「どう動く？今後の放送設備」

最新ビデオ・インタフェース3G-SDIの潮流

SDIの新規格である3G-SDIは、HDを超える映像や新たなビデオ用途へと利用範囲が広がっています。本連載では、高速化された3G-SDIの技術と物理層の測定・評価手法をわかりやすく解説します。スムーズな3G-SDIの導入に向けての知識アップにお役立てください。

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第1回 3G-SDIへの移行／Dual-Link (SMPTE 372M)フォーマット

3G-SDIへの移行
デジタル・シネマやプロダクションにおいて、分解能、ダイナミックレンジ、色深度などより高速のビットレートを持つ素材が求められています。その際に利用される高速ビデオ・インタフェース3G-SDIについて連載で解説いたします。

映画におけるデジタルビデオの導入や家庭での高画質の視聴環境の普及により、ビデオ・プロダクショでは、より高品質なプロダクション環境が求められています。またこれらの素材は劇場での放映、ブルーレイ、HD放送、DVDと多岐にわたって利用されています。

その中で、一本のケーブルで3Gb/sの伝送が可能な3G-SDIが注目されています。このインタフェースは、YCbCr 4:2:2 1080p 10bitデータを扱えるだけでなく、RGB(A) 4:4:4:4や YCbCr(A) 4:4:4:4、10bit/12bitデータなど様々なフォーマットのデータをマッピングできるようになっています。

実際の3G-SDI設置環境では、より高速化された物理層にも気を配る必要があります。波形モニタを使用してアイやジッタを計測し、トラブルに対処します。機器のセットアップやケーブルの延長時にはパソロジカル信号を用いたマージンの確認も重要です。

高速ビデオ・インタフェースの必要性

カラーレンジの拡張 10bitから12bit
4:2:2サンプルから4:4:4サンプルへ
特殊効果、テレシネでのRGBフォーマットの利用
高解像度デジタルシネマカメラの利用

ハイエンド・プロダクションでは、ビデオを用いたフィルム品質のマスタリングが求められています。このマスタリングされた映像は、劇場、ブルーレイ、DVD、HD放送など様々な媒体に変換され利用されます。

この中で、4:2:2 YCbCr 1080p 10bit プログレッシブ・フォーマットをサポートする3G-SDIは2本のケーブルを使用する、Dual Link インタフェースにくらべ1本のケーブルで伝送できるためセットアップがシンプルになります。

テレシネや特殊効果において、RGBで処理を行うことにより、高品質で、シンプルなワークフローを実現できます。また高解像度を持つデジタル・シネマ用カメラを使用した素材を使用することで、プロダクションにおいて映画だけでなく、放送素材、コマーシャル映像を取り扱う際に、低コストでシンプルなワークフローが実現できます。

このように高ビット・レートによるマスタ素材を制作により、コンテンツを他のフォーマットでマルチユースする際に高品質なダウンコンバートを可能となります。

2048x1080から1920ｘ1080や1280x720/720x576への変換、RGB(A) 4:4:4:4 から10bit YCbCr 4:2:2への変換など、高品質のマスタ素材では、高いビットレートが必要となります。

SDフォーマットでは270Mb/sですが、HDでは1.5G/s (SMPTE292)のレートが使用されます。ポストプロダクションや高品質素材を扱う場合は、可能な限り高分解能で、RGBで収録します。その際Dual-LinkではRGB4:4:4フォーマットを2本のHD-SDIにマッピング(1.5Gbps x 2)して使用しますが、一本のケーブルでシンプルに接続できる3G-SDI(3Gbps)が期待されています。

Dual-Link (SMPTE 372M)フォーマット

高ビットレート用のインタフェースであるDual-LinkはLink-A、Link-Bと呼ばれる2本のHD-SDI リンクを使用します。各フォーマットはHD-SDIにマッピングされます。 SMPTE352のペイロードIDで規定されている、HD-SDIへのマッピングされる各フォーマット (Sampling Structure、Field/Frame Rate)を、図1で示します。

Signal Format Sampling Structure / Pixel Depth	Frame/ Field Rate
4:2:2 (Y’C’bC’r) / 10-bit	60, 60/1.001 & 50 P
4:4:4 (R’G’B’)4:4:4:4 (R’G’B’+ A)/ 10-bit	30. 30/1.001, 25, 24 & 24/1.001, P, PsF60, 60/1.001 & 50fields interlaced
4:4:4 (R’G’B’)/ 12-bit
4:4:4 (Y’C’bC’r) 4:4:4:4 (Y’C’bC’r + A) / 10-bit
4:4:4 (Y’C’bC’r) / 12-bit
4:2:2 (Y’C’bC’r) / 12-bit

図1

Dual-Link では既存のHD-SDIリンクの設備を流用できますが、その際に注意が必要です。同じBNCケーブルを使用しますのでLink-AとLink-Bを間違わないように接続してください。マッピングが変わってしまうため正確にデータが再現できなくなります。また2本のケーブルで接続するため、この間のタイミング差にも気を配る必要があります。