JP6108217B2 - 画像変換処理方法、それを実行させるためのプログラム及び画像変換処理装置 - Google Patents

Description

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

従来、ファクシミリや新聞等の分野においては、小さな点の集合パターンで階調を表現する網点を用いた網点（ＡＭ（Amplitude Modulation）スクリーニング）画像が利用されている。

網点画像は、網点の大きさの変調を用いることにより、入力された画像の多値画素による階調を擬似的に表現することが可能な画像である。網点画像では、網点が規則的に並んだグリッド上に配置されるため、ざらざらとした粒状感のない画像を表現することができるという長所を有する一方、モアレやロゼッタパターン等の干渉縞が発生するという短所を有する。

また、網点を用いた画像としては、上述したものの他に、誤差拡散処理等を用いて網点をランダムに配置し、網点の密度を変化させることにより、入力画像の多値画素による階調を擬似的に表現するＦＭ（Frequency Modulation）スクリーニング画像が利用されている。

ＦＭスクリーニング画像では、モアレやロゼッタパターン等の干渉縞が発生しないという長所を有する一方、ざらざらとした粒状感や、配置される網点が小さいことにより、プレートの作成や印刷環境の変化による影響を受けやすいという短所を有する。

そこで、最近では、このような網点画像とＦＭスクリーニング画像とにおける長所を兼ね備えるハイブリッドスクリーニング画像の要求が高まっている。このハイブリッドスクリーニング画像を作成する際には、網点画像をＦＭスクリーニング画像に変換する手法が用いられる。

従来の網点画像をＦＭスクリーニング画像に変換する場合、従来は、画像処理ソフトやスキャナ等を用いて、二値画像である網点画像を多値画像であるグレースケール画像へ変換する。次に、多値画像であるグレースケール画像に対してＲＩＰ（Raster Image Processor）処理を行い、再び二値画像であるＦＭスクリーニング画像へ変換する（例えば、特許文献１）。

特開２００７−１９５１０８号公報

しかし、従来の方法を用いた網点画像からＦＭスクリーニング画像への変換処理では、変換前の網点画像と変換後のＦＭスクリーニング画像とが異なる画像となり、変換画像の画質劣化が発生するという問題があった。

また、入力二値画像である網点画像の濃淡情報や画像構成情報（特に、網点の濃度分布情報）等の画像情報は、二値画像から多値画像へ変換するための変換処理ソフトウェアや、多値画像からＦＭスクリーニング画像へ変換するための変換処理ソフトウェアであるＲＩＰ処理の精度に依存するため、変換後のＦＭスクリーニング画像が変換前の入力二値画像である網点画像の画像情報を維持することができないという問題あった。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、画像の画質劣化を抑制すると共に、画像情報を維持することが可能な画像変換処理方法、それを実行させるためのプログラム及び画像変換処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、網点画像をハイブリッドスクリーニング画像に変換する画像変換処理方法であって、黒画素及び白画素からなる網点画像から黒画素数を検出する黒画素数検出ステップと、検出された前記黒画素数に基づき、前記網点画像をＦＭスクリーニング画像に変換するＦＭスクリーニング画像作成ステップと、作成された前記ＦＭスクリーニング画像から、隣接する複数の画素によって形成されると共に、前記黒画素及び前記白画素が１画素間隔で分布する画素パターンを検出し、検出された画素パターン内の前記黒画素が連続的に分布するように前記黒画素及び前記白画素を互いに交換するパターン変換処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素パターン変換ステップとを備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、画素パターン変換処理により、孤立する黒画素が連続的となり、かつ印刷工程に適した小さなドットを有するハイブリッドスクリーニング画像を作成することが可能になる。

上記画像変換処理方法において、前記黒画素数検出ステップは、前記網点画像の網点線数情報に基づき、前記ＦＭスクリーニング画像の作成単位となる、前記網点画像のスクリーンセルのサイズに対応する変換ブロックを前記網点画像に対して設定し、前記変換ブロック内の前記黒画素数を変換ブロック毎に検出することができる。

