古いMiniDVテープをデジタル化していると、ときどき不思議な映像に出会う。
画面全体がザラザラするわけではない。
色が少し悪くなるわけでもない。
突然、
画面の一部が横方向にバキバキッと崩れる。
しかもよく見ると、
正常な部分 → 壊れた部分 → 正常な部分 → 壊れた部分
と、妙に規則正しく縞模様になっていることがある。
VHSのノイズとはずいぶん違う。
なぜMiniDVは、こんな壊れ方をするのだろう？
その答えを追いかけていくと、実はビデオテープそのものの記録方法が見えてくる。
VHSもMiniDVも、テープを「まっすぐ読んでいる」わけではない
カセットテープを想像すると、
テープの進行方向 →
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━こんな感じで、テープの長手方向に沿って信号が記録されているような気がする。
ところがビデオテープは違う。
映像には非常に大量の情報があるため、単純にテープを走らせながら固定ヘッドで記録しようとすると、とんでもない速度でテープを動かさなければならない。
そこで使われたのが、
ヘリカルスキャン（Helical Scan：回転ヘッド方式）
である。
VHSの中には、斜めにテープが巻き付く円筒状の「ヘッドドラム」が入っている。
そのドラムが高速回転しながら、同時にテープもゆっくり進む。
するとヘッドはテープを斜めに横切ることになる。
結果、テープ上には、
テープ進行方向 →
////////////////////////
////////////////////////
////////////////////////
////////////////////////という細長い斜めの記録トラックが大量に作られる。
見た目を模式的に描くと、確かにどこか魚の骨っぽい。
大学の授業などで「ビデオテープには魚の骨のように映像が記録されている」と説明された人もいるかもしれない。
VHSもMiniDVも、基本的にはこの仲間である。
ではVHSとMiniDVは何が違うのか
ここからが面白い。
同じ磁気テープ、同じヘリカルスキャンを使っていても、記録しているものが違う。
VHSは基本的にアナログ映像信号を記録している。
だからテープやヘッドの状態が悪くなれば、
「少しノイズが増えた」
「色が不安定になった」
「画面がザラザラしてきた」
「同期が乱れた」
というように、映像が連続的に悪化していく。
ところがMiniDVが記録しているのは、DV形式に圧縮されたデジタルデータである。
同じ磁気テープなのに、中身は0と1の世界なのだ。
MiniDVの映像は小さなデータに分解されている
MiniDVでは、カメラが撮影した映像をDV方式で圧縮する。
DVはJPEGなどと同じくDCTを利用するブロックベースの圧縮方式で、映像を小さな領域に分けて処理する。
さらに、その圧縮された映像・音声・サブコードなどの情報は、DIFブロックと呼ばれる単位に整理されて記録される。
つまり感覚的には、
映像
↓
小さな領域に分けてDV圧縮
↓
デジタルデータとして整理
↓
エラー訂正などを付加
↓
ヘリカルスキャンで磁気テープへ記録となっている。
だからMiniDVは、
「磁気テープというアナログな物体に、デジタル映像データを記録したメディア」
なのである。
ここが非常に面白い。
だからMiniDVは「ザザーッ」ではなく「バキッ！」と壊れる
テープに多少の汚れや傷があっても、デジタルにはエラー訂正がある。
少しくらいデータを読み損なっても、
「ここはこうだったはず」
と復元できる。
だから正常に再生できている間は、とてもきれいだ。
ところが読み取りエラーが増えて、エラー訂正能力を超える。
すると突然、
データが復元できなくなる。
正常
正常
正常
正常
正常
↓
エラー訂正の限界
↓
■■■バキッ！■■□■となる。
VHSなら徐々に画質が悪くなるところを、DVではあるところから急激に破綻する。
これがデジタルらしい壊れ方である。
なぜ細かい「ブロックノイズ」になるのか
MiniDVでよく見るもう一つの症状が、
小さな四角がバラバラに壊れるモザイク状のノイズ
である。
これも偶然四角くなっているわけではない。
DV自体が映像をブロックベースで圧縮しているため、一部のデータを正常に読み出せなくなると、その影響が映像の小さなブロックとして表面化することがある。
つまり、あの四角いノイズは、
普段は見えないデジタル圧縮の構造が、エラーによって表に出てきた姿
とも言える。
ただし「画面に見える四角一個＝テープ上の最小データ一個」という単純な対応ではない。
テープ上のデータ配置、エラー訂正、DVデコーダーによるエラー隠蔽などを経た最終的な結果として、あのブロックが現れている。
では、なぜ大きな「縞々」になるのか
そして最初の疑問に戻る。
