♪〜
（テーマ音楽）いやー、いい天気ですね。
気持ちいいですね。
あんまり気持ちいいんできょうはスタジオを飛び出してきちゃいましたね。
私たちが今回やってきたのはここ、ＮＨＫ放送技術研究所です。
（竹内）ここはテレビとかラジオの放送技術を専門的に研究している日本で唯一の研究所なんですよ。
すごいところですね。
ここで、もうすぐ開かれるのがこちらです。
５月２９日から６月１日まで最新の放送技術を紹介するイベントが開かれるんです。
どんな技術が見られるんですか？ことしは、なんといっても８Ｋスーパーハイビジョンでしょう！ものすごくきれいで…そんなにすごいんですか？きょうはその８Ｋスーパーハイビジョンの最新技術を偵察しにここにやってきたわけなんですよ。
楽しみですね。
２０２０年東京オリンピックの年に８Ｋスーパーハイビジョンのその衛星放送を開始することを目指して着々と準備が進んでるんですよ。
それでは早速、未来のテレビをのぞきにいってみましょうか。
はい！よし、行こう！おお…大きなスクリーンがありますね。
この大スクリーンで８Ｋスーパーハイビジョンが見られちゃう！ワクワクと。
なんか、すごいのは分かるんですけどどれだけすごいのか分かんないですね。
実際に体感してみましょう。
うわー、え…。
あの油の感じとかすごいリアル。
（竹内）触れそう！きれい…。
これ、水の中？
（竹内）風がやってくるのが…。
稲穂一つ一つがくっきり出てますよね。
うわー…。
（竹内）迫力ありすぎ。
目の前に来たみたいな感じ。
すっごい細かいところまで見えますよね。
うわー…。
（竹内）ひげが、ひげが。
すごかった。
思わず拍手しちゃう…。
想像以上でした。
本当にその場にいる感じですよね。
これだけ超高精細なスーパーハイビジョン映像だと…これはですねこれまでのハイビジョンの映像をこの画面の大きさに引き伸ばしたわけではないんです。
こちら。
ハイビジョン画質、１６個並べて一つの画面にしたのが８Ｋスーパーハイビジョンなんです。
そういうことなんですね。
うわー…。
どうですか。
つかめそうですね。
やっぱり、それだけ、きれいだと近寄ってみると画面全体が視野を覆うじゃないですか。
そうすると映像の世界に入り込んだようななんか臨場感がありますよね。
この臨場感家でも味わいたいんですがちょっと大きいですよね。
（竹内）いやいや心配する必要ありませんよ。
最近ですねこの８Ｋスーパーハイビジョン家に置けるようなサイズのテレビが作られているんですよ。
えー、そうなんですか。
ここはですね未来のリビングルームをイメージした展示です。
これ、ひょっとしてスーパーハイビジョンテレビですか？これが今、実用化されてる中で一番ちっちゃな８Ｋスーパーハイビジョン用の液晶モニターなんですね。
８５インチです。
８５インチか。
その画質の高さ、この画面でぜひ実感してみてください。
（竹内）これが、これまでのハイビジョンの映像ですね。
で、これ、一部分をちょっと拡大すると…あ。
人の顔は、ぼやけちゃいますよね。
（竹内）ちょっとぼけちゃいましたね。
で、次がスーパーハイビジョン。
すでに、だいぶ違いますけど。
（竹内）ほら、拡大したらどうですか。
うわー、だいぶくっきり見える。
結構、人の表情とか細かいとこまで見えますね。
こんなきれいな映像なら早く家で見たいですね。
ちょっと待ってください。
どういうことですか？まず、画質はハイビジョンの１６倍ですよね。
しかもスーパーハイビジョンになると動画をですね滑らかにするために…倍ですか。
データ量、多いですね。
さすがにこれだと現在の電波にのせて送れるようなデータ量ではないと。
そっか。
じゃあ、一体どうするんですか。
そこをなんとか電波にのせようということでいろんな研究が行われてます。
そもそもテレビの映像というのはどうやって電波で送られているのか。
