(57)【要約】【課題】モアレパターンの発生を低減するためのスクリーン設計方法及び装置を提供すること。【解決手段】設定されたスクリーン周波数、スクリーン角度及び解像度に対応するスクリーンパラメータを検出するステップ１０と、複数のマイクロドットからなるクラスタードットのそれぞれの中心となるドットセンターの座標を検出するステップ１２と、ドットセンターがオンになる順序を表すドットセンター順序を決定するステップ１４と、モアレパターンに対する人間の視覚の認識特性を定量化した評価関数を使用して、マイクロドットがオンになる順序を表すマイクロドット順序を決定するステップ１６と、を含むことを特徴とする、モアレパターンの発生を低減するためのスクリーン設計方法である。これにより、人間の視覚特性に基づいた評価関数を使用してマイクロドットの順序を決定することによって、モアレパターン及び画像品質を低下させるパターンの発生を防止する。【選択図】図１
2007037153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モアレパターンの発生を低減するためのスクリーン設計方法であって：
（ａ）設定されたスクリーン周波数、スクリーン角度及び解像度に対応するスクリーンパラメータを検出するステップと；
（ｂ）複数のマイクロドットからなるクラスタードットのそれぞれの中心となるドットセンターの座標を検出するステップと；
（ｃ）前記ドットセンターがオンになる順序を表すドットセンター順序を決定するステップと；
（ｄ）モアレパターンに対する人間の視覚の認識特性を定量化した評価関数を使用して、前記マイクロドットがオンになる順序を表すマイクロドット順序を決定するステップと；
を含むことを特徴とする、スクリーン設計方法。
【請求項２】
前記ステップ（ｂ）は、
前記ドットセンターの実数座標を検出することを特徴とする、請求項１に記載のスクリーン設計方法。
【請求項３】
前記ステップ（ｃ）は、
基準となるドットセンターから最も遠いドットセンターから順に、前記ドットセンター順序を決定することを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載のスクリーン設計方法。
【請求項４】
前記ステップ（ｄ）は：
（ｄ１）前記ドットセンターを中心とするクラスター半径を設定するステップと；
（ｄ２）前記設定されたクラスター半径内のマイクロドットのうち、所定数のオンになる候補ドットを任意に選択するステップと；
（ｄ３）前記選択された候補ドットに対する評価関数を算出するステップと；
（ｄ４）前記評価関数を算出した回数が所定回数を超過したかどうかを検査するステップと；
（ｄ５）前記評価関数を算出した回数が所定回数を超過した場合、算出された評価関数のうち値が最も小さな評価関数を持つ前記候補ドットのマイクロドット順序を決定するステップと；
（ｄ６）前記スクリーンの全てのマイクロドットに対するマイクロドット順序が決定されたかどうかを検査するステップと；
を含み、
前記ステップ（ｄ４）で、評価関数を算出した回数が所定回数を超過していない場合は、前記ステップ（ｄ２）に戻り、
前記ステップ（ｄ６）で、前記スクリーンの全てのマイクロドットに対するマイクロドット順序が決定されていない場合は、前記ステップ（ｄ１）に戻ることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のスクリーン設計方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｄ１）は、
次の数式１を使用して前記クラスター半径を設定することを特徴とする、請求項４に記載のスクリーン設計方法。
【数１】
2007037153.tif 000018
ここで、ＣＲは、クラスター半径を示し、ｃは、所定の定数を示し、ｎは、マイクロドットの数を示し、πは、円周率を示す。
【請求項６】
前記ステップ（ｄ３）は、
次の数式２を使用して前記評価関数を算出することを特徴とする、請求項４または５のいずれかに記載のスクリーン設計方法。
【数２】
2007037153.tif 000019
ここで、ＥＦは、評価関数を示し、ＭＴＦは、人間の視覚特性を周波数領域で表現する関数を示し、Ｘ（ｕ，ｖ）は、周波数領域に変換された画像の複素数値を示し、Ｘ＊（ｕ，ｖ）は、Ｘ（ｕ，ｖ）の共役複素数を示し、ＢａｎｄＲ（ｕ，ｖ）は、スクリーン周波数成分を除去するための帯域阻止フィルタを示す。
【請求項７】
前記ステップ（ｄ３）において、
前記帯域阻止フィルタは次の数式３で表現されることを特徴とする、請求項６に記載のスクリーン設計方法。
【数３】
2007037153.tif 000020
ここで、ｆは、スクリーン周波数を示し、αは、スクリーン角度を示す。
【請求項８】
前記ステップ（ｄ５）は、
前記最も小さな評価関数を持つ候補ドットのマイクロドット順序を、基準になるドットセンターから最も遠い候補ドットの順に決定することを特徴とする、請求項４〜７のいずれかに記載のスクリーン設計方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のスクリーン設計方法を実施するためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項１０】
モアレパターンの発生を低減するためのスクリーン設計装置であって：
設定されたスクリーン周波数、スクリーン角度及び解像度に対応するスクリーンパラメータを検出するパラメータ検出部と；
複数のマイクロドットからなるクラスタードットのそれぞれの中心となるドットセンターの座標を検出するドットセンター座標検出部と；
