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パナソニック DMC-GH4 + BD Intensity Pro 4K で4Kキャプチャー その2

 
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投稿者 メッセージ
ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1304
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Sat Mar 12, 2016 12:17 pm    記事の件名: パナソニック DMC-GH4 + BD Intensity Pro 4K で4Kキャプチャー その2 引用付きで返信

パナソニック DMC-GH4 + BlackMagic Design Intensity Pro 4K で4K(3840 x 2160/30fps)キャプチャー(その2)

昨年はパナソニック DMC-GH4 + BlackMagic Design Intensity Pro 4K で「4K / 29.97 fps」のキャプチャーに挑戦しましたが,キャプチャーは出来たもののコマ落ち,不完全な動画等が出現して満足な結果は得られませんでした.

今回は新しい4Kキャプチャー用のPCを自作して再度挑戦する事にしました.新しい4K・PCの仕様は:

CPU : Intel core i7 6700K
マザーボード : ASUS Z170-A
メモリー : Crucial 16GB (8GB x 2), DDR4 2400 Type: BLS2K8G4D240FSA
ストレージ: OS : SSD Toshiba THNSNH256GCST 256GB
       Date : SSD Samsung 950 PRO M.2
グラフィックボード: ASUS GTX950-OC-2GD5  GeForce GTX950 を搭載.  *Displayport接続ならば不要です.
CPU Fan : CoolerMaster 風神スリム
OS : Windows10 64bit Windows7 からバージョンアップ

カメラ: Panasonic DMC-GH4 クリエィティブ動画モード,4K 29.97fps / HDMI 出力.4:2:2 10bit
キャプチャーボード : Blackmagic Design 社製 Intensity Pro 4K (ファン交換品) Blackmagic Desktop Vedeo 10.6.1

ディスプレイ : LG 27UD68-W 出力:HDMI2.0 x 2, DisplayPort1.2 x 1.現在は DisplayPort 3840 x 2160p 60Hz で接続
HDMI Cable : ONKYO Monster MC BPL UHD 10m MC BPL UHD-35FT

 CPU はインテルの Skylake と呼ばれる昨年8月発売の Core i7 6700K.4.0GHz
マザーボードはソケットタイプ LGA1151の ASUS Z170-A.映像出力は Displayport,HDMI ,DVI-D があり,グラフィックボードなしでも4Kの出力が可能です(Displayport では 4K 60Hz ですが,HDMI では 4K 24Hz).
ストレージ接続用に SATA 6.0G 6スロットと M.2 用ソケット1本を装備しています(M.2 ソケット使用時は SATA6.0G は4本).

OS (Windows10) には SSD 256GBを,キャプチャーデータ保存用には今回の目玉,Samsung SSD「950 PRO M.2 MZ-V5P256B/IT」を付けました.
Samsung 950 Pro はマザーボード上の M.2 ソケットに装着するタイプのSSD(PCI Express Gen3 x4 接続)で,今年1月に一時的に円高になった時に Amazon USA で送料込みで4万円以下で買ったものです.
速度は期待通りの劇速で,SSD x 2台の RAID 0 をはるかに凌ぐ書き込み速度を記録しています.写真参照. これならば面倒な SSD 2台による RAID 0 を組まなくても1台で4K/29.97fps のキャプチャーに使用可能です.

 今回最も頭を悩ませたのがカメラとPCとつなぐ HDMI ケーブルでした.当方では屋根の上にカメラがあるので,カメラーPCの接続には約10m長のケーブルが必要です.
FHD(1920 x 1080p/59.94fps)では全く問題が起きなかった一般的な HDMI 10m ケーブルも4K/29.97fps では非常に不安定.カメラからの入力に対し Blackmagic Desktop Video10.6.1 の表示では全く認識しなかったり( - と表示される),NTSC や
PAL 等がランダムに表示されたりでうまくハンドシェイクしてくれません.こういう状態では UFO CaptureHD2 では全く画像が写りません.また「2160p 29.97」 と表示され,一見大丈夫に見えた状況でも動画が不完全な事もしばしば発生しました.
そんな訳でいろいろな 10m HDMIケーブルを購入して試した結果,唯一使用可能だったのは「ONKYO Monster MC BPL UHD 35ft/10.5m」というHMDI ケーブルで,伝達速度は 27Gbps で市販品では最速との事.かなり太めのケーブルですが,
意外と軟らかくて取り回しは悪くありません.
http://www.jp.onkyo.com/audiovisual/monster/mcbpl/index.htm
昨年の4Kキャプチャーでは不完全な動画が沢山出来ましたが,今回の結果から推測するとその原因は「カメラ/PC間の HMDIケーブルの不適合によるトラブル」だったかも? 適切なケーブルの選択でこの問題は解決出来そうです.
 因みに,ケーブル長5m程度では「ハイスピード仕様.イーサーネット対応,4K対応」と表示してある市販の比較的安価(5千円以下)なHDMIケーブルでも大丈夫でした(あくまで DMC-GH4 の場合は...です).また,端子保護の目的で Micro-HDMI / HDMI の
変換ケーブル(15cm)をカメラに付けて,そこから 10mケーブルを繋いでいます.

