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エンコ入門 - 第1回 インターレースとフレームとフィールド

 12, 2013 18:45
「動画のエンコードはしたことあるけど、インターレースとかフレームレートとか良く分からない」
「何となく正しい映像は作れているけど、正直意味を理解していない」

こんな方、実は結構多いのではないでしょうか。
この記事では、図解を挟みながら少しずつ仕組みと対処法を紹介していきます。

皆さん 1 度はこんな映像を見たことがあると思います。

※画像1
i.png

この縞々と、動画の動きには密接な関係があるので、初めて学ぶ方向けに少しずつお話したいと思います。


動画というのはパラパラマンガと同じです。静止画を高速で連続表示して動いているように見せているだけです。
そして、そのコマのことを フレーム と呼び、1 秒間に表示されるフレーム数を フレームレート と言います。
フレームレートは FPSFrame Per Second ) という単位で記述するのが一般的です。


例外は存在しますが、大よそ下記のような映像作品が殆どです。
30 FPS …実写映像
24 FPS …アニメ映像 フィルム映画
60 FPS …一部ゲーム テロップクレジット


さて、 24 FPS のアニメ映像にフォーカスして話を進めていきます。
※画像1 のような映像になる理由は、制作のフレームレートと放送のフレームレートが違うことによって起きています。
日本の TV 放送は NTSC 方式 を採用しており、30 FPS の映像と決められているので
24 FPS のアニメ映像と矛盾が生じますね。
そこで必要になってくるのが テレシネ化 という処理です。

存在しないフレームを生み出すのは不可能なので、24 FPS を 30 FPS に変換するには
フレームを水増しする必要があります。


単純計算で 4 フレーム毎に 1 フレーム水増しすれば 30 FPS になりますが
このプロセスで※画像1 のようなフレームが発生します。


※画像2
001.jpg


横が時間軸で、左からこのようなフレームが順番に表示されるものとします。
1 枚絵の画像が連続している映像のことを、プログレッシブ と呼ぶので、今の段階では 24p と表記します。
まずはこれをインターレース変換すると…


※画像3
002.jpg

こうなります。
フレームをピクセル単位で、上から偶数行奇数行に分けて、交互に表示するようにします。
フレームを分離しただけなので、データ量が倍になった訳ではありません。
分離した状態のことを フィールド と呼んでいます。
この段階で、映像は 24i になりました。インターレースの i です。


1 番上の行から始まるフィールドを、トップフィールド と呼び
2 行目から始まる( 1 番下から始まる )フィールドを、ボトムフィールド と呼びます。
※画像3 は、トップフィールドから順に表示されるので、トップファースト の映像。逆になると ボトムファースト です。
そして、この順序のことは フィールドオーダー と呼びます。


さて、最終的には 1 フレーム水増ししなければならないので、2 フィールドをコピーしなければなりません。
今回は 2-3 プルダウン 方式 を例に挙げます。

※画像4
003.jpg


画像のように 2:2:2:2 フィールドだった映像を、2:3:2:3 フィールドにしました。
あとはこれをフレーム単位に戻すとどうなるでしょうか。


※画像5
004.jpg


3 と 4 フレーム目が、前後のフレームと混じった映像になりました。( 30p の映像 )
この一連のプロセスを テレシネ化 と呼び、この逆を辿ることを 逆テレシネ化 と呼びます。

※画像1 のフレームは、※画像5 の 3 または 4 フレーム目だったという訳ですね。
30 FPS の動画をコマ送りで見たとき、5 フレーム中 2 フレームに縞があった場合、元が 24p の映像であると判断できます。


逆テレシネ化 が上手く行かず、が綺麗に取れなかったり、カクカクした映像になる理由は
プルダウンのルールを見誤っているか、フィールドオーダーのミスが原因の殆どです。


今回はこの辺りで、続きはまた今度


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関連記事
エンコ入門 - 第2回 プルダウン
エンコ入門 - 第3回 DoubleWeave と SelectEvery で正しいフレームを取得


引用元:TVアニメ「さくら荘のペットな彼女」
© 鴨志田一/アスキー・メディアワークス/さくら荘製作委員会

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Tag:エンコード テレシネ プルダウン フィールド フレーム FPS

COMMENT - 1

Sun
2015.11.22
21:37

 #-

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初めまして
エンコ初心者だった頃にNTSC 方式は30fpsだと誤解し、実写映像をインターレース解除してしまい、動きがぎこちない動画を作ってしまいました。
過去の作品を見返すと辛いです。
実写映像の大半はテロップと同じ60fps(60i)ですよ。
ドラマ、バラエティやニュースも60fpsで、違うのは映画や一部の音楽PVくらいです。

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