実はですねこんなカラクリがあるんです。
テレビ放送の開始から５０年以上。
テレビはアナログで放送していました。
それがデジタル化されたことでテレビ技術は大きく変わりました。
現在、ハイビジョンのデジタル放送では画面を２００万個の画素という点に分け各画素の色合いや明るさのデータを「０」と「１」からなる２４桁の数字に置き換えています。
それを電波で送っているんです。
このデジタル化によって可能になったのが送るデータ量をぐーんと減らすデータ圧縮技術です。
放送の電波をトラックに。
送るデータを荷物に例えてみます。
アナログ放送時代は映像のデータを全部そのまま、電波で送ることができていました。
ところが、ハイビジョンになるとそのデータ量はアナログの６倍に増加。
これではトラックに積みきれません。
そこで、電波で送れるデータ量にまで減らそうというのが映像の圧縮技術です。
その原理とは…。
例えば、この映像。
コマ送りで見ると動いているのは手元や口元など限られた部分だけです。
ということは最初の１コマだけ完全な画像を送りあとは動いている部分だけを送って重ね合わせても見た目には分からないのではないか。
それを実際に行っているのがこの映像です。
完全な画像を送るのは０．５秒に１回だけ。
それ以外は、こんなふうに動いている部分しか送りません。
これらを重ね合わせるとこのとおり。
ちゃーんと、皆さんがふだん見ているテレビ映像になるんです。
このとき送っているデータ量の時間変化を示したのがこのピンクのグラフ。
グラフの山が高い部分が完全な映像を送っているところです。
それ以外は、データ量が大幅に減っていることが分かります。
こうして送るデータ量を間引くことでようやくハイビジョンの映像が電波で送れるようになります。
この圧縮されたデータから各家庭のテレビで元のきれいな映像が復元されるというわけなんです。
そうだったんですね。
動いている部分だけ送られてたんですね。
現在のハイビジョンで使われている圧縮技術はＭＰＥＧ２と呼ばれています。
そのスーパーハイビジョンもＭＰＥＧ２っていう方式を使って圧縮すれば電波で送れるんですか。
そう簡単にはいかないんですよ。
８Ｋスーパーハイビジョンのデータの量がどれくらいあるのかちょっとお見せしましょう。
よいしょ…おお…重い。
わわわ…。
でも、まだまだあるんですよね。
まだあるんですか…。
ここから共同作業で。
まだ、くるんですか。
２０倍…。
どうやっても載せきれないですね、これは。
この膨大な量のデータを放送の電波にのせるにはまだまだ工夫が必要なんです。
８Ｋスーパーハイビジョンの膨大なデータをどうやって圧縮するか。
研究員たちは今新しい圧縮技術を使ってスーパーハイビジョンの映像を電波で送れるようにしようと挑んでいます。
現在の圧縮技術では映像をたくさんのマス目で均等に分割して処理しています。
この中で、動きのあるマス目のデータだけを抜き出して送信しているのです。
でも、よく見ると例えばこのマス目は動いている部分がほんのちょっとしかありません。
それでも現在はこのマス目全体の映像データを送っているんです。
こうした無駄をなくそうというのが新しい圧縮方法です。
動きのない部分は、これまでより大きなマス目で切り分け逆に動きのある部分は今までより細かく分割するようにしました。
動きのある部分をより精密に抜き出し送らずに済む面積を増やす作戦。
これでデータ量を大きく減らせます。
さらに抜き出した動きのある部分のデータの送り方も変えました。
これまでは各マスの映像の動きを一つ一つ、個別に送っていました。
でもこの辺りは、ほとんど同じ動き方をしていますよね。
そこで同じように動く映像の領域はひとまとめにしてさらにデータ量を減らしたんです。
こうした複雑な処理をリアルタイムで行えるデータ圧縮装置がこの８Ｋスーパーハイビジョン専用のリアルタイム・エンコーダー。
