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DV（Digital Videoの略）は、デジタルビデオの記録に使用されるコーデックとテープフォーマットのファミリーであり、1995年にソニーとパナソニックが主導するビデオカメラメーカーのコンソーシアムによって発表されました。これには、DV、MiniDV、DVCAM、DVCPro、DVCPro50、DVCProHD、 Digital8、およびDigital-Sといったカセットフォーマットが含まれます。DVは主に、アマチュアおよびプロフェッショナル分野におけるカムコーダーによるビデオ録画に使用されてきました。
DVは、アナログではなくデジタルデータを使用するホームビデオの標準として設計されました。[ 1 ]アナログのVideo8やHi8、VHS-CやVHSフォーマットと比較して、DVはより高いビデオ解像度（プログレードのDigital Betacamと同等）を備え、 CDのように非圧縮16ビットPCMオーディオを記録します。 1990年代後半から2000年代初頭にかけて、DVはアナログからデジタルへのデスクトップビデオ制作の移行と強く結びついており、またSony DCR-VX1000などのいくつかの長く愛用されているプロシューマー向けカメラ設計とも関連付けられていました。[ 2 ]
2003年には、DVに続いてHDVと呼ばれる後継フォーマットが登場しました。これは同じテープを使用しますが、高解像度ビデオに対応した最新のビデオコーデックを採用しています。HDVカメラは通常、DVとHDVの録画モードを切り替えることができました。[ 3 ]
2010年代に入ると、メモリーカードやソリッドステートドライブを使用するカメラが主流となり、機械式テープフォーマットでは対応できないほどの高ビットレートと高解像度での録画が可能になったため、DVは急速に時代遅れとなった。さらに、メーカー各社がインターレース方式からより優れたプログレッシブ方式の録画方式に移行したことで、それまで複数世代のDVおよびHDV機器間で維持されていた相互運用性が損なわれた。
DVはHDデジタルVCR協会によって開発されました。1994年4月には世界中の55社が参加し、フォーマットの規格と仕様を開発しました。[ 4 ]
ブルーブックとして知られるオリジナルのDV仕様は、IEC 61834規格群の中で標準化されました。これらの規格は、パート1で物理的なビデオカセット、記録変調方式、磁化、基本システムデータなどの共通機能を定義しています。パート2では、 NTSCの525-60とPALの625-50をサポートするビデオシステムの詳細について説明しています。[ 5 ]
DVは、ビデオの非可逆圧縮を使用し、オーディオは非圧縮で保存されます。[ 6 ]フレーム内ビデオ圧縮方式は、離散コサイン変換（DCT）を使用してフレームごとにビデオを圧縮するために使用されます。
ITU-R Rec. 601規格に厳密に従って、DV は13.5 MHz の輝度サンプリング周波数でインターレース 走査を採用しています。これにより、60 Hz システムでは 1 フレームあたり 480 本の走査線、50 Hz システムでは 1 フレームあたり 576 本の走査線が得られます。どちらのシステムでも、アクティブ領域は 1 本の走査線あたり 720 ピクセルで構成され、704 ピクセルがコンテンツに使用され、残りの 16 ピクセルはデジタル ブランキング用に残されています。4:3 と 16:9 のフレーム アスペクト比で同じフレーム サイズが使用されるため、フルスクリーンとワイドスクリーンのビデオで異なるピクセル アスペクト比が得られます。[ 7 ] [ 8 ]
DCT圧縮段階の前に、圧縮するデータ量を減らすために、ソースビデオにクロマサブサンプリングが適用されます。ベースラインDVは、60Hzバリアントでは4:1:1サブサンプリングを、50Hzバリアントでは4:2:0サブサンプリングを使用します。DVのクロマ解像度が低い（ハイエンドのデジタルビデオフォーマットと比較して）ことが、このフォーマットがクロマキーイングアプリケーションで避けられることがある理由ですが、クロマキーイング技術とソフトウェアの進歩により、DV素材から高品質のキーを作成することが可能になりました。[ 9 ]
