画像・映像・ビデオ


   映像信号の基礎知識
 人間の目、感覚
 ☆. 明るさ
   ・人間の目の網膜には、光の強弱・明暗を感じる桿体(かんたい)細胞が2次元的に敷き詰められている。この桿体細胞の光の強度に対する
    反応の程度により人間は光の明暗を認識します。
   ・桿体細胞は円筒の形状をしており、網膜に広く分布しています。
 ☆ 色
  ・人間の目の網膜には、光の色を感じる錐体(すいたい)細胞があります。この錐体細胞には3種類あり赤(Red:波長700nm)、緑(Green:
   波長546.1nm)、青(Blue:波長435.8nm)を中心に反応します。人間はこの3種類の細胞の反応度合により色を認識します。
  ・人間の目の分光感度は緑色中央付近が最大であることから、同じ放射輝度の光でも緑色を最も強く感じる。
  ・錐体細胞は円錐の形状をしており、網膜の視軸Φ1.5mmに集中しています。
  ・桿体細胞は暗い所で働きます。 暗い所では錐体細胞は働かないので色の判別が難しい。
  ・光のスペクトルは連続である。人間はこの3種類の錐体細胞の反応割合ですべての色(スペクトル)を識別する。
  ・人間の目は赤緑青(RGB)3原色の配合による混合光線による色と本物の波長の光の色とが区別できません。
                                                        (→ カラーテレビの3原色の原理に応用)
  ・鳥は錐体細胞が4種類(RGB+紫)です。
  ・可視光は概略380nm〜780nmです。
  ・白色光とは、広い範囲の波長の光をバランスよく含んだ光のことです。太陽光は白色光です。
  ・赤い物体に太陽の白色光があたり赤く見えるのは、赤い物体は620〜800nm(赤色光)の波長に対する反射率が高く380〜620nm
   間の波長の光は吸収してしまう為です。
 ☆ 反応速度
  ・人間の目はあまりはやい映像・動画に反応できません。
  ・映画の毎秒あたりのコマ(静止画)数(フレームレート)は、万人が静止画の変化を感じないことから24fps(フレーム/sec)がきめられました。
  ・NTSCのフレームレートは30fps(正確には白黒テレビ:30fps、カラーテレビ:29.97fps)、PAL、SECAMは25fpsである。

■ 映像・画像関連光学
 ☆ 単位
  ・ カンデラは 国際単位系SIの7つ(下記)の基本単位の一つである。   

No 対象量 名称 記号 定義
@ 時間 sec セシウム133の遷移放射周期を基準にきめらている。
A 長さ メートル m 光が真空中を1秒間に進む距離を基準に決められている。
B 質量 キログラム Kg 寸法、割合が規定されているプラチナ・イリジウム合金の国際原器による
C 電流 アンペア A 間隔1mの2本の電線が2×(10のマイナス7乗)ニュートンで力を及ぼしあう電流
D 温度 ケルビン K 水の3重点(固相、液相、気相の三相が共存する状態)の熱力学的温度を基準に決められている
E 物質量 モル mol 0.012kgの炭素12に含まれる原子と等しい数の構成要素を含む系の物質量
F 光度 カンデラ cd 放射強度1/683[W/ステラジアン]、周波数 540×(10の12乗)ヘルツ(波長555[nm])の単色放射光源の光度

   ・光学系単位

測光量 SI単位 記号 備考
光度エネルギー ルーメン・秒 lm・s 人間が感じる光のエネルギー
光束 ルーメン lm ・放射量における放射束である。
lm: 全ての方向に対して1カンデラの光度を持つ標準の点光源が1ステラジアンの
立体角内に放出する光束
カンデラ・ステラジアン cd・ステラジアン
光度 カンデラ cd ・放射量における放射強度である
・光度(こうど)は、光源からある方向に放射された単位立体角当たりの光の明るさを
表す心理的な物理量である。単位立体角当たりの光束で表される
・光度には人間の視感度が加味されている。
・光度Ivは以下の式となる。

