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HDVの基礎知識 ビデオ |
2005.01.20初稿
2005.09.07改訂 |
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HDV規格を眺めながら、また、DV規格と比較しながら、ビデオに関するポイントを解説してゆきます。
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ビデオの規格
| HDV 規格 | DV規格 | ||
HDV 720p |
HDV 1080i | DV-NTSC | |
| ビデオ信号 | 720/60p 720/30p 720/50p(PAL) 720/25p(PAL) |
1080/60i、1080/50i | 480/60i |
| 画素数 (水平×垂直) |
1280×720 | 1440×1080 | 720×480 |
| アスペクト比 |
16:9 |
4:3 ( 16 : 9 ) | |
| 圧縮方法 |
MPEG
2 Video |
DV | |
| 輝度サンプリング周波数 | 74.25MHz | 55.7MHz | 13.5 MHz |
| サンプリング構造 |
4:2:0 |
4:1:1 | |
| 量子化ビット数 |
8ビット(輝度/色差共) |
8ビット(輝度/色差共) | |
| 圧縮後ビットレート | 約19Mbps | 約25Mbps | 約25Mbps |
現在のTV(地上波アナログ放送受信用TV)は、SDTV(Standard Difinition TV。標準精細TV)と呼ばれます。一方、現在普及中である、地上波デジタル/BSデジタル/CSデジタル放送受信TVは、HDTV((High Difinition TV。高精細TV)と呼ばれます。
DVとHDVの違いのひとつは、端的にいうと、DVはSDTVでの使用を目的とし、HDVはHDTVでの使用を目的としている、という点です。そして、高精細とか標準精細とか言われる訳は、そのフレームサイズの違いにあります。
デジタルビデオのフレームサイズ
デジタルビデオでは、TVの画面を、横方向にM分割、縦方向N分割し、これら M×N 個のドットを使ってフレーム全体を描画する仕組みになっています。
たとえば、D1という(ある意味デジタルビデオの標準ともいうべき)規格では、720×486ピクセルで、フレームを描画します(D1フレーム)。
DVフォーマットでのフレームは、720×480ピクセルで構成されたいます。ちなみに、DVフレームは、「D1フレームのうち、上下6ピクセル分(6ライン分)を使用せず、中央付近480ラインのみを使っている」と捉えるとよいでしょう。
また、VideoCD用のMPEG1ビデオは、352×240ピクセルで、フレームを表現します。
ここでは、D1フレーム(720×486)の場合を例に説明してゆきます。
TV上での表示
と Macモニタ上での表示 の違い
さて、アナログTV画面のアスペクト比(横と縦の比)は4 : 3です。
Macのモニタ上では、各ピクセルの形は、当然のことながら、正方形です(これを方形ピクセルといいます)。
ところが、TV上で720×486の方形ピクセルで描画すると、アスペクト比は 4.5 : 3となってしまい、TVのアスペクト比4 : 3とは食い違ってしまいます。そこで、TV上で表示する際には、各ピクセルを縦長の長方形(矩形(くけい)ピクセル)で表現し、720×486ピクセルでアスペクト比4 : 3となるようにしています。
TV上での再生
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Macモニタ上での表示
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アスペクト比 4 : 3
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D1フレーム
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DVフレーム
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フレームサイズ
フレームサイズを比較すると、DVは720×480、HDV720pは1280×720、HDV1080iは1440×1280のサイズです。
単純に、構成ピクセルの数で単純比較すると、下図のようなイメージです。つまり、おおざっぱにいうと、HDV1080iはDVの約5倍高精細である、その分データ量も約5倍、といった具合です。
DV |
HDV720p (1280×720) |
HDV1080i (1440×1280) |
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TVに表示した場合
DVやHDVをHDTV上に表示した場合を考えましょう。現在の大画面液晶TVでは、1360×768サイズの液晶パネルを使った機種が一般的ですので、これを例に説明してゆきます。
以下の概念図中、図下部の四角(方形または矩形と記載している四角)のサイズは、それぞれのケースでのピクセルの大きさを反映しています。すなわち、四角が大きいほど解像度が荒い、四角が小さいほど高精細・高解像度、であることを示しています。
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DVの場合、例えば1360×768の液晶TV画面を使っても、それよりも画素数の少ない720×480サイズのフレームを描画するわけですから、相当「荒い」(低精細)画像になることはおわかりだと思います。
| DV( 4:3 ) | DV( 16:9 ) |
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DVの場合、4:3のノーマル表示だけでなく、16:9のアナモフィック表示(一般に「ワイド」とも呼ばれます)が可能です。ノーマルでもアナモフィックでも、DVのフレームは、720×480です。アナモフィックの場合、ノーマルと同じ720×480サイズを水平方向に拡大して表示するだけのことです。
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HDVの場合はDV(720×480)に比較しても非常に高精細ですし、HDVの中で比較するとHDV720p(1280×720)に比べてHDV1080i(1440×1080)の方が高精細です。
| HDV 720p | HDV 1080i |
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1360×768の液晶TV画面の場合、HDV720p(1280×720)を表示するとぴったり合います。一方、HDV1080i(1440×1080)を表示させるには1360×768の液晶TVを持ってしても画素数が足りない、すなわち、HDV1080iはそれくらい高精細だ、ということです。
ちなみに、デジタルハイビジョンは1920×1080なので、HDV1080iよりもさらに高精細(水平方向に1.33倍解像度が高い)です。
| デジタルハイビジョン | HDV 1080i |
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デジタルハイビジョン(1920×1080)やHDV1080i(1440×1080)を表示させるには、今回の説明で例にしている1360×768の液晶TVをもってしても画素数が足りない訳ですね。フルHD(1080i)をネイティブ表示するには、1920×1080の液晶パネルを使用したTVが必要です(登場し始めました)。
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なお、DVの場合、もしピクセル形が正方形(方形ピクセル)だとすると、720×480だと縦横比は9:6となってしまい、決してTVのアスペクト比(縦横比)である4:3にはなりません。つまり、DVのピクセル形は縦長の長方形(矩形ピクセル)です。
同じように、HDV1080iも、(方形ピクセルだったら1440×1080は16:9にはなりませんから)横長の矩形ピクセルで構成されています。
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オーディオ信号は圧縮されていません。では、HDVではどうでしょうか。
圧縮方式
DVでは、ビデオ信号はDVという圧縮方式(Codec)で圧縮されていますが、HDVでは、MPEG2 Video方式で圧縮されています。
DVD-VideoやDVD/HDDレコーダなどでおなじみのMPEG2形式ですが、これらは、MPEG2規格の中でもMPEG2 MP@MLと呼ばれています。MPEG2は様々な用途・画質を想定した非常に幅の広い規格で、プロファイルとレベルの二つの概念でクラス化されています。DVD-Videoといった用途・画質に使われるものが、MPEG2 MP@ML(Main Profile at Main Level)なのですね。
一方、HDTVをターゲットとしたMPEG2も規格の中にいくつか定義されており、HDVのMPEG2 Videoは、MP@H-14を採用しています。
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| メディアの規格 |
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