前記ドットセンターがオンになる順序を表すドットセンター順序を決定するドットセンター順序決定部と；
モアレパターンに対する人間の視覚の認識特性を定量化した評価関数を使用して、前記マイクロドットがオンになる順序を表すマイクロドット順序を決定するマイクロドット順序決定部と；
を備えることを特徴とする、スクリーン設計装置。
【請求項１１】
前記ドットセンター座標検出部は、
ドットセンターの実数座標を検出することを特徴とする、請求項１０に記載のスクリーン設計装置。
【請求項１２】
前記ドットセンター順序決定部は、
基準となるドットセンターから最も遠いドットセンターから順に、前記ドットセンター順序を決定することを特徴とする、請求項１０または１１のいずれかに記載のスクリーン設計方法。
【請求項１３】
前記マイクロドット順序決定部は：
前記ドットセンターを中心とするクラスター半径を設定するクラスター半径設定部と；
前記設定されたクラスター半径内のマイクロドットのうち、所定数のオンになる候補ドットを任意に選択する候補ドット選択部と；
前記選択された候補ドットに対する評価関数を算出する評価関数算出部と、
前記評価関数を算出した回数が所定回数を超過したかどうかを検査する回数検査部と；
前記回数検査部の検査結果に応じて、算出された評価関数のうち値が最も小さな評価関数を持つ前記候補ドットのマイクロドット順序を決定する順序決定部と；
前記スクリーンの全てのマイクロドットに対するマイクロドット順序が決定されたかどうかを検査するスクリーン検査部と；
を備えることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれかに記載のスクリーン設計装置。
【請求項１４】
前記クラスター半径設定部は、
次の数式４を使用して前記クラスター半径を設定することを特徴とする、請求項１３に記載のスクリーン設計装置。
【数４】
2007037153.tif 000021
ここで、ＣＲは、クラスター半径を示し、ｃは、所定の定数を示し、ｎは、マイクロドットの数を示し、πは、円周率を示す。
【請求項１５】
前記評価関数算出部は、
次の数式５を使用して前記評価関数を算出することを特徴とする、請求項１３または１４のいずれかに記載のスクリーン設計装置。
【数５】
2007037153.tif 000022
ここで、ＥＦは、評価関数を示し、ＭＴＦは、人間の視覚特性を周波数領域で表現する関数を示し、Ｘ（ｕ，ｖ）は、周波数領域に変換された画像の複素数値を示し、Ｘ＊（ｕ，ｖ）は、Ｘ（ｕ，ｖ）の共役複素数を示し、ＢａｎｄＲ（ｕ，ｖ）は、スクリーン周波数成分を除去するための帯域阻止フィルタを示す。
【請求項１６】
前記評価関数算出部において、
前記帯域阻止フィルタは、次の数式６で表現されることを特徴とする、請求項１５に記載のスクリーン設計装置。
【数６】
2007037153.tif 000023
ここで、ｆは、スクリーン周波数を示し、αは、スクリーン角度を示す。
【請求項１７】
前記順序決定部は、
前記最も小さな評価関数を持つ候補ドットのマイクロドット順序を、基準になるドットセンターから最も遠い候補ドットの順に決定することを特徴とする、請求項１３〜１６のいずれかに記載のスクリーン設計装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モアレパターンの発生を低減するためのスクリーン設計方法、スクリーン設計装置及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、画像形成装置は、マルチレベルを持つ画像装置とは異なり、ドットの出力有無によって決まる２種の状態のバイナリレベルを持つ。マルチレベルの入力画像をバイナリレベルで印刷する方法をハーフトーニングという。ハーフトーニングは、誤差拡散法とスクリーニング法とに大別される。
【０００３】
誤差拡散法は、与えられた画素における二進化による誤差を、あらかじめ定義されたカーネル値により、今後二進化される周囲画素に一定比率ずつ拡散させる方法である。スクリーニング法は、二進化されるべき画素の階調値を既定のスクリーン（しきい値の配列）と比較して二進化する方法である。スクリーニング法は、誤差拡散法に比べて画像形成速度が速いが、低い解像度では誤差拡散法よりも画質がよくない。また、誤差拡散法は、ドットの位置及び大きさが一定でないレーザープリンタ装置には適していない。したがって、レーザープリンタでは、スクリーニング法が広く使われている。
【０００４】
スクリーンは、ドットの構成方法によってＡＭ（ＡＭ：Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｅｄ）スクリーンとＦＭ（ＦＭ：ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｍｏｄｕｌａｔｅｄ）スクリーンとに区分される。ＡＭスクリーンは、ドットをクラスターに出力するために、ＦＭスクリーンに比べてさらに安定的にドットを出力する。このような理由で、大部分のレーザープリンティング装置はＡＭスクリーンを使用している。ＡＭスクリーンは、クラスタードットの配列によってＡＭオーダード（ｏｒｄｅｒｅｄ）スクリーンとＡＭストキャスティック（ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ）スクリーンとに区分される。ＡＭオーダードスクリーンは、クラスタードットの配列が周期性を持ち、ＡＭストキャスティックスクリーンは、クラスタードットの配列が周期性を持っていない。
【０００５】