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

また、本発明は、網点画像をハイブリッドスクリーニング画像に変換する画像変換処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、上記いずれかに記載の画像変換処理方法を実行させるためのものであることを特徴とする。本発明によれば、前記発明と同様に、孤立する黒画素が連続的となり、かつ印刷工程に適した小さなドットを有するハイブリッドスクリーニング画像を作成することが可能になる。

さらに、本発明は、網点画像をハイブリッドスクリーニング画像に変換する画像変換処理装置であって、黒画素及び白画素からなる網点画像から黒画素数を検出する黒画素数検出部と、検出された前記黒画素数に基づき、前記網点画像をＦＭスクリーニング画像に変換するＦＭスクリーニング画像作成処理部と、作成された前記ＦＭスクリーニング画像から、隣接する複数の画素によって形成されると共に、前記黒画素及び前記白画素が１画素間隔で分布する画素パターンを検出し、検出された画素パターン内の前記黒画素が連続的に分布するように前記黒画素及び前記白画素を互いに交換するパターン変換処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素パターン変換処理部とを備えることを特徴とする。本発明によれば、前記発明と同様に、孤立する黒画素が連続的となり、かつ印刷工程に適した小さなドットを有するハイブリッドスクリーニング画像を作成することが可能になる。

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

本発明に係る画像変換処理装置の一実施の形態を示すブロック図である。 黒画素検出処理について説明するための略線図である。 ＦＭスクリーニング画像の作成処理について説明するための略線図である。 ＦＭスクリーニング画像作成処理によって作成されたＦＭスクリーニング画像の一例を示す略線図である。 第１のパターン変換処理について説明するための略線図である。 第２のパターン変換処理について説明するための略線図である。 第３のパターン変換処理について説明するための略線図である。 画像変換処理装置における各処理の流れについて説明するためのフローチャートである。 ＦＭスクリーニング変換処理の流れについて説明するためのフローチャートである。 配置処理の流れについて説明するためのフローチャートである。 二次元パターン変換処理の流れについて説明するためのフローチャートである。 一次元パターン変換処理の流れについて説明するためのフローチャートである。 変換された画像について説明するための略線図である。

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明では、網点の色を「黒」とし、背景の色を「白」とした二値画像を例にとって説明する。

図１は、本発明にかかる画像変換処理装置の一実施の形態を示し、この画像変換処理装置１は、大別して、メモリ２、黒画素数検出部３、ＦＭスクリーニング画像作成処理部４及び画素パターン変換処理部５を備える。

画像変換処理装置１には、スキャナ等の入力機器から出力された、各画素の階調値が「１」である黒画素と、階調値が「０」である白画素との二値で表現された網点画像である入力二値画像データ１０が入力され、この入力二値画像データ１０に対して各種の処理を施した後、出力二値画像データ２０を出力する。

メモリ２は、外部から入力された入力二値画像データ１０を記憶すると共に、黒画素数検出部３、ＦＭスクリーニング画像作成処理部４及び画素パターン変換処理部５で各種処理が施された画像データや、各処理において必要な情報等を記憶するための記憶媒体である。

黒画素数検出部３は、メモリ２に記憶された入力二値画像データ１０を読み出し、この入力二値画像データ１０に関する網点線数情報に基づき、入力二値画像データ１０に含まれる黒画素の数を検出する。検出された黒画素数を示す黒画素数情報は、メモリ２に記憶される。

ＦＭスクリーニング画像作成処理部４は、メモリ２に記憶された黒画素数情報を読み出し、この黒画素数情報を用いてＦＭスクリーニング画像を作成する。作成されたＦＭスクリーニング画像は、メモリ２に記憶される。また、ＦＭスクリーニング画像作成処理部４は、ＦＭスクリーニング画像を作成する際に用いられる、図示しない要配置画素数カウンタ及び配置済み画素数カウンタを有する。これらのカウンタについては、後述する。

