Darbee – מעבד וידאו, האם הוא מהפכני?

לאחרונה פרצה לתוך חיי חובבי הוידאו חברת Darbee האמריקאית. חברה שמבטיחה לשפר את איכות התמונה שלנו ללא היכר.האם הפיתרון שלה ...


הקדמה

הקדמה

חברת Darbee פרצה לתוך חיינו לאחר שנים של יובש בשוק מעבדי התמונה. היצרניות הגדולות בתחום בעיקר התמקדו בתמיכה בתלת מימד ובפיצ'רים איזוטריים שיעניינו בעיקר וידאופילים רבי ממון. 

המהפכה של Darbee מתחילה ברעיון מאחורי המכשיר. אז נתחיל קודם בהיסטוריה של עיבוד התמונה, אך לפני כן, אתן הסבר קצר על הרקע שלי ומה (לדעתי כמובן…) הופך אותי למבין עניין בתחום.

לפני כ-13 שנה, רכשתי את הפלאזמה הראשונה שלי. מסכי פלאזמה (לא היו מסכי LCD באותה תקופה) היו המסכים הדקים הראשונים והקפיצה עבורי בין מסך 4:3 בגודל 34" של גרונדיג למסך פלזמה 42" של פוג'יטסו היתה גדולה. מבחינות מסויימות איכות התמונה השתפרה ללא היכר והפכה דטרמיניסטית – לא היו תופעות convergence (לכידות צבע), גאומטריה (ככל שהתמונה בהירה יותר, כך האיזור סביבה מתכווץ בשל מחסור במתח גבוה), נעלם הנפח המטורף של שפורפרת הקטודה הענקית. 

אבל זה היה רחוק ממושלם. כבר בשבוע הראשון שמתי לב לתופעות לוואי רבות של הטכנולוגיה. לא אלאה אתכם בפרטים, אבל כבר בשבוע שלאחר הרכישה נרשמתי ל-Avsforum והתחלתי להיות פעיל – תחילה בפורום המסכים הדקים ודי מהר לאחר מכן בפורום עיבוד התמונה. תוך כמה חודשים הפכתי למנהל פורום עיבוד תמונה ב-AVSFORUM, עד שפרשתי לפני מספר שנים בשל חוסר זמן (האתר, העבודה והחיים הפרטיים).

כמובן שזה לא הרקע היחיד שלי, עבודתי מזה כמעט 15 שנה עוסקת ברובה במערכות עיבוד תמונה ווידאו…

מעבד תמונה – מה הוא?

מטרת מעבד תמונה הוא להוציא את המיטב מאמצעי התצוגה שלנו. התחום החל בעקבות הכנסת מקרנים גדולים (מה שנקרא בשפת העם "בארקו") אשר השתמשו בשלושה שפורפרות CRT – אחת לכל צבע יסוד, בכדי להציג את התמונה. ככל שהדרישה גברה, כך שטח ההקרנה צמח. אבל בניגוד להיום, למקרנים הללו לא היתה "רזולוציה". מקרנים אנלוגיים לא הציגו פיקסלים, אלא הציגו מה שנקרא scan lines – בדיוק כמו טלויזית CRT – הן היו סורקות את התמונה משמאל לימין, מכבות את הקרן, וחוזרות לשמאל (אך טיפה למטה) ושוב בשורה הבאה.

אולם היו שתי בעיות ברעיון הזה. התוכן היה interlaced, כלומר משודרות כל השורות הזוגיות ואז כל השורות האי זוגיות וכן הלאה. זה גרם להבהוב מציק במסכים גדולים. בעיה שניה היתה המרווח בין ה-scan lines. ככל שהתמונה גדולה יותר, כך הרווח השחור בין השורות גדל והציק בעין.

המעבדים הראשונים נקראו line doublers, ומטרתם היתה לשכפל את השורות, מה שהיה מקצר את הרווח השחור שנוצר בתמונות גדולות מדי. המתוחכמים בינהם היו אוגרים תמונה שלמה ומציגים אותה ביחד – מה שהיה גם פותר את ההבהוב שנוצר בגלל interlacing, אבל אז נוצרה בעיה חדשה – תופעת המסרק שנוצרת בגלל אי תאימות בין השורות הזוגיות לאי זוגיות (הן לאו דווקא מצולמות מאותה תמונה).

