スタジオ技術者のためのデジタルテレビジョンの基礎 改訂版
著：MICHAEL ROBIN・MICHEL POULIN
訳：宇野潤三
●B5判 692頁 定価 4,800円＋税
ISBN 978-4-87462-059-0
スタジオ関係のデジタル映像／音声の基礎について、アナログの基礎から説き起こし、放送技術者が知っておいてよいと思われるレベルで説明され、デジタル技術をはじめて学ぶ人たちにも理解しやすいよう書かれています。
今回の改訂版では、第10章までの部分は細かな改訂ですが、第11章ATVの内容がHDTV関係を中心にそのインターフェース関係などを追加して大幅に書き換えられ、続く第12章が追加され、補足充実されています。
目次
第１章 テレビジョンの基礎
1．1 歴史的背景
1．2 目から脳へのメカニズム
1.2.1 可視光の性質
1.2.2 光の見え方
1.2.3 視解像力
1.2.4 視覚の残像
1.2.5 光スペクトルの視覚
1．3 スキャニング規格
1.3.1 スキャニングプロセス
1.3.2 フレーム当たりライン数
1.3.3 毎秒当たり画像数
1.3.4 標準テレビジョンスキャニング規格
1．4 解像度の考え方
1.4.1 垂直解像度
1.4.2 水平解像数
1．5 コンポジット映像信号
1.5.1 映像情報
1.5.2 同期情報
1.5.3 複合映像信号の生成
1.5.4 インタフェース特性
1.5.5 ブランキング期間とその構造
1．6 映像信号のスペクトラム
1．7 送信規格とその制約
1.7.1 映像搬送波の変調
1.7.2 音声搬送波の変調
1.7.3 チャネルの帯域幅と構成
1.7.4 送信での制限
第２章 アナログ映像の基礎
2．1 カラーテレビジョン
2.1.1 カラリメトリ
2.1.2 変換特性
2.1.3 基礎的な構成要素
2.1.4 カラーバー信号
2．2 コンポジット映像
2.2.1 共通の特性
2.2.2 NTSCシステム
2.2.3 PALシステム
2.2.4 SECAMシステム
2.2.5 画質関連のパラメータとその測定
2.2.6 映像信号の分配
2.2.7 映像信号の記録
2．3 コンポーネント映像
2.3.1 GER信号
2.3.2 Y、B-Y、R-Y信号
2.3.3 コンポーネント映像信号の記録
第３章 デジタル映像（digital video）の基礎
3．1 全体概要
3.1.1 歴史的な背景
3.1.2 代表的なデジタルブラックボックス機器
3.1.3 信号のサンプリング
3.1.4 サンプル値の量子化
3.1.5 ダイナミックレンジとヘッドルームの考え方
3.1.6 量子化誤差
3.1.7 D/A変換
3．2 コンポジットデジタル規格
3.2.1 4fsc NTSCコンポジットデジタル規格
3.2.2 4fsc PAL規格 141
3.2.3 画質に関連するパラメータとその試験方法
3.2.4 ビットパラレル4fsc デジタル信号の伝送
3．3 コンポーネントデジタル規格
3.3.1 サンプリングレート
3.3.2 コーディング信号
3.3.3 サンプリング周波数
3.3.4 量子化範囲とその実際の適用
3.3.5 サンプリング構造
3.3.6 データの時分割多重
3.3.7 タイミングリファレンス信号
3.3.8 アンシラリデータ
3.3.9 ビットパラレル4:2:2デジタル信号の伝送
3.3.10 コンポーネントデジタルのその他のサンプリングフォーマット
3.3.11 画質関連のパラメータとその測定
第４章 聴覚の基礎
4．1 音圧レベル
4．2 ラウドネスとラウドネスレベル
4．3 耳のダイナミックレンジ
4．4 耳のスペクトル分解能
第５章 アナログオーディオの基礎
5．1 電気的な信号レベルと測定単位
5.1.1 dBm単位