画素パターン変換処理部５は、メモリ２に記憶されたＦＭスクリーニング画像を読み出し、このＦＭスクリーニング画像から後述する画素パターンを検出する。そして、画素パターン変換処理部５は、検出された画素パターンに対してパターン変換処理を施し、ハイブリッドスクリーニング画像である出力二値画像データ２０を作成する。作成された出力二値画像データ２０は、メモリ２に記憶される。

尚、上述した黒画素数検出部３、ＦＭスクリーニング画像作成処理部４及び画素パターン変換処理部５は、必ずしもハードウェアによって構成する必要はなく、その一部又は全部をソフトウェア（プログラム）によって構成してもよい。

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

まず、黒画素数検出部３による黒画素数検出処理について、図２を参照して説明する。

黒画素数検出処理においては、まず、入力二値画像データ１０の網点の線数に基づき、入力二値画像データ１０内の黒画素を検出するための検出単位である変換ブロックを設定する。変換ブロックは、入力二値画像データ１０に関する網点線数情報により、１つの網点を収める仮想的な領域を示すスクリーンセルのサイズと同等のサイズに設定される。

尚、網点の線数情報を予め取得することが困難である場合には、これに限られず、例えば、網点のスクリーンセルサイズを推測し、サイズが多少異なる変換ブロックを設定してもよい。図２に示す例は、スクリーンセルサイズが「８画素×８画素」である網点画像に対して、近似的に、「９画素×９画素」の変換ブロックを設定した場合を示す。

次に、上述のようにして変換ブロックが設定された入力二値画像データ１０に対してラスタスキャンを行い、変換ブロック内に含まれる黒画素を検出し、変換ブロック毎の黒画素数を計数する。図２に示す例の場合、各変換ブロック毎の黒画素数は、図の左上から右下まで、順に「４」、「８」、「１２」、「１０」、「６」、「１２」、「１８」、「１６」、「６」、「１２」、「１８」、「１４」となる。

次に、ＦＭスクリーニング画像作成処理部４によるＦＭスクリーニング画像の作成処理について、図３を参照して説明する。

ＦＭスクリーニング画像作成処理においては、黒画素数検出部３による黒画素数検出処理によって検出された黒画素数に基づき、各変換ブロック毎に検出された黒画素をランダムに配置することにより、ＦＭスクリーニング画像を作成する。

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

具体的には、まず、図３（ａ）に示すように、変換ブロックの各画素に対して配置画素座標（ｍ，ｎ）を定義する。図３（ａ）の例では、左上の画素から右下の画素まで、配置画素座標が（０，０）、（１，０）、・・・、（０，Ｌｙ）、・・・、（Ｌｘ，Ｌｙ）のように定義される。このとき、作成されるＦＭスクリーニング画像についての画像情報が上下左右の４方向に均等に分布されるようにするため、横方向の座標の値「Ｌｘ」と縦方向の座標の値「Ｌｙ」とが同じになるように定義する。

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

次に、このように配置画素座標が定義された変換ブロックに対して、チェスボード形画素配置図を設定する。チェスボード形画素配置図は、図３（ｂ）に示すように、変換ブロックと同サイズであり、配置画素を配置するための第１配置層及び第２配置層が市松模様状に交互に設定される。また、チェスボード形画素配置図における各画素に対して、変換ブロックに対して定義された配置画素座標と同様の座標（０，０）〜（Ｌｘ，Ｌｙ）が設定される。

黒画素数検出処理で検出された、配置画素である黒画素は、このチェスボード形画素配置図における第１配置層及び第２配置層のいずれか一方の配置層に、検出された黒画素の数だけランダムに配置される。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

一方、当該座標が示す位置に配置画素が配置されていない場合には、配置画素を配置する。そして、ＦＭスクリーニング画像作成処理部４に設けられた要配置画素数カウンタの値を「１」だけデクリメントすると共に、配置済み画素数カウンタの値を「１」だけインクリメントする。