היה צריך כאן מוצר חדש שילכד את שתי השדות (סט של שורות זוגיות או אי זוגיות נקרא "שדה"). כאן נכנס לתמונה Yves Faroudja. הבחור ותיק מאוד בתחום ההמרה מסרט קולנוע לטלויזיה (תהליך שניקרא telecine – טלה-סינה – קיצור של טלויזיה, וסינמה). הוא ידע שהתאמה בין 24FPS בקולנוע ל-59.94HZ בטלויזיה היא לא פשוטה ונוצרת בתהליך שנקרא 3:2 telecine. הפטנט של פרודג'ה היה שהוא אגר את השדות והשווה את התמונות ומצא את התבנית האסטמטרית (היא אסימטרית כל בכל סט של 5, שדה אחד היה חוזר על עצמו פעם אחת). ברגע שהוא מצא את התבנית הנכונה, הוא ידע להפוך אותו ולייצר פעולה הפוכה – פעולת 3:2 pulldown, זיהוי נכון של השדות וליכוד שלהם לכדי תמונה פרוגרסיבית (כזו שהיא רציפה, לא מורכבת משדות). 

כך באחת, הכפיל פרוגד'ה את מספר השורות האפקטיביות (לפחות לתכני שבמקור עברו 3:2 telecine – כל התכנים שמקורם בסרט צללואיד), והמוצרים של חברת פרודג'ה נתנו כפליים חדות מהמתחרים שלהם. בהמשך יצר פרודג'ה את אחד מעבדי התמונה הטובים בעולם ואף הפך את הטכנולוגיה לצ'יפ שלמשך שנים רבות היה תו התקן של מוצרים בתחום.

אלא שאז הגיע HD

בעידן ה-HD, כאשר מרבית התוכן שלנו מגיע באיכות תמונה גבוהה, האם בכלל יש צורך בכל הטכנולוגיה הזו? ובכן כן, חברות רבות (כמו HQV, GENNUM, Marvell, אינטל) ורבות אחרות השקיעו בטכנולוגיות עיבוד תמונה, בעיקר בתחומי מתיחת התמונה (scaling) והתלכדות שדות (deinterlacing). אך מאז, השוק כמעט ולא השתנה. 

מוצרי scalers או video processors הפכו מצד אחד לזולים מדי בשביל להשקיע בכך (מעבד ממוצע נע בין 5-20 דולר לצ'יפ) ועם תוכן איכותי של בלוריי (שמחליף את פורמט ה-DVD הבעייתי) הזיזו לחברות הללו את הגבינה… מרבית החברות הוסיפו יכולות של MPEG ARTIFACT REMOVAL – מנגנונים שאמורים לשפר את איכות התמונה של תכנים מכווצים יתר על המידה (מלויין, מ-Netflix או מקבצים שהורידו) ו-CMS (שיפור ניהול מערכת הצבע). אולם במסכים טובים כיום יש כבר מנגנונים זהים וצ'יפים מתקדמים מאוד שמאפשרים גם יכולות כאלה. זו אחת הסיבות לשקיעת התחום – התמקדות בוידאופילים שכבר אינם זקוקים לשירותי החברות.

Darbee – מכשיר קטן, אפקט גדול

חברת Darbee זיהתה כשל שוק נכון – רבים ישמחו לרכוש מכשיר קטן, יעודי שיעשה פעולה אחת (על פני עשרות פעולות קטנות וכבר כמעט חסרות משמעות של מעבדים בעלות של אלפי דולרים).

האפקט של Darbee אינו מיועד בהכרח לוידאופילים. in fact, ברור לי שיהיו לא מעט וידאופילים בחבורה שלא יאהבו את האפקט של דרבי. המכשיר של דרבי מיועד לקהל הרחב – קהל שצמא לפתרונות פשוטים שעושים את העבודה.

ומה העבודה של דרבי? לשפר את מה שאפשר לשפר.