ＡＭオーダードスクリーンで使用される用語には、マイクロドット、クラスタードット、ドットセンター、オーダー、スクリーン周波数（ｌｐｉ）、スクリーン角度などがある。マイクロドットは、画像形成単位であってピクセルを意味する。クラスタードットは、複数のマイクロドットが集まって群をなしたドットパターンを意味する。ドットセンターは、クラスタードットの中心になるマイクロドットを意味する。オーダーは、マイクロドットをオンにする順序を意味する。スクリーン周波数は、単位距離当たりのクラスタードットの数を意味し、スクリーン角度は、クラスタードットの配列の回転された角度を意味する。
【０００６】
スクリーン周波数、スクリーン角度及び解像度が設定されると、ＡＭオーダードスクリーンの代表的な設計方法に従って、スクリーンパラメータとドットセンターの座標とが計算される。スクリーンパラメータは、設定されたスクリーン周波数とスクリーン角度とを持つスクリーンサイズを計算するために使われる。ドットセンターの座標が決定された後、ドットセンターのオーダーが決定される。ドットセンターのオーダーが決定された後、オーダーに従ってドットセンター周辺のマイクロドットを成長させる。マイクロドットの成長は、スポット関数により決定される最小値を持つマイクロドットにオーダーを付与することによってなされる。一般的に、スポット関数は、ドットセンターとドットセンターの周辺のマイクロドットとの距離を使用する。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２７８５２３号公報
【特許文献２】米国特許第５，４６９，２６８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、従来、ドットセンターの座標に対して整数座標を使用することによって、モアレパターンが検出されるという問題点がある。このようなモアレパターンを除去するために、ドットセンターの実数位置と近い複数の候補整数座標を設定してドットセンターの座標をランダムに分布させる。従来技術では、モアレパターンの発生を低減するためにドットセンターの位置をランダムに分布させるが、このようなＡＭオーダードスクリーン設計方法は、暗い階調領域において、出力結果の画質が低下するというさらに他の問題点を引き起こす。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、モアレパターンの発生及び画像品質を低下させるパターンの発生を低減するための新規かつ改良されたスクリーン設計方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、モアレパターンの発生を低減するためのスクリーン設計方法であって：（ａ）設定されたスクリーン周波数、スクリーン角度及び解像度に対応するスクリーンパラメータを検出するステップと；（ｂ）複数のマイクロドットからなるクラスタードットのそれぞれの中心となるドットセンターの座標を検出するステップと；（ｃ）ドットセンターがオンになる順序を表すドットセンター順序を決定するステップと；（ｄ）モアレパターンに対する人間の視覚の認識特性を定量化した評価関数を使用して、マイクロドットがオンになる順序を表すマイクロドット順序を決定するステップと；を含むスクリーン設計方法が提供される。
【００１１】
また、ステップ（ｂ）において、ドットセンターの実数座標を検出するようにしてもよい。
【００１２】
また、ステップ（ｃ）において、基準となるドットセンターから最も遠いドットセンターから順に、ドットセンター順序を決定するようにしてもよい。
【００１３】
また、（ｄ）ステップは、（ｄ１）ドットセンターを中心とするクラスター半径を設定するステップと；（ｄ２）設定されたクラスター半径内のマイクロドットのうち、所定数のオンになる候補ドットを任意に選択するステップと；（ｄ３）選択された候補ドットに対する評価関数を算出するステップと；（ｄ４）評価関数を算出した回数が所定回数を超過したかどうかを検査するステップと；（ｄ５）評価関数を算出した回数が所定回数を超過した場合、算出された評価関数のうち値が最も小さな評価関数を持つ候補ドットのマイクロドット順序を決定するステップと；（ｄ６）スクリーンの全てのマイクロドットに対するマイクロドット順序が決定されたかどうかを検査するステップと；を含むようにしてもよい。さらに、ステップ（ｄ４）で、評価関数を算出した回数が所定回数を超過していない場合は、ステップ（ｄ２）に戻り、ステップ（ｄ６）で、スクリーンの全てのマイクロドットに対するマイクロドット順序が決定されていない場合は、ステップ（ｄ１）に戻るようにしてもよい。
【００１４】
また、ステップ（ｄ１）において、次の数式１を使用してクラスター半径を設定してもよい。
【数１】
2007037153.tif 000003
ここで、ＣＲは、クラスター半径を示し、ｃは、所定の定数を示し、ｎは、マイクロドットの数を示し、πは、円周率を示す。
【００１５】
また、ステップ（ｄ３）において、次の数式２を使用して評価関数を算出してもよい。
【数２】
2007037153.tif 000004
ここで、ＥＦは、評価関数を示し、ＭＴＦは、人間の視覚特性を周波数領域で表現する関数を示し、Ｘ（ｕ，ｖ）は、周波数領域に変換された画像の複素数値を示し、Ｘ＊（ｕ，ｖ）は、Ｘ（ｕ，ｖ）の共役複素数を示し、ＢａｎｄＲ（ｕ，ｖ）は、スクリーン周波数成分を除去するための帯域阻止フィルタを示す。
【００１６】
ステップ（ｄ３）において、帯域阻止フィルタは次の数式３で表現されるものであってもよい。
【数３】
2007037153.tif 000005
ここで、ｆは、スクリーン周波数を示し、αは、スクリーン角度を示す。
【００１７】
