黄変したネガフィルムスキャン画像を Photoshop CS4を使って修正する (2)

[お知らせ]
現在は以下のサイトで、新しい補正法を公開しておりますので、そちらの利用をお勧めします。
https://yasuo-ssi.hatenablog.com/entry/2021/04/26/000000
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で、まず今回ですが、そもそも黄変自体をどう修正するか、という話題です。これについては基本的な考え方は、すでに前回紹介したサイトでも解説されている内容です。

まず、取り上げるサンプル画像を紹介します。



これは、フィルムの内部が黄色くなっている、というかフィルムの周辺部から黄色みが脱色されているというのか、典型的なフィルム黄変パターンですね。しかもフィルムに傷もありますが、傷のごまかし方はここではパスします。

で、とりあえず、この黄変を取る手段としては、主に四つあります。

1. ホワイト (グレー、ブラック) バランスの補正

2. レベル補正

3. トーンカーブ補正

4. 特定色域の選択

5. カラーバランス

です。ただし、1.のホワイトバランスの調整はレベル補正のパネルでもトーンカーブ補正のパネルでもできますので、2. → 3. と説明して 1.の説明に行きます。

●レベル補正


　そもそもレベル補正とは何かというと、画像の明暗や色のチャンネルのレベルを調製して明暗のレベルや色の偏りのレベルを決める機能です。上の画像がレベル補正のパネルですが、チャンネルが「RGB」になっているとき (つまりRed, Green, Blueのチャンネルを混ぜ合わせた状態)、これは明暗の調製ができます。ちなみにレベル補正の機能は Photoshop だけではなく、 Photoshop Elements でも使えるようです。

　このヒストグラムの一番左が0、右が255となっていますが、これは左から右に掛けて画像の最も明るいドットから暗いドットまでをさし、縦に波状に伸びているヒストグラムはそれぞれの明るさを持つ点が、いくつ分布しているかを示します。このうち真ん中のグレーのスライダーはちょうど基準となるグレー点決めるスライダーであり、右に寄せると画像全体が暗くなり、左に寄せると画像全体が明るくなります。白と黒のスライダーは、それぞれ白と黒の階調の飽和点を設定するスライダーであり、白と黒のスライダーを内側に寄せると、その外側の点はどれも等しく真っ白もしくは真っ黒になってしまいます。つまり階調が少なくなるとともにメリハリがはっきりした画像になります。単純に白を内側に持ってくると全体は白っぽく、黒を内側に持ってくると全体が黒っぽくなり、白と黒のスライダーを同じ量内側に寄せると、全体の明暗は変わりませんが、階調が少なくなって黒白はっきりした画像となります。



　一方、レッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)の各チャンネルは色調を調整するチャンネルでレッドではレッドとその補色であるシアン、グリーンはグリーンとその補色であるマゼンタ、ブルーはブルーとその補色であるイェローの色バランスを調整するチャンネルで、いずれも左(0)寄りはその色が強まり、右(255)寄りはその補色に偏ります。
　考え方は上でRGB統合チャンネルと同じですが、RGB統合チャンネルの場合、両端が黒 (左) と白 (右)だったのが、それぞれのカラーチャンネルの場合は、チャンネルの色 (左) と その補色 (右) にくる形になります。

※ヒストグラムの読み方を詳しく説明したものにこんなページがありました

御園生大地, 2013, 「レベル補正」を使ったプロフェッショナルな色調補正 (Photoshop 色調補正ゼミナール)
http://shuffle.genkosha.com/software/photoshop_navi/color/8342.html


　とりあえず、レベル補正の画面に入ってみましょう。下がPhotoshopで元原稿を読み込んだところです。

　これで、右側の色調補正パネルから、レベル補正 (矢印で指しているアイコン) のアイコンをクリックしてみましょう。すると色調補正のパネルが、様々な補正を選べるアイコンが並んでいる状態から※、レベル補正のヒストグラムが現れた状態になります。で、とりあえずイェローを取るなら、その補色であるブルーチャンネルをいじれば良い... と考えるなら、チャンネルをRGBからブルーに選択し、ブルーとイェローの境界スライダー(灰色の△のスライダー)、もしくはイェローの飽和点スライダー(白の△スライダー)をブルーが多くなる左に移動してみましょう。