מבחינה חיצונית המכשיר מאוד לא מרשים. הוא קטן מאוד (מעט גדול יותר מקופסאת סיגריות), בעל כניסת HDMI בודדת ויציאה בודדת. יש לו חיבור ל-IR IN (במקרה והוא קבור בארון תקשורת, כך ניתן להעביר לו IR), כולל מספר כפתורי שליטה ושלט דקיק (שלט "כרטיס אשראי").

מיקום המחברים של ה-HDMI במכשיר מרגיז למדי – הוא in-line על הציר הארוך של המכשיר, מה שמכריח להשתמש בו באופן עקום ולא ניתן להציב אותו כחלק משאר הציוד במדפים אלא נגזר עליו להיות מיוחד במינו. האמת שזה היה מטריד פחות אם הוא היה מעט קטן יותר או אם הוא לא נזקק לחיבור חשמל אלא ניזון מחיבור ה-HDMI… המכשיר נטול כל רעש או מאוורר.


ניתן לראות את הגודל היחסי של המכשיר לעומת שלט שחור של יס, למשל.

המכשיר נראה יותר כמו הוכחת התכנות של חברה שמתכננת למכור טכנולוגיה מאשר מעבד תמונה רציני (החברה הכריזה על מכשיר מתוחכם יותר בשם Fidelio בתערוכת CEDIA שמיועד לשנה הבאה). תפריטי המסך בסיסיים מאוד וכוללים מספר קטן של פעולות, כגון שליטה בעוצמות התאורה של הלדים במכשיר, מיקום הלוגו ורזולוציית השינוי. למכשיר 3 מצבים שונים שניתן לבחור, ועוד אפשרות לקבוע את עוצמת האפקט (מ-0 שבו הוא כבוי ועד 120% שמזכיר את הבדיחה הישנה מספיינל טאפ על מגבר שלא רק מגיע ל-10 אלא גם ל-11!). תפריטי המסך בפונט מוזר ו "מודרני" (משהו שדומה למה שבשנות השמונים חשבו שיהיה הפונט בעתיד).

לצורך ניתוח המכשיר נעזרתי במספר מכשירי מדידה – ויוצרי test patterns. השתמשתי בשלושה אמצעי התצוגה: 55ES8000 של סמסונג (מסך LED שכיום הוא ספינת הדגל של החברה), מסך KURO 2 5090H של פיוניר (מסך שכבר שנים משמש כתו תקן לאיכות תמונה) וכן מקרן תלת מימד TW9000 של חברת אפסון (מקרן LCD 1080P מהאיכותיים שקיימים כיום).

מטרת הבדיקה היתה משולשת:

  • לבחון ולנתח את האפקטים הטובים והרעים של המכשיר.
  •  לוודא שהמכשיר אינו משבש משהו באיכות התמונה.
  • לבדוק אם האפקט שהמכשיר מייצר הוא לטעמי או לא.

מן הסתם, שני המדידים הראשונים הם אובייקטיבים לחלוטין, בעוד שהאחרון הוא סובייקטיבי לחלוטין.כאשר מוסיפים או משנים משהו בתמונה, תמיד יש חסרונות ויתרונות ועל כל אחד להחליט בעד עצמו האם האפקט לטעמו או לא. הדבר דומה יותר לתחום האודיו, שבו הרבה יותר קשה לדעת כיצד נשמע המקור ולכן כל אחד יכול לעשות התאמות או שינויים מבלי לדעת אם הוא מתקרב או מתרחק למקור – אלא האם הוא מתקרב או מתרחק לטעמו האישי.

הבדיקות נערכו על מכשיר חדש גרסאת תוכנה 2.8.2214 ו-firmware גרסאת 1.3.21.

חשוב לציין שלא ניתן לשדרג את המכשיר עם עדכוני תוכנה אלא על ידי שליחתו לחברה בארה"ב וקבלת המכשיר המעודכן. עם זאת, שינויי התוכנה מיועדים לפתור באגים במכשיר (עד כמה שידוע אין באגים משמעותיים במכשיר).

איך Darbee עובד?

אז איך darbee עובד?

