究極の８Ｋテレビ（ スーパーハイビジョン テレビ ） 「 伝送技術 」

昔 ブラウン管の「 白黒テレビ 」が出始めた頃、凄いと思いましたが、それが「 カラー放送 」に変わり、そして「 液晶 デジタル テレビ 」へ、そして「 ４Ｋ 」テレビへと 移り変わっています。　　

今回 ＮＨＫ Ｅテレの「 サイエンス ＺＥＲＯ 」で、２０２０年の オリンピック放送（ 衛星経由 ）を目指した、「 次世代 スーパー ハイビジョン テレビ（ 以下 ８Ｋテレビ ）」の「 ＮＨＫ放送技術研究所 」で研究 ・ 開発されている 「 伝送技術 ・ カメラ ・ 応用 」が紹介されました。

特徴は「 ８Ｋテレビ（ スーパーハイビジョン テレビ ）」は、現在のハイビジョン放送（ 以下 ＨＶと記します。　地上波ではありません ）の「 １６倍の画素数 」である「 ３､３００万画素 」で「 高精細画像 」が得られます。　　それは現在の ＨＶテレビを縦横マス目で区切った場合に １６倍に相当します。　　この為に 画像の粗さが目立たず、２Ｄなのに３Ｄの様な「 立体感 と 奥行き 」が得られるのです。

ただ 高精細画像を「 衛星を介して 」一般家庭に電波を届ける為には 様々な「 技術的課題 」があります。　　番組では、問題点とその解決策を判りやすく説明していました。

大きな問題点とは、先程の通り「 ８Ｋテレビ 」の仕様で、 画素数が「 ＨＶの１６倍 」であることと、表示のコマ数が「 ＨＶの２倍の６０コマ 」を「 連続表示 」させる事で、データ量は「 １６ ｘ ２ ＝３２倍 」となり、これを電波として、衛生を介して一般家庭に送信する量では有りません。

現在の「 ＨＶ放送 」は、２００万個の画素で構成されており、その１つの画素を「 光の三原色（ Ｒ・Ｇ・Ｂ）」と「 明・暗 」とを「 ０ と １ （ デジタル技術 ）」からなる「 ２４の数値 」にデータ変換して、電波で各家庭に送っている。　　過去の「 アナログ放送 」では、全てのデータを電波で送っていました。　　ＨＶデジタル放送では、アナログのデータ量の６倍となり、この容量は電波で送る事が出来ず、データを圧縮して 送らざるを得ません。　　この方法を「 データ圧縮技術 」と言います。

例えば 現在のＨＶでは画面を「 マス目 」で均等に分割し、「 動きのある マス目 」だけを抜き取ります。　　例えば「 動いている画面が３箇所 」だと仮定すると、「 完全な画像データ（ ０.５sec / 回 ）」を送り、その他 動いている３ケ所の画像を抜き取り、後で「 合成 」すると、データの量は少なくて済むわけです。　　これを解析すると ピンク色のピークの所が「 完全な画像 」で、データの低い所は「 ３ケ所の抜き取り画像（ 緑の部分 ）」に相当するのです。　　こうしたデータの量を「 間引き 」電波にして送る事が出来る様になり、家庭のテレビでは 「 完全な画像 と 間引いた画像（ 抜き取り画像 ）」を復元して、元の綺麗な画像で再現させるのです。　　この技術を「 ＭＰＥＧ２ 」と呼びます。

ところが「 ８Kテレビ 」で、この「 ＭＰＥＧ２ 」の技術を用いて圧縮しても「 ＨＶの２０倍 」となります。　　当然電波として送れません。

「 間引きするマス目 」を増やすのです。　　即ち 「 マス目 」でも 少ししか動かない「 マス目 」は そのまま送信すると無駄になります。　　そこでこの「 無駄 」な部分を無くするのが新しい圧縮方法で、「 動きの無い部分はは、 大きなマス目 」で分け、「 動きのあるマス目は、小さなマス目 」に分けます。　　これで「 送ら無くっても良い面積を増やす 」ことで、データの量を減らすのです。　　　又「 動きのある小さなマス目 」従来個別にデターとして送っていたのを、「 赤で囲んだ通り 」同じ動きをする箇所を一纏めにしてデータ量を減らす工夫をしています。

この複雑なデータ処理を行う機械を「 リアルタイム エンコーダー 」と呼んでいます。　　このエンコーダーで使った画面の右半分は「 エンコーダー 」で １ / ４ に圧縮された画像で、従来と見分けが付きません。　　この方法を「 ＨＥＶＣ 」と呼び、従来の「 ＨＶ 」の４倍程度までデータを圧縮する事が可能となりますが、圧縮技術はこれが限界となります。

次に データ量の軽減を図るのが「 データを電波に乗せる変調器 」の新技術です。　　放送として電波で送られる迄の経緯は、画像 →エンコーダー（ 圧縮 ） → 変調器（ データを電波に乗せる ）となります。

衛星放送の場合、電波で送られる信号は「 ８ケ所の点 」で表されます。　　デジタル技術で、映像は 「 ０ と １ 」との集合体となっており、これを「 ３桁づつ区切り 」電波として送られます。　　その時の「 ０ と １ 」の並び方は「 ８通り 」となります。　　例えば「 ０００ 」がくると「 ３時の箇所 」となり、この作業を「 ２､９００万回 / sec 」繰り返します。　　これでも 容量から「 ８Kテレビ 」用のデータを衛星介して送る事は不可能です。

これを解決する為に、ここでも新しい技術が開発されました。　　その一つが「 一度に送るデータ量を増やすこと 」です。　　即ち「 ３個の数値で括る 」のを「４つで括る 」のです。　　　そうすると「 組み合わせは１６通り 」となります。　　ところが、衛星は地上３,６００Kmの上空にあり、長距離の為に家庭に届く迄に 電波が「 減衰 」してしまい、この点が「 不鮮明 」となり、点同志が近くなるので、他の点との認識が難しくなり「 家庭で再現 」した画像は「 色飛び 」が生じてしまいます。

これを解決するのが「 次の一手 」です。　　　即ち 「 ０ を ０００ 」、「 １を１１１ 」として送ると、減衰して「 ０００ が ００１ 」となっても「 ０ 」と認識させるのです。こうして「 ダブらせて送信 」し、間違っても「　多数決の原理 」を使う方法を考え出したのです。　　この新技術を「 誤り訂正技術 」といいます。

もう一つは、信号の切り替えを 今迄の「 ２､９００万回 から ３､４００万回 」と高速にすることで、「 送信出来るデータ量が２倍 」に出来ます。

そして更に最後は、「 ＨＶ 」２チャンネル分の電波を使って、１つの「 ８Ｋテレビ 」チャンネルとして使います。

この新技術を用いて、今年１月から、正しく「 送受信 」出来るか、実験が始められている。　　それを基に「 ２０１６年 」衛星放送を用いて「 ８Ｋテレビ 」の試験放送が開始されます。

韓国は「 衛星では無く 」ケーブル放送での実験を開始しようとしているが、技術的には「 一歩も二歩も 」日本がリードしています。　　　尚 本日から「 ４Ｋ 」試験放送が、一日６時間 放送されます（ 専用チューナーが必要です ）

次回「 ８Ｋカメラ 」と、続いて「 応用分野の一例 」を紹介します。

以上書きました「 文書 」と画像は「 ＮＨＫの番組 」を参考にしています。