Category Archives: 技術ブログ

映像の鮮明さを左右するハイダイナミックレンジ（HDR）

「2010年、秋の夕暮れ時、我々一行はイスタンブールのブルーモスクに到着した。空が徐々に暗くなってゆく頃合い、濃い青の夜空の下で、街路灯に照らされた街並みは非常に美しいものだった。鳥の群れが建築物の中央にあるドームの上空で飛び回るその瞬間、私と友人はカメラを取り出し、その瞬間の美しさを写真に残そうとした。しかし、カメラの機能を調整したり、違う角度から撮影したりしても、捉えた画像は自然さに欠け、肉眼に映った画像をリアルに残すことができなかった。」   上述は、アリオンのシニアテクニカルマネージャーであるリックの旅行感想です。読者の皆様も同じような経験をしたことがあると思います。眼前の光景で感じた感動を写真に残すためには、撮影者本人の高い技術力はもちろん、カメラの性能、外部環境などの条件が整うことが要求されます。このほか、テレビに映る映像と現場で見る場面ではまた大きく異なります。テレビで輝度が低い映像を映し出すときは黒一面しか見えず、逆に太陽の光線が強い場合では白一面しか見えないことがあります。一体何が原因で、視覚効果の差異が発生するのでしょうか。   ハイダイナミックレンジ（High Dynamic Range：HDR) 撮影機材やディスプレイは時の流れによって技術的に洗練され、新しく変わっていきます。しかし、技術開発の制限はまだ存在しており、画面上で表示可能な動的コントラストは肉眼で捉えられる映像と比べると限られています。肉眼では光の位置、暗い場所を明確に判別でき、そして最も明るいところと最も暗い場所を対比して見ることができます。ダイナミックレンジとは、機器が識別可能な明暗比率の幅広さを表す数値のことです。太陽の光があたる場所でも当たらない場所でも目に映る世界をよりリアルに、忠実に再現するディプレイを作り出すため、メーカー各社は映像のダイナミックレンジを広げることを目標としています。そして、ハイダイナミックレンジ技術の技術基準を定めることで、規格の品質を守ろうとしています。   二枚の画像を用いてHRD技術を利用する前と利用後の差を説明します。一枚目の図は、標準的なダイナミックレンジ（図3：SDR）です。一番左側の画像が人の目に映る街の夜景で、真っ黒な背景色と明るく輝くヘッドライトが強烈に対比しています。 シャッターを押したその瞬間から、機器が捉えるダイナミックレンジは人の目に映るダイナミックレンジより縮小し始めます。そしてポストプロダクション、マスタリング等の工程を経ることでダイナミックレンジは更に縮減し、最後に画面表示されるのが一番右側の画像です。その画像はまるで漂白されたように白飛びしてしまい、背景も暗く、ヘッドライトの光線も弱くなっています。   二枚目の図は、ハイダイナミックレンジ技術を利用した図です（図4：HDR）。一番左の画像は図3と同様に肉眼が捉えた街の夜景です。シャッターを押した瞬間から、ポストプロダクション、そしてマスタリングを経て画像を画面表示した後でも、ダイナミック画レンジは同様に保つことができます。夜景の背景色は暗く、バスのヘッドライトも明かる、明暗の対比が明確であり、オリジナル画像に非常に近いものです。   HDR及び関連技術認証 [...]

Embedded World 2016 注目のIoT技術、その課題はセキュリティにあり

アリオンは2016年2月23日（水）～25日（金）の3日間にわたってドイツ ニュルンベルグで開催された「Embedded World 2016」に参加しました。「Embedded World 2016」は、900を超える出展企業数を誇る、世界最大級の組込み開発技術のための総合展示会です。ハードウェア（コンポーネント、モジュール、システム等）、ソフトウェア（OS、アプリケーション等）に関する最新の組込み開発技術が一同に展示されます。 M2M（Machine to Machine）は組込み開発技術におけるキーワードであり、IoT（Internet of things: モノのインターネット）と共に将来的な発展が大いに見込まれている分野です。本年度はM2M、そしてWireless M2Mという分野において、遠隔メンテナンスと追跡、e-Payment、e-Mobility、設備関連に対する技術革新がありました。特に、最新の無線モジュールを利用した技術が多数確認されています。また、Rutronik EMBEDDEDといった、長期間の利用を前提とした耐久性あるストレージ・ソリューションを提供するメーカーも出展しており、様々な企業がIoT技術の発展に着目している様子でした。 写真提供: [...]