λ: 波長
Km: 最大視感度
Ie(λ): 分光放射強度
V(λ): 標準比視感度
 すなわち波長毎に人間が感ずる明るさを積分(合計)した明るさである。
・点光源の明るさをあらわす時に用いる。
輝度 カンデラ毎平方メートル cd/u ・単位面積あたりの光度
・面光源の明るさをあらわす時にもちいる。
・面発光体が単位面積当たりに発する光の量
照度 ルクス lx ・目で感じる単位面積あたりの明るさ
・単位面積あたりに照射された光束
・受光面の明るさをあらわす時に用いる。
・受光面への単位面積当たりに入光する光の量
ルーメン毎平方メートル lm/u
放射輝度 ワット/ステラジアン/平方メートル W/sr/u ・面発光体が単位面積当たりに発する放射束の量
放射照度 ワット/平方メートル W/u ・受光面への単位面積当たりに放射される放射束の量

    ★ 輝度は観測者の感受性を考慮しない明るさであり、照度は観測者の感受性を考慮した明るさである。輝度は物体を
      発光体(注)とみた場合の明るさであり、照度は受光体としてみた場合の明るさをあらわす単位と云うこともできる。
       (注)物体自体が光を発しない物体でも、反射光を発する場合は発光体に含める


  ・ 光度の定義は 歴史的に下記の変遷を経てきている。
    (1)ろうそくの明るさ → (2)ペンタン灯(ガス灯) → (3)白金黒体炉の明るさ  → (4)周波数540×(10の12乗)Hz (555[nm])の光の明るさ
 

 ☆ レンズ
  ・ スネルの法則: 屈折率の違う境界面において成り立つ法則 n1×sinθ1 = n2×sinθ2
  ・ レンズの結像: 1/a + 1/b = 1/f   // f:焦点距離   a:被写体とレンズ間距離  b:被写体像とレンズ間距離
  ・ 1 [ディオプトリ] = 1 / 焦点距離[m]     // [Dptr] = [1/m]
    眼鏡のレンズ特性を表す場合などに用いられる 
  ・ 焦点深度: 焦点があっているとみなせる像側の範囲
  ・ 被写深度: 焦点があっているとみなせる被写体側の範囲
  ・ Fナンバー: F = D / f    // D:絞り径  f:焦点距離
  ・ 画角: 結像面の被写体像の角度
         2y = f × tan 2θ   //2θ:画角  2y:像のサイズ  f:焦点距離
  ・ 撮像範囲とレンズの焦点距離: f/a = H/W = V/L  //f:焦点距離 a:被写体までの距離
         H:イメージセンサの幅 W:被写体の幅 V:イメージセンサの幅 L:被写体の高さ、
         

■ 用語
  ・ モワレ、モアレ: 干渉縞のこと。  原語は仏語 被写体光の空間周波数がナイキスト周波数以上の場合に生じる。
               縞模様、市松模様などの繰り返し画像を撮影する場合、画素ピッチの1/2以下に複数の繰り返し画像
               (被写体)を写すと発生する。折り返しノイズに起因する。
  ・ スミア(Smear)現象: 周囲より極端に明るい被写体を撮影した際に白飛びする現象、CCDイメージセンサでおこりやすい
  ・ ハレーション: 映像や写真で強い光の当たった部分の周りが白くなってしまう現象
  ・ ガンマ補正: 映像信号の入力レベルに応じて、0%の黒から100%の白までリニアに明るさが変化するように行なう補正。CRTや
             液晶では、それぞれ最適なガンマ補正を行なって、初めて自然な明暗の推移が再現できる。 
  ・ ホワイトバランス: 光源の色温度によって被写体に対するRGB信号のバランスが異なります。白色の被写体を撮像した時、
                カメラシステムから得られるRGB信号がすべて等しくなるようにすることです。
  ・ ジッター: 時間軸のずれ、揺らぎのこと。またこれが原因の映像の乱れのこと
  ・ ビバイドカラー: RGBの原色 またはこれらを組み合わせてつくった色のこと
  ・ ベイヤー配列: イメージセンサのRGBカラーフィルタのRGBを市松模様にGを各列にRとBを一列毎にならべる配列のこと。発明者の
              Bryce E. Bayer(米コダック社)の名前に由来する。
  ・ ナイキスト周波数: 標本化定理(サンプリング定理、ナイキスト・シャノンの定理、シャノン・染谷の定理)における、原信号が再現可能な
              サンプリング周波数の1/2の周波数のこと。 ナイキストはハリー・ナイキスト(スウェーデン物理学者)の名前に由来する。
  ・ 空間周波数: 単位長に含まれる構造の繰り返しの数。 単位は[1/m] 視覚刺激などの縞模様が1mの幅に10本あれば空間
             周波数は10[1/m]となる。
  ・ NDフィルター: 減光(Neutral Density )フィルタ、 可視光線領域の分光透過率を均等に減少させるフィルターです。