また、ステップ（ｄ５）において、最も小さな評価関数を持つ候補ドットのマイクロドット順序を、基準になるドットセンターから最も遠い候補ドットの順に決定するようにしてもよい。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上述したスクリーン設計方法を実施するためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体が提供される。
【００１９】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、モアレパターンの発生を低減するためのスクリーン設計装置であって、設定されたスクリーン周波数、スクリーン角度及び解像度に対応するスクリーンパラメータを検出するパラメータ検出部と；複数のマイクロドットからなるクラスタードットのそれぞれの中心となるドットセンターの座標を検出するドットセンター座標検出部と；ドットセンターがオンになる順序を表すドットセンター順序を決定するドットセンター順序決定部と；モアレパターンに対する人間の視覚の認識特性を定量化した評価関数を使用して、マイクロドットがオンになる順序を表すマイクロドット順序を決定するマイクロドット順序決定部と；を備えるスクリーン設計装置が提供される。
【００２０】
また、ドットセンター座標検出部は、ドットセンターの実数座標を検出するようにしてもよい。
【００２１】
また、ドットセンター順序決定部は、基準となるドットセンターから最も遠いドットセンターから順に、ドットセンター順序を決定するようにしてもよい。
【００２２】
また、マイクロドット順序決定部は、ドットセンターを中心とするクラスター半径を設定するクラスター半径設定部と；設定されたクラスター半径内のマイクロドットのうち、所定数のオンになる候補ドットを任意に選択する候補ドット選択部と；選択された候補ドットに対する評価関数を算出する評価関数算出部と、評価関数を算出した回数が所定回数を超過したかどうかを検査する回数検査部と；回数検査部の検査結果に応じて、算出された評価関数のうち値が最も小さな評価関数を持つ候補ドットのマイクロドット順序を決定する順序決定部と；スクリーンの全てのマイクロドットに対するマイクロドット順序が決定されたかどうかを検査するスクリーン検査部と；を備えてもよい。
【００２３】
また、クラスター半径設定部は、次の数式４を使用してクラスター半径を設定してもよい。
【数４】
2007037153.tif 000006
ここで、ＣＲは、クラスター半径を示し、ｃは、所定の定数を示し、ｎは、マイクロドットの数を示し、πは、円周率を示す。
【００２４】
また、評価関数算出部は、次の数式５を使用して評価関数を算出してもよい。
【数５】
2007037153.tif 000007
ここで、ＥＦは、評価関数を示し、ＭＴＦは、人間の視覚特性を周波数領域で表現する関数を示し、Ｘ（ｕ，ｖ）は、周波数領域に変換された画像の複素数値を示し、Ｘ＊（ｕ，ｖ）は、Ｘ（ｕ，ｖ）の共役複素数を示し、ＢａｎｄＲ（ｕ，ｖ）は、スクリーン周波数成分を除去するための帯域阻止フィルタを示す。
【００２５】
また、評価関数算出部において、帯域阻止フィルタは、次の数式６で表現されるものであってもよい。
【数６】
2007037153.tif 000008
ここで、ｆは、スクリーン周波数を示し、αは、スクリーン角度を示す。
【００２６】
また、順序決定部は、最も小さな評価関数を持つ候補ドットのマイクロドット順序を、基準になるドットセンターから最も遠い候補ドットの順に決定するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように本発明によれば、モアレパターン及び画像品質を低下させるパターンの発生を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２９】
以下、本発明によるモアレパターンの発生を低減するためのスクリーン設計方法を、添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態にかかるモアレパターンの発生を低減するためのスクリーン設計方法を説明するためのフローチャートである。
【００３１】
まず、設定されたスクリーン周波数、スクリーン角度及び解像度に対応するスクリーンパラメータを検出する（ステップ１０）。
【００３２】
スクリーンパラメータのための数式７は、次の通りである。
α＝ａｒｃｔａｎ（Ａ／Ｂ）・・・（数式７）
【００３３】
ここで、αは、設定されたスクリーン角度を意味し、Ａ及びＢは、求めようとするスクリーンパラメータである。
【００３４】
上述した数式７を使用してスクリーンパラメータＡ、Ｂを求める。
【００３５】
この時、次のコーディングを通じて整数に該当するパラメータＡ、Ｂを求めることができる。
【００３６】
“Ｄｏ  ｕｎｔｉｌ“ａｒｃｔａｎ（Ａ／Ｂ）”ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｓ“ｉｎｐｕｔ  ｓｃｒｅｅｎ  ａｎｇｌｅ”ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ  ｃｌｏｓｅ
｛
Ｆｏｒ  Ａ＝１：Ｍａｘ
Ｂ＝ｒｏｕｎｄ（Ａ／ｔａｎ（ｉｎｐｕｔ  ｓｃｒｅｅｎ  ａｎｇｌｅ））
｝”
【００３７】
例えば、ユーザがスクリーン角度を５６．３゜を入力すれば、スクリーン角度は、入力角度と最も近い５６．３０９９３２４７゜に再設定され、スクリーンパラメータＡ及びＢは、整数値３及び２となる。
【００３８】
