JP6388337B2 - 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、多値画像であるグレースケール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。

平版印刷の分野においては、入力された多値画像であるグレースケール画像を階調値が「０」及び「１」の二値画像で表すスクリーニング技術を用いて、濃淡のある画像を表現することが行われている。このような平版印刷では、インクが紙面に付くか否かによって濃淡を表現するため、インク着肉の均一性やドットゲイン特性等が印刷物の品質に大きな影響を与える。

従来のスクリーニング方法は、大別して、網点ＡＭ（Amplitude Modulation）手法と、ＦＭ（Frequency Modulation）スクリーニング手法とがある。

網点ＡＭ手法は、古くから使用されている手法であり、グレースケール画像の多値階調値に基づいて網点を規則的に配置すると共に、濃淡情報を表す各網点のドットの大きさをグレースケール画像の多値階調値に応じて変調させることにより、階調を擬似的に表現する手法である。

一方、ＦＭスクリーニング手法は、ドットの大きさを一定にし、ドットの配置密度を変調させることによって階調表現を行う手法である。従来、ＦＭスクリーニング手法を用いて画像を作成する際には、例えば、ディザ法や誤差拡散処理が用いられる。このディザ法や誤差拡散処理では、人間の目の錯覚を利用して、グレースケール画像を「黒」及び「白」の２色の画素を用いて多値階調値画像の濃淡を再現する。

しかし、従来の網点ＡＭ手法により画像（網点画像）を作成する場合には、網点を規則的に並んだグリッド上に配置するため、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、印刷環境に影響されにくいという利点がある。しかし、一方では、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欠点がある。また、ＣＭＹＫ４版のスクリーン角度を互いにずらすことで、干渉縞の発生を抑制することができるが、発生する干渉縞を完全に抑制することはできず、縞模様の絵柄部分等にもモアレが発生する。

また、ディザ法や誤差拡散処理を用いたＦＭスクリーニング手法により画像（ＦＭスクリーニング画像）を作成する場合には、各ドットの配置位置がランダムで規則性を有さないため、モアレやロゼッタパターン等の干渉縞が発生しにくいという利点がある。さらに、網点と比較してドットの配置の自由度が高いため、より高解像度・高画質の画像を得ることができるという利点もある。

しかし、配置される各々のドットが小さいため、輪転機でインクをプレートから紙へ移すことが困難であったり、ハイライト側の印刷物に対して視覚上ざらつき感が生じるという欠点がある。

そこで、最近では、ＣＴＰ（Computer To Plate）化やデジタルワークフロー化の浸透により、高画質・高付加価値が要求される商業印刷や大量印刷を行う新聞印刷分野において、網点ＡＭ手法及びＦＭスクリーニング手法における双方の長所を兼ね備えた、高精度・高解像度の印刷を可能にしたハイブリッドスクリーニング技術が実用化され、普及し始めている。

例えば、特許文献１及び２には、網点のスクリーンの中心を母点とし、乱数によって母点位置を変動させ、母点を核としたボロノイ分割を行い、入力画像を複数の単位領域に分割することによって網点の周期性を排除したスクリーニング画像を生成する方法が記載されている。

また、特許文献３及び４には、多値画像からハイブリッドスクリーニング画像を作成する方法が記載されている。特許文献３に記載の方法では、まず、ＤＢＳ（Direct Binary Search）法に基づき、多値画像に対して単純な二値化処理を行うことによって二値画像を作成すると共に、作成された二値画像に対して二次元フィルタ処理によって多値画像を復元する。そして、復元された多値画像と原多値画像との誤差を計算し、計算された誤差が所定条件を満たす輝度値パターンとなるように二値画像の画素を決定することにより、多値画像からハイブリッドスクリーニング画像を作成する。

特許文献４に記載の方法では、まず、網点ハーフトーンセルを用いて従来の網点の濃淡情報を表すドットの大きさである黒画素の数を求める二値化処理を行い、非周期で空間に均等分布するチェスボード形に似た画素配置図により、周期ムラのないＦＭスクリーニング画像を作成する。そして、作成したＦＭスクリーニング画像の中で孤立した黒画素及び白画素を、一連の画素融合処理に基づいて融合させることにより、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する。

特開２００５−３４１０８９号公報 特許第４５９１９５１号公報 特開２００４−３０４５４３号公報 特開２０１４−１６５９０４号公報

しかし、特許文献１及び２に記載の方法では、ドットを表す非周期的クラスタ形が濃度値の増加によって大きくなることにより、亀甲のような模様が発生して画像全体として不自然な印象を与えてしまうという問題があった。また、ネガ画像のドット形状と、反転したポジ画像のドット形状とが異なり、網点のような階調の連続性が失われるという虞もある。

また、特許文献３に記載の方法は、新たなハイブリッドスクリーニング処理として注目されたが、この方法では、各画素の輝度が多値で表現される原多値画像を、各画素の輝度が二値で表現される二値画像に変換するハーフトーン化処理によって初期二値画像を作成する必要がある。さらに、すべての二値化した画素についてフィルタ係数との二次元畳み込み演算を行わなければならない。そのため、処理に長時間を要するという問題があった。

さらに、特許文献４に記載の方法では、まず、２つの画素配置層をランダムに選択し、さらに、各画素配置層において２つの画素毎に画素を配置する順序を決定し、発生した乱数によって画素配置処理を行うことにより、ＦＭスクリーニング画像を作成する。具体的には、例えば、配置する画素数が８個である場合、配置画素の番号が０〜７であるため、０〜７の乱数を発生させ、発生した乱数に対応した配置画素を画素配置層に配置する配置処理を行う。

このようにしてＦＭスクリーニング画像を作成する場合には、異なる乱数によって取得した配置画素の横方向及び縦方向の座標の合計値が偶数又は奇数となるかによって配置順序をランダムに決定してから画素配置処理を行う。そのため、濃度が５０％近傍の画像では、不自然な亀甲模様が発生するという問題があった。

また、作成されたハイブリッドスクリーニング画像におけるシャープネス等の画質を、印刷条件やユーザの要求に応じて調整することができないという問題があった。

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、入力される多値画像を、モアレやロゼッタパターン等の干渉縞を発生させることなく、高画質・高付加価値を有し、印刷工程に適したハイブリッドスクリーニング画像へ変換させ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、多値の階調値を有する多値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、多値画像を黒画素及び白画素からなる第１の二値画像に変換すると共に、該第１の二値画像に含まれる第１の黒画素数を検出し、該第１の二値画像の作成の際に生じる変換誤差を検出する二値化ステップと、前記第１の黒画素数及び前記変換誤差に基づき、前記第１の二値画像を第２の二値画像に変換すると共に、該第２の二値画像に含まれる第２の黒画素数を検出する誤差分散ステップと、検出された前記第２の黒画素数と予め用意された黒画素及び白画素からなる所定の二値画像の黒画素数との差分に基づき、前記差分の数だけ前記所定の二値画像内における一方の画素を他方の画素に変換することにより、前記第２の二値画像を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で形成される所定の画素パターンを検出し、検出された前記所定の画素パターンに対して所定の画素融合処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素融合ステップとを備えることを特徴とする。

