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高精細度テレビジョン放送(こうせいさいどテレビジョンほうそう、HDTV:High Definition Television)は、走査線数を増やし、かつ、Wide Aspect比(16:9)を採用することにより、鮮明な映像を実現したテレビジョン放送。

◆概要

HDTVは概ね従来の標準放送(NTSC、PAL、SECAMなどの方式)の2倍程度の走査線を持つものをこう呼ぶ。日本の放送では、電波法施行規則において、

#走査方式が一本おきであって、ひとつの映像の走査線数が1,125本以上のもの

#走査方式が順次であって、ひとつの映像の走査線数が750本以上のもの

を「高精細度テレビジヨン放送」、その他のテレビ放送を「標準テレビジヨン放送」と規定している(第二条 二十八の三による)。

国際電気通信連合では、国際標準規格(2000年)で、走査線1125本(有効走査線1080本、画面の縦横比(アスペクト比)16:9)のシステムのみを「HDTV」として定義している。

HDTVは、アメリカやヨーロッパ、日本がそれぞれ独自に研究・開発している。世界に先駆けて日本のNHK放送技術研究所が「高品位テレビ」として1964年より研究を始め、1970年代後半にHDTVのアナログ伝送方式「MUSE」を開発し、「ハイビジョン」という愛称で欧米に先駆けてHDTV放送を開始した。NHKは自ら開発したMUSE方式を世界統一のHDTV放送規格にすることを目指し、「高品位テレビ」の英訳として「High Definition Television」という言葉を使って1974年に(国際電気通信連合の前組織)で提唱し、欧米で精力的な標準化活動を続けたが、デジタル伝送技術の実用化、政治的その他さまざまな理由から日米欧はそれぞれ異なる方式でデジタル伝送技術を使ったHDTV放送を行うことになった。「High Definition Television」という言葉が日本に逆輸入されたときに、「高品位テレビ」でなく直訳の「高精細度テレビジョン(HDTV)」という言葉が作られた。

日本では2000年12月1日よりBSデジタル放送、2003年12月1日より地上デジタルテレビジョン放送の本放送がそれぞれ開始され、デジタル伝送方式によるHDTV放送が行われている。

アメリカでも、地上デジタル放送の規格として高精細度放送の規格が決定され、関連の政策が整備されたことで、高精細度放送を受信できるテレビ受像機が出回るようになり、また高精細度放送用の番組制作が行われるようになりつつある。

◆ SDTVとの比較

HDTVはSDTVより最低でも2倍以上の解像度を持つので アナログテレビや一般のDVDと比較して、より細密な映像の描写が可能である。また、HDTV放送の技術標準ではレターボックス無しに縦横比が16:9の映像を処理することができるので映画のような映像を視聴する場合には解像度をより效率的に調整することができる。

Image:Raster graphic fish 40X46squares hdtv-example.png|SDTVより4倍高いHDTVの解像度

Image:Raster graphic fish 20x23squares sdtv-example.png|SDTVの解像度

◆ 表記方式

HDTVを言う時に放送信号の形式は次のような値を利用して表記する

・ 画面領域のライン(scan line)数

・ 順次走査方式(p)あるいは飛び越し走査方式(i)

・ 秒当たりフレームあるいはフィールドの数(フレームレート)

例えば、720p60という形式は1280×720ピクセルが順次走査方式で秒当たり60フレーム(60Hz)で送信される信号を示す。1080i50という形式は1920×1080ピクセルが飛び越し走査で、秒当たり50フィールド(25フレーム)で送信される信号を指す。しばしば最後のフレームあるいはフィールドの数は省略される。このような場合には一般的に該当テレビシステムによって50あるいは60と想定される。1080pの場合には一般に1080p24、1080p25、1080p30を指す。

秒当たりフレームあるいはフィールドの数(フレームレート)も解像度と独立に使われる。例えば24pは秒当たり順次走査方式の24フレームを意味し、50iは秒当たり25フレームの飛び越し走査方式を意味する。

大部分のHDTVシステムはいくつかの標準解像度とフレームレートをサポートしている。一般的なものは次の通りである。

◇ 解像度

標準解像度(従来の解像度)との比較を以下に示す。

・ 注1:NTSCスタジオ規格の有効画素数は720×483(VGAの正方画素とは異なり、縦長の非正方画素である)、PALは720×576(横長の非正方画素)である。

・ 注2:この図はインターレース(飛び越し走査)方式による効果を無視しており、2:1インターレース方式の垂直解像度は、プログレッシブ(順次走査)方式の約70%とされている。

◇ フレームレート

・ 24p(映画フィルム)

・ 25p

・ 30p

・ 50i(PAL)

・ 50p

・ 60i(NTSC)

・ 60p

◆ デジタル伝送方式

アメリカでは、従来のテレビジョン放送向けのデジタル伝送方式としてMPEG-2、HDTV向けにMPEG-3が策定される予定であったが、MPEG-2とMPEG-3の基本技術が同じであったため、最終的にはMPEG-2がMPEG-3を吸収・統合することが決定し、MPEG-3規格は欠番となっている。現在では、HDTVを含めた映像のデジタル伝送方式としてMPEG-2が幅広く利用されている。

MPEG-2では最大 4:2:2YUVサンプリング(chroma subsampling)と10ビット量子化をサポートしているが、一般的にHDTV放送では帯域幅を減らすために4:2:0方式と8ビット量子化を利用する。韓国のDMBとドイツのDVB-S2ではH.264(MPEG-4 AVC)を利用している。今後、あらゆるヨーロッパのHDTV放送でもH.264を使う予定でアイルランドなどまだデジタル放送が始まらない所では、HDTV放送は勿論のことSDTVデジタル放送でもH.264の利用が検討されている。日本でも2008年秋にスカイパーフェクTV!でのHDTV放送用にH.264を利用する予定。

HDTVは5.1chサラウンドサウンドをサポートするAAC(エーエーシー、Advanced Audio Coding)とドルビーデジタル(AC-3)形式のサウンドを使うので、劇場水準のオーディオを鑑賞することができる。

HD信号のピクセルアスペクト比(aspect ratio)は1.0である(ピクセルの幅と高さとが等しい。スクエアピクセルと呼ばれる)。新しいHD圧縮/録画方式ではもっと効率的な圧縮のために長方形のピクセルを利用することもある。

テレビ放送局や地域内の分配を引き受けている業者あるいはプロダクション業者では、ベースバンド(非圧縮)HDTV信号を送るため、HDSDI(SMPTE-292M:YPbPr/4:2:2/10bit/約1.5Gbps)を使用する。ベースバンドHDTV信号は空中波やケーブルで送るには非常に広い帯域幅を占めるので、圧縮された信号を送ってテレビ受信機でこれをデコードする。一般的なテレビ受信機では価格問題や映像の著作権問題などによりベースバンドHDTV信号を受信することができないようになっている。

◆ HDTV ベースバンド規格

・System-M/NTSC互換のためのフレームレート:29.97(30×1000/1001)、59.94(60×1000/1001)は、それぞれ30、60と丸めて表現される場合が多い。

◇ 1080i (1125i) 【インターレースフルハイビジョン】

・アスペクト比:16:9

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