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ハードウェアハック

レーザーディスクに記録されている信号をアナログデータとしてサンプリングし高品位にデジタル化する手法 60

ストーリー by hylom
今ではプレーヤーの確保も大変かもしれない 部門より

レーザーディスクに収録されたビデオを高品位にバックアップするため、収録されたアナログデータをそのままサンプリングしてソフトウェア的に処理するためのハードウェア「Domesday Duplicator」が開発されている。

これは、1980年代に英BBCなどが、英国の記録映像やさまざまなデータを収集してアーカイブ化した「BBC Domesday Project」のデータを現代でも利用できる形で復元するプロジェクト「Domesday86 Project」によって開発されたもの。BBC Domesday Projectでは記録媒体としてレーザーディスク(LD)を使用していたため、現在一般的に普及しているハードウェアでは利用ができなくなっている。そのため、LD内に収録されている映像をできるだけ劣化無しに読み出すためにDomesday Duplicatorが開発されたという。

LDはレーザーで盤面をスキャンしてデータを読み出す点はCDと同じだが、CDとは異なりデータはNTSCの映像信号を変調したアナログデータとして記録されている。LDプレーヤーは盤面から読み出したアナログ信号を変調して映像信号に変換して出力するが、処理の過程でノイズや信号の歪みが発生するという。そのためDomesday Duplicatorではディスクから読み出した信号を直接取り出せるようLDプレーヤーを改造し、記録されているアナログデータを毎秒3550万サンプルの頻度でサンプリングしてそのデータを処理することで高品位にLDに収録されている映像をデジタル化できるという。

なお、Domesday Duplicatorのハードウェア(回路や基板データ)およびソフトウェアはオープンソースで公開されている。

この議論は賞味期限が切れたので、アーカイブ化されています。 新たにコメントを付けることはできません。
  • by Anonymous Coward on 2019年05月29日 17時23分 (#3623544)

    VHS対応へと向けて開発中のforkもあるようです。

    Software defined VHS decoder - Fork (maybe temporary) of the ld-decode Laserdisc rf decoder
    https://github.com/oyvindln/ld-decode [github.com]

    詳細は下に。
    Wanted (someday): VHS RF captures #16
    https://github.com/happycube/ld-decode/issues/16 [github.com]

    • by Anonymous Coward

      ウラビデオの高画質リマスター版が出るという事でアツクなりそうです。
      ※どこが?

  • by Anonymous Coward on 2019年05月29日 20時47分 (#3623732)

    LDってデジタルじゃなかったの?
    アナログ???
    マジっすか?

    • by Anonymous Coward

      アナログ信号のパルス周波数変調なので、アナログで正解。

      • >アナログ信号のパルス周波数変調なので、アナログで正解。

        これはその通り。ただ後期には音声の方を帯域の違いを使ってディジタルで記録した盤も合ったかと。
        オフトピだけど、板の回転が等線速度だか等角速度だかで垂直同期信号の模様が違って面白かったです。つまりNTSCフォーマットが目に見えた。
        しかもどちらかで収録時間とか頭出しとかの速度が相当違っていた。

        --
        maruken
        親コメント
    • by Anonymous Coward

      そもそも「映像のデジタルフォーマット」って、90年代mpegくらいからだよ。
      それ以前は放送機器などのプロ向けでもどれだけあっただろう。

      • by Anonymous Coward on 2019年05月30日 0時21分 (#3623873)

        この時代にはコンピュータのファイルとして扱えるデータ量(1GB/分くらい)・伝送速度(143Mbpsくらい)ではなかったので「映像のデジタルフォーマット」の一般的なファイル版は無かったでしょうね。

