2021年10月15日
RAW現像ソフトの画像処理について
初心者におすすめ- 知識
デジタル一眼レフカメラや一部のコンパクトデジタルカメラの記録形式の中に「JPEG」と並んで「RAW（ロウ）」という記録形式があるのをご存知でしょうか？そのRAWデータをJPEGやTIFFなどの画像データに変換することを「RAW現像」と呼びます。そして、そのRAW現像を自分でおこなうことのできるソフトを「RAW現像ソフト」といいます。
RAW現像ソフトはRAWデータをJPEGやTIFFに変換する際に色をつくる役割を担っていて、その変換方法はソフトウェアによって異なります。今回はそのRAW現像ソフト内でおこなわれている画像処理（RAW現像）について概要をご紹介したいと思います。
RAW現像ソフトについて
実は、JPEGしか記録しない撮影（SDカードに保存するデータをJPEG画像のみと設定している場合）においても、カメラ内ではRAW現像処理がおこなわれています。これは一眼レフカメラ、ミラーレスカメラだけでなく、コンパクトデジタルカメラやスマートフォンなどでも同等の仕組みでJPEG画像が作られています。
写真を撮影すると、イメージセンサーはRAWデータを出力します。そのRAWデータをカメラ内部の画像処理エンジン（画像処理回路）でJPEGに変換しメモリーカードに保存します。
デジタルカメラ内の画像処理エンジンはメーカー毎に特色があり、RAW現像後の画質や色などはこの画像処理エンジンに大きく左右されます。しかし、カメラ内の画像処理回路は「小型化・省電力化」など様々な制限があるため、パソコンのCPUと比較して処理性能は低いものとなっています。
そこで、JPEG撮影時にカメラ内でおこなわれているRAWデータの画像処理を、自分で、パソコンで、おこなうことができるようにしたソフトがRAW現像ソフトです。
■RAWデータとは
デジタルカメラのシャッターを切ると、光（映像・被写体）はまずレンズを通して「イメージセンサー」（撮像素子CCDやCMOSなどと呼ばれています）に投影されます。イメージセンサーはこの光をデジタルデータ（光の強さの値）に変換するための装置で、このイメージセンサーが捉えた光の情報をRAWデータと呼びます。
RAW現像ソフトによるRAW現像
一般的に「RAW現像」とはパソコンでRAW現像処理をおこなうことをいいます。RAW現像をおこなうためには、そのRAWデータに対応した専用または汎用のRAW現像ソフトが必要となります。
多くのデジタルカメラは、イメージセンサーが出力したRAWデータをそのままRAWファイルとして記録することができます。RAW現像ソフトがあれば、そのRAWファイルをパソコン上でJPEGやTIFFに変換し保存することができます。
カメラ内部の画像処理回路より高性能なパソコンのCPUを使用することで、カメラより高度な画像処理技術や最新の画像処理技術をRAWデータに適用できるため、高画質な写真を得ることができます。また、RAWデータはJPEGデータよりも情報量の多い12～16bit以上のデータなので、写真をRAW現像ソフトで調整した際の画質劣化がほとんど無く、撮影時の画質を維持したままイメージ通りの写真に仕上げることが可能です。
■RAW現像における画像処理とは
現在のほとんどのデジタルカメラが搭載している撮像素子（CCDやCMOSセンサーなどのイメージセンサー）は、カラー画像を得るために、ベイヤー配列と呼ばれる構造を持っています。
ベイヤー配列では、センサー上の各画素にRed（赤）、Green（緑）、Blue（青）のカラーフィルターが配置されていて、それぞれの色の情報のみを受光する画素が市松模様のように配置されています。それがそのまま記録されているのがRAWデータです。そのため、RAWデータのままでは各画素はRGBいずれか1色の情報しか無いので、そのままカラー画像として見ることはできません。
そこで、画像処理エンジンにて、RAWデータをフルカラー画像にする「デモザイク」と呼ばれる処理をおこないます。
デモザイク処理とは、各画素に隣接するRGBの画素情報を参照し補完処理をおこなうことでRAWデータを映像化することをいいます。下記の図のように、１画像のフルカラーをつくるためには、最低4画像の情報が必要となります。例えば5000万画素のカメラであれば、この処理を5000万回繰り返しているということです。
