リュウグウの段彩陰影地形図から作成した、擬似立体地形図

　はやぶさ２が小惑星リュウグウを測定した標高データ（SfMによるモデル）で作成された、
段彩陰影地形図が公開されています。
その段彩陰影地形図から簡易DEMデータを作成して擬似立体地形図を作成してみました。

図１、リュウグウの段彩陰影地形図から作成した、擬似立体地形図（裸眼立体視・交差法）
　　　　　(左クリックで拡大できます)

図２、リュウグウの段彩陰影地形図から作成した、擬似立体地形図（裸眼立体視・平行法）

注意：R1が作成した簡易DEMデータは、「JAXA、会津大」の公式データではありません。
　　　そのため、どれぐらいの誤差があるか不明なのであくまで参考図となります。
　　　又、垂直倍率は立体感を出すために大きく誇張しています。実倍率は不明です。

　リュウグウのDEM形状データはたぶん一般公開はされないと思いますが何とか手に入れ
たい、ということで段彩陰影地形図の標高を表すカラー情報データから簡易DEMデータを
作成してみました。
段彩陰影地形図なので影が付加されていますがDEMデータを作成するにはこの影を何と
か除去しないとカラー画像からモノクロのコントラスト（標高値）画像を得ることが出来ない
ので影を除去していますが、影なのか実データなのか判別できないので完全に除去でき
ず、作ったDEMデータがどのくらいの精度なのかは不明です。
今回は、カラースケール化された画像からどれくらい元のモノクロ画像が復元できるかの
テストでした(^_^;)

作り方の概要　(Photoshop CS6,bmp2csv,エクセル2010 を使用)
１、段彩陰影地形図,RGBをCMYKに変換、K（影）のみを取り出して再びRGBに変換
　　（影部分の抽出①）
２、段彩陰影地形図,RGBをモノクロに変換（R=100,G=-25､B=-25 ②)
３、②に、①を諧調反転して覆い焼き（リニア）・加算（不透明度20％）で、影を除去して
　　標高＝コントラストに変換、リサイズ、ボカシ（ガウス0.5）③。
４、③を「bmp2csv.exe　作者 ra-vさん 」でCSVに変換、エクセルで３D等高線作図④。
５、④を３D画像化して、オリジナルカラーを被せて完成⑤
　　※変換パラメーターは画像目視で増減しながら判断しています。

出典：『小惑星探査機「はやぶさ２」のリュウグウ近傍における運用状況
2018年8月2日　JAXA はやぶさ2プロジェクト
http://www.hayabusa2.jaxa.jp/enjoy/material/press/Hayabusa2_Press20180802_ver7.pdf』
の図、「Hayabusa2_Press20180802_ver7-69（クレジット：JAXA、会津大）」をもとにR1が作成。

CDフォーマットでハイレゾ再生Ver.3

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「疑似ハイレゾ音源」の最新バージョンの紹介記事です。

疑似ハイレゾ音源の最新バージョン
http://r1rawd.cocolog-nifty.com/blog/2020/12/post-40adca.html
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　CDフォーマットでハイレゾを再現する方法の改良版 Ver.3　です。
　

　簡単にまとめると

　①CDフォーマット音源(44.1KHz/16bit)を簡単な補間操作で、CDフォーマットのまま
　　ハイレゾ音源に迫る音質を得ることが出来る。

　　1)CD(WAV 44.1KHz/16bit)からは、雰囲気はハイレゾで高域が少し落ちるかな？
　　　ぐらいの音質。
　　2)圧縮音源(44.1KHz mp3,AAC,WMA,ogg)からは、CD+αの音質に補間できる。

　　　（CDフォーマットでハイレゾ再生Ver.3　の音質は、R1の感想です(^_^;)

１、「CDフォーマットでハイレゾ再生Ver.3」の、Ver.1,2からの改良点

　①Ver.1,2は、補間信号に僅かに位相を進めたオリジナル波形（イコライジング、
　　ゲイン調整あり）を使っていたため、補間効果のある帯域が狭く、音像が少しボケた
　　感じに聞こえる欠点があった。

　②それを解消するために、Ver.3は補間信号に圧縮音源を利用して
　　時間遅れが無く、圧縮により抽出された可変の周波数帯をハイレゾ感の
　　補間信号としてオリジナル波形に付加し、全帯域でハイレゾ感の
　　補間効果を得ることが出来た。

　③参考：「CDフォーマットでハイレゾ再生」を思い付いた原点はこれです。
　　　「ハイレゾ音源はなぜ音がよく聞こえるのか？」
　　　http://r1rawd.cocolog-nifty.com/blog/2018/05/post-c1c4.html

