いたる画像化の方法検証 2002.10.8

いたる画像化の方法検証 2002.10.8
～ CD-R用 MPEG1 の研究～

今年のスイスで，いたるさんの滑りをビデオに収めようって計画してて
撮ってきたビデオをダビングして配ろうってことになったんだけど
じゃ，どういう形で ?(°_。)?(。_°)?

ビデオにダビングするには，VHSでもDVでも相当の時間がかかるので
シーズンまでに数十本を用意するのは結構手間が心配

はやりのDVDにしたらって手もあるけど
MPEG2だから再生するのには DVDデッキが必要になったり
DVDドライブを装備したＰＣが必要

VideoCDも，同じくMPEG2だから再生にはソフトが必要

それならインターネットの配信って思っても，画質がいまいちねぇ．．．．(~_~;)

というわけで，MediaPlayerなどで再生できる MPEG1 をCD-Rに焼けば
100円もかからないし，コピーの時間もめっちゃはやい
より多くの人に手軽に見てもらいたいって，いたるさんの思いもかなえられる

ということで，MPEG1 を候補に考えて，いろいろ検証してみましたぁ

まず，とたんに悩んだのは
被写体の動きの速いビデオをキャプチャしてＰＣで見ると
対象が横にずれて２重になる
ってこと
しばらく勉強してわかったのは，これは "インターレース縞" という現象だったです．

わかりにくいんで，よぉ～くおべんきょして，考えてみた．

通常のテレビはインターレース（飛び越し走査）で映像を表示してるのだす．
これは，画面にある走査線を2回に分けて表示する方式で，
国内テレビ放送"NTSC方式"だと，1秒間に60回の表示が行われている．
このうちの1回分の映像をフィールドといって
奇数ラインを集めた奇数フィールドと，偶数ラインの偶数フィールドがあって
人間の目が認識できない時間差で2つのフィールドが表示されて１つのフレームが作られるのだす
つまり NTSC の場合は
1秒に60フィールドの映像＝1秒当たり30フレームの映像
を作っていることになるのだよ

いっぽうパソコンのディスプレイは，というと
１画面を一気に走査する方式：ノンインターレースで映像を表示している．
（プログレッシブスキャンとも呼ぶね）
これは，ちらつく要素がないんで，文字や静止画が主体だったパソコン向きの方式なのだす．

この方式による違いから
通常のテレビやビデオの映像をパソコンのディスプレイで表示するためには
インターレースの映像をノンインターレースの映像に変換する，
デインターレースと呼ばれる作業を行う必要があるってことなのだす．

そこで，本題なのだけど　（お付き合いご苦労様 (^^ゞ）
DVビデオはもともとインターレースで撮影されてるので
スキーの横方向への動きが早い被写体だと
偶数フィールドと奇数フィールドで被写体を捕らえたタイミングがずれてるんだよね．

DVビデオで見る分にはフィールド単位に時間差で表示されるので，
この二つのフィールドが時間軸的には重ならないわけで，
かえって，スムーズな動きとして見えるのだす．

で，これをキャプチャする場合には，PCでの表示を前提に
ノンインターレースで１フレームにまとめた状態をキャプチャして
３０フレームを作るすることになるわけで，
二つのフィールドを重ねる格好で１つの画像としてとらえているのだから，
時間的なずれの分が縞模様として見えてしまうっていうことだす．

う～ん，なるほど．．．．
いたるさんの滑りをキャプチャした場合に，横方向の動きが速いとき，
もろにずれが出ちゃってたのは，まさにこれ，これだよ．

なので，ノンインターレースに合成（変換）しても，
ブレのない１フレームの画像として見えるようにする必要があるということなんだな．

これには奇数フィールドだけで３０フレーム作るとか
奇数・偶数のフィールドを予測を含めて合成して３０フレーム作るとか
スムーズさを重視して二重のまま３０フレーム作るとか
いろいろ方法はあるみたい．