音声は、48 kHzサンプリング レートの16 ビットリニア PCMステレオ(チャンネルあたり768 kbit/s、ステレオ1.5 Mbit/s ) または 32 kHz サンプリング レートの 4 つの非線形 12 ビット PCM チャンネル (チャンネルあたり384 kbit/s、 4 チャンネルで1.5 Mbit/s ) のいずれかの形式で保存できます。さらに、DV 仕様では、CD オーディオで使用されるのと同じサンプリング レートである 44.1 kHz (チャンネルあたり706 kbit/s 、ステレオ1.4 Mbit/s ) の 16 ビット オーディオもサポートしています。[ 10 ]実際には、48 kHz ステレオ モードがほぼ独占的に使用されています。
音声、映像、メタデータは、80 バイトのデジタル インターフェース フォーマット (DIF) ブロックにパッケージ化され、150 ブロックのシーケンスに多重化されます。DIF ブロックは DV ストリームの基本単位であり、生の形式でコンピュータ ファイルとして保存することも、オーディオ ビデオ インターリーブ(AVI)、QuickTime (QT)、マテリアル エクスチェンジ フォーマット(MXF) などのファイル フォーマットでラップすることもできます。[ 11 ] 1 つのビデオ フレームは、スキャン レートに応じて、このようなシーケンス 10 個または 12 個で構成され、その結果、ビデオのデータ レートは約25 Mbit/s、音声のデータ レートはさらに1.5 Mbit/sになります。テープに書き込まれると、各シーケンスは 1 つの完全なトラックに対応します。[ 7 ]
ベースラインDVでは、音声がロック解除された状態で録音されます。つまり、音声と映像の同期が約3分の1フレームずれる可能性があります。ただし、これは音声同期のずれの最大値であり、録画全体を通してずれが累積されることはありません。
ソニーとパナソニックは、プロフェッショナルおよび放送ユーザー向けに独自のDV規格を開発した。これらは同じ圧縮方式を採用しているが、堅牢性、リニア編集機能、色再現性、ラスタサイズなどを向上させている。
DVCPRO Progressiveを除くすべてのDV形式は、インターレース方式のビデオストリームでテープに記録されます。プルダウン方式を使用することで、映画のようなフレームレートを実現できます。DVCPRO HDは、P2メモリーカードに記録する場合、ネイティブプログレッシブ形式をサポートします。
DVCPRO（DVCPRO25、D-7とも呼ばれる）は、パナソニックが開発し、1995年に発表されたDVの派生規格で、当初は電子ニュース取材（ENG）機器での使用を目的としていました。
ベースラインDVとは異なり、DVCPROはロックオーディオを使用します。つまり、オーディオサンプルクロックはビデオサンプルクロックと同期して動作します。[ 12 ] オーディオは16ビット/48kHzの 精度で利用可能です。
テープに記録する場合、DVCPROはトラックピッチを広く（ベースラインDVの10μmに対し18μm）使用し[ 13 ]、記録中のドロップアウトエラーの可能性を低減します。2つの追加の縦方向トラックにより、オーディオキューとタイムコード制御がサポートされます。テープの搬送速度はベースラインDVと比較して80%速く、記録時間が短縮されます。長時間再生モードは利用できません。
DVCPRO50は1997年にパナソニックによって導入され、2つのDVコーデックが並列に動作するものとして説明されることが多い。[ 14 ]
DVCPRO50は、符号化されたビデオデータレートを50 Mbit/sに倍増します。これにより、任意のストレージメディアの総記録時間を半分に短縮できます。4:2:2クロマサブサンプリングを使用することで、クロマ解像度が向上します。[ 14 ]
JVCが提供する同様のフォーマットであるD-9（またはデジタルS）は、 VHSと同じ形状のビデオカセットを使用しています。[ 15 ]
同等の高品質標準解像度デジタルテープフォーマットとしては、1993年に発表されたソニーのデジタルベータカムや、2000年に発表されたMPEG IMXなどがある。 [ 16 ] [ 17 ]
DVCPRO Progressiveは、パナソニックがDVCPRO50と同時に発表した。4:2:0クロマサブサンプリングによる480または576ラインのプログレッシブスキャン記録と、4つの16ビット48kHz PCMオーディオチャンネルを提供した。HDV -SDと同様に、標準画質から高精細ビデオへの移行期間中の中間フォーマットとして意図されていた。[ 18 ] [ 19 ]