また、本発明は、多値の階調値を有する多値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をコンピュータ装置に実行させるためのプログラムであって、多値画像を黒画素及び白画素からなる第１の二値画像に変換すると共に、該第１の二値画像に含まれる第１の黒画素数を検出し、該第１の二値画像の作成の際に生じる変換誤差を検出する二値化ステップと、前記第１の黒画素数及び前記変換誤差に基づき、前記第１の二値画像を第２の二値画像に変換すると共に、該第２の二値画像に含まれる第２の黒画素数を検出する誤差分散ステップと、検出された前記第２の黒画素数と予め用意された黒画素及び白画素からなる所定の二値画像の黒画素数との差分に基づき、前記差分の数だけ前記所定の二値画像内における一方の画素を他方の画素に変換することにより、前記第２の二値画像を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で形成される所定の画素パターンを検出し、検出された前記所定の画素パターンに対して所定の画素融合処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素融合ステップとを備える画像変換処理方法をコンピュータ装置に実行させることを特徴とする。

さらに、本発明は、多値の階調値を有する多値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、多値画像を黒画素及び白画素からなる第１の二値画像に変換すると共に、該第１の二値画像に含まれる第１の黒画素数を検出し、該第１の二値画像の作成の際に生じる変換誤差を検出する二値化処理部と、前記第１の黒画素数及び前記変換誤差に基づき、前記第１の二値画像を第２の二値画像に変換すると共に、該第２の二値画像に含まれる第２の黒画素数を検出する誤差分散処理部と、検出された前記第２の黒画素数と予め用意された黒画素及び白画素からなる所定の二値画像の黒画素数との差分に基づき、前記差分の数だけ前記所定の二値画像内における一方の画素を他方の画素に変換することにより、前記第２の二値画像を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で形成される所定の画素パターンを検出し、検出された前記所定の画素パターンに対して所定の画素融合処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素融合処理部とを備えることを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、入力される多値画像を、モアレやロゼッタパターン等の干渉縞を発生させることなく、高画質・高付加価値を有し、印刷工程に適したハイブリッドスクリーニング画像へ変換させ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。 グレースケール画像を二値画像に変換する二値化処理について説明するための概略図である。 誤差分散処理について説明するための概略図である。 誤差分散処理の効果について説明するための概略図である。 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概略図である。 迷宮模様画像について説明するための概略図である。 作成されたＦＭスクリーニング画像について説明するための概略図である。 第１の画素融合処理について説明するための概略図である。 第２の画素融合処理について説明するための概略図である。 第３の画素融合処理について説明するための概略図である。 画素融合処理によって作成されたハイブリッドスクリーニング画像について説明するための概略図である。 本実施の形態によるハイブリッドスクリーニング画像について説明するための概略図である。 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。 二値化処理及び誤差分散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スクリーニング画像作成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。 黒画素増加処理又は黒画素減少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。 二次元画素融合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。 一次元画素融合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。

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。

図１は、本発明に係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、二値化処理部３、誤差分散処理部４、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５及び画素融合処理部６を備える。

画像変換処理装置１には、スキャナ等の外部の入力機器から出力された、多値の階調値を有するグレースケール画像をデータ化した入力多値画像データ１０が入力される。この入力多値画像データ１０は、原画像であるカラー画像から色変換によって得られるＣＭＹＫ各色のグレースケール画像に基づくものである。

次に、画像変換処理装置１は、この入力多値画像データ１０に対して各種の処理を施した後、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多値画像データ１０を記憶すると共に、二値化処理部３、誤差分散処理部４、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５及び画素融合処理部６で各種の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。

二値化処理部３は、メモリ２に記憶された入力多値画像データ１０を読み出し、この入力多値画像データ１０による入力多値画像（入力グレースケール画像）の多値階調値を黒画素及び白画素の二値階調値のみからなる二値画像（第１の二値画像）に変換すると共に、第１の二値画像に含まれる黒画素の数を検出する。変換された第１の二値画像、及び検出された黒画素数を示す第１の黒画素数情報は、メモリ２に記憶される。

誤差分散処理部４は、メモリ２に記憶された第１の二値画像及び第１の黒画素数情報を読み出す。そして、誤差分散処理部４は、第１の黒画素数情報に基づき、二値化処理部３で変換された第１の二値画像に対して二値化処理部３による画像変換の際に生じるトーンジャンプ現象を抑制するための誤差分散処理を行い、第２の二値画像を作成する。また、誤差分散処理部４は、作成した第２の二値画像に含まれる黒画素数を検出する。作成された第２の二値画像及び検出された黒画素数を示す第２の黒画素数情報は、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５は、メモリ２に記憶された第２の二値画像及び第２の黒画素数情報を読み出し、第２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５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を有する。この要配置画素数カウンタについては、後述する。

画素融合処理部６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所定の画素パターンを検出する。そして、画素融合処理部６は、検出された所定の画素パターンに対して画素融合処理を施し、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する。作成されたハイブリッドスクリーニング画像は、メモリ２に記憶される。

尚、上述した二値化処理部３、誤差分散処理部４、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５及び画素融合処理部６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におけるハイブリッドスクリーニング画像作成処理について、各部における処理毎に説明する。

まず、二値化処理部３による二値化処理について、図２を参照して説明する。二値化処理においては、まず、入力多値画像データ１０の解像度情報に基づき、網点を作成する際と同様に、ハーフトーンセル（網点セル）ブロックを、入力多値画像データ１０に含まれる黒画素を検出するための検出単位である変換ブロックとして設定する。そして、変換ブロック毎に入力多値画像データ１０を黒画素及び白画素からなる第１の二値画像に変換する。

次に、変換ブロックに含まれる各画素の階調値に基づき、変換ブロック内の入力多値画像データ１０の平均階調値を算出し、算出された平均階調値を用いて、対応する第１の二値画像の変換ブロックにおける、黒画素の数とすべての画素の数との比率を示す濃度値を取得する。そして、変換ブロックの濃度値に基づき、多値画像であるグレースケール画像における変換ブロック内の平均階調値に対応する黒画素数を検出する。

すなわち、変換ブロックサイズを横方向及び縦方向に「Ｌｘ」画素及び「Ｌｙ」画素に設定し、グレースケール画像の階調値をＰとした場合、変換により得られる第１の二値画像の黒画素数ｓ（第１の黒画素数情報）は、数式（１）に基づき取得することができる。

ここで、二値化処理では、グレースケール画像の変換ブロックに含まれる画素の階調値を平均化して第１の二値画像における黒画素数を取得するため、ハーフトーンセルブロックのサイズによって表現できる最大階調数を決定することができる。また、ハーフトーンセルブロックに含まれる画素数により、表現できる階調数が変化し、画素数で階調の変化を表現する。

