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偽色と擬似色はそれぞれ、電磁スペクトルの可視光領域または非可視光領域で記録された色で画像を表示するために使用される一連の色表現方法を指します。偽色画像とは、写真（真の色画像）が示す色とは異なる色で物体を描写した画像のことです。この画像では、人間の目には通常見えない3つの異なる波長に色が割り当てられています。
さらに、擬似色、密度スライス、コロプレスマップなどの偽色のバリエーションは、単一のグレースケールチャネルで収集されたデータ、または電磁スペクトルの一部を表さないデータ（例えば、地形図の標高や磁気共鳴画像における組織の種類）の情報視覚化に使用されます。
トゥルーカラーの概念は、偽色を理解するのに役立ちます。画像は、自然な色再現を提供するか、それに近い場合、トゥルーカラー画像と呼ばれます。これは、画像内のオブジェクトの色が、同じ観察者がオブジェクトを直接見た場合と同じように人間に見えていることを意味します。緑の木は画像内で緑に見え、赤いリンゴは赤に見え、青い空は青に見えます。[ 1 ]
完全なトゥルーカラーレンダリングは不可能である。[ 3 ]色の誤差（メタメリックエラー）の主な原因は3つある。
メタメリックの失敗の結果、例えば、緑の木が実際の緑とは異なる色合いで表示されたり、赤いリンゴが実際の赤とは異なる色合いで表示されたり、青い空が実際の青とは異なる色合いで表示されたりするといったことが起こります。カラーマネジメント（例えば、ICCプロファイルの使用）を用いることで、物理的な制約の範囲内でこの問題を軽減できます。
宇宙船によって収集された近似的な真色画像は、画像にある程度のメタメリックの失敗がある例である。宇宙船のカメラのスペクトルバンドは、調査対象の物体の物理的特性に関する情報を収集するために選択されており、真色画像を撮影するために選択されているわけではない。[ 3 ]
真の色画像とは対照的に、偽色画像は、自然な色の再現性を犠牲にして、そうでなければ容易に識別できない特徴の検出を容易にします。たとえば、衛星画像で植生を検出するために近赤外線を使用することです。[ 1 ]偽色画像は、可視スペクトルのみを使用して作成することもできますが（たとえば、色の違いを強調するため）、通常、使用されるデータの一部または全部は、可視スペクトル外の電磁放射（EM）（たとえば、赤外線、紫外線、またはX線）からのものです。スペクトルバンドの選択は、調査対象の物理的特性によって決まります。
人間の目は3つのスペクトルバンドを使用するため（詳細は三色覚を参照）、一般的に3つのスペクトルバンドを組み合わせて擬似カラー画像を作成します。擬似カラーエンコーディングには少なくとも2つのスペクトルバンドが必要であり、 [ 4 ] 3つの視覚RGBバンドにさらに多くのバンドを組み合わせることも可能ですが、3つのチャネルを識別する目の能力が制限要因となります。[ 5 ]対照的に、1つのスペクトルバンドから作成された「カラー」画像、または非EMデータ（標高、温度、組織の種類など）で構成されるデータから作成された画像は、擬似カラー画像です（下記参照）。
真の色の場合、カメラからのRGBチャンネル (赤「R」、緑「G」、青「B」) は画像の対応する RGB チャンネルにマッピングされ、「RGB→RGB」マッピングが得られます。偽色の場合、この関係は変更されます。最も単純な偽色エンコーディングは、可視スペクトルの RGB 画像を取得しますが、それを異なる方法でマッピングします。たとえば、「GBR→RGB」です。地球の従来の偽色衛星画像では、「NRG→RGB」マッピングが使用されます。「N」は近赤外線スペクトルバンドです (青色スペクトルバンドは使用されません)。これにより、典型的な「赤い植生」の偽色画像が得られます。[ 1 ] [ 6 ]
偽色は、衛星や宇宙の画像に（とりわけ）使用されます。例としては、リモートセンシング衛星（例：ランドサット、上記の例を参照）、宇宙望遠鏡（例：ハッブル宇宙望遠鏡）、宇宙探査機（例：カッシーニ・ホイヘンス）などがあります。探査車（例：火星科学研究所キュリオシティ）などの一部の宇宙船は、近似的な真色画像を撮影する機能も備えています。[ 3 ]気象衛星は、前述の宇宙船とは対照的に、可視光または赤外線スペクトルからのグレースケール画像を生成します。
擬似カラーは、さまざまな科学的用途があります。宇宙船は、星雲や銀河などの宇宙の構造の構成を理解するために、擬似カラー法をよく利用します。[ 7 ]宇宙空間のさまざまなイオンから放出される光の周波数にコントラストのある色が割り当てられ、複雑な構造の化学組成をよりよく分離して視覚化することができます。上のわし星雲の画像は、その典型的な例です。水素イオンと酸素イオンには、それぞれ緑と青が割り当てられています。画像に大量の緑と青があることから、星雲には大量の水素と酸素があることがわかります。
