「ハイビジョン」の版間の差分

{{otheruseslistOtheruseslist|日本の高精細度テレビ放送（HDTV放送）|技術面や日本以外のHDTV放送|高精細度テレビジョン放送|高精細度映像そのもの（いわゆる「ハイビジョン画質」）|高精細度ビデオ}}

'''ハイビジョン''' (Hi（Hi-Vision) Vision）は、[[日本]]における[[高精細度テレビジョン放送]] (High（High Definition television / HDTV) HDTV）の[[愛称]]である。[[電気機械器具等]]を対象として、[http[一般財団法人]][[NHKエンジニアリングシステム]]<ref>[https://www.nes.or.jp/index.html 一般財団法人 NHKエンジニアリングサービシステム]</ref>が[[商標登録]]している。登録番号1363407<ref>[https://www.j-platpat.inpit.go.jp/c1800/TR/JP-1971-043649/45FFF2ADDB52A1B064E0A360AA8F187BD084930DE75EA554E1E84D85E5D141E8/40/ja]（[[特許情報プラットフォーム]]）</ref>他。

[[NTSC]][[標準テレビ放送]]に対し[[走査線]]が2倍以上あるため、[[高精細ビデオ|高精細]]な画像である。画面の縦横比（[[画面アスペクト比|アスペクト比]]）は人間の視野に合わせて標準 (4[[フルスクリーン|（4:3)3）]] よりも横長な[[16:9であのアスペクト比|（16:9）]]となる。

[[日本]]では[[2016年]]（[[平成]]28年）現在、2種類の放送規格がある。[[衛星放送]]（BS/110度CS）のデジタルハイビジョン (（[[ISDB|ISDB-S]]) -S）と[[日本の地上デジタルテレビ放送|地上デジタル]]ハイビジョン (ISDB（ISDB-T) T）である。なおBSアナログハイビジョン (（[[#MUSE方式の概要|MUSE]]) ）は[[2007年]]（[[平成]]19年）[[9月30日]]に終了した。

[[1976年]]（昭和51年）に世界初のハイビジョン30インチモニターが完成。[[1980年代]]に入って業務用[[テレビカメラ]]、高精細[[ブラウン管]]、[[ビデオテープレコーダ]]、編集制作機器などのハイビジョン映像信号対応機器が開発され実用化の準備が整い始めた。ハイビジョンの愛称もこの頃から使用され始めている。

[[1982年]]（昭和57年）5月に、世界初のハイビジョン制作番組となる「『日本の美」』と「『HDTVのためのいろいろなイメージ」』の2番組を制作。この年の大晦日には「『[[第33回NHK紅白歌合戦|NHK紅白歌合戦]]」』を初めてハイビジョン収録。この時は実験の名目で収録し、[[第40回NHK紅白歌合戦|1989年の第40回]]からは本格的にハイビジョン収録へ移行し現在に至る。

[[1984年]]（昭和59年）には、デジタル技術を用いて帯域圧縮を行い、[[放送衛星]]の[[トランスポンダ]]1波の伝送帯域でアナログ放送を行う'''MUSE方式''' (Multiple（Multiple Sub-Nyquist-Sampling Encoding system) system）が開発され、これを用いたBS放送が[[1989年]]（平成元年）から実験放送として開始。音楽番組等に少数ながらも機材が投入されていった。更に[[19941991年]]（平成63年）からは実用化試験放送が開始された。

また、MUSE方式を扱い'''ハイビジョン'''画質に対応した家庭向けの[[ビデオ]]機器（民生品）として、[[レーザーディスク|ハイビジョンLD]]が市販化された。(（ハイビジョンビデオカセットレコーダ[[W-VHS]]はベースバンド方式のためMUSE方式ではない）。)尚、実現はしなかったもののMUSEによる有料放送も計画されていた<ref group="注">一部のハイビジョンテレビの取扱説明書では、アナログハイビジョンでの有料放送が開始された場合を想定して、MUSEデスクランブラー(（未発売)）の接続・設定方法が記載されていた。</ref>。その後、[[1996年]]（平成8年）の[[1996年アトランタオリンピック|アトランタオリンピック]]開催時期に跨り、確実にアナログハイビジョンテレビは普及していが図られたが、[[2000年]]（平成12年）までに受像機累計出荷195万台に留まった<ref>[https://www.soumu.go.jp/main_content/000058641.pdf] 2023年9月2日閲覧。</ref>。

