ハイビジョンキャプチャ PV3

AVSDeliver (2008/7/9)
2台体制 (2008/7/7)
チャプターを入れる (2008/2/20)
H.264+AAC->mp4 (2007/12/15)
aviutl + x264 (2007/12/10)
赤外線リモコン(PV3.DAT) (2006/9/15)
Core2Duoキャプチャ (2006/9/11)
EarthSoft PV3 (2006/6/4)
EarthSoft PV3 アナログHDキャプチャ (2006/5/30)

・2006年5月30日

• アースソフト PV3 アナログハイビジョンキャプチャボード 
  　話題のハイビジョンキャプチャボード。いろいろあってアナログHDのキャプチャボードはほとんど発売されていないのだが、なぜか売られているボードである。ここでは周りの騒がしさを省いて私事だけを記す。
  
  　PV2が出ていたことを私は知らなかった。PV3が予告されたときに存在を知り、一般販売の3月を待っていた。しかしいつの間にか3月のある日の午前3時過ぎに売り出され、すぐに売り切れていた。
  　次の販売は4月下旬の２日間だった。このときは午前0時の販売が予告され、私も普通に待っていた。しかし２日間とも住所やらを入力している１分くらいの間にあっという間に売り切れ．．．
  　そして今回の5/28の21時。怪しい懸賞ソフトとともに待機し、在庫を確認するや注文し、あっという間に売買成立。無事に購入できたのだった。
  
  　で入手したのはいいのだが、今のところ使用する予定がまったくない。そもそもうちにはデジタルチューナーがない。対応CPUでもないし、HDDの空きもない。すぐにチューナーかTVかHDDレコかを買う予定もない。強いて言えばPS2+GT4にD端子ケーブルを買ってきて1080i出力するか、今のPCのビデオ出力をコンポーネント接続してHD出力できるくらいである。が、そんなことをしてもまったくうれしくない。そのうち（１年以内）にTVも含めてハイビジョン環境にすることは確実なので、いつかは日の目を見るはずである。
  　私の場合は既にボードを入手することが目的となっており、当分はPCIスロットを埋めるだけの存在になりそうである。
  
  　といいつつ、ARW15の評判がよく、新型ARW25の発売を控えてお安くなっていたのでついARW15を注文してしまった。1週間ほどで届くはず。
  

・2006年6月4日

• PV3
  　でこのチューナー(SHARP ARW15)を使ってPV3の動作確認をした。今のnForce4+Atlhon3200+2Gメモリでは、プレビューでは特に問題はない。1440x810でもちゃんと動く。CPU負荷は40%前後。モニターが1280x1024なのでそのサイズまでしか見られないが。しかしキャプチャを始めるとプレビューありだとすぐに止まる。最小化してもシーンによっては止まる。やはりCPUパワーが不足しているようである。HDDの空きもないし地上波で残そうという番組もないので、ちょっと解像度の低い（でも1280x720か1440x810相当はある=普通のHDTV位ある）ハイビジョンのテレビとしてのみ使われそうである。
  
  　更にテストパターンをDVDに焼いて再生させてPV3のキャリブレーションを行う。いきなり黒・白レベルがぴったりなのに驚く。色はPb+1,Pr-1だろうか。ほとんどずれていない。本当は放送局ごとにちゃんと合わせるべきなのだろう。実際BSデジタルとか取ってみると白レベルがあっさりオーバーしてるし。一応実験くんした結果をここに。
  
  　MTVX-SHFで録画したものが青画面になることがある．．．と思っていたら、どうもSHFで録画しているときにPV3を動かしていると部分的に青画面になってしまうことがあるもよう。音だけはちゃんと取れているのに。同時には使ってはいけないらしい。
  
  　PV3でプレビューを出しているときにも「電源の管理」の設定が有効で、モニタ電源が落ちる。プレビュー中は落ちないようにして欲しい。（FEATHERもMedia Playerもそう動作してくれる）Extoolにソースがあるから何とかなるか？
  
  　あとPV3を起動しているとPCの時計が多く狂う。数十秒単位で進む。この辺はAthlon64の限界かぁ？
  

・2006年9月11日

• PV3キャプチャ
  　一方PV3の方は、Core2Duoでまともに動画のキャプチャができるようになった。それも124MHz*9=1120MHz辺りでもなんとかキャプチャできるくらいになったようだ。Athlon64 2.0Gではほとんど不能だったのと比較して大きな進歩である。（Athlon64はサポート外なので仕方ない）まあ録ろうとしているのがレースなので、元々厳しいソースではある。
  