なぜ、
正常 → 壊れる → 正常 → 壊れる
という縞模様になることがあるのか。
ここには回転ヘッドが関係している。
NTSC方式のDVでは、1フレーム分のデータが10本のヘリカルトラックに記録される。
そして回転ドラム上のヘッドが交互にトラックを走査していく。
模式的には、
Track 1 → Head A
Track 2 → Head B
Track 3 → Head A
Track 4 → Head B
Track 5 → Head A
Track 6 → Head B
…という具合だ。
ここで例えば、
A側のヘッドだけ汚れている
あるいは片方のヘッドだけ読み取り状態が悪いとする。
すると、
A → 読めない
B → 読める
A → 読めない
B → 読める
A → 読めない
B → 読めるという周期的なデータ欠落が起こり得る。
その結果、復号された映像にも、
壊れている領域と正常な領域が規則的に現れる
ことがある。
もちろん「一本のトラック＝画面の横帯一本」という単純な対応ではない。
DVではデータを分散して記録しているうえ、エラー訂正やエラー隠蔽も行われるため、最終画面では複雑なモザイクや横帯になる。
それでも、妙に規則正しいノイズが出ている場合には、
回転ヘッドが交互にテープを走査しているという物理構造
が関係している可能性がある。
奇数フィールド・偶数フィールドだからではない
ここで最初は、
「インターレースだから、奇数フィールドと偶数フィールドが交互に壊れているのでは？」
とも考えた。
確かにNTSCのDV映像はインターレースであり、フィールドという概念を持っている。
しかし、
フィールドの構造と、テープ上の物理トラックの構造は別の話である。
「奇数フィールドをAヘッド、偶数フィールドをBヘッドで記録している」という単純な仕組みではない。
だから縞々を見て、
「これはインターレースだからだ！」
と考えると少し違う。
原因を追っていくと、もっと物理的なテープと回転ヘッドの世界へたどり着く。
FireWireキャプチャが劣化しない理由もここにつながる
さらにこの仕組みを知ると、MiniDVをIEEE 1394、いわゆるFireWireでキャプチャすると画質が劣化しない理由も分かる。
PCが映像を見ながら新しく圧縮しているわけではない。
基本的には、
MiniDVテープ
↓
回転ヘッドで読み出す
↓
DVデータを復元
↓
IEEE 1394
↓
PC
↓
DV-AVIなどとして保存という流れで、テープに記録されているDVストリームをデジタルのままPCへ転送している。
だから正常に読み取れれば、何度キャプチャしても「再圧縮による画質劣化」は起きない。
しかし逆に言えば、
ヘッドが読み出す段階で失われてしまったデータは、PCにはどうすることもできない。
キャプチャソフトを変えても、元のデータが来ていなければ復元できないのである。
ノイズは「故障」だけでなく、記録方式の痕跡でもある
普段、映像にノイズが出れば、
「テープが悪い」
「ヘッドが汚れている」
「困ったな」
で終わってしまう。
仕事としてはもちろん、それで正しい。
しかし一歩踏み込んで、
「なぜ、こんな形に壊れるのだろう？」
と観察してみる。
すると、そこには記録方式そのものが見えてくる。
VHSがザラザラと崩れるのには、アナログである理由がある。
MiniDVが四角くバキバキに崩れるのには、デジタル圧縮である理由がある。
そして規則的な縞模様には、テープを斜めに走査する回転ヘッドという物理的な機械構造が隠れている。
正常な映像だけを見ていても、こうした仕組みはほとんど意識しない。
むしろ壊れたときにこそ、
機械がどうやって映像を記録していたのかが見えてくる。
ノイズとは単なる失敗ではない。
よく観察すると、それは、
「私はこうやって映像を記録していました」
という、ビデオテープからの最後の自己紹介なのかもしれない。
ビデオ工房名古屋では、各種イベントのビデオ撮影・記録撮影を行っています。
撮影や映像制作についてご不明な点がございましたら、お気軽にご相談ください。
お電話でのお問い合わせ
Tel:052-265-6765 (Fax:052-265-6737)
営業時間
10：00～18：00 毎週水曜日定休日
メールフォーム
https://video-kobo.com/contactus/
メールフォームの返信は3営業日以内にします。
それ以内に返信がない場合は恐れ入りますが
再度メールフォームから投稿いただくか
お電話でお問い合わせいただけると助かります。
またビデオ工房名古屋公式LINEからもお問い合わせをする事ができます。
※基本はAIが返信を対応しておりますが、詳しいお問い合わせについては後日改めて返信します。
画像などのやりとりも出来ますので状況に合わせてこちらのご利用もご検討くださいませ。