『4K Ultra HD』 超高解像テレビの最新トレンド

「自宅のリビングに置いてある80インチの大画面テレビで、4K解像度の映画を見たい」なんて考えたことはありませんか？4Kの大画面テレビにホームシアターのサラウンドシステムが加わることで、自宅にいながらまるで映画館で映画を鑑賞しているような、実に豪華な体験となります。 最先端のデジタル生活を語る上で、映像技術は常にホットな話題を提供してきました。ディスプレイがデジタル化の時代に突入してから、記録媒体はCDからDVD、ブルーレイに進化しました。その一方で、画質は240pから720P、1080P、そして現在では話題の4K UHD（解像度3840×2160）まで発展しています。これは、大画面だけでなく、画質に対するユーザーの要求レベルも上がってきていることを物語っており、特に4Kテレビについては業界全体でも話題となっています。 4K画質を謳った製品は数多く市場に出回るようになりましたが、同じ4Kテレビでもメーカーによって違いがあります。「ユーザーは4Kテレビに対し、いかに向き合うべきか」、「4Kテレビ市場にはどこのメーカーが参入しているのか」、「4Kテレビ市場の将来のトレンドは？」、といった問いに対して答えを出すべく、アリオンではCES 2016（コンシューマー・エレクトロニクス・ショー）で四大トレンドのひとつとなった4Kテレビにスポットを当て、この市場を分析しました。この記事では4K技術について解説し、さらに4K技術の強み、日常生活にもたらす新たな視野について理解を深めていきます。   4K技術の誕生 4K技術が最初に世に出たのは、リアル4Kムービーと称した2013年公開の映画『アフターアース』（After Earth）と『オブリビオン』（Oblivion）でした。これらの映画は、8Kイメージセンサー搭載のSony 4Kカメラ「F65」で撮影された作品です。   しかし、ほんとうの意味で4K技術が話題になり始めたのは、4Kテレビの技術が誕生したからです。50インチの大画面になると、従来のフルHD解像度では視聴者のニーズを満たせないため、さらなる高解像度のテレビ開発が大手メーカー競争の焦点となっていました。解像度はかつてスタンダードだった標準画質（SD）、フルHD（FHD）から現在では4Kに至り、将来は8Kにまで発展することがわかります。   さらに高精細の画質を実現するため、パネルメーカーは超高精細（Ultra HD/UHD）パネルを開発し、従来のフルHDテレビの4倍の解像度となる解像度3840 [...]

スマートフォンのユーザー・エクスペリエンス最適化検証―タッチ編

昨今、市販で販売されているほとんどのスマートフォンがタッチスクリーン式を採用しています。ユーザーは画面に指で軽くタッチするだけで直感的にスマートフォンを操作可能です。しかし、タッチした際に感度が鈍かったり、スムーズさに欠けたりすることがあります。競争の激しいスマートフォン市場では、細かい点が成功のキーとなり得ることから、アリオンの試験チームは、反応の敏感度、耐干渉性能、スワイプ操作のスムーズさなど、タッチパネルのディテールを深く掘り下げた測定、分析を行いました。   測定項目 測定項目は二種類あります。最初はパネル上で、スワイプ、マルチタップ、ドラッグといった、一般ユーザーがよく用いる操作の試験を行いました。   次に、タッチパネルの耐干渉性能に関する試験です。試験チームの経験では、Bluetooth、Wi-Fi、充電といった外部から加えられた行為が、タッチパネルの品質に影響を与えることから、この部分に関し、以下のような状況設定のもとに試験を実施しました。   タッチパネルの品質を試験するに当たり、下図のようにスクリーンを6本の赤ラインで4ブロックに分けました。   最初に、自動タップのアプリに提供されている直線座標を用いて平均ギャップと最大ギャップを計算しました。タッチパネル感度の測定であり、通常は、タップとタップのギャップが小さいほど良好です。二つの座標において最大の差を計算して、感度良好ゾーン（Good Zone）と感度不良ゾーン（Bad Zone）に分けました。 Android Phone 1を使って、先に自動タップのアプリでタップとタップの平均ギャップ（Average [...]

スマートフォンのユーザー・エクスペリエンス最適化検証―音質編（下）

音声入力側の音質試験は人々の関心が出力側ほど高くない上に手順も煩雑であることから、試験報告書はあまり多く見られません。本稿は、イヤホンマイクのジャックの入力音質評価、内蔵マイクロホンの一部機能を含んだ、入力音質の測定による評価比較レポートです。音声周波数測定の経験を積み重ねてきたアリオンの試験チームが作成しています。   試験対象（DUT）：   測定項目   Audio Input Testing 測定機器 Audio Precision APX 585+AP500 v4.1 [...]