そのため、ハーフトーンセルブロックのサイズが大きい場合、変換された第１の二値画像は、表現できる階調数を多くすることができるが、粒子の粗い画像となり、画質が劣化する。一方、ハーフトーンセルブロックのサイズが小さい場合、変換された第１の二値画像は、表現できる階調数が少なくなるが、粒子の細かい画像となり、画質を向上させることができる。

本実施の形態における二値化処理を用いて変換される第１の二値画像は、グレースケール画像に対して平均フィルタによるぼけ処理を行った場合と同様の変換画質となるため、変換ブロックのサイズをできるだけ小さくすることが必要である。本発明者は、評価実験により、変換ブロックのサイズを「４×４」画素〜「６×６」画素程度に設定することにより、よりよい変換画質が得られることを検証した。尚、図２に示す例では、変換ブロックのサイズを「６×６」とした場合の多値画像の階調値と、変換される第１の二値画像の黒画素数との対応関係を示す。

次に、誤差分散処理部４による誤差分散処理について、図３を参照して説明する。

上述したように、ハーフトーンセルブロックを変換ブロックとして設定して二値化処理を行った場合、変換ブロックのサイズに応じて表現できる階調数が変化する。ここで、変換ブロックのサイズを大きくした場合には、網点の大きさが人の目に見える程度に大きくなるため、変換された二値画像全体の画質が悪化する。

一方、このような画質の悪化を防ぐため、変換ブロックのサイズを小さくする必要があるが、変換ブロックのサイズを小さくすると、変換ブロック毎に表現できる階調数が少なくなる。そのため、変換された二値画像では、ハーフトーン間（変換ブロック間）に境界が生じる「トーンジャンプ現象」が発生する。

ところで、上述した二値化処理において、数式（１）に基づいて取得した黒画素数ｓは、変換ブロックの多値階調値画素に対応する二値画像における黒画素数であり、黒画素として表現できる整数部分と、黒画素として表現できない小数点以下の部分を含む。このとき、黒画素として表現できない小数点以下の部分が、グレースケール画像を二値画像に変換する際の変換誤差となり、トーンジャンプ現象が発生する原因となる。

そこで、本実施の形態では、二値化処理による画質ぼけの影響を抑制し、より精細な画質を得るために、第１の二値画像に対して誤差分散処理を行う。これにより、変換ブロックサイズを上述したように小さく設定することによって階調表現が少なくなることにより生じるトーンジャンプ現象を防止することができる。

誤差分散処理においては、図３に示すように、二値化処理において生じる変換ブロック毎の誤差（階調値変換誤差）εを、隣接する周囲の変換ブロックに対して所定の割合で分散させる。例えば、注目する変換ブロックに対して相関性の高い変換ブロックに対しては、相関性の低い変換ブロックと比較して高い割合で階調値変換誤差εを分散させる。そして、変換対象となる変換ブロックでは、周囲の変換ブロックから分散された階調値変換誤差εを用い、数式（２）に基づいて変換誤差を考慮した黒画素数ｓ”（第２の黒画素数情報）を取得すると共に、第１の二値画像に対して誤差分散処理を行った第２の二値画像を作成する。

尚、この数式（２）では、階調値変換誤差εの初期値（ε_0,0）として、値「０」が用いられる。これは、最初に誤差分散処理を行う変換ブロックにおいて、隣接する周囲の変換ブロックから分散される階調値変換誤差εを値「０」とするためである。

図４は、誤差分散処理を行った場合の効果を示し、図４（ａ）は、ハーフトーンブロックサイズを小さく設定した場合の第１の二値画像（誤差分散処理なし）を示し、図４（ｂ）は、第２の二値画像（誤差分散処理あり）を示す。

このように、誤差分散処理を行うことにより、擬似輪郭のようなトーンジャンプ現象が発生することなく、階調表現が滑らかであり、かつモアレ等が発生しない二値画像を作成することができる。

次に、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５によるＦＭスクリーニング画像の作成処理について、図５及び図６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、誤差分散処理部４による誤差分散処理によって検出された第２の黒画素数情報（黒画素数ｓ”）と、予め用意された第２の二値画像と同サイズの迷宮模様画像とに基づき、誤差分散処理部４で作成された第２の二値画像からＦＭスクリーニング画像を作成する。

ここで、迷宮模様画像は、例えば図６に示すように、画像内の連続する黒画素及び白画素によって、横方向及び縦方向の直線のみで構成される画像である。また、この例における迷宮模様画像は、画像内の黒画素数及び白画素数が同一となるように、従来から用いられる所定のアルゴリズムを用いて作成することができる。

このＦＭスクリーニング画像作成処理では、まず、第２の二値画像と同サイズの迷宮模様画像における変換ブロックに対応する部分の黒画素数ＢＭを取得する。次に、取得した迷宮模様画像の黒画素数ＢＭと、第２の二値画像の対応する変換ブロック内の黒画素数ｓ”とから差分画素数Ｂｓを算出する。差分画素数Ｂｓは、以下の数式（３）に基づき算出することができる。
第２の二値画像の黒画素数 ｓ”
迷宮模様画像の黒画素数 ＢＭ＝（Ｌｘ×Ｌｙ）／２ ・・・（３）
差分画素数 Ｂｓ＝ｓ”−ＢＭ

次に、このようにして算出された差分画素数Ｂｓに基づき、迷宮模様画像内の白画素又は黒画素を、差分画素数Ｂｓの値だけ黒画素又は白画素に変換する。

差分画素数Ｂｓが正数である場合には、白画素を黒画素に変換することによって差分画素数Ｂｓ分の黒画素を追加する（黒画素増加処理）。一方、差分画素数Ｂｓが負数である場合には、黒画素を白画素に変換することによって差分画素数Ｂｓ分の黒画素を削除する（黒画素減少処理）。

具体的には、まず、差分画素数Ｂｓに基づき、黒画素増加処理及び黒画素減少処理のうちどちらの処理を行うかを決定し、画素配置条件を設定する。差分画素数Ｂｓが正数の場合には、画素配置条件として黒画素増加処理を設定し、差分画素数Ｂｓが負数の場合には、画素配置条件として黒画素減少処理を設定する。

次に、変換ブロックにおいて、増加又は減少させる黒画素を決定するため、横方向及び縦方向の座標に対応する各々の乱数を発生させ、乱数の値に対応する座標に位置する画素の種類（黒画素又は白画素）を判断する。

次に、この画素が配置条件に合致する画素種類である場合、当該画素の種類を変換する。例えば、画素配置条件が黒画素増加処理である場合で、乱数の値に対応する画素が白画素であるときには、この白画素を黒画素に変換する。また、画素配置条件が黒画素減少処理である場合で、乱数の値に対応する画素が黒画素であるときには、この黒画素を白画素に変換する。そして、このような黒画素増加処理又は黒画素減少処理を差分画素数Ｂｓの値だけ繰り返して行う。