■ CCD vs CMOS

項目 CCDイメージセンサ CMOSイメージセンサ 備考
英語 Charge Coupled Device Image Sensor Complementary Metal Oxide Semiconductor  
受光素子 フォトダイオード フォトダイオード  
電荷伝送方式 ・電子バケツリレー方式
・フォトダイオードの電荷を(垂直)伝送路で
 搬送したあとFDA(注)で増幅する。
(注)Floating Diffusion Amplifier
・電子固定式
・電荷を動かさずに受光素子毎に増幅して
 伝送する。
 
 
受光層の構造
受光効率
・フォトダイオード近傍にラインスイッチや
 アンプがある分、CMOSよりシンプルで
 受光効率がよい
・フォトダイオード近傍にラインスイッチや
 アンプがある分、CCDより複雑なため
 受光効率が悪い
近年裏面照射型CMOS
イメージセンサの量産
技術の進歩によりCMOSの
受光効率は大幅に向上して
いる。
製造プロセス ・フォトダイオードやCCD特有の構造
・CMOS製造プロセスとなる信号処理回路
 とのワンチップ化が難しい。
・CMOS 標準プロセスと同様
・イメージセンサからの信号処理回路を
 CMOSプロセスでワンチップ化できる
 
部分的データ読み出し 不可  
電源電圧 ・複数(3〜4)の電源が必要である。
・(例)+3V、+15V、-5.5V
・単電源でよい
・(例) +2.8V
 
消費電力 ・CMOSより大きい ・CCDより小さい
・CCDの1/3から1/10である。
 
感度 ◎量子効率、変換効率が良いため高い ○量子効率、増幅率は構造による  
画質
S/N比
◎ 単一アンプ出力のためノイズが少ない。
フォトダイオードのリーク電流のばらつき
が少ないため暗電圧ノイズが少ない。
○ 画素単位のアンプ、スイッチの特性
ばらつきによるノイズが多い。
フォトダイオードのリーク電流のばらつき
が多いため暗電圧ノイズが多い。
 
動画歪み ◎無 △有  
暗電流 ◎専用プロセスなので低い ○CMOS LSIプロセスによる  
スミア現象 ○原理的に発生 ◎無視できる 周囲より極端に明るい被写
体を撮影した際に白飛びする
現象
ダイナミック・レンジ ○良好 ○画素サイズしだい  
混色 ◎極めてすくない ○構造によっては発生  




■ イメージセンサ
  イメージセンサの呼びサイズ
   CCDイメージセンサの初期の用途がテレビカメラ用の撮像管を置き換えるものであったため、レンズなどの光学系を設計したり選択したり
   する際の便宜を考慮して対応する撮像管の管径(インチ単位)で呼ぶものです。サイズの縦横比は4:3が一般的です。
    一方、テレビとは違う業界規格による呼びサイズの呼称もある。