שמו הרשמי של המכשיר הוא -Darbee darblet DV5000. כאמור יש לו שלושה מצבים בשלט: 

  • ירוק – עבור HD
  • צהוב – עבור גיימינג
  • אדום -full pop mode

מניתוח שערכתי, ההבדל בין האפקטים הוא משמעותי. ליתר דיוק, הפילטרים בכל אחד מהמצבים שונים למדי… כלומר, לא מדובר ברמות שונות של עיבוד, אלא באלגוריתמים שונים לחלוטין.

האלגוריתמים מורכבים משני חלקים שמשתלבים זה בזה. הראשון הוא חידוד התמונה. בניגוד למה שנדמה היה לי מהביקורות האחרות שנערכו על המכשיר (אך ללא בדיקות מדעיות מסודרות שייעודן להסביר את התופעות) – חידוד הוא בהחלט הפונקציה העיקרית של המכשיר. הפונקציה השניה שלו היא contrast stretching. 

מנגנוני sharpness מוכרים לנו מכל המסכים ומעבדי התמונה. לרוע המזל, לוידאופילים מדובר בעיקר בקללה לא קטנה. לרוב מנגנונים כאלה (בעגה המקצועית Edge enhancements) בעיקר גורמים לנזק בכך שסביב גבולות נוצרות הילות וארטיפקטים נוספים. הילות אלה (Overshoot) הן תופעה שמשפיעה על המח – כאשר בגבולות ניראים הבדלי קונטרסט משמעותיים, המח מפרש את התופעה כגבול חד במיוחד. 

אפקט מתיחת הקונטרסט מוכרת מאוד לבעלי מעבדי תמונה (בעיקר של Lumagen) ולבעלי מסכים מודרנים. הרעיון פשוט – אם התמונה אינה קונטרסטית דיה, אפשר על ידי ניתוח ההיסטוגרמה ומתיחה שלה (מה שנקרא לרוב בתעשיה LUT), ניתן לגרום לתמונה להיראות עמוקה יותר וחדה בהרבה.


תמונה מקורית


תמונה לאחר local contrast stretching

לצורך הבדיקה, בכל אמצעי התצוגה שנבדקו, הורדו כל מנגנוני עיבוד התמונה המקוריים (למרות שהשוותי בינם לבין הדרבי) ובפרט מנגנון ה-sharpness שעלול בקלות רבה להפריע למכשיר!

תוצאות הבדיקה

תחילה בחנתי האם המכשיר פוגם באיכות התמונה. כאשר הוא כבוי (הוא לעולם לא באמת כבוי, הוא פשוט לא משנה את התמונה) לא זיהיתי שינויים כלשהם בתמונה עצמה. כמו כן, גם כשהוא דלוק, הוא אינו מטשטש את התמונה, פוגם בגאמה או בצבע של התמונה. באגים שדווחו ברשת לגבי זיהוי מוטעה או בעיות בשילוב עם lumagen לא השפיעו עלי (גם אני משתמש ב-lumagen כחלק משרשרת הוידאו שלי). 

הבעיה היחידה שראיתי היא בעיית סנכרון קלה של HDMI – זמן ה-handshake עלה ולעיתים במעבר בין פורמטים, ראיתי מסך ורוד או ניתוק וידאו לזמן קצר. לא חוויתי בעיות מיוחדות והמכשיר תאם גם ב-24FPS, גם ב-50 וב-60HZ ובכל פורמטי הוידאו שבדקתי (החל מ-SD, דרך 720, 1080P ותלת מימד מלא).

תחילה ערכתי בדיקה ראשונית במצב full pop (אדום) שהיא המשמעותית ביותר ומשלבת את שני האלגוריתמים בעוצמה מרבית. במקרה הזה התוכן הוא Franklin & Bash ב-720P. יש לציין שבבדיקות על תוכן SD (או HD באיכות בינונית) הניבה תוצאות גרועות למדי. כאשר המכשיר פוגש תוכן לא איכותי, הוא מדגיש ארטיפקטים של כיווץ, כך שבתכנים של יס HD למשל התוצאות לרוב היו לא מספקות ואף מציקות.

הניתוח הראשוני ב-full pop mode שמדובר כאן במנגנון שמשלב contrast stretching עם sharpness (סוג של adaptive sharpness הדומה ל-unsharp mask).

