はじめに
このドキュメントでは、インターレース動画信号の一般的な仕組みと、Aximmetryにおけるその動作について説明します。
インターレース動画信号とは何ですか？
インターレース動画信号は、動画の元のフレームレートを維持しながら帯域幅を節約するため、または追加の帯域幅を消費せずにフレームレートを倍増させるために開発されました。これは、奇数フレームではフレーム全体の奇数行を、偶数フレームでは偶数行を送信することで実現されます。これらの「半フレーム」はフィールドと呼ばれます。これにより、同じ画像を表示するために必要な帯域幅が半分に削減されます。各フレームの水平線の半分のみを使用するためです。
残念ながら、インターレース動画には欠点もあります。主な欠点は、ブラシのような効果が生じることです。
インターレース動画信号の仕組みを説明するために、左右に往復する黒い長方形を使用します。
連続する2つのフィールド（これが1つのフルフレームを構成します）を取り出すと、次のように表示されます：
field 1: field 2:
ここで2つの点に注意してください：
- 各フィールドのラインが垂直方向にずれていること
- フィールド1はフィールド2よりもやや右側に位置しています。これは、フィールド1が既に更新されているのに対し、フィールド2はまだ更新されていないためです。
最終的に、フルフレームは次のように表示されます：
実際の動画では、このブラシのような効果は次の画像のように現れます：
この文書では、ハーフフレームとフィールドの表現は互換的に使用されています。
プログレッシブ動画信号とは何ですか？
技術が進歩するにつれ、帯域幅を節約する必要がなくなった段階で、インターレース動画信号はプログレッシブ動画信号に置き換えられました。代わりに、より優れた画像品質を実現できるようになったためです。これは、各リフレッシュサイクルでフルフレームを送信することで実現されます。これにより、インターレース信号で送信される「ハーフフレーム」に比べて、送信される有用な情報が2倍になります。この方式では、奇数行と偶数行がシフトせず、同時にリフレッシュされるため、よりクリアな画像が得られます。
Aximmetryをインターレースモードに設定する
インターレース動画出力を使用したい場合は、Aximmetryをインターレースモードに設定する必要があります。
これには2つの方法があります：
- レンダリング フレームレート をインターレースモードに設定する（設定 / レンダリング）
- 出力デバイスがインターレースモードの場合、出力デバイスに同期させる
Aximmetryでのインターレース信号の動作
Aximmetryはインターレースまたはプログレッシブレンダリングモードをサポートしています。Aximmetryがインターレースモードに設定されている場合、レンダリング自体はプログレッシブ方式のフルフレーム画像で実行されます。設定されたフルフレームレートで処理されます。例えば、50iでは1秒間に50フルフレームがレンダリングされ、50ハーフフレームや25フルフレームではありません。プログレッシブモードとの違いは、入力と出力の処理にあります。この一部は、奇数行と偶数行の処理を追跡するハーフフレーム処理プロセスが導入されます。
インターレース入力処理
Aximmetryでは、インターレース信号はフルフレームで処理されます。フルフレームは2つのハーフフレームから構成されるため、Aximmetryはインターレース信号の2つのリフレッシュサイクルを待つ必要があります。最初のリフレッシュサイクルで入力されたハーフフレームを保存し、2つ目のリフレッシュサイクルで2つ目のハーフフレームを受信すると、受信した2つのハーフフレームを1つのフルフレームに結合します。
プログレッシブ信号とインターレース信号の同時処理を容易にするため、Aximmetryでフルフレームが構築されると、この画像を奇数ラインと偶数ラインに分割し、それぞれをフルフレームにアップスケールします。これにより、信号のデインターレース処理が行われます。
以降の処理は、元の画像ではなくこれらの画像に対して行われます。