このフォーマットでは、録画と再生に 6 つのモードが提供されました: 16:9 プログレッシブ ( 50 Mbit/s )、4:3 プログレッシブ ( 50 Mbit/s )、16:9 インターレース ( 50 Mbit/s )、4:3 インターレース (50 Mbit/s)、16:9 インターレース ( 25 Mbit/s )、4:3 インターレース ( 25 Mbit/s )。[ 20 ]
このフォーマットはDVCPRO HDに取って代わられた。
DVCPRO HD（DVCPRO100およびD-12とも呼ばれる）は、並列に動作する4つのDVコーデックと考えることができる高解像度ビデオフォーマットです。ビデオデータレートはフレームレートに依存し、24フレーム/秒モードでは40 Mbit/sまで低く、50/60フレーム/秒モードでは100 Mbit/sまで高くなります。DVCPRO50と同様に、DVCPRO HDは4:2:2カラーサンプリングを採用しています。2000年に導入されました。[ 21 ]
DVCPRO HDは、放送用高精細テレビよりも小さなラスタサイズを使用します。720pでは960×720ピクセル、1080/59.94iでは1280×1080ピクセル、1080/50iでは1440×1080ピクセルです。同様の水平方向のダウンサンプリング（矩形ピクセルを使用）は、 HDCAMなどの他の多くの磁気テープベースのHDフォーマットでも使用されています。HD -SDIとの互換性を維持するため、DVCPRO100機器は再生時にビデオをアップサンプリングします。
Varicamカムコーダーでは、可変フレームレート（4～60フレーム/秒）が利用可能です。DVCPRO HD機器は、旧型のDV/DVCPROフォーマットとの下位互換性を備えています。
標準再生モードでテープに記録する場合、DVCPRO HDは他のDVCPROシリーズと同じ18μmのトラックピッチを使用します。長時間再生対応のDVCPRO HD-LPは、9μmのトラックピッチを使用することで記録密度を2倍に高めています 。
DVCPRO HDはSMPTE 370Mとしてコード化されており、DVCPRO HDテープフォーマットはSMPTE 371M、 P2カード上のDVCPRO HDに使用されるMXF Op-AtomフォーマットはSMPTE 390Mです。
技術的にはDVCPRO HDはDVの直系の子孫であるが、ほぼプロフェッショナルのみが使用している。テープベースのDVCPRO HDカメラは、ショルダーマウント型のみが存在する。
同様のフォーマットであるデジタルS （D-9 HD）はJVCによって提供され、 VHSと同じ形状のビデオカセットを使用していた。
DVCPRO HDの主な競合製品は、ソニーが提供するHDCAMでした。HDCAMは同様の圧縮方式を採用していますが、ビットレートはより高いです。
1996年、ソニーはDVCAMと呼ばれる独自のプロフェッショナル版DVで対抗した。[ 22 ]
DVCPROと同様に、DVCAMはロックオーディオを使用するため、DVで複数世代のコピーを作成する際に発生する可能性のあるオーディオ同期のずれを防ぐことができます。[ 23 ]
テープに記録する場合、DVCAMは15μmのトラックピッチを使用します。これはベースラインと比較して50%広いです。[ 13 ]そのため、テープの搬送速度は50%速くなり、通常のDVと比較して記録時間が3分の1に短縮されます。トラックとトラックピッチが広いため、DVCAMはフレーム単位で正確な挿入編集を行うことができますが、通常のDVではプレビューと比較して編集ごとに数フレームのずれが生じる場合があります。
Digital8は、元々アナログのVideo8およびHi8フォーマット用に設計されたテープトランスポートとDVコーデックを組み合わせたものです。Digital8機器はDVフォーマットでの録画のみに対応していますが、通常はVideo8およびHi8テープの再生も可能です。
下の表は、DVカセットの物理的なフォーマットを一覧で示したものです。
DVは元々磁気テープに記録するために設計されました。テープは、小、中、大、特大の4つの異なるサイズのビデオカセットに収められています。すべてのDVカセットは、幅1/4インチ（6.4 mm）のテープを使用します。磁気テープ上のDVはヘリカルスキャンを使用し、傾斜した回転ヘッドドラムにビデオヘッドを取り付け、テープを巻き付けます。ドラムが回転すると、ヘッドはテープを斜めに読み取ります。DV、DVCAM、およびDVCPROは、直径21.7 mmのヘッドドラムを9000 rpmで使用します。ヘッドが読み取る斜めのビデオトラックは、DVテープでは10ミクロン幅です。[ 13 ] [ 26 ]
