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HDMI関連用語集

ALLM

「ALLM」とは「Audio Low Latency Mode」の略で、最近のテレビで機能付加されている低遅延モードと高画質モードを自動的に切り換えてくれる機能(技術)である。

これまでは、遅延を許容して高画質を優先させる通常モードと、低遅延を追求したゲームモードを使い分ける際、リモコン操作一発で切り換えることができず、テレビ製品のメニューに潜って操作しなければならなかったが、これが自動になる。

たとえばPS4やXbox Oneのような、ゲームにも映画コンテンツの再生にも対応した機器では、ゲームプレイ時には低遅延モード、映画再生時には高画質モードを自動的に切り換えてくれる。

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ARC

「ARC」とは「Audio Return Channel」の略で、テレビが外部から受信したAVコンテンツに対して音声の部分をHDMIで接続されたAVアンプに“リターン”させるというオーディオ転送技術である(HDMI1.4の新機能)。

サポートは2ch.-48kHz LPCM ※ までCECを使ってARC対応機器同士がARCの自動セットアップを行う。

※アナログ音声信号をデジタル音声データに変換する方式のひとつで、オーディオCDで用いられる非圧縮の音声データ形式。

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CEC

「CEC」とは「Consumer Electronics Control」の略で、HDMIで接続された機器の機器間で制御信号をやり取りすることにより相互に操作・制御することを可能にするリンク機能である。

テレビやレコーダー、ホームシアターなどに搭載され、例えばテレビの電源を切ると自動的に連動してレコーダーの電源も切れ、レコーダーの電源を入れると自動的に連動してテレビの電源も入り、予約録画を可能になるといったようにHDMIで接続された機器同士はお互いの操作状況に合わせて連携してくれる機能である。機器メーカーによってこのリンク機能を「ビエラリンク」「ブラビアリンク」等の名称で呼んでいる。

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DDC

「DDC」とは「Display Data Channel」の略で、正確には信号ではなく「EDID(Extended Display Identification Data)」と呼ばれるデータや「HDCP(High-bandwidth Digital Content Protection)のキー」が通信されるチャネルのことである。

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Dolby Vision

「Dolby Vision」とは「HDR10」と同じく「PQ(Perceptual Quantizer/知覚量子化)カーブ」を採用し、Ultra HD Blu-rayのオプション規格として採用されているHDR方式である。

最大10,000nitsの輝度に対応しているが、さらに12bit(明暗差を4096段階で表現)の色深度も扱うことができ、階調を「HDR10」の4倍も緻密に表現でき、滑らかな色階調が実現可能となった。

また、Dolby Visionではフレームごとにメタデータを持たせてシーンごとに輝度を動的に設定することが可能である。

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DSC

「DSC」とは「Display Stream Compression」の略で、HDMI 2.1の特徴(サポートしている)である高いビデオ帯域幅の信号伝送を(伝送速度48 Gbps、高解像度・高リフレッシュレート(8K/60Hz、4K/120Hz、Max10K)を実現させるための圧縮技術である。

DSCは、もともとはVESA(ビデオエレクトロニクス規格協会)が策定したもので、DPCM(Delta Pulse Code Modulation)とICH(Indexed Color History)をベースにしたリアルタイム性に優れた圧縮技術で、設定した圧縮率で安定した圧縮結果が得られる。

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eARC

「eARC」とは、「Enhanced Audio Return Channel」の略で、HDMI2.1で新しく提唱されたARC機能である。

eARC はHDMIケーブル内のイーサネット・チャネルおよびARC機能に使用されていた2つのピンを使用し、8ch.-192kHz LPCMというマルチチャンネルオーディオをサポートする。

従来のARCでは伝送できなかった非圧縮の5.1ch、7.1ch、あるいは最大32chからなるオブジェクトベースオーディオ(Dolby Atmos®やDTS:X™)などもテレビ経由で伝送でき、またDolby True HDまたはDTS Masterという高ビットレートオーディオコーデックも出力可能な機能である。

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EDID

「EDID」とは、「Extended Display Identification Data」の略で、DisplayなどのSink機器に保存されているデータのことをいう。

このデータには、そのDisplayが表示することが出来る「解像度」、「リフレッシュレート」、「色深度」や対応する「オーディオ・フォーマット」などが含まれる。

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FRL

「FRL」とは、「Fixed Rate Link」 の略でHDMI 2.1向けに新しく開発された伝送技術である。

FRLでは、HDMI2.0で採用されているTMDS方式(データ送信用3チャンネル+クロック送信用1チャンネルの、計4チャンネルで送信する方式)からクロック送信用のチャンネルがなくなり、4チャンネル全てがデータ送信用になっており、各チャンネルの伝送レートは最大12Gbpsとなっている。