　このときブルーとイェローの境界点スライダーを動かそうが、イェローの飽和点スライダーを動かそうが、見た目は同じように青くなりますが、イェローの飽和点スライダーを左に動かした方が階調が荒くなってしまいますので、できれば境界点スライダーを動かした方が階調が維持されます。

※なお、色調補正のパネルが、様々な補正を選べるアイコンが並んでいる状態は背景レイヤーが選択されている時のみに限られます。この状態に戻したいときは、下のレイヤーパネルのレイヤータブで「背景」が選択されている状態になっているかどうかご確認下さい。



　すると空の黄色みはある程度薄らいだとしても、他の部分が青っぽくなって不自然になってしまいました。これには、二つの原因があります。そもそも黄変自体が不均等に発生していることが一つです。それに、そもそも本来青のドットが抜けてしまって黄色っぽくなってしまっています。それなのに、その青のドット自体を補完しているわけではなく、全体を青に傾けて青のドットがなくなってしまったことをごまかそうとしているので、なかなか自然な色合いにならないことが、二つ目の原因です。


　で、そもそも何が自然なヒストグラム分布かというと、RGB 統合チャンネルのヒストグラム分布の形と、R(レッド), G(グリーン), B(ブルー)、それぞれのカラーチャンネルの大まかな分布の形が、おおむね一致していることです。もちろん被写体が何かにもよりますが、様々なものが映り込む風景写真は、R, G, Bそれぞれのヒストグラムの形は、もちろん多少異なりますが、大体同じようなパターンの形になります。それが特定のカラーチャンネルだけ大きく形が異なっている (サンプルの写真がその典型ですが、ブルーチャンネルだけヒストグラムの形が大きく異なっています) のは、カラーバランスが大きく崩れていると考えて間違いありません。

　自然なRGBヒストグラムの分布は、各チャンネルほど、多少形が違うのはもちろんですが、ある程度形が似ているのが自然、と考える理由は、上でブルーチャンネルの値の違いが必ずしも青ドットと黄色ドットの数を意味しないと書いたように、各ドットはブルー以外にレッド、グリーンチャンネルの値を持ちます。例えば、真っ黒なドットはR,G,Bの値は (0, 0, 0)ですし、真っ白なドットは R, G, Bが(255, 255, 255)です。もちろん、RGBの値が全く同じということはありません。全く同じならグレースケール画像になってしまいます。とはいえ、暗い色はR, G, Bとも低い値をもちがちであり、明るい色は R, G, Bとも高い値をもちがちです。ですので、各色チャンネルのヒストグラムは、山の形は多少違いはあるけれども、大体似た形になる傾向にあるのです。

　今回のサンプル画像のR, G, Bチャンネルを分解したグレースケール画像を参考に掲げます。

　ブルーチャンネルだけ不自然に全体的に薄くなっており、また特に周辺も薄くなっています。まさにこれはブルーチャンネルだけ特に色が抜けてしまっていることを如実に表しています。つまり上のブルーチャンネルのヒストグラム分布の異常とは、このことなのです(下記色チャンネル別ヒストグラム参照)。


　この対策としては、後に述べるレイヤーマスクを活用して補正範囲を限定するか、ブルーチャンネル以外も動かすか、あるいはその併用か、ということになります。で、ブルーチャンネル以外も動かすには闇雲に動かすより、これも後述するホワイトバランスの調整で行った方がどちらかと言えば良いでしょう。

　また、自動カラー補正でごまかせるのは、それぞれのカラーチャンネルの偏りを多少左右に動かすだけでごまかせる程度にしか、それぞれの色のドット抜けが発生していない限りにおいてだと言えそうです。