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

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

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

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

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

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

図４は、上述したＦＭスクリーニング画像作成処理によって作成されたＦＭスクリーニング画像の一例を示す。このＦＭスクリーニング画像は、大域均等分布と局部ランダム分布とのバランスを取りながら、上下左右の４方向に画素分布特性を有することが大きな特徴である。

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

また、図４に示すＦＭスクリーニング画像では、画素毎に上下左右の４方向に隣接した画素と、１画素間隔で孤立している。そこで、本実施の形態では、ＦＭスクリーニング画像の高画質の良さを保持しつつ、輪転機による紙へのインクの着肉性を改善した印刷工程に適したスクリーニングを実現するため、以下に示す画素パターン変換処理によって、孤立する画素を印刷に適した大きさのドットに変換する。

次に、画素パターン変換処理部５による画素パターン変換処理について、図５〜図７を参照して説明する。

画素パターン変換処理においては、まず、ＦＭスクリーニング画像作成処理部４によって作成されたＦＭスクリーニング画像に対してラスタスキャンを行う。そして、互いに隣接する複数の画素によって形成される画素パターンから、黒画素及び白画素が１画素間隔で分布する画素パターンを検出し、検出された画素パターンに対して二次元パターン変換処理を行う。

具体的には、まず、ＦＭスクリーニング画像から図５（ａ）に示す「２画素×２画素」の４画素からなる第１の画素パターンを検出する。具体的には、第１の画素パターンは、左上及び右下の画素が黒画素であり、右上及び左下の画素が白画素となるパターンである。

そして、第１の画素パターンを検出した場合には、この第１の画素パターンに対して第１のパターン変換処理を行う。第１のパターン変換処理では、図５（ｂ）に示すように、第１の画素パターンにおける右下の黒画素と、隣接する右上又は左下の白画素とを入れ替える交換処理を行う。このとき、右下の黒画素と、右上又は左下の白画素との交換確率を共に５０％とする。

すなわち、第１のパターン変換処理では、５０％の確率で、図５（ｃ）に示す右下の黒画素と右上の白画素とを入れ替える交換処理（以下、「第１のパターン変換処理１００ａ」とする）、及び図５（ｄ）に示す右下の黒画素と左下の白画素とを入れ替える交換処理（以下、「第１のパターン変換処理１００ｂ」とする）のうち、いずれかの交換処理を行う。

次に、二次元パターン変換処理では、図６（ａ）に示す第２の画素パターンを検出する。具体的には、第２の画素パターンは、左上及び右下の画素が白画素であり、右上及び左下の画素が黒画素となるパターンである。

そして、第２の画素パターンを検出した場合には、この第２の画素パターンに対して第２のパターン変換処理を行う。第２のパターン変換処理では、図６（ｂ）に示すように、第２の画素パターンにおける右下の白画素と、隣接する右上又は左下の黒画素とを入れ替える交換処理を行う。このとき、右下の白画素と、右上又は左下の黒画素との交換確率を共に５０％とする。

すなわち、第２のパターン変換処理では、５０％の確率で、図６（ｃ）に示す右下の白画素と右上の黒画素とを入れ替える交換処理（以下、「第２のパターン変換処理２００ａ」とする）、及び図６（ｄ）に示す右下の白画素と左下の黒画素とを入れ替える交換処理（以下、「第２のパターン変換処理２００ｂ」とする）のうち、いずれかの交換処理を行う。

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

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

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

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

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

ここで、第３の画素パターンの検出は、図７（ａ）に示すように、画像の３６０°空間において４５°間隔で行う。具体的には、第３のパターン変換処理では、０°方向に第３の画素パターンが検出された場合に、図７（ｂ）に示すように、０°方向に左から右方向に「白・黒・白・黒」と並ぶ第３の画素パターン（以下、「第３の画素パターン（０°）」とする）を、「白・白・黒・黒」と並ぶ画素パターンに変換する（第３のパターン変換処理（０°））。