 ディスプレイは LG製 27UD68-W.27インチの4K(3840 x 2160p)モニターを購入しました.パネルは AH-IPS.HDMI2.0 x 2系列,DisplayPort1.2 x 1系列の入力端子を持っています,そのため HDMI接続,Displayport接続の両方で 3840 x 2160p,
垂直周波数 60Hz での滑らかな表示が可能です.画質などの調整も多彩で,発色も良く,ジョイスティックによる操作も安心感があります.
しかし,このディスプレイの問題点はモニタースタンド.非常に貧弱なプラスティック製で狭い範囲でしか調整出来ません.当方では以前使っていたEIZOモニター付属のスタンドに付け替えました(VESA100 に対応).EIZOモニターのスタンドは一級品です.
また,このモニターでは「DisplayPort 問題」(モニターをOFF → 再開時に全部のウインドーが 680x480pのサイズになり,左上に集まってしまう問題)が発生しませんでした.夜間の無人運転時にはモニターを消したいのでこの点は好都合です.

かなり長くなりました.次回は怒濤の「4Kでのキャプチャー編」の予定ですが,お天気が....
ITO



950PRO_unit_720.jpg
 説明:
Samsung SSD「950 PRO」
従来の SATA ではなく,PCI Express Gen3 x4 で接続するので非常に高速です.M.2 スロットに直接差し込みます.
 ファイルサイズ:  100.98 KB
 閲覧数:  10471 回

950PRO_unit_720.jpg



SSDCompr_960.jpg
 説明:
SSD 速度比較 Crystal Disk Mark による測定
左から「Samsung 950 Pro」「Toshiba SSD 480GB x 2 units による RAID 0」「Toshiba SSD 256GB Single」です.
950 Pro はシーケンシャルライトは 1500 MB/s を超えて爆速です.
 ファイルサイズ:  134.43 KB
 閲覧数:  10471 回

SSDCompr_960.jpg



Samsung950PRO.jpg
 説明:
マザーボード上の 950 Pro
ボード上にある M.2スロットに装着した 950 Pro.取付けは簡単で,スロットに差し込んでネジで固定するだけです.
 ファイルサイズ:  133.69 KB
 閲覧数:  10472 回

Samsung950PRO.jpg



PC.jpg
 説明:
今回自作した4K用PCの内部
中央のPLIEx x16 スロットにはグラフィックボード ASUS GTX0950 と Blackmagic Intensity Pro 4K が刺さっています.
 ファイルサイズ:  138.92 KB
 閲覧数:  10471 回

PC.jpg



LG27UD68W_720.jpg
 説明:
4Kモニター LG 27UD68-W
スケーリング 100%(文字,アイコンなどの拡大なし).当たり前ですが総てが非常に小さく表示されます.
各種の調整はモニター底部にあるジョイスティックで行うのでストレスがありません.
 ファイルサイズ:  99.22 KB
 閲覧数:  10471 回

LG27UD68W_720.jpg



LG27UD68W002_720.jpg
 説明:
4Kモニターの裏側
LG 27UD68-W には HDMI2.0 x 2,Displayport1.2 x 1 の映像入力端子があります.電源はACアダプターから供給するタイプ.
オリジナルのモニタースタンドは高さやチルト角の調整が出来ないため,EIZO製の古いスタンドと交換してあります.
 ファイルサイズ:  67.08 KB
 閲覧数:  10471 回

LG27UD68W002_720.jpg


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ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1304
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Sun Mar 20, 2016 3:34 pm    記事の件名: 引用付きで返信

Panasonic DMC-GH4 による4Kキャプチャー(実技編)

ようやく星空が戻ってきて Panasonic DMC-GH4 + BMD製 Intensity Pro 4K による「4Kキャプチャー」をトライしています.
会社の事務所の引っ越しなどもあって(新しい事務所はお茶の水)冬季のスプライトシーズンは逃したっぽいですが,夜空を狙ってみました.

新しく作ったシステム(カメラ,ケーブル,PCなど)による「4Kキャプチャー」はいくつかの問題はあるものの動作は安定しています.
4K画像は非常に細密で,FHD(1920 x 1080p)よりもさらに一歩前進!という感動があります.鳥の飛翔や流星で確認しましたが,前回発生していた「コマ落ち」は発生していないようです.
今回新しく導入したCPU(i7 6700K)や高速SSD(M.2 タイプ)が期待通りの働きをしているという事でしょう.

しかしながら問題点も多々有り,現在判明している問題点としては:

ある長さ以上の動画が不完全なものとなる.
 流星や飛行機などの4Kでのキャプチャーは一見して問題なく出来ているように見えるのですが(ピークホールド画像は問題なく生成される),ある長さ以上の動画が不完全なものになります.動画の記録開始後50〜60フレーム付近(約2秒後)で急に映像が乱れ,
その後はスーパーインポーズ(画面下部に表示される時間やその他の情報)が消えて,画像の遅延などが発生するといった現象が発生します.短い流星などは全体のフレーム数が45〜50フレーム位なので動画は問題無く記録されますが,それ以上フレーム数が多い動画では必ずこの現象が発生しました.
 カメラの設定や UFO CaptureHD2の設定をいろいろ変えたところ,UFO CaptureHD2の「Slow Object Mask」機能を外した場合にのみどんなに長い動画でも問題なく記録される事が判りました.恐らく Slow Object Mask 機能はPCにかなりの負担を
掛けるため,動画の記録に問題が生じているのだと思います.では Slow Object Mask を外して観測すればいいのでは?という事になりますが,残念な事に Slow Object Mask 機能を外して観測すると,何故トリガーが掛かったのかが不明な長時間の動画が山ほど記録されてしまいました
(ある夜などは 512GB SSD が満杯で停止しました).Video Trigger の設定値を変更して回避出来るかどうか調べようと思います.
尚,昼間のキャプチャーでは同じように映像の乱れが発生しますが,発生するのが180〜300フレーム付近(6〜10秒後)となっています.