２、「CDフォーマットでハイレゾ再生Ver.3」　の補間操作と仕組み

　　ブロック図

　　a)org.wav(44.1KHz/16bit) → b)org.ogg（44.1KHz 品質10) → c)ゲイン調整 -120dB
　　　　　　  　↓　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ↓
　　　　　　　　↓　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓
　　　　　　　 　→ d)(加算)　←―――――――――――――――――――
　　　　　　　　　　　↓
　　　　　　　　　　　↓
     e)CDフォーマットハイレゾVer3（wav　44.1KHz/16bitで出力）

　　a)CDフォーマット読み込み(44.1KHz/16bit)
　　　　ライブラリにFFmpegを入れてあれば、圧縮音源(mp3,AAC,ogg,WMA)も直接読み
　　　　込めます。

　　b)ogg形式で書き出し(※2-1)
　　　　圧縮音源に変換することで補間に不要な帯域が削除され、残った聴感上強調した
　　　　い帯域を補間成分として利用します。
　　　　oggの品質は最高の10にします。(品質を下げると高音の聴感が落ちます）

　　c)補間成分のゲイン調整　-120dB
　　　　ゲイン調整は一度に-120dBが出来ないので、-50,-40,-30dBの3回に分けて行う。
　　　　-120dBも下げるとノイズと区別がつかないと思われるかもしれませんが、-140dB
　　　　でも差が解ります。

　　　　-120dBが元のハイレゾ音源の雰囲気に一番近いと思いました。
　　　　-120dBよりゲインを上げる(-119,-118・・・)と音が柔らかくなります。
　　　　-120dBよりゲインを下げる(-121,-122・・・)と音が硬くなります。
　　　　　　3回目の-30dBを好みで調整して見て下さい。

　　d)CDフォーマットに補間成分を加算

　　e)CDフォーマットハイレゾVer3　として書き出し(44.1KHz/16bit)　

　　　※2-1：oggを選択した理由はmp3やAACにエンコードすると先頭の無音部分が僅かに
　　　　　　　　長くなりWAVと同期がとれません。
　　　　　　　　oggは先頭の遅れが発生しないのでWAVと同期がとれます。

３、「CDフォーマットでハイレゾ再生Ver.3」　の作り方。

　　補間操作には、Audacityを使います。（私は、Ver　2.0.6 を使っています）
　　操作前に下記の設定をしてください。

　　Audacityを使った作り方のビデオです。

４、開発環境（ヒアリング機器）

  　Ver.3の設定値は、96/192KHz24bitの音源を44.1KHz/16bitにダウンサンプリングした
　ものを使い、元のハイレゾ音源に近づけていく手法をとっています。

　1)パソコン：ノートパソコン dynabook T551/T6DB(win7、core i7-2670QM)
　2)編集ソフト：Audacity　2.0.6
　3)USB-DAC：エレコム EPH-AHR192（改造品）　
　　　http://r1rawd.cocolog-nifty.com/blog/2018/04/usb-dac-ehp-ahr.html
　4)ヘッドホン：ATH-W1000（改造品）
　　　http://r1rawd.cocolog-nifty.com/blog/2017/02/ath-w1000-d732.html
　5)再生ソフト：WaveSpectra Ver.　1.51　を音楽再生ソフトに使用しています。(※4-1)
　　　高音質設定：ASIO BRAVO-HD モード。(WASAPI も使えます）
　　　　　　　　CPUの負荷を下げるために、計測モードOFF、表示間隔 休止時間 500ms、
　　　　　　　　FFT サンプルデータ数 128　に設定します。
　　※4-1：このソフトはWAVしか再生できませんが、ボリューム調整やイコライザー、
　　　　　　リサンプリングなどの波形操作を一切していないので最高の音質です。
　　　　　　簡単なプレイリストも作れます。（ヘルプ参照）
　6)約8KHzまでしか聞こえない私の耳。
　　15KHz以上のモスキート音が聞こえる若い方で検証していないので、
　　どんなふうに聞こえているのでしょうか(^_^;)

　　　　　　こんな周波数特性の耳でハイレゾなんて・・・　おかしいですか？

　　高周波聴力検査ソフト　を使用させて頂きました。
　　　http://www.kuroda33.com/jibika/audiometry/

ハイレゾのカテゴリーが無いのでカテゴリー違いですが

リュウグウの高解像度立体視画像（スクロール３D・交差法）

　リュウグウを高度6Kmから撮影した画像から作成した、高解像度の立体視画像
（スクロール３D・交差法）です。
オリジナルの画像を高解像度で見るために立体視画像の上下方向を４分割にして
拡大し、左から右にスクロールすることで全体を表示しています。
（動画で立体視が苦手な方は一時停止して静止画として見て下さい）

①リュウグウの高解像度立体視画像（スクロール３D・交差法）

⑤リュウグウの高解像度立体視画像（スクロール３D・平行法）

②リュウグウの高解像度立体視画像（裸眼立体視・交差法）　(拡大で1300x731pix)

③リュウグウの高解像度立体視画像（裸眼立体視・交差法）　HDモニター用(1920x1080)

④リュウグウの高解像度立体視画像（裸眼立体視・平行法）

注意：垂直方向の倍率（凸凹に見える高さ）は少し誇張されて見えています。
　　　（実倍率は不明）

出典：下記の、onc_20180720_072224_pub.jpg(※1)、fig1.jpg(※2)をもとにR1が作成。
画像クレジット：JAXA, 会津大, 東京大, 高知大, 立教大, 名古屋大, 千葉工大, 明治大, 産総研
(※1)はやぶさ２プロジェクトHP　http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180731/index.html
(※2)はやぶさ２プロジェクトHP　http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180725je/index.html