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ハイビジョン（ HI gh-definition tele VISIONの略）は、日本で開発された高精細テレビ（HDTV）規格を指す用語です。NHKエンジニアリングシステムズの登録商標です。[ 1 ] [ 2 ]この規格は国外では実装されず、海外ではメディアフォーマットでのみ利用可能でした。[ 3 ]
ハイビジョンの画質は、NTSC標準テレビ放送の2倍以上の走査線数を持ち、標準画質に比べて高精細な画質を実現しています。また、画面のアスペクト比も標準の4:3に比べて16:9と広くなっています。
2016年現在、日本には衛星放送用デジタルハイビジョン放送（ISDB-S）（BS/110度CS）と地上デジタルハイビジョン放送（ISDB-T）の2種類のハイビジョン放送規格が存在する。なお、衛星放送によるアナログハイビジョン放送（MUSE）は2007年9月30日に終了し、現在はデジタル版のみが利用可能となっている。
1964年の東京オリンピック後、NHK科学技術研究所では、国内のテレビで放送可能なより高画質な映像を開発する方法を見つけるための研究が始まった。[ 4 ]
1976年、世界初の30インチHi-Visionモニターが完成しました。1980年代には、Hi-Visionビデオ信号に対応した最初の機器が発売されました。これには、業務用テレビカメラ、高解像度ブラウン管、ビデオテープレコーダー、編集・制作機器などが含まれます。この頃から、この規格の実用化に向けた本格的な準備が進められていました。また、「Hi-Vision」という愛称もこの頃から使われるようになりました。[ 5 ]
1982年5月、「日本の美」と「HDTVのための様々な映像」という2つの番組が、世界初のハイビジョン制作番組として制作されました。同年大晦日には、「NHK赤白歌合戦」が初めてハイビジョンで収録されました。これは、ハイビジョンでの収録・制作がどれほど実現可能かを検証するための実験的な試みでした。そして1989年、第40回大会でも再びハイビジョンで収録され、現在に至るまで同じ規格で収録が続けられています。
1984年、MUSE（Multiple Sub-Nyquist Sampling Encoding）システムが開発されました。これはデジタル技術を用いて帯域幅を圧縮し、衛星経由のアナログ放送を可能にするものでした。衛星テレビは1989年にMUSEを試験的に導入し、一部の対応機器を用いて音楽番組や特定のコンテンツを放送しました。
1990年代には、Hi-Vision互換製品が家庭用消費者向けに発売され始め、中でもHi-Vision LDが最も注目されました。これはMUSEフォーマットと互換性があり、Hi-Vision品質を提供するレーザーディスクの強化版でした。この製品は大成功を収め、多くのタイトルがこのフォーマットでリリースされるようになりました。この製品は日本でのみ発売されました。あまり成功しなかった消費者向け製品として、同じくMUSEを使用するビデオカセットフォーマットであるW-VHSが発売されました。これは国際的に発売されましたが、Hi-Vision LDと比較すると、世界的にも国内でも成功しませんでした。[ 6 ]
NHKは、国内での開発・展開に成功した後、ハイビジョン（1125/60 HDTV）とMUSEをHDTVの世界標準として確立したいと考えていた。この計画の一環として、日本語の「高品位テレビ」を英語に翻訳する際に、「ハイビジョン」ではなく「ハイデフィニションテレビ」という用語を用いることになった。
NHKは当初、ハイビジョンテレビのアスペクト比をヨーロッパのビスタ規格に近い5:3（1.67:1）に設定していたが、標準化の過程で、ヨーロッパとアメリカのビスタ規格（1.85:1）の中間に近い16:9（1.78:1）に調整された。[ 7 ]
NHKはハイビジョンテレビを世界標準として確立しようと、欧米諸国で標準化を積極的に推進し続けた。しかし、政治的な理由やその他の要因により、日本、米国、欧州はそれぞれ異なるHDTV放送方式を採用することになった。
米国では、HDTVの開発においてアナログ放送を飛び越え、最初からデジタル放送を採用した。ヨーロッパも同様だった。
日本では、2007年9月30日にアナログHDTV衛星放送が終了し、デジタルハイビジョンのみが残されました。この技術は、日本のISDBデジタル規格に置き換えられました。[ 8 ]
1994年5月20日、パナソニックは初のハイビジョンレーザーディスクプレーヤーを発売しました。日本では、パイオニアのHLD-XØ、HLD-X9、HLD-1000、HLD-V500、HLD-V700、ソニーのHIL-1000、HIL-C1、HIL-C2EXなど、数多くのハイビジョンレーザーディスクプレーヤーが販売されていました。ソニーのHIL-1000とHIL-C1、HIL-C2EXには、パナソニック製のOEM版であるLX-HD10とLX-HD20も存在します。これらのプレーヤーは、標準的なNTSC方式のレーザーディスクにも対応していました。ハイビジョンレーザーディスクは非常に希少で高価です。