・2006年9月15日

• 赤外線リモコン
  　PV3で使うリモコン信号はPV3.DATに収まっている。そこでこのファイルフォーマットを調べてみると、0x400から0x800ごとに信号データが入っており、信号ON時間とOFF時間が交互に4バイトずつ入っていることがわかった。単位はおよそ1/16M秒くらいのようだ。
  
  　そこでまずはこのデータを解析する簡単なプログラムを作ってみた。REMDEC.ZIP。
  　パラメータにPV3.DATのファイル名を与えると、３パターンの方法によってデコードを試みて、結果を標準出力に出す。いいかげんな解析なのでそれ以上の解析は人力が必要となる。解析できるのは家電協(NEC)、三菱、SONYの３つのパターンである。
  　例えば次のようなものが出る。これはPS2のリセット/電源ボタンである。
  

                                                     SPACE1   MARK     ON       OFF     SEPARATE
  S : [ 1] : 1010 1000 1011 0101 1011 : 5 1 D A D : 00009EF4 0000268C 00005014 00002974 00035AAD
  
  
  　最初はこのようなテキストを用意すれば逆に信号パターンを作ってPV3.DATに仕立てるものを考えていたが、面倒になったので出来合いのプログラムを探すことにした。
  
  　見つけたのは「すんたら工房」の学習型リモコンの解析・加工ツール（WrsEditer）である。ここではリモコン信号をサウンドカード経由で.WAVファイルに録ったり、サウンドカード経由で送信したり、得た.WAVファイルを解析して整形や変更して.WAVに出力したりといったことを行っている。このツールを使ってPV3.DATをいじることを考える。
  
  　まず作ったのはPV3.DATを分解して.WAVファイルを作るコマンド。PV3WAV.ZIP
  パラメータにPV3.DATのファイル名を指定すると、17個の.WAVファイルを作成する。これをWrsEditerでロードすれば信号波形とかを拝める。
  
  　逆に17個の.WAVファイルからPV3.DATを生成するツールも作った。WAVPV3.ZIP
  出力ファイル名とWAVファイル名17個の18個のパラメータを与えると、PV3.DAT形式のファイルを作成する。
  
  　ここでWrsEditerの使い方を簡単にまとめておく。
  ・まずはEXCELでツール→アドインで分析ツール-VBAのチェックを入れる。場合によってはOfficeモジュールのインストールが必要となる。
  ・WrsEditer.xlsを開く。「〜またはライブラリがない」となったときには、マクロ設定をいじる必要がある。※
  ・Loadボタンを押して.WAVファイルを指定する。PV3.DATを分解してできた.WAVでいい。
  ・Sendを押してリピート数を入れ、Setupを押すと、WorkフォルダにTEST.WAVが作られる。
  ・Send有効な状態でLumpを押すと、カレントフォルダの.WAVを順に解析して結果をCode Listに出すと共に、Workフォルダに整形した.wavファイルを作っていく。
  ・新たに別の.WAVを読むときには一度Resetを押すとよい。
  
  ※VBEditorのツール→参照設定でOffice9.0Libraryとかをオンにしたり、参照不可のものをオフにしたり。WrsEditerの掲示板も参照。
  
  　とここまで作ってから気づいたが、WrsEditerには信号を整形する機能はあっても、データパターンから信号を生成する機能はないのであった。
  

・2007年12月10日

• aviutl + x264
  　h.264+aacのmp4をaviutlで作る。
  　aviutl, pv3aac2wav, ext_bs, faad, x264gui.auo, NeroDigitalAudioを入手し、適切にインストールする。
  　（それぞれ編集、pv3のaacをwavにするプラグイン、aac切り出し、aacをwavに、h.264エンコードプラグイン、aacエンコードに使う）
  
  1.dvソースを読む。
  2.プラグイン出力→pv3 AAC2WAV出力
  　チャンネル数を選択して名前をつけて保存
  　→.wavができる
  3.音声読み込みで.wavを読む
  4.適当に編集
  5.プラグイン出力→拡張x.264出力(GUI)
  　ビデオ圧縮で適当に設定し、保存
  　→.mp4完成。
  