クロックは、データ送信用の各チャンネルに埋め込まれており、クロック周波数は固定(TMDS方式では可変)となっている。

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HDCP

「HDCP」とは、「High-bandwidth Digital Content Protection」の略で、ソース機器とシンク機器間のデジタル信号を送受信する経路を暗号化し、コンテンツが不正にコピーされることを防止する「著作権保護技術(コピーガード)」である。

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HDR

「HDR」とは「High Dynamic Range」の略で、旧来の方式「SDR:Standard Dynamic Range」に比べ明暗の差をよりダイナミックに表現できる映像技術である。

「HDR」には、「HDR10」「Dolby Vision」「HLG:Hybrid Log-Gamma」と大きく3つの方式がある。

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HDR10

「HDR10」とはドルビー社により「ST.2084」として規格化された「PQ(Perceptual Quantizer/知覚量子化)カーブ」を採用した規格で、多くのUltra HD Blu-ray(UHD BD/4Kブルーレイ)作品、配信サービス、プレーヤー、テレビで採用されているHDR方式色であり、深度は10bit(明暗差を1024段階で表現)でSDRの8bit(同256段階)に比べると明暗差を4倍きめ細やかに表現できる方式である。

HDR10では、作品にもよるが最高輝度設定は1,000nits~10,000nitsへと拡大している(SDRの最高輝度設定は100nits(100cd/m2相当))。

※HDR10規格は、Ultra HD Blu-ray(UHD BD)のマンダトリー(必須)規格で、HDR映像が収録されているUHD BDには、必ずHDR10の情報が記録されている。

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HDR10+

「HDR10+」は20世紀フォックス、パナソニック、サムスンの3社が推進する「HDR10」の拡張規格。

「HDR10」では、ひとつのコンテンツに対してひとつのコンテンツ最大輝度データが記録されていて、このスタティックメタデータ(静的メタデータ)をもとにテレビ側でトーンマッピングを行いっているのに対し、「HDR10+」ではダイナミックメタデータ(動的メタデータ)を記録し、シーンごとに最大輝度データを付加してシーンごとに最適なトーンマッピングを行えるようにしている。

また、HDR10と同じ10bitで記録され、HDR10と再生互換性を備えている(DR10+で記録されたUHD BDをHDR10対応テレビで視聴できる。

この点でDolby Visionと同様であるが、従来のHDR10と同じ10bitで記録され、HDR10と再生互換性も備え、HDR10+で記録されたUHD BDをHDR10対応テレビで視聴できる点でDolby Visionと異なる。

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HEC

「HEC」とは、「HDMI Ethernet Channel」 の略で、HEC機能がある機器同士をHEC対応のHDMIケーブルで接続すると、どちらか一方の機器をLANケーブルまたは無線LANで接続すれば、どちらの機器もインターネット接続が可能となる。

例えば、HEC機能がるテレビがインターネットに接続されていれば、テレビがHUBとなって、テレビとHDMI接続(HEC対応HDMIケーブルで)されたレコーダーやゲーム機もインターネットを利用することが可能となる。

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HLG

「HLG」とは「Hybrid Log-Gamma」の略でNHKと英国のBBCが開発したテレビ放送向け高画質技術で、現在「スカパー!4K」のHDR放送で採用されている。

また、BS衛星による4K/8K放送や110度CS左旋放送の4K放送にも今後採用される。HLGは、HDR方式画像の明るさの特性を表すγ値のカーブを設定する際、暗部から中間部までは従来の標準画質(SDR)に合わせ、中間部から明部にかけて輝度の情報量を増加させることにより、HDR非対応のテレビなどの映像機器と互換性が保たれる。

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QFT

「QFT」とは「Quick Frame Transport」の略で、ディスプレイ側の表示のフレームレートは変更せずに、映像送出元の映像伝送速度を上げることが出来る仕組み(技術)である。

例えばディスプレイ側の表示が60Hz(60fps)だったと仮定して、ディスプレイ側は次に表示するべき映像フレームを待っているが、映像送出側がなかなかそれを送ってくれない時、ディスプレイ側は以前の映像フレームを表示したまま次のフレームを待ち続け、*GPU側は映像ができ次第それをフレームレートよりも高速にディスプレイ側に伝送する。待っていたディスプレイ側はこれを受けて即座に表示する。

QFTは仮想現実(Virtual Reality)などのコ*HMD(Head Mounted Display)映像をタイムワープ処理付きで表示する際に重宝する。頭部の動き検出と映像表示を非同期に行ないつつも、その遅延を短縮する効果が狙える仕組みである。

