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フォトショップ, 使い方
より速く、より的確な画像データの整理・編集に最低限必要な知識とテクニック。

少しでもデータの劣化を防ぐ為にはどのようにすればよいのか?。
フォトショップを使う際の画像データの正しい取り扱い方、適切な補正方法などを紹介。

■ ヒストグラムの見方

■ ヒストグラム(輝度分布)とは…

 ヒストグラムとは画像内の各点(ピクセル)の持つ明るさ(強度)の分布を示したグラフです。横軸が明るさで、縦軸が各強度でのピクセルの数になります。
 ヒストグラムを確認するためには、確認したい画像を開いた状態で「イメージ」→「ヒストグラム」を選択します。
 次の様なグラフが描かれたウインドウが開きます。


 左から右に向かって、暗い点から明るい点までの分布が示されています。このヒストグラムを見ると、明るさ(輝度)で見たときに中間くらいの明るさの点によって構成されている画像であることが分かります。(真っ黒の点も無いし、真っ白の点もないという画像だということ。)
 ヒストグラムの幅が小さいということは、その画像の明るさには階調が少ないことになります。すなわち、メリハリが無くぼんやりしたイメージになるということです。もっとも、このヒストグラムは各点の「輝度」のみを抽出して並べているので色相に関してはノータッチです。同じ輝度でも、補色関係(例えば赤と緑)だと映えて見えることもあります。そこで、上部の「チャンネル」のプルダウンメニューからRGBの各チャンネルのヒストグラム情報を見ることができます。


 このRGB各色(あるいはCMYK)のヒストグラムでは、各色の強度の分布を示しています。ここでは、上のヒストグラムの画像と同じ画像のB(ブルー)のヒストグラムを見ています。輝度のヒストグラムとは形が異なっているのが分かると思います。

 なお、特定の範囲に限ってヒストグラムの確認をしたいときは「範囲選択ツール」などを使って選択範囲をあらかじめ指定しておけば、特定の範囲のヒストグラムを表示することもできます

<レベル補正からヒストグラムをみる>
 「イメージ」から「色調補正」を選び、さらにその中にある「レベル補正」を用いてもヒストグラムを見ることができます。
 本来このレベル補正はヒストグラムを見ながら、画像の明るさやコントラストを調節するための機能です。これについては、また別の機会に詳しく解説します。


 これを見て、「ふーん」で終わってはなりません。ヒストグラムを見れば、その画像がどんな状況なのかある程度は分かるのです。下にいくつかの注意点を挙げてみましょう。

■ 「白トビ」「黒ツブレ」にご注意

 デジタル画像を扱う者が、最も注意しなければならない項目の一つがこの「白トビ」と「黒ツブレ」です。
 「白トビ」とはヒストグラムで見ると明るい側の端が詰まっている状態の画像を指します。輝度が最大の点が多いということは真っ白で塗りつぶした様な部分がある可能性が大きいということです。本来、いくら明るい物でも最大輝度達する前までは徐々に明るくなっていっている(濃度差が少しずつでもある)はずなのです。真っ白のエリアでは、そういった濃度差(専門的には「調子」と言います)がなく平坦な画像になっていて、平たく言えば「不自然な画像」となります。
 「黒ツブレ」は先ほどとは逆に輝度が0の部分でヒストグラムが詰まっている状態です。やはり、これもそれ以上暗く表現できないエリアが広範囲に渡っているので、なるべくなら避けたい画像です。
 実のところ、人の目は明るい部分ではかなり高精度で輝度を分析できますが、暗い色を分析するのは苦手中の苦手です。そういった点からも、「黒ツブレ」の方はパッと見た感じでは不自然に感じにくいかもしれません。

 いずれにせよ、「トビ」「ツブレ」の部分には階調が存在せず不自然であり、またその不自然さは「手描きで修正する以外に直す術はない」ということを覚えておいて下さい。(勿論、手描きは捏造の範疇に入りますよ。)


さて、研究データにおけるヒストグラムの見方です。ここからが本番。

■ 一般には駄目な「黒ツブレ」でも、研究の世界では?

 一般的なデジタル画像の使用法から考えると「黒ツブレ」はやっぱり回避すべき現象です。(印刷業界では先方の指定が無い限りはタブーと言っても過言ではありませんでした。)ところが、研究の世界ではどうもその限りでもないようです。
 暗視野における蛍光像などの場合、バックグラウンドは0に近いほうが「きれいに」見えます(単純に、コントラストが強くならからです)。蛍光試薬を使って、生体染色などを行う人は分かるでしょうが、できるだけバックグラウンドの蛍光などが出ないように努力しますよね。実は、デジタル画像の場合バックグラウンドは後からいくらでも払うことができるのです。(これが捏造になるかは「コラム:レタッチデータ、どこまでが真実?」にて詳しく解説します。)
 もっとも、元データが悪いとレタッチにも限界があり、なおかつ「ばればれ」な画像になりますよ。
 いい実験データの作成にもっとも近いのは「最高の試料作成」にあります。・・・残念ながら。
 私が仕事で写真のレタッチをしていた時でも、元の画像が良くないと泣きそうになりながらレタッチしていたものです。


■ 「白トビ」はやっぱり良くない?

 さて、では「白トビ」は?
 例えば蛍光像を撮った画像において、フルカラーで表現したときに真っ白(ホワイト)になることはあまりないでしょうが・・・。しかし、RGBの各チャンネルでヒストグラムを見た場合に、そのうちのどれか(その蛍光色に関わるチャンネル)で輝度最大の部分が埋まっている場合、やはり同様に「調子の無い」画像と判断できます。いわゆる、露出オーバーってやつです。
 作った試料の蛍光が弱いためにカメラ側の感度を上げすぎたり、使い方を理解しないままマニュアル方式でスキャナを使った時にこういったことがよく起こります。ひと目みた感じでは、キレイに撮れている様に感じる場合もありますが、もちろん不自然な画像なのです。当然、こんな画像では取得した画像の蛍光強度の比較などできようはずもありません。だって、本来差があるはずのところが全て最大値になっていたりするのですから!
 もちろん、蛍光像以外でもRNAの発言量やタンパク量を比較するさいの画像においても重要な項目であることは言うまでもありませんよね。

 以上のことから、画像は各チャンネルにおいて余裕をもって取得(撮影)すべきであり、どうしても気に入らない時や、バックグラウンドを弱めたいときに、レタッチによる調節を行うべきだといえます。



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