での濃度シミュレーション処理を行った濃度画像データＨｄから抽出した方がモアレ成分を除去するためのより効果的な低周波成分データＬを抽出することができる。そのため、この実施の形態では、濃度画像データＨｄから低周波成分データＬを抽出することを例として説明する。
【０１０６】
このステップＳ８では、まず、濃度画像データＨｄを、二次元の高速フーリエ変換器４０により高速フーリエ変換して、周波数空間上の情報信号であるデータＤ１に変換する。
【０１０７】
次に、このデータＤ１に対して、網点の基本周波数成分（スクリーン線数）の遮断周波数を有する低域通過フィルタ４２を作用させ、低周波成分を含むデータＤ２を抽出する。
【０１０８】
実際上、モアレ縞は人間が知覚するものであるから、高速フーリエ変換器４０により濃度画像データＨｄを高速フーリエ変換した後のデータＤ１中、高周波成分を低域通過フィルタ４２により除去する際に、図１１に示す人間の視覚特性６５により重み付けした後、低域通過フィルタ４２をかけて低周波成分を抽出するようにしている。人間の視覚特性６５は、たとえば一例として図１１に示すように、周波数０．８（ｃ／ｍｍ）近傍で最大感度を有する特性である。
【０１０９】
次いで、高速逆フーリエ変換器４４は、低域通過フィルタ４２により抽出された低周波成分データＤ２を逆フーリエ変換して、図１０Ｆに示す、位置空間（実空間）上の低周波成分データＬを得る。この低周波成分Ｌからモアレが発生していることが理解される。なお、図１０Ｆ中、色の濃い部分は、色の薄い部分に比較して、信号強度が強い部分である。
【０１１０】
この低周波成分データＬは、低周波成分抽出部４５から画素決定処理部４６に供給される。
【０１１１】
次に、ステップＳ９では、画素決定処理部４６を構成する特定周波数成分分解部７０中の高速フーリエ変換器７２により、低周波成分データＬをさらにスーパーセル閾値テンプレート３６に基づき作成された濃度画像データＨｄで生じる可能性のある特定周波数成分（基本周波数成分）に分解する。
【０１１２】
図１２は、低周波成分データＬを空間周波数の特定周波数成分ｆ１（強度Ｐａ），ｆ２（強度Ｐｂ），ｆ３（強度Ｐｃ），ｆ４（強度Ｐｄ），ｆ５（強度Ｐｅ），…に分解した状態を１次元的に示している（実際には、２次元の空間である。）。
【０１１３】
次に、ステップＳ１０では、並べ替え部７４により、各周波数成分の強度を比較し、大きい順（強い順あるいは強度順）に並べる。図１２の例では、ｆ２（Ｐｂ）→ｆ４（Ｐｄ）→ｆ３（Ｐｃ）→ｆ１（Ｐａ）→ｆ５（Ｐｅ）の順に並べ替える。
【０１１４】
次いで、ステップＳ１１では、特定周波数成分（基本周波数成分）を、強度の強い順に、実空間上の周波数成分に高速逆フーリエ変換器７６を用いて変換する。
【０１１５】
次いで、ステップＳ１２では、強度算出部７８により各黒化候補画素位置での特定周波数成分（基本周波数成分）の強度を算出する。
【０１１６】
さらに、ステップＳ１３では、画素決定部８０において、抽出された周波数成分を強める位置にある黒化候補画素を候補から除外する。換言すれば、抽出された周波数成分の強度の弱い黒化候補画素を残す。
【０１１７】
次に、ステップＳ１４では、残された黒化候補画素数が、１階調当たりの画素数Ｎｄｏｔに等しい数になっているかどうかを確認し、残された黒化候補画素数が１階調当たりの画素数Ｎｄｏｔになるまで、ステップＳ１１〜Ｓ１４までの過程を繰り返し、候補を絞っていく。
【０１１８】
ステップＳ９〜Ｓ１４の過程が成立するまでの手順について、図面を参照して、より具体的に説明する。
【０１１９】
図１３Ａ（図１０Ｆを再掲）に示す低周波成分データＬの場合、図１３Ｂ（図８を再掲）に示すように黒化候補画素データＪが決定されている。
【０１２０】
ステップＳ１１の処理により、特定周波数成分ｆ２（強度Ｐｂ）として分解された最も周波数成分強度の強い実空間上の周波数成分データＬ１を図１４Ａに示す。