    呼びサイズ           イメージセンサ実寸      呼びサイズの長さ
  mm換算[mm]  
備考
mm mm 面積
平方mm
対角長さ
mm
縦横比
撮像管系 2/3インチ型 8.8 6.6 58.1 11 4:3 16.93(=25.4×2÷3)            
1/1.8インチ型 6.9 5.2 35.9 8.52 4:3 14.11(=25.4×1÷1.8)  
1/2インチ型 6.4 4.8 30.7 8.0 4:3 12.7(=25.4×1÷2)   
1/2.5インチ型 5.7 4.3 24.5 7.14 4:3 10.16(=25.4×1÷2.5)  
1/3インチ型 4.8 3.6 17.3 6 4:3 8.47(=25.4×1÷3)  
1/4インチ型 3.6 2.7 9.7 4.5 4:3 6.35(=25.4×1÷4)   
非撮像管系 ミディアムフォーマット 50.7 39 1799   4:3    
35mmフルサイズ 36 24 864   3:2   写真フィルムの35判のサイズ
APS-H 28.7 19 54.5   287:190   APSシステム
APS-C 23.4 16.7 391   7:5   APSシステム
フォーサーズ 18 13.5 243   4:3   フォーサーズシステム

  (注) 呼びサイズは上記以外に 1/2.3型、1/3.8型、等 多々あります。

 ☆ 色の識別
   ・イメージセンサのフォトダイオード(画素)は明るさは識別できるが色は識別できない。したがってフォトダイオード受光面の前に
    RGBのバンドパスフィルタ(カラーフィルタ)をもうけ、RGBそれぞれ専用の受光画素センサとしている。
   ・受光画素毎のマイクロレンズで集光された光がカラーフィルタを経てフォトダイオードの受光面に照射される。
   ・ほとんどのRGBカラーフィルタ・画素のRBG各素子は市松模様に配置される。すなわち受光感度の高いGは各列にRとBは一列ごとに
    配置される。この配列はベーヤー型配列と呼ばれています。
   ・ベイヤー型配列と云う呼び方は、発明者のBryce E. Bayer(米コダック社)の名前に由来するものです。   
   ・実際のRGB素子そのままの順番で出力するフォーマットをRAWフォーマットと呼ばれるが、通常ことフォーマットで出力するイメージ
    センサやカメラはほとんどないようです。尚、特殊用途としてRGB単位で配置されたイメージセンサも存在するようです。
   ・実際のイメージセンサ各素子の出力は、イメージセンサメーカで各素子ごとにメモリ(ラインメモリ)をもうけ周辺画素の値を参考に
    補完して対象の画素出力としています。 したがって、カラーイメージセンサにおいてもN個のフォトダイオード画素のイメージセンサの
    総画素数はN個です。



 ☆ 技術進歩 (例) 1/4型イメージセンサ
   ・2000年10月  富士通はモバイル機器向けの小型CMOSカラーイメージセンサー「MB86S01」を開発した、と発表した。業界で
              最薄の10ミリというレンズ一体型LCCパッケージを使いながら35万画素の高画質化も実現した。
   ・2004年02月  松下、1/4型200万画素MOSセンサーを開発 従来1/4型は35万画素であった。
   ・2006年12月  韓国Samsung Electronicsは,光学サイズが1/4型で300万画素のCMOS撮像素子を開発した
   ・2008年11月  ソニーは 1/4型有効515万画素のCMOSイメージセンサー“Exmor”『IMX045PQ』もラインナップに加えた。
   ・2009年11月  シャープは、携帯電話などのモバイル機器向けに、業界最小・最薄サイズ(容積0.36cc・厚さ5.0mm)を実現した
              光学サイズ1/4型 500万画素オートフォーカス(AF)機能付きのCMOSカメラモジュール<RJ64SC100>を開発、
              11月10日よりサンプル出荷を開始