        伝送とか記録の規格としての「映像のデジタルフォーマット」は非圧縮映像時代からあります。1970年台後半には映像信号をデジタル化する機器が登場していて、1980年代にそれらをデジタルのまま接続する必要がでてきます。ITUで1982年にできた規格がCCIR601(のちのITU-R BT.601 [wikipedia.org])で、この仕様で映像信号をサンプリングしてそのまま3/4インチカセットテープに非圧縮で記録できるようにしたものが1980年台後半にでてきたD1-VTRです。VTRであってコンピュータで扱えるファイルじゃないけどね。
        D1-VTRは高価なので、コンポジット信号のままサンプルしてやはり3/4インチカセットに非圧縮で記録するD2-VTRが登場し、放送局ではこちらのほうが普及しました。D2で伝送する伝送フォーマットも標準化されて局内伝送に用いられています。

        親コメント
  • by Anonymous Coward on 2019年05月29日 16時50分 (#3623520)

    視聴するには現像(という名のデータ変換)が要る
    デジカメで言うRAWデータですな。(違う?)
    Fs=35.55MHzか。
    量子化ビット数と記録メディアはなんだろうね。
    可逆圧縮してBluRay?

    • by Anonymous Coward on 2019年05月29日 17時08分 (#3623531)

      LDプレイヤー側の映像デコード回路は使わないからRAWでも合ってると思う
      ファミコンをRGB出力に改造するとか動画再生ソフトのビデオレンダラーを変えるみたいなものかな

      親コメント
    • by Anonymous Coward

      >LD作ったときのマスタは紛失したのか

      つかそのLDこそがマスタなんでしょ。
      記録メディアはHDDかSSDじゃないでしょうかね。
      コストや管理的だけでなく、利用の拡大も含めればそれが最適解とはおもう。
      ただ、利用頻度が低いアーカイブという扱いなららば磁気テープメディア(LTO)もかなり有力。

      • by Anonymous Coward

        LD製造の金型のことかと思ったけど、まあ、そんなものは残さないか。残っててもLDより長持ちするかどうかも怪しいのかな。金属の微細な凹凸と樹脂の類のどっちが経年劣化が早いんだろう?

        正確なところは知らないけど、CD-Rがまだ無かった時代だよね? てことは、CDと同じく、1枚作るだけでも、金型作ってスタンパで転写して作るんだよね? 保存用に1枚だけ、とか無闇にお金が掛かりそう…。

        • その昔 (90年前後)、業務で追記式の LD 使ったことがありますから、そのへんの機器を使用して作ってたんじゃないでしょうか。

          # 当時のパソコンのスペックでは画像をリアルタイムに加工・表示できなかったので、事前に LD に記録しておいてから表示させてたと言う……。

          親コメント
          • by Anonymous Coward

            LDからの再生で描写したゲーセン機とかもあったような希ガス
            VHDは接触式なんで避けられてた鴨

      • by Anonymous Coward

        時代的にマスターはD2あたりのテープとかでないかな。

    • by Anonymous Coward

      ソース見たら10bitでUSB3にてPCへ持っていくのですな
      信号再生の際の、
      >処理の過程でノイズや信号の歪みが発生
      これをディジタル処理(PC上のソフト)で代替できるというのが大きいですな
      もともアナログ回路でやっていたところですから
      でも、10bitでダイナミックレンジは十分なのだろうか?

    • by Anonymous Coward

      この当時のマスターなんて残ってる放送局なんて世界に殆ど無いだろ
      NHKすら磁気テープが高価だったので上書きして使っていて
      古い映像のマスター殆ど残ってないし
      最近古い映像のアーカイブ、ディスク化してるが
      殆どは視聴者や共演者等
      有志から借り受けたものを元にしてる
      NHKが保有していた映像は一部だけ

      まだ保存用にLD化してるのは良い方だぞ

      • by Anonymous Coward on 2019年05月29日 19時19分 (#3623638)

        > NHKすら磁気テープが高価だったので上書きして使っていて
        > 古い映像のマスター殆ど残ってないし

        それは2インチ4ヘッドVTR時代で国産テープも製品化されてなかった時代の話。
        レーザーディスクの普及期は1インチタイプC VTRやD2デジタルVTRが広く使われるようになっていた時代。
        テープもフジやソニーが国産化して価格が下がった。