尚、乱数の値に対応する画素の種類が画素配置条件に合致しない場合には、画素の変換処理を行わず、再度乱数を発生させて上述の処理を繰り返す。ここで、画素配置条件に合致しない場合とは、画素配置条件が黒画素増加処理である場合で、乱数の値に対応する画素が黒画素であるとき、及び画素配置条件が黒画素減少処理である場合で、乱数の値に対応する画素が白画素であるときである。

このように、ＦＭスクリーニング画像作成処理では、例えば、図５（ａ）に示す多値の原画像に基づき取得した黒画素数と、図５（ｂ）に示す迷宮模様画像の黒画素数とから得られる差分画素数Ｂｓに基づき、図５（ｂ）の迷宮模様画像に対して黒画素増加処理又は黒画素減少処理を行う。これにより、図５（ｃ）に示すＦＭスクリーニング画像を作成することができる。このＦＭスクリーニング画像は、従来の方法によって作成されたＦＭスクリーニング画像とは異なったものとなる。

また、図７は、本実施の形態によるＦＭスクリーニング画像作成処理を用いて作成したグラデーション画像である。この画像では、ハイライト領域からシャドウ領域までのすべての領域における階調が連続的かつ平滑的に表現されていることが確認できる。

次に、画素融合処理部６による画素融合処理について、図８〜図１１を参照して説明する。上述したＦＭスクリーニング画像作成処理部５において作成されたＦＭスクリーニング画像では、単独の画素及び黒・白画素からなる曲線による大域的な均等分布と局部的なランダム分布とのバランスを維持した分布特性を実現できる。そのため、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におけるワーム状のモアレが発生しないという特徴を有する。

しかし、図５（ｃ）に示すように、このＦＭスクリーニング画像では、孤立した画素や細線が最小情報単位であるドットとなるため、このままでは、印刷工程に適さないという問題がある。

そこで、本実施の形態では、ＦＭスクリーニング画像の長所を保持したまま印刷工程に適したスクリーニングを実現するため、最小情報単位であるドットの大きさを印刷しやすい大きさに変換するための画素融合処理を行う。

画素融合処理においては、まず、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５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所定の画素パターンを検出し、検出された所定の画素パターンに対して二次元画素融合処理を行う。

具体的には、まず、ＦＭスクリーニング画像から図８（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の画素融合処理を行う。第１の画素融合処理では、図８（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の画素融合処理では、５０％の確率で、図８（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の画素融合処理１００ａ」とする）、及び図８（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の画素融合処理１００ｂ」とする）のうち、いずれかの交換処理を行う。

次に、二次元画素融合処理では、図９（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の画素融合処理を行う。第２の画素融合処理では、図９（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の画素融合処理では、５０％の確率で、図９（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の画素融合処理２００ａ」とする）、及び図９（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の画素融合処理２００ｂ」とする）のうち、いずれかの交換処理を行う。

最後に、二次元画素融合処理では、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の画素融合処理を交互に行う。

このように、二次元画素融合処理では、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、画素画素融合処理においては、上述した二次元画素融合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、黒画素及び白画素が１画素間隔で分布する所定の画素パターンを検出し、検出された所定の画素パターンに対して一次元画素融合処理を行う。

一次元画素融合処理では、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の画素融合処理を行う。第３の画素融合処理では、「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１０（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の画素融合処理では、０°方向に第３の画素パターンが検出された場合に、図１０（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の画素融合処理（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１０（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の画素融合処理（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１０（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の画素融合処理（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１０（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の画素融合処理（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１０（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の画素融合処理（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１０（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の画素融合処理（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１０（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の画素融合処理（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１０（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の画素融合処理（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の画素融合処理では、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、このように画素融合処理によって第１〜第３の画素融合処理が行われた画像が、ＦＭスクリーニング画像を変換したハイブリッドスクリーニング画像となる。

図１１は、画素融合処理を行うことによって作成されたハイブリッドスクリーニング画像を示す。図１１（ａ）は、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（画素融合処理部６に入力されるＦＭスクリーニング画像）である。また、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示すＦＭスクリーニング画像に対して二次元画素融合処理（第１及び第２の画素融合処理）を行ったスクリーニング画像である。さらに、図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）に示すスクリーニング画像に対して一次元画素融合処理（第３の画素融合処理）を行うことによって作成されたハイブリッドスクリーニング画像である。

このように画素融合処理を行うことにより、孤立する画素を減少させ、複数の画素によって形成された大きなドットに変換することができる。

また、図１２は、本実施の形態によるハイブリッドスクリーニング画像作成処理によって作成されたハイブリッドスクリーニング画像を示す。図１２（ａ）は、従来の網点画像であり、図１２（ｂ）は、誤差拡散処理を用いて作成された従来のＦＭスクリーニング画像である。また、図１２（ｃ）は、本実施の形態による各処理を行うことによって作成されたハイブリッドスクリーニング画像である。

これらの各画像は、同一の原画像を用いて作成されたものであり、各々の画像を比較すると、図１１（ｃ）に示すハイブリッドスクリーニング画像が従来の網点画像及びＦＭスクリーニング画像の長所を兼ね備えたものであり、有効性を確認することができる。

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１３〜図１８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多値画像データ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１３を参照して説明する。

各処理に先立ち、外部からグレースケール画像である入力多値画像データ１０が画像変換処理装置１に対して入力されると、画像変換処理装置１は、入力多値画像データ１０をメモリ２に記憶する。

二値化処理部３は、メモリ２に記憶された入力多値画像データ１０を読み出し、入力多値画像データ１０に関する解像度情報に基づき、入力多値画像データ１０に対して変換ブロックを設定する。そして、変換ブロック毎の画像を第１の二値画像に変換すると共に第１の黒画素数ｓを検出する二値化処理を行う（ステップＳ１）。二値化処理部３は、二値化処理により得られた第１の二値画像及び第１の黒画素数情報ｓを、一旦メモリ２に記憶する。

次に、誤差分散処理部４は、メモリ２に記憶された第１の二値画像及び第１の黒画素数情報ｓを読み出し、これらの画像及び情報に基づき、第１の二値画像を第２の二値画像に変換すると共に、第２の黒画素数ｓ”を検出する誤差分散処理を行う（ステップＳ２）。誤差分散処理部４は、誤差分散処理により得られた第２の二値画像及び第２の黒画素数情報ｓ”を、一旦メモリ２に記憶する。

次に、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、メモリ２に記憶された第２の黒画素数情報ｓ”を読み出し、第２の黒画素数情報ｓ”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迷宮模様画像を用いて第２の二値画像を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を行う（ステップＳ３）。ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、ＦＭスクリーニング変換処理によって作成したＦＭスクリーニング画像を、一旦メモリ２に記憶する。

次に、画素融合処理部６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に対して、二次元画素融合処理（第１及び第２の画素融合処理）を行う（ステップＳ４）。画素融合処理部６は、二次元画素融合処理によって作成されたスクリーニング画像を、一旦メモリ２に記憶する。