UFO CaptureHD2 (ver. 4.1.2.0)が停止する.
 設定を保存したりしてキャプチャーを再開すると(Detect ボタンを押すと)かなりの確率でエラーメッセージが出て UFO CaptureHD2 が停止します.
 エラーメッセージ: UM013 Unsufficient memory availabe for Shift Buffer (他のメッセージも出ますが,こいつが一番多い)
でも,UFO CaptureHD2 を終了させて,再度起動させれば問題なく動きます(保存も完了しています).PCの再起動までは必要ないのでそれ程大きな問題ではないと思います.

UFO Analyzer(ver. 2.4.0.2) で View画面が...
 4Kキャプチャーしたデータを UFO Analyzer2.4.0.2 で読み込むと通常はピークホールド画像が表示されますが,今回はそれとは異なった画像(マスクされた部分が写っている映像.写真参照)が表示されます.今朝気がつきました.当方の設定ミスかもしれませんが....

UFO CaptureHD2 で無駄なキャプチャーが多い
 これは問題点ではありませんが,4Kの場合(Slow Object Mask オンの場合),強風による枝や電線の揺れ,星の瞬き,飛行機のライト等によりやたらとトリガーがかかり,イベントが数多く記録されます.現在 UFO CaptureHD2 は FHD(1920 x 1080)の時と同じ Video Trigger の
設定値で走らせていますので,多分それが問題(?)なのでしょうか? 4Kキャプチャーに適した設定値を模索する必要があると思います.

まぁ,4Kキャプチャーも始まったばかり.SD(680 x 480p)から FHD(1920x1080p)への移行時にもいろいろあったし,新しい事には問題は付き物です.粘り強く行くつもりです.
ITO



.jpg
 説明:
4Kキャプチャーに使用しているカメラ
Panasonic DMC-GH4 + Nokton25mmF0.95
MicroHDMI / HDMI 変換ケーブルを介して 10m のHDMI ケーブル(Monster MC BPL UHD)を取り付けています.
 ファイルサイズ:  111.12 KB
 閲覧数:  10353 回

.jpg



Blackmagic.jpg
 説明:
4Kキャプチャー時の BMD Desktop Video の画像です.ver. 10.6.1
Video Input の項目に「2160p27.97 HDMI」と表示されています.
 ファイルサイズ:  56.27 KB
 閲覧数:  10353 回

Blackmagic.jpg



4K_FHD比較.jpg
 説明:
4KとFHDの比較
同じカメラでキャプチャーした新宿副都心のビル群.同じサイズの画像の場合,4K映像の解像度が良い事が判ります.
4Kは等倍で切り出し,FHD(1920 x 1080p)は比較のために切り出し後2倍に拡大してあります.
カメラ:Panasonic DMC-GH4 without LPF + Nokton25mmF0.95
 ファイルサイズ:  103.66 KB
 閲覧数:  10353 回

4K_FHD比較.jpg



M20160318_045720_TK2_H3P.jpg
 説明:
4Kでキャプチャーされた流星 2016.03.18 04:57:20
Original 3840 x 2160p → 960 x 540p に縮小してあります.
カメラ:Panasonic DMC-GH4 without LPF + Nokton25mmF0.95
 ファイルサイズ:  73.84 KB
 閲覧数:  10353 回

M20160318_045720_TK2_H3P.jpg



.jpg
 説明:
同じ流星の連続写真
コマ落ちは無いように見えます.
 ファイルサイズ:  88.12 KB
 閲覧数:  10353 回

.jpg



M20160318_045720_TK2_H3_.jpg
 説明:
UFO Analyzer の View画面で表示される画像
いつもとは違って,このようにマスクされた画像が表示されます.
 ファイルサイズ:  66.81 KB
 閲覧数:  10353 回

M20160318_045720_TK2_H3_.jpg


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登録日: 2004.08.07
記事: 12653
所在地: 139.67E 35.65N

記事日時: Mon Mar 21, 2016 8:13 am    記事の件名: 引用付きで返信

長年に渡り 前人未踏の先進的なトライをされてますね。いつもいろいろ楽しく読ませて頂いています
4Kは今の所 Sony ILCE-7S でやられている方ばかりで、DMC-GH4は初めてだと思います。
ITO wrote:
ある長さ以上の動画が不完全なものとなる
....
「Slow Object Mask」機能を外した場合にのみどんなに長い動画でも問題なく記録される