NHKは自ら開発したハイビジョン (1125（1125/60HDTV)60 HDTV）とMUSEをHDTVの世界統一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"という言葉を使い、欧米で精力的な標準化活動を続けた。

当初NHKはハイビジョンのスクリーン・アスペクト比を5:3 (13（1.67:1) 1）のヨーロピアン・ビスタに近い値としていたが、規格統一の過程でアメリカン・ビスタ (1（1.85:1) 1）との中間値に近い16:9 (19（1.78:1) 1）となった<ref>[httphttps://cicir.nii.ac.jp/naidcrid/1100036765491390282680075537152 藤尾孝(1988)（1988） 「HDTV(HDTV（ハイビジョン)）開発の経緯 : ：システムの最適化とその性能(HDTV(（HDTV（ハイビジョン)(）（第1回))））」, 、『テレビジョン学会誌』 42(6), 42（6）、570-578, 、1988-06-20]</ref>。

==== 1125/60 高精細度テレビジョン (HDTV) （HDTV）方式 ====

* アスペクト比 : 16：16:9

* 総走査線 : 1：1,125本 / 有効 '''1,035本 '''

** 1ライン当たりの有効画素数 : 1：1,920（総画素数 : 2：2,200）に対して正方画素ではない。故に[[コンピュータグラフィックス|コンピュータ・グラフィック（CG）]]との相性に問題があり、ハリウッドの[[ポストプロダクション]]・スタジオの影響が大きい米国アメリカの放送業界に1035システム（MUSE方式）が受け入れられなかった原因の一つとされている。後のデジタル・ハイビジョンは、総走査線 1,125本 / 有効 1,080本の正方画素を採用している。

** 走査線数の決定にあたっては[[PAL]]・[[SECAM]]・[[NTSC]]との変換を考慮、かつCGとの親和性を考慮して、有効走査線数が1,024本を上回る様ようにしたという。

* インターレース比 : 2：2:1

* フィールド周波数 : 60：60.00Hz

** System-M/NTSC互換の59.94Hz (60*100094Hz（60×1000/1001) 1001）ではなく60.00Hzである。これはフィールド周波数50.00HzであるPAL圏との方式変換が容易な様ように考慮されたものであるが、NTSCとのサイマル放送に難があり、逆にNTSC圏へのMUSE方式（1035システム）の普及を妨げる要因となった。後のデジタル・ハイビジョンでは59.94Hzを採用している。

** 圧縮対象走査線 : 1：1,032本

** 原始サンプリング周波数 : 44：44.55MHz

** 伝送サンプリング周波数 : 16：16.2MHz

** 時間軸輝度圧縮率 : 12：12:11

** 時間軸色差圧縮率 : 4：4:1

** 色差多重方式 : ：時間軸圧縮多重 (（[[TCI]])）

** 圧縮方式 : ：フィールド間、フレーム間、ライン間オフセットサンプリング方式

** 動きベクトル補正 : ：水平±16サンプル（32.4MHzクロック）/フレーム、垂直±3ライン/フィールド

** 同期信号 : ：デジタルフレームパルス型、正極同期

** ベースバンド帯域幅 : 8：8.1MHz (1MHz（-6dB)6dB）

** 多重化方式 : ：垂直帰線期間に3値ベースバンド多重

** モード：48kHz : 48kHz 16bit (2ch)16bit（2ch） /32kHz 12bit（4ch:312bit（4ch：3-1ステレオ）

** 音声圧縮方式 : ：準瞬時圧伸 DPCM

** 音声誤り制御 : ：[[BCH符号|BCH]] SEC DED

** エンファシス : ：ノンリニアエンファシス、ゲイン9.5dB

** 変調極性 : ：正極性

** 周波数偏移 : 10：10.2MHz p-p

** 占有周波数帯域 : 27MHz：27MHz

日本で使える最大の帯域幅は、衛星放送の27MHzである。この変調方式はFM方式である事ことから、伝送可能なベースバンド信号帯域幅はその1/3の9MHzとなる。一方HDTVの[[ベースバンド]]映像信号帯域幅は30MHzである。このため映像の圧縮が必要となった。MUSE方式の場合、1フィールドのサンプリングを画素数の半分とし全画素数の1/4とする事ことでこれを実現した。4フィールドで全画素位置が[[サンプリング]]されるが、パターンは各フィールド間で千鳥格子状をしており、五点形サンプリング（quincunx sampling）とも呼ばれる。