次に、画素融合処理部６は、二次元画素融合処理によって作成されたスクリーニング画像をメモリ２から読み出し、このスクリーニング画像に対して、一次元画素融合処理（第３の画素融合処理）を行う（ステップＳ５）。これにより、入力多値画像データ１０がハイブリッドスクリーニング画像に変換される。画素融合処理部６は、画素融合処理によって作成したハイブリッドスクリーニング画像を、メモリ２に記憶する。

そして、メモリ２に記憶されたハイブリッドスクリーニング画像は、出力二値画像データ２０として出力される。

尚、図１３に示す例では、ステップＳ１、ステップＳ２及びステップＳ３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、ステップＳ２及びステップＳ３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１３のステップＳ１及びステップＳ２における二値化処理及び誤差分散処理の流れについて、図１４を参照して説明する。

まず、ステップＳ１１において、二値化処理部３は、設定した変換ブロックに含まれる各画素の階調値に基づき、上述した数式（１）を用いて第１の二値画像の黒画素数である第１の黒画素数ｓを計算する。

次に、ステップＳ１２において、二値化処理部３は、処理対象の変換ブロックの周辺に位置する変換ブロックからの分散誤差を加算して、誤差分散処理を行う。最後に、二値化処理部３は、数式（２）を用いることにより、第２の黒画素数情報である第２の黒画素数ｓ”を計算すると共に、周辺の変換ブロックに対する分散誤差εを計算する（ステップＳ１３）。

次に、図１３のステップＳ３におけるＦＭスクリーニング変換処理の流れについて、図１５を参照して説明する。

まず、ステップＳ２１において、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、メモリ２から第２の二値画像を読み出し、第２の二値画像に関する解像度情報に基づき、第２の二値画像に対して変換ブロックを設定する。

次に、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、設定した変換ブロックに対応する、変換ブロックと同サイズの迷宮模様画像内の黒画素数ＢＭを取得する（ステップＳ２２）。

そして、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、第２の二値画像に対して変換ブロック単位でのラスタスキャンを行い（ステップＳ２３）、変換ブロック毎に各々の変換ブロック内の黒画素数ｓ”を取得する（ステップＳ２４）。尚、黒画素数ｓ”は、上述した図１４のステップＳ１３で計算した第２の黒画素数情報を用いてもよい。

次に、ステップＳ２５において、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、ステップＳ２２で取得した迷宮模様画像の黒画素数ＢＭと、ステップＳ２４で取得した第２の二値画像の黒画素数ｓ”とに基づき、数式（３）を用いて差分画素数Ｂｓを算出する。

ステップＳ２６において、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、差分画素数Ｂｓに基づき、迷宮模様画像内の黒画素を増加させるか否かを判断する。差分画素数Ｂｓが正数であり、黒画素を増加させると判断した場合には、処理がステップＳ２７に移行し、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、配置処理として黒画素増加処理を行う。一方、差分画素数Ｂｓが負数であり、黒画素を減少させると判断した場合には、処理がステップＳ２８に移行し、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、配置処理として黒画素減少処理を行う。尚、黒画素増加処理及び黒画素減少処理の詳細については、後述する。

最後に、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、迷宮模様画像に対する黒画素の配置処理が完了したか否かを判断する（ステップＳ２９）。配置処理が完了したと判断した場合（ステップＳ２９；Ｙｅｓ）には、一連の処理が終了する。

一方、黒画素の配置処理が完了していないと判断した場合（ステップＳ２９；Ｎｏ）には、処理がステップＳ２５に戻り、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、すべての変換ブロックにおける黒画素の配置処理が完了するまで、ステップＳ２５〜ステップＳ２８の処理を繰り返す。

このように、変換ブロック単位で入力多値画像から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、入力多値画像をＦＭスクリーニング画像に変換することができる。

次に、図１５のステップＳ２７及びステップＳ２８における配置処理の流れについて、図１６を参照して説明する。

まず、ステップＳ３１において、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、図１５のステップＳ２６における判断に基づき、黒画素増加処理又は黒画素減少処理のうちいずれかの処理を配置処理として決定し、画素配置条件を設定する。決定した配置処理が黒画素増加処理である場合、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、画素配置条件を「黒画素の増加」に設定する。一方、決定した配置処理が黒画素減少処理である場合、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、画素配置条件を「黒画素の減少」に設定する。

次に、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、図１５のステップＳ２５で算出した差分画素数Ｂｓの絶対値を要配置画素数カウンタに設定する（ステップＳ３２）。この要配置画素数カウンタの値は、配置処理で配置（変換）する黒画素の最大画素数となる。

ステップＳ３３において、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、一様乱数を発生させ、黒画素を配置（変換）するための配置画素座標（ｍ，ｎ）を決定する。

次に、ステップＳ３４において、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、ステップＳ３３で決定した配置画素座標における画素の種類がステップＳ３１で設定した画素配置条件を満足するか否かを判断する。

配置画素座標（ｍ，ｎ）における画素の種類が画素配置条件を満足すると判断した場合（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）には、処理がステップＳ３５に移行し、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、配置画素座標（ｍ，ｎ）における画素の種類を変換する。このとき、配置処理が黒画素増加処理である場合には、配置画素座標（ｍ，ｎ）における画素の種類が「白画素」であるため、この白画素を黒画素に変換し、黒画素を増加させる。また、配置処理が黒画素減少処理である場合には、配置画素座標（ｍ，ｎ）における画素の種類が「黒画素」であるため、この黒画素を白画素に変換し、黒画素を減少させる。そして、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、要配置画素数カウンタの値を「１」だけデクリメントする（ステップＳ３６）。

一方、ステップＳ３４において、配置画素座標（ｍ，ｎ）における画素の種類が画素配置条件を満足しないと判断した場合（ステップＳ３４；Ｎｏ）には、処理がステップＳ３３に戻る。そして、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、ステップＳ３３で決定した配置画素座標（ｍ，ｎ）を廃棄すると共に、新たに一様乱数を発生させて配置画素座標（ｍ，ｎ）を決定する。

ステップＳ３７において、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、要配置画素数カウンタの値が「０」であるか否かを判断する。要配置画素数カウンタの値が「０」であると判断した場合（ステップＳ３７；Ｙｅｓ）、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、配置（変換）すべきすべての黒画素に対する処理が終了したと判断し、一連の処理が終了する。

一方、要配置画素数カウンタの値が「０」ではないと判断した場合（ステップＳ３７；Ｎｏ）には、処理がステップＳ３３に戻る。そして、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５は、新たに一様乱数を発生させて配置画素座標（ｍ，ｎ）を決定し、要配置画素数カウンタの値が「０」となるまで、ステップＳ３３〜ステップＳ３６の処理を繰り返す。