Slow Object Maskは非常に重いCPU負荷となることがあります。これは多数のオブジェクトをマスクしている場合で、
それは DetectLevがノイズレベルギリギリの時や、画面に明るいノイズが多数あるとき(カメラのISO感度が上げ過ぎでS/Nが悪くなっている時) などです。
参考までにウチのILCE-7Sで の設定例 とその時の4GcpuでのCPU負荷を載せておきます。
SDに比べて解像度が面積としては24倍なので、昔DetectSizeが2なら それを50にして良い筈ですが、ここでは 5 に設定しています。
このため、SDやHDの時に比べると検出感度が高く、より小さい変化やスローな人工衛星をよく拾います。

ITO wrote:
UM013 Unsufficient memory availabe for Shift Buffer

このエラーメッセージはウチでは見たことがありません。
Shoft Buffer は 画面サイズx3x (head + min + diff + 15) Byte程度だと思うので、4K 30fps で headが30なら 1.5GB の筈です。
それがとれないということは、メモリの開放がさていないかシステムで他に何かメモリを大量に消費するものがあるかということになります。
タスクマネージャからリソースメーターを起動して、メモリの消費量を見ると良いと思います。
何かメモリ使用量がどんどん増えていく使い方があるのかもしれません。

ITO wrote:
UFO Analyzer2.4.0.2 で読み込むと通常はピークホールド画像が表示されますが,今回はそれとは異なった画像(マスクされた部分が写っている映像.写真参照)が表示されます

UFOAnalyzerではピークホールドがないとM.bmp画像を表示することがありますが、ピークホールド画像は ディレクトリにありますよね?
...ちょっとこの現象は見たことがないので とあえずすぐには原因が想像できません。

ITO wrote:
UFO CaptureHD2 で無駄なキャプチャーが多い

画素数の増加に応じて設定値を増やさないといけない所もあります。全体として検出感度が上がり過ぎているではないでしょうか。



WS000005.jpg
 説明:
Tokyo8 U1 の設定例とCPU負荷
Windows10だと全スレッドほぼ均等に配分されています
 ファイルサイズ:  606.27 KB
 閲覧数:  10323 回

WS000005.jpg



WS000006.png
 説明:
メモリ消費量
 ファイルサイズ:  46.72 KB
 閲覧数:  10323 回

WS000006.png


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ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1304
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Thu Mar 31, 2016 9:46 pm    記事の件名: 4Kキャプチャー。ビデオコーデックによる違い 引用付きで返信

SonotaCo さん、アドバイスをありがとうございます。

Panasonic DMC-GH4 + BMD Intensity Pro 4K での「4Kキャプチャー」ですが、その後進展がありました。

1.Slow Object Mask の件
 あれから何晩か Slow Object Mask をオフにして動かしましたが、やはり飛行機、風による枝やカメラの揺らぎ、その他で不要なキャプチャーが山ほど記録され、Slow Ob. Mask OFF の実用化は無理と判断しました。

2.Video Codec の検討
 そんな訳で、Slow Object Mask をオンにした状況で「ビデオを 29.97fps で欠落がない、完全な動画を記録する」にはどうしたらいいか?という事で、UFO CaptureHD2 で使っているビデオ・コーデックを検討してみる事にしました。
 UFO CaptureHD2 では入力されたビデオ信号を「可逆圧縮」により容量を小さくして記録しています。そのままではビデオ信号があまりに巨大過ぎるためですが、圧縮の際に使用されるアルゴリズムはビデオ・コーデック(Video Codec)と呼ばれていて、いろいろな種類があります。
ネットで調べると「ビデオの可逆圧縮」で良く使われるのは Huffyuv, Ragarith Lossless, Ut Video Codec など。UFO CaptureHD2では Huffyuv が推奨されていますが、その他のコーデックについてもいろいろ試してみました。

 HuffyuvはPCに既にインストールされていますが、Ragarith Lossless と Ut Video Codec をネットのしかるべき場所からダウンロードして新たにPC(core i7 6700K)にインストールして、圧縮後のビデオ容量や、欠落の有無、CPU負荷、などを比べてみました。

各コーデックをマルチコア(8)に設定してキャプチャーした結果は:

                     圧縮後のビデオの容量        CPU使用%               記録されたビデオ
                          (MB/Sec)           waiting時       キャプチャー時     欠落あり?     フレーム数(fps)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Huffyuv                     平均 273             40 - 42%            59 - 61%                 欠落あり             29.97
Ragarith Lossless            平均 112              40 - 42%            66 - 68%                 欠落あり             29.97
Ut Video Codec    
 YUV 420 BT.601(?)            平均 201          40 - 42%             65 - 67%                 欠落なし             29.97
 YUV 422 BT.601(?)            平均 175          40 - 42%             70 - 72%                 欠落なし             29.97

  使用したコーデック:  Huffyuv : v2.1.1 Ragarith Lossless : ver. 1.3.2.7 Ut Video Codec Suite : ver. 15.5.0
  設定: Slow Object Mask - ON
  トリガーは手動(Recボタンを押す).各コーデックはすべて夜間に撮影し、各5本(長さ3秒〜20秒)をキャプチャーして平均をとりました. 
 (上の表が乱れるかもです. ダメなら後から画像で掲載します.)

