ブライス・ベイヤー

ブライス・エドワード・ベイヤー（/ˈbaɪər/; 発音はバイアー、1929年8月15日^[1] - 2012年11月13日）は、現代のほとんどのカラーデジタルカメラで使用されているベイヤーフィルターパターン^[1 ]を発明したアメリカの科学者である。^[1]彼は「彼がいなければ、私たちが知っている写真術は同じではなかったであろう巨匠」と呼ばれている。^[1]

ブライス・エドワード・ベイヤーは、 1929年8月15日、メイン州ポートランドでアルトン・ベイヤーとマーガレット・ウィラード・ベイヤーの子として生まれた。少年時代はブラウニーやその他のカメラをいじっていた。1947年にポートランドのディーリング高校を卒業し、そこで多くの時間を暗室で過ごした。「実際、彼は高校の卒業アルバムの写真をすべて現像したのです」と息子のデイビッドはベイヤーの死後、ニューヨーク・タイムズに語っている。 ^[2]

1951年にメイン大学で工学物理学の学士号を取得した後、ニューヨーク州ロチェスターに移り、イーストマン・コダックで研究者として働き、1986年に退職するまでそこに留まりました。コダックで同僚の研究者であるジョーン・フィッツジェラルドと出会い、1954年に結婚しました。ベイヤーはロチェスター大学でさらに研究を続け、1960年に産業統計学の修士号を取得しました。^[2]

1974年、コダック研究所（KRL）で働いていたベイヤーは、同僚のピーター・ディロンから、ディロンが開発中の一体型カラーイメージセンサーに使用するのに最適なカラーパターンを検討するよう依頼された。^[3] ベイヤーは、1974年5月24日のKRL研究ノートに、図に示すように自分のアイデアを記録した。その記述には、今では有名になった「ベイヤーパターン」のカラースケッチが含まれており、「赤、緑、青の各記録は、規則的な配列でサンプリングされ、鮮明さに最も重要な緑のポイントは2倍になっている」と記されている。1975年3月、コダックは、ベイヤーを唯一の発明者として、「カラーイメージングアレイ」と題する特許を出願した。1976年7月に米国特許3,971,065として発行されたこの特許は、^[4]水平方向と垂直方向の両方で均一な輝度サンプリングを提供する、チェッカーボードパターンに配置された輝度（緑など）要素を持つカラーパターンについて述べている。

ベイヤーカラーフィルターアレイパターンは、1992年に発表されたコダックDCS200カメラで初めて使用されました。現在では、スマートフォン、コンピューター、カムコーダー、ドローンなど、ほぼすべてのカラーカメラで使用されています。ベイヤーパターンでは、ピクセルの半分が緑色の光を収集し、残りの半分は赤色と青色の光に均等に分割されます。^[5] 結果として得られる緑色サンプリングのナイキスト領域は、すべて緑色に敏感な要素を持つセンサーと同じ水平および垂直空間周波数のナイキスト周波数を維持します。^[6]

「パターンは非常にシンプルです」と、コダックのデジタルカメラ部門の元主任科学者ケン・パルルスキは、ベイヤーの死後、ニューヨークタイムズ紙に語った。「人間の目が最も鮮明なカラー画像を提供する方法を模倣しているため、赤や青の2倍の緑の要素があります。」パルルスキは、その後、パルルスキ自身によるものも含め、数十の他のパタ​​ーンが考案されたが、「ベイヤーパターンは時の試練に耐えてきました」と付け加えた。カメラフォン画像品質基準グループの元会長ラリー・スカーフは、タイムズ紙に「携帯電話、ポケットカメラ、ウェブカメラ、消費者向けデジタルビデオカメラなど、すべてのデジタルカメラの99.99％が、ベイヤーパターンを使用してカラー写真を生成しています」と語った。 ^[2]コダックの副社長兼最高技術責任者テリー・テイバー博士は、「ブライス・ベイヤーが発明したエレガントなカラー技術は、今日撮影されるほぼすべてのデジタル画像の背後にあります」と述べた。^[1]

ロチェスター デモクラット アンド クロニクル紙によると、バイエルのフィルター研究は「1 年後に初めて機能するデジタル カメラの開発に道を開いた」とのことです。最初のデジタル カメラの共同発明者であるスティーブ サッソン氏は、ロチェスターの新聞に対し、「バイエルの貢献は先駆的であるだけでなく、予言的だった」と語りました。サッソン氏は「ブライスは私にとって常にヒーローでした」と付け加えました。パルルスキ氏はデモクラット アンド クロニクル紙に対し、「コダックに入社した初日からブライスと一緒に仕事ができたのは非常に幸運でした。ブライスは非常に謙虚で控えめだったので、彼が本当に天才であることがわかるまで何年もかかりました」と語りました。パルルスキ氏は「バイエルの発明は、コンパクトでありながら鮮明な画像を提供するカメラが存在する主な理由です」と付け加えました。

また、ベイヤーの写真への貢献には、デジタル画像の保存、補正、印刷において重要な役割を果たすアルゴリズムも含まれている。^[7] コダック研究所（KRL）物理学部門の情報技術研究所の指導的科学者として、ブライスは80年代初頭に、コンピューターが画像品質を大幅に向上できることを実証した。例えば、彼は非常に小さなディスクカメラのネガから作成したドックのシーンの大きなプリントを示した。その画像は、はるかに大きな35mmネガから作成されたように見えた。ドックに置かれたロープの編み紐が見えた。

約 15 年前、60 年代半ばに、彼は他人が解読できない方法で情報を暗号化する方法を開発しました。これもまた、KRL 情報技術研究所のリーダーとして開発されました。当時、彼はシャノンの情報理論とエントロピー、より頻繁に使用される単語や信号に短いコードを使用するシャノン-ファノ符号化などに関する研究も行っていました。ブライスは、コンピューター プログラミング、応用統計、情報科学、応用数学の分野でグループを率いていました。このグループは、ユーザーの関心プロファイルと関心レベルのフィードバックに基づいて、ユーザーに選択的に情報を配信する自動化された方法を開発しました。このプロセスは、現在 Google や Amazon が使用しているプロセスに似ています。

1960 年代半ば、ブライスのグループと同じ規模のグループが、ブライスのグループのすぐ隣で働いていました。彼らは、デジタル画像の品質、色覚などのユーザー評価に関連する心理物理学に取り組んでいました。ベイヤー フィルターにより、デジタル画像システムは、人間の目と同じ機能を実現できます。追加の緑色センサーは、暗いときに目の桿体細胞が行うように、より多くの輝度情報を提供します。デジタル画像システムと目が低照度の状況に遭遇すると、両方のシステムはより多くの輝度情報を提供して使用し、より少ない色情報を提供できます。

バイエルは2009年に王立写真協会の進歩メダルを受賞した。このメダルは「写真や画像処理の科学的または技術的発展において、最も広い意味で重要な進歩をもたらしたあらゆる発明、研究、出版、その他の貢献」に対して与えられる。2012年、バイエルは映画テレビ技術者協会から初のカメラ・オリジネーション・アンド・イメージング・メダルを受賞した。^[2]

バイエルと妻にはダグラスとデビッドという2人の息子とジャネットという1人の娘がいた。息子のダグラスはニューヨークタイムズ紙に、バイエルは2012年11月13日にメイン州バスで「認知症に関連した長期の闘病」で亡くなったと語った。^[2]