このようにして、差分画素数Ｂｓの値だけ迷宮模様画像内の画素を変換することにより、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１３のステップＳ４における二次元画素融合処理（第１及び第２の画素融合処理）の流れについて、図１７を参照して説明する。

まず、ステップＳ４１において、画素融合処理部６は、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を読み出し、ラスタスキャンを行う。次に、画素融合処理部６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１の画素パターンが検出されたか否かを判断する（ステップＳ４２）。

第１の画素パターンが検出されたと判断した場合（ステップＳ４２；Ｙｅｓ）、画素融合処理部６は、ステップＳ４３において乱数を発生させる。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を用いる。

次に、ステップＳ４４において、画素融合処理部６は、ステップＳ４３で発生した乱数の値が「０．５」未満であるか否かを判断する。乱数値が０．５以上である場合（ステップＳ４４；Ｎｏ）、画素融合処理部６は、図８（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の画素融合処理１００ａを行う（ステップＳ４５）。

また、乱数値が０．５未満である場合（ステップＳ４４；Ｙｅｓ）、画素融合処理部６は、図８（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の画素融合処理１００ｂを行う（ステップＳ４６）。

一方、ステップＳ４２において、画素融合処理部６が第１の画素パターンが検出されていないと判断した場合（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において、画素融合処理部６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を判断する。第２の画素パターンが検出されたと判断した場合（ステップＳ４７；Ｙｅｓ）、画素融合処理部６は、値が「０」から「１」までの一様乱数を発生させる（ステップＳ４８）。

次に、画素融合処理部６は、ステップＳ４８で発生した乱数の値が「０．５」未満であるか否かを判断する（ステップＳ４９）。乱数値が０．５以上である場合（ステップＳ４９；Ｎｏ）、画素融合処理部６は、図９（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の画素融合処理２００ａを行う（ステップＳ５０）。

また、乱数値が０．５未満である場合（ステップＳ４９；Ｙｅｓ）、画素融合処理部６は、図９（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の画素融合処理２００ｂを行う（ステップＳ５１）。

一方、ステップＳ４７において、画素融合処理部６が第２の画素パターンが検出されていないと判断した場合（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において、画素融合処理部６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を判断する。画素融合処理部６がスキャンが終了したと判断した場合（ステップＳ５２；Ｙｅｓ）には、処理がステップＳ５３に移行する。一方、画素融合処理部６がスキャンが終了していないと判断した場合（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を継続する。

ステップＳ５３において、画素融合処理部６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を判断する。画素融合処理部６が第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した場合（ステップＳ５３；Ｙｅｓ）には、一連の処理が終了する。一方、画素融合処理部６が第１及び第２の画素パターンが検出できると判断した場合（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、画素融合処理部６は、ＦＭスクリーニング画像作成処理部５で作成されたＦＭスクリーニング画像に対して二次元画素融合処理を行うことにより、一次元画素融合処理を行う際に用いられるスクリーニング画像を作成し、メモリ２に記憶する。

次に、図１３のステップＳ５における一次元画素融合処理（第３の画素融合処理）の流れについて、図１８を参照して説明する。

まず、ステップＳ６１において、画素融合処理部６は、メモリ２から処理対象画像である二次元画素融合処理によって作成されたスクリーニング画像を読み出し、ラスタスキャンを行う。

次に、画素融合処理部６は、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を判断する（ステップＳ６２）。第３の画素パターン（０°）が検出されたと判断した場合（ステップＳ６２；Ｙｅｓ）、画素融合処理部６は、図１０（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の画素融合処理（０°）を行う（ステップＳ６３）。

一方、画素融合処理部６が第３の画素パターン（０°）が検出されていないと判断した場合（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、画素融合処理部６は、４５°方向の第３の画素パターン（４５°）が検出されたか否かを判断する。第３の画素パターン（４５°）が検出されたと判断した場合（ステップＳ６４；Ｙｅｓ）、画素融合処理部６は、図１０（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の画素融合処理（４５°）を行う（ステップＳ６５）。

一方、画素融合処理部６が第３の画素パターン（４５°）が検出されていないと判断した場合（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、画素融合処理部６は、９０°方向の第３の画素パターン（９０°）が検出されたか否かを判断する。第３の画素パターン（９０°）が検出されたと判断した場合（ステップＳ６６；Ｙｅｓ）、画素融合処理部６は、図１０（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の画素融合処理（９０°）を行う（ステップＳ６７）。

一方、画素融合処理部６が第３の画素パターン（９０°）が検出されていないと判断した場合（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、画素融合処理部６は、１３５°方向の第３の画素パターン（１３５°）が検出されたか否かを判断する。第３の画素パターン（１３５°）が検出されたと判断した場合（ステップＳ６８；Ｙｅｓ）、画素融合処理部６は、図１０（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の画素融合処理（１３５°）を行う（ステップＳ６９）。

一方、画素融合処理部６が第３の画素パターン（１３５°）が検出されていないと判断した場合（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、画素融合処理部６は、１８０°方向の第３の画素パターン（１８０°）が検出されたか否かを判断する。第３の画素パターン（１８０°）が検出されたと判断した場合（ステップＳ７０；Ｙｅｓ）、画素融合処理部６は、図１０（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の画素融合処理（１８０°）を行う（ステップＳ７１）。

一方、画素融合処理部６が第３の画素パターン（１８０°）が検出されていないと判断した場合（ステップＳ７０；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、画素融合処理部６は、２２５°方向の第３の画素パターン（２２５°）が検出されたか否かを判断する。第３の画素パターン（２２５°）が検出されたと判断した場合（ステップＳ７２；Ｙｅｓ）、画素融合処理部６は、図１０（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の画素融合処理（２２５°）を行う（ステップＳ７３）。

一方、画素融合処理部６が第３の画素パターン（２２５°）が検出されていないと判断さした場合（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、画素融合処理部６は、２７０°方向の第３の画素パターン（２７０°）が検出されたか否かを判断する。第３の画素パターン（２７０°）が検出されたと判断した場合（ステップＳ７４；Ｙｅｓ）、画素融合処理部６は、図１０（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の画素融合処理（２７０°）を行う（ステップＳ７５）。

一方、画素融合処理部６が第３の画素パターン（２７０°）が検出されていないと判断した場合（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、画素融合処理部６は、３１５°方向の第３の画素パターン（３１５°）が検出されたか否かを判断する。第３の画素パターン（３１５°）が検出されたと判断した場合（ステップＳ７６；Ｙｅｓ）、画素融合処理部６は、図１０（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の画素融合処理（３１５°）を行う（ステップＳ７７）。

一方、画素融合処理部６が第３の画素パターン（３１５°）が検出されていないと判断した場合（ステップＳ７６；Ｎｏ）には、処理がステップＳ７８に移行する。

次に、ステップＳ７８において、画素融合処理部６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を判断する。画素融合処理部６がスキャンが終了したと判断した場合（ステップＳ７８；Ｙｅｓ）には、処理がステップＳ７９に移行する。一方、画素融合処理部６がスキャンが終了していないと判断した場合（ステップＳ７８；Ｎｏ）には、処理がステップＳ６１に戻り、画素融合処理部６は、スクリーニング画像に対するスキャンを継続する。