 上の表のように Huffyuv は3点の中では圧縮率が最も小さく、そのため記録されたビデオの容量は大きくなっています。キャプチャー時のCPU使用%が最も低いため、PCの負担は小さいと思われます。しかし残念ながら記録されたビデオ(5本)はすべて不完全なビデオでした。
(これはいままでの結果と同じです)

Ragarith はCPUへの負担は大きく、相当な圧縮率でデータは最も小さくなりましたが(Huffyuvの半分以下)、それでも不完全なビデオが記録されてしまいました。どうやら圧縮後のビデオ信号の容量はビデオの欠落とは無関係?のようです。

 Ut Video Codec はフルインストールすると6種類のコーデックが使えるようになりますが、取り敢えず YUV 422 BT.701 と YUV 420 BT.601 の2つを使ってみました。両方とも Ut Video Codec は圧縮率、CPU使用率は他の2点の中間と言ったところで、ビデオ容量もほぼ真ん中。
そして驚いた事にキャプチャー結果は何と2つのコーデックとも「29.97fps の完全なビデオ(欠落なし)を記録可能」というものでした。
10秒以上の長いビデオでもコマ落ちもなく、完全なビデオで記録する事が出来ました。


 まだわずか数回の比較試験ですので結論めいた事は言えませんが、Ut Vedeo Codec を可逆圧縮に使用すれば、当方のPanasonic DMC-GH4 を使用したシステムでも安定した4K画像キャプチャーが可能となりました.しばらくはこの設定で観測を続けたいと思います.

 Ut Video Codec はインストールすると7種類の Ut Video Codec 門下のコーデックが使用可能になります。現在これらの7つのコーデックによる画像の違い等を調べていますので、何かわかりましたら続報で報告する予定です。お楽しみに・・・・

尚、UFO CaptureHD2 v4.12 のエラーですが、稼働時のメモリーの状況を調べてみました。その結果、SonotaCoさんの状況とはそれほど違わない事が判りました。
エラーは主にマスクエリアを保存して、観測を再開しようとして「Detect」を押した瞬間に発生します。
また、UFO Analyzer のエラー(View画像がおかしい)はソフトを再度インストールしたら直りました。
ITO



M20160331_035841_960.jpg
 説明:
Panasonic DMC-GH4(LPF filters なし)+Nokton25mmF0.95+BMD Intensity Pro 4K でキャプチャーした流星.
画像は4K(3840 x 2160pixels)から 960 x 540pixels に縮小してありますが、流星部分の画像は等倍です(4K画像そのままの大きさです).
 ファイルサイズ:  89.04 KB
 閲覧数:  10240 回

M20160331_035841_960.jpg



Memory00-01起動中.jpg
 説明:
UFO CaptureHD2 稼働時のメモリーの状況
 ファイルサイズ:  70.42 KB
 閲覧数:  10240 回

Memory00-01起動中.jpg



20130330_iMacFullScrean.jpg
 説明:
「iMac 27” 5K」 による4K画像.   
5K iMac では 5210 x 2880 pixels の画面サイズなので4K映像の編集も余裕です.
画面は PhotoShop で4K画像をそのまま開いているところです.
 ファイルサイズ:  67.13 KB
 閲覧数:  10240 回

20130330_iMacFullScrean.jpg



01.jpg
 説明:
記事中の表がメチャクチャになるので、画像としてアップします.
申し訳ありません.
 ファイルサイズ:  77.67 KB
 閲覧数:  10234 回

01.jpg


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前田



登録日: 2004.09.01
記事: 2754
所在地: Miyazai JAPAN (E131.4, N31.8)

記事日時: Sat Apr 02, 2016 11:41 am    記事の件名: 興味深いです 引用付きで返信

ITOさんへ
宮崎の前田です。ハードは違いますが、興味深く読みました。

私の所でも、4Kで時々不規則にフレームの欠落があるのですが、あきらめていました。
Huffyuvは、以前のパソコン(+OS)で上手くインストールできなかったので
使わずに、非圧縮でCUOCHDを使っています。(現在のパソコンではためしていません)
そこで質問ですが、圧縮しない場合をためされたことがあるかと、ファイルサイズを教えて頂けますか。

また、本題とは離れるのでが、ITOさんの多数のフレームから一部を切り出して1枚の画像に
してある画像が大変美しいのですが、何か特別のソフトを使われていますか。私は手動で行っているので、ばらばらで見栄えも悪いのです。
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ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1304
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Sat Apr 02, 2016 9:24 pm    記事の件名: 「非圧縮」での実験結果、その他 引用付きで返信

前田さん、レスをありがとうございます.

1. 「可逆圧縮なし(非圧縮)」の実験結果
4Kキャプチャーの「非圧縮(Umcompressed)」、どうなるか早速やってみました.

