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画質マニアです。また音質マニアでもあります。 質感と立体の表現を好みCRT, 撮像管, 70mmフィルムなどの画を好みます。 普段はTwitterにいます。 LaserDiscを主とした…

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デジタル式アップコンバーターの課題とアナログ式アップコンバーター

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2020年07月09日

過去にTwitterで「デジタルキネコ」と話していた事を思い出したのでお話しさせて頂きます。


現在広く普及しているアップコンバーターはデジタル式です。
これは、ベースバンドビデオをパルス符号変調(PCM)した後に内装補完処理を行い有効走査線数(垂直画素数)と有効標本数(水平画素数)を任意の値へ変更し最後に二次元低域通過濾波器で帯域外雑音成分を取り除く事を基本処理とした物です。


デジタル式のアップコンバーターは実現が容易で小型化も容易である事が利点となりますが、階調性等の問題が存在しています。

それに対してアナログ式のアップコンバーター、こちらは普及していないばかりか実現したという話を聞いた事さえありません。
もしかしたら私が知らないだけで、デジタル式のアップコンバーターが実用さされる前の時代つまり1980年代前半以前には別の名称で用いられていた事があるのかもしれません。

テレシネやキネコと同じように既に記録された映像をカメラで撮影する事でデジタル信号処理を介さないアップコンバートも原理的には不可能でない訳です。
この場合、ベースバンドビデオをG, B, RそれぞれモノクロCRTに表示させ撮像管で撮影する事となります。
もちろん、CRTを固定画素ディスプレイに置き換える事や撮像管を個体撮像素子に置き換える事も可能ですがアップコンバート対象の画素が正方形であるとは限らないため好ましいとは言えないでしょう。

この方法では、内装補完処理を行う必要が原理的に排除出来ますが、帯域外雑音の除去を行う必要は依然として残ります。
帯域外雑音は走査線として現れる為それが映り込まない様レンズのフォーカスを二次元低域通過濾波器として用いる必要が出てきます。
この時問題となるのはレンズのフォーカスでフォーカスを緩めると走査線の境界がある垂直方向のみでなく水平方向にも像が暈けてしまう点です。高解像度のSDTV素材は垂直解像度よりも水平解像度が高いため水平解像度の低下を招く原因となってしまいます。
この問題はCRTの表示アスペクト比と撮像管の撮影アスペクト比を適切に調整し水平, 垂直それぞれの解像度が等しくなる様にする事で概ね、減衰特性の急峻さ等に問題が出るならば水平低域通過濾波器はアナログの低域通過濾波器がその役目を果たすためそれとの併用で解決可能であると考えられます。

さて、この方式の欠点は何でしょうか?
すぐに思いつくのは以下の二つです。
・調整の複雑さ
・複雑で大型となる
CRTと撮像管で撮影するとなると像の歪みを調整する必要や白飛びや黒潰れを起こさない様に明るさを調整する必要があります。
質を取れば大型になるのは当然といえますが、CRTと撮像管を用いれば更に大型となりコストも相当に嵩みます。

対する利点としてはデジタル演算処理による欠落を回避出来るため高い階調性や表現力に期待出来る事です。


何故こんな事を思いついたか?
SDTV CRT MasterMonitorの写真を撮影, 現像している時にRetinaディスプレイ上に表示されている写真を見ていてデジタル式アップコンバーターでアップコンバートした映像よりも遥かにキレがよく嫌な平坦さも無い事に気付き、この発想に発展して行きました。

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  1. おはようございます

    ビデオレンタルがDVDレンタルに移り変わる過渡期くらいの経験ですが、DVDはブラウン管で鑑賞するととっても良いのに、液晶で見るとゴミでした。

    時は流れ、液晶テレビに「超解像技術」が搭載されるようになり、だいぶマシにはなったのだろうとは思いますが、いまだにDVDは自分で逆テレシネしないと観る気になりません。そんなこんなで購入するのはもっぱらblurayになっています。

    アナログ式アップコンバーター。世間にはモニタをキャリブレーションするためのスキャナーがあるので、そういう考え方を発展させれば調整だけデジタルに頼った(デジタルオシロみたいな感じで調整値だけ数値で確認する)アナログ式アップコンバーターコンバーターを昔よりは職人技を抜きに作れそうな気配もしますが、技術というよりはその「設備」費用が膨大にかかりそうです。やはり、前述の「超解像技術」を深化させた方がスッキリしそうな気がしないでもありません。映画やドラマでよくある、衛星からナンバープレートを読むようなアレです。それをアプコンに搭載。妄想でした(^^;

    bynightwish_daisu at2020-07-09 07:45

  2. nightwish_daisu様、ごきげんよう。

    私は今でもブラウン管でLD, DVD, BD等を視聴しております。

    民生用のアップコンバーターは画を弄りすぎる物が多くソースとの相性がかなりキツい様に思います。
    例えばSONY BRAVIA等に搭載されているX-Reality系の物は実写映像で人の髪の部分を誤検出してしまうのか墨汁でもたらしたかの様な画になってしまっていたりと。
    民生用のアップコンバーターではPS3にソフトウェアで実装されていた物が何かと無難であった様に思います。一頃流行ったDVDO EDGEやFaroudja DVP-5000が如何なのか気になりますけれども私は一度も見た事が無く^^;;

    放送用の物ではオリジナルソースに忠実なのはSONY厚木の物で輪郭補整で上手い事誤摩化すのはAJA VideoSystemである様に思います。Teranex Xantusは平たい画な感じがしますけれどイメージエンハンサーが輪郭線を上手い事検出している様に思います。

    リアルタイムI/P変換はPS3がかなり上手い事やってくれていた様に思いますけれど、非リアルタイムでの手動処理が一番ですねw

    私も新規にビデオソフトを購入する場合はLDが出ていないかLDのマスターが良くない場合はBDを購入しております。
    BDは洋画では低ビットレートを輪郭強調で誤摩化そうとしてカピカピした酷い画になっているソフトが多いのが残念ですけれども。

    技術的にはディスプレイ用のキャリブレーターやカラーアナライザーではなく、BVM-E/F/G, BVM-D/Aシリーズに搭載されたAuto Setupかな?と私は思います。
    ディスプレイ用のキャリブレータやカラーアナライザーは輝度や色は測れても像を認識する事が出来ませんし。
    因にカラーアナライザーはオススメです。BVMの色温度とガンマを調整する為に半年に一度程使いますけれど持っていて損の無い計器の一つだと思います。

    CRTにクロスハッチを表示させ、撮像管からの出力をA/D変換した時にある標本点の信号電圧が最大になる様に表示の幅や歪みを校正させる事でCRTと撮像管を自動校正をといった感じで。BVM-D32E1WJのデジタルコンバージェンスを殆どそのまま流用すれば管の偏向系の制御をDACからの出力電圧で行えますし。
    G/B/RのGain, Offset, Gammaは0%黒, 20%灰, 100%白のテストパターンを用いてAutoSetupをかけられる様にすれば出来そうです。

    大きくなるのはどうしても避けられませんね。
    映画やドラマでよくある、衛星からナンバープレートを読むようなアレは、理想そのものですね!

    bykoyatenn at2020-07-09 09:36

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