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国内勢有機ELの先陣を切る東芝「REGZA X910」。画質進化と“変わらないこと”
2017年2月10日 08:10
今年のCESは有機ELテレビが大きなトピックだった。CESにはソニーとパナソニック以外の日系テレビメーカーは参加しなくなってしまったが、それ以外にも有機ELテレビを発表したメーカーはある。東芝だ。
CES終了後の1月10日。東芝映像ソリューションは、同社初の有機ELテレビ「REGZA X910」と、液晶テレビのフラッグシップ機「REGZA Z810X」を発表した。他の2社は欧米向けに有機ELテレビを発表したが、日本向けの製品発表はまだ行なっていない。「国内製品」としては、東芝が日本勢の先陣を切った形だ。
有機ELテレビを作るために、東芝はなにをしたのか? 過去の製品と、そして液晶モデルであるX810とどこが違うのだろうか? 関係者へのインタビューをお届けする。ご対応いただいたのは、東芝映像ソリューション・VS第一企画部商品企画部TV担当の本村裕史参事、東芝デベロップメントエンジニアリング・デジタルメディアグループ 次世代映像システム開発担当 アシスタントシニアマネージャTV映像マイスターの住吉肇氏、同・プリンシパルエンジニア HD映像・音声マイスターの桑原光孝氏だ。
有機ELは55型と65型を展開、「掃除」に配慮した新デザイン
X910は、55型、65型の2モデルが用意されている。現在の有機ELテレビはすべてLGディスプレイ製のパネルを採用しているから、55/65/75型の3バリエーションが開発しうるはずだが、現状、75型は「お客様の反応を見て検討する」(本村氏)という段階。これは、東芝が主に日本市場だけでハイエンド製品を展開しており、日本市場ではこの2サイズの需要が大きかろう……という判断に基づくものである。
デザインは過去のモデルから一新され、下部に小さな台があるような構造になった。しかし従来と異なり、スタンド部は画面の「前」には出ていない。構造的には「スタンドに有機ELが刺さっている、文鎮にはがきが刺さっているような感じ」と本村氏は説明する。こうしたデザインは、有機ELの薄さ・額縁の狭さを活かし、空中にディスプレイが浮いているような感覚を再現するために採用されたデザインだ。ここで、ソニーのような「卓上カレンダー」的な床置きでなく、テレビ台に近い構造を採用したのは、「テレビの下に若干の空間を作り、そこを掃除しやすくするため」(本村氏)だ。
ちなみに、65型の場合、おおまかに言えば、有機ELパネルを中心としたテレビ部が25kg、スタンドが20kg程度。大きいものなので一人で設置するのはお勧めしないが、動かす程度ならそう苦労はしないだろう。
デザイン一新に伴い、スピーカーも大きく変わった。スピーカーの開発を担当した桑原氏は、「テレビ内蔵のスピーカーとしてはかなりのクオリティになった」と自信を見せる。本体に隠れるヒドゥンスピーカーであることに変わりはないが、音響特性が見直され、特に中高域の音質が改善されている。
桑原氏(以下敬称略)：シルクドームツイーターのしなやかな音のメリットを活かすために、イコライザーの分解能を120バンド(Z20X)から213バンドへ増やしています。特別な補正をかけることで、新しいスピーカーの良さを引き出しています。また、デジタル補正によってスピーカーが高い位置、あたかも画面から音が出ているように聞こえるようにしています。
今年のREGZAは「肌」に注目、有機ELの価値も
デザイン的な面で新奇性を打ち出すのは、有機ELによる差別化において重要なことだ。そしてそれは、現状の有機ELにおいて、パネル供給元が皆同じであり、「有機ELだ」というだけでは差別化できない、ということにも起因している。
本村：パネルで差別化できないということは、セットメーカーの腕の見せ所だ、ということです。4年前からマルチデバイスを意識して開発してきた「有機ELレグザエンジン Beauty Pro」という新しいプロセッサーを採用しました。これは、4つ同時に使うことで8Kにも対応できるものです。有機EL向けには、そこに有機EL向けに高画質化アルゴリズムを入れたファームウェアを開発し、組み合わせることで実現しています。