４５°方向に第３の画素パターンが検出された場合には、図７（ｃ）に示すように、４５°方向に左下から右上方向に「白・黒・白・黒」と並ぶ第３の画素パターン（以下、「第３の画素パターン（４５°）」とする）を、「白・白・黒・黒」と並ぶ画素パターンに変換する（第３のパターン変換処理（４５°））。

９０°方向に第３の画素パターンが検出された場合には、図７（ｄ）に示すように、９０°方向に下から上方向に「白・黒・白・黒」と並ぶ第３の画素パターン（以下、「第３の画素パターン（９０°）」とする）を、「白・白・黒・黒」と並ぶ画素パターンに変換する（第３のパターン変換処理（９０°））。

１３５°方向に第３の画素パターンが検出された場合には、図７（ｅ）に示すように、１３５°方向に右下から左上方向に「白・黒・白・黒」と並ぶ第３の画素パターン（以下、「第３の画素パターン（１３５°）」とする）を、「白・白・黒・黒」と並ぶ画素パターンに変換する（第３のパターン変換処理（１３５°））。

１８０°方向に第３の画素パターンが検出された場合には、図７（ｆ）に示すように、１８０°方向に右から左方向に「白・黒・白・黒」と並ぶ第３の画素パターン（以下、「第３の画素パターン（１８０°）」とする）を、「白・白・黒・黒」と並ぶ画素パターンに変換する（第３のパターン変換処理（１８０°））。

２２５°方向に第３の画素パターンが検出された場合には、図７（ｇ）に示すように、２２５°方向に右上から左下方向に「白・黒・白・黒」と並ぶ第３の画素パターン（以下、「第３の画素パターン（２２５°）」とする）を、「白・白・黒・黒」と並ぶ画素パターンに変換する（第３のパターン変換処理（２２５°））。

２７０°方向に第３の画素パターンが検出された場合には、図７（ｈ）に示すように、２７０°方向に上から下方向に「白・黒・白・黒」と並ぶ第３の画素パターン（以下、「第３の画素パターン（２７０°）」とする）を、「白・白・黒・黒」と並ぶ画素パターンに変換する（第３のパターン変換処理（２７０°））。

３１５°方向に第３の画素パターンが検出された場合には、図７（ｉ）に示すように、３１５°方向に左上から右下方向に「白・黒・白・黒」と並ぶ第３の画素パターン（以下、「第３の画素パターン（３１５°）」とする）を、「白・白・黒・黒」と並ぶ画素パターンに変換する（第３のパターン変換処理（３１５°））。

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

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

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

次に、画像変換処理装置１における各処理の流れについて、図８〜図１２に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、外部から入力された入力二値画像データ１０を出力二値画像データ２０に変換して出力する画像変換処理装置１全体の処理について、図８を参照して説明する。

外部から入力二値画像データ１０が入力され、メモリ２に記憶されると、黒画素数検出部３により、メモリ２に記憶された入力二値画像データ１０が読み出され、入力二値画像データ１０に関する網点線数情報に基づき、入力二値画像データ１０に対して変換ブロックを設定し、変換ブロック毎の黒画素数を検出する黒画素数検出処理が行われる（ステップＳ１）。この黒画素数検出処理によって検出された各変換ブロックにおける黒画素数情報は、一旦メモリ２に記憶される。

次に、ＦＭスクリーニング画像作成処理部４により、メモリ２に記憶された黒画素数情報が読み出され、黒画素数情報が示す各変換ブロック毎の黒画素数に基づき、変換ブロックと同サイズのチェスボード形画素配置図を用いて入力二値画像データ１０である網点画像をＦＭスクリーニング画像に変換するＦＭスクリーニング変換処理が行われる（ステップＳ２）。このＦＭスクリーニング変換処理によって作成されたＦＭスクリーニング画像は、一旦メモリ２に記憶される。

次に、画素パターン変換処理部５により、メモリ２に記憶されたＦＭスクリーニング画像が読み出され、このＦＭスクリーニング画像に対して、二次元パターン変換処理（第１及び第２のパターン変換処理）が行われる（ステップＳ３）。二次元パターン変換処理によって作成されたスクリーニング画像は、一旦メモリ２に記憶される。

