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ビデオ画質について知っておくべきこと

Video Quality
Posted 06/06/2017 by Peiju Chiang

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ビデオを見るときに、どのようにどの画質が一番良いかを決めていますか?容赦ないマーケティングのおかげで、ほとんどの人は8Kがベストだろ思っているはず。結局、ビデオ画質に関してはより高い解像度がより高画質ですよね?実際は、いつもそうとは限りません。解像度はたしかに重要ですが、画質はいくつかの要素の組み合わせです。スクリーンのリフレッシュレートから、適用される圧縮の全てが最終的なビデオ画質に影響します。

ラティスでは、製品をつくるときビデオ画質に影響しうる全ての要素を考えています。当社の広範囲にわたる有線とワイヤレスビデオソリューションは市場でも最高レベルで、最上の視聴体験を提供するように設計されています。最近発売された4Kワイヤレスビデオソリューションは、ビデオ接続に革新を起こすという当社のコミットメントの表れです。

最新の半導体を構築するときに何百もの要素を考慮していますが、ここでは最高のビデオ接続ソリューションを設計する際に当社が考える基本理念をいくつか紹介します。これらの基本理念を理解することが、最も高画質のビデオ体験を実現する鍵になります。

基本理念 1:

一度失われた画質は、戻ってこない

ホームシアターは一連のデバイスで、それぞれに最大の出入力ビデオ画質があります。デバイス同士を接続するケーブルまたはワイヤレス接続も、独自の最大ビデオ画質に対応します。途中でいずれかの接続が、出力されるビデオ画質に対応していない場合、画質は対応する最小の形式に自動的にスケーリングされます。これを“ダウンサンプリング”と呼びます。

“アップサンプリング”という言葉も耳にするかもしれません。アップサンプリングは失われたビデオデータの補間を行うことによってビデオ画質を修復しようとします。しかし、アップサンプリングされたコンテンツは低い解像度で見るよりも優れているかもしれませんが、それは作り物の体験で終わり、元の画質よりは良くならないのです。アップサンプリングでは失った画質を取り戻すことはできません。

基本理念 2:

画質はただの解像度ではありません

ビデオデータは4つの主要コンポーネンツ構成されています

  • 解像度-1つの画像内のピクセルの総数。多くの場合で、1080pもしくは4Kのように省略した形で表されます。一般的に解像度が高いとより画像の詳細を表示できます。
  • リフレッシュレート-1秒でピクセルがリフレッシュする回数です。ヘルツ(Hz)の単位が使われ、60 Hzは1秒に60回リフレッシュし、120 Hzは1秒に120回リフレッシュします。スポーツなどの動きを伴うビデオシーケンスは、より高いリフレッシュレートの恩恵を得ることができます。
  • 色深度-各ピクセルの色についての情報量。8ビットカラーは1677万もの色を表示でき、12ビットカラーは687億の異なる色を表示できます。
  • クロマサブサンプリング-クロミナンス(2色コンポーネンツ)解像度を輝度(白と黒)よりも低く符号化することで画像のデータ量を削減する技術です。通常、4:2:0の3つの数字で示され、最初の数字は輝度データの量を示し、2番目と3番目の数字はクロミナンスのデータ量を示します。 

1つのデバイスから次のデバイスへのビデオ画像が進むにつれ、4つのコンポーネントすべてが最終的なビデオ画質に影響します。多くの場合で、対応している総帯域幅は、どのビデオ画質が対応しているか、どのビデオ規格が使用されているかを決定する重要な要素です。

基本理念 3:

圧縮できます…慎重に。

ワイヤレスビデオ技術は有線技術に比べて常に帯域幅が低くなります。このギャップを埋めるため、ワイヤレス技術は圧縮を使って可能帯域幅を最大化します。これはDisplayPortとHDMIにおけるDisplay Stream Compression (DSC)などの有線ビデオ技術でも使われています。

ロスレス圧縮は圧縮過程の中でどのビデオデータも失わないビデオ圧縮を表しています。これは元のソース素材の画質を完全に維持したい場合に優れています。たとえば、全てのビデオ編集はロスレス環境でされるべきです。しかし、帯域幅の削減が少ないため、ワイヤレスのビデオ伝送にはほとんど役立ちません。

視覚的にロスレス圧縮でデータは失われますが、視覚的な差が人間の知覚できる値を下回るため、元のものと区別することはできません。これはインターネット経由もしくはBlu-rayプレイヤーから、ビデオ画像を最終的なソースに伝送するためには最適なソリューションです。

.Lossy圧縮はデータを人間が目で見てわかるほどに視覚的なデータを失う圧縮方法です。ビデオ画像の帯域幅要件が大幅に削減される可能性があります。 よく知られている形式はJPEGです。

もう1つ、圧縮を検討する際に考えるげき点は、どれくらいのレイテンシを追加するかということです。より高いレイテンシほど、ビデオソースとディスプレイ間に遅延をもたらします。断続的なバッファリングがない限り、映画を見ている場合はレイテンシはあまり問題にはなりませんが、画面上のメニューを操作しようとしたり、レスポンスタイムがユーザー体験に影響するビデオゲームをすると苛立つことがあります。

基本理念` 4:

規格がすべて

ビデオ品質の複雑さを理解することで、ビデオ空間で規格が非常に重要である理由がわかります。ビデオ規格は主に2つの役割があります。特定の規格に対応するビデオフォーマットを定義すること。2つのデバイスの最大ビデオ画質が異なる場合、規格は可能な限り最良の共通フォーマットにデバイスが正常に折り合いをつける方法が定義されています。

これらは、何を意味するでしょうか?最初に、ご自身のホームシアターシステム向けに新しいハイエンドコンポーネンツを買う前に、今お使いにコンポーネンツを調べて、そのようにビデオの画質に影響を与えるか確かめてください。次に、解像度の先へと視野を広げることをお忘れなく。ワイヤレス技術の使用をお考えの場合、圧縮はどれほどか、それが画質とレイテンシにどう影響するかをお確かめください。最後に、将来的にさらに複雑なビデオ接続を取り入れるため、さまざまなビデオ規格を検討してください。

ビデオ技術圧縮テーブル

以下に、特定の規格から得られるビデオ品質を理解するのに役立つ表を作ったので参考にしてください。この表は、完全なリストではありませんが、ビデオ画質と帯域幅間の関係に興味がある人向けのエントリポイントになるはずです。ビデオ帯域幅はアクティブピクセルエリア(目で知覚できる範囲)のみを元に計算されています。

Video Quality Summary Table

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