技術的には、どの DV カセットでも DV のどのバリエーションでも記録できます。ただし、メーカーはカセットに DV、DVCAM、DVCPRO、DVCPRO50、または DVCPRO HD とラベルを付け、ラベルに記載されている記録時間を示します。DV とラベル付けされたカセットは、ベースライン DV の記録時間を示します。別の数字は、ロング プレイ DV の記録時間を示す場合があります。DVCPRO とラベル付けされたカセットは、テープ ドアが黄色で、DVCPRO25 を使用した場合の記録時間を示します。DVCPRO50 の場合は記録時間が半分になり、DVCPRO HD の場合は 4分の 1 になります。DVCPRO50 とラベル付けされたカセットは、テープ ドアが青色で、DVCPRO50 を使用した場合の記録時間を示します。DVCPRO HD とラベル付けされたカセットは、テープ ドアが赤色で、DVCPRO HD-LP フォーマットを使用した場合の記録時間を示します。DVCPRO HD 記録の場合は、2 番目の数字が使用される場合があり、その記録時間は半分になります。
パナソニックは、DVCPRO フォーマットファミリーの不可欠な要素として、特定の磁気テープ組成である金属粒子(MP) の使用を規定しました。通常の DV テープは、金属蒸着 (ME) 組成を使用しています (名前が示すように、物理的蒸着を使用してテープ上に金属を堆積します[ 27 ] )。これはHi8カムコーダーでの使用のために開拓されました。
小型カセット（66 × 48 × 12.2 mm）[ 28 ]は、 SサイズまたはMiniDVカセットとも呼ばれ、アマチュア向けに開発されたが、プロの制作現場でも採用された。MiniDVカセットは、ベースラインDV、DVCAM、およびHDVの記録に使用された。これらのカセットは、63分または90分のDVまたはHDVを記録できる最大14～20.8 GBの容量で提供された。
中型またはMサイズのカセット（97.5 × 64.5 × 14.6 mm）[ 28 ]は、 8ミリカセットとほぼ同じサイズで、パナソニックの業務用機器で使用されており、 DVCPROテープと呼ばれることが多い。中型カセットに対応するパナソニックのビデオレコーダーは、さまざまなDVCPROフォーマットの中型カセットからの再生と録画が可能である。
大型またはLサイズのカセット（125.1 × 78 × 14.6 mm）[ 28 ]は、小型のMIIカセットとほぼ同じサイズで、ほとんどのスタンドアロンDVテープレコーダーで使用でき、多くのショルダーマウントカムコーダーでも使用されていました。Lサイズのカセットは、ソニーとパナソニックの両方の機器で使用できますが、DVCAMテープと呼ばれることもよくあります。古いソニーのデッキでは、DVCPROで録画された大型カセットは再生できませんでした。
特大カセットまたはXLサイズ（172 × 102 × 14.6 mm）[ 28 ]はVHSカセットとほぼ同じサイズで、パナソニック機器で使用するために設計されており、DVCPRO XLと呼ばれることもあります。これらのカセットは広く普及しておらず、パナソニックのテープレコーダーのごく一部のモデルしか対応していません。[ 29 ]
テープレスビデオカメラの普及に伴い、DVは光ディスク、ソリッドステートフラッシュメモリカード、ハードディスクドライブに記録され、コンピュータファイルとして利用できるようになりました。具体的には、以下のようになります。
動画は、ネイティブのDIFビットストリームとして保存されるか、AVI、QuickTime、MXFなどのオーディオ/ビデオコンテナにラップされて保存されます。
ほぼすべての DV カムコーダーとデッキには、デジタル ビデオ転送用のIEEE 1394 (FireWire、i.LINK) ポートがあります。これは通常双方向ポートなので、DV データをコンピュータに出力(DV-out) したり、コンピュータまたは別のカムコーダーから入力(DV-in) したりできます。DV-in 機能により、編集した DV をコンピュータからテープにコピーしたり、相互に接続された 2 台の DV カムコーダー間でロスレスコピーを作成したりできます。ただし、欧州連合で販売されるモデルでは、カムコーダーが EU でビデオ レコーダーとして分類され、より高い関税がかかるため、通常、メーカーによってファームウェアで DV-in 機能が無効になっています。[ 33 ] DV-out のみを備えたモデルは、EU でより低い価格で販売できます。