一方、スクリーンパラメータは、設定された周波数及び角度を持つスクリーンサイズを計算することにも使われる。次の数式８は、スクリーンサイズを計算するための式である。
【００３９】
【数７】
2007037153.tif 000009
【００４０】
ここで、ｆは、設定されたスクリーン周波数を意味し、Ｒは、設定された解像度を意味し、ＴＳは、スクリーンの一辺の長さを意味する。
【００４１】
ステップ１０の後、複数のマイクロドットが群を形成したクラスタードットのそれぞれの中心となるドットセンターの座標を検出する（ステップ１２）。
【００４２】
検出されるドットセンターの座標は、実数値の座標である。
【００４３】
ドットセンターの座標は、次の数式９を使用して検出される。
【００４４】
【数８】
2007037153.tif 000010
【００４５】
ここで、Ｘｉ＋１及びＹｉ＋１は、ｉ番目のドットセンターの水平方向及び垂直方向の座標を意味し、Ｐは、スクリーン周波数の逆数、すなわち、スクリーン周期を意味し、αは、設定されたスクリーン角度を意味し、Ｒは、設定された解像度を意味する。
【００４６】
ステップ１２の後、ドットセンターがオンになる順序を表すドットセンター順序（ｏｒｄｅｒ）を決定する（ステップ１４）。ドットセンター順序は、基準になるドットセンターから最も遠いドットセンターの順に決定される。
【００４７】
ステップ１４の後、モアレパターンに対する人間の視覚の認識特性を定量化した評価関数を使用して、マイクロドットのオンになる順序を表すマイクロドット順序を決定する（ステップ１６）。
【００４８】
図２は、図１に図示されたステップ１６をさらに詳細に説明するためのフローチャートである。
【００４９】
まず、ドットセンターを中心にしたクラスター半径を設定する（ステップ３０）。クラスター半径は、マイクロドット順序の候補になるドットセンター周辺のマイクロドットの範囲を意味する。
【００５０】
クラスター半径は、次の数式１０を使用して設定することを特徴とする。
【００５１】
【数９】
2007037153.tif 000011
【００５２】
ここで、ＣＲは、クラスター半径を意味し、ｋは、所定の定数を意味し、ｎは、マイクロドットの数を意味し、πは、円周率を意味する。
【００５３】
図３は、ドットセンターを中心とするクラスター半径の一例を示す図面である。図３に示すように、ドットセンターの中心を基準とするクラスター半径を数式１０を使用して検出できる。
【００５４】
ステップ３０の後、それぞれのドットセンターを中心とするクラスター半径内のマイクロドットのうち、オンになる所定数の候補ドットを任意に選択する（ステップ３２）。マイクロドットのうちオンになる候補ドットはランダムに選択される。すなわち、決まった特定の規則によって選択されるものではなく任意に選択される。
【００５５】
ステップ３２の後、選択された候補ドットに対する評価関数を算出する（ステップ３４）。
【００５６】
評価関数は、モアレパターンを定量化するための手段として使用する。モアレパターンを定量化するために、まず二つの実験を通じてモアレパターンの特性を確認する。
【００５７】
図４Ａ及び図４Ｂは、ドットセンターが整数座標及び実数座標を持つスクリーンを利用して単一階調の画像を二進化した画像を示す図面である。図４Ａは、ドットセンターが整数座標を持つスクリーンを利用して単一階調を二進化した画像であり、図４Ｂは、ドットセンターが実数座標を持つスクリーンを利用して二進化した画像である。この場合、図４Ｂでモアレパターンが発生することを確認することができる。すなわち、ドットセンターが整数座標を持つ場合、モアレパターンは発生しない。図４Ａで使われたスクリーンをラショナルタンジェントスクリーン（ｒａｔｉｏｎａｌ  ｔａｎｇｅｎｔ  ｓｃｒｅｅｎ）という。しかし、ラショナルタンジェントスクリーンは、スクリーンの周波数及び角度が定められているために、スクリーンが所望の特性を持つように設計し難い。図４Ｂに使われたスクリーンを、イラショナルタンジェントスクリーン（ｉｒｒａｔｉｏｎａｌ  ｔａｎｇｅｎｔ  ｓｃｒｅｅｎ）という。
【００５８】
図５Ａ〜図５Ｄは、イラショナルタンジェントスクリーンを使用した二進画像を示す図面である。図５Ａ〜図５Ｄのイラショナルタンジェントスクリーンは、いずれも同じスクリーン周波数、スクリーン角度を持ち、同じドットセンター及びドットセンター順序を持つ。図５Ａは、従来の例であって、ドットセンター周辺に最も近いマイクロドットをドットセンター順序と同じ順序にオンにする場合である。図５Ｂは、従来の例であって、ドットセンター周辺に最も近いマイクロドットをドットセンター順序と異なる順序にオンにする場合である。図５Ｃは、ドットセンター周辺の一定領域でランダムにマイクロドットを選択した後、ドットセンター順序と同じ順序にオンにする場合であり、図５Ｄは、ドットセンター周辺の一定領域でランダムにマイクロドットを選択した後、ドットセンター順序と異なる順序にオンにする場合である。
【００５９】
図５Ｃ及び図５Ｄから、図５Ａ及び図５Ｂに比べてモアレパターンが減少したことを確認することができる。特に、図５Ｄは、モアレパターンを減少させるために、評価関数を利用してマイクロドットをオンにする順序を定め、マイクロドットをオンにした場合である。しかし、図５Ｃ及び図５Ｄの場合、モアレパターンは減少しているが、不規則な画像が出力される。このようになる理由は、マイクロドットがオンになる順序が、過度にランダムに決定されたためである。本発明にかかる実施形態においては、このような不規則な出力結果を防止するために、評価関数を利用してマイクロドットをオンにする順序を決定する。
【００６０】