  　既に作成方法が確立しているので簡単である。aac→pcm→aacにしている辺りは気になる。
  
  5.での設定（私の場合）
  　シングルパス 品質基準26、QB AAC 300〜kbps
  　SAR（下の表）、スレッド数=0、インタレース保持
  　※他の値は意味がわかっていません。スレッド数を指定していると調子悪かったので0で。
  　これで6Mbps〜7Mbpsくらいになる。そしてcrf 26だと暗所や細部で色がべったりとなっているのが散見され、ちょっとつらい。
  

  入力	リサイズ	表示アスペクト比	SAR
  1920x1080	そのまま	16:9	1/1
  1440x1080	そのまま	16:9	4/3
  1920x1080サイドカット	左右240カット	4:3	1/1
  1440x1080サイドカット	左右180カット	4:3	4/3
  1920x1080サイドカット	左右240カットを720x480	4:3	10/11
  1440x1080サイドカット	左右180カットを720x480	4:3	10/11
  704x480,720x480※	そのまま	16:9	40/33
  704x480,720x480※	そのまま	4:3	10/11
  720x480(3:2)	そのまま	16:9	32/27
  720x480(3:2)	そのまま	4:3	8/9

  　※無効領域あり
  
  　また色空間（ITU-R BT.601か709か）をどうすべきか不明である。PV3とIntensity(MJPEG)の出力はBT.601、Intensity(非圧縮、可逆圧縮)ではBT.709であるが、mp4でどうすべきかが不明。HDサイズではBT.709にするのが本当のようだが、PCでは（現状）サイズに関係なくBT.601としてRGB出力されるらしい。
  　あとうちのPC（E6600定格）でffdshowのデコードでは重くて止まりがち。止まると音が遅れるし。
  

・2007年12月15日

• x.264+AAC -> mp4
  　PV3でキャプチャした.dvをaviutlを使ってH.264+AAC（再変換なし）にする。
  
  　コマンド実行プラグインをaviutlディレクトリに追加。ext_bsとmp4boxも準備する。
  　プラグインディレクトリにあるcmdex.txtを編集し、次の行を追加。:の行も必要です。
  --------------------------------------------------------
  : .wavから.aacを切り出してmp4にmux
  C:\TEMP\ext_bs-103\ext_bs "%%0.wav" "%%0.aac"
  C:\TEMP\MP4Box-0.4.4\mp4box -add "%%0.mp4"#video -add "%%0.aac"#audio -new "%%0.mp4.mp4"
  --------------------------------------------------------
  
  1.dvソースを読む。
  2.適当に編集
  3.WAV出力
  　ファイル名はdvソース.wavとする
  4.プラグイン出力→拡張x.264出力(GUI)
  　ビデオ圧縮で適当に設定。
  　ファイル名をdvソース.mp4にして音声無しで保存
  5.コマンド実行で".wavから.aacを切り出してmp4にmux"を選択し、ファイル名をdvソース.mp4にして保存
  　→完成。
  
  3,4,5はバッチにすれば一気に作る事ができる。エンコードも含めて全部コマンド実行でやれよ、という感じだが。x264guiで作られたもののビデオ部分と元のままのaacをmuxさせている。
  
  現状のエンコードパラメータをCLIで書くと以下。
  --crf 26 --b-pyramid --bime --weightb --subme 6 --b-rdo --ref-mixed --interlaced --no-fast-pskip --no-dct-decimate
  

・2008年2月20日

• mp4にチャプターを入れる
  　前回(07/12/15)の続き。
  　ファイル名.txtのファイルを作り、開く。中身を次のようにしてチャプターを打つ場所を順に指定していく。時刻はaviutlのタイトルバーの表示を参考にする。ミリ秒にするために最後に0を追加しておく。
  
  00:05:19:010 チャプター1 
  00:13:51:960 チャプター2 
  00:17:04:120 チャプター3
  （時:分:秒.ミリ秒 チャプター名）
  
  　mp4box.exeのパラメータの最後に-chap ファイル名.txtを追加する。先のコマンド実行プラグインの例では、
  
  C:\TEMP\MP4Box-0.4.4\mp4box -add "%%0.mp4"#video -add "%%0.aac"#audio -new "%%0.mp4.mp4" -chap "%%0.txt"
  