【０１２１】
図１４Ｂは、ステップＳ１２、Ｓ１３の黒化候補画素除外処理により残された周波数成分の強度の弱い黒化候補画素データＪ１を示している。黒化候補画素データＪ１は、図１３Ｂに示す黒化候補画素データＪと図１４Ａに示す特定周波数成分ｆ２に対応する周波数成分データＬ１とを重ねてみたとき（対応する位置にある画素の強度を比較したとき）、黒化候補画素データＪから強度成分の強い部分（図１４Ａ中、黒い部分）に対応する黒化候補画素が除外されて残されたデータである。換言すれば、強度成分の弱い部分（図１４Ａ中、白い部分）に対応する部分の黒化候補画素が残されたデータである。
【０１２２】
なお、図１４Ａに示す特定周波数成分（基本周波数成分）ｆ２に対応する周波数成分データＬ１では、たとえば、図の左下側から左上側に向かって、略３周期の明暗が現れており、この明暗の信号Ａは、Ａ＝ａ・ｓｉｎ（２πｆ２・ｒ）＋ｂ（aは振幅、πは円周率、ｒは距離、ｂはオフセット値）と表すことができる。ここで、信号Ａの最大値は（ａ＋ｂ）（図１４Ａ中、黒い帯状の部分の中央線上の値）、最小値は（−ａ＋ｂ）（図１４Ａ中、白い帯状の部分の中央線上の値）となる。特定周波数成分の強度が強いとは、強度がオフセット値ｂより大きい値であることをいい、弱いとは、強度がオフセット値ｂ未満の値であることをいう。したがって、周波数成分が弱い画素（図１４Ｂ上では、ドットで示している。）が黒化されると元の特定周波数成分（基本周波数成分）が弱まると考えることができる。図１３Ａ〜図１７Ａの各図においては、特定周波数成分（基本周波数成分）の最大値を黒、最小値を白として表示した模式図である。
【０１２３】
ここで、残された黒化候補画素データＪ１の候補画素数が、１階調当たりの画素数Ｎｄｏｔより大きい場合には（ステップＳ１４の判定が否定的である場合には）、再度、ステップＳ１１の処理により、特定周波数成分ｆ４（強度Ｐｄ）が変換された２番目に周波数成分強度の強い実空間上の周波数成分データＬ２（図１５Ａ）を用いてさらに黒化候補画素を絞る。
【０１２４】
図１５Ｂは、ステップＳ１２、Ｓ１３の黒化候補画素除外の２度目の処理により残された周波数成分の強度の弱い黒化候補画素データＪ２を示している。
【０１２５】
黒化候補画素データＪ２は、図１４Ｂに示す黒化候補画素データＪ１と図１５Ａに示す周波数成分データＬ２とを重ねてみたとき、白化部分（図１５Ａ中、白い部分）に対応する部分の黒化候補画素が残されたデータである。
【０１２６】
以下同様にして得られた、３番目、４番目に周波数成分強度の強い実空間上の周波数成分データＬ３、Ｌ４をそれぞれ図１６Ａ、図１７Ａに示す。図１６Ｂ、図１７Ｂは、これらに対応する、ステップＳ１２、Ｓ１３の黒化候補画素除外処理により残された周波数成分の強度の弱い黒化候補画素データＪ３、Ｊ４をそれぞれ示している。
【０１２７】
このようにして残された１階調当たりの画素数Ｎｄｏｔの数の黒化候補画素の位置が、この次階調での閾値の配置位置として決定される。
【０１２８】
すなわち、ステップＳ１４の判断が成立したとき、換言すれば、１階調当たりの画素数Ｎｄｏｔの全ての黒化画素に対応する閾値が決定したとき、ステップＳ１５において、画素決定処理部４６は、閾値Ｔが最大値である閾値Ｔ＝２５５までの全ての閾値配列が決定したかどうかを確認し、閾値配列が決定していない場合には、ステップＳ５からステップＳ１５の処理を繰り返して閾値Ｔ＝２５５までの全ての閾値配列を決定して処理を終了する。
【０１２９】
