高精細度ビデオ

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高精細度ビデオ、(high definition video)の項目では高精細度映像全般について記述する。一般的にHD映像とはSD - HD - UHDと分類された解像度のうち、HDに含まれる映像である。

Common Video Resolutions 2.svg

名称[編集]

海外においてはHDTV、HDと表記されることが多い。日本においてはハイビジョンが多く使われる。マイクロソフトはビデオゲーム機においてハイデフという名称でHD画質を紹介した。一般的にフルスペックハイビジョンは1080iを指す。開発初期においてはNHKは高品位テレビという名称で開発しており、ソニーHDVSという名称で放送機器を製造販売していた。

歴史[編集]

高精細度ビデオの仕様は1980年代に、日本で1125ライン・30フレーム毎秒(FPS)テレビ規格が開発されたことに始まる。日本はこの標準を1981年アルジェでのテレビ技術者国際会議で発表し、 日本のNHK1983年スイス会議でアナログハイビジョン方式を発表した。NHKの方式は1990年代前半にSMPTE(映画テレビ技術者協会)標準240Mとして標準化された。

歴史的には、高精細度ビデオという用語は1930年代後半に15~220ラインの解像度範囲であった機械的走査方式の初期実験を改善するために開発されたテレビ標準に使われていた。英国ジョン・ロジー・ベアードがこれら機械的走査方式の主な提唱者であったが、フィロ・ファーンズワースウラジミール・ツヴォルキン、やアイザック・ショウエンバーグ主導でアラン・ブルームラインを擁するEMIチーム等より電子的方式に置き換えられた。

1936年英国においてアレキサンドラ・パレスから最初にテレビ放送—BBCテレビ—が開始され、初期はベアード・テレビジョンによる240ライン・24フレーム毎秒(fps)の機械走査方式であったが、マルコーニEMIの405ライン・50フィールド毎秒インターレース方式(2フィールドで1フレーム構成する)に替わった。ベアード方式は1936年末には撤退した。これが世界で初めて計画された「高精細度」テレビであり、この用語は当初は240ライン以上の解像度を持つ方式を示していたと認識される。マルコーニEMI仕様は欧州にてCCIRシステムAとして採用された。

米国では、1940年にNTSC(国家テレビシステム委員会)が525ライン・30fpsを標準化し、1941年6月1日に放送開始された。NTSC標準は1950年に非互換の441ラインカラー標準を含めたが、1953年に互換の525ライン・29.97fpsカラー標準採用に置き換えられて現在に至る。1950年代に625ライン・25fpsのPAL(位相反転走査線)が開発され1964年に放送された。米国のNTSC方式とは別に、SECAM(順次式カラーメモリ)がフランスで欧州初の625ライン・25fpsカラーテレビ標準として開発され、西ドイツのPALを圧倒した。SECAMは冷戦時のフランスとその植民地、ベルギーで採用され、後にソビエト連邦、中華人民共和国、この2国を指示する共産主義政府を主とする米国標準を拒否する国々に採用された。

1980年以降の高精細度ビデオ標準は、1987年に米国放送局の要請でFCC(連邦通信委員会)による高度テレビ方式研究にて開発された。ATSC(高度テレビシステム委員会)によりFCCは最大30fpsフレームレートの1080ラインビデオ(技術的には1125ライン・30fpsのNHKアナログ方式を元とした後継)と最大60fpsのフレームレート・プログレッシブ(順次走査)の720ラインビデオ方式を採用した。FCCは1996年にATSC送信標準(HD、SDビデオ標準の双方を含む)を正式に採用し、1998年10月28日に初めて放送された。

世界中でアナログ方式のPAL、NTSC、SECAMが60年以上送信されてきた。しかしながら、HD形式を含むデジタル放送方式の台頭により、アナログ送信は今後終了を迎え、NTSC、PAL、SECAMは過去のもの、楽観的に見てでも併存となる。その後も設置済みのアナログビデオ機器(テレビ局と家庭のテレビ)が膨大であるため、視聴用に存続する。高精細度テレビへの切り替えには多額の費用を要し、特に低所得層の多い地域では富裕層が先行する。

形式考察[編集]

