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XVをPALへ変換する方法

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フォーマットについて

XVは、ニューメキシコ大学で1990年頃に生まれたKhoros科学画像処理環境の一部としてKhoral Researchが開発したVIFF(Visualization Image File Format)の代替ファイル拡張子です。.xv拡張子と.viff拡張子は同一の基礎フォーマットを指します — 画像寸法、データ型(シングルビットから倍精度浮動小数点および複素数まで)、色空間、バンド数、オプションの空間位置メタデータをエンコードする1024バイトのヘッダーに続いて、カラーマップデータとピクセル値が格納されるコンテナです。XV拡張子はKhorosが他のX Window Systemツールと並んでインストールされたシステムで一般的になり、一部の研究コミュニティでは.viffよりも短い代替として.xvが好まれました。Khoros自体は先駆的なビジュアルプログラミングシステムであり、科学者がグラフィカルキャンバス上で処理ノードを配線して画像処理パイプラインを組み立てていました — MATLAB、LabVIEW、および商用リモートセンシングパッケージの類似環境に先行し影響を与えたアプローチです。VIFF/XVフォーマットの利点の一つは、科学的な精度レベルでデータを格納できる能力です — 浮動小数点および複素数ピクセル値は、8ビットまたは16ビット整数に限定された写真フォーマットでは失われる測定精度を保持し、スペクトル分析、計算物理学出力、衛星画像にとって価値があります。マルチバンドアーキテクチャもまた強みであり、マルチスペクトルまたはハイパースペクトルセンサーからの数十のスペクトルチャンネルを複数ファイルに分割することなく単一ファイルに保持できます。XVファイルはImageMagickでサポートされており、可視化や出版のためにモダンな画像フォーマットに変換できます。
開発元: Khoral Research
初回リリース: 1990
PALは、直接RGB値ではなく輝度-色度モデルを使用して色情報を格納する16ビット/ピクセルのインターリーブYUV画像フォーマットです。各ピクセルペアはUYVYバイト順序を使用して4バイトにパックされます — U(Cb)、Y0、V(Cr)、Y1 — ここで2つの隣接ピクセルが単一のクロマ(色差)サンプルセットを共有しながら、それぞれ独自の輝度(明るさ)値を保持します。この4:2:2クロマサブサンプリングは水平方向の色解像度を半分にしますが、知覚への影響はごくわずかです。人間の視覚は色の詳細よりも明るさの変化にはるかに敏感だからです。このフォーマットの概念的なルーツは1960年代から1970年代にかけて開発されたアナログ放送テレビ規格にさかのぼり、輝度と色度を分離することで既存のモノクロ信号と並行した下位互換性のあるカラー伝送が可能になりました。デジタルイメージングでは、16ビットYUVはRGBに変換して表示する前にYCbCr色空間で内部的に動作するビデオキャプチャハードウェア、フレームグラバー、画像処理パイプラインの一般的な中間表現として機能します。PALの利点の一つは帯域幅効率です。16ビット/ピクセルでは、UYVYは非圧縮24ビットRGBの約3分の2のデータで事実上同等の知覚品質を維持し、高スループットのビデオキャプチャおよびリアルタイム画像処理アプリケーションに適しています。ビデオハードウェアがデータをキャプチャおよび出力する方式との直接的な対応もまた実用的なメリットです — 多くのキャプチャカードやカメラセンサーはネイティブにUYVYデータを生成するため、PAL形式での格納は不要な色空間変換ステップを回避し、レイテンシーの追加や丸め誤差によるアーティファクトを防ぎます。
開発元: ITU-T / Microsoft
初回リリース: 1982