そして、二次元パターン変換処理によって作成されたスクリーニング画像がメモリ２から読み出され、このスクリーニング画像に対して、一次元パターン変換処理（第３のパターン変換処理）が行われる（ステップＳ４）。これにより、網点画像である入力二値画像データ１０がハイブリッドスクリーニング画像に変換される。変換されたハイブリッドスクリーニング画像は、メモリ２に記憶され、メモリ２から出力二値画像データ２０として出力される。

尚、図８に示す例では、ステップＳ１及びステップＳ２の処理が順次行われるように説明したが、これに限られず、例えば、ステップＳ１及びステップＳ２の処理が互いに並行して行われるようにしてもよい。

次に、図８のステップＳ２におけるＦＭスクリーニング変換処理の流れについて、図９を参照して説明する。尚、以下の説明では、特に記載のない限り、ＦＭスクリーニング画像作成処理部４によって各処理が実行されるものとする。

まず、ステップＳ１１において、メモリ２から入力二値画像データ１０が読み出され、入力二値画像データ１０に関する網点線数情報に基づき、入力二値画像データ１０に対して変換ブロックが設定される。次に、ステップＳ１１で設定された変換ブロックと同サイズのチェスボード形画素配置図が設定され、第１配置層及び第２配置層における総配置画素数が計算される（ステップＳ１２）。

そして、入力二値画像データ１０に対して変換ブロック単位でのラスタスキャンが行われ（ステップＳ１３）、変換ブロック毎に黒画素が検出され、変換ブロック内の黒画素数が検出される（ステップＳ１４）。

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

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

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

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

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

次に、図９のステップＳ１７及びステップＳ１８における配置処理の流れについて、図１０を参照して説明する。尚、以下の説明では、特に記載のない限り、ＦＭスクリーニング画像作成処理部４によって各処理が実行されるものとする。

まず、ステップＳ２１において、図９のステップＳ１５において決定された画素配置判断条件が設定される。次に、図９のステップＳ１４で検出された黒画素数が要配置画素数カウンタに設定され、配置済み画素数カウンタの値が「０」にリセットされる（ステップＳ２２、Ｓ２３）。

ステップＳ２４では、上述した数式（１）に基づいて配置画素Ｐの座標を決定するための一様乱数が発生され、配置画素座標（ｍ，ｎ）が決定される。

次に、ステップＳ２５において、数式（１）に基づき、画素配置判断条件ＴＳがステップＳ２１で設定された画素配置判断条件と一致するか否かが判断される。画素配置判断条件ＴＳが一致すると判断された場合（ステップＳ２５；Ｙｅｓ）には、処理がステップＳ２６に移行する。一方、画素配置判断条件ＴＳが一致しないと判断された場合（ステップＳ２５；Ｎｏ）には、ステップＳ２４で決定された配置画素座標（ｍ，ｎ）が廃棄され、処理がステップＳ２４に戻る。

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

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

ステップＳ３１では、配置済み画素数カウンタの値と、図９のステップＳ１２により得られた当該配置層における総配置画素数とが比較され、配置済み画素数カウンタ値が総配置画素数以上であるか否かが判断される。

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

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

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

次に、図８のステップＳ３における二次元パターン変換処理（第１及び第２のパターン変換処理）の流れについて、図１１を参照して説明する。尚、以下の説明では、特に記載のない限り、画素パターン変換処理部５によって各処理が実行されるものとする。

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

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

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

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

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

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

次に、ステップＳ４８で発生した乱数の値が「０．５」未満であるか否かが判断される（ステップＳ４９）。乱数値が０．５以上である場合（ステップＳ４９；Ｎｏ）には、図６（ｃ）に示すように、ステップＳ４７で検出された第２の画素パターンに対して第２のパターン変換処理２００ａが行われる（ステップＳ５０）。

乱数値が０．５未満である場合（ステップＳ４９；Ｙｅｓ）には、図６（ｄ）に示すように、ステップＳ４７で検出された第２の画素パターンに対して第２のパターン変換処理２００ｂが行われる（ステップＳ５１）。