        各社重要な素材は保存できるようになってますよ。そりゃ当時の判断で保存不要とされた映像はあったかもしれんけど、テープが足りないから上書きして使いまわすためではない。

        親コメント
  • by Anonymous Coward on 2019年05月29日 17時12分 (#3623533)

    こういうのこそ安く中華とかで組み立たないかなあ。
    #LDしか出てない作品は結構あるのにもうデッキがない

    • by Anonymous Coward

      愛が足りない!

      # 「愛」(≒お金や時間)をつぎ込んでも報われないけどね
      # orz ←

    • by Anonymous Coward

      最近の中華は高コスパでも廉価ではない

      • by Anonymous Coward

        >最近の中華は高コスパでも廉価ではない

        王将も高級食材使ったり、さりとて特段美味いわけでもないし、すっかり中途半端な店になったよね

    • by Anonymous Coward

      デッキなの?
      プレーヤじゃなく?

  • by Anonymous Coward on 2019年05月29日 17時17分 (#3623537)

    350Mbpsと言われると結構頑張っているなという感じがする
    カラーサブキャリアの10倍速
    NTSC信号を完全にデジタイズできるって言えば近未来感があるね

    • by annoymouse coward (11178) on 2019年05月29日 18時05分 (#3623576) 日記

      大雑把に言うと
      信号をN回サンプルできればノイズを1/Nにできるので
      単純なデジタル・アーカイブ化だけじゃなくて
      ノイズ削減効果も期待できますね

      それにしてもLDプレイヤーの改造方法というのが,ものすごく簡単でびっくりしました.
      要は,LD-V4300Dの内部基板にはRAW信号を出すコネクタが既に実装済み,そこから信号線を引っ張るだけで改造終わり.
      判っている人なら一瞬で終わる内容になっています.

      今どきの電化製品だと,高密度化,低コスト化が徹底していて,こんな簡単な方法で信号を引っ張りだすのはまず無理です.
      一方で,90年代の製品は自由度が高いです.基板コネクタには丁寧に信号線名のシルク印刷があり,解析は簡単.
      筐体の中はスカスカなので信号線を外に引き出すためのBNCコネクタを追加するのも容易です.

      信号処理も同じ側面があって,90年代当時のアナログ信号処理技術に対して
      今の21世紀のデジタル信号処理技術が劇的に進化しています.
      (CPUやDSPの処理速度向上は言うまでもありませんが,たとえばA/Dコンバータのような部品単位でみても
      この20年ぐらいで性能は**恐ろしく**向上しています)

      LD-V4300Dの開発者達がDomesday86 Projectを見たら,どう思うんでしょうね?
      BBCあたりで,LD-V4300Dを囲んで新旧の技術者が対面する番組とか作って欲しいなぁと思いました.

      親コメント
      • by Ying (4319) on 2019年05月29日 18時59分 (#3623621)

        毎秒3550万サンプルというと大層に聞こえますが、得られる映像は750(横) x 3(Y/Pr/Pb) x 525(走査線数) x 30p or 60i(フレームレート)程度ですよね。

        横方向はオーバーサンプリングと言えるかもしれませんが、カラーのNTSCだとこれで最低限なんじゃないでしょうか。

        親コメント
        • by Anonymous Coward

          サンプルする対象はNTSCビデオ信号(帯域4.5~6MHzくらいのベースバンド信号)を7.1MHz(確か)のキャリア周波数でダイレクトFM変調したものです。この信号を適切なレベルでスライスしてピットの長短に変換して記録しています。
          FM変調した信号がプレーヤーから取り出せるのであれば、これ(すなわち7MHz付近の広帯域FM波)を35.5MHzでサンプルしてデジタル化・記録するのでしょう。そして読みだしたデータをソフトウェアDSPでFM復調して得られたNTSCをRGBなりYCbCrなりに変換しているのだと思います。