結果は:
                   平均容量           ビデオの欠落の有無   フレーム数/sec          コマ落ち
ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー ー
非圧縮          av. 488 MB/sec          欠落なし              29.97fps            コマの遅れなし
  
(参考)
Ut. Video 420     av 188 MB/sec           欠落なし              29.97fps            コマの遅れなし

「非圧縮」は UFO CaptureHD2 の CODEC の欄で「AVI(uncompressed)」を選びました.
5回キャプチャーした結果では「非圧縮」の平均容量は 488 MB/sec となり、続けて行った Ut Video Codec使用時の容量 188 MB/sec の 2.6倍というものでした.
さらに驚いたのは「非圧縮」でもビデオの欠落もなく、29.97fpsの速度できれいに録画されていた事です.これは記録したSSDが超高速の Samsung 950 Pro(シーケンシャル書き込み速度 1,500 MB/sec.)だった事も影響しているのかもしれませんが、
これよりも容量がはるかに小さい Huffyuv や ragarith で欠落が発生するのはこの問題には「カメラ信号とコーデックの相性問題」があるのかもしれません.

さらなる疑問は、フルカラー 4K 30fps 非圧縮の場合の伝送速度は計算上では 747 MB/sec. となりますが、今回の結果は「非圧縮 488 MB/sec. とそれよりかなり低い数値だった事.  もちろん計算上と実際には違いがあるのは当たり前ですが、
計算値を相当下回っていた事から、カメラ内部で圧縮が行われている、もしくは Intensity Pro 4K の内部で何らかの圧縮が行われているのかもしれませんね.

2.コーデックのインストール
Huffyuv は確かにインストールがうまく行ったかどうか良く判りませんよね(左上に一瞬メッセージが映るだけ).ファイル名や内容の書換も面倒.ファイルサイズなどを見ればインストールが成功したかどうかは判るのですが、なんかやっぱり不安です.
Ragarith Lossless や Ut Video Codec などはインストーラーが付いているので、その指示に従えば間違いなくインストール出来ます.
コーデックは変な悪戯をするものでもないし(多分)、いろいろ入れてみて試してみればいかがですか? 

3.合成画像の件
お褒めにあずかり光栄です.合成画面ですが、当方では次のようになっています.

1. 動画を Windows 上の「aviutl」(フリーウエア.4KもOK)で開き、欲しいフレームを一枚一枚静止画像として切り出す(bmp形式でNASに保管)
2. Mac 上の PhotoShop ですべてのフレーム画像を開く
3. どれか一枚のフレーム画像上で切り出したい範囲を指定し、その範囲を「選択範囲」 → 「範囲を保存」で保存する(名前は適当で可).
4. すべての合成したいフレーム画像上で、「選択範囲」 → 「選択範囲を読み込む」により保存した範囲を読み込み、カット&ペーストにより新しい画像上に順番に貼り付ける.  この場合、最初に範囲を指定した画像は開いていなければなりません.
    そうしないと「選択範囲」が読み込めなくなります.

作業4の一部を Photoshop のアクションを使って半自動化する事も可能ですが(以前はそうしてました)、当方は「作る楽しみ」を重視するので(ウソです)現在は一枚一枚手作業でやっています.  でも、だんだん画像が出来て、全体像が見えてくるのは楽しいものです.
同じ事は Windows 上のPhotoshopや簡易版の Photoshop Elements、その他のグラフィックソフトでも出来ると思います.
ITO

コーデックの話はまだまだ続きそう.お楽しみに...
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前田



登録日: 2004.09.01
記事: 2754
所在地: Miyazai JAPAN (E131.4, N31.8)

記事日時: Sun Apr 03, 2016 1:38 pm    記事の件名: ありがとうございます。 引用付きで返信

前田です。
ITOさん、詳しい報告ありがとうございます。
非圧縮のキャプチャはSonotaCoさんが、最初のころに書かれたように、要求された転送速度をクリアすると、そちらでも問題無いんですね。こちらでも、5回ぐらい、短いクリップは問題無く動いています。

今回の新しい表では、「ビデオの欠落」と、「コマ落ち」というのがありますが、
この違いは何ですか。前者は、ビデオ自体が再生できないという意味でしょうか。SSDの空き容量が少なくなると、時々そのようなファイルができていました。

コーデックの件
安定度重視でUFOCaptureを運用しているので、もう一台パソコンがあればいろいろためしてみたいのですが、いじっているうちに動かなくなったら怖いので、圧縮は使わずにいます。
もちろん、その根底にはそのあたりのパソコンの知識が無いことが一番大きいのですが。

以前から疑問に思っているのは、圧縮したファイルを別(他人)のパソコンに持って行った時に
そのファイルは再生できるのでしょうか。つまり、圧縮によって、汎用性が下がると言うことは
無いのでしょうか。

画像合成の件
「範囲を保存」で保存する と言うところが重要ですね。そのような機能があると知りませんでした。試してみたところ動作せず、調べて見ると私の持っているフォトショップLE5は、Win7に
には対応していませんでいた。まあ、デジカメに無料でついてきた古いソフトですから、仕方ありあません。別のソフトでおなじ機能を探して見ます。

切り取った後の貼り付けは、手動でやられていますか。グリッドに沿って貼り付けるを使ってセミオートで行っていますが、ITOさんのように隣との隙間をきれいに並べるのは至難の業です。
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ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1304
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Sun Apr 03, 2016 3:24 pm    記事の件名: 引用付きで返信

便宜上記録されたビデオ(avi)の不完全さを次の3つに分けました.現時点では「画質」については考えておりません.