ステップＳ７９において、画素融合処理部６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を判断する。画素融合処理部６が第３の画素パターンが検出できなくなったと判断した場合（ステップＳ７９；Ｙｅｓ）には、一連の処理が終了する。一方、画素融合処理部６が第３の画素パターンが検出できると判断した場合（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、画素融合処理部６は、二次元画素融合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画素融合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作成し、メモリ２に記憶する。

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、周期性を持たずランダムに分布する、網点よりも小さいドットで印刷画像に適した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。すなわち、本実施の形態に係る画像変換処理装置１では、従来の網点及びＦＭスクリーニングの長所を兼ね備えた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。

以上のように、本実施の形態による画像変換処理装置では、入力された多値画像であるグレースケール画像を、黒画素及び白画素からなる第１の二値画像に変換する二値化処理を行う。次に、変換した第１の二値画像に含まれる第１の黒画素数を変換ブロック毎に検出すると共に、第１の黒画素数の検出の際に生じる誤差（変換誤差）を考慮して第２の二値画像を作成する誤差分散処理を行う。そして、作成された第２の二値画像に含まれる黒画素数を変化ブロック毎に検出し、検出された黒画素数と、予め用意された迷宮模様画像内の黒画素数との差を示す差分画素数に基づいてＦＭスクリーニング画像を作成するＦＭスクリーニング画像作成処理を行う。最後に、作成されたＦＭスクリーニング画像に対して第１〜第３の画素融合処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素融合処理を行う。

このように、本実施の形態による画像変換処理装置では、二値化処理の際に生じる変換誤差を考慮した誤差分散処理を行うことにより、変換ブロック間で発生するトーンジャンプ現象や、変換ブロックの境界に発生するモアレを低減させることができる。また、迷宮模様画像に対して差分画素数分の画素をランダムに配置（変換）することにより、ランダマイズ性を抑えながらムラの発生を抑制できるＦＭスクリーニング画像を作成することができる。さらに、画素融合処理を行うことにより、孤立する画素を印刷工程に適したサイズのドットに変換すると共に、周期性のないクラスタ模様に変換することができる。

これにより、画質を向上させることができると共に、網点画像が有する印刷工程に適し、扱いが容易であるという長所と、ＦＭスクリーニング画像が有する高品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。また、シャープネス等の画質を印刷条件やユーザの要求に応じて調整することが可能となる。

尚、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
多値の階調値を有する多値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、
多値画像を黒画素及び白画素からなる第１の二値画像に変換すると共に、該第１の二値画像に含まれる第１の黒画素数を検出し、該第１の二値画像の作成の際に生じる変換誤差を検出する二値化ステップと、
前記第１の黒画素数及び前記変換誤差に基づき、前記第１の二値画像を第２の二値画像に変換すると共に、該第２の二値画像に含まれる第２の黒画素数を検出する誤差分散ステップと、
検出された前記第２の黒画素数と予め用意された黒画素及び白画素からなる所定の二値画像の黒画素数との差分に基づき、前記差分の数だけ前記所定の二値画像内における一方の画素を他方の画素に変換することにより、前記第２の二値画像を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で形成される所定の画素パターンを検出し、検出された前記所定の画素パターンに対して所定の画素融合処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素融合ステップとを備える画像変換処理方法。

（付記２）
前記二値化ステップは、
前記多値画像の解像度情報に基づき、前記ＦＭスクリーニング画像の作成単位となる、前記多値画像のハーフトーンセルのサイズに対応する変換ブロックを前記多値画像に対して設定し、
前記変換ブロック内の前記第１の黒画素数を検出する付記１に記載の画像変換処理方法。

（付記３）
前記誤差分散ステップは、所定の前記変換ブロックにおける変換誤差を、該変換ブロックに隣接する周囲の変換ブロックに対して分散させる付記２に記載の画像変換処理方法。

（付記４）
前記所定の二値画像は、画像内の連続する黒画素及び白画素によって、横方向及び縦方向の直線のみで構成され、前記黒画素及び前記白画素が同数とされる迷宮模様画像である付記１、２又は３に記載の画像変換処理方法。

（付記５）
前記ＦＭスクリーニング画像作成ステップは、
前記所定の二値画像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の画素を変換することにより、前記ＦＭスクリーニング画像を作成する付記１乃至４のいずれかに記載の画像変換処理方法。

（付記６）
前記ＦＭスクリーニング画像作成ステップは、
前記差分が正数であり、前記所定の二値画像における前記座標位置の画素が白画素である場合に、該白画素を黒画素に変換する黒画素増加処理を行い、
前記差分が負数であり、前記所定の二値画像における前記座標位置の画素が黒画素である場合に、該黒画素を白画素に変換する黒画素減少処理を行い、
前記黒画素増加処理及び前記黒画素減少処理のいずれかを前記差分の数だけ行う付記５に記載の画像変換処理方法。

（付記７）
前記画素融合ステップは、
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前記所定の画素パターンを検出し、
検出された前記所定の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前記画素融合処理を行う付記１乃至６のいずれかに記載の画像変換処理方法。

（付記８）
前記画素融合ステップは、
２画素×２画素からなる互いに隣接する４画素によって形成された画素パターンから、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、検出された該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二次元画素融合処理と、
前記二次元画素融合処理を行った画像に対して、角度方向で互いに隣接する４画素によって形成された画素パターンから、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、検出された該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一次元画素融合処理とを行う付記７に記載の画像変換処理方法。

（付記９）
前記二次元画素融合処理は、
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である第１の画素パターンを検出した場合に、前記右下の黒画素と前記右上又は左下の白画素とを交換する第１の画素融合処理と、
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である第２の画素パターンを検出した場合に、前記右下の白画素と前記右上又は左下の黒画素とを交換する第２の画素融合処理とを行い、
前記第１及び第２の画素融合処理を、前記第１及び第２の画素パターンが検出されなくなるまで交互に行う付記８に記載の画像変換処理方法。

（付記１０）
前記一次元画素融合処理は、
前記角度方向で互いに隣接し、白画素・黒画素・白画素・黒画素のように並ぶ４画素からなる第３の画素パターンを検出した場合に、前記第３の画素パターンを白画素・白画素・黒画素・黒画素のように並ぶ画素パターンに変換する第３の画素融合処理を行い、
前記第３の画素融合処理を、前記第３の画素パターンが検出されなくなるまで４５°間隔で順次行う付記８又は９に記載の画像変換処理方法。