 ☆ レンズマウント

名称 ネジ径 × ピッチ フランジバック 適用
Cマウント  M25.4 × 0.794mm 
( 1 - 32UNF)
(径1インチ × 32山/インチ)
17.526mm 大・中型カメラ
CSマウント 12.5mm    
M13×P1.0型マウント M13 × 1.0mm - ボードカメラ、棒状カメラ
M12×P0.5型マウント M12 × 0.5mm - 汎用ボードカメラ




  イメージセンサメーカ
    ソニー松下シャープ


■ テレビ゙
 ☆標準画質映像
  ・標準テレビジョン放送の映像。 一般にSD映像SD画質映像といわれています。。対比して使われる用語としてHD映像、HD画質
   映像があります。
    尚、標準テレビジョン放送( SDTV or SD : Standard DefinitionTelevision)は、「高精細度テレビジョン放送(HDTV or
   HD : High Definition Television
) 以外のもの」と電波法施行規則2条1項28の2号で定義されています。

■ アナログビデオ 信号

 ☆ アナログRGB信号
  ・撮像素子でR(Red:赤)、G(Green:緑)、B(Blue:青)に分解されて送られてくる映像信号
  ・信号自体に周波数特性をもっているのでベースバンド信号と呼ばれることもあります。  

 ☆ 輝度/色差コンポーネント信号(Y/色差コンポーネント信号、アナログYUV信号)
  ・NTSCテレビジョン方式での変換式(アナログRGB→アナログYUV)は以下(YUVフォーマット形式)です。
   <YUVフォーマット形式>
    Y(輝度) = 0.299R + 0.587G + 0.114B  …… @     //範囲: Y、R、G、B = 0〜1
    U(色差(R-Y)) = 0.701R - 0.587G - 0.114B …… A  //範囲: Cr = +0.701〜-0.701
    V(色差(B-Y)) = -0..299R - 0.587G + 0.886B …… B  //範囲: Cb = +0.866〜-0.866

  ・式 @のからわかること:
   輝度への影響度(貢献度)の赤:緑:青 = 29.9 : 58.9 : 11.4 である。
   人間の目は 赤29.9%、緑58..7%、青11.4%の混合色を白色(輝度=100%)と感ずる。 

  ・式 Aのからわかること:
   白色の場合(R = G = B = 1)
     U = 0.701×1 - 0.587×1 - 0.114×1 = 0
     V = -0.299×1 - 0.587×1 + 0.886×1 = 0
   黒色の場合(R = G = B = 0)
     U = 0.701×0 - 0.587×0 - 0.114×0 = 0
     V = -0.299×0 - 0.587×0 + 0.886×0 = 0
   赤色の場合(R = 1、G = 0、B = 0)
     U = 0.701×1 - 0.587×0 - 0.114×0 = 0.701
     V = -0.299×1 - 0.587×0 + 0.886×0 = -0.299

  ・正規化フォーマット
   YUVフォーマット形式においては、UとVがそれぞれ-0.701〜+0.701、-0.886〜+0.886と範囲が1を超えるので 式Aを0.5/0.701
   =0.713 で、式Bを0.5/0.8886=0.564 乗じた下記の関係式がデジタル正規化に適していることから用いらることがある。
   <YCrCbフォーマット形式>
    Y(輝度) = 0.299R + 0.587G + 0.114B
 …… (1)  //範囲: Y、R、G、B = 0〜1  //純色のレベル
    Cr(色差) = (0.701R - 0.587G - 0.114B)×0.713
           = 0.500R - 0.419G - 0.081B …… (2)    //範囲: Cr = -0.5〜+0.5
    Cb(色差) = (-0..299R - 0.587G + 0.886B)×0.564
           = -0.169R -0.331G +0.500B  …… (3)   //範囲: Cb = -0.5〜+0.5


  ・モノクロNTSC信号は輝度信号と同期信号から構成されています。カラーNTSC信号をモノクロ信号の上位互換信号にすべく考案
   された信号です。
  ・人間の目の感度が緑、赤、青と低下していることからCr、Cbの伝送帯域を個別に下げる操作も可能といった特徴がある。

