4320p

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4320pは、ディスプレイ、動画の解像度などで用いられる用語で、画面アスペクト比は16:9で、有効垂直解像度4320本かつ、順次走査の動画を指す略称である。正方形ピクセルにおいて7680×4320、33メガピクセル(3317万7600画素)の動画となる。つまり、現行最も使われる1080iの縦横それぞれ4倍、16倍の画素数である。UHDTV(超高精細テレビ)における「8K」であり、8K UHDTV、8K UHD、スーパーハイビジョン8Kである。フルスペックで撮影できる機材は2010年に、フルスペックで表示できる機材は2011年に開発されている。

名称[編集]

はじめに、映像がITUによりITU-R BT-1769(2006)、SMPTEによりSMPTE 2036-1(2007)が規定された。これらには2160pが含まれる[1]

国際電気通信連合(ITU)においてはUHDTV(Ultra HD television)、超高精細テレビに含まれる。2012年5月24日、4320pをUHDTVのうち8Kと呼ぶことが勧告された。そのため「8K UHDTV」「8K UHD」と呼ばれている[2][3]

またはUHDTV(Ultra high definition television)を直訳して「超高精細映像 8K」。総務省の発表資料でしばしば使用されている[4]

総務省においては現行の1080iを2Kとして、4Kと8Kをスーパーハイビジョンとしている。そのため4320pは「スーパーハイビジョン 8K」と呼ばれている[5]

他には8K Ultra HDまたはUHDTV Level2(超高精細テレビ レベル2)、UHDTV-2と呼ばれる[6][7]

8K4Kや単に8Kとも呼ばれるが、デジタルシネマ向け4K、4096×2160(17:9)の4倍の画素数の、8192×4320を指すこともある。

画面解像度においてはUHDと呼ばれている。ちなみに4KはQFHDとも呼ばれている(2K(Full HD)に比べて面積が4倍(Quadruple)になることから)。

スーパーハイビジョンには、「4K」と「 8K」があるが、NHKが単に「スーパーハイビジョン」と呼ぶときは4320pのみを指すことが多く、120p、4:4:4/12bit画質の「フルスペック」かつ22.2chサラウンドを目指して開発している。略してSHVとも呼ばれる。

種類[編集]

ARIB STD-B56では解像度の他に複数のパラメーターが定められている。

フレーム 60, 120
色差信号 4:4:4, 4:2:2, 4:2
階調 10bit, 12bit

実際の撮影では、デュアルグリーン方式を加えた種類がある[8]

フレーム カラー 非圧縮デジタルレート 名称
60p 4k×4(R・B・G1・G2) 24Gbps(12bit),19.9Gbps(10bit) デュアルグリーン
120p 48Gbps(12bit)
60p - 72Gbps(4:4:4/12bit),39.8Gbps(4:2:2/10bit)
120p 144.3Gbps(4:4:4/12bit) フルスペック

撮影[編集]

カメラ性能は大きく分けて、4つに分類できる

  • フルスペックの三板方式(8K×3枚 R/G/B)
  • デュアルグリーンの四板方式(4K×4枚 R/B/G1/G2)
  • バイヤー配列の8K単板方式(8K×1枚)
  • バイヤー配列の16K単板方式(16K×1枚)