  以上。
  
  　MPCならばPageUp/Downでジャンプ可能。また右クリック→操作→ジャンプでチャプタ名一覧も出る。
  

・2008年7月7日

• 2台体制
  　めでたく低消費電力の常時通電サーバと必要時のみオンの高クロックマシンとの2台体制にでき、運用を開始した。x64マシンのほうはたまにメモリ不足を訴えてくることがあるが、ページファイルが足りないのだろうか。512Mから768Mに増やしてみた。
  
  　一方でx264エンコードの効率化を考える。できれば高クロックマシンはx264エンコードのみに専念させ、他の前処理は別マシンに外出しにしたい。ということで大昔に作ったaviutl + avsdeliverを使ってみる。一方のマシンでaviutlにdvを読み込み、avsdeliverでLAN経由で出力、もう一方のマシンでavisynthのtcpdevliverでデータを受信してx264.exeでエンコードする。avsとx264バッチは以下のようになる。
  
  AVIUTL.AVS
  TCPSource ("server1",22050,"None")
  ConvertToYV12(interlaced=true)
  return last
  
  X264.BAT
  "C:\x264.714.release3\cli\VC8\x264.exe" --crf 25 --sar 4:3 --b-pyramid --bime --weightb --subme 6 --b-rdo --mixed-refs --interlaced --no-fast-pskip --no-dct-decimate -o "i:\ENC\output.mp4" --threads auto "aviutl.avs"
  pause
  
  　いろいろやってみたが、TCPSourceのオプションは圧縮なしが一番速い。速度は10fps前後でている。今まで1マシンでやっていたら6fps前後だったので、倍近くの速度となる。ネットワーク使用量も1440x1080iの非圧縮とはいえ、GbEの25%くらいでまだ余裕がある。エンコード側のマシン（E7200を3.5GHz動作）はCPU100%に張り付いているので、現環境ではこれが限界のようだ。サーバ側のマシン（E6600を2.4GHz）は40%台をうろついている。ちなみに転送に圧縮をかけると速度ががた落ちとなった。比較的軽いLZOでは少し落ちる程度だったが、GZIPとHuffmanは半分以下の速度に落ちていた。
  
  　これはPV3キャプチャデータをサーバ側に持っていったときの話。ネットワーク越しに参照していてはやっぱり遅い。PV3はエンコード側マシンに付けているので、いったんサーバ側に（数十ギガある）データをコピーしないといけない。これはたまらん、というわけでPV.EXEからサーバ側のネットワークドライブに直接キャプチャしてみる。帯域がどうとかいう問題が出る気もしたが、特に問題なくキャプチャできた。
  
  　速いとはいえ2台を管理して両方ちゃんと動かしていないといけないので、運用は大変である。また2時間もののエンコードにはやっぱり5時間くらいかかるわけで、結局2台とも動かしていては省電力とかいう初期の目的からは外れているような．．．
  

・2008年7月9日

• AVSDeliver 0.04
  　久しぶりに使ってみると、フレームキャッシュ使用時にはどうも調子が悪い。キャッシュの呼び方が悪いのだろうか。もう解析する力もないのでこっち側の小改良でごまかすことに。キャッシュの目的はフレームの転送＆相手側のエンコード処理時間にこっち側の次のフレームを読み出しておくこと。転送時間はソケットの処理でバッファされているものとしてsendの後に次のフレームを読んでおき、次の要求時にそのフレームだったときにはそのまま送信し、別のフレームだったときにはフレームを取り直すという簡単な仕掛けを追加してみた。よく考えると転送用の圧縮をこの隙間にやっていないのはおかしい、というわけで圧縮処理も追加。
  　しかし速度は上がったような変わらないような微妙な結果だった。1fps位は上がったのだろうか。まあエンコード側が最初からCPU100%で回っているので空き時間なんてほとんどなかったのだろうが。
  
  AVSDeliver(0.04)
  
  詳細はこの辺(1,2)を。
  しかし圧縮ありだとどうもおかしい。完了する前に勝手に終わっている。どうもクライアント側から切られているようだが、送ったデータがおかしいのだろうか。詳しくは解析できていない。
  

http://www10.plala.or.jp/p205tb16/pv3.html

坂井瑞穂