 ☆ コンポジットビデオ 信号
  ・同期信号、輝度信号Y、色差信号Cr、Cbの各信号を1本の伝送線でおくる方法です
  ・NTSC信号、PSL信号、SECAM信号
  ・NTSCを採用している国 …… 米国、日本、韓国、台湾、フィリピン他
  ・NTSC(National Television System Committee)テレビ信号諸元

項目    カラーテレビ        白黒テレビ      デジタルテレビ    備考  
フレーム周波数 29.97Hz 30Hz 29.97Hz  
フィールド周波数
(垂直同期周波数)
59.94Hz 60Hz 59.94Hz  
水平同期信号周波数 15.734264kHzz 15.75Hz    
走査方式 インターレース方式  
走査線総本数 525本 1125本  
有効走査線本数 約485本 1080本  
水平解像度 約500TV本(最大) 350TV本     
垂直解像度 330TV本     
輝度信号帯域 6MHz -     
カラーサブキャリア信号 3.579545MHz -     
音声信号 ・ベースバンドでは映像信号と独立
・放送波では映像搬送波より4.5MHz高い周波数でのFM変調
    
アスペクト比 4:3 4:3      


  

 ☆ Y/C信号(S映像信号、Sビデオ 信号)
  ・輝度信号Y(含む同期信号)と色差信号Cr、Cbを分けて2本の伝送線で送る方法、但し 実際のS端子ケーブルは1本になっています。
  ・通称S端子(信号)とよばれている。 実際のS端子は、以下の4本の線からなる。
     輝度信号端子、輝度信号GND端子、色差信号端子、色差信号GND端子
  ・1987年ビクターがS−VHSと同時に発表した規格である。、


■ デジタルビデオ信号
 ☆ 規格BT601 BT656
  ・BT601、BT605は正式にはそれぞれ 国際電気通信連合ITU(International Telecommunication Union)の規格ITU-R BT.601(旧 CCIR601)
   及び ITU-R BT.656を省略したものです。
  ・BT.601は1982年にスタジオ用デジタル・テレビ・フォーマットとして制定された規格です。JPEG、MPEGなどの静止画/動画フォーマットが
   BT601のYUV形式を採用したことから標準のような形になっています。
  ・カメラ信号処理IC出力、CMOSイメージセンサ出力、ビデオ デコーダ出力等にBT601のYUV422は使われます。ただし、出力周波数、
   ブランキング期間、有効ライン数、インターレース・プログレッシブ等規格が順守されていない諸元も多い。
  ・BT601は映像信号そのものの規格で、BT656がコネクタ形状、ピンアサイン、電気信号レベル、タイミングなどを規定している。
  ・諸元例 

項目 数値 備考
出力フォーマット YUV422    
水平走査ライン数 525  
フィールド周波数  60f/sec   
走査方式 インターレース BT601の規格にはないがアグレッシブ
が採用されることも多い
サンプリング総画素数 Y 858  
Cr,Cb 429  
サンプリング有効画素数  Y 720  
Cr,Cb 360  
サンプリング周波数 Y 13.5MHz ピクセルレート
Cr,Cb 6.75MHz  
バスクロック周波数 27MHz BT656
ビデオ 信号量子化数(範囲) Y 220(16〜235)  
Cr,Cb 225(16〜240) 128±112
符号化方式 8ビット   
データ転送順序  YVYUYVYUYVYU…   輝度・V・輝度・U・輝度・V・輝度… 
データ/画素 4バイト/2画素 (Y1)(U1)(Y2)(V1)
Y1:画素1の輝度
U1:画素1の色差Cr
V1:画素1の色差Cb
Y2:画素2の輝度
YUV422の場合、画素2の色差信号は伝送されてこない
データの割合が 輝度:色差Cr:色差Cb = 4:2:2
であることからYUV422と呼ばれる
符号割り当て  同期信号  0x00、0xFF SAV、EAV
 映像信号  0x01〜0xFE    