その実力をご覧に入れましょう。
左右に分かれた、この映像。
実は片側だけ新しい圧縮技術でデータ量を４分の１以下に減らしています。
さて、左右どちらか分かりますか？正解は右側。
データ量が従来の４分の１以下なのに見た目には全く同じ。
こうして、画質を損なわずにどーんとデータ量を減らすことに成功したんです。
分かんなかった…。
このＭＰＥＧ２に変わる最新のデータ圧縮方式をＨＥＶＣっていうんですよ。
そういう技術を使うとこの大量のスーパーハイビジョンのデータはどれぐらいまで減らせるんですか。
はい。
ちょっとお見せしますね。
お、結構、減らせそうですね。
さまざまな工夫を凝らした結果ハイビジョンのデータ量の４倍程度まで減らすことができたんです。
４つですか、だいぶ減りましたね。
ですよね。
けど、でもまだ、載らないですよね、４つは。
あと一歩、努力が必要ですよね。
ただ、データを圧縮して減らすという、この方式はちょっと、ここら辺が限界かな。
あ、そうなんだ。
じゃあ、次はどうすればいいでしょうか。
え…どうしたらいいでしょう。
このデータ、ブロックをどうにかするということではなくてこの電波に当たりますトラック、これをどうにか工夫できないかという研究が行われています。
映像のデータ量を減らすエンコーダー。
ここで圧縮されたデータは変調器という装置を通して信号化され電波にのせられます。
衛星放送の場合電波で送る信号はこのような８つの点で表されます。
この点一つ一つが「０」と「１」のデジタル信号に対応しているんです。
なぜ、８つの点なんでしょうか。
実はデジタル化によって「０」と「１」の数字に置き換えられた映像データは３桁ずつに区切られて電波にのせられます。
このとき３桁の「０」と「１」の並び方はこちらの８通り。
それで「０１１」がきたら、この点。
次が「０００」なら、この点。
というようにデータが順次８つの点に対応付けられて送信されるのです。
この作業を１秒間におよそ２９００万回という高速で行うためすべての点が常に点灯しているように見えるというわけ。
ところが、これだとまだスーパーハイビジョンの膨大な映像データは送りきれません。
そこで…。
２つのことを考えました。
１つ目は、一度に送れる情報を増やすことを考えました。
２つ目としては信号を高速に切り替えるという仕組みを考えました。
まず、一度に送るデータ量をどうやって増やすか。
そこで考えたのが現在は３つずつ送っている「０」と「１」を４つずつ送る作戦です。
すると「０」と「１」の組み合わせはこの１６通りになります。
このため、信号を表す点の数も１６個に増えました。
ところが、この信号を実際に衛星放送の電波で送ってみると…。
あれ？点がぼやけちゃった。
これでは信号点同士が重なって正しく識別できません。
一体、何でこんなことが起きるの？実は地上から放送衛星までの距離は３万６０００ｋｍ。
これだけ長距離を伝わるうちに信号をのせた電波が弱くなってしまうからなんです。
それでも、従来の８個の点なら点と点とが離れているため多少ぼやけても識別することができました。
しかし、点が１６個に増えると点同士が近くなるため識別が難しくなり別の点と間違えてしまう可能性が高くなるのです。
すると、こんなふうに映像が欠けてしまうことも。
この問題を解決するのが誤り訂正技術です。
例えば「０１０１」という信号を送りたいとします。
ここで各数字をあえて、だぶらせこんな少し長い数字の並びに変えてから送信します。
この時信号が弱まって受信時に一部の数字をこんなふうに間違えたとしても…。
３つの数字はもともと同じだったはず。
つまり、多数決をとれば多いほうの数字が正しい数字だと分かります。
これが誤り訂正技術の原理です。