אולם בעוד ש-unsharp mask משתמש ברדיוס, כאן הוחלט על כיוון אחר – מדובר על פילטר בעיקר אופקי!


התמונה המקורית


החל מ-45% מתחילים לראות ארטיפקטים


שימו לב לזנבות הבהירים מצידי הפסים השחורים האופקיים.


במצב HD אין את התופעה גם בעוצמה המירבית

כאמור במצב Full pop, בעצם שני האלגוריתמים מופעלים במצב מרבי. בשני המצבים האחרים מוגבל המינון שלהם באופן משמעותי יותר ומוגבר האפקט של contrast stretching על פני ה-sharpness.

האפקט מורגש במיוחד כאשר איכות תמונת המקור טובה יותר. הדבר ברור, ככל שמנגנון sharpness נתקל במקור שהוא חד בעצמו, כך הוא אפקטיבי יותר ויכול לשפר את ההפרדה בין גבולות האובייקטים. 

ארטיפקט מעניין נוסף ניתן לראיה ב-pattern העליון. שימו לב לצורה של העיגול המרכזי. העיבוד האופקי גורם לשינוי הצורה מעיגול מטושטש (כך זה במקור) לצורה הרבה יותר "מעויינת" בתמונה התחתונה.

ניכר שהמוצר מנסה "להוסיף מידע קונטרסטי" באיזורים סמוכים אופקית לשטח מפורט מאוד, אך באיזור ללא פירוט. כלומר, אם יש לנו פנים של אדם, במצח שלו יהיה מעט פירוט יחסית לגבול הפנים. האלגוריתם מוסיף בעצם קונטרסט לאותו שטח (על ידי הכהתו באופן הדרגתי).

לצורך העניין לקחתי סרט בלוריי וצילמתי כמה תקריבים שלו:

האפקט עדין אך ניתן לזיהוי.שימו לב לצד המואר, מצד ימין של הפנים ולאורך הנחיריים – ההפרדה בתמונה השניה טובה בהרבה.

 אם נחסיר בין התמונות (ניתן להגדיל את כל התמונות על ידי לחיצה עליהן) נוכל לראות מה דרבי משנה בתמונה.

האזורים החשוכים הם איזורים שבהם דרבי לא הוסיף מידע לתמונה, בעוד שככל שהם בהירים יותר, כך דרבי שינה יותר את התמונה. נראה שהוא זיהה את הגבולות המשמעותיים של התמונה (צידי פניו של הילד, הנחיריים) והדגיש אותם. זום גדול יותר יראה שגם הנמשים על פניו הודגשו טיפה.

נגדיל טיפה את העוצמה של האפקט ונבחן שנית.

נתחיל בתמונה המקורית:

האפקט הבא הוא מתיחת הקונטרסט על ידי adaptive contrast של VXP


adaptive contrast by VXP

עכשיו נראה מה האלגוריתם הזה הוסיף לתמונה:

כפי שנראה, ההבדלים משמעותיים לא רק בגבולות. ניתן לראות לא מעט שיפור בקונטרסט הפנימי, יש יותר חדות ויותר פרטים. עכשיו נשווה זאת ל-DARBEE.

במצב full pop חלקי (45% כאמור הוא סביר למדי):


full pop 45%
– שימו לב לגוון החום הכהה בגבול המצח עם הרקע

ניתן לראות בצידי התמונה חידוד של גבולות. האלגוריתם ללא ספק חכם ובוחר צד אחד לשפר. כלומר, הוא אינו משפר את שני צידי הגבולות ובכך נמנע מתופעת ה-halo המרגיזה שאופיינית למירב מנגנוני החידוד. עם זאת, יש מעט יחסית שיפור של פרטים באיזורים פנימיים של הפנים.


full pop 100%
– שימו לב לגבול המצח עם הרקע, והכהות של המצח והחשכת גבול הסנטר

מצב full pop ב-100% (שימו לב שהמכשיר מגיע עד 120%), כאן כבר נראה שלא רק הגבולות מחודדים, אלא גם פרטים בתוך הפנים מתחדדים. 