カメラの性能は世代ごとに向上している。

  • 1世代(2002年) - 80kg CCD 2.5インチ光学
  • 2世代(2004年) - 40kg CMOS ズーム付き
  • 3世代(2010年) - 20kg CMOS
これら3つは3840×2160の撮影素子を緑のみ2枚にしたデュアルグリーンの四板方式。緑の2枚目を3色から水平垂直方向に1/2画素分ずらしてある。緑はフルスペックの半分、赤と青は1/4の解像度しかないが補間演算よって4320Pを撮影する[9][10][11]
  • 4世代(2010年) - 65kgは初のフルスペック(7680×4320)のCMOS×3板式カメラである[12]
  • 5世代のカメラはバイヤー配列8K単板方式の小型カメラである。
2012年5月、NHK放送技術研究所と日立国際電気で共同開発した、単板式CMOSによる4キログラムの小型ビデオカメラを公開した。7680×4320のCMOSをバイヤー配列(バイヤー配列)のカラーフィルターで補間演算し擬似的に4320Pカラー映像を撮影できる。ロンドンオリンピックにおける撮影で使用された[13]
  • 2012年には、NHKと静岡大学と開発した、120Hz(120p)に対応したCMOS撮影素子を発表した。撮像領域は21.5mm×12.2mmと小型である。この撮影素子を使用したカメラは、2012年に3版式カメラが、2013年5月には単板式カメラが発表されている。単板式カメラはNHKとアストロデザインの共同開発で、2キログラムと軽量であるが60pまでとなっている[14][15]
  • 2014年には、バイヤー配列の16K CMOSを開発した。単板でも16Kになると各色8Kの解像度があるため、単板でありながら8K 3板相当の画質となる[16]。また、既に販売されている4Kカメラ、CineAlta F65を改造した8Kカメラが発表された。元々F65はハニカム配列に似た8k2K程度の解像度、1900万画素CMOSを搭載しており、8Kデュアルグリーン相当の画質を出力できる。

ディスプレイ[編集]

開発初期は、3840×2160の素子を緑のみ2枚使用し、緑の2枚目を3色から水平垂直方向に1/2画素分ずらしてある。4板式プロジェクター。緑はフルスペックの半分、赤と青は1/4の解像度しかないが擬似的に4320pを表示する。赤青のプロジェクターと緑緑のプロジェクター2台を並らべて投影する[9]

2009年、技研公開において、NHKがビクターと共同開発したフルスペックを満たす(8192×4320)の3板式プロジェクターを公開した[17]

2011年1月、NHKがJVCケンウッドと共同開発した3840×2160の素子3枚搭載したプロジェクターを発表した。フルスペックより低価格化、小型化できるのが特徴。反射型液晶素子を斜め方向に1/2画素分、高速で光学的に屈折させることにより、縦横2倍、合計4倍の解像度を実現した[18]

2011年5月には、シャープがNHKと共同で85型直視型フルスペック(7680×4320)液晶ディスプレイを開発した。HDMIを16本接続、60p。輝度300cd/m[19]

2012年4月27日にはパナソニックがNHKと共同で145型フルスペック(7680×4320)プラズマディスプレイを開発した。世界初の自発光、直視型ディスプレイである。60p。カラー配列RGB縦ストライプ[20]

伝送[編集]

  • 2.4Gbps 非圧縮デジタル、NHK技研展示会、鴨川東京間(2005年)、光ファイバー[21]
  • 640Mbps mpeg-2 NHK紅白歌合戦、東京大阪間(2006年) ip通信[21][22]
  • 140Mbps H.264トリノ-アムステルダム間(2008年)、通信衛星ユーテルサット[21]
  • 100Mbps×3チャンネル H.264 札幌、鹿島、東京(2009)、通信衛星きずな[21]
  • 240Mbps H.264 ロンドン東京(2010年) ip通信[21]
  • 180Mbps H.264 東京(2011年) UHF
2011年5月15日、NHKが世界で初めて地上波における伝送に成功した。ISDBを基本にUHF31と34の2チャンネルを、水平垂直MIMOによりそれぞれ2倍、誤り訂正符号を低密度パリティ検査符号に変更、デジタル変調40960QAMを採用した。結果、182Mbpsのレートとなり、4320pの映像をH.264で圧縮して伝送することに成功した[23][24]
2013年、三菱電機とNHKは次世代圧縮方式、H.265(HEVC)を使用するものとしては世界初のリアルタイムエンコーダー開発した[25][14]

放送[編集]

