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　デジタルカメラ撮影画像のホワイトバランス調整/ホワイトバランス補正
１、デジタルカメラ撮影画像のホワイトバランスとは
「フォトレタッチ教室」の「トーンカーブによる階調補正」、「ホワイトバランス等カラーバランス調整」のページは、主としてプリント写真をスキャンした画像や、フィルムスキャンの画像を対象として、ホワイトバランスやカラーバランスの調整方法について説明しています。
これらのスキャン画像は、ホワイトバランスや色調が崩れた場合も、不規則に色調が乱れるケースがあるため、R、G、Bチャンネル毎にレベルや階調を調整するような画像処理方法が必要とされます。

この方法により、デジタルカメラで撮影した画像の色調を調整することも可能ですが、デジタルカメラのホワイトバランスには規則性があり、ホワイトバランスがずれた画像を修正する場合も、ホワイトバランスの仕組みや補正方法のポイント理解すると、スキャン画像よりはるかに簡単にホワイトバランスの調整,、補正が可能となります。

本ページは、RAW現像も含めて、デジタルカメラで撮影した画像に特化したホワイトバランス調整に関して説明しています。
(1)ホワイトバランスとは
デジタルカメラのホワイトバランスは色温度と色偏差(色かぶり）の組み合わせで設定されます。
色温度はとは物体が高温に熱せられた際に発する色を温度で示したもので、朝日や夕日は2000K（ケルビンと呼びます）、白熱灯は3000K、昼間の太陽光は5200〜5500K、曇天では6000K、晴天日陰では8000Kであり、撮影時の光温度に合わせて白いものが白く見えるように色調を調整することをホワイトバランスを合せるといいます。

以下の画像は黒ケント紙、グレーカード、白（写真印刷用紙）の被写体を、異なった色温度のホワイトバランスに設定したカメラ（D300)で写したもので、各々の画像の右にはその画像のヒストグラムを表示しています。

プリセットホワイトバラﾝスで撮影した画像



黒、グレー、白の部分ともRGBごとのヒストグラムはほぼバランスしています。

色温度4000Kに設定して撮影した画像


全体にやや青みがかった画像となりヒストグラムも乱れています

色温度7140Kに設定して撮影した画像
全体にやや赤みがかった画像となりヒストグラムも乱れています


ヒストグラムに注目すると、色温度4000Kと7140KとではG(緑)を中心にB(青)とR(赤）の山とが逆の方向にずれていることがわかります。
晴天時の色温度5200K〜5500Kでの色はほぼ白色ですが、それより低い色温度になると黄色から赤が強くなり、逆に高い色温度になると青くなります。　
色温度による色の変化を補正するため、カメラのホワイトバランスでは、赤っぽい低い色温度の時の場合は青めに補正するため、その設定のまま晴天等の通常の状態で撮ると青く写り、逆に色温度を高く設定して撮ると赤っぽく撮れます。

撮影時の色温度設定違いによりホワイトバランスが崩れた画像をトーンカーブで補正する場合は次のようになります。

色温度4000K設定で撮影した画像を修正する場合
       　
最暗部は固定して明部のRを上げBを下げることにより青っぽい画像を修正します。

色温7140K設定で撮影した画像を修正する場合
　　     
同様に最暗部を固定してBを上げてRを下げることにより赤っぽい画像を修正します。

(2)色偏差（色かぶり)

カメラのホワイトバランスを晴天に設定したまま蛍光灯照明で撮影した場合で、画面全体が緑っぽくなります。
(グリーンかぶり）
ヒストグラムではRとBはほぼそろっていますがGの山が明るい方へはみ出しています。

カメラのホワイトバランスを蛍光灯に設定したまま晴天で撮影した場合で、画面全体がマゼンタ（紫）っぽくなります。
(マゼンタかぶり）
ヒストグラムではRとBはほぼそろっていますがGの山が暗い方へはみ出しています。
色偏差(色かぶり）はホワイトバランスにおいてG(緑）の量により影響を受ける要素であり、蛍光灯や水銀灯などの人工照明や、周囲の環境色の反射などで影響を受けます。

色偏差をが生じた画像をトーンカーブで修正する場合は次のようになります。
グリーンかぶりの補正
　　　　
Gの最明部を下げて緑っぽい画像を修正します。		 マゼンタかぶりの補正　
　　
Gの最明部を上げて紫っぽい画像を補整します。

ここではホワイトバランスを色温度と色偏差に分けて説明しましたが、実際には色温度と色偏差が複雑に絡み合っており、トーンカーブだけで、ホワイトバランスを修正することは、それなりと経験とテクニックが要求されます。

そこで、画像の中にグレーのものが写りこんでいる場合はフォトショップやRAW現像ソフトのホワイトバランスツールとかグレーバランスツールを使用することで一発でホワイトバランスを修正することが出来ます。