別の言い方をすれば、「液晶でやってきたことをもう一度、有機ELという新しいデバイスでもやる」ということである。後ほど解説するが、液晶テレビであるZ810Xにも同じプロセッサーである「レグザエンジン Beauty Pro」が使われているが、ソフトウェアは液晶向けのものが使われている。有機ELも、デバイスに合わせて適切なプロセッサーとソフトウェアの組み合わせを変える、という液晶からのアプローチの先に存在する、ということだ。
実際、高画質化アプローチにおいては、有機ELと液晶のREGZAは、ともに同じようなポリシーで臨んでいる。
本村：今年は「美肌」をREGZA全体のコンセプトに据えました。人の肌を美しく、というのは、正確には「いかにリアリティをもって再現できるか」ということです。
特にパネルポテンシャル以上の画質を目指そうとすると、ガンマを上げて画面全体の平均輝度を上げ、「明るく感じる」絵作りになりがちです。そうではなくて、我々は今回「肌がきれいになるREGZA」を目指したい、ということで、住吉をはじめとした技術陣に、そこに大きくメスを入れてもらいました。
では、特に有機EL向けにはなにをやったのか? 新しく入った機能は複数あるが、「美肌」にも通じる2つの機能について、住吉氏は次のように説明する。
住吉：今回は「ローカルコントラスト復元」という新しい機能を入れました。
従来からREGZAでは、入ってきた映像に対してシーン毎にヒストグラムをとり、コントラストを制御してきたのですが、これを「局所的なコントラスト」を制御する技術に拡張しました。
従来、「質感リアライザー」で黒側と白側のコントラストを圧縮してコントラスト感を高めると、総面積の中での白や黒は、圧縮される分「つぶれがち」になりました。そこについて、信号の輪郭とその内側のテクスチャー、すなわち陰影成分だけを取り出して質感リアライザーの逆特性を描くことで、陰影は潰さないで戻してあげられます。そしてそれを合成することで、全体のコントラスト感は変わらないまま、部分的なつぶれは戻してあげる、ということができるわけです。
有機ELに(UHD BDで規定されている)1,000nitsの映像信号を入れると、どこかでガンマで寝た(正しくない形につぶれた)形になります。寝ている輝度のところに「ローカルコントラスト復元」をかけてあげることで、全体のピーク輝度は出せないけれど、そこに存在しているテクスチャー成分は、本来もっているものと同じものを表示してあげることができるわけです。
単に1,000nitsを800nitsなどに合わせて当てはめると、中間輝度領域、特に肌色の部分で絶対輝度が合わず、やっぱりどうしても違和感が出てくるんですよ。なので、その領域まではそのまま使い、それより高いところはこうした処理でテクスチャー感は維持する、という形にしています。
住吉：「美肌リアライザー」は、基本的には肌色の高輝度部分、ハイライト部分を改善するものです。そうした部分は、特に店頭で使われるダイナミックモードなどで白飛びしたり色飽和しやすいのですが、それを大きく改善できます。
肌も、輝度を高めようと中間輝度を上げると、どうしても高輝度部分がつぶれ、白飛びや色飽和を起こしやすくなります。
今回は「肌色」の輝度ヒストグラムをとっています。それを解析し、輝度の高いところに分布している時には、明部側の階調をちゃんと出してあげよう、という処理を行います。肌色について「HDR復元」のようなことをするわけですね。その結果階調も出ますし、肌では赤が飽和しやすい状況を改善できます。赤が飽和すると、肌が黄色くなってしまうんですよね。
他社の場合だと、肌で高輝度の部分をわざと色を薄くしたりしているんですよね。もしくは、不自然なまま放置するとか。色々判断はあるようですが、我々はそこで「正しい形になる」ことを目指しました。そのためのノウハウもありますし。
有機ELというと「コントラスト」という印象が強い。そこはやはり魅力に違いないのだが、一方、有機ELは低輝度の領域の表現力が弱く、高輝度の部分でもつぶれやすくなる。絶対輝度も液晶にはかなわない。そこで、有機ELらしいコントラスト感を維持しつつ、副作用的な部分を補正して画質を保つ、というのが、東芝のアプローチの基本であり、その中でもわかりやすい部分が「肌」だった、といういい方もできるだろう。
新エンジンで超解像系が強化、UHD BDの増加に合わせて「進化」も
