先日、人工的に B チャンネルのレベルを落とした画像を使って、フィルムの褪色による不均等ではない黄変写真の補正方法について説明してみましたが、さらに追検証してみます。
実は前回作成した画像は、リニアに B チャンネルのレベルを落としてみました。例えば、下記のようなオリジナル画像があるとすると...
RGB 分解して、 B チャンネルのみ下記のようにカーブを使ってリニアに (直線状に) かなりレベルを落とします。
その上で、RGB合成を行うと下記のように黄変画像を模すことができます。
これを戻すには、トーンカーブで B チャンネルのみ下記のようにリニアにレベルを引き上げると、オリジナルと全く同じ画像が復元できます。
また、このようにリニアにレベルを引き下げた画像は、ホワイトバランスの自動調整でも容易に復元できます。これはホワイトバランスの自動調整はリニアな各チャンネルのレベル調整を行っているためのようです。
ここで、次のように考えました。実際の褪色したフィルムの黄変では、 B チャンネルのレベルがリニアに引き下げられているとは限らないのではないか。
そこで非リニアにレベルを引き下げた画像を作ってみました。具体的には以下のカーブで B チャンネルのレベルを引き下げます。
これを使って RGB 合成を行うと、見た目上は上のものとあまり変わらない画像が出来上がりました。
これを上と同様に、リニアなカーブを使って復元を試みると...
一見それっぽくはなりますが、よく見るとオリジナルより全般的に青っぽく、オリジナルを完全には復元できません。そこでレベルを引き下げたカーブに対応するように、レベル引き上げにもカーブをつけてみると...
ほぼオリジナルが再現できました。
因みに、ホワイトバランスの自動補正を掛けてみると...
上のリニアに補正した結果の赤みを増やしたような結果になりました。つまりホワイトバランスの自動補正を掛けると、おそらくリニアにしか補正しないので、カーブを付けてレベルを低下させた画像を復元することが困難であるものと思われます。おそらく自動補正では、リニアに B のレベルを上昇させた上に、R もリニアに多少引き上げるなどのことをやっているものと思われます。
以上から言えることは... B チャンネルの褪色に伴ってかなり黄色くなってしまったフィルム画像の補正には、うまく B チャンネルのレベル低下カーブをエミュレートすることが可能であれば、相当程度の復元が可能になるはずといえるでしょう。但し、おそらくリニアにレベル低下が起こっていない可能性が高いので、リニアにしか補正しないホワイトバランスの自動調整だけでは、それっぽいところまで行ったとしても、不満の残る結果になってしまうということかと思います。
また、褪色に伴う B チャンネルのレベル低下が比較的小さい画像に関しては、レベル低下カーブがリニアな補正とうまく合わなくても、その差の影響は比較的小さいため、一般的なホワイトバランス調整による調整でも十分見られるところまで補正可能なのだと思われます。
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という訳で実際に手持ちのかなり褪色で黄色くなった写真を、以上の考えに沿って補正してみます。以前お示ししたことのある富士急の 元国鉄モハ32です。
これに対し、B チャンネルに対し以下のようなカーブを掛けて補正を試みました。いくつか試してみたところ、B のレベルを引き上げる際に弱い S 字カーブを掛けて引き上げると、若干空に不均等な黄色味は残りますが、かなり良い線まで行きます。ただ若干不均等黄変も入っているようです。
さらにホワイトバランスを自動適用してみます。
因みにS字カーブの代わりにリニアにB のレベルを引き上げると、空の黄色味がもっと残ってしまいます。これは、いきなりホワイトバランスを自動適用しても同様です。
S字の B レベル引き上げ＋ホワイトバランスの自動適用を行ったものに更にマゼンタ除去その他の処理を行ってものが下記です。
本当は若干不均等黄変が入っているようなので、それを補正したほうが良いと思われますが、このケースでは敢えて不均等黄変の補正は入れていません。
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以上から分かることは、現在一般的な画像処理ソフトが備えているホワイトバランス処理はおそらくほぼ全てリニアにRGBレベルを調整しているだけだと思われますが、それだと、デジタルカメラで写した写真の処理には適していても、変褪色したフィルム写真の補正には不十分だということです。新しいホワイトバランス処理のアルゴリズムが考えられるべきかもしれません。
また、知覚的 TRC がかかったデータ上でホワイトバランスを取るのと、リニアなデータ上でホワイトバランスを取るのとでは、結果が違ってきそうです。おそらく既存の画像処理ソフトの大半は知覚的データ上でホワイトバランスを取っているのではないかと思われますが...