スマートフォンのユーザー・エクスペリエンス最適化検証―音質編（上）

消費者のスマートフォンに対する要求レベルがかなり上がってきています。以前に取り上げたディスプレイやカメラの品質はもとより、スマートフォンで音楽を聞く人が増えていることから、音楽愛好家にとっては音質の良し悪しこそが肝心です。しかし、単純に人の耳で音質の良し悪しを判断するのは主観的であるため、アリオンでは測定機器を用い、減衰、歪み、クロストーク、ノイズといったスマートフォンの音質を解析し、メーカーごとの違いを比較分析してみました。   試験対象   音質（音声周波数）試験は、出力と入力に分けて行いました。 出力の部分は、デジタル信号をアナログ信号に変換する（Digital to Analog、D/A）品質を指し、イヤホンジャック（プリ部）、アンプ（パワー部）、スピーカーは出力試験に属する。 入力の部分は、アナログ信号をデジタル信号に変換する（Analog to Digital、A/D）品質を指し、スマホ内蔵マイク、イヤホンマイクのジャックは入力試験に属する。   この両分野に対し、以下のように測定項目を定めました。   各測定項目の詳細説明は、こちら [...]

モノとモノとが結ばれる、ユビキタスなIoTの世界

いま、注目されている言葉、IoT（Internet of Things、モノのインターネット）というと、耳にしたことがある人は多いことでしょう。しかしIoTをどう言い表すべきかとなると、多くの人は言葉に詰まるのではないでしょうか。近頃の技術関連メディアはIoTの時代到来を喧伝し、市場規模が数兆ドルに達するとまで説明するところもあります。一方でIoTがどんな影響をもたらすか、よくわからないという人は多いでしょう。一体、IoTは私たちの暮らしとどんな関係があるのでしょうか。将来の産業、仕事、生活は、どう様変わりするのでしょうか。 アリオンでは、8月に本ブログに掲載した「IoT分野で注目の集まるスマートホームソリューション」で、数多くのIoTの特性を取り込んだスマートホーム用デバイスについて紹介しました。家庭でIoTが活用されることで、より生活が便利になると解説しました。今回の記事では、IoTの奥の深さについて解説致します。市場への参入、競争といった角度の異なる切り口から市場でのビジネスチャンスを読み解くことで、将来の流れを判断し、これからIoTの成長が期待できる分野を分析しています。アリオンは、IoTを成長させる要素の探求、そしてIoTの持つさまざまな可能性の予測を通して、企業が将来における市場の変化に対応するためのお手伝いをしたいと考えています。   みんなの暮らしを変えるIoT IoTはその名のとおり生活の至る所にある（つまりユビキタス的な）設備や施設を、無線または有線によってインターネットと接続し、それぞれの設備、施設、モノが相互に通い合うようにすることで、暮らしをよりよくすることを目的としています。最近、センシング機能やネット接続機能をもつ電子製品が次々と市場に出ています。その重要な先駆けとなったのがスマートフォンで、その機能はいずれもIoTへの対応を念頭に置いて誕生しており、次第に人の衣食住、移動や娯楽の面倒まで見るようになりました。実際のところ、IoTはずいぶん前から人々の暮らしの中に入り込んでいるため、もはや単なる呼び名ではありません。徐々に身の回りに現れ、目立たないうちに人々の暮らしを変えています。     全面的なIoTがもたらす新たな成長  「すべてのモノはネット接続が可能」という概念は、IoTの発展に限界がないことを示しており、設備や用品はいずれもIoTの一員になり得ます。企業管理コンサルティング会社のマッキンゼー・アンド・カンパニー（McKinsey & Company）のデータによると、2025年におけるIoT関連産業の規模は3.9兆から11.1兆ドルにのぼると予想しており、その応用分野の一位と二位に、医療介護と製造業を挙げています。これは、2025年にはIoTによりユビキタス社会が達成されることを意味しています。   長期にわたりIoTの発展に注目してきた市場調査機構のガートナー社のデータ（下図参照）によると、IoTデバイスは2020年に260億個になり、1.9兆ドルの経済価値を生むと予想しており、その一位と二位は製造業と医療介護で、これはマッキンゼーの予測と一致しています。2014年の37億個に較べると、毎年35％の成長という計算になり、このような高成長の市場はほかには少なく、かなり大きな商機と利潤を生み出すと見ています。 [...]

