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4Kって何ですか?
【2014年9月19日号】


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ULIZA News Mail【2014年9月19日号】
http://uliza.jp/index.html
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とある打ち合わせで「4Kって何ですか?」と聞かれました。
最近、家電量販店に行くと「4Kテレビ」という商品をよく目にしますよね。


ということで、今回は最近よく耳にするキーワード
「4K」をテーマにしてお届けいたします。

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◎本日のTOPICS
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[1] 4Kって何ですか?

[2] 4K対応機器

[3] 4Kコンテンツの圧縮

[4] スキルアップ・ビデオテクノロジーズの4Kへの取り組み

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■4Kって何ですか?
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4Kは「よんけい」または「ふぉーけい」と発音されます。

4Kの「K」はキロ(=千)を表しており、
水平方向の画素数が約4千ピクセルとなるような映像の解像度を総称して、
4Kまたは4K解像度と呼びます。

また、時と場合により、
UHD(Ultra High Definition)、QFHD(Quad Full HD)、2160pなど
と呼ばれることもあります。


水平解像度が「約」4千ピクセルとのことですが、
4Kと呼ばれる解像度にはいくつかの規格があります。

例えば代表的なものとして「3840x2160」(4K UHDTV ※1)や
「4096x2160」(DCI 4K ※2)などの種類が存在します。

いずれの場合にも、
「1920x1080」の解像度として規定され、
放送やBlu-rayなどで利用されるフルHD解像度と比較して、
縦横比が約2倍、画素数にして約4倍の高精細な映像となっています。

そのため、4K解像度はよりリアルで
臨場感のある映像を表現することが可能です。



※1:国際電気通信連合(ITU)による規格
※2:Digital Cinema Initiativesによる規格


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■4K対応機器
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4K解像度の映像コンテンツ(=4Kコンテンツ)に対応したカメラやモニタ機器は、
それぞれ4Kカメラや4Kモニタ/テレビなどと呼ばれます。

それらのいわゆる4K対応機器は、
これまでのフルHD対応機器と比較してどのような部分が異なるのでしょうか?


①:記録や表示の画素数
当たり前ですが、4K対応機器は4K解像度に相当する画素数の映像の記録や表示にネイティブに対応しています。

②:映像信号入出力の方式
カメラからの映像信号の出力やモニタへの入力の方式が、
4K解像度に対応している必要があります。


代表的な方式としては、
HDMI 2.0(60fps)、HDMI 1.4(30fps/24fps)、12G-SDI(60fps)等の
広帯域の映像信号方式が存在します。

また、機器によっては、
複数のより低帯域の映像信号を束ねて利用する
(例えば、3G-SDI x 4など)場合もあります。


4K対応機器はまだまだ高価ではありますが、徐々に普及してきており、
4Kテレビが店頭デモとして設置してあるのを目にする機会も増えてきていますね。


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■4Kコンテンツの圧縮
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4Kカメラで撮った映像を4Kモニタで表示させるためには、
その映像を何らかの方法で「届けてあげる」必要があります。
そのための方法として、インターネットを利用することを考えてみましょう。

フレームレートにもよりますが、
非圧縮状態の4K解像度の映像信号のデータレートは、約12Gbpsにも達します。

それをインターネットで円滑に配信することは、
少なくとも今の技術やインフラ環境では現実的ではありませんよね? ※3
そこで、通常のインターネット配信でも利用されている
「映像の圧縮(=エンコード)」技術を利用する必要が出てきます。


現在最も普及している映像の圧縮方式(=コーデック)は「H.264/AVC」です。
インターネットでの映像配信や放送に幅広く利用され、広く認知されている技術です。


ところが、ここで問題があります。


「H.264/AVC」を用いて、4K解像度の映像を
「見て違和感のない程度の品質」に保ちつつ圧縮するためには、
一般的に約40~60Mbps程度のデータレートが必要とされています。

非圧縮状態と比較すると数百分の一のデータレートですが、
インターネットでの円滑な配信を考えるとまだ現実的ではありません。


そこで、新たな映像圧縮技術「H.265/HEVC」が登場しました。

「H.265/HEVC」は「H.264/AVC」の約2倍の圧縮性能を持つとされる映像圧縮技術で、
2013年1月に国際電気通信連合によりその規格が承認されました。

これにより、4K解像度の映像のデータレートを
約20~30Mbps程度にまで圧縮することが可能となりました。

いかがでしょうか?まだやや苦しい感じは否めませんが、
4Kコンテンツのインターネット配信がだんだん現実味を帯びてきましたね!


※3:たとえSDやHD解像度であったとしても、
非圧縮映像信号をインターネットで配信することは現実的ではないことにご注意ください!

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■スキルアップ・ビデオテクノロジーズの4Kへの取り組み
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実は、弊社のエンコードソリューション「エンクラスター」は、
4Kコンテンツの「H.265/HEVC」によるエンコードにすでに対応済みです!

これまでのSDやHD解像度のコンテンツと比較して、
4Kコンテンツはデータサイズがとても大きく、
それに伴い圧縮の処理にかかる負荷も極めて高いため、
処理速度の面ではまだまだ改良の余地があることも事実です。

しかしながら、めげずに検証と改良を重ねることで
より使いやすいソリューションに育てていますので、ぜひご期待ください!



さて、話が長くなったので、今回はここで失礼いたします。
次回は「4Kコンテンツの配信」をテーマにお届けする予定です。
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