放送に最適な形式は録画に使用されるメディア形式と収録内容の特性に依存する。フィールドおよびフレームレートは収録元と一致させるべきであり、解像度も同様である。一方、高解像度は仕様可能の帯域以上を必要としている。デジタルHDTVでは非可逆圧縮が使用され、画質の低下を伴う。

映画館向けフィルムは高精細解像度であり24フレーム毎秒で撮影される。使用可能な帯域、解像度、および画像の動きにより、ビデオ変換に最適な形式は720p24または1080p24のいずれかとなる。PALを使用する国のテレビでは、フィルムを4%高速にして秒間25フレームに変換しなければならない。NTSC標準(60フィールド毎秒)の国では、3:2プルダウンとよばれる技術が使用される。フィルムの1フレームがビデオの3フィールド(1/20秒)に対応し、次のフレームがビデオの2フィールド(1/30秒)に対応し、これが繰り返されることで、フィルムの2フレームを正確に1/12秒に収録できる。(テレシネ参照)(注: この動作は、フィルムが24.00フレーム毎秒の撮影である一方、NTSCデジタルビデオの24pは秒間23.976フレームであるため複雑である。これはNTSCビデオは、モノクロNTSCビデオとの1000/1001の相違で(60.00ではなく)59.97フィールド毎秒であることによる。したがって、フィルムからNTSCビデオへのテレシネでは画像と音声を0.1%遅らせる必要がある。)

過去(高精細度テレビ以前)のBETACAM SPなどのビデオテープへの収録は480i60または576i50であった。これらは高解像度形式(720i)へアップコンバートされるが、インターレース(飛び越し走査)から一般の720p形式の変換は画像の歪みを伴うため、変換後の出力をフィルター処理して実解像度を低下させる必要がある。

映画以外での高精細度テレビのビデオ収録は720pまたは1080i形式である。放送形式はテレビ放送局に依存するが、形式選択には様々な要因がある。一般に、720pはプログレッシブ方式であるため、インターレース方式であるため速い動画の画像品質に劣る1080iに対して、速い動作に適している。また、コンピュータのモニターがプログレッシブ方式であり、グラフィックカードのほとんどがリアルタイムのインターレース除去の最適化処理を行うため、720pはHDビデオのインターネット配信に適している。720pビデオはまた1080iや1080pよりもストレージやデコードの要求が低く、縮尺処理せずに1920×1080の解像度を表示可能なディスプレイは普及していない。720pは、250米ドル以下で販売される一般的なSXVGA(1280×1024)液晶ディスプレイをフル解像度で表示できる。1080iの解像度互換の液晶ディスプレイは1万米ドル以上の価格である。

北米では、FOXABC、およびESPN(ABCとESPNはディズニー傘下)は720p番組を放送している。PBSNBC、Universal-HD(以上ゼネラル・エレクトリック傘下)、 CBS、UPN、Showtime、INHD、HDNet、およびタイム・ワーナー傘下のHBO-HD、the WBおよびTNTは1080i番組を放送している。

ゲーム機におけるHD[編集]

2014年2月現在、Xbox 360PlayStation 3Wii UPlayStation 4がハード性能上対応しているが、1080i、720p、1080pのうち、どの解像度に対応するかはソフトにより異なる。Xbox OnePlayStation 4ではHDを超える4K UHDに対応している。

映画制作でのHD[編集]

映画でのコンピュータ生成・代替の画像増加、および画像編集処理のデジタル化に伴い、デジタルビデオカメラ最上位機によるHD形式を使用して映画撮影を行う監督も現れた。HDビデオはSDビデオに比べて非常に高品質であり、匹敵するフィルム感度の信号対雑音比(SN比)に改善されているが、フィルムはHDビデオ形式より精細に画像を解像できる。また、フィルムには最上位のHDカメラよりも広いダイナミックレンジ(ある画面の最暗部と最明部のを解像可能な能力)を持つものがある。HD使用の主な説明意見としては、フィルムストックの費用の抑制と特殊効果編集システムへの転送を容易にすることである。これまでHDを幅広く使用した監督は:ジョージ・ルーカスマイケル・マンロバート・ロドリゲスである。

スタートレック:エンタープライズスターゲイトなど、SFを主題としたテレビ番組の多くはデジタルカメラを使い始めている。 HDデジタルビデオの撮影を行った主な映画は次の通り:

関連項目[編集]