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GHS−OSD の時刻精度評価



GHS-OSD によりビデオにインポーズされる時刻の精度を、Limove を使って評価 した結果をこのページに記します。Limovie は、宮下和久氏により開発された、星食のビデオ観測を解析するためのソフトウエアです。 中でも Limovie による Field Show の機能は検証のために強力な手助けとなりました。

以下に示す検証の結果、GHS-OSD は 0.001秒 程度の信頼性のあることが確認できました。


■ GHS-OSD の フィールド毎 のタイムスタンプ

アナログビデオ映像のNTSC方式では、毎秒30毎のフレーム(Flame)で動画を構成しています。 さらに、1毎のフレームは、奇数番目の走査線からなる奇数フィールド(Odd Field)と偶数番目の走査線からなる(Even Field) とが組み合わされています。すなわち、1フィールドの長さは 1/60秒(=0.1666秒)です。 GHS-OSD では、このフィールドの境界となる垂直同期期間の時刻を画面に表示しています。こうした設計では、カメラの露出終了時刻が表示されます。
下図は、正秒の瞬間を基準として、前後のコマを抽出したものです。Limovie の Field Show 機能により1コマがフィールドに分けられています。 下側が先行するフィールドです。

1フレーム前
基準のフレーム
正秒の切り替わり
1フレーム後
2フレーム後
3フレーム後
4フレーム後

評価のポイント
  LEDランプ は 1PPS 信号で直接点灯しており極めて正確である。0.0秒〜0.1秒 の 0.1秒間の点灯が反映されているか?
  フィールドの長さが 1/60秒(=0.1666秒)が保たれているか?
結果
  LEDランプの点灯期間は正確に記録されている。
  フィールド間の時刻表示は、正しく 0.016秒 または 0.017秒 間隔となっている。


■ GHS-OSD の 30フレーム毎 のタイムスタンプ

上記では「NTSC方式では、毎秒30毎のフレーム(Flame)で動画を構成」と記しましたが、厳密には「29.97フレーム/秒」です。 このため、30フレームの経過時間は 1/29.97*30 = 1.001001...秒 となります。 これを利用して GHS-OSD の時刻の最小桁 0.001秒 が30フレームにつき 0.001秒づつ増えていくことを確かめます。

基準のフレーム
正秒の切り替わり
30フレーム後
60フレーム後
ここは、「04.002」秒 となって欲しいところだが、
最小桁 1digit の差は発生しうること
90フレーム後
120フレーム後

結果
  30フレーム毎に 0.001秒の進みが確認できた。


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