        • by Anonymous Coward

          10bit、35MSpsというと、今時のADCとしてはそれほど高性能でもありません。
          個人が買える範囲でも、14bit、500MSps(しかも複数チャネル入り)のような一桁性能が上の物が手に入ります。

          そのような高速ADCで生データを直接PCにデータ取り込もうと思ったら、PCI-Express経由のボードが必要になるので避けたのかな?
          リンク先のシステム見ると間にFPGAが挟まってるので、FPGA側でデシメーションフィルタをかければ良いような気もするけど。

          • by Anonymous Coward

            単位時間あたりのデータ量で200倍以上じゃないですか。開発の難易度と費用も桁が違ってきます。
            所詮扱う信号はNTSCですし意味のないオーバースペックだと思いますよ。

          • by Anonymous Coward

            10bit、35MSpsというと、今時のADCとしてはそれほど高性能でもありません。
            個人が買える範囲でも、14bit、500MSps(しかも複数チャネル入り)のような一桁性能が上の物が手に入ります。

            そのような高速ADCで生データを直接PCにデータ取り込もうと思ったら、PCI-Express経由のボードが必要になるので避けたのかな?
            リンク先のシステム見ると間にFPGAが挟まってるので、FPGA側でデシメーションフィルタをかければ良いような気もするけど。

            FM変調されててピット自体はデジタルなら、ビット深度はぶっちゃけかなり低くても良いよね。
            ただまぁ、そこに含まれる情報でも精度を上げることはできるから、
            後段の処理が高度であれば捨てた情報はそのまんま精度の低下につながるか……

      • by Anonymous Coward

        >N回サンプルできればノイズを1/Nにできる
        1/√Nでは?

      • by Anonymous Coward

        それは製品の試験をするためのコネクタでしょう。
        回路の各段階でちゃんと動いているか検査するためのテストポイントと呼ばれる端子。

        昔のテレビには回路図みんなついていたし、パソコン用のディスプレイなんて売ってないか高くて素人には買えなかったので、
        TVのTP12(番号は適当)に信号入れればいい、なんて話は雑誌なんかによく出ていました。

      • by Anonymous Coward

        それにしてもLDプレイヤーの改造方法というのが,ものすごく簡単でびっくりしました.
        要は,LD-V4300Dの内部基板にはRAW信号を出すコネクタが既に実装済み,そこから信号線を引っ張るだけで改造終わり.
        判っている人なら一瞬で終わる内容になっています.

        ドルビーAC3デコーダを外付けする為の、RF信号出力端子の増設サービスを(パイオニアが)自社サービスでやってただけの事はありそう。

    • by Anonymous Coward on 2019年05月29日 19時51分 (#3623671)

      NTSC信号のデジタイズそのものは1980年代にすでに実現できていましたが、30cm四方くらいのプリント版に組んだ高速A/Dコンバータが必要でした。
      1990年台初めにはTRWの大型のLSI(MC68KのDIPパッケージよりでかかったかも)1個で14.4MHz 8bit でサンプルできたかな。
      これはレベルを256段階に変えた高速コンパレータを256個(ゼロはいらんから255個かも)実装して、ちょうど当たった1個の
      位置を8bitにエンコードする方式(TRWは「flash A/D」と呼んでいました)なので、当然規模も大きく、大消費電力で価格も
      高価でした。試作中うっかり負荷をかけすぎて壊した時のがっかり感といったらそれはもう...orz

      今ではアマチュアが普通に買えるくらいのパーツで実現できるのだから胸熱かも(まあ、今どきはHDTVだってA/D変換できるのですし)

      親コメント
      • by Anonymous Coward

        NTSCの「映像をデジタイズ」は確かにX1turboZぐらいからホビーでもできるけど、
        信号を「風味まで含めてデジタイズ」はこのタレコミくらいのサンプリングレートが
        ないと難しいですよね。