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▼目次
「黄変したネガフィルムスキャン画像をPhotoshopを使って修正する」
(1)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/01fd817e2d0eeaca52a2fdf6e7ac43c6
(2)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/5c335015f3aaa1dba0b11b68e23bc37c
(3)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/7eb3ade773bf9fa853aae3cabe78ed89
(4)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/595b996085188af62b61d36f32ffbf7f
(5)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/9455b06232b4345c5ae241b93da61946
(6)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/7a78b75bd7c6573696beafe9a1a5e4fa
(7)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/484e49d09744a96456e94bdeae470845
(8)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/abef48879db7dce35dfd7dbf272456e7

Photoshopを使った黄変・退色写真補正テクニック - 追加
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/ef04ce814b541a51232f1eac14e8999d

黄変・褪色フィルム補正の実例
(1)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/5023fba39d042f036c0ffdc59a5e08b5
(2)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/42e0c21e67b82108dcec221e91d930a8
(3)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/08f729dff54952fa07cb2e7a34f87eb4
(4)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/f31fcb5a8cc8950854a7c8735ff2f727

黄変したネガフィルムスキャン画像を Photoshop CS4を使って修正する (1)

[お知らせ]
現在は以下のサイトで、新しい補正法を公開しておりますので、そちらの利用をお勧めします。
https://yasuo-ssi.hatenablog.com/entry/2021/04/26/000000
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　2年ほど前、昔の鉄道写真のネガフィルムを一挙にスキャンしてファイルにしてみたところ、結構黄変しています。どうもネガフィルムのオレンジベースがポジフィルムより変退色に弱いのか、あるいはポリエステルのスリーブが悪さしているのかよく分かりません。スキャン結果が黄変していると言うことは、ネガフィルム自体はその補色である青色に変化しているということなのか、それとも一定の色素が抜けた結果をスキャナのホワイトバランスのオート調整によって、変な方向に補正を掛けた結果、結果的に黄色く変化したのか、よく分かりません。ともあれ、何とか補正をしたいところです。

　ネットで検索してみると、黄変フィルムの補正について論じたサイトがいくつかヒットしますが、なぜか、そういうことを熱く語っているのは鉄ちゃんが多い(笑)。ともあれ結構組織的に論じているサイトとして、

鈴木写真変電所
http://www.filmscan-print-s.com/
　このサイト主は趣味が高じて、フィルムスキャンを仕事にされた方のようですが...

碧海電子鉄道
http://www.ne.jp/asahi/hekkai/rail/index.htm
　このページの権現港というところにフィルム補正の記事があります

「思い出の写真の色が、、、ネガは知らず知らずに色が変わる？？？」(銀塩大好き)
http://d.hatena.ne.jp/sacano-hidetoshi_19/20131113/1384358769
　このページはデジタル補正の話ではなく、ネガフィルムプリンターにおける退色ネガの補正プリントの話ですが参考になります。ブログ主は小平にあるアクティブスタジオという、アナログプリントを維持している写真スタジオです。

「古い写真の色あせ3通り　傾向と対策」　生産性向上委員会
http://tech-review.click/typical-damage-of-aged-negative-film
　こちらのブログで紹介されている「簡単な補正で綺麗に修正することが難しいレベルの退色」をある程度補正していくことを、ここでは目指します。


などがヒットしましたが、私も備忘録的に Photoshop CS4を使ったネガフィルム黄変補正の方法をメモっておきたいと思います。

なぜ中途半端に Photoshop CS4なのか、というと、それまで2-3バージョンごとにバージョンアップしていたのですが、CS5以降直前のバージョンしかバージョンを認めなくなったため、バージョンアップをやめてしまったからです。さらにCCになって確実に毎年アドビ税を取るようになりましたが... 逆にCS6と手順が違うところもありますが、それも含めて備忘録ということで。

で、このネガフィルム黄変に関して問題なのは、

1. スキャン画像が黄変している

ということ自体が問題なのもさることながら

2. 黄変にむらがある

ということが問題です。
たぶんこの2は、フィルム保管スリーブへのフィルムの接触の仕方で黄変にむらが出てしまった結果ではないかと思いますが...