これにより、Aximmetryでフルフレームが収集されると、フレームレートの次の2つのリフレッシュサイクルで2つのハーフフレームを出力するための十分なデータが用意されます。したがって、次の2つのフレームでは、Aximmetryはこれらの2つのハーフフレームを出力用に処理し、その間、次の2つの入力ハーフフレームを収集します。
NOTE: インターレース入力信号の処理には、プログレッシブ信号と比較して小さな遅延（正確には半フレーム分）が発生します。これは、最初のフルフレームを構築する際に、最初のフレームのみを収集した段階で、フルフレームの処理を開始するための十分なデータが不足するためです。
インターレース出力処理
インターレース出力にビデオ信号が到達すると、Aximmetryはハーフフレームではなくフルフレームを出力します。これは、1つのフレームの奇数行と次のフレームの偶数行を組み合わせることで実現されます。これらの行はフルフレームに結合され、出力に送信されます。これはプログレッシブとインターレースの両方の信号に適用されます：インターレース入力は受信時にデインターレースされるため、出力でのプログレッシブとインターレースフレームの処理は同じ方法で行えます。構築されたフルフレームには、出力の2つのリフレッシュサイクル分のデータが十分にあります。
出力デバイスがこのフルフレームを受信すると、リフレッシュサイクルごとに奇数または偶数行のみを抽出してインターレース信号を構築します。これにより、すべてのハーフフレームが表示されます。
NOTE: インターレース入力信号を使用する場合、アップスケーリング時に生成された補間行は最終出力には含まれません。Aximmetryは、どのハーフフレームがどのリフレッシュサイクルに接続されているかを追跡しているためです。構築されたフルフレームには、アップスケーリングの影響を受けなかったラインのみが含まれ、品質の低下はありません。
例外：Aximmetryがプログレッシブモード時にインターレース入力を使用する場合
この場合、ハーフフレームの処理は行われず、すべてのフレームがフル画像を表示するために必要なすべての情報を、各リフレッシュサイクルで含んでいます。入力がフルフレームで読み込まれるため、これらのフレームにはインターレース信号の半フレームが両方含まれ、奇数番号と偶数番号のラインの表示タイミングに小さな差が生じ、上記で示したブラシのような効果が発生します。
したがって、インターレース入力を使用する場合は、Aximmetryのレンダリングをインターレースモードに設定してこれらのアーティファクトを回避することをおすすめします。
録画
Aximmetryがインターレースモードの場合、リアルタイムフレームレートを選択すると、ビデオレコーダーは自動的にインターレース録画に設定されます。ビデオレコーダーへの信号は、インターレース出力の場合と同様に送信されます：フルフレームはハーフフレームから構成され、これらのハーフフレームがビデオレコーダーに送信されます。その後、エンコード時にビデオコーデックはインターレースされたビデオ信号を考慮します。
すべてのビデオフォーマットがインターレース動画をサポートするわけではないため、アーティファクトを回避するには、インターレース動画をサポートするフォーマット（例：DNxHD）を選択することが重要です。
動画の再生速度の変更
動画の再生速度を変更した場合（遅くする、速くする、または一時停止する）、全体フレームの最初のフィールドが更新されたフレームのみが表示されます。
インターレース動画の変換
インターレース動画は、インターレース対応デバイスで再生されると、カメラ角度の変更など、トランジション時にアーティファクトが表示されます。
インターレース動画信号の特性上、これは避けられません。
インターレース動画信号を任意の時点でプログレッシブ信号に変換した場合、これらのアーティファクトの発生はフレームの奇数・偶数番号に依存します：
- 奇数フレームの変更：カメラ角度の変更など、奇数番号の半フレームで変更を加えると、ブラシ状のアーティファクトが発生します。
- 偶数フレームの変更：偶数フレームの半フレームで変更を加えても、目立つアーティファクトは発生しません。
これらのアーティファクトを軽減するため、Aximmetryを使用する際は偶数フレームでの変更を推奨します。
ただし、全体的な動画品質を向上させるため、可能な限りインターレース入力を使用しないことを推奨します。