 ・ビデオの欠落:          ビデオの途中からタイムコードが消え(また現れる事も..)、全体に不連続な映像となる.
 ・フレーム数/秒:       ビデオ自体は完全なのですが、フレーム間の秒数が長くなる.例: 正常 0.033 sec. → 不良 0.045 sec. 等.
 ・コマ落ち   :              ビデオは最後まで映っているが、途中のフレームが欠落する.

あくまで当方の「便宜上」なのでたいした意味はありません.

コーデックの件
 可逆圧縮された動画を再生するには圧縮されたファイルを「展開(デコード)」する必要があります.従って、他のPCで再生するならば、そのPCで使う再生ソフトに同じコーデックが入っている必要があると思います.avi 形式の動画の場合も同様ですが、Huffyuv, Ut Vedeo Codec等は有名なコーデックなので avi が再生可能なソフトには最初から入っているかも?

私見ですが、avi 形式は非圧縮系のフォーマットしていはすでに広く普及しており、いろいろなコーデックがあって必要に応じて容量を減らす事が出来ます.そのあたりの柔軟性を買われてUFO Captureの記録用ファイル形式として使用されていると思います.
しかし容量の巨大さやコーデックの複雑さ?などから avi 動画をそのままPCで再生(鑑賞)したり、ネットに流す(ストリーミング)事には全くの不向きで(汎用性なし!)、その場合は他の形式へ変換するのが一般的でしょう.
このあたりはSonotaCoさんがとってもお詳しい筈です(キッパリ!)

合成画像の件、頑張って下さい.
尚、隣の画像との境界線ですが、「画像を貼り付けた後に白い線を引く」事がお勧めです.これならば全体をきれいに引き締められます.

ITO

PS. 本日は多摩川へ釣りに行く予定だったのですが(マルタウグイが遡上している!)、朝起きたら雨.... 今週のどこかで会社をサボって行く予定です. いよいよ釣りのシーズン開幕です.
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ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1304
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Sun Apr 10, 2016 1:43 pm    記事の件名: ビデオ・コーデック「Ut Video Codec」の話 引用付きで返信

ビデオ・コーデックの話

1. Ut Video Codec
今回は4K用PCにコーデック選抜試験(?)で結果の良かった「Ut Video Codec」に含まれる7つのコーデックについて比較試験をやってみました。

「Ut Video Codec」は国産のコーデックで、可逆圧縮業界ではかなり有名との事。作者のHPからダウンロードして、簡単にインストール出来ます。インストーラーが付属しているので不安がありません。最新のバージョンは 15.5.0.
このコーデック・スイーツをインストールすると次の7つのコーデックが使用可能となります。

これらはマルチスレッド対応ですので、使用しているCPUに併せて最適化出来ます。
詳細は作者のHPで: http://umezawa.dyndns.info/wordpress/?cat=28

作者の解説によれば「Ut Video Codec」の7つのコーデックは:
 ・Ut Video YUV420 BT.601 VHC : 圧縮後の形式は YUV 4:2:0 となる。SDビデオ用コーデック
 ・Ut Video YUV420 BT.701 VHC :   〃     YUV 4:2:0  〃 。HDビデオ用  〃
 ・Ut Video YUV422 BT.601 VHC :   〃     YUV 4:2:2  〃 。SDビデオ用  〃
 ・Ut Video YUV422 BT.701 VHC :   〃     YUV 4:2:2  〃 。HDビデオ用  〃
 ・Ut Video PRO YUV4      : 不明
 ・Ut Video RGBA DM       : RGB+アルファチャンネル用コーデック
 ・Ut Video RGB DM       : RGB用コーデック

UFO CaptureHD2 でこれらのコーデックを使い夜空をキャプチャーしてみました。その結果が表ー1です。

Ut Video PRO YUV4 ではエラーになって動きませんでしが、それ以外の6つのコーデックでは何の問題もなく映像をキャプチャーする事が出来ました。

記録された avi動画の1秒あたりの平均容量は 

Ut Video YUV 420 166 MB/sec  <  YUV 422 185 MB/sec  <  RGB 284 MB/sec  <  RGBA 290 MB/sec  (表参照)

また、画質は静止画、動画を見比べてみましたが、差は見られませんでした(個人的な感想ですが...)。

そんな訳で「Ut Video Codec」の6つのコーデックを使う事で欠落のない、きれいな4Kキャプチャーが可能になりますが、その中でも YUV422 の2つのコーデックはビデオの容量もかなり小さくなるし、画質的にも問題なし。
当面は「UT Video Codec YUV422 BT.701」を使ってみようと思います。

2. GH4の出力する HDMI について
Panasonic DMC-GH4 の仕様書によれば GH4 がHDMI端子から出力する 4Kデータは「YUV 4:2:2」形式との事。
これは CMOS からのRGB信号をそのまま出力するのではなく、DMC-GH4内部で RGB から 「輝度はそのまま、色の解像度(色差)の横を 1/2 に間引いて」 YUV4:2:2 に変換して出力している事になります。
(ちなみに、間引く事なく RGB → YUV変換したものが YUV 4:4:4 。4:2:2 をさらに間引いたものが 4:2:0 です)