このような順序により閾値配列を決定することで、最終的に残った黒化候補画素は、元のドットパターンが有する周波数成分を強めることのない画素を次の黒化画素として選択することができる。最大振幅をもつ基本周波数のみに着目して、周波数成分を弱めることを考慮すると、黒化候補画素のうち、最大振幅を持つ特定周波数成分（基本周波数成分）の最小値の位置を次の黒化候補画素位置として選択することになる。このとき、２番目に大きな振幅を持つ特定周波数成分（基本周波数成分）を強めてしまう場合があるが、先に説明したアルゴリズムを用いれば、比較的強度の強い基本周波数成分のいずれも強めない、すなわち弱める最適な位置に次の黒化画素を配置することができる。
【０１３０】
なお、ある階調において、画素数Ｎｄｏｔの数の閾値の配置位置を決定する際、網形状が好ましい形状、この場合、できるだけスクエア形状になるように、一度に１個ずつあるいは複数個ずつ決定して、図３のフローチャート中、点線で示す経路を含む、ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４の処理を繰り返すようにすることもできる。
【０１３１】
また、１あるいはＮｄｏｔの数の画素の閾値を選択したいと考えていても、実際に図３のアルゴリズムの処理を実施した場合、ステップＳ１３の処理後には、実際にほしい画素数より画素数が多く残ってしまったり、候補画素数が目的数より小さくなる場合がある。画素数が多い場合にはステップＳ１４で他の条件の大小の順に候補画素数を選ぶことで所望の個数の候補画素数を得ることができる。このとき、他の条件とは、たとえば、各画素における分解した周波数成分の強度値の和の小さい順あるいは、形状を示す距離値Ｄの順等を用いる。候補画素がなくなる場合には、ステップＳ１３の処理の１つ前に戻って候補画素が多い状態とし上記を実行すれば所望の個数の候補画素を得ることができる。
【０１３２】
このようにして、全ての閾値配列が決定した作成途中スーパーセル閾値テンプレート３６Ｍは、スーパーセル閾値テンプレート３６とされ、そのスーパーセル閾値テンプレート３６のデータが記憶媒体４９に記録され、この記憶媒体４９から図１に示した製版システム１０中のスーパーセル閾値テンプレート３６にコピーされる。
【０１３３】
以下、同様にして、ステップＳ１において新たなパラメータ（線数、角度、出力解像度、網形状等）を設定することにより、このパラメータに対応したスーパーセル閾値テンプレート３６の閾値配列を略自動的に決定することができる。
【０１３４】
通常、カラーの印刷を行う際には、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（黄）、Ｋ（黒）４色分の版を作成することが必要になるため、上述したアルゴリズムにより４つの異なる角度｛通常、０度（たとえばＹ版）、１５度（たとえばＣ版）、４５度（たとえばＭ版）、７５度（たとえばＫ版）｝をもつ４版分のスーパーセル閾値テンプレート３６の閾値配列を作成する。
【０１３５】
なお、上述した実施の形態においては、２値の網点画像データＨを対象としているが、この発明は網点画像データＨに限らず、出力値が「０，１，２，３」の値をとる４値、８値等の多値網点画像データにも適用することができる。
【０１３６】
また、上述した図３のフロー図に基づく閾値配列の決定の際には、閾値Ｔ＝１から網％では０％（小さい方）から昇順で順次黒化画素（閾値配列）を決定するようにしているが、この閾値配列の決定は、閾値Ｔの最大値から網％では１００％（大きい方）から降順で順次決定するようにしてもよい。
【０１３７】
図１８の閾値配列決定順序表１２０に示すように、決定パターン１では、０％から１００％に向かって昇順に、決定パターン２では、１００％から０％に向かって降順に、決定パターン３では、０％、１００％、１％、９９％という順に、０％から５０％に向かって昇順に決定するとともに、１００％から５０％に向かって降順に交互に決定することもできる。
【０１３８】
さらに、決定パターン４では、Ｘ印で示すある階調（階調Ｘとする）でモアレの発生していないドットパターン（黒化パターン）が得られているときに、そのある階調から降順および昇順、具体的には、階調Ｘ−１、階調Ｘ＋１、階調Ｘ−２、階調Ｘ＋２の順で閾値位置を決定することもできる。