* GPUとは、「Graphics Processing Unit」のことで映像の処理に特化したプロセッサ。

* HMDとは「Head Mounted Display」のことでゴーグルやヘルメット、眼鏡のような形状の、頭部に装着して使用する表示装置。

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QMS

「QMS」とは「Quick Media Switching」の略で、HDMIでリンクしている映像送出元とディスプレイ機器のリンクはそのまま維持して、ブラックアウトを回避した状態で、フレームレートや解像度の変更をユーザーにほとんど気付かれないレベルで瞬時に切り換える仕組み(技術)である。

※ HDMIでリンクしている映像送出元とディスプレイ機器では、映像送出元がフレームレートを切換えたり、あるいは解像度を切り換えたりすると、従来のHDMIでは、リンク手続きを最初からやり直すため、画面表示がブラックアウトしたり、乱れたりして、正常な表示に戻るまで長ければ1秒以上待たされることがあったが、これが解消される。

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RGB

RGBとはテレビやビデオカメラで画像再現に使用されている色の再現方法のひとつでR(赤)、G(緑)、B(青)の光の三原色のことである。

この三色の混合(明暗)でさまざまな色を表現できる。

RGB:光の三原色

RGB:光の三原色

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TMDS

「TMDS」とは、「Transition Minimized Differential Signaling」の略でHDMIの「中核」とも言うべき「高速シリアル伝送方式」の名称である。

もともと「SiliconImage, Inc.」(現Lattice Semiconductorの子会社)によって開発され商標登録されたPanelLink(パネルリンク)がベースになっている映像信号の伝送方式で、信号のデータを3チャンネル(TMDS2、TMDS1、TMDS0)、クロックを1チャンネル(TMDS CLK)備えている。

TMDS CLKはTMDSデコーダが信号を再生する際のリファレンスクロックとして使用される。

デジタル映像信号とデジタル音声信号は、これにより符号化され、機器間を通信される。

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UHD(Ultra HD)

「UHD」は画面や画像、動画などの表示・構成画素数の通称のひとつで、通常4K(概ね横4000×縦2000ピクセル)を表す。

テレビ放送の解像度を指す場合には「UHDTV」とも呼ばれ、4Kを「UHDTV1」8Kを「UHDTV2」としている。

因みに日本では、8Kは「スーパーハイビジョン」と言う名称で呼ばれている。

「4K ULTRAHD Blu-ray」とは、4K(3840×2160)の高解像度、HDRによる高輝度表示BT.2020の広色域再現を備えた次世代の映像メディアであり、映像を構成する3つの要素(解像度、輝度、色域)の表現力を大幅に拡大し、超高画質を実現したBlu-ray Diskである。

参考:Blu-rayとULTRA HD Blu-rayの解像度、輝度、色域比較図

Blu-rayとULTRA HD Blu-rayの解像度、輝度、色域比較図

参考:画面や画像、動画などの表示・構成画素数の通称

通称 画素数(横x縦) アスペクト比(横:縦) 画素数
2K(1080i) フルハイビジョン 1920x1080 16:9 2,073,600
4K(2160p) 4K UHD, QFHD, 4K Ultra HD, UHDTV1 3840x2160 16:9 8,294,400
8K(4620p) スーパーハイビジョン, 8K UHD, UHDTV2 7680x4320 16:9 33,177,600

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Ultra HD Premium

「Ultra HD Premium」とは、4K/Ultra HD(UHD)のディスプレイやテレビ、コンテンツ、配信事業者などに向けたロゴプログラムで以下の規格を満たした製品に認められるロゴ。

Ultra HD Premiumロゴ

  1. 解像度は、ディスプレイ/コンテンツ共に3,840×2,160ドットの4K、色深度は10bit、色域はBT.2020、ダイナミックレンジはSMPTE ST2084と規定。ディスプレイは、DCI P3カラーを90%以上カバーすること。
  2. ディスプレイのピーク輝度は1,000nits以上で黒レベル0.05nits以下、または、ピーク輝度が540nits以上で黒レベルが0.0005nits以下のいずれかを満たすこと。
  3. コンテンツ配信サービスとコンテンツについては、映像制作のマスタリングモニターに、DCI P3を100%カバーし、ピーク輝度1,000nits以上、黒レベル0.03nits以下を使用することが推奨されている。

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VRR

「VRR」とは、「Variable Refresh Rate」の略で、AMDの可変フレームレート表示技術(FreeSync)をベースに映像を表示するディスプレイ側も変動するフレームレートに合致して表示することを可能にする仕組み(技術)である。

※この技術により、HDMIでは24Hz、30Hz、60Hzといった固定リフレッシュレート(≒フレームレート)の映像しか正しく表示出来ず、プロゲーマーにとってゲームのプレイに支障をきたしていたフレームレートずれによるカクつき(Stutter)や画面割れ(Tearing)といった現象が解消される。