　そもそもなぜネガカラーフィルムのスキャン画像が黄変するのか、という問題があります。RGBチャンネルを別々に見てみると、たいていはB(ブルー)チャンネルのデータがかなり薄くなっていることが見て取れます。厳密に言うと0 (ブルー)寄りの値を持ったピクセルが減って、255 (補色であるイェロー)寄りの値を持ったピクセルが増えています。Bチャンネルをグレースケールに転換した画像を見れば、画像がRやBチャンネルより全体的に薄くなっている、ということです。
　で、ここからは全く、私の憶測ですが、ネガフィルムはベースはオレンジです。そしてブルーデータは補色であるイェローで記録されており、一方イェローデータはブルーで記録されています。しかしイェローの色はオレンジと近く、オレンジのベースが退色するとそれにつられてブルーの補色イェローの記録も消えがちになるのではないでしょうか。それがブルーデータが消失しがちな原因ではないでしょうか。一方、イェローデータは補色のブルーで記録されますが、オレンジとは遠い関係なので残りやすい。するとBチャンネルのデータはイェロー寄りのデータが多く残り、ブルー寄りのデータが消えがちになる。その入力情報をスキャナが自動でホワイトバランスを取ったときに黄変した画像という形でデータとして記録する、そういうことなのではないかと考えています。

1. に関しては、フィルムの変退色の度合い、あるいは色素ごとの変退色のバランスが大きく崩れていない限り、ホワイトバランスの調整や、自動カラー補正、自動トーン補正でかなり救済可能です。また均一に変色しているなら、自動カラー補正が使えなくてもホワイトバランスの補正やトーンカーブ、レベル補正等を使えば、特定の色素の要素がほとんど消えていない限り、見た目はかなり補正が可能です。

ただ、2. はやっかいで、自動補正で補正することは全く不可能ということになります。そのため補正マスクをフル活用して、特定部分だけに色補正を掛けるとともに、補正も一挙にはなかなかできず補正のためのレイヤーを複数重ねて少しずつ補正を積み重ねていくことが重要だと思います。

というわけで、解説も色補正の仕方とマスクのかけ方に大きく二つに分けて解説したいと思います。

で、本論に行く前に、序論としてPhotoshopにおける色補正の基本的な考え方を説明したいと思います。

Photoshopにおける画像の修正には、次のようなレイヤー構造を意識する必要があります。


　まず Photoshopのレイヤーには、補正(調整)レイヤーと画像(塗りつぶし)レイヤーの2種類があります。画像(塗りつぶし)レイヤーとは、通常の画像データが描かれているレイヤーで、アニメのセル画のようなイメージです。それに対し、補正(調整)レイヤーは、画像をどのように補正・調整するかが定義されているだけのレイヤーであり、画像データは含まれていません。
　一番下にオリジナルの画像が背景としてあるとすると、その画像を補正するには、補正(調整)レイヤーをその画像の上に重ねていくイメージです。編集画面上は画像が変化したように見えますが、オリジナルの画像に、補正レイヤーの効果が掛け合わされて表示されていますので、オリジナルの画像データ自体は失われておらず、そのまま維持されています。ですので、非破壊的な(= 元のデータを維持したままの)編集が可能なわけです。
　この補正(調整)レイヤーは複数重ねることができます。その場合でも、オリジナル画像データ自体は破壊されずに残り、オリジナルの画像に各レイヤーの補正効果を加算したものが、結果画像として表示されるわけです。
　但し、レイヤーを統合してしまうと、各補正レイヤーの効果が元の画像データに反映され、元の画像データは新たに変化したデータと置き換わることになります。

※レイヤーのイメージはこちらの図の方がわかりやすいかもしれません
adobe 「レイヤーの作成」 (Photoshop Elements ユーザーガイド)
https://helpx.adobe.com/jp/photoshop-elements/using/creating-layers.html

　このようなレイヤー構造を取るメリットは、万一補正を失敗してとんでもない結果になったとしても、オリジナルの画像データは破壊されないので、失敗した補正レイヤーを削除してしまえば、原状復帰ができるからです。