静止画の場合は前サンプリングの内容を用いる事ことで補間する。動画の場合も定常的な動きの際には送られて来た動きベクトルデータを基に動き補償を行う事ことで高解像度を維持している。動きベクトル量の検出ができない不定動作の場合は解像度が低下するが、特に大きな問題とはならない。これは人の目の視力は動いているものを対象にしている時に視力が低下する事ことに因る。色信号については同様のサンプリング処理を行われた後、時間軸圧縮を行う。こうして作られたサンプル値はアナログ伝送される。なお、MUSEはスタジオ規格である[[BTA]] S001とは[[カラーマトリクス]]が異なる。その違いは下記の通り。

* スタジオ規格（BTA (BTA S001) : YS001）：Y=0.701G+0.087B+0.212R

* MUSE方式 : Y：Y=0.588G+0.118B+0.294R

音声信号はAモードサンプリングレート（標本化周波数）32kHz 量子化語長12bit（4ch:312bit（4ch：3-1ステレオ方式）/Bモードサンプリングレート48kHz 量子化語長16bit (2ch) 16bit（2ch）を準瞬時圧伸[[差分パルス符号変調|DPCM]]（Differential (Differential PCM) PCM）により伝送レートを軽減する事ことによりAモードでは15bitを8bit、Bモードでは16bitを11bitに軽減している。ビット量の軽減は[[DPCM]]エンコード時にローカル[[デコーダ]]を用いて差分値を測定し、変化差分に合わせてレンジビットと呼ばれるスケールを表すビットにより、データが表す音声レベルを決める事ことによって伝送量を減らす。これらの処理により、音声の伝送レートを1350kbpsとしている。

DPCMは標本化されたデータの差分を伝送する。このために伝送路での障害によりエラーが発生した場合、誤差が蓄積し復号された信号が正しく再現されなくなる事ことがある。これを軽減するためにリーク値と呼ばれる前の差分信号との積分を行うための係数が存在する。リーク値により後続する音声データに蓄積する誤差をリセットする事ことができる。これらのデジタルデータには誤り訂正符号も付加されており、伝送路で発生したエラーによる聴覚上耳障りとなる雑音を排除する役割を担っている。この音声伝送符号化方式はDANCE (DPCMDANCE（DPCM Audio Near-instantaneous Compressing and Expanding) Expanding）と名付けられている。

ハイビジョン画質の高精細度映像をそのまま視聴するには、BSアナログチューナーと[[MUSEデコーダ]]の両方が内蔵された「ハイビジョンテレビ（主に[[ブラウン管]]）」であればBSアンテナを接続するのみで視聴できる。しかしこのハイビジョンテレビは各家電メーカーとも最上級モデルに該当する為ため、初期の[[薄型テレビ]]と同じく非常に高価（市販化直後の1989年 - 1990年代前半は100万円台<ref>[httphttps://cicir.nii.ac.jp/naidcrid/1100037042191390282680044100224 大西宏(1993)（1993） 「3-1 信号変換(3（3.ワイドテレビ)(）（<小特集>ハイビジョン・ワイドテレビ受像機)）」, 、『テレビジョン学会誌』 47(7), 47（7）、949-952, 、1993-07-20]</ref>、末期の1999年頃で20 - 40万円台<ref>二宮佑一(1995)（1995）、「[https://doi.org/10.1541/ieejjournal.115.170 ハイビジョンの現状と先端技術]」, 、『電気学会誌』1995年 115巻 3号 p.170-173</ref>）であった<ref group="注">但し、初期の[[白黒テレビ]]や[[カラーテレビ]]よりは安価であった(（何れも登場当初は、当時の会社員の年収数年分に相当していた)）。</ref>。[[三洋電機]]が1992年ごろ販売した「帝王」は、MUSE-NTSC変換デコーダーを内蔵したことにより、アナログハイビジョンを4:3画面（NTSC仕様 よって[[レターボックス (映像技術)|レターボックス16:9]]と同じ）に変換して視聴できるシステムを取り入れ、推定8万台を売り上げたとされている<ref>[http://trendy.nikkeibp.co.jp/article/column/20110323/1034981/ 45万円のテレビが8万台も売れたワケ─「帝王」ヒットの裏側［三洋電機のテレビ 2］]{{リンク切れ|date=2023年9月}}日経トレンディー</ref>。