2004年10月26日、NASA/ESAのカッシーニ・ホイヘンス探査機は、土星最大の衛星タイタンの擬似カラー画像を撮影した。[ 8 ]この画像は、人間の目には見えない紫外線と赤外線の波長で撮影された。[ 9 ]視覚的な表現を提供するために、擬似カラー技術が使用された。赤外線データは赤と緑に、紫外線データは青にマッピングされた。[ 10 ]
擬似カラー画像（擬似カラーまたは擬似色と表記されることもある）は、グレースケール画像から、各強度値をテーブルまたは関数に従って色にマッピングすることによって生成されます。[ 11 ]擬似カラーは、一般的に単一チャネルのデータ（温度、標高、土壌組成、組織タイプなど）が利用可能な場合に使用されますが、3 チャネルのデータを表示するためによく使用される偽色とは対照的です。[ 4 ]
擬似着色は、色空間における知覚される差異が連続するグレーレベル間の違いよりも大きいため、一部の詳細をより見やすくすることができます。一方、色の明度が単調にならないように色マッピング関数を選択する必要があります。そうしないと、変化が不均一になり、正常な視聴者と色覚異常の視聴者の両方にとってレベルの解釈が難しくなります。よくある「レインボー」パレットは明度が交互に変化するため、問題となる場合があります。（コロプレスマップ§色の進行も参照してください。）[ 12 ]
擬似カラーの使用例としては、サーモグラフィー（熱画像）が挙げられる。赤外線カメラは単一のスペクトル帯域しか持たず、グレースケール画像を擬似カラーで表示する。
擬似色のもう一つのよく知られた例は、地形図における等高線色を用いた標高の符号化であり、負の値（海面下）は通常青系の色で、正の値は緑や茶色で表されます。
使用するテーブルや関数、データソースの選択によっては、擬似カラーリングによって元の画像の情報量を増やすことができます。たとえば、地理情報を追加したり、赤外線や紫外線から得られた情報を組み合わせたり、MRIスキャンなどの他のソースを組み合わせたりすることができます。[ 13 ]
擬似着色のもう1つの応用例は、画像処理の結果を保存することです。つまり、画像を理解しやすくするために色を変更することです。[ 14 ]
擬似カラーの一種である密度スライスは、画像をいくつかの色の帯に分割し、リモートセンシング画像の解析などに使用されます。[ 15 ]密度スライスでは、グレースケールレベルの範囲が間隔に分割され、各間隔がいくつかの離散色のいずれかに割り当てられます。これは、連続的なカラースケールを使用する擬似カラーとは対照的です。[ 16 ]例えば、グレースケールの熱画像では、画像内の温度値を2℃の帯に分割し 、各帯を1つの色で表すことができます。その結果、離散色間の識別可能な差が連続グレースケールまたは連続擬似カラーの画像の差よりも大きいため、サーモグラフィの1点の温度をユーザーが簡単に取得できます。
コロプレスマップとは、表現対象となる1つ以上の変数のカテゴリや値に応じて、領域が色分けまたはパターン分けされた画像または地図のことです。変数はいくつかの色にマッピングされ、各領域は1つのデータポイントを提供し、選択された色の中から1つの色が割り当てられます。基本的には、擬似カラーオーバーレイに密度スライスを適用したものです。したがって、地理的領域のコロプレスマップは、擬似カラーの極端な形態と言えます。
芸術的な表現は色の主観的な表現につながるが、アンディ・ウォーホル（1928～1987）は、スクリーン印刷技術で偽色絵画を制作することで、現代美術運動の文化的に重要な人物となった。ウォーホルの最もよく知られた版画には、映画「ナイアガラ」のフィルムフレームを基にしたマリリン・モンローの複製が含まれる。被写体はセックスシンボルでありフィルム・ノワールのスターレットで、1962年に亡くなったことがアーティストに影響を与えた。一連の版画は愛情を込めて制作されたが、非エロティックでややグロテスクな、彼の組み立てライン方式の芸術制作を通して、彼女の人格が幻想であることを明らかにしている。 [ 17 ]さまざまなインクの色パレットを使用して、ウォーホルは反復のプロセスに没頭し、人格と日常の物体を大量生産と消費主義の性質と比較した。[ 18 ]インクの色は美学の実験を通して選択され、リモートセンシング画像処理で使用される電磁スペクトルの偽色レンダリングとは相関しない。長年にわたり、このアーティストはマリリン・モンローの偽色画像をシルクスクリーン印刷し続け、おそらく最もよく知られている作品は「ターコイズ・マリリン」[ 19 ]で、これは2007年5月に個人コレクターによって8000万米ドルで購入された。[ 20 ]
{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)