すでに述べたように、有機ELの「X910」と液晶の「Z810X」は、ソフトウェアこそ異なる部分が多いものの同じエンジンを使っており、ある意味で兄弟機とも言える存在になっている。今回、新エンジンの採用で、超解像系の技術がさらに進化している。
住吉：まずは「熟成超解像」です。これまでのエンジンにも、ノイズリダクションや超解像処理などはもちろん入っていたわけですが、60フレームで処理する場合、それらを「1回適用する」くらいの能力しかありませんでした。
しかし、映画などの24p(毎秒24フレーム)の映像が入ってきた場合には、単純計算で、同じデバイスで2.5分の1の時間で済むわけです。ということは、考え方としては、同じ単位時間で「5回回せる」わけですよね。
特に、2Kの映像が入ってきた時にまず4Kにし、さらにもう一回回すことで、超解像処理とノイズリダクションを2回回せることになります。「同じ回路を2回通しても無駄」というわけではなくて、回せばそれだけノイズは除去できます。また、2Kの状態で超解像をかけることと、4Kの状態で超解像をかけるのとでは、画素がより細かくなっているので、色々な処理の合わせ精度が良くなることが期待できます。
やはり、今回有機ELの製品を買われるお客様は、映画や音楽ライブにこだわって楽しむ方が中心だと思います。そこがターゲットなので、ブルーレイがもっと美しくなるのではないか、と考えました。
住吉：「アダプティブ超解像」は、地デジをきれいにする技術です。具体的には複数フレーム超解像やノイズリダクションをかけるときに、ソースに応じて参照フレームを変えよう、というものです。
テレビ放送の映像の中には、30フレームのCM、24フレームの映画、通常の60フレームの映像が一緒になっています。それらを見分けて、参照フレーム自身を決定します。
また、入力信号が「どういう映像なのか」を判別するために、五層のニューラルネットワークによる機械学習を使うようになりました。REGZAの場合には従来から「アニメ」「サッカー・ゴルフ」などのモードがありますが、映像を自動分別することで、最適なパラメーターを当てれば画質が自動的に上がるでしょう、ということで導入しました。まずはシンプルなシーン認識から、ということですが。
住吉：「AI機械学習HDR復元」というのは、あまり聞き慣れない言葉かと思います。HDR復元はもとの映像にあった輝度を復元する機能ですが、今回はそこに機械学習の考え方を採り入れました。機械学習でHDR復元のテーブルを作りました。
UHD BDが商品化されていますが、大抵2KのBDも同梱されていますので、UHD BDをHDRで再生した時の映像と、BDをそのまま再生しうた時の映像のヒストグラムをとります。そこから「どう変換すればHDR相当になったか」を見つけることができます。テーブルを変えながらどうなるのが正しいのか、どんどん機械学習を試していったわけですね。そのデータベースを使って、HDR復元用のデータベースを作った……というのが今回のやり方です。
あくまでデ−タベースを作る「手法」にAIを使った、ということで、REGZAの中にAIを入れたわけではないです。
簡単に言えば、手元で手に入るすべてのBDとUHD BDをガンガン解析していって作った……ということですね。ただ、まだ完璧ではありません。例えばアニメは、まだHDRのものが少ないのであまり精度が高くない。ですが、これからUHD BDが増えていけば、さらに精度は高まります。その学習結果は、ユーザーのみなさんにダウンロード提供していく形になると思います。
すなわち、X910とZ810Xの「HDR復元の精度」は、これからUHD BDが増えていくに従い、成長していく可能性が高い、ということだ。
有機ELと液晶は棲み分け、特にゲームは「液晶」
ここで質問。有機ELと液晶、どちらを選ぶべきなのだろうか? 新しいデバイスである有機ELは魅力的で、コントラストの良さを中心に、確かに有機ELにしか出せない絵がある。パナソニックは有機ELを明確に「トップ」に据える。一方で、ソニーはフラッグシップに液晶のBRAVIA Z9Dを据え、「有機ELは幅を広げる存在」と言う。
東芝も、X910と同時にZ810Xを発表した。「有機ELと液晶の関係」を、東芝はどう考えているのだろうか? 本村氏は「どちらかといえば、ソニーのコメントに近い。X910とZ810Xを同時発表したのも狙いあってのこと」と話す。
