タイムベースコレクション（TBC）は、機械媒体へのアナログ記録における機械的な不安定性に起因するエラーを低減または除去する技術です。タイムベースコレクションがないと、ビデオテープレコーダー（VTR）やビデオカセットレコーダー（VCR）からの信号を、テレビスタジオやポストプロダクション施設に設置されているキャラクタージェネレーターやビデオカメラなど、より時間的に安定した他の機器とミキシングすることができません。

タイムベース補正は、ビデオテープから不規則な速度で出力されるビデオ信号をバッファリングし、一定の遅延後に一定の速度で出力することで、エラーを補正します。同期ジェネレーターは、システム内のすべての機器にタイミング基準を提供します。波形モニターを使用して遅延を調整することで、補正された信号をシステム内の他の機器のタイミングと一致させることができます。システム内のすべての機器の信号がビデオスイッチャーに同時に、かつ同じ速度で入力されるように調整すれば、信号をミックスすることができます。

外付けの TBC がよく使用されますが、ほとんどの放送品質のVCR には、シンプルなタイム ベース コレクターが組み込まれています。一部の高級家庭用アナログ ビデオ レコーダーやカムコーダーにも TBC 回路が含まれており、通常は必要に応じてオフにすることができます。

背景

1956年という昔から、業務用リール式オーディオテープレコーダーは機械的に安定しており、タイムベース補正なしでもピッチ歪みを可聴レベル以下に抑えることができました。しかし、ビデオ録画の高感度化により、最高の機械的ソリューションを用いてもビデオ信号に歪みが生じ、他の機器との同期が困難になりました。[1]ビデオ信号は、画像情報だけでなく、同期信号と副搬送波信号で構成されています。同期信号は、モニター上で画像を正方形にフレーミングし、複数のビデオ信号を組み合わせたり切り替えたりすることを可能にします。副搬送波は、色を正確に再現する役割を果たします。[a]

方法

時間ベース補正の考え方には、補正者が目指す目標時間ベースが必ず存在するという暗黙の了解があります。一般的に使用される時間ベースは2つあります。

  • 最初の方法は、時間参照用の発振器を使用して、標準で指定されたレートでフレーム、フィールド、およびラインをスムーズかつ均一に出力することです。
  • この方法の代替案として、フレーム、フィールド、ラインを外部信号で同期させる方法があります。この手順はゲンロックと呼ばれます。[b]ゲンロックにより、ゲンロックに対応していないソースでも、プロダクションスイッチャーやA/Bロール編集機器で使用できるようになります。独立型の放送用タイムベースコレクターは通常、信号を外部同期リファレンスにゲンロックします。

一部のTBCには、酸化物欠陥によるビデオテープの欠陥を一時的に隠すドロップアウト補正（DOC）機能が搭載されていました。DOCロジックでは、ビデオテーププレーヤーとTBCの間に専用ケーブルが必要で、ビデオ画像の一部に不規則性が検出されました。そして、以前にキャプチャ・保存されたビデオラインが、欠陥のあるビデオラインの上に重ね合わされました。

タイムベースコレクターの変種はフレーム シンクロナイザは、同期信号で制御できないデバイスでも、時間ベース補正やシステムへのタイミング制御を可能にします。衛星、マイクロ波送信機、その他の放送信号、および民生用 VTR には同期信号を送信できません。シンクロナイザは、入力デジタル ビデオ[c]、そのビデオ信号に含まれる同期情報のタイミングを使用してフレーム バッファ メモリに書き込むことによってこれを実現します。フレーム シンクロナイザは、少なくとも 1 フレーム分のビデオを保存します。同時に、デジタル ビデオは、ゲンロックされ。バッファがいっぱいになったりいっぱいにならなくなったりした場合、フレーム シンクは、別の 1 フレーム分のビデオが受信されるまで、最後の正常なビデオ フレームを保持します。通常、視聴者にはこれがわかりません。

ソフトウェアタイムベース補正

ソフトウェア TBC の例 (Luma のみ) - 1989 年の VHS-SP PAL テープが 2023 年に VHS-Decode でデコードされました。

2010年代後半に開発された、最新の5番目にして最後のTBCはソフトウェア定義型です。PythonベースのプロジェクトLD-Decode [3]（およびその拡張版であるVHS-Decode [4]とCVBS-Decode [5]）は、このソフトウェアによるタイムベース補正方式を実装しています。これらのプログラムは、アナログメディア信号の生のPCM（またはFLAC圧縮）無線周波数キャプチャを取り込み、コンポジットビデオなどのベースバンド信号に直接適用するだけでなく、テープフォーマットの復調処理も適用してからソフトウェアで信号を補正します。このワークフローは、テープメディア保存の一般的な用途ではFM RFアーカイブと呼ばれています。[要出典]