--- 元としたDVビデオ ---
		Skier取材でのいたるさんの滑りをはぐはぐが撮影
		VAIOの iLINK経由で，DVgateMotion2.5 でキャプチャ
		Adobe Premiere6.0 で必要部分をトリミング
		サイズは AVI形式で 30,752KB，約８秒
		このＡＶＩ形式の動画を定評のある TMPGEnc Plus 2.5で
		エンコードして，いろいろなパラメータで MPEG1 に加工
--- ビデオ ---
ストリーム形式	：	MPEG-1
サイズ	：	320x240
アスペクト比	：	1:1 (VGA)
フレームレート	：	30fps
レート調整モード	：	[a]固定レート(CBR) [b]固定品質(CQ)=50 [c]固定品質(CQ)=100
ビットレート	：	[a]2000kbits/sec [b]調整不可 [c]調整不可
動き検索精度	：	[1]標準 [2]最高画質(最低速)
--- ビデオ詳細 ---
簡易色調補正	：	明るさ=50 コントラスト=30
インターレス解除	：	[A]なし [B]偶数フィールド(適応) [C]二重化(適応)
	：	[D]二重化(フィールド・適応) [E]偶数奇数フィールド(フィールド・適応)
	：	* なし＝インターレースを解除しない
		* 偶数＝偶数フィールドのみを使いインターレースを解除する
		* 二重化＝隣り合った偶数・奇数フィールドを合成　　　　　　　スチル画像はダブルが，動きがスムーズに見える
		* 偶数・奇数＝偶数奇数フィールドを使い１フレームを作る　　　　　　　　　一番正確で解像度が高いがフレームレートは倍
		* 適応＝前後のフレームを参照し補完する
	：	* フィールド＝同フレームの偶奇フィールドを解除しどちらも出力　　　　　　　　出力のフレームレートは倍になる
--- オーディオ ---
ストリーム形式	：	MPEG-1 Audio LayerII
サンプリング周波数	：	44100Hz
ビットレート	：	224kbits/sec

--- サンプルデータ ---

元画像は８秒なので
2MBのデータ圧縮だと，CD-Rが640MBとして，640*8/2＝2560秒＝約42分
ということで，12:～16: で選ぶのがいいかな．
自分的には， 16でいこうとおもってるです (^-^)/

ちょっと時間の余裕があったので
16のパラメータで画像サイズ 640x480 のものを作ってみたです．
640*8/3.1＝1650秒＝約27分
これだけ入るんだったら，このサイズでもいけそう．
ちょこっと，上下に黒い枠が出ちゃうなぁ．
それと CD-R での再生速度が気になるところだすね．

もう少し，がんばってみただす．
上下の黒い枠は何とか取れる方法があっただす．
58:のサンプルだよ．

	30,752KB		元キャプチャAVI
01:	2,357KB	標準精度	固定 2000kbits/sec	ノンインターレース	2重だけどスムーズ
02:	2,357KB	最高画質	固定 2000kbits/sec	ノンインターレース	2重だけどスムーズ 01:との違いは？
03:	2,357KB	最高画質	固定 2000kbits/sec	偶数フィールド	静止時ＯＫ．奇数が抜けるのでカクカク
04:	2,357KB	最高画質	固定 2000kbits/sec	二重化	ちがいがよくわからん
05:	2,357KB	最高画質	固定 2000kbits/sec	二重化(フィールド)	う～ん，04:と違わない
06:	2,357KB	最高画質	固定 2000kbits/sec	偶数奇数(フィールド)	かなりいい感じ
07:	565KB	最高画質	固定品質(CQ)= 50	ノンインターレース
08:	577KB	最高画質	固定品質(CQ)= 50	偶数フィールド
09:	557KB	最高画質	固定品質(CQ)= 50	二重化
10:	561KB	最高画質	固定品質(CQ)= 50	二重化(フィールド)
11:	573KB	最高画質	固定品質(CQ)= 50	偶数奇数(フィールド)	なんとかWeb配信可能？なレベル
12:	1,883KB	最高画質	固定品質(CQ)=100	ノンインターレース
13:	1,969KB	最高画質	固定品質(CQ)=100	偶数フィールド
14:	1,751KB	最高画質	固定品質(CQ)=100	二重化
15:	1,843KB	最高画質	固定品質(CQ)=100	二重化(フィールド)
16:	1,921KB	最高画質	固定品質(CQ)=100	偶数奇数(フィールド)	06:に肉薄したいい感じこれがいいな♪
56:	3,113KB	最高画質	固定品質(CQ)=100	偶数奇数(フィールド)	16:のまま，サイズをアップ 640x320 どう？
58:	3,271KB	最高画質	固定品質(CQ)=100	偶数奇数(フィールド)	56:のまま，アスペクト比保持＆隙間無し設定