テレビ放送（４ｋ８ｋ放送）

キーワード

４ｋ８ｋ、スーパーハイビジョン、視聴方法、右旋・左旋、ＡＣＡＳチップ、ＳＤＲ、ＨＤＲ、ＩＴＵ－Ｒ、BT.709、BT.2100、解像度、ビット深度、フレームレート、色域、輝度（ダイナミックレンジ）、ガンマカーブ、ＰＱ方式、ＨＬＧ方式

４ｋ８ｋ放送

従来のテレビ放送は２ｋ放送（フルＨＤ、フルハイビジョン）でしたが、２０１８年末から、４ｋ８ｋ放送（超高精細度テレビジョン、スーパーハイビジョン）放送が始まりました。
　４ｋや８ｋはテレビの解像度（画素数）です。従来の２ｋの解像度は1,920x1,080ピクセルでしたが、４ｋは3,840x2,160で４倍、８ｋでは7,680x4,320で１６倍の画素数です。
　２ｋ放送と比べて、画素が増えて密度が高くなり、ＨＤＲ技術により、各段に美しい映像になります。音声は、４ｋ放送では５.１ch、８ｋ放送では２２.２chのサラウンドに対応し、臨場感が高くなりました。

４ｋ８ｋ放送の視聴

今後も２ｋ放送は継続されるので、それだけを視聴するのであれば、これまでの環境を変える必要はありません。それとともに、４ｋ８ｋ放送４ｋ８ｋ放送の視聴するには、４ｋ、８ｋ対応の
　・放送電波を受けるアンテナ
　・高解像度のテレビ受信機
が必要になります。

アンテナ

２ｋ放送では、地上デジタル：470-710MHz、ＢＳ：1032-1489MHz、１１０°ＣＳ：1595-2071MHzの周波数帯が使われていました。４ｋ８ｋ放送では、ＢＳおよび１１０°ＣＳの周波数帯が2224-3224MHzです。そのため、双方の周波数帯に対応したアンテナが必要になります。

ＢＳおよび１１０°ＣＳ放送は、電波は衛星から円を描いて飛んできます。このとき、右旋回の電波と右旋回の電波があり、右旋、左旋といいます。
　２ｋ放送では右旋でしたが、４ｋ８ｋ放送では、
　　右旋；ＮＨＫおよび主要民法の４ｋ放送
　　左旋：ＮＨＫの８Ｋ放送、ＷＯＷＯＷやスカパーなどの４Ｋ放送
です。従来の右旋だけのアンテナでは左旋の放送は受信できません。

右旋放送は2150MHz以下、左旋放送は2150MHz以上になっています。2150MHzまでの右旋に対応しているアンテナならば、左旋以外の全放送を受信できます。

テレビ受信機

４ｋ８ｋ放送のためのチューナが必要いなります。最近の４ｋ８ｋテレビではチューナが内蔵されていますが、放送開始以前に発売されたものにはチューナがなく、外付けチューナを取り付ける必要があります。
　２ｋテレビでもチューナを取り付けることにより視聴できます（ＨＬＧ）が限定されるようです。また、画質はテレビ画素数に制約されるので、２ｋのレベルになります。

ＡＣＡＳチップ

契約者確認をする仕組みをＣＡＳ（Conditional Access System：限定受信機能）といいます。２ｋ放送ではテレビにＢ－ＣＡＳカードを挿入していましたが、４ｋ８ｋ放送ではそれに代わってＡＣＡＳチップになりました。テレビに内蔵する方式とＡＣＯＳ機能をもつ小さなモジュールを外付けする方式があります。

テレビに関する規格等

ＳＤＲとＨＤＲはテレビの表示技術、BT.709やBT.2100はＩＴＵ－Ｒによる国際規格ですが、
　　２ｋ＝ＳＤＲ＝BT.709
　　４ｋ,８Ｋ＝ＨＤＲ＝BT.2100
と解釈してよいでしょう。