        • by Anonymous Coward

          > 信号を「風味まで含めてデジタイズ」はこのタレコミくらいのサンプリングレートがないと難しいですよね。

          4×fsc(14.318MHz)/8bitあれば放送局用として十分な画質が得られます。

    • by Anonymous Coward

      NTSC信号をPICマイコンでソフトウェア生成してゲーム画面を表示する、みたいな記事を
      昔どこかのハードウェア雑誌で見た時にも近未来感を感じました。

  • by Anonymous Coward on 2019年05月29日 18時53分 (#3623613)

    LDの一番の大敵は振動だったと思うけど、
    リアルタイムに表示する必要ないなら回転数を落としてサンプリングしてるのかなー。
    LD-X1とかHLD-X9みたいな高級民生機とか、業務用を改造して振動対策してるんだろか。

    うちのX9はベルト劣化のエラーが出るようになって使えなくなったなぁ・・。

    • by Anonymous Coward

      そりゃないでしょ
      既存のプレーヤーの回転機構には手を付けずに信号だけ外出ししてる筈

    • by Anonymous Coward

      自分も低速で直接光学的にデータ読みだすのを想像してましたが、機械部や信号読み出しは元の機種そのままで、単にNTFC変換の回路をバイパスしただけのようです。
      正直、「収録されたアナログデータをそのままサンプリングして」というのとは違う気がする。

      • Re:振動ノイズ (スコア:2, 参考になる)

        by Anonymous Coward on 2019年05月30日 0時58分 (#3623883)

        いえ、Domesday DuplicatorではNTSC/PAL信号処理部だけでなく、その手前の時間軸補正、映像/音声/データ信号分離、FM変調なども元の機種のものをバイパスしてソフトウェア側で実装しています。

        https://github.com/happycube/ld-decode/wiki [github.com]
        > The decoding process (like a real LaserDisc player) is a multi-stage process.
        > The raw RF must be demodulated (from the original FM signal) and filtered into video, audio and EFM data.
        > This data is then framed and passed through a digital time-base correction (TBC) process
        > which attempts to remove errors caused by the mechanical nature of a LaserDisc player during capture.

        Laserdisc decoding guide
        https://www.domesday86.com/?page_id=1379 [domesday86.com]

        親コメント
        • by Anonymous Coward

          ありがとうございます。
          回転数などメカニカルな動作はいじってないという理解でいいですかね。

  • by Anonymous Coward on 2019年05月29日 20時06分 (#3623691)

    デジタルデータ化は急務だ
    アクリル時代のLDなんかもう全部手遅れなんじゃなかろうか

    • by Anonymous Coward

      > アクリル時代のLD
      ん? 片面ディスクや小径ディスク以外、最後までアクリルだった気がするけど。

      もしかして、1980年代半ばあたりから1990年代初頭にかけて順次改良されたアルミの錆び防止の有無のことをいっているのかな。ディスクメーカーはこれで寿命は大幅に延びたといっているけど、ホントのところはどうなんだろう。

      • by Anonymous Coward

        えポリカになってないの?
        俺てっきり水分吸ってアルミダメになるからポリカにしたとばかり

  • by Anonymous Coward on 2019年05月29日 21時57分 (#3623798)
    リンク先、PALは5か所あるけどNTSCは出てこない。
  • by Anonymous Coward on 2019年05月30日 12時13分 (#3624121)

    ビューティフルドリーマーはDVDだと上下がカットされていて未だにLDが捨てられない とか、御先祖万々歳の川井さんのサントラのためにLD-BOX買った とか、銀英伝のLDボックスでボーナス飛んだ とか、昔話、しませんか?

    • by Anonymous Coward

      レーザーアクティブでタイムパイロットやりたかったなぁ

      #そっちは違う?

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犯人はmoriwaka -- Anonymous Coward

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