2016年に21GHz帯衛星による試験放送を開始する予定。ちなみに2160p(4K)は2014年開始予定である。 従来のBS・CS放送(110度・12GHz)においても16APSK(3/4)で変調すれば1チャンネルで4320pが伝送可能であり、NHKは12GHzを利用することも想定している[26]

CS110度衛星による8Kテレビ放送[編集]

2016年、リオデジャネイロオリンピックにあわせて、左旋円偏波の東経110度CS放送‎を使用した放送を開始予定。スカパー!は現在、右旋波を使用しているが、2016年度に左旋波用衛星が打ち上げ予定[27]

2020年、2020年夏季オリンピックにあわせて、スカパー!が使用している右旋波を使用した放送を開始予定[27]

CS110度左旋波、右旋波では4K(2160p)の放送も併せて開始される予定。

中継・撮影された素材[編集]

2005年から(継続して撮影収録されているかは不明)[10]
  • International Broadcasting Convention展示向け動画。ニューヨークやハワイにて空中、水中撮影を含む。イタリアの公共放送と共同で中継も行った(2008年)[10]
  • ロンドンオリンピック(2012年)
BBCと共同

比較[編集]

4320p
1080p 1080p 1080p 1080p
1080p 1080p 1080p 1080p
1080p 1080p 1080p 1080p
1080p 1080p 1080p 1080p
4320p
2160p 2160p
2160p 2160p

8K UHD, 4K SHD, FHD and SD.svg

  • 4K UHDが2160pである。

出典[編集]

  1. ^ スーパーハイビジョンの研究 NHK 1P
  2. ^ 4K/8Kテレビは「UHDTV」に。ITUが勧告案発表 2012年5月28日
  3. ^ ITU Recommendations on UHDTV standards agreed ITU
  4. ^ 総務省
  5. ^ 放送化の高度化に関する現状 総務省
  6. ^ ebu 4p 2011-05-07
  7. ^ Never Say 4K 2012-09-11
  8. ^ 情報通信審議会情報通信技術分科会 放送システム委員会 総務省
  9. ^ a b FPDの人間工学 5P NHK 2009-03-06
  10. ^ a b c d e スーパーハイビジョンの研究 NHK 16P
  11. ^ 放送技術のこれからの将来 NHK 9P
  12. ^ NHK、スーパーハイビジョンの進化版など「技研公開2009」 AV Watch 2009年5月19日
  13. ^ 重さ約4kgのSHVビデオカメラ、NHKと日立国際電気が開発 日経 2012-05-25
  14. ^ a b NHK技研公開2013。'16年試験放送に向けSHV加速 AV Watch 2013年5月18日 2013/05/28閲覧
  15. ^ スーパーハイビジョン用120Hzイメージセンサー NHK
  16. ^ NHK、1億3,300万画素のCMOSセンサーを開発 phileweb 2014年5月16日
  17. ^ NHK、スーパーハイビジョンの進化版など「技研公開2009」 AV Watch 2009-05-19
  18. ^ ◆実用的な小型SHVプロジェクターを開発! NHK 2011年1月13日
  19. ^ NHKとシャープ、85型スーパーハイビジョン液晶を開発 AV Watch 2011年5月19日
  20. ^ NHKとパナソニック、世界初145型スーパーハイビジョンPDP開発 AV Watch 2012年4月27日
  21. ^ a b c d e [1]
  22. ^ 紅白生中継のすべて NHK
  23. ^ NHK、地上波でのスーパーハイビジョン映像伝送実験に世界で初めて成功 2012年5月5日
  24. ^ 地上波伝送実験 NHK
  25. ^ 世界初! スーパーハイビジョン(8K)HEVC 符号化装置を開発 三菱電機
  26. ^ 12GHz帯衛星放送によるスーパーハイビジョン伝送技術 NHK
  27. ^ a b SHV/4Kとスマートテレビをオールジャパンで一体推進 AV Watch 2013-05-31