HDL-5800ビデオディスクレコーダーは、高解像度の静止画と連続ビデオの両方を光ディスクに記録し、MUSEシステムをサポートする初期のアナログ広帯域ソニーHDVS高解像度ビデオシステムの一部でした。WHD-3AL0またはWHD-33A0光ディスクのいずれかにHD静止画とビデオを記録できます。WHD-3AL0はCLVモード（片面あたり最大10分のビデオまたは18,000の静止画）用、WHD-33A0はCAVモード（片面あたり最大3分のビデオまたは5,400の静止画）用です。[ 9 ]これらのビデオディスクは、広告や製品デモンストレーションなどの短いビデオコンテンツに使用されました。[ 10 ]
HDL-2000は、フルバンド対応の高解像度ビデオディスクプレーヤーでした。
ハイビジョン信号を録画するために、3つのリール・トゥ・リール式アナログビデオテープレコーダー（VTR）が発売されました。その中には、ソニーのHDVSシリーズのHDV-1000、NEC TT 8-1000 [ 11 ]、東芝TVR-1000 [ 12 ]などがあります。
これらのアナログVTRは、一時的な筑波ハイビジョン規格に準拠しており、ヘッドドラムの回転速度は3600RPMで、タイプC VTRに類似しています。輝度チャンネルは30MHz、色差チャンネルはそれぞれ7MHzのビデオ帯域幅を出力し、信号対雑音比は41dBです 。輝度信号と色差信号は、それぞれ最大30MHzのビデオ帯域幅で入力できます。ビデオ帯域幅はFM変調前に測定されます。信号はFM変調を使用してテープに記録されます。
テープの直線速度は483.1 mm/s、ヘッドでの書き込み速度は25.9 m/sです。ヘッドドラムの幅は134.5 mmで、ビデオ記録ヘッドが4個、ビデオ再生ヘッドが4個、ビデオ消去ヘッドが1個搭載されています。10.5インチのリールに45分間記録できます。これらの機器は、従来のタイプC VTRとは異なり、一時停止中や低速再生中に画像を表示することはできません。ただし、早送りや巻き戻し中に画像をキャプチャして表示するためのフレームストアを搭載している場合があります。
ビデオヘッドはマンガン亜鉛フェライト材料でできており、記録用はギャップが0.7ミクロン、幅が80ミクロン、再生用はギャップが0.35ミクロン、幅が70ミクロンです。音声は3本の直線トラックに、制御信号は1本の直線トラックに記録されます。従来のタイプCビデオテープレコーダーとは異なり、垂直ブランキング期間はテープに記録されません。ヘリカルトラックには、赤色、青色、および輝度情報を含む2つの緑色信号が横並び、かつ縦方向に配置された4つの信号またはチャンネルのグループがあります。緑色と輝度用の2つのトラックは、テープに記録できるこれらの信号の帯域幅を広げるために使用されます。これら4つの信号はそれぞれ10MHzのビデオ帯域幅を持ちます。
VTRは、高保磁力のコバルト入り鉄金属酸化物テープを使用しており、ヘッドドラム速度3600 RPMで40 MHzの帯域幅に対応し、10 MHz信号にFM変調を適用するのに十分です。1つのヘリカルトラックに4チャンネルを同時に記録するには、各チャンネルごとに独立したビデオヘッドが必要で、4つのビデオヘッドがグループ化されて4チャンネルの1つのヘリカルトラックを形成します。[ 10 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]
1987年、NHKによりハイビジョン信号のデジタル記録に関する技術規格が発表され、ソニーはHDVSシリーズの一部としてHDD-1000 VTRを開発し、日立はHV-1200デジタルリールツーリールVTRを開発しました。音声はDASH（デジタルオーディオ固定ヘッド）デジタルオーディオレコーダーと同様にデジタルで記録されますが、音声を映像と同期させるためにいくつかの変更が加えられています。これらのデジタルVTRは、リニアトラック（テープの全長に沿って水平方向）に8チャンネルのデジタルオーディオを記録できます。
規格によれば、これらの VTR は、テープ上のデジタル信号変調のより高い信号帯域幅に対応するためにヘッド ドラム速度 7200 RPM で動作し、金属合金粒子テープの使用によっても対応され、ビデオ ヘッドあたり 148.5 Mbit/s のビット レート、805.2 mm/s のリニア テープ速度 、および 51.5 m/s のヘッドでの書き込み速度を持ち 、タイプ C VTR に似ており、幅 135 mm のヘッド ドラム、8 つのビデオ再生ヘッド、8 つのビデオ録画ヘッド、および 2 つのビデオ消去ヘッド、幅 37 ミクロンのヘリカル トラックを備えています。出力信号帯域幅は、輝度 (Y) のビデオ帯域幅 30 Mhz と色差 (P b、 P r ) のビデオ帯域幅 15 Mhz です。