そして、デモザイクのアルゴリズムの違いは、色や解像感の違いに直結します。デモザイク技術、またはデモザイク処理についてのより詳しい情報はこちらをご覧ください。
RAW現像ソフトを比較
ここからは、RAW現像ソフト『SILKYPIX』と他社のRAW現像ソフトAを使用して、RAW現像ソフトが異なると、画像にどのような違いが生じるのかを見ていきましょう。
■解像度
下記例は同じRAWデータをSILKYPIXと他社のRAW現像ソフトAでそれぞれ現像したものになります。
同じRAWデータですが、RAW現像ソフトが異なるだけでディテールや細い線などの描画に違いが見られます。RAW現像ソフトAでは、少し滲んだようにぼけて見える部分があります。
このようにデモザイク処理の違いで同じRAWデータでも解像感が違ってきます。参考に解像感を補うため、RAW現像ソフトAの画像にシャープネスを適用させたものが下記画像になります。
画像ははっきりしましたが、それとは引き換えにザラザラしたノイズが増え、色と色の境界線では不自然な縁取りが発生しています。このようにシャープ処理は副作用があるため、必要最低限で使用するのが望ましいです。高画質を維持したまま解像感を高めるのに重要なのは、画像処理エンジンの性能なのです。
■色
RAW現像ソフトの画像処理エンジンの色に関する特性が一番顕著に表れるのはハイライトや高彩度部分など、いわゆる明るく鮮やかな部分です。
中心の赤い花に注目してください。色や階調の違いを分かっていただけますでしょうか。色や階調がしっかりと残っているのとそうでないのとでは、被写体の色だけでなくディテール、奥行きなどにも違いが出てきてしまいます。
上述したようにデモザイクではベイヤー配列のRGBデータを掛け合わせてフルカラー画像をつくります。そのため、下記のような場合では正しい色を再現できない場合があります。
このように赤の値が大きいデータを明るくした場合、RGBの最大値である255まで赤だけが先に到達してしまい、それ以上数値を大きくすることができなくなってしまいます。このような場合には他の色（緑と青）とのカラーバランスが崩れ、色のシフトが発生してしまう（色相が変わってしまう）ことがあります。これが色飽和です。
RAW現像ソフトを開発している各社は、RAWデータの持つ豊富な情報を使って、この色飽和した部分の再現性を高めるための工夫をおこなっております。そのため、性能や特性がハイライト部分に表れやすくなっております。
RAW現像の処理の流れ
最後にRAW現像処理の流れをまとめますと、
①デモザイク処理
1画素1色の情報しか持っていないRGBのベイヤー配列から周辺画素を参照しカラー情報をつくる。
②トーン・ガンマ処理／カラーマッピング処理
RAW現像ソフトで指定された色空間（sRGBやAdobe RGB）のそのカラー情報を展開する。色空間（sRGBやAdobe RGB）で指定されている基準ガンマ（いわゆるコントラスト）を適用する。
③JPEGやTIFFに書き出し
JPEGやTIFFで指定された色空間やフォーマットでファイルとして保存。
というような流れになります。RAW現像ソフトは機能や使いやすさだけでなく、画像処理エンジン部分での画質も種類によって異なってきます。RAW現像ソフトを比較する際は、ぜひ画質にも注目して比べてみてください。
■SILKYPIXとは
SILKYPIXシリーズはデジタルカメラで撮影された「RAWデータ」を高画質に編集し、美しい写真に仕上げる事のできる純国産の「RAW現像ソフト」です。カメラメーカー各社のRAWデータ※1に対応しており、多くのプロカメラマンや写真愛好家から支持されています。また、カメラ同梱のソフトウェアとして多くのカメラメーカーからもご採用いただいております。
※1 対応カメラについては、各製品の詳細ページにてご確認ください。
▼製品紹介と基本操作方法は動画でチェック！
■豆知識シリーズ こちらもぜひご覧ください！
・第１弾『写真におけるホワイトバランスについて』
・第２弾『デジタルカメラのノイズとノイズリダクションについて』
・第３弾『デジタル写真の階調について』
・第４弾『写真の色空間について』
「記事一覧」へ戻る
「特集・イベント」へ戻る