図６Ａ及び図６Ｂは、スクリーンを使用して単一階調の画像を二進化した画像及び二進画像を周波数領域に変換した画像を示す図面である。図６Ａは、一定のスクリーン周波数（１５０ｌｐｉ）及びスクリーン角度（４０゜）を持つスクリーンを使用して単一階調２０４の画像を二進化した画像を表す。図６Ｂは、図６Ａの二進画像を周波数変換したものである。図６Ｂに示すように、低周波成分が存在するということが確認でき、このような特性は、図６Ａでモアレパターンとして現れる。すなわち、図６Ａ及び図６Ｂを通じてモアレパターンは低周波特性を持つということが確認できる。
【００６１】
モアレパターンを定量化するための低周波領域の周波数分布を確認するために、次の数式１１を使用する。
【００６２】
【数１０】
2007037153.tif 000012
【００６３】
ここで、Ｃは、低周波領域の周波数分布を意味し、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は、人間の視覚特性を周波数領域で表現する関数であり、Ｘ（ｕ，ｖ）は、周波数領域に変換された画像の複素数値を意味し、Ｘ＊（ｕ，ｖ）は、Ｘ（ｕ，ｖ）の共役複素数を意味する。Ｘ（ｕ，ｖ）×Ｘ＊（ｕ，ｖ）は、二進画像のパワースペクトルを表したものである。
【００６４】
ＭＴＦは、低周波領域に加重値を与えるために使用される。
【００６５】
ＭＴＦを具体的に表現した式が次の数式１２である。
【００６６】
【数１１】
2007037153.tif 000013
ここで、
2007037153.tif 000014
は、放射空間周波数（ｒａｄｉａｌ  ｓｐａｔｉａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を意味し、
2007037153.tif 000015
は、放射空間周波数において方向による最大値を持つ周波数を意味する。
【００６７】
また、ａ、ｂ、ｃ、ｄは定数であって、ａ＝２．２、ｂ＝０．１９２、ｃ＝０．１１４、ｄ＝１．１を意味する。
【００６８】
評価関数に該当する数式を得るために、前述した低周波領域の周波数分布Ｃに帯域阻止フィルタ（ｂａｎｄ  ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ  ｆｉｌｔｅｒ）を乗算する。
【００６９】
周波数成分が低周波に近く、サイズが大きい特定パターンほど、人間の視覚ではよく認知できる。低周波成分は、高周波成分に比べてよく認知されるので、低周波成分は大きい周波数分布Ｃを持つ。従来のＦＭスクリーン設計方法では、スクリーンが高周波特性を持つようにするためにＭＴＦが使用された。しかし、本発明の実施形態においては、従来技術のＭＴＦを使用すると、ＭＴＦ領域中にスクリーン周波数があるために、モアレパターンの程度によって低周波領域の周波数分布Ｃの差を確認できない。すなわち、ＭＴＦ領域中のスクリーン周波数の大きさが、モアレパターンの周波数の大きさより非常に大きいためである。このような理由で、スクリーン周波数成分が、低周波領域の周波数分布Ｃの計算に含まれないようにするために、次の数式１３を使用して評価関数を計算する。
【００７０】
【数１２】
2007037153.tif 000016
【００７１】
ここで、ＥＦは、評価関数を意味し、ＭＴＦは、人間の視覚特性を周波数領域で表現する関数であり、Ｘ（ｕ，ｖ）は、周波数領域に変換された画像の複素数値を意味し、Ｘ＊（ｕ，ｖ）は、Ｘ（ｕ，ｖ）の共役複素数を意味し、ＢａｎｄＲ（ｕ，ｖ）は、スクリーン周波数成分を除去するための帯域阻止フィルタを意味する。
【００７２】
帯域阻止フィルタは、次の数式１４で表現できる。
【００７３】
【数１３】
2007037153.tif 000017
【００７４】
ここで、ｆは、スクリーン周波数を意味し、αは、スクリーン角度を意味する。
【００７５】
図７のＡ〜Ｃは、二進画像に対する評価関数を画像で表現したものである。Ａは、二進画像を表し、Ｂは、二進画像のパワースペクトルを表し、Ｃは、ＭＴＦ×ＢａｎｄＲを表す。Ｃに示すように、帯域阻止フィルタにより低周波成分に該当する部分１、２、３、４が除去される。
【００７６】
図８は、従来の技術及び本発明にかかる実施形態により設計したスクリーンに対する評価関数の推移を示すグラフである。スクリーンの周波数（１５０．１５ｌｐｉ）、角度（３９．４７゜）、Ａ（１４）、Ｂ（１７）、ＴＳ（８８）はいずれも同一である。
【００７７】
図８のＡ、Ｂは、従来のスクリーン設計方法により設計されたスクリーンに対する評価関数の変化推移であり、図８のＣは、本発明で設計したスクリーンに対する評価関数の変化推移である。図８のＣに示すように、本発明による場合にスクリーンに対する評価関数が低いということが分かる。
【００７８】
図９Ａ〜図９Ｃは、図８の３つのスクリーンを利用して単一階調画像を二進化した画像を示す図面である。
【００７９】
図９Ａは、図８のＡによるスクリーンを利用して二進化した画像を表し、図９Ｂは、図８のＢによるスクリーンを利用して二進化した画像を表し、図９Ｃは、図８のＣによるスクリーンを利用して二進化した画像を表す。
【００８０】
図９Ｃに示すように、低周波成分を持つモアレパターン及び不規則な画像の発生が減少していることを確認することができる。
【００８１】
ステップ３４の後、評価関数を算出した回数が所定回数を超過したかどうかを検査する（ステップ３６）。もし、評価関数を算出した回数が所定回数を超過していなければ、前述したステップ３２に戻って前述した過程を反復する。
【００８２】
一方、評価関数を算出した回数が所定回数を超過したならば、算出された評価関数のうち評価関数の値が最も小さな評価関数を持つ候補ドットのマイクロドット順序が決定される（ステップ３８）。
