世界はアナログであり、今日のビデオはデジタルです。ビデオカメラは、センサーに当たるアナログ光を取り、それをデジタルに変換します。デジタルに変換した後、操作することができます。色や明るさを調整したり、シャープにしたり、ぼかしたりすることができます。デジタル信号で簡単にできることはたくさんあります。
これらの計算はすべてマイクロプロセッサによって実行されます。
マイクロプロセッサは、コンピュータの背後にあるエンジンです。マイクロプロセッサは、画面上で入力を文字に変換する計算を行います。彼らはあなたがそれを閉じるときあなたのコンピュータスクリーンのウィンドウの後ろに何が表示されることになっているのかを理解します。マイクロプロセッサは音楽の再生を処理し、毎秒多くの数学的計算を実行します。汎用計算に優れています。マイクロプロセッサに非常に難しいタスクを与えると、それを理解するのに時間がかかる場合があります。これは、多くのアプリケーションでレイテンシと呼ばれています。
レイテンシーは問題ではなく、コンピューターが問題を解決するのを待つことに慣れています。ただし、ビデオを録画しているときに、ビデオの質問が30分の1秒ごとに把握されていないと、フレームが欠落し始めます。これが、デジタルビデオカメラには、ほとんどの場合、ビデオ計算専用の2番目のマイクロプロセッサが組み込まれている理由です。これはデジタルシグナルプロセッサまたはDSPであり、その仕事は反復的な数学的タスクをリアルタイムで実行することです。したがって、iPhoneのメインマイクロプロセッサが着信があるかどうかを確認し、バックグラウンドで電子メールを実行し、Wi-Fi信号を管理している間、ビデオがレンズを通過すると、これらの計算は2番目のマイクロプロセッサに渡されます。
DSPは限られた数の計算を実行しますが、プロセッサはそれらの機能のみを実行することを期待しているため、最適化された方法で実行されます。リンゴとオレンジでいっぱいのカートを想像してみてください。仕事はリンゴをオレンジから分離し、それぞれの数を数えることです。メインCPUがそれらを分離している場合、2番目のプロセッサのジョブはカウントのみに簡略化されており、この場合はDSPがはるかに高速に実行できます。
DSPが実行している可能性のあるジョブの一部は次のとおりです。
- ノイズの低減
- 明るさとコントラストに関する決定を行う
- 色に関する決定を行う
- 時間ベースの修正
デジタルシグナルプロセッサはどこにありますか？
ビデオグラファーとして、デジタルシグナルプロセッサに遭遇する可能性のある場所がいくつかありますが、実際には見られない可能性があります。多くのDSPは、既存のデバイスの回路基板に組み込まれているチップですが、すべてではありません。 DSPに遭遇する可能性のある場所は次のとおりです。
- 物理的にカメラに組み込まれています
- アンプなどの別のハードウェアに物理的に組み込まれています
- スマートフォンなどの多機能デバイスに物理的に組み込まれています
- アンプとスピーカーの間など、2つのコンポーネントの間に配置されたスタンドアロンユニットとして
ホームシアターシステムまたはカーステレオのDSPは、各スピーカーから音が出るタイミングを制御して、すべてが正しい時間に好みのリスニング位置に到達するようにする（「自動部屋均等化」と呼ばれるプロセス）、またはエコーを追加するなどの操作を行います。劇場やコンサートホールにいるようなサウンドにしましょう。オーディオに非常にこだわる場合は、内蔵DSPが不十分であると考え、専用ユニットを購入することをお勧めします。
DSPがホームシアターで行うもう1つのことは、さまざまな入力信号を認識してデコードすることです。オーディオはPCMまたはデジタルドルビーとしてエンコードされていますか？それを理解するタスクは通常DSPに渡されます。DSPは、画面に表示されているフレームがオーディオの特定の部分にリンクされているだけでなく、オーディオ信号が各部分を介して送信されていることを確認する必要があります。正確なタイミングで2、4、5、7台のスピーカーを使用して、すべてのスピーカーが適切なタイミングで耳に届くようにします。
携帯電話やビデオカメラでは、DSPがレンズからの光の処理方法について複雑な決定を下し、探している画像を取得できるようにしています。
サイドバー：誰もが自分のオーディオが少し違うのが好きです。
トム・クルーズの父親が帰宅し、イコライザーをいじったことで彼を非難した、リスキービジネスのシーンを覚えていますか？
ジョエルの父（ニコラス・プライヤー）：ジョエル、何か奇妙なことを聞きますか？何か不快なことはありますか？
ジョエル（トムクルーズ）：いいえ。
ジョエルの父：低音が圧倒的に多いのではないでしょうか？
ジョエル：いいえ。
ジョエルの父：これは私が去った方法ですかイコライザー？
ジョエル：いいえ。
ジョエルの父：これはあなたやあなたの友達のためのおもちゃではありません。正しく使用できない場合は、まったく使用しないでください。
今日のDSPは、システムにノイズを追加することなく、アナログデバイスよりもはるかに正確にイコライゼーションを実行します。多くのホームシアターDSPでは、多くのカスタム設定を保存できるため、両親は自分の好きなように弱々しい音楽を聴くことができ、ボタンを押すだけで、ボブ・シーガーの本来の姿を聞くことができます。聞いた—そしてそれだけでなく、ビデオゲーム、アコースティック音楽、映画はすべて、DSPによって制御される最適化された再生設定を備えています。
カイルキャシディは、フィラデルフィア出身の受賞歴のあるジャーナリスト兼映画製作者です。