色空間やら色情報の話 | 雑雪帳

色空間やら色情報の話

PS3のHDMIを調べなおしてたら色空間やら色情報が頭の中でゴチャゴチャになったので、備忘録がてら記しておく記事。なお素人調べなので間違い多々有りの可能性。

・PS3 (RGBリミテッド、4:4:4、sRGB)
PS3のHDMI出力はXMBやゲーム時もRGB(RGBフルレンジかRGBリミテッドの選択可能)、色情報も4:4:4で赤色のにじみも無く綺麗、色空間規格というか色域はsRGB(≒BT.709)。

・キャプチャデバイス (YUY2、4:2:2、?)
キャプチャデバイス(DM626 H3やMonsterX U3.0R)が扱えるのはYUY2(≒YUV 4:2:2)、PS3からRGB or YUVで出力してもYUY2で表示される。
なのでPS3を液晶テレビやディスプレイに直接繋いでるのと比較して、キャプチャデバイスで繋いでると色(特に赤色)がにじみっぽいというか輪郭が綺麗じゃないのは仕方ない?
RGBからYUY2に変換されたのをPC上で見ているんだけど、この時の色域は何だろう?sRGB?BT.709?

・アマレコTVとUtVideo Codecでのキャプチャ (YUV422、4:2:2、BT.709)
アマレコTV上でキャプチャする際のコーデックにUtVideo Codecを使用、UtVideo側にRGBA、RGB、YUV422、YUV420が有り選択が可能。
今まではYUV420を選んでたけどYUV422のULH2を選ぶのが無難かと。
HD未満の解像度をキャプチャする際はULY2かULY0 (BT.601)を選択する。

・エンコード後のファイル(YUV、4:2:0、BT.709)
H.264のプロファイルで色情報が4:2:0に指定されている、Hi422PやHi444PPで4:2:2や4:4:4を使えるけどYouTubeやニコニコ動画では使えないっぽい?のかな。
■H.264 - Wikipedia


調べていく途中で昔使ってたアナログテレビのキャプチャデバイス(MPEG2録画)やら、それをエンコードしたファイルのプロパティを調べたら基本的にYUVの4:2:0と、解像度は別として現在の環境と特に変わらないのかーと。

■ コーデック多段接続時のカラーフォーマット4:2:2と4:2:0の画質の違い | NTTエレクトロニクス
上記のサイトが4:2:2と4:2:0の複数回エンコード/デコードの画像が表示されてて4:2:2と4:2:0の画質の差が分かるんだけど、4:2:0画質のアレさが酷い。
■ What's HDCAM-SR | HDCAM-SR | 映像制作機材 | プロフェッショナル/業務用製品情報 | ソニー
こちらはRGB 4:4:4とYCbCr 4:2:2の違い。

それで他のHDMI系キャプチャデバイスでは色情報はどんな感じなのかなーと調べると・・・
■ HDRECS 製品情報
■ Grass Valley HQ Codecの概要
Grass Valley(旧Canopus)はHDRECSでGrass Valley HQ Codec (4:2:2)。

■ AVerMedia TECHNOLOGIES アバーメディア・テクノロジーズ株式会社 : 製品紹介
YUV 4:2:2

■ Blackmagic Design: Intensity Tech Specs
YUV 4:2:2

■ Blackmagic Design: DeckLink 仕様
4:2:2、4:4:4(4Kは4:2:2)、¥61,980 (税抜価格)!

■ XCAPTURE-1 - マイコンソフト株式会社
YUY2

■ SC-512N1-L/DVI - マイコンソフト株式会社
YUY2

YUY2(YUV 4:2:2)が一般的、Blackmagicのプロ向け機材は4:4:4に対応してるけど値段ががが。そして次世代の4K放送だと
■ 総務省、4K/8K放送に向け衛星放送の技術仕様取りまとめ。4:2:2/ハイレゾ対応求める声も - AV Watch
■ ITU、次世代コーデックのHEVC/H.265を承認 - AV Watch
4:2:0で決まっちゃうのかな?上述した4:2:2との比較でも4:2:0のエンコード後の劣化が目立つので次世代の放送では4:2:2を基準にしたほうが良いんじゃないかなーと思うのですが色々難しいんでしょうね。