本村：有機ELという次世代パネルができて液晶をすべて置き換える、ということではありません。それぞれにいいところがあって、「有機ELという新しい市場ができた」という認識です。
要はターゲットが違うんですよ。液晶は全方位外交であるのに対し、やはり有機ELはAVマニアの方がまずお求めになるでしょう。
映画やライブを楽しむなら、圧倒的に有機ELをお勧めしたいですが、明るいリビング用途など、絶対的な輝度が必要な用途では液晶がオススメです。
画質設計面ではどうだろう? 住吉氏は次のように説明する。
住吉：基本的な作り方は同じですよ。有機ELだから特別、というわけではなく、結局RGBで出てくる信号を受ける、と言う意味では同じです。
ただし、自発光とバックライトシステムによる明るさの制御は大きく異なります。明るさの制御はデジタルデータでしかできません。ということは、やたら暗くするためにゲインを絞ると、階調を落としてしまうことになる。だから、できるだけ信号は振り込めるだけ振り込んだ方が、階調性のためにはいい。
液晶の場合、暗くするにはバックライトを絞ればいい。階調は犠牲になりません。ですから階調性では、現時点では液晶の方が有利なのは事実です。有機ELは自発光なので、完全な黒が出来るのが圧倒的に有利です。
あと、有機ELは液晶に比べ応答性が高いのですが、「映像のホールドぼけ」はあるので、黒挿入をするなどの工夫が必要になります。そこはデメリットなので、考慮が必要です。
ただし、基礎的な応答性がいいということは、暗部の表現に影響してきます。
液晶は応答性が悪いので、暗部が見えないんですよ。それに対して有機ELは「見えちゃう」んです。「有機ELは階調性悪いですね」と言われることもありますが、そういうわけではなくて「正しく表現されている」というほうが正確です。
ただし製品によっては、映像エンジンの出来が悪く、ビット精度がきちんと出ていないがゆえに、エンジン側で階調割れが起きてSNをさらに悪くしている……ということはあります。しかし、我々のエンジンはフル12bit処理をしていますから、そういうことは起きません。SNが悪いコンテンツは悪いまま出ますし、いいコンテンツはさらに良く出ます。
要は、正攻法で高画質を追求していけば画質が良くなるのが有機EL、ということですよ。ただ、ノイズは目立ちやすくなるので、複数フレーム超解像やノイズリダクションがより重要になるんです。
では、ゲームはどうだろう? ここについては、本村氏・住吉氏ともに「液晶が良い」と口を揃える。
本村：自発光デバイスは、どうしても「焼き付き」のリスクがゼロではありません。もちろん弊社では色々な対策もしていますし、有機ELの寿命についても、液晶テレビと同じレベルまで来ています。一般的な利用ではまったく問題ない、と考えています。しかし、ゲームの場合、スコアーやパラメーターなど、まったく同じ位置にずっと同じ表示が出続けることも多いので、局所的な輝度劣化が起きる可能性はあります。
住吉：ゲームは液晶ですね。
もちろん、有機ELの方がいいところもあります。応答性の早さはシューティングゲームをやってみると圧倒的です。応答性がいいので、映像を出してから黒を入れることでインパルス駆動ができます。液晶はまず先に「黒」を入れなければいけないので、どうしても遅れます。
ただ、自発光で静止画で同じものを出し続けるのはよろしくない。過去のプラズマと同じような問題があります。ですのでゲームモードでは、問題が出ないように輝度を抑えめにしているんです。そうすると、最近出てきたHDR対応ゲームでは物足りない……ということもあるでしょう。
しかし、液晶ではそういう問題がありませんからね。4K・HDRのゲームをやるときには、非常にダイナミックレンジも色再現性も広がっているので、リアルにゲームが楽しめるんじゃないでしょうか。
Z810Xの場合、Z20Xよりさらに遅延も減らしましたし、今ゲームをやるんだったら、X910よりもX810Xの方が……と言えるかとは思います。
では映像の中でも「アニメ」はどうだろう?
住吉：アニメは悩むところですね。アニメも昼間の明るいシーンが多かったりしますので。液晶と有機ELで一長一短、というところでしょうか。
これらの話を総合すれば、「有機EL一択」というより、利用する映像の性質で考えた方が良さそうである。