【０１３９】
決定パターン５では、Ｘ印で示すある階調Ｘでモアレの発生していないドットパターンが得られているときに、階調Ｘ−１、階調０％、階調Ｘ＋１、階調１００％、階調Ｘ−２、階調１％、階調Ｘ＋２、階調９９％、…の順で閾値位置を決定することもできる。
【０１４０】
なお、降順で候補画素を決定する際には、黒化候補画素ではなく、次に白化すべき候補画素である白化候補画素を決定していく。
【０１４１】
上記の手順により作成したスーパーセル閾値テンプレート３６を設定した図１例の製版システム１０によれば、従来、単版モアレのために作成が困難であった、たとえば、解像度が１２００ｄｐｉで、スクリーン線数が１７５ｌｐｉの出力条件、一般的には、出力解像度（ｄｐｉ）／線数（ｌｐｉ）の値が１０以下の出力条件の場合であっても、モアレの発生のほとんどない画像が形成された記録媒体であるフイルムＦ等を作成することができるという利点が得られる。
【０１４２】
図１９は、この実施の形態の手順により、閾値配列の決定されたスーパーセル閾値テンプレート３６が設定された網点画像データ作成部２０により作成された網点画像データＨ（Ｈ←Ｈ’）を示している。この網点画像データＨ’は、表示部３５上に拡大表示される。解像度１２００ｄｐｉ、スクリーン線数１７５ｌｐｉである。スクリーン線数に対する解像度の比ｄｐｉ／ｌｐｉは、ｄｐｉ／ｌｐｉ＝６．８６≦１０になっている。
【０１４３】
また、図２０は、この網点画像データＨ’に対して濃度シミュレーション部３３による濃度シミュレーションおよび低周波成分抽出部４５を作用させて（視覚特性６５も作用させている。）得られた低周波成分データＬ（Ｌ←Ｌ’）を示している。この低周波成分データＬ’は、表示部３５上に拡大表示される。
【０１４４】
図１９の網点画像データＨ’において、網点セル５０内のドット４７’が、図７に示した従来方式で作成した網点画像データＨのドット４７と変わっていることがわかる。
【０１４５】
また、図２０に示す、網点画像データＨ’に基づく低周波成分データＬ’には、図１０Ｆの低周波成分データＬで視認可能なモアレ成分（単版モアレ成分）が、視認不可能となっていることが理解される。
【０１４６】
この場合、図７に示す網点画像データＨの各網点セル５０を構成するドット４７、４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄの各黒化画素数は、１３、１２、１３、１２、１３個となっており、図１９に示す網点画像データＨ’の各網点セル５０を構成する対応するドット４７’、４７ａ’、４７ｂ’、４７ｃ’、４７ｄ’の各黒化画素数は、１４、１２、１１、１２、１５個となっていることが分かる。
【０１４７】
このように上述した実施の形態によれば、１つ１つのドット４７を構成する黒化画素の差をより多くして、スーパーセル全体の持つ低周波ノイズ（たとえば、単版モアレ等）を発生しないように工夫している。
【０１４８】
具体的に、５０％以下のある網％の平網を出力したとき、スーパーセル内、この場合、網点画像データＨ’の各網点セル５０を構成する各ドット４７の黒化画素数の最大値をＮｍａｘ、最小値をＮｍｉｎとするとき、各ドット４７相互の黒化画素数の差Δ＝（Ｎｍａｘ−Ｎｍｉｎ）が、２≦Δ≦６となる差Δを持たせることが好ましい。この差Δが、６を超えるとランダムノイズ等として視認されてしまうので、差ΔがΔ≦６であることが好ましい。
【０１４９】
実際上、スクリーン線数に対する解像度の比ｄｐｉ／ｌｐｉが、ｄｐｉ／ｌｐｉ≦１０の条件では、差Δが、２≦Δ≦４となる差Δを持たせることが好ましい。
【０１５０】