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

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

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

以上のようにして、ＦＭスクリーニング画像作成処理部４で作成されたＦＭスクリーニング画像に対して二次元パターン変換処理を行うことにより、一次元パターン変換処理を行う際に用いられるスクリーニング画像が作成され、メモリ２に記憶される。

次に、図８のステップＳ４における一次元パターン変換処理（第３のパターン変換処理）の流れについて、図１２を参照して説明する。

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

次に、ステップＳ６１で得られた画素パターンから、０°方向の第３の画素パターン（０°）が検出されたか否かが判断される（ステップＳ６２）。第３の画素パターン（０°）が検出されたと判断された場合（ステップＳ６２；Ｙｅｓ）には、図７（ｂ）に示すように、この第３の画素パターン（０°）に対して第３のパターン変換処理（０°）が行われる（ステップＳ６３）。

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

次に、ステップＳ６４において、４５°方向の第３の画素パターン（４５°）が検出されたか否かが判断される。第３の画素パターン（４５°）が検出されたと判断された場合（ステップＳ６４；Ｙｅｓ）には、図７（ｃ）に示すように、この第３の画素パターン（４５°）に対して第３のパターン変換処理（４５°）が行われる（ステップＳ６５）。

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

次に、ステップＳ６６において、９０°方向の第３の画素パターン（９０°）が検出されたか否かが判断される。第３の画素パターン（９０°）が検出されたと判断された場合（ステップＳ６６；Ｙｅｓ）には、図７（ｄ）に示すように、この第３の画素パターン（９０°）に対して第３のパターン変換処理（９０°）が行われる（ステップＳ６７）。

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

次に、ステップＳ６８において、１３５°方向の第３の画素パターン（１３５°）が検出されたか否かが判断される。第３の画素パターン（１３５°）が検出されたと判断された場合（ステップＳ６８；Ｙｅｓ）には、図７（ｅ）に示すように、この第３の画素パターン（１３５°）に対して第３のパターン変換処理（１３５°）が行われる（ステップＳ６９）。

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

次に、ステップＳ７０において、１８０°方向の第３の画素パターン（１８０°）が検出されたか否かが判断される。第３の画素パターン（１８０°）が検出されたと判断された場合（ステップＳ７０；Ｙｅｓ）には、図７（ｆ）に示すように、この第３の画素パターン（１８０°）に対して第３のパターン変換処理（１８０°）が行われる（ステップＳ７１）。

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

次に、ステップＳ７２において、２２５°方向の第３の画素パターン（２２５°）が検出されたか否かが判断される。第３の画素パターン（２２５°）が検出されたと判断された場合（ステップＳ７２；Ｙｅｓ）には、図７（ｇ）に示すように、この第３の画素パターン（２２５°）に対して第３のパターン変換処理（２２５°）が行われる（ステップＳ７３）。

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

次に、ステップＳ７４において、２７０°方向の第３の画素パターン（２７０°）が検出されたか否かが判断される。第３の画素パターン（２７０°）が検出されたと判断された場合（ステップＳ７４；Ｙｅｓ）には、図７（ｈ）に示すように、この第３の画素パターン（２７０°）に対して第３のパターン変換処理（２７０°）が行われる（ステップＳ７５）。

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

次に、ステップＳ７６において、３１５°方向の第３の画素パターン（３１５°）が検出されたか否かが判断される。第３の画素パターン（３１５°）が検出されたと判断された場合（ステップＳ７６；Ｙｅｓ）には、図７（ｉ）に示すように、この第３の画素パターン（３１５°）に対して第３のパターン変換処理（３１５°）が行われる（ステップＳ７７）。

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

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

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

以上のようにして、画素パターン変換処理部５において二次元パターン変換処理を行うことにより作成されたスクリーニング画像に対して一次元パターン変換処理を行うことにより、ハイブリッドスクリーニング画像が作成され、メモリ２に記憶される。