ההבדל ניכר מאוד בגבול של השיער ועוד יותר בגבול של המצח עם הרקע. חלקו השמאלי של המצח מקבל גוון כהה בהרבה שלא היה שם במקור. החידוד ניכר בכל איזור הפנים ובפרט בלחיים.


HDTV 45%

מצב HDTV מאוזן בהרבה ונותן תמונה דומה מאוד ל-adaptive contrast של VXP. מבחינת השיפור, המנגנון מעט טוב יותר בלהוציא את הפירוט מהלחיים מאשר מנגנון ה-VXP (לצורך הבדיקה, VXP היה במצב המינימלי שלו).

מסקנות סופיות

נתחיל ממה שה-Darbee לא עושה – הוא לא ממציא פיקסלים, אלא בוחר סלקטיבית אילו פיקסלים להדגיש ואילו לא לשנות כלל.

כאן אנחנו בעצם עוברים לתחום הסובייקטיבי. האם אהבתי את האפקט או לא. נתחיל בזה שלא אהבתי את מצב full pop כלל. ראיתי את האפקטים של מריחת הגבולות האופקי – ולרוב הארטיפקטים הציקו לי בעין גם בעוצמות נמוכות. מצב HDTV היה סביל יותר (בעיקר בערכים של 45% ומטה).

נתחיל בהבדלים בין המסכים. ככל שהמסך היה גדול יותר, כך האפקט היה משמעותי יותר. ב-KURO (גודל 50") האפקט היה מינימלי והיה צריך באמת להעלות אותו משמעותית בכדי להבחין בהבדל דרמטי (במצב HDTV). במסך ה-LED של סמסונג, האפקט היה משמעותי יותר ומורגש יותר, אך גם כאן, האפקט היה יותר "תחושה חדה יותר" מאשר זבנג בעין.

במקרן, ההבדל היה הכי משמעותי, אך עבורי גם קיצוני מדי. במצב נמוך מ-45% (ב-HDTV) החידוד היה מורגש, אבל לא באופן קיצוני. מעל למספר זה, הארטיפקטים התחילו להציק לי – בעיקר העובדה שאנשים הפכו למחוטטי פנים באופן לא אמין). המנגנון הצליח להתגבר על שני המכשולים העיקריים של מנגנונים מסוג זה: הוא לא הוסיף banding לתמונת הדרגתיות והוא נמנע מהוספת halo סביב אובייקטים מחודדים. לכן הוא אינו מאבד פרטים ואכן מחדד אותם.

ללא ספק מדובר כאן באלגוריתם חידוד מסוג חדש ואפקטיבי בהרבה מזה שמובנה במסכים כיום. אולם אם השיפור חזק מדי, הוא מציק. אם הוא חלש מדי, כמעט ולא מרגישים אותו. בסופו של דבר, אם אני צריך לבחור בין האלגוריתמים השונים, זה שלטעמי שיפר את התמונה הכי טוב היה מנגנון ה-adaptive contrast של VXP וגם הוא לא היה נטול בעיות (גם במצבו הנמוך ביותר הוא מושך יתר על המידה לכיוון השחור, ולכן נוטה לאבד פרטים בגוונים הכהים).

האם המכשיר שווה את ערכו? למי שמעוניין לסחוט טיפה יותר חדות מהתמונה שלו באופן מלאכותי, או שרוצה לבחון כניסה לתחום מעבדי התמונה, מדובר כאן במכשיר זול בתחומו שאכן עובד. מצד שני, התמונה שהוא הפיק הרגישה לי מלאכותית ובמצבים שבו הוא לא הוסיף ארטיפקטים האפקט היה עדין למדי.

מחיר רחוב (אמאזון, מול AVS) עלות בין $299-260 (המחיר בקרוב צפוי לעלות)

תודה לחבר האתר taoyossi על השאלת המוצר לטובת הכתבה

לדיון בנושא: Darbee – קופסאת עיבוד התמונה – האם היא מהפכנית?


חלק מהתכנים באתר כוללים מעת לעת קישורים לתוכניות שותפים, שעבורם האתר מקבל עמלה עם רכישה בפועל.
עמלה זו איננה מייקרת את עלות הרכישה של המוצרים.

8:45
  /  
09.09.2012
  
מאת: עפר לאור

1