5.1.2 dBu
5.1.3 dBV単位
5．2 代表的な信号レベルとインピーダンス
5.2.1 マイクロフォンの信号レベルとインピーダンス
5.2.2 ラインの信号レベルとインピーダンス
5．3 信号レベルのモニタリング
5.3.1 VUメータ
5.3.2 PPM
5．4 音質に関連するパラメータとその測定
5.4.1 直線歪
5.4.2 非直線歪
5.4.3 ノイズ
5．5 ダイナミックレンジ
5.5.1 オーバーロードレベルとヘッドルーム
5.5.2 許容できる最小信号レベル
5.5.3 スタジオにおけるダイナミックレンジの限界
5.5.4 オペレーションでのアプローチ
5.5.5 送出上の制限
5．6 目標特性
第６章 デジタルオーディオの基礎
6．1 デジタルオーディオの概念
6.1.1 はじめに
6.1.2 デジタルオーディトの考え方
6．2 A/D 変換の原理
6.2.1 理想的なサンプリング
6.2.2 ナイキストの定理とエイリアス
6.2.3 実際のサンプリング
6.2.4 量子化
6.2.5 コーディング
6.2.6 ディザ
6.2.7 ダイナミックレンジ
6.2.8 標準サンプリング周波数
6.2.9 プリエンファシス
6．3 D/A変換の原理
6.3.1 D/Aコンバータ
6.3.2 アパーチャ効果
6.3.3 ローパスフィルタ
6.3.4 オーバーサンプリグ
6.3.5 ノイズシェーピング
6.3.6 実際の A/D、D/Aコンバータの限界
6．4 バイフェーズマーク変調
6.4.1 チャネル帯域
6.4.2 NRZとBPMコーディング
6．5 AES/EBUインタフェースのプロトコルの全体構造
6.5.1 フォーマット構造
6.5.2 AES/EBUデータ信号の特性
6．6 AES/EBU信号の電気的特性
6．7 デジタルオーディオインタフェースの設置
6.7.1 デジタルオーディオ入力インタフェース
6.7.2 AES/EBUデコーダおよびマルチプレックス
6．8 デジタルオーディオ信号の伝送
6.8.1 110Ωツイストペアケーブル伝送
6.8.2 75Ω同軸ケーブル伝送
6.8.3 実際のケーブル接続
6．9 その他のインターフェースフォーマット
6.9.1 MADI フォーマット
6.9.2 SDIF２フォーマット
6.9.3 SPDIFフォーマット
6．10 オーディオの同期
6.10.1 デジタルオーディオ信号間の同期
6.10.2 デジタルオーディオと映像信号の同期
6．11 デジタルオーディオの記録
第７章 シリアルデジタル信号の伝送とデータ多重
7．1 シャノンの定理
7．2 チャネルのコーディング
7．3 アイダイヤグラム
7．4 シリアルデジタル伝送規格
7.4.1 インタフェース特性
7.4.2 ４fscコンポジットシリアルデジタル伝送
7.4.3 4：2：2ビットシリアル伝送
7．5 信号品質関連パラメータとその測定
7.5.1 送信部関連のパラメータ測定
7.5.2 伝送関連パラメータの測定
7.5.3 受信関連パラメータの測定
7.5.4 特殊な試験信号
7．6 デジタルオーディオ信号の多重
7.6.1 最小のAESデータの多重モード
7.6.2 フルAES多重伝送モード
7.6.3 オーディオマルチプレクサ
7.6.4 オーディオデマルチプレクサ
7．7 デジタルビデオテープ記録
7.7.1 ４fsc コンポジットDVTRグループ
7.7.2 コンポーネントDVTRグループ
7．8 デジタルシステムについての考慮
第８章 デジタル信号の圧縮と伝送
8．1 映像のビットレート圧縮についての概要
8.1.1 映像信号の冗長性とエントロピー
8.1.2 人の視覚特性
8．2 映像データ圧縮技術
8.2.1 ロスレス データ圧縮