図１３（ａ）は、本実施の形態に係る画像変換処理装置１に入力された入力二値画像データ１０（網点画像）を示し、図１３（ｂ）は、入力二値画像データ１０に対して上述した図８〜図１２に示す処理を行うことにより得られる出力二値画像データ２０（ハイブリッドスクリーニング画像）を示す。この例では、１２００ｄｐｉ（dot per inch）の網点画像をハイブリッドスクリーニング画像に変換したものである。

このように、本実施の形態に係る画像変換処理装置１では、周期性を有する大きなドットで表現された網点画像を、ランダムに分布する小さなドットで表現され、印刷画像に適したハイブリッドスクリーニング画像に変換することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、入力された網点画像から変換ブロック毎に黒画素数を検出し、検出された黒画素数に基づいてＦＭスクリーニング画像を作成すると共に、作成されたスクリーニング画像に対して第１〜第３のパターン変換処理を行うことにより、ハイブリッドスクリーニング画像を生成するため、網点画像が有する印刷工程に適した長所と、ＦＭスクリーニング画像が有する高画質であるという長所とを兼ね備えるハイブリッドスクリーニング画像を作成することができる。

１ 画像変換処理装置
２ メモリ
３ 黒画素数検出部
４ ＦＭスクリーニング画像作成処理部
５ 画素パターン変換処理部
１０ 入力二値画像データ
２０ 出力二値画像データ
１００（１００ａ、１００ｂ） 第１のパターン変換処理
２００（２００ａ、２００ｂ） 第２のパターン変換処理

Claims (5)

1. 網点画像をハイブリッドスクリーニング画像に変換する画像変換処理方法であって、
   黒画素及び白画素からなる網点画像から黒画素数を検出する黒画素数検出ステップと、
   検出された前記黒画素数に基づき、前記網点画像をＦＭスクリーニング画像に変換するＦＭスクリーニング画像作成ステップと、
   作成された前記ＦＭスクリーニング画像から、隣接する複数の画素によって形成されると共に、前記黒画素及び前記白画素が１画素間隔で分布する画素パターンを検出し、検出された画素パターン内の前記黒画素が連続的に分布するように前記黒画素及び前記白画素を互いに交換するパターン変換処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素パターン変換ステップとを備えることを特徴とする画像変換処理方法。
2. 前記黒画素数検出ステップは、
   前記網点画像の網点線数情報に基づき、前記ＦＭスクリーニング画像の作成単位となる、前記網点画像のスクリーンセルのサイズに対応する変換ブロックを前記網点画像に対して設定し、
   前記変換ブロック内の前記黒画素数を変換ブロック毎に検出することを特徴とする請求項１に記載の画像変換処理方法。
3. 前記ＦＭスクリーニング画像作成ステップは、
   前記変換ブロック内のすべての画素に対して横方向及び縦方向の座標を設定し、
   前記座標に対応して発生させる乱数に基づき決定された座標位置に、前記黒画素を配置することにより、前記ＦＭスクリーニング画像を作成することを特徴とする請求項２に記載の画像変換処理方法。
4. 網点画像をハイブリッドスクリーニング画像に変換する画像変換処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   請求項１、２又は３に記載の画像変換処理方法を実行させるためのものであることを特徴とするプログラム。
5. 網点画像をハイブリッドスクリーニング画像に変換する画像変換処理装置であって、
   黒画素及び白画素からなる網点画像から黒画素数を検出する黒画素数検出部と、
   検出された前記黒画素数に基づき、前記網点画像をＦＭスクリーニング画像に変換するＦＭスクリーニング画像作成処理部と、
   作成された前記ＦＭスクリーニング画像から、隣接する複数の画素によって形成されると共に、前記黒画素及び前記白画素が１画素間隔で分布する画素パターンを検出し、検出された画素パターン内の前記黒画素が連続的に分布するように前記黒画素及び前記白画素を互いに交換するパターン変換処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素パターン変換処理部とを備えることを特徴とする画像変換処理装置。