 ☆データ転送フォーマット
 ・ コンポーネントデジタルビデオでのデジタルデータ転送フォーマットは、主としてYCbCrとRGBの2つです。 

 ☆ デジタルRGB信号
  ・BT.601でデジタルRGB信号は下記で規定されている。 尚、R,G,BはアナログのR、G、Bです。
   R(デジタル) = 219R + 16
   G(デジタル) = 219G + 16
   B(デジタル) = 219B + 16

 ☆ デジタルYUV信号(デジタルYCrCb信号)
     
  ・BT.601でデジタルYUV信号は下記に規定されている。 尚、Y、Cr、Cbは正規化されたアナログのY、Cr、Cbです。
   Y(デジタル) = 219Y + 16
   Cr(デジタル) = 160Cr + 128
   Cb(デジタル) = 160Cb + 128

  ・デジタルRGBからデジタルYUVへの変換式は下記に規定されている。
   Y(デジタル) = (77/256)R(デジタル) + (150/256)G(デジタル) + (29/256)B(デジタル)
   Cr(デジタル) = (131/256)R(デジタル) - (110/256)G(デジタル) - (21/256)B(デジタル) + 128
   Cb(デジタル) = -(44/256)R(デジタル) - (87/256)G(デジタル) + (131/256)B(デジタル) + 128 

 ☆ スキャンモードには インターレースモードと、プログレッシブモードがあります。 プログレッシブモードはインターレースモードの2倍の帯域が必要となります。

 ☆ ピクセルクロック(サンプルレート)は、垂直解像度、水平解像度、スキャンモード(インターレース、プログレッシブ)、フレームレー トという4つの要素で決まります。

 ☆ フレームレートには 一般的なレートとして30Hz、50Hz、60Hzなどがあります。480i/30Hz、720p/50Hz、1080p/60Hz、などが試験パターンとしてよく使われます。


 ■ 映像フォーマット


フォーマット 対応機器
UMD PSP「プレイステーション・ポータブル」
DVD 通常のDVDプレーヤー
HD DVD HD DVD対応プレーヤー
Blu-ray Disc Blu-ray Disc対応プレーヤー(PLAYSTATION 3を含む)


  液晶モジュール
 ☆ 液晶モジュールとマイコンのインターフェースとしては下表のようなものがあります。 尚、液晶とマイコン間の送受信は 8080pararell、6800pararellにかかわらずビックエンディアン(注1)での送受信
   となります。
     (注1) 32ビットデータ 0xABCDEF01の総進順序は @ 0xAB  A0xCD B0xEF C0x01 となります。

  名称
備考
@ 8bit - 8080 pararell interface <マイコンからの液晶へデータを出力するタイミング>
 二通りあります。
 @ WRを用いる場合
   CS = 0、WR = 0 の状態から、WRが立上りるタイミング(0 → 1)で液晶側はデータバスのデータを読み込む  
 A CSを用いる場合
   CS = 0、WR = 0 の状態から、CSが立上りるタイミング(0 → 1)で液晶側はデータバスのデータを読み込む 
  (注)連続してデータを出力する場合は、CS = 0(WR = 0)、NOP、CS = 0(WR = 0) のようなコードでワンショットパルスを出力する。

<マイコンが液晶のデータを読み込むタイミング>
 二通りあります。
 @ RDを用いる場合
   CS = 0、RD = 0 の状態から、RDが立上りるタイミング(0 → 1)でマイコンはデータバスのデータを読み込む  
 A CSを用いる場合
   CS = 0、RD = 0 の状態から、CSが立上りるタイミング(0 → 1)でマイコンはデータバスのデータを読み込む  
 (注)連続してデータを出力する場合は、(CS = 0)RD = 0、NOP、(CS = 1)RD = 0 のようなコードでワンショットパルスを出力する。
A 9bit - 8080 pararell interface
B 16bit - 8080 pararell interface
C 18bit - 8080pararell interface
D 8bit - 6800 pararel interface   
E 9bit - 6800 pararel interface   
F 16bit - 6800 pararell interface   
G 18bit - 6800 pararell interface   
H 3-wire SPI   
I 4-wire SPI   
J 18bit - RGB interface ( + 4wire - SPI)   