【００８３】
例えば、評価関数を算出する回数を４０００回に決めた場合、４０００回かけて得られた４０００個の評価関数の中で最小値を持つ評価関数を検出し、このような最小値を持つ評価関数を得ることができた候補ドットに対するマイクロドット順序が決定される。
【００８４】
候補ドットに対するマイクロドット順序を決定する時に、ドットセンターのうち基準になるドットセンター（すなわち、ドットセンター順序のうち最初の順序に該当するドットセンター）から最も遠い候補ドットからマイクロドット順序が決定される。
【００８５】
ステップ３８の後、スクリーンの全てのマイクロドットに対するマイクロドット順序が決定されたかどうかを検査する（ステップ４０）。
【００８６】
もし、スクリーンの全てのマイクロドットに対するマイクロドット順序が決定されていなければ、前述したステップ３０に戻る。
【００８７】
ステップ４０の後、スクリーンの全てのマイクロドットに対するマイクロドット順序が決定されず、前述したステップ３０に戻った場合、ステップ３０で新たなクラスター半径を設定して前述した過程を反復する。新たなクラスター半径は、元来設定されたクラスター半径より大きい半径に設定される。
【００８８】
また、２回目以降に実行されるステップ３２では、既にマイクロドット順序が決定されたマイクロドットを除外したマイクロドットの中から候補ドットが選択される。
【００８９】
一方、上述した本発明にかかる実施形態は、コンピュータで読み取り可能なコード／命令／プログラムとして実施でき、媒体、例えば、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を利用してコード／命令／プログラムを動作させる汎用ディジタルコンピュータで実施できる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、マグネチック記録媒体（例えば、ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、マグネチックテープなど）、光学的判読媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）及びキャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じた伝送）のような記録媒体を含む。また、本発明にかかる実施形態は、コンピュータで読み取り可能なコードを内蔵する媒体で実施され、ネットワークを通じて連結された複数個のコンピュータシステムが分配されて処理動作可能にすることができる。本発明を実現する機能的なプログラム、コード及びコードセグメントは、本発明が属する技術分野のプログラマーにより容易に解釈される。
【００９０】
以下、本発明の一実施形態にかかるモアレパターンの発生を低減するためのスクリーン設計装置を、添付された図面を参照して詳細に説明する。
【００９１】
図１０は、本発明の一実施形態にかかるモアレパターンの発生を低減するためのスクリーン設計装置を説明するためのブロック図である。本実施形態にかかるスクリーン設計装置は、パラメータ検出部１００、ドットセンター座標検出部１１０、ドットセンター順序決定部１２０及びマイクロドット順序決定部１３０で構成される。
【００９２】
パラメータ検出部１００は、設定されたスクリーン周波数、スクリーン角度及び解像度に対応するスクリーンパラメータを検出し、検出した結果をドットセンター座標検出部１１０に出力する。パラメータ検出部１００は、上述した数式７を使用してスクリーンパレメータを検出する。
【００９３】
ドットセンター座標検出部１１０は、複数のマイクロドットが群を形成したクラスタードットそれぞれの中心になるドットセンターの座標を検出し、検出した結果をドットセンター順序決定部１２０に出力する。
【００９４】
ドットセンター座標検出部１１０は、上述した数式９を使用してドットセンターの座標を検出する。
【００９５】
ドットセンター座標検出部１１０は、ドットセンターの実数座標を検出する。
【００９６】
ドットセンター順序決定部１２０は、ドットセンターがオンになる順序を表すドットセンター順序を決定し、決定した結果をマイクロドット順序決定部１３０に出力する。
【００９７】
ドットセンター順序決定部１２０は、基準になるドットセンターから最も遠いドットセンターの順にドットセンター順序を決定する。
【００９８】
マイクロドット順序決定部１３０は、モアレパターンに対する人間の視覚の認識特性を定量化した評価関数を使用して、マイクロドットのオンになる順序を表すマイクロドット順序を決定する。
【００９９】
図１１は、図１０に図示されたマイクロドット順序決定部１３０をさらに詳細に説明するためのブロック図である。マイクロドット順序決定部１３０は、クラスター半径設定部２００、候補ドット選択部２１０、評価関数算出部２２０、回数検査部２３０、順序決定部２４０、スクリーン検査部２５０で構成される。
【０１００】
クラスター半径設定部２００は、ドットセンターを中心にしたクラスター半径を設定し、設定した結果を候補ドット選択部２１０に出力する。クラスター半径設定部２００は、上述した数式１０を使用してクラスター半径を設定する。
【０１０１】
候補ドット選択部２１０は、設定されたクラスター半径内のマイクロドットのうちオンになる所定数の候補ドットを任意に選択し、選択した結果を評価関数算出部２２０に出力する。候補ドット選択部２１０は、マイクロドットのうちオンになる候補ドットをランダムに選択する。
【０１０２】