５０％以上のある網％の平網を出力したときには、黒化画素数ではなく白ヌケドットの白化画素数についても同様に考えることができる。このとき、網点セル５０は、黒化画素のものとは異なり、白ヌケ画素が収まる範囲で設定した網点セル単位となる。
【０１５１】
なお、差Δ（黒化画素数の差あるいは白化画素数の差）は、２５％および７５％を中心近傍とする網％に適用されるが、網点セル５０内のドット４７を構成する黒化画素あるいは逆に白化画素が１個〜３個程度の場合には、各ドット４７の黒化画素数あるいは白化画素数は同数あるいは、差Δがあっても差Δ≦１とすることが好ましい。単版モアレによるむらよりも画素数不揃いによるむらが見える場合がある。また、網％が５０％近傍では、隣り合うドット４７が接触しているため、どの画素がどのドット４７に属するのかを決めることは無意味になる。
【０１５２】
上述した実施の形態で説明した手順は、低周波モアレ成分が不明の場合であっても適用できる手順であるが、網点画像において予め特定のモアレ周波数の成分が発生することが分かっている場合や計算できる場合には、ステップＳ１３において不要な黒化候補画素を除外する際に、まず、分かっている特定周波数成分を強める候補画素を最初に除外してから候補画素を決定するようにすれば、より短時間に候補画素を決定することができる。
【０１５３】
たとえば、出力解像度１２００ｄｐｉの出力と１７５線１５度の網点とで発生するモアレ成分を算出してみる。
【０１５４】
図２１は、出力解像度と網点線数の周波数ベクトル図を表している。図２１中、丸印は、１７５線１５度の網点画像が持つ可能性のある周波数成分であり、網点基本周波数とその高調波成分の位置を示す網点周波数格子成分を表している。一方、図２１において、出力解像度１２００ｄｐｉの成分は、Ｙ軸上の座標位置Ｒ（ｘ，ｙ）＝（０，１２００）で示すことができる。
【０１５５】
一般に、２つの周波数成分で生じるモアレは、周波数ベクトルの差で表すことができる。視覚的に問題となる低周波のモアレ成分は、出力解像度を表す座標位置Ｒの位置に対し、もっとも距離が近い網点格子中の格子点座標Ｑ（ｍ，ｎ）を選択することになる。この格子点座標Ｑ（ｍ，ｎ）は、次の（４）式の整数値問題を解くことにより、Ｑ（ｍ，ｎ）＝（２，７）となる。
【０１５６】
ｍ×１７５ｓｉｎ１５゜＋ｎ×１７５ｃｏｓ１５゜＝１２００ …（４）
この場合、網点格子の座標Ｑ（ｍ，ｎ）に対応するＸＹ座標上の座標Ｑ（ｘ，ｙ）は、ｙ＝２×１７５ｓｉｎ１５゜＋７×１７５ｃｏｓ１５゜＝１２７４、ｘ＝２×１７５ｃｏｓ１５゜−７×１７５ｓｉｎ１５゜＝２１となることから座標ＱはＱ（ｘ，ｙ）＝（２１，１２７４）となる。
【０１５７】
ここで、図２２の拡大図に示すように、始点をＸＹ座標の原点とするベクトルＲとベクトルＱの差ベクトルＳ（ｘ，ｙ）の成分は、（２１，７４）となり、この差ベクトルＳ（ｘ，ｙ）が、網点の格子点座標Ｑ（ｍ，ｎ）の高調波成分と解像度１２００ｄｐｉの成分との干渉成分となり、大きさが（２１²＋７４²）^1/2ｄｐｉ、角度がｔａｎθ＝（７４／２１）のモアレ成分となることが計算できる。
【０１５８】
具体的には、大きさが約７７ｄｐｉ（約０．３ｍｍ）で、角度θがθ＝約７４゜のモアレ成分が計算で発生することが分かる。
【０１５９】
この計算で発生が予測できるモアレ成分を、上述したステップＳ１３の処理において、最初に、黒化候補画素から除外しておけば、ステップＳ６〜Ｓ１４あるいはステップＳ１１〜Ｓ１４の繰り返し処理の際の高速フーリエ変換や逆フーリエ変換等の演算回数が少なくなり、最適な黒化候補画素の位置をより短時間で求めることができる。
【０１６０】
上述した実施の形態においては、閾値配列を用いる階調画像再現方法における閾値の配置位置の決定方法ということで説明しているが、この発明は、各階調において、どのようなドット配置が最適な配置であるのかを順次決定するものであり、当業者であれば、容易に推測できるように、この技術で決定される各階調のドット配置を、濃淡画像の１画素をＺ×Ｚドットのサブマトリックスに対応させ、各画素の濃度をサブマトリックス内の黒化ドットの面積率で再現する濃度パターン法等の他の階調再現技術にも適用可能であることはいうまでもない。