こうした方法で点がぼやけても正しいデータに復元できる新しい誤り訂正技術が開発されました。
さらに、今までは１秒間に２９００万回の速さで送っていたのを３４００万回に増やすことで送信できるデータ量は２倍に！こうしてついに、衛星放送用のスーパーハイビジョン送受信システムが完成したのです。
つまり、トラックを改造して２つ積んでもちゃんと走れるようにしたってことですよね。
そうそう、パワーアップしたというわけなんですね。
だけど、２つ残ってますよね。
やはり、そこ気になりますよね。
その辺り研究員に聞いてみたいと思います。
先ほど映像にも登場しました土田研究員です。
よろしくお願いします。
すいません。
この残った２つはどうするんですか？ですから、トラックを２台使うという形になります。
２つのチャンネルを使ってっていうことですか。
だけど、こんなに頑張ってデータ量、減らしたのに誤り訂正するために余分な数字を増やしちゃったのはあれ、大丈夫なんですか？先ほどＶＴＲで見てもらったものそれは３倍のデータ量になっていましたが今回、作った仕組みというのは９個のデータのうち７つを本来のデータ残りの２つを誤り訂正のデータとしています。
ですからそんなたくさんは増えていない。
そうなんですね。
じゃあ、これでスーパーハイビジョンの衛星放送が実現するという感じですか。
そういうめどがだいぶ立ってきました。
今、急ピッチで、いろいろな開発を進めているところです。
ここまでは８Ｋスーパーハイビジョンの超高画質映像をどうやって電波で送るかという技術を見てきました。
でも、それ以前に…うわー、見たいです。
まず、こちらが１３年前に初めて開発された８Ｋスーパーハイビジョンカメラです。
重さは、なんと８０ｋｇです。
重い…。
普通に撮影で担ぐとか無理ですよね。
持ち歩けないし。
そこでカメラを小型化する努力が続けられてきたわけです。
そして、４年前には２０ｋｇまで小さくなったんです。
これはですね今、ワールドカップに出張中。
すごい。
お忙しい。
さあ、その次ですよ。
こちらが現在、最も小さい８Ｋスーパーハイビジョンカメラです。
なんと２ｋｇ。
うわー片手で持てそうですよね。
最初、あんなに大きくて８０ｋｇのものがここまで小さくなったってかなり、すごいですよね。
一体どうやって小型化できたんですかね。
そのカギを握ってるのがイメージセンサーなんですよ。
これはレンズから入ってきた光を受け取る部分ですね。
人間の目でいうと網膜に当たります。
その辺り、また詳しく研究員に聞いてみましょう。
８Ｋスーパーハイビジョンカメラの開発に携わった島本洋研究員です。
よろしくお願いします。
このスーパーハイビジョンカメラの中って、どんなものが入っているんですか？カメラの中には４つのセンサーが入っています。
１つは赤色、１つは青色。
そして、残り２つは緑色のイメージセンサーが使われています。
２つ緑なんですか？そのため２つのイメージセンサーを使うことによって効果的に解像度を上げることができるんです。
それを、一体どうやって小型化するんですか？
（島本）現在のカメラはレンズから入ってきた光をプリズムを使って色ごとに分けて４つのイメージセンサーを使って撮影を行っています。
このプリズムがカメラを大きくしてしまう原因の一つとなっているんです。
１つで？こちらがそのセンサーとなります。
結構、小さいんですね。
（島本）このイメージセンサーは１つのセンサーの上に小さな赤・青・緑のフィルターが規則正しく並んでいます。
そのため、１枚で８Ｋスーパーハイビジョンの映像が撮影できるようになっています。
さあ、それでは重さ２ｋｇにまで小型化された８Ｋスーパーハイビジョンカメラで撮影された映像見てみましょう。
おお…これ、カメラマンさんがカメラ持ちながら一緒に走ってるわけですよね。
うわー、しかもカメラマン…すごいカメラを上に向けて撮ってるわけですね。