評価関数算出部２２０は、選択された候補ドットに対する評価関数を算出し、算出した結果を回数検査部２３０に出力する。評価関数算出部２２０は、上述した数式１３を使用して評価関数を算出する。この時、帯域阻止フィルタは、上述した数式１４で表現される。
【０１０３】
回数検査部２３０は、評価関数を算出した回数が所定回数を超過したかどうかを検査し、検査した結果を順序決定部２４０及びクラスター半径設定部２００に出力する。
【０１０４】
回数検査部２３０は、評価関数を算出した回数が所定回数を超過したならば、検査結果を順序決定部２４０に出力し、評価関数を算出した回数が所定回数を超過していなければ、検査結果を候補ドット選択部２１０に出力する。
【０１０５】
順序決定部２４０は、回数検査部２３０の検査結果に応答して、算出された総評価関数のうち評価関数の値が最も小さな評価関数を持つ候補ドットのマイクロドット順序を決定し、決定した結果をスクリーン検査部２５０に出力する。
【０１０６】
順序決定部２４０は、最も小さな評価関数を持つ候補ドットのマイクロドット順序を、基準になるドットセンターから最も遠い候補ドットの順に決定する。
【０１０７】
スクリーン検査部２５０は、スクリーンのあらゆるマイクロドットに対するマイクロドット順序が決定されたかどうかを検査し、検査結果を出力端子ＯＵＴ１を通じて出力する。特に、スクリーン検査部２５０は、スクリーンのあらゆるマイクロドットに対するマイクロドット順序が決定されていないという検査結果をクラスター半径設定部２００に出力する。
【０１０８】
以上説明したように、本発明によるスクリーン設計方法及びスクリーン設計装置によると、人間の視覚特性に基づいた評価関数を使用してマイクロドットの順序を決定することによって、モアレパターン及び画像品質を低下させるパターンの発生を防止することができる。
【０１０９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、スクリーン設計装置の関連技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の一実施形態にかかるモアレパターンの発生を低減するためのスクリーン設計方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】図１に図示されたステップ１６をさらに詳細に説明するためのフローチャートである。
【図３】ドットセンターを中心とするクラスター半径の一例を示す図面である。
【図４Ａ】ドットセンターが整数座標を持つスクリーンを利用して単一階調の画像を二進化した画像を示す図面である。
【図４Ｂ】ドットセンターが実数座標を持つスクリーンを利用して単一階調の画像を二進化した画像を示す図面である。
【図５Ａ】イラショナルタンジェントスクリーンを使用した二進画像を示す図面である。
【図５Ｂ】イラショナルタンジェントスクリーンを使用した二進画像を示す図面である。
【図５Ｃ】イラショナルタンジェントスクリーンを使用した二進画像を示す図面である。
【図５Ｄ】イラショナルタンジェントスクリーンを使用した二進画像を示す図面である。
【図６Ａ】スクリーンを使用して単一階調の画像を二進化した画像を示す図面である。
【図６Ｂ】図６Ａに示す二進画像を周波数領域に変換した画像を示す図面である。
【図７】二進画像に対する評価関数を画像で表現した図面である。
【図８】従来の技術及び本発明の一実施形態により設計したスクリーンに対する評価関数の推移を示すグラフである。
【図９Ａ】図８のＡによるスクリーンを利用して単一階調画像を二進化した画像を示す図面である。
【図９Ｂ】図８のＢによるスクリーンを利用して単一階調画像を二進化した画像を示す図面である。
【図９Ｃ】図８のＣによるスクリーンを利用して単一階調画像を二進化した画像を示す図面である。
【図１０】本発明の一実施形態にかかるモアレパターンの発生を低減するためのスクリーン設計装置を説明するためのブロック図である。
【図１１】図１０に図示されたマイクロドット順序決定部１３０をさらに詳細に説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１００    パラメータ検出部
１１０    ドットセンター座標検出部
１２０    ドットセンター順序決定部
１３０    マイクロドット順序決定部
２００    クラスター半径設定部
２１０    候補ドット選択部
２２０    評価関数算出部
２３０    回数検査部
２４０    順序決定部
２５０    スクリーン検査部
【図１】
2007037153.tif 000024
【図２】
2007037153.tif 000025
【図３】
2007037153.tif 000026
【図４Ａ】
2007037153.tif 000027
【図４Ｂ】
2007037153.tif 000028
【図５Ａ】
2007037153.tif 000029
【図５Ｂ】
2007037153.tif 000030
【図５Ｃ】
2007037153.tif 000031
【図５Ｄ】
2007037153.tif 000032
【図６Ａ】
2007037153.tif 000033
【図６Ｂ】
2007037153.tif 000034
【図８】
2007037153.tif 000035
【図９Ａ】
2007037153.tif 000036
【図９Ｂ】
2007037153.tif 000037
【図９Ｃ】
2007037153.tif 000038
【図１０】
2007037153.tif 000039
【図１１】
2007037153.tif 000040
【図７】
2007037153.tif 000041