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YCbCr

「YCbCr」とは、輝度信号(Y)、輝度信号と青色成分の差(Cb)、輝度信号と赤色成分の差(Cr)の組み合わせで色を再現する映像の出力方式である。

HDMIで使用される「YCbCr」には、「YCbCr 4:4:4」、「YCbCr 4:2:2」、「YCbCr 4:2:0」の3種類がある。

これらの数字は、ルマに対する各クロマのサブサンプリング(Chroma Subsampling:クロマの抽出度合)の割合を表している。

YCbCr 4:4:4 の構成イメージ

YCbCr 4:4:4 における有効ピクセル(画面)内の構成イメージは下図のようになり、全てのピクセルにそれぞれルマ(Y)と各クロマ(Cb、Cr)が存在する。

YCbCr 4:4:4 の構成イメージ

YCbCr 4:2:2 の構成イメージ

YCbCr 4:2:2 における有効ピクセル(画面)内の構成イメージは下図のようになり、全てのピクセルにルマ(Y)が存在し、平行方向に並ぶ2つのピクセルでは、各クロマ(Cb、Cr)がシェアされる。YCbCr 4:4:4 と比較して情報量が2/3となる。

YCbCr 4:2:2 の構成イメージ

YCbCr 4:2:0 の構成イメージ

YCbCr 4:2:0 における有効ピクセル(画面)内の構成イメージは下図のようになり、全てのピクセルにルマ(Y)が存在し、平行方向に並ぶ2つのピクセルと垂直方向に並ぶ2つのピクセル(4つのピクセル)では、各クロマ(Cb、Cr)がシェアされる。

YCbCr 4:4:4 と比較して情報量が1/2となるが、色の再現性に制限が生まれてしまう。

YCbCr 4:2:0 の構成イメージ

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アクティブケーブル

通常メタルの導線路(ケーブル)は長さが長くなるほど、周波数が高くなるほど信号が減衰してしまい、正しいデータ伝送が難しくなってしまう。

この減衰を受信側で持ち上げ補正する電気回路(イコライザー回路)をコネクタ部に搭載したケーブルが「アクティブケーブル」である。

「アクティブケーブル」は「パッシブケーブル」より距離の離れた機器同士の接続が可能となる。

反面、信号を増幅することで信号に手を加えていることから、接続機器との相性問題の発生する可能性が高くなる。

また、「アクティブケーブル」には接続の方向性があるため、接続には注意が必要である。

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イコライザー

「イコライザ(equalizer)」とは、データ伝送で使われる信号調整技術の 1 つで、伝送信号の周波数特性を最適化するために、その特性を調整する補償回路のことである。

HDMIケーブルでは、ケーブル内を信号が伝送する際に発生してしまう信号の減衰を電気的に増幅させて補正する回路のことである。

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解像度

「解像度」とは、モニターやテレビに表示される画像・映像の画素の数のことで、(横)2160(ピクセル)×(縦)1080(ピクセル)、(横)3840(ピクセル)×(縦)2160(ピクセル)の様に画面上の横と縦の画素(ピクセル)の数の積で表され、解像度が大きければ大きいほどより鮮明な映像を再現することが出来る。

名称 解像度 画素数
HD(ハイビジョン) 1280×720 0.9メガピクセル(92万1600画素)
フルHD(FHD、フルハイビジョン) 1920×1080 2.1メガピクセル(207万3600画素)
ウルトラHD(Ultra HD、4K UHD) 3840×2160 8.3メガピクセル(829万4400画素)
スーパーハイビジョン 7680×4320 33.2メガピクセル(3317万7600画素)

※4Kには解像度の違いからUHD-4KとDCI-4Kの2つの画像フォーマット(規格)がある。

「UHD-4K」は「Ultra High Definition」の略で、現行のHD解像度(1920×1080ピクセル)のジャスト4倍の解像度(3840×2160ピクセル:アスペクト比は16:9)で、主にテレビ放送、テレビ受像機向けの4K規格として、2013年に策定された。

「DCI 4K」は「Digital Cinema Initiatives」の略で、画面サイズ(解像度)は2Kの4倍にあたる(4096×2160ピクセル:アスペクト比/ 1.90:1)もので通称「フル4K」と呼ばれている。

デジタルシネマカメラや映画上映機材に向けた規格として策定された。

解像度

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画素

「画素」とは、「picture(画像)」と「element(要素)」の混成語であり、デジタル画像や映像を構成する色情報(色調・階調・透明度など)を持つ最小単位の「点」のことで「ピクセル」とも言う。

この画素が多い画像ほど人の目にはなめらかで精細に見える。

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輝度

「輝度」とは、映像が表現できる明るさの範囲(ダイナミックレンジ)