あと今回調べていて色情報(というか4:2:2の数値を表すアレ)という呼称が統一されてなくて困ったなぁと。色情報、色信号解像度、色信号、サンプリングレート、ビデオサンプル、カラーサンプリング方式、Chroma subsamplingとバラバラ。
海外ではChroma subsamplingで統一されてるっぽいので国内でも統一された呼称が普及しても良いんじゃなかろうか。
■ Chroma subsampling - Wikipedia, the free encyclopedia


色空間


・PS3のXMBやゲームはRGB
・設定 > ディスプレイ設定 > RGBフルレンジ(HDMI)からRGBリミテッドorRGBフルの選択が可能
ps3_hdmi_video_05.jpgps3_hdmi_video_06.jpg

・DVD、Blu-rayはRGBかYUV/YCbCr/YPbPr(4:4:4)の出力切り替えが可能
ps3_hdmi_video_09.jpgps3_hdmi_video_10.jpg

(再生時に三角ボタン > 映像音声設定 > 映像出力フォーマット)
ps3_hdmi_video_01.jpgps3_hdmi_video_02.jpg
DVD-Video再生時

ps3_hdmi_video_03.jpgps3_hdmi_video_04.jpg
Blu-ray(BDMV)再生時

・HDD内の映像には映像出力フォーマットの設定が無いので恐らくRGB
・torneはYUV
■ 【西田宗千佳のRandomTracking】「torne」開発チームは「SCEオールスターズ」! -AV Watch

色空間規格


■ PS3™ | Y Pb / Cb  Pr / Crスーパーホワイト(HDMI)
■ PlayStation®3 システムソフトウェア バージョン1.80で更新されるその他の機能 | プレイステーション® オフィシャルサイト

色空間規格というか色域というか、とりあえずPS3をREGZAに繋げたらsRGBと表示された。
Y Pb/Cb Pr/Crスーパーホワイト(HDMI)はAVCHDディスク(DVDやBlu-ray)かつ色空間がx.v.Color(xvYCC)で記録されている動画を広色域で再生可能。XMBやゲームは無関係。
ps3_hdmi_video_07.jpg

■ ASCII.jp:最新BDレコはフルHDテレビで4K画質を堪能できる!? (3/5)|4Kより安価で、4K画質に迫る! 最新テレビ&BDレコ
■ Mastered in 4K ブルーレイ | ソニー・ピクチャーズ

Mastered in 4Kは、その名の通り、4K制作された映画作品のハイクオリティ版。BD化するときの素材に4Kマスターを使用し、デジタルシネマの広色域情報をそのまま記録(ソニーならば「トリルミナスカラー」、他社なら「x.v.Color」で広色域に対応できる)。


ソニーのMastered in 4Kで作られたBlu-rayにx.v.Colorの色空間が入ってるので、対応ディスプレイを持っているなら試してみては。




■ 【海上忍のAV注目キーワード辞典】色域と「TRILUMINOS」 - NTSC/sRGB/BT.709…何が違う? - Phile-web
■ ASCII.jp:東芝レグザ「ZP2」 ゲーム機能の実力を徹底的に試してみた (3/6)
■ Sony Japan | ニュースリリース | 動画用広色域色空間「xvYCC」の普及を目指して新名称「x.v.Color」を提唱
■ マンガで学ぶ♪アリサの最新デジタル用語講座/x.v.Color(P2) 日経トレンディネット
■ 本田雅一のAV Trends 広色域色空間「x.v.Color」はAV製品をどう変えるか?


色情報 (Chroma subsampling?)