【０１６１】
このように、この発明は、各階調において、どのようなドット配置が最適かを順次決定するものである。上述の実施の形態においては、網点の大きさで濃淡を表現するいわゆるＡＭスクリーンによる網点（略均一の大きさのドットが直交して略等間隔に並んでいる。）を例として説明しているが、図２中、候補画素選択部４１において選択する候補画素の条件によっては、網点以外のドット配置方式による階調再現方法、たとえば、同一サイズのドットを不規則に配置し、該ドットの密度で濃淡を表現するＦＭスクリーンにおいても、閾値配列に関連して発生する低周波成分の低減に適用できる等、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採りうることはもちろんである。
【０１６２】
なお、ＦＭスクリーンの場合には、低域通過フィルタ４２は、人間の視覚特性６５のみのフィルタとし、網点周期でのスクリーン線数に対応する低域通過フィルタによるフィルタリングは不要である。
【０１６３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、周期的な模様やモアレ等の低周波成分の発生のきわめて少ない閾値配列を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係るスーパーセル閾値テンプレートが適用された製版システムの構成を示すブロック図である。
【図２】閾値配列作成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】閾値配列の決定手順を示すフロー図である。
【図４】入力パラメータ設定の説明に供される図である。
【図５】図３例の閾値配列決定手順中、黒化候補画素の選択処理の詳細な処理手順を示すフロー図である。
【図６】距離関数の説明に供される線図である。
【図７】網点画像データにより表される位置空間上の画像を示す線図である。
【図８】図７の画像に対する次の黒化候補画素を示す線図である。
【図９】濃度シミュレーションの説明に供される線図である。
【図１０】濃度シミュレーションによる濃度画像の作成手順を示す線図であって、図１０Ａは、網点画像データに係る画像を示す線図、図１０Ｂは、レーザビームの形状を示す線図、図１０Ｃは、ガンマ特性を示す線図、図１０Ｄは、濃度画像を示す線図、図１０Ｅは、視覚特性を示す線図、図１０Ｆは、低周波成分に係る画像を示す線図である。
【図１１】人間の視覚特性の説明に供される特性図である。
【図１２】低周波成分をフーリエ変換したときの強度を示す模式図である。
【図１３】図１３Ａは、低周波成分に係る画像示す線図、図１３Ｂは、最初の黒化候補画素を示す線図である。
【図１４】図１４Ａは、低周波成分中、最も強い成分に係る画像を示す線図、図１４Ｂは、最も強い低周波成分を強めない黒化候補画素を示す線図である。
【図１５】図１５Ａは、２番目に強い低周波成分に係る画像を示す線図、図１５Ｂは、２番目に強い低周波成分を強めない黒化候補画素を示す線図である。
【図１６】図１６Ａは、３番目に強い低周波成分に係る画像を示す線図、図１６Ｂは、３番目に強い低周波成分を強めない黒化候補画素を示す線図である。
【図１７】図１７Ａは、４番目に強い低周波成分に係る画像を示す線図、図１７Ｂは、４番目に強い低周波成分を強めない黒化候補画素を示す線図である。
【図１８】閾値配列決定順序表を示す図である。
【図１９】黒化画素の配置位置が修正された網点画像データにより表される位置空間上の画像を示す線図である。
【図２０】モアレ成分抑制後の低周波成分に係る画像を示す線図である。