ＳＤＲとＨＤＲ

ＳＤＲ（Standard Dynamic Range）
従来のテレビに適用されてきた表示技術です。BT.709で規格化されています。
ＨＤＲ（High Dynamic Range）
４ｋ８ｋに適用した表示技術で、より広いダイナミックレンジ）を表現できる表示技術です。BT.2100で規格化されました。

ＩＴＵ－Ｒ　ＢＴ勧告

ＩＴＵ（International Telecommunication Union：国際電気通信連合）は、電気通信に関する国際標準の策定を目的とした国連の組織です。その無線通信部門をＩＴＵ－Ｒといい、無線通信規則の改正、無線通信の技術・運用の問題の研究、勧告の作成、通信で利用する周波数帯の割り当てなどを行っています。その勧告のうち、テレビの放送業務に関するものがＢＴシリーズです。

BT.709
従来の２ｋテレビに関する規格です。
BT.2020
４ｋ８ｋテレビに関する規格です。しかしＳＤＲをベースにしてます。
BT.2100
ＨＤＲを国際規格にしたものです。これが現在の４ｋ８ｋテレビの規格になっています。

４ｋ８ｋの画像品質向上

　　　　　　　　　　２ｋ放送　　　　４ｋ,８Ｋ放送
　　規格　　　　　　BT.709　　　BT.2020 　　　　BT.2100
　　解像度　　　　　フルＨＤ　　４ｋ,８Ｋ　　　ＨＤ,４ｋ,８Ｋ
　　ビット深度　　　８bit　　　１０,１２bit　　１０,１２bit
　　フレームレート　最大６０ｐ　最大１２０ｐ　　最大１２０ｐ
　　色域　　　　　　Rec.709 　　Rec.2020　　　　Rec.2020
　　輝度　　　　　　ＳＤＲ　　　ＳＤＲ　　　　　ＨＤＲ

解像度（画素数）: 画素数のことです。同じ画面サイズならば、画素数が大きければ、きめ細やかな映像を表示できます。
２ｋの解像度は1,920x1,080＝２００万画素でしたが、４ｋは3,840x2,160＝８００万画素で４倍、８ｋでは7,680x4,320＝３３００万画素で１６倍の画素数です。
ビット深度（色深度、ピクセル深度）: １画素は赤・緑・青の３原色のそれぞれに光の強さの階調を与えて色を表現します。２ｋ放送では、階調を８ビットで表し、1677万色が表現していましたが（フルカラー）、４ｋ８ｋ放送では１０ビットで表し、約10億7374万色を表現しています（１２ビットの規格もあります）。これにより、より自然で滑らかなグラデーションを実現できます。
フレームレート: フレームレートとは、１秒間に表示する画の枚数（コマ数）です。２ｋ放送では通常は３０ｐ（３０コマ）、最大で６０ｐでしたが、４ｋ８ｋ放送では最大１２０コマです。すなわち、２倍程度の速さで画面が動くので、動きが滑らかになります。
色域: 色域は、表現できる色の範囲です。右図全体が人間の目が知覚できる色域で、三角形で囲まれた部分が大きいほど、より豊かな色彩を表現できます。
４ｋ８ｋ放送では、従来の２ｋ放送よりも大幅に広い色域をカバーしています。
輝度（ダイナミックレンジ）: 表現できる明るさの範囲です。人間の目が知覚できる明るさは、星明り10^-5cd/m²から直射日光の10⁸cd/m²であり、瞳孔を固定した状態でも10⁵のダイナミックレンジがあり、瞳孔を閉じたり開けたりすることにより、この範囲を認識できるのだそうです。
ところが、従来の映像制作の規格ＳＤＲでは、10³に抑えられていました。そのため、白飛びや黒潰れが生じたり、明暗の微妙な変化を表現できませんでした。
それがＨＤＲにより、10⁵になり、４ｋ８ｋ放送では肉眼で見る景色に近い画像を再現できるようになりました。