　また、一時的に補正レイヤーの効果(の表示)をOnにしたりOffにしたりできますので、その補正が適切かどうかすぐ確認できます。下がレイヤーパネルの On Offの切り替えアイコンです。クリックして目のアイコンを消すと Off 目のアイコンを表示させると On です。



　で、最終的に結果がOKとなれば、背景を含めてレイヤーを統合(＝「画像の統合」)、つまり背景データにすべての効果を反映させて、背景レイヤーのみにしたところで、TIF形式等で保存すれば、画像編集完了となります。

　さらに、この各補正(調整)レイヤーについて説明すると、それぞれの補正レイヤーは実は二枚のレイヤーが組み合わさったものです。つまり補正効果を指定したレイヤーと、そのレイヤー効果を画像のどこでは無効にし、どこでは有効にするのかを指定した、レイヤーマスクが張り合わさった形になっています。マスクがかかっていない部分だけ画像補正が有効になるのです。なお、レイヤーマスクを付け加えなければ、全面に一様に補正効果がかかります。

※レイヤーマスクは Photoshop Elements でも使えるようです。



　背景画像の上で、ここは補正効果をOFFにするよ、という場所を指定できるのです。これが先に述べた黄変にむらがある場合に、どこだけに補正を掛けるかを指定するときに使えるのです。

　で、さらに言うとこのレイヤーマスクですが最大２枚重ねることが、理論的にできるはずです。ただ、同じ種類のレイヤーマスクを２枚重ねることはできず、マスクを重ねる場合は別々の種類でなければなりません。すなわち、ピクセルマスクとベクトルマスクなら併用できますが、ピクセルマスクを2枚重ねることはできない、ということになっています。



　ピクセルマスクとはラスターデータ、つまりドット状のデータとしてマスク範囲を指定したマスクです。ベクトルマスクはドットではなく、一定の計算式を使ってマスク範囲を指定したマスクで、拡大、縮小してもぎざぎざが目立ちません。

ただ、ピクセルマスクとベクトルマスクは重ねることができるはずなのですが、筆者は今のところうまく重ねる操作が分かっていません。

　なお、このレイヤーマスクは補正レイヤーだけではなく、通常の画像(塗りつぶし)レイヤーにも適用できます。その場合は、マスクされた部分の画像が表示されなくなる(透明化する)ので、その部分はその下に重ねられた画像レイヤーの画像や背景が透過して見えることになります。この場合はPhotoshopのクリッピングマスクとほぼ等機能になりますが、クリッピングマスクの場合は黒塗りの部分が表示されるのに対し、レイヤーマスクは黒塗りの部分が表示されず透明化する、という違いになります。

クリッピングマスクの説明についてはadobeの以下のオンラインヘルプをご覧下さい
「クリッピングマスクによるレイヤーの表示」
https://helpx.adobe.com/jp/photoshop/using/revealing-layers-clipping-masks.html
「クリッピングマスク」
https://helpx.adobe.com/jp/photoshop-elements/using/clipping-masks.html

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▼目次
「黄変したネガフィルムスキャン画像をPhotoshopを使って修正する」
(1)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/01fd817e2d0eeaca52a2fdf6e7ac43c6
(2)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/5c335015f3aaa1dba0b11b68e23bc37c
(3)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/7eb3ade773bf9fa853aae3cabe78ed89
(4)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/595b996085188af62b61d36f32ffbf7f
(5)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/9455b06232b4345c5ae241b93da61946
(6)
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(8)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/abef48879db7dce35dfd7dbf272456e7

Photoshopを使った黄変・退色写真補正テクニック - 追加
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/ef04ce814b541a51232f1eac14e8999d

黄変・褪色フィルム補正の実例
(1)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/5023fba39d042f036c0ffdc59a5e08b5
(2)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/42e0c21e67b82108dcec221e91d930a8
(3)
http://blog.goo.ne.jp/yasuo_ssi/e/08f729dff54952fa07cb2e7a34f87eb4
(4)
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