（竹内）どうやって撮ったかというと…ああ、なるほど。
これは、軽くて小さくないとできないですね。
これだけ、ちっちゃくて高精細な映像が撮れるようになるとこれまで、できなかったような映像表現っていうのもねどんどん、できるようになるんじゃないですかね。
確かに。
アイデアしだいで本当に表現の幅が広がりますよね。
その８Ｋスーパーハイビジョンカメラ活躍が期待されているのはテレビ放送だけではないんです。
実は、こんな意外な分野でも利用されようとしています。
ことし２月、超小型のスーパーハイビジョンカメラが設置されたのは、なんと手術室。
この日、撮影されたのは心臓の冠動脈バイパス手術。
血の塊ができて詰まってしまった心臓の血管に別の血管をつなげて血液を送る手術です。
これを担当したのが心臓外科医の天野篤さん。
年間５００件もの手術をこなすこの分野の第一人者です。
その天野さんの手術をスーパーハイビジョンカメラで鮮明に撮影し、ほかの医師がその技術を学べるようにするのが今回の目的なんです。
その映像をご覧いただきましょう。
手術中天野さんが見たままの視野で隅々まで鮮明に捉えられています。
中でも天野さんが驚いたのが血管同士を縫い合わせる細い糸まで鮮明に捉えられていたこと。
糸の太さは、髪の毛の半分。
僅か０．０４ｍｍ。
従来のハイビジョンだとよく見えません。
ところがスーパーハイビジョンならこーんなに、はっきり！例えば血管同士を縫い合わせたこの場面。
ハイビジョン画質で拡大して見てみると…。
どこに縫い目があるのかさえ分かりません。
ところがスーパーハイビジョンだとこのとおり。
複雑な結び目の細部までくっきり映っています。
さらにハイビジョン画質では平面的に見える血管の盛り上がり具合もよく分かります。
実は、これをどう仕上げるかで血流が変わり、術後の経過が左右されるんだそうです。
これまでは手術している本人にしか見えなかったものを映像で捉え多くの医師に伝える。
そんな新しい医療教育が可能になると期待されています。
いや…０．０４ｍｍの糸まで鮮明に映るなんてすごいですよね。
医師の方も勉強になりますよね。
助かりますよね。
８Ｋスーパーハイビジョン使い方によっては可能性無限大ですよね。
本当ですね。
スーパーハイビジョンが切り開いてく未来がすごく楽しみになりました。
それでは「サイエンスＺＥＲＯ」。
次回もお楽しみに。
2014/05/25(日) 23:30〜00:00
ＮＨＫＥテレ１大阪
サイエンスＺＥＲＯ「“究極”のテレビ！スーパーハイビジョン　開発最前線」[字]

実用化が迫る“究極”のテレビ、スーパーハイビジョン。従来のハイビジョンの１６倍という超高精細な放送を実現する、様々な最新技術に迫る。未来のテレビはすぐそこに！

詳細情報
番組内容
いよいよ２０２０年に衛星放送での本放送開始を目指している８Ｋスーパーハイビジョン。従来のハイビジョンの１６倍という超高精細な映像と、まるでその場にいるような多チャンネルのサラウンド音響が魅力の、“究極のテレビ”だ。その格段に増えた情報量を電波で送る技術開発の最前線が、ＮＨＫ放送技術研究所。司会の南沢奈央ら３人がスタジオを飛び出し、５月２９日からの一般公開が迫る研究所に潜入！未来のテレビ技術に迫る。
出演者
【司会】南沢奈央，竹内薫，【キャスター】江崎史恵，【語り】土田大

ジャンル :
ドキュメンタリー／教養 – 自然・動物・環境
ドキュメンタリー／教養 – 宇宙・科学・医学
ドキュメンタリー／教養 – 社会・時事

映像 : 1080i(1125i)、アスペクト比16:9 パンベクトルなし
音声 : 2/0モード（ステレオ）
サンプリングレート : 48kHz

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