スミア、ブルーミング、パープルフリンジってどんな現象?原因は?

CCD

フォトマスター検定の予想問題です。フォトマスター検定勉強法も掲載していますので、参考にして頂ければと思います。合格目指してさっそく問題です!

難易度:3級レベル

問:CCDイメージセンサーを用いたカメラで、極端に明るい光源などを撮影した際に、垂直あるいは水平方向に直線状の白飛びが発生する現象をなんと呼ぶか?(※アイキャッチ画像は複数の現象が起きているが、画面中央やや左寄りに上下方向に走る線状の白飛び部分のこと)次の中から選べ。

① スミア
② ブルーミング
③ パープルフリンジ

正解はこのあとすぐ!



■正解は①(スミア)


線状に発生するスミア

一般的なCCDイメージセンサーでは、太陽光やスポットライトのような強い光がイメージセンサーに当たると、フォトダイオード以外の信号線や垂直転送用CCD素子などに当たっても電荷が発生したり、電荷が転送経路に混入(溢れ出す)する場合があります。

特に垂直CCDレジスターで電荷が溢れた際に、光源を中心として垂直・水平方向に発生する白い筋状のノイズを「スミア」と呼んでいます。

というわけで、正解は選択肢①の「スミア」となります。

スミア

メカニカルシャッターでスミアを抑制する

電子シャッターでは露光後の電荷の転送中もイメージセンサーは光を受けた状態であるためスミアの発生が起こりやすくなりますが、メカニカルシャッター(物理シャッター)を用いて、露光後の光を遮った後に転送路の不要電荷を吐き出すことでスミアの発生を低減することが出来ます。

逆に、メカニカルシャッターを搭載していないカメラや、動画撮影時などでは、撮像素子が常に光を受け続けるためにスミアが発生しやすくなります。

しかし、現在デジタルカメラやビデオカメラで主流となっているCMOSイメージセンサーは原理的にスミアが発生しないため、スミア自体見かけることが少なくなっています。

 

■ブルーミングとは?


スミアと混同されやすいブルーミング

一方、スミアと混同されやすい現象に「ブルーミング」があります。

こちらは、入射光が非常に強い場合に過剰に発生した信号電荷がフォトダイオード(画素)から溢れて隣接するピクセルや信号線、転送用CCD素子などに溢れ出すことにより発生するもので、撮影画像では光源(輝点)の周囲に光が滲み出して広がる現象として現れます。

スミアとブルーミングは見た目が異なる

スミアが垂直の筋状に派生するのに対し、ブルーミングは強い光が当たったピクセルの周辺に広がるように発生するという違いがあります。

またスミアとブルーミングは同時に発生することもあり、アイキャッチ画像のケースでは、スミアとブルーミングが同時に発生しています。

 

■パープルフリンジとは?


CMOSセンサーでも見かけるパープルフリンジ

「パープルフリンジ」とは、高輝度部分に隣り合った低輝度部分に偽色が発生する現象のことで、パープルフリンジはスミアと異なりCMOSイメージセンサーでも発生します。

パープルフリンジ

パープルフリンジと言っても紫色とは限らない

「パープルフリンジ(紫のフチ)」とは呼ぶものの、実際には紫色だけでなく、青紫、青、マゼンタなどの色付きとして発生する場合も多く見受けられます。

パープルフリンジの発生原因には、レンズの色収差に起因するものとイメージセンサーに起因するものがあり、軸上色収差や倍率色収差といった色収差に起因するものも含めて、「パープルフリンジ(紫のフチ)」と呼んで良いのか、あるいは「カラーフリンジ(色のフチ)」と呼ぶべきなのかは悩ましい部分です。

ちなみに軸上色収差が原因で発生しているものは絞りを絞り込むことや画像編集ソフトの軸上色収差補正などで、倍率色収差が原因で発生しているものは画像編集ソフトの倍率色収差補正機能などで低減することが可能です。

 

参考:Wikipedia
画像:Wikipedia,SONY

Reported by 山﨑将方