デコードプログラムは、補正された信号を.tbcファイルと_chroma.tbcファイルに出力します。これらのファイルはそれぞれCVBSファイルセットとS-Videoファイルセットと呼ばれ、これらのファイルは輝度と色度を結合することも、分離することもできます。S-Videoファイル（2ファイル）は、 VHSやU-maticなどのカラーアンダーフォーマット用に実装されています。このフォーマットには、16ビット/サンプル[7]のロスレス4fsc [6]デジタルコピー信号が含まれています。これは、古いD-3デジタルビデオテープに似ています。他のツールがファイルを読み込んで処理するためのテクニカルストリームデータとして、 JSONファイルが含まれています。

LD-decode プロジェクトのツールである ld-analyse を使用すると、TBC ファイル[8]を使用してフレームごとの視覚的な分析、クローズド キャプション、VITC タイムコードの読み取りを行うことができます。TBC ファイルは、ld-chroma-decoder [9]を介してクロマを非圧縮 YUV [d]または RGB ビデオ ストリームにデコードされ、その後、FFmpegや tbc-video-export [10] (ld-* ツールと FFmpeg のラッパー) などのツールを使用して、通常はロスレス圧縮されたFFV1などのコーデックでMKVコンテナー形式のビデオ ファイル ストリームにエンコードされ、ノンリニア編集システムで使用できるようになります。プロジェクトで構築されたデコーダーは、完全な 4fsc 信号フレームまたはアクティブな画像領域のみを生成できるため、記録された元のハードウェアでの再生よりも優れた視覚領域の保持が可能になります。

TBC ファイル ストリームは、デジタル - アナログ コンバーターを介してアナログ TV システムに直接再生することもできます。

VHS SP テープからの 4fsc NTSC (910x525)。(vhs-decode 2024)

サンプリングNTSC：4fsc NTSC（14,318,181+9 ⁄ 11  Hz) [11]

  • データレート NTSC :
    • CVBS 1.7 GB/分 28.33 MB/秒 (226.5 mbps)
    • Y+C 3.4 GB/分 56.66 MB/秒 (453 mbps)
SVHS SP テープからの 4fsc PAL (1135x625)。(vhs デコード 2024)

サンプリングPAL：4fsc PAL（17,734,475 Hz）[11]

  • データレート PAL :
    • CVBS 2.1 GB/分 35 MB/秒 (280 mbps)
    • Y+C 4.2 GB/分 70 MB/秒 (560 mbps)

参照

注記

  1. ^ 特に、 NTSCの色情報は高周波色副搬送波の位相を基準にエンコードされるため、表示される色は時間基準の誤差に非常に敏感になります。
  2. ^ ランダムに変化するアナログ信号を処理するため、信号と共に安定したパイロットトーンが記録されます。再生時には、パイロットトーンはフィルタを用いて抽出され、パイロットトーンの周波数変動に基づいてエラー信号が生成され、タイムベース補正回路が駆動されます。その後、ノッチフィルタを用いて、復元された信号からパイロットトーンが除去されます。< [2]
  3. ^ アナログビデオはまずデジタル化する必要があります。
  4. ^ YUV は技術的にはYCbCrの誤った名称ですが、YUV4MPEG2 などを扱うコーデック開発者の間では慣例的に使用されています。

参考文献

  1. ^ 「TBCとGenlockの購入方法」1992年10月6日. 2021年3月5日閲覧。
  2. ^ J. Develet (2003年1月29日)、「パイロットトーンタイムベース補正の基本的な精度限界」、IEEE Transactions on Audio (3): 53– 55、doi :10.1109/TAU.1964.1161755
  3. ^ Page, Chad (2023-03-13), ld-decode , 2023-03-13取得
  4. ^ oyvindln (2023-03-01), VHS-Decode (VHS以上の機能を搭載!) , 2023-03-13閲覧
  5. ^ 「CVBSコンポジットデコード」GitHub 。 2023年3月13日閲覧。
  6. ^ 信号サンプリング
  7. ^ 「JSONメタデータ形式」。GitHub 。 2023年3月13日閲覧。
  8. ^ "ld analyse". GitHub . 2023年3月13日閲覧。
  9. ^ "ld chroma decoder". GitHub . 2024年12月4日閲覧。
  10. ^ Jitterbug (2024-10-30), JuniorIsAJitterbug/tbc-video-export , 2024-12-04閲覧
  11. ^ ab "Signal Sampling". GitHub . 2024年12月4日閲覧。

さらに読む

  • ビデオテープレコーダー用デジタル同期装置、Bucciarelli, FV; Proceedings of the IEEE、第61巻、第4号、1973年4月、ページ:506 - 507
  • Sony BVT-800 at the Wayback Machine (archived 2024-12-11)、プロ仕様タイムベースコレクター
  • FOR.A FA-410 at the Wayback Machine (archived 2024-12-11)、プロフェッショナルタイムベースコレクター