・いわゆる4:4:4とか4:2:0とかのアレ。PS3は4:4:4出力が可能。

地上デジタルやBSデジタルのMPEG2、DVD、Blu-ray、YouTubeやらニコニコのMPEG4は色空間YUVの4:2:0なので赤色が特に劣化してる。
Media Player Classic Home Cinemaでファイルのプロパティ > メディア情報、で調べられるのでオススメ。

■ PlayStation®3 システムソフトウェア バージョン2.50で更新されるその他の機能 | プレイステーション® オフィシャルサイト
■ 東芝 REGZA -超解像モデル第二世代はフルHDクリアパネル採用で暗部ダイナミックレンジにメスを入れる!-
■ キヤノン:This is EOS C500|RGB 4:4:4/YCC 4:2:2
■ クロマサブサンプリング技術
■ 映像の質を“元から”改善するPHLのクロマ処理技術


色深度


・Deep Color 出力(HDMI)、ディスプレイ側(TV)が対応していれば30bit , 36bit , 48bitの色深度で出力が可能。
ps3_hdmi_video_08.jpg

■ PS3™ | Deep Color出力(HDMI)
■ HDMI - Wikipedia
■ 5分でわかる!「DeepColor」 [ブルーレイレコーダー] All About
■ ASCII.jp:REGZA Z8とソニーBDレコで究極のアニメ画質を追求!? (5/6)|4Kより安価で、4K画質に迫る! 最新テレビ&BDレコ

Deep ColorはHDMI 1.3から対応、PS3のシステムソフトウェア3.40から設定項目が表示される。
普通はRGB各色8bit出力で24bitのところ、Deep Colorに対応することで各色10bit以上の出力が可能になる。
Blu-ray映像などでマッハバンドの発生を抑えやすくなるので、対応ディスプレイを持っていて映像を楽しんでる人なら有効にしておくと良いのでは。

PS3のゲームでは殆ど関係ない項目だと思う。というのも
■ AMDの次世代アーキテクチャ「Polaris」、そしてグラフィックスビジネスにおける今後の製品戦略 | マイナビニュース

現行GPUの多くは、RGB各10bit出力などをサポートしているが、WindowsやMacOSといったOS側がRGB各8bit出力にしか対応していない。Adobe Photoshopなど、一部のアプリケーションでHDR表示を可能とするプラグインが供給されるにとどまっているが、Meinerth氏は「ビデオコンテンツのHDR化が進めば、いずれOS側でも対応せざるをえなくなるはず」とし、2016年はゲームタイトルのHDR対応や、映像関連ソフトのHDR対応も進むとみている。



■ AMDがGPUの機能ロードマップを公開。2016年のRadeonはDisplayPort 1.3&HDMI 2.0aとHDR表示,そしてHDMI接続時のFreeSyncに対応する - 4Gamer.net

現在市場に流通しているディスプレイデバイスだと,RGB各8bitで約1677万色表示に対応するのが一般的だが,「Ultra HD Blu-ray」に対応するHDRディスプレイでは,輝度ダイナミックレンジの変換関数(※ガンマ関数のこと)に「ST.2084」,色域の表現には「ITU-R BT.2020」を採用し,RGB各10bitへ拡張することになる。AMD製GPUだと,プロフェッショナル向けのFireProがすでに10bitカラーに対応しているが,Radeon R9 300シリーズ以降のGPUでは,FirePro並みの仕様を獲得することになるわけだ。


2015年、2016年のハイエンドPCでこれなのでPS3ゲームに関しては気にしなくていいのでは。

■ 10ビット/8ビット表示はドコが違う!?:「FlexScan SX2462W」のDisplayPort入力で“約10億色リアル表示”を体感する (2/3) - ITmedia PC USER
PCに関してはこの辺りを。

参考リンク


■ データ圧縮|映像編集のソフトウェアEDIUS(エディウス)の総合サイト
■ YUVフォーマット及び YUVとRGBの変換
■ 第2回 DisplayPortからD-Subまで――液晶ディスプレイの「映像入力インタフェース」を網羅する | EIZO株式会社
■ HDMI - Wikipedia
■ YUV - Wikipedia
■ HDMI ‐ 通信用語の基礎知識
■ RGB、YUV ってなんぞ? | Micro J/kg・K
■ HDキャプチャ 考察
■ STAGE-03 サンプリングレート | ビギナーズゲート | dof
■ DVD周辺技術講座|一般社団法人日本映像ソフト協会

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