【図２１】出力解像度と網点線数の周波数ベクトル図である。
【図２２】図２１の一部拡大図である。
【符号の説明】
１０…製版システム１２…原稿画像
１４…画像入力部１６…画像処理部
１８…階調画像作成用閾値配列作成装置
２０…網点画像データ作成部（階調画像データ作成装置）
３２…比較部３４…アドレス計算部
３６…スーパセル閾値テンプレート（網点閾値データ）
３６Ｍ…作成途中スーパーセル閾値テンプレート
３７…パラメータ入力部３８…網属性入力部
４１…候補画素選択部４５…低周波成分抽出部
４６…画素決定処理部５０…網点（網点セル）
７０…特定周波数成分分解部ＡＤ…アドレス
ＤＡ、Ｇ…画像データＦ…フイルム
Ｈ…修正後の網点画像データＬ…低周波成分データ
Ｍ…感光材料ＰＰ…刷版
ＰＭ…印刷物ＳＳ…スーパーセル
Ｔ…閾値データ（閾値）

Claims

閾値配列中、ある階調までの閾値の配置位置が決定しているときに、次階調の同値１つ以上の閾値の配置位置を決定する際、
前記次階調の同値１つ以上の閾値の配置位置の候補位置を１箇所以上決定するＡ過程と、
前記候補位置中、次階調の閾値の配置位置を決定するＢ過程とを有し、
前記Ｂ過程は、
前記ある階調までの閾値の配置位置が決定している閾値配列に基づいて得られる画像データから低周波成分を抽出する第１の過程と、
前記抽出した低周波成分を１つ以上の周波数成分に分解する第２の過程と、
前記候補位置の前記周波数成分の強度を求める第３の過程と、
求めた前記周波数成分の強度の弱い候補位置を前記次階調の閾値の配置位置として決定する第４の過程とを含み、
前記第１の過程から前記第４の過程を前記次階調の同値１つ以上の閾値の全ての配置位置が決定するまで繰り返し行う
ことを特徴とする階調画像作成用閾値配列決定方法。
請求項１記載の階調画像作成用閾値配列決定方法において、
前記第１の過程から前記第４の過程を前記次階調の同値１つ以上の閾値の全ての配置位置が決定するまで繰り返し行う前の、最初の前記第４の過程では、まず、前記ある階調までの閾値の配置位置が決定している閾値配列に基づいて得られる画像データから、発生が予測できる大きさと角度を有するモアレ成分である特定周波数成分を計算し、次に、前記候補位置中、前記特定周波数成分の強度の強い候補位置を除き、次いで、除いた候補位置中、前記第３の過程で求めた前記周波数成分の強度の弱い候補位置を前記次階調の閾値の配置位置として決定する
ことを特徴とする階調画像作成用閾値配列決定方法。
請求項１記載の階調画像作成用閾値配列決定方法において、
前記第１の過程では、前記画像データを、記録媒体上に再現される画像を計算によって予測した濃度画像データに変換し、この濃度画像データから前記低周波成分を抽出する
ことを特徴とする階調画像作成用閾値配列決定方法。
請求項１記載の階調画像作成用閾値配列決定方法において、
前記第３の過程では、前記候補位置での、前記第２の過程で分解された周波数成分の中、少なくとも２つの周波数成分の強度を求め、
前記第４の過程では、求めた前記少なくとも２つの周波数成分の両方の強度の弱い候補位置を前記次階調の閾値の配置位置として決定する
ことを特徴とする階調画像作成用閾値配列決定方法。
請求項１２記載の階調画像作成用閾値配列決定方法において、
前記画像データから低周波成分を抽出する第１の過程では、人間の視覚特性により重み付けをして低周波成分を抽出する
ことを特徴とする階調画像作成用閾値配列決定方法。
請求項１記載の階調画像作成閾値配列決定方法において、
前記閾値配列が、出力機の出力解像度をｄｐｉ（ドット／インチ）、線数をｌｐｉ（ライン／インチ）で定義するとき、出力条件であるｄｐｉ／ｌｐｉの値を１０以下の値に選定し、前記出力機から網点画像網点画像を出力する際に用いられる階調画像作成用閾値配列である
ことを特徴とする階調画像作成閾値配列決定方法。