各ソフトのホワイトバランスツール
　　　Photoshop レベル補正からのグレー点を設定
　　　
　　　（JPEGのみ）
 　　　Photoshopのトーンカーブからのグレー点を設定
　　　
　　　（JPEGのみ）
　　　
　　　 Lightroomのグレーバランス選択
　　
　　（RAW、JPEGとも使用可能）		 　　　Silkypix Developer Studio3のグレーバランスツール
　　　
　　　（RAW、JPEGとも使用可能）
　　Nikon Capture NX2のニュートラルコントロールポイント
　　
　　（RAW、JPEGとも使用可能）		 　　Nikon Capture NX2のグレーポイント設定
　　
　　（RAWのみ使用可能）
ホワイトバランスを合せることに利用できるグレーの被写体例としては、白壁、黒い瓦、車のタイヤ、広告の白色部分、道路のアスファルト舗装等があり、又、グレーカードを入れて撮影する手もありますが、実際は、このようなグレーが写りこんでいるケースは多くないはずです。

そこで撮影後の画像のホワイトバランスを簡単にかつ確実に取る方法としては、RAWで撮影してRAW現像ソフトの色温度と色偏差（色かぶり）補正機能を活用することです。RAW現像ソフトのSilkypixやLightroom では、JPEG画像に対しても、RAWと同様の方法で色補正が可能で有り、RAWで撮影されないでJPEGのみで撮影する方も、利用する価値があります。

いよいよ本題のRAW現像ソフトによりホワイトバランス補正についてです。
ホワイトバランス補正の本質を説明するため、遠回りしてきました。

同じ被写体をプリセットで完璧にホワイトバランスを合せた画像をリファレンスとして、強いてWBを崩して撮影した画像をリファレンス画像に近づけるよう補正してみます。

実例はSilkypixですがLightroomも補正方法は同じです。
リファレンス画像





各画像の色温度や色偏差の値、絶対的なものではなく、同じ色温度で撮影してもカメラの違いにより、少しずつ数値が異なります。、
WBを白熱灯に設定した撮影画像

RAWを開いた際のWBの表示
撮影時の色温度は2975Kと表示
　RAWの場合のWB補正
 リファレンス画像と同じ色温度と色偏差に数値を合せる。
 WB補正後の画像


かなりWBがずれた画像でしたが、RAWの場合はあっさりファレンス画像とほぼ同等にWBが補正されました。
　JPEG画像の場合のWBの補正


この画像の場合青くずれ過ぎているため、JPEGではB（青）成分が色飽和を起こしており、そのようなJPEG画像は修復が困難となります。		 色温度調整範囲の限度まで補正
 WB補正後の画像

WBのずれが大きすぎてJPEGでは多少改善されましたが修復できず、トーンカーブでも修復不可能。
WBを蛍光灯に設定した撮影画像
 RAWを開いた際のWBの表示
色偏差がマゼンタ側に17と大きく色かぶりが生じている。
　RAW画像のWB補正 リファレンス画像と同じ色温度と色偏差に数値を合せる


 WB補正後の画像


あっさりとWBが補正されました
　JPEG画像の場合のWBの補正 色温度調整範囲の限度まで補正
色偏差もG寄りに補正


 リファレンス画像に近づくが今ひとつ
トーンカーブで更に補正


 何とかリファレンス画像に近づきました
WBを曇天に設定した撮影画像 JPEGを開いた際のWBの表示


 色温度が高く設定されているため赤っぽい
　JPEG画像の補正

（RAW画像の場合は色温度を5510に合わせるだけで容易に補正可能です。）		 JPEG画像の補正値


 JPEG補正後
上の補正の実例でもわかるよう、RAWで撮影した場合は、かなり大きくホワイトバランスが崩れていても、色温度と、色偏差の補正で、簡単に正しいホワイトバランスに修正できます。
各現像ソフトにおいて、同じカメラであれば色温度と、色偏差は固定的な数値であり、プリセットホワイトバランスと同じように、過去に共通の撮影条件で撮った際に適用した補正値を使うことで、統一感のある色調の写真に仕上げることが出来ます。

一方、JPEGの場合は、わずかなホワイトバランスが崩れた場合はRAWと同様に修正可能ですが、大きくホワイトバランスが崩れた画像は、正しく修正することが難しい場合が少なからずあります。　RAWは基本的に撮影時の画像情報のすべてを保持していますが、JPEGの場合は見やすい画像するためとかホワイトバラﾝスを設定する過程で画像情報がカットされます。
特にホワイトバランスが大きく乱れた場合は、特定の色チャンネルが色飽和している場合が多く、色飽和している部分の色域が含まれている部分については正しい色調に戻せなくなります。

以上のことからデジタルカメラではRAWまたはRAW＋JPEGで撮ることをお勧めします。　またRAWで撮らない場合、コンデジのようにRAWモードが無い場合、ホワイトバランスは屋外では晴天、人工照明の場合はオートに設定し、露出もマイナス補正気味で撮ることで色飽和の発生する頻度が減少し、事後のホワイトバランス補正の可能範囲が広がります。

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