従って、YUV4:2:2 ビデオ信号の容量を計算すると:
 4:2:2  : 16 bit (2 byte) x 3840 x 2160 x 29.97 = 約 497 MB/sec
(参 考)
 4:4:4  : 24 bit (3 byte) x 3840 x 2160 x 29.97 = 約 746 MB/sec
 4:2:0  : 12 bit (1.5 byte) x 3840 x 2160 x 29.97 = 約 373 MB/sec

以前の測定では Panasonic DMC-GH4 の圧縮しない(no-compressed)ビデオのデータ容量は 488 MB/sec という結果でしたが、これは 4K YUV4:2:2 の計算値にかなり近い値だった訳です。
(でも、実際の映像信号にはビデオデータの他にもいろいろなものが付加されてるようだし、話はそんなに簡単ではないかもしれません)

 UFO CaptureHD2 が出力する 4K 29.97fps のデータ容量が 185 MB/sec であるならば、4K キャプチャー用PCの仕様が変わってくる可能性もありますね。今までは記録媒体には SSD 2台による RAID 0 が必須だったのですが、SSDの速度低下などを考えて実測値の2倍の余裕を見ても 370 MB/sec 以上の書き込み速度を持つ SSD であれば単体で 4K 29.97fps の動画が記録出来るかもしれませんね。これは市販の SSD でも十分達成可能な数字です。
ITO



Ut_7codec比較.jpg
 説明:
Ut Video Codec に含まれる7つのコーデックの圧縮率
動画の容量(MB/sec)は長さの異なる5本の動画をキャプチャー(手動トリガー)し、その平均値です。(容量、長さなどの情報は MediaInfo を使いました)                                                                       
Ut Video YUV420, YUV422 が圧縮率が高い(約 1/3 に圧縮している)事が判ります。
 ファイルサイズ:  67.64 KB
 閲覧数:  10032 回

Ut_7codec比較.jpg



UVC_UFO.jpg
 説明:
UFO CaptureHD2 にインストールされた「Ut Video Codec」
全部で7種類あります。
 ファイルサイズ:  98.25 KB
 閲覧数:  10032 回

UVC_UFO.jpg



M20160408_022922_TK2_H3P_960.jpg
 説明:
2016.04. 08 02:29:22 流星 ピークホールド画像
Panasonic DMC-GH4 (without LPF No.1) + Nokton25mmF0.95   Ut. Video Codec YUV422 を使用
 ファイルサイズ:  65.29 KB
 閲覧数:  10032 回

M20160408_022922_TK2_H3P_960.jpg



2016.jpg
 説明:
多摩川、会社サボって行ってきました。マルタウグイの産卵の真っ最中で、浅瀬では何千ものマルタウグイがバシャバシャしてました。
マルタウグイはこんな魚。かわいい顔をしています。
 ファイルサイズ:  210.86 KB
 閲覧数:  10032 回

2016.jpg



20160408_022922_960.wmv
 説明:
流星の動画を追加しました
960 x 540 pixels, 29.97fpst(1/4に縮小したものです)

ダウンロード
 ファイル名:  20160408_022922_960.wmv
 ファイルサイズ:  4.49 MB
 ダウンロード回数:  273 回

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藤原康徳



登録日: 2004.08.10
記事: 2684
所在地: 大阪市淀川区

記事日時: Sun Apr 10, 2016 8:20 pm    記事の件名: ビデオコーデック 引用付きで返信

藤原康徳です

ITOさんの先進的な取り組みには大変興味深く、また、いつも参考にさせていただいています。私のほうは、ビデオ信号とかコーデックについては勉強不足で
知らないことばかりなので、まったくトンチンカンな感想になっているかもしれません。4Kではありませんが、私のほうのFHDでも同じような連続途中コマ落ちが
あり、別のトピックスで話題にさせていただいた(コメントを頂いた)ので、たいへん興味をもっています。

今回のITOさんのトピックの最初のほうで、コマ落ち等が起こるのはSlow Object Mask の動作が原因で、SonotaCoさんからは、
DetectLevがノイズレベルギリギリの時や、画面に明るいノイズが多数あるとき(カメラのISO感度が上げ過ぎでS/Nが悪くなっている時)
にCPUに大きな負荷がかかっているのが原因ではないかというコメントがあったと思います。ITOさんところと私のところでは4KとFHD、また、PCの能力も
まったく異なるのですが、このSonotaCoさんのご指摘は、私のほうでキャプチャーした画像をみたときに流星+多くのノイズが検出されている
(したがってキャプチャー時間が長くなる)ことから、私のケースの場合は、原因の一つになっていると思っています。もっとも私の場合は、
SSDの書き込みのほうに主たる原因があるようですが。

このCPUに高負荷がかかっているということとITOさんの最近の書き込みに書かれているビデオコーデックとの関係がよくわかりません。私の怪しげな理解
では、コーデックはビデオファイルの容量を小さくするということかな、と思っているのすが、もしそうだとこれはSSDへの書き込み速度の話になるのかな、
という感覚です。ITOさんのSSDは新タイプでの(超)高速書込みなので、SSDへの書込み速度がどのように今回の件と関係しているのかが分かりません。

いずれにしましても4K観測については、実際に行っておられる方がたいへん少ないので、今後の安定稼働に向けての展開に期待しております。
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