（付記１１）
前記一次元画素融合処理は、前記第３の画素融合処理を０°から３６０°まで４５°間隔でおこなう付記８、９又は１０に記載の画像変換処理方法。

（付記１２）
多値の階調値を有する多値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をコンピュータ装置に実行させるためのプログラムであって、
多値画像を黒画素及び白画素からなる第１の二値画像に変換すると共に、該第１の二値画像に含まれる第１の黒画素数を検出し、該第１の二値画像の作成の際に生じる変換誤差を検出する二値化ステップと、
前記第１の黒画素数及び前記変換誤差に基づき、前記第１の二値画像を第２の二値画像に変換すると共に、該第２の二値画像に含まれる第２の黒画素数を検出する誤差分散ステップと、
検出された前記第２の黒画素数と予め用意された黒画素及び白画素からなる所定の二値画像の黒画素数との差分に基づき、前記差分の数だけ前記所定の二値画像内における一方の画素を他方の画素に変換することにより、前記第２の二値画像を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で形成される所定の画素パターンを検出し、検出された前記所定の画素パターンに対して所定の画素融合処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素融合ステップとを備える画像変換処理方法をコンピュータ装置に実行させるプログラム。

（付記１３）
多値の階調値を有する多値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、
多値画像を黒画素及び白画素からなる第１の二値画像に変換すると共に、該第１の二値画像に含まれる第１の黒画素数を検出し、該第１の二値画像の作成の際に生じる変換誤差を検出する二値化処理部と、
前記第１の黒画素数及び前記変換誤差に基づき、前記第１の二値画像を第２の二値画像に変換すると共に、該第２の二値画像に含まれる第２の黒画素数を検出する誤差分散処理部と、
検出された前記第２の黒画素数と予め用意された黒画素及び白画素からなる所定の二値画像の黒画素数との差分に基づき、前記差分の数だけ前記所定の二値画像内における一方の画素を他方の画素に変換することにより、前記第２の二値画像を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で形成される所定の画素パターンを検出し、検出された前記所定の画素パターンに対して所定の画素融合処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素融合処理部とを備える画像変換処理装置。

１ 画像変換処理装置
２ メモリ
３ 二値化処理部
４ 誤差分散処理部
５ ＦＭスクリーニング画像作成処理部
６ 画素融合処理部
１０ 入力多値画像データ
２０ 出力二値画像データ

Claims (10)

1. 多値の階調値を有する多値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、
   多値画像を黒画素及び白画素からなる第１の二値画像に変換すると共に、該第１の二値画像に含まれる第１の黒画素数を検出し、該第１の二値画像の作成の際に生じる変換誤差を検出する二値化ステップと、
   前記第１の黒画素数及び前記変換誤差に基づき、前記第１の二値画像を第２の二値画像に変換すると共に、該第２の二値画像に含まれる第２の黒画素数を検出する誤差分散ステップと、
   検出された前記第２の黒画素数と予め用意された黒画素及び白画素からなる所定の二値画像の黒画素数との差分に基づき、前記差分の数だけ前記所定の二値画像内における一方の画素を他方の画素に変換することにより、前記第２の二値画像を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で形成される所定の画素パターンを検出し、検出された前記所定の画素パターンに対して所定の画素融合処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素融合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. 前記二値化ステップは、
   前記多値画像の解像度情報に基づき、前記ＦＭスクリーニング画像の作成単位となる、前記多値画像のハーフトーンセルのサイズに対応する変換ブロックを前記多値画像に対して設定し、
   前記変換ブロック内の前記第１の黒画素数を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. 前記誤差分散ステップは、所定の前記変換ブロックにおける変換誤差を、該変換ブロックに隣接する周囲の変換ブロックに対して分散させ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. 前記所定の二値画像は、画像内の連続する黒画素及び白画素によって、横方向及び縦方向の直線のみで構成され、前記黒画素及び前記白画素が同数とされる迷宮模様画像であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像変換処理方法。
5. 前記ＦＭスクリーニング画像作成ステップは、
   前記所定の二値画像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の画素を変換することにより、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１乃至４のいずれかに記載の画像変換処理方法。
6. 前記ＦＭスクリーニング画像作成ステップは、
   前記差分が正数であり、前記所定の二値画像における前記座標位置の画素が白画素である場合に、該白画素を黒画素に変換する黒画素増加処理を行い、
   前記差分が負数であり、前記所定の二値画像における前記座標位置の画素が黒画素である場合に、該黒画素を白画素に変換する黒画素減少処理を行い、
   前記黒画素増加処理及び前記黒画素減少処理のいずれかを前記差分の数だけ行うことを特徴とする請求項５に記載の画像変換処理方法。
7. 前記画素融合ステップは、
   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前記所定の画素パターンを検出し、
   検出された前記所定の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前記画素融合処理を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像変換処理方法。
8. 前記画素融合ステップは、
   ２画素×２画素からなる互いに隣接する４画素によって形成された画素パターンから、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、検出された該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二次元画素融合処理と、
   前記二次元画素融合処理を行った画像に対して、角度方向で互いに隣接する４画素によって形成された画素パターンから、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、検出された該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一次元画素融合処理とを行うことを特徴とする請求項７に記載の画像変換処理方法。
9. 多値の階調値を有する多値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をコンピュータ装置に実行させるためのプログラムであって、
   多値画像を黒画素及び白画素からなる第１の二値画像に変換すると共に、該第１の二値画像に含まれる第１の黒画素数を検出し、該第１の二値画像の作成の際に生じる変換誤差を検出する二値化ステップと、
   前記第１の黒画素数及び前記変換誤差に基づき、前記第１の二値画像を第２の二値画像に変換すると共に、該第２の二値画像に含まれる第２の黒画素数を検出する誤差分散ステップと、
   検出された前記第２の黒画素数と予め用意された黒画素及び白画素からなる所定の二値画像の黒画素数との差分に基づき、前記差分の数だけ前記所定の二値画像内における一方の画素を他方の画素に変換することにより、前記第２の二値画像を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で形成される所定の画素パターンを検出し、検出された前記所定の画素パターンに対して所定の画素融合処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素融合ステップとを備える画像変換処理方法をコンピュータ装置に実行させることを特徴とするプログラム。
10. 多値の階調値を有する多値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、
    多値画像を黒画素及び白画素からなる第１の二値画像に変換すると共に、該第１の二値画像に含まれる第１の黒画素数を検出し、該第１の二値画像の作成の際に生じる変換誤差を検出する二値化処理部と、
    前記第１の黒画素数及び前記変換誤差に基づき、前記第１の二値画像を第２の二値画像に変換すると共に、該第２の二値画像に含まれる第２の黒画素数を検出する誤差分散処理部と、
    検出された前記第２の黒画素数と予め用意された黒画素及び白画素からなる所定の二値画像の黒画素数との差分に基づき、前記差分の数だけ前記所定の二値画像内における一方の画素を他方の画素に変換することにより、前記第２の二値画像を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で形成される所定の画素パターンを検出し、検出された前記所定の画素パターンに対して所定の画素融合処理を行い、ハイブリッドスクリーニング画像を作成する画素融合処理部とを備えることを特徴とする画像変換処理装置。