 ■ ハイビジョン(高精細度テレビジョン放送)

    ☆ ハイビジョン/フルハイビジョン
      ハイビジョン(NHKが商標権所有) …… 720p以上 通常1366x768が多い
      フルハイビジョン …… 1080i/p(1920x1080ピクセル)

    ☆ デジタル放送: フルHD画像の送受信イメージ
       1.TV局で1920×1080の信号を横方向に1440×1080へ圧縮(squeeze)
       2.1440×1080の信号に「16:9」の画角情報を付加して送信(オリジナル画像の画角情報を付加)
       3.TVが画角情報に従って16:9に引き伸ばし(受信側でモニターに合わせ引き延ばす)

    ☆日本のハイビジョン規格

  規格  画質関係  備考
地上デジタルテレビ放送   ISDB-T インターレース、最大1440×1080ドット、
転送レート最大17Mbps
(D3 1440×1080i)   
MXTV(092)や、放送大学(番組によって変わる)のように
解像度720x480 ビットレート5Mbps弱 などもあります。
BSデジタルテレビ放送  ISDB-S インターレース、 最大1920×1080ドット、
転送レート最大24Mbps
D3 1920×1080i) 
NHKーBSは半分ぐらいのコンテンツを1920×1080 で流しているが、 
BSの民放などは地デジと同じ1440×1080 で放映


    ☆世界のハイビジョン規格
      

   規格名  採用国名
 日本方式 ISDB   日本、フィリピン、南米諸国
 アメリカ方式  ASTC  アメリカ、カナダ、メキシコ、韓国
 ヨーロッパ方式  DVB  英、仏、独、露 アフリカ、アジア
 中国方式  DTMB  中国




    ☆ D端子映像信号規格
        現在は、著作権保護の観点から、D端子がないHDMI端子だけの映像機器の時代となってしまいが、映像信号規格として
       D端子映像信号規格は今でもよく使われています。HDMI端子でも同様の映像規格で伝送されています。

 映像規格   最大有効画素  走査方式   略式記号 アスペクト比   用途、使用例  備考
D1  720×480   インターレース   D1 720x480i  4:3  アナログ放送  
D端子(メス)外観
  
 16:9  DVDで映画など「16:9/LB」と記載されたもの
D2  720×480   プログレッシブ   D2 720x480p  4:3  DVDやアナログクリアビジョンTV
 16:9  DVDやアナログクリアビジョンTV
D3  1920×1080  インターレース    D3 1920x1080i  16:9   BSデジタル(一部)、Blu-RAY
 1440×1080   D3 1440x1080i  地上デジタル放送と殆どのHDカメラ
 4:3  HDカメラで設定可
D4  1280×720  プログレッシブ  D4 1280x720p  16:9  ゲーム機等
D5  1920×1080  プログレッシブ  D5 1920x1080p  19:9  PS3


     ☆ よく使われるハイビジョンビデオ カメラ録画(動画)フォーマット         

      動画フォーマット         特徴  備考   
MP4 iFrame AVCHD
(Advanced Video Codec
High Definition)
 PC系
汎用性大
 MAC系 ハイビジョン系
ソニーとパナソニックの商標
1080/60p  高画質、高レート、データ量大  1920x1080画素、60フレーム/sec、プログレッシブ
1080/60i  60p並みの滑らかな動き
30p並みのデータ量
 1920x1080画素、60フィールド/sec、30フレーム/sec、インターレース
720/30p 720pを満たしているので
「ハイビジョン」を名乗ることができる。
データ量小
 1280×720画素、30フレーム/sec、プログレッシブ