音声は、サンプリングレート 48 kHz で、1 サンプルあたり 16 ビットでリニア テープ トラックに記録されます。輝度のサンプリングレートは 74.25 MHz、色差のサンプリングレートは 37.125 MHz で、1 サンプルあたり 8 ビットで記録されます。信号対雑音比は、 色差と輝度ともに 56 dB です。ビデオ フィールドは、テープ上の 16 本のヘリカル トラックに分割されます。ビデオの総帯域幅は 1.188 ギガビット/秒です。キュー信号は 3 本のリニア テープ トラックに記録されます。ビデオは、並列化を可能にするために、各ヘリカル トラック内で長さ方向に並んで配置された 4 トラックまたはチャンネルのグループで記録されます。これにより、ヘッドあたりのデータ レートが比較的低く、総データ レートが高くなり、リニア テープの速度が低下します。[ 10 ] [ 16 ]
デジタルビデオ信号は、各フレームのピクセル1行、つまり一度に1行ずつ記録され、各行の末尾と複数の垂直線の間にECC（誤り訂正符号）が挿入されます。ECCにはリード・ソロモン符号が使用され、各行にはスローモーションやピクチャーサーチ／シャトルなどのトリック再生用のID番号も付与されています。
Hi-Visionでは、R、G、BまたはY、Pb、Prの各コンポーネントビデオチャンネルに対して同時に30MHzのビデオ帯域幅を処理できるディスプレイが必要です。これは直視型カラーCRTおよびCRTプロジェクターで表示され、プラズマディスプレイおよびTalariaプロジェクターがHi-Vision画像を表示する能力を検証するために調査されました。一部のテレビにはMUSEデコーダーが内蔵されています。[ 17 ]
サティコン管、プランビコン管、ハーピコン管、CCDイメージセンサーをベースにしたカメラが、ハイビジョンフォーマットを使用して映像を撮影するために使用されました。[ 18 ]ビジコン管をベースにしたプロトタイプも作成されました。[ 19 ] [ 20 ]
衛星からのMUSE放送を受信したり、MUSE形式のコンテンツを視聴したりするには、 MUSE（Multiple Sub-Nyquist Sampling Encoding）デコーダが必要です。デコーダは、MUSE形式の信号をハイビジョンコンポーネントビデオ信号に変換し、ディスプレイに表示できるようにします。
ハイビジョン映像信号を録画するために、NHKと日本の10社（NEC、松下電器産業、東芝、シャープ、ソニー、日立、三洋電機、JVC、三菱電機、キヤノン）[ 21 ]は1989年に業務用ビデオカセットフォーマットであるUniHiを発売した[ 22 ] 。このフォーマットの録画機はパナソニック、ソニー、NEC [ 23 ] [ 24 ] 、東芝[ 25 ]によって製造された。これらの機器はタイプCの同等品よりも安価であった[ 25 ] 。スタジオ用とポータブル用の両方が製造された。
ヘッドドラムは 5400 RPM で回転し、 幅 12.65 mm のテープを使用します。ビデオ出力の輝度 (Y) 帯域幅は 20 MHz、色度 (P b、 P r ) 帯域幅は 7 MHz です。ビデオは FM 信号としてアナログ形式で記録されます。ヘッドドラムの幅は 76 mm です。方位記録を備えた 2 つのビデオヘッドを使用し、ビデオの各フレームを 12 本のヘリカル トラックに記録します。インターレース ビデオを記録する場合は、ビデオ フィールドごとに 6 本のトラックのみが必要です。オーディオは、48 KHz のサンプリング レートとサンプルあたり 16 ビットの解像度で、ヘリカル トラック上のセクションとして PCM 信号としてデジタルで記録され、ヘリカル トラックには 2 チャンネルのオーディオがあります。ヘッドでの書き込み速度は 21.4 m/s です。
テープには、オーディオ、コントロール、タイムコード用にそれぞれ 1 つずつ、3 つのリニア トラックもあります。輝度の信号対雑音比は 41 dB、色度の信号対雑音比は 47 dB です。テープはヘッド ドラムに 180° 巻き付けられています。開発は 1987 年に開始されました。[ 10 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]金属粒子テープを使用しています。[ 13 ] 1 時間 (63 分) のビデオを記録できます。[ 16 ] [ 29 ]リニア テープ速度は 120 mm/s です。カセットの寸法は 205 mm (幅) x 121 mm (奥行き) x 25 mm (高さ) です。信号は、各ヘリカル トラックの長さ方向に 2 つの信号のグループとして、時間圧縮積分を使用して記録されます。グループ化は、テープに記録できる帯域幅を増やすために使用されます。個々の信号の幅は 20 ミクロンです。このカセットは気密性を確保するように設計されており、開口部には厚さ13.5ミクロンのテープを保護するための2つのフラップが設けられています。
このビデオカセット形式は、HD録画機器のサイズを小さくするために開発されました。[ 10 ]ソニー版のUniHi VTRであるHDV-10は、90,000米ドル以上の価格でした。[ 25 ]