また、MUSEデコーダは内蔵していないもののハイビジョン対応の[[コンポーネント端子]]あるいはD3(1080i)D3（1080i）以上の[[D端子]]を搭載した高精細度放送対応のテレビでは、内蔵もしくは単体のBSアナログチューナーと単体のMUSEデコーダとを「AFC端子」と「検波端子」に接続した上、コンポーネント端子でテレビに接続することで同様に視聴することができた。

2000年以降に発売されたD3以上のD端子を搭載したテレビでも、BSアナログチューナの各端子からMUSEデコーダーを介してD端子に接続することで敢えてBSアナログハイビジョン (BS9ch) （BS9ch）を視聴することも理論上できたが、殆どがアナログハイビジョンの1035iに対応せず1080iで表示するため画角に変動が生じ、放送内容も[[NHKデジタル衛星ハイビジョン]]と同一（サイマル放送）となっていたため、W-VHSやハイビジョンLDを現役で併用する者以外では実用性に欠けたものであった。

従来の[[標準画質映像|標準画質]](（[[480i]])）のみ対応のテレビやビデオで視聴する場合、BSアナログチューナーに「M-Nコンバータ」あるいはM-Nデコーダ内蔵のMUSEデコーダを「AFC端子」と「検波端子」の両方に接続することで疑似NTSCで変換出力され、視聴・録画することができた。ハイビジョンテレビによってはM-Nコンバーターを内蔵せず、録画の際には別途M-Nコンバーターが必要な機種もあった。

なお、「検波端子」はアナログ[[WOWOW]]の視聴時に[[スクランブル放送|スクランブル]]解除用のWOWOW (JSB) WOWOW（JSB）デコーダなどと接続する際にも必要となるため、殆どのBSアナログチューナー内蔵テレビには搭載されているが、チューナー内蔵型の[[ビデオデッキ]]の一部や[[PSX]]には搭載されていないため接続には注意が必要であった。

NHKはハイビジョンを世界の統一規格にする事ことを目指し、欧米で精力的な標準化活動を続けたが、政治的その他様々な理由から、日米欧はそれぞれ異なる方式でHDTV放送を行う事ことになった。

またアメリカではHDTVの開発をデジタル放送方式で行う事ことになり、欧州ヨーロッパもこれに追従したため、日本でも放送のデジタル化が推進される事こととなる（→[[デジタルテレビ放送]]）。

このため、現行のHDTVアナログ放送であるったBSハイビジョン放送は、使用中の放送衛星であるBSAT-1の設計寿命が尽きる[[2007年]]（平成19年）[[9月30日]]を以もって終了した。