スマートフォンのユーザー・エクスペリエンス最適化検証―カメラ編

写真撮影は、スマートフォンの必須機能であり、カメラの性能は毎年向上しています。高い画素数と豊富な機能のカメラが搭載されたスマートフォンは消費者の購買意欲を掻き立てます。今回は、好評だった前回の「スマートフォンのユーザー・エクスペリエンス最適化検証―ディスプレイ編」に続いて、カメラ機能の試験についてお伝えします。カメラ機能に対し、「Competitive Analysis（CA）」、「User Experience（UX）」という二つの分析側面から試験を実施しました。 Camera Performance CA 試験項目 1. Sharpness Test (SFR Plus/ MTF30) – Middle SFR [...]

オーディオ製品用コンデンサ 音質評価分析（下）

前回、前々回と過去二回に渡って試験を実施したアリオンの試験チームは、オーディオ雑誌が楽曲の中でくちびるを前歯で軽く噛む音や呼吸音について論じているのを発見しました。これらの微弱な、一音節の末尾音は、歌曲録音の中に確かに存在します。しかし、通常のPC音質評価測定では、測定スタッフは、普通の人が話をするときの音量（-20dBFS）、または雑音のような低電位（-60dBFS）を最大信号として入力し、試験のときの周波数はほとんどが10KHzでした。これが、試験チームが三回目の試験を実施する際の出発点となりました。   今回の試験では、定型化された音質試験ではなく、測定装置の機能により測定項目を組合せて設計しました。以下の三つの部分に分けて紹介します。 1. Level Sweep vs Frequency（レベルSweep vs 周波数） 2. -40dBFS THD+n vs Frequency（-40dBFS THD+N vs周波数） 3. 90sec. Noise [...]

SD製品の互換性試験分析

SDカードは電子情報や、映像及び音声等の情報を保存するデバイスです。昨今では、あらゆるポータブル製品の小型化が進んでおり、中でも小型のメモリーカードは新たな時代におけるメディアフォーマットとして様々な場面で利用されています。製品の小型化が続く限り、それにともなってメモリーカード市場でも軽量でスリムな記憶媒体が求められるため、さらなる市場の発展が期待できます。現在、SDカードを代表とするメモリーカードはおもにデジタルカメラに利用されており、この他にも携帯音楽プレイヤー、プリンタ、ノートパソコン、ビデオカメラ、カーオーディオ用品、そしてスマートフォンといった製品にも利用されています。共通のフォーマットを持つことで、データは各種の端末間でやり取りでき、ネットワークの概念を形成できるようになりました。 SDカードの品質を確保 SDカードにおける品質検証 ピラミッド図   SD カードの品質検証には四つの階層があります。下から、コンプライアンス試験、パフォーマンス試験、信頼性試験、そして接続性試験です。 コンプライアンス試験– 主に電気特性、プロトコル層及び寸法が、SDAの定めるコンプライアンススペックに適合しているか確認します パフォーマンス試験– SDカードの読み込み・書き込みの転送速度及び設計仕様を確認し、他社製品とのベンチマーク分析を行います。 信頼性試験– データ読み書きのパフォーマンスと安定性を試験し、また、製品に付加をかけストレス試験を実施します。製品の安定性、耐久性の高さは製品の品質に直結するため、品質を決定する鍵となります。 接続性試験– 製品の互換性を確認する試験です。製品が直面する多様な実使用条件を予め想定し、接続対象とするハードウェアやソフトウェアと問題なく使用できるかを試験します。 コンプライアンス試験はこの図で示すように最も基本となる試験ですので、多くの企業はこの部分に多くの時間とコストを割こうとするかもしれません。SDAに加入している会員企業は、認証ラボで標準スペックを満たしているかを確認することができます。 試験範囲が大きくなればなるほど、核心的な問題を発見することができますが、そのかわりに投入しなければならないコストも高くなります。パフォーマンス試験と信頼性試験は十分なマンパワーとリソースを投入しなければなりません。このため、大半の企業は経験がある認証ラボに試験を委託します。 規格への準拠は製品品質の最低標準です。各社の製品は実際の設計と生産時のパフォーマンスが異なります。このため、製品が市場で使用される場合に正常なパフォーマンスと機能を確保できるよう、接続性試験は欠かすことのできない試験です。SDカードと他製品との接続性試験を行うことより、一般消費者が使用時に発生する問題点を事前に発見し、品質を最適化することができます。 SDホスト機器の種類 [...]