コンピュータにビデオを取り込むと、コンテナファイルに保存されます。コンテナファイルには、RAW DVストリーム、AVI、WMV、QuickTimeのいずれかの形式があります。どのコンテナ形式を使用しても、ビデオ自体は再エンコードされず、テープに記録された映像の完全なデジタルコピーとなります。必要に応じて、ビデオをテープに記録し直すことで、元の映像の完全かつ劣化のないコピーを作成できます。
一部のカムコーダーには、コンピューター接続用のUSB 2.0ポートも搭載されています。このポートは通常、静止画の転送に使用され、ビデオ転送には使用されません。USB 経由でビデオ転送を提供するカムコーダーは、通常、フル DV 品質を提供しません。通常は 320x240 ビデオですが、Sony DCR-PC1000 カムコーダーや一部の Panasonic カムコーダーは、UVCプロトコルを使用して USB 経由でフル品質の DV ストリームを転送します。フル品質の DV は、カムコーダーから FireWire ケーブル経由で DV データを受信し、トランスコードせずに USB ケーブル[ 34 ]または FireWire から Thunderbolt へのアダプタ[ 35 ]を介してコンピューターに転送する別のハードウェアを使用することで、USBまたは Thunderbolt 経由でキャプチャすることもできます。これは、通常 FireWire ポートや拡張スロットがなく、常に USB または Thunderbolt ポートを備えている最新のノートパソコンでキャプチャする場合に特に役立ちます。
ハイエンドのカメラやVTRには、 SDI、SDTI、アナログコンポーネントビデオなどの追加のプロフェッショナル出力端子が備わっている場合があります。すべてのDV規格にはタイムコードがありますが、一部の古いコンピュータアプリケーションや一般消費者向けアプリケーションでは、タイムコードを活用できない場合があります。
DVフォーマットで撮影された注目すべき映画には以下のようなものがある。
一部の専門家は、異なるメーカーのテープを使用するとドロップアウトが発生する可能性があると指摘した。[ 39 ]これは主に90年代半ばから後半にかけてのMiniDVテープに関するもので、MiniDVテープのメーカーはソニー（ソニーブランドのみでテープを製造）とパナソニック（パナソニックブランドで自社製テープを製造し、TDK、キヤノンなどに外注）の2社のみで、両社ともカメラに2種類の異なる潤滑剤を使用していた。
ソニーが行った調査では、上記の主張を裏付ける確たる証拠は見つかりませんでした。主張された唯一の証拠は、MP テープ用に設計された機器で ME テープを使用すると、テープが損傷し、ドロップアウトが発生する可能性があるというものでした。[ 40 ]ソニーは、テープ潤滑剤を混ぜた結果としてヘッドの詰まりをシミュレートするために、社内でかなりの量のテストを実施しましたが、問題を再現できませんでした。ソニーは、50 時間ごとに 1 回の録画または再生でクリーニング カセットを使用することを推奨しています。それでも疑念を抱く人のために、ソニーは、別のブランドのテープを試す前に、クリーニング カセットでビデオ ヘッドをクリーニングすることを推奨しています。
1999年、放送技術誌「ブロードキャスト・エンジニアリング」の技術編集者であるスティーブ・エプスタインは、テープの互換性に関してソニーの担当者から次のような回答を受け取った。
ソニーは、民生用フォーマットであるDVをベースにDVCAMを開発しました。DVフォーマットは、金属蒸着テープでの使用を想定して設計されており、 金属粒子テープに比べて搬送波対雑音比が約5dB優れています。お客様からは、民生用DV LPやDVCPROといった、DVベースの6mmフォーマットも再生できるVTRのご要望をいただいていました 。ソニーは、これらの追加フォーマットをヘッド詰まりやテープパスの問題なく再生できる新しいVTRを発売します。
VTRのトランスポート機構は、様々なテープの種類や厚みに対応できるよう最適化する必要があることが早い段階で認識されました。さらに、DV LPやDVCPROの映像をソース素材として別のフォーマットにダビングする必要もありません。この新しいVTRはDSR 2000 DVCAM Studioレコーダーで、今年後半に発売予定です。
ロバート・オット、ソニーエレクトロニクス社ストレージ製品およびマーケティング担当副社長、ニュージャージー州パークリッジ[ 41 ]