*** MUSE : 60MUSE：60.00Hz

*** Digital HDTV : 59HDTV：59.94Hz

*** MUSE : 1MUSE：1,035本

*** Digital HDTV : 1HDTV：1,080本

*** MUSE : MUSE：[[:en:SMPTE time code#Drop frame timecode|NDF]] (non（non-drop frame)frame）

*** Digital HDTV : HDTV：[[:en:SMPTE time code#Drop frame timecode|DF]]（drop (drop frame)frame）

日本において、デジタルハイビジョンの放送用伝送規格としては[[ISDB]]が策定・運用されている。衛星放送ではISDB-S<ref group="注">2007年現在、[[日本における衛星放送]]関連についての運用の全てがISDB-Sに集約されているわけではない。通信衛星を使った放送の一部はISDB-S以外のもので行われている。詳細については衛星放送の記事なども参照のこと。</ref>、地上波放送ではISDB-Tと呼ばれる。ISDBはあくまでデジタルハイビジョンの放送を含むテレビ放送全般の規格であって、「ISDB=ハイビジョン」という意味ではない。したがってISDBには従来の[[標準画質映像|標準画質]]規格の放送規格<ref group="注">デジタル放送の伝送規格にハイビジョンの他に旧来のアナログ放送で行っていたものも放送可能にすることで、放送局側の運用面や視聴者側の環境面などで従来資産の活用を多少なりとも可能にしアナログ放送からデジタル放送へ移行することをよりスムーズに行える余地を拡大することを意図したもの。</ref>も含まれている。画質（[[解像度]]とは別）は伝送レートに依存し、伝送する側（放送局側）の事前の設定次第で変化する<ref group="注">各種テレビ放送の違いによる伝送レートの設定の違いは[[デジタルテレビ放送#日本におけるデジタルテレビ放送技術の仕様規格|デジタルテレビ]]の記述を参照のこと。</ref>。伝送レートの変更（違い）は実際の放送上では概ねチャンネル毎ごと（放送局毎ごと）程度にまとめられた設定で運用されていて、例えば番組毎ごととかCM毎ごとにレートが変化するような運用は特別な事情がない限り行われていない<ref group="注">映像の解像度が変化する（異なる）場合、一定の映像品質を維持する上ではその映像記録や伝送に必要なレートも変わるので解像度が異なる場合は含まない（つまり、ハイビジョンと[[標準解像度]]・従来解像度の映像では必要な映像記録レート・伝送レートは異なる）。解像度と映像の伝送レートの関係についての詳細は当該関連記事を参照のこと</ref>。

* [[日本における衛星放送|BS・CSデジタル放送]]は主にハイビジョン（通称:2K）での放送であるが、[[スカパー! (東経110度BS・CSデジタル放送)|スカパー!]]の一部の放送局は標準画質での放送となっている。[[2018年]]12月より[[4K・8Kテレビ放送]]が始まった。

** 標準画質のカメラで収録した番組は[[映像のコンバート|アップコンバート]]（解像度の変換を行い標準画質の映像をハイビジョン信号として放送する事こと）を行った映像が放送される。これはBSデジタルでも同様。この番組を16:9画面サイズのテレビで見た場合、4:3サイズの映像部分が中心部に表示され両端にサイドパネルが表示される。但しこの形式の放送信号を4:3画面サイズで見た場合、付加情報で4:3[[画角情報 (テレビ放送)|画角情報]]が付かない場合は[[額縁放送|額縁のように映る現象]]が起こる。4:3画角情報が付いた放送信号の場合は両端のサイドパネルが見えない状態までズームされた形で4:3画面全体に表示される。

** 上記形式以外の16:9画面サイズの映像番組を4:3サイズの標準テレビで見る場合はエッジクロップ（4:3画面サイズになる様ように両端をカットした状態）形式となるか、上下に黒帯を表示する[[レターボックス (映像技術)|レターボックス]]形式での表示となる。表示される映像部分の比率はレターボックス形式が16:9、エッジクロップ形式の場合は14:9か13:9のいずれか。尚、どちらになるかはテレビ受信機側の機能に因る。

総走査線数が1,125本で同じであっても放送局からの映像のある有効走査線数は[[#アナログハイビジョン|アナログハイビジョン]]では1,035本 (1035i)（1035i）、2000年（平成12年）12月1日開始のBSデジタル放送からのデジタルハイビジョンでは1,080本 (1080i) （1080i）と異なる。有効走査線数以外の放送の規格もアナログハイビジョンと衛星放送（BS/CS）のデジタルハイビジョン・地上デジタルハイビジョンとは異なる。

この放送規格の違いから、テレビ製造メーカーは1999年（平成11年）までに発売されたアナログハイビジョンテレビはデジタルハイビジョン放送規格が設定される前のためデジタルハイビジョンチューナーからの入力に対応しないと説明する。現実には、デジタルハイビジョンチューナー側で「1125i固定」（標準画質もすべて1125iに変換）に設定する事ことでアナログハイビジョンテレビでもコンポーネント端子接続で1125i固定で受像され使用可能である。但しアナログハイビジョンテレビでは前述の様ように表示走査線数が少ないので、フル画像を表示させるために表示走査線数の調整が望ましい。

* [[高精細度テレビジョン放送]] (HDTV)（HDTV）

* [[HDMI]] - [[RCA]]

* [[画面解像度]] - [[スーパーハイビジョン]]

== 外部リンク ==

* [https://www2.nhk.or.jp/archives/search/special/detailarticles/?did=backstage020C0010375 特集 その時、舞台裏では…カメラ機材の変遷と撮影・表現方法の変化 NHKアーカイブス]