8.2.2 ロッシーなデータ圧縮
8．3 DCTコーディングプロセスとその実際
8.3.1 DCTコーディングプロセス
8.3.2 DCTブロックの量子化プロセス
8.3.3 シグザグスキャンニング
8.3.4 ランレングスおよびレベルコーディング
8.3.5 可変長コーディング
8.3.6 バッファメモリ
8.3.7 DCTデコーダ
8.3.8 時間領域データ圧縮技術
8.3.9 動き補正予測技術
8.3.10 補助的なプロセス技術
8．4 映像圧縮規格
8.4.1 映像データ階層構造
8.4.2 JPEGおよびモーションJPECの規格体系
8.4.3 MPEG-１ビデオ規格体系
8.4.4 MPEG-２ビデオ規格
8．5 ビデオビットレート圧縮方式のパフォーマンスと用途
8.5.1 ビデオBRR方式で考慮すべき特性
8.5.2 データレートと圧縮化
8.5.3 ビデオビットレート圧縮方式のパフォーマンス
8.5.4 ビデオビットレート圧縮方式の用途
8．6 オーディオ圧縮の基本コンセプト
8.6.1 オーディオ圧縮の必要性
8.6.2 人間の聴覚特性
8．7 オーディオデータ圧縮技術
8.7.1 ロスレスデータ圧縮
8.7.2 ロッシーなデータ圧縮
8.7.3 オーディオコーディングプロセスとその実現
8．8 オーディオ圧縮規格
8.8.1 MPEG-１オーディオサブシステム
8.8.2 MPEG-２オーディオ規格
8.8.3 その他の圧縮方式
8．9 オーディオビット圧縮方式のパフォーマンス
8．10 圧縮信号の伝送
8.10.1 パケット化エレメンタリストリーム
8.10.2 プログラムストリーム
8.10.3 トランスポートストリーム
第９章 コンピュータとテレビジョン
9．1 コンピュータアーキテクチャ
9．2 コンピュータ内部の通信バス
9.2.1 メインシステムバス
9.2.2 ローカルバス
9.2.3 オーバーザトップバス
9.2.4 スイッチドバス
9.2.5 データバス ルータ
9．3 コンピュータ用ディスプレイモニタ
9.3.1 CRTの構造
9.3.2 全体の説明
9.3.3 ディスプレイモニタのパフォーマンス特性
9.3.4 コンピュータモニタのフォーマット
9．4 拡張カード
9.4.1 ビデオコントローラカード
9.4.2 ビデオ／オーディオインタフェースカード
9.4.3 PCMCIA 拡張カード
第10章 マルチメディアとテレビジョン
10．1 マルチメディアの考え方
10．2 マルチメディア技術
10．3 マルチメディアのハードウェアとシステム
10.3.1 PCワークステーション
10.3.2 オーディオおよびビデオプロセスシステム
10.3.3 ディスクおよびテープ記憶装置
10.3.4 サーバー
10.3.5 カメラ
10.3.6 ビデオカセットレコーダ
10.3.7 CD-ROMおよび光磁気ディスク
10.3.8 デジタルビデオインタラクティブ
10．4 マルチメディアの相互接続
10.4.1 インタフェース
10.4.2 ネットワーク
10．5 マルチメディアソフトウェア
10．6 マルチメディアシステムとアプリケーション
10.6.1 ビデオオンデマンド
10.6.2 ニヤビデオオンデマンド
10.6.3 フォトCD
10.6.4 コンパクトディスクインタラクティブ
10.6.5 コンピュータ電話
10．7 マルチメディアの規格化活動
第11章 アドバンスドテレビジョンの概要
11．１ 放送産業がDTV導入に動く理由
11．２ 規格統一への努力
11．３ ATVの出現
11．４ デジタル放送システムの利点
11. 4. 1 素材の互換性
11. 4. 2 柔軟性
11. 4. 3 圧縮
11. 4. 4 プログレッシブ対インタレーススキャンニング
11. 4. 5 イメージのアスペクトレシオとピクセルのアスペクトレシオ
11. 4. 6 プロダクションアパーチャとクリーンアパーチャ
11. 4. 7 オーディオシステム
11. 4. 8 DTVとフィルム制作番組とのコンパチビリティ
11．５ DTV映像フォーマット
11. 5. 1 HDTVフォーマット
11. 5. 2 プログレッシブ標準解像度テレビジョン720×480Pフォーマット
11．６ スタジオ内シリアル伝送インタフェース
11. 6. 1 概要
11. 6. 2 1.485Gbps HDTVビットシリアル伝送インタフェース
11．７ データの時分割多重
11. 7. 1 HANC多重
11. 7. 2 VANC多重
11．８ 米国グランドアライアンスシステム
11. 8. 1 システム概要
11. 8. 2 ビデオシステムの特性
11. 8. 3 オーディオシステムの特性
11. 8. 4 補助データサービス
11. 8. 5 番組多重化とトランスポートシステムの特性
11. 8. 6 RF/送信システムの特性
11. 8. 7 ATSC受像機の特性
11．９ ヨーロッパのデジタルビオデオ放送システム
第12章 デジタルテレビ（DTV）への移行
12．１ インタフェース、ネットワーク、および伝送プロトコル
12. 1. 1 リファレンスアーキテクチャ
12. 1. 2 リファレンス アーキテクチャ コンポーネント
12. 1. 3 ネットワーク
12. 1. 4 伝送プロトコル
12．２ データストリーミングとデータファイル伝送
12. 2. 1 ストリーミング伝送
12. 2. 2 ファイル伝送
12. 2. 3 送出制御プロトコル
12．３ 施設内のアプリケーション間の伝送技術
12. 3. 1 シリアルデータトランスポートインタフェース
12. 3. 2 ファイバチャネル ネットワーク伝送
12. 3. 3 ギガイーサネット ネットワーク
12. 3. 4 IEEE1394ネットワーク
12．４ 局間でのストリーム伝送やDTV信号の送出技術
12. 4. 1 シンクロナスシリアルインタフェース
12. 4. 2 アシンクロナスシリアルインタフェース
12. 4. 3 SDTI
12. 4. 4 DS－3ベース（45Mbps）ネットワークによるMPEG－2データストリーム伝送
12. 4. 5 MPEG－2データストリームのATMベースネットワーク伝送
12. 4. 6 マイクロウエーブ無線リンク
12. 4. 7 衛星伝送
12．５ DTV 方式変換装置
12. 5. 1 アスペクトレシオ変換
12. 5. 2 ピクチャスキャンニングフォーマット変換
12. 5. 3 フレームレート変換
12. 5. 4 色変換
12. 5. 5 色空間変換
12. 5. 6 サンプリング構造の変換
12. 5. 7 フィルムからDTVへの変換
12. 5. 8 コンポジット、コンポーネントアナログからDTV信号への変換
12．６ DTVシステムに対する技術的な、そして現実的な考慮
12. 6. 1 制作環境での現在の基盤設備
12. 6. 2 メザニン圧縮
12. 6. 3 メディア アセット（番組資産）の管理
12. 6. 4 スタジオにおける遅延への要求
12. 6. 5 オーディオとビデオの間のタイミング問題
12. 6. 6 DTVのモニタリング
12. 6. 7 プロダクションスタジオにおけるMPEGストリーム
12. 6. 8 DTVシステムの相互接続についての実際上の考慮
12．７ NTSCからDTVへの移行
12. 7. 1 ビデオプロダクションと伝送の移行
12. 7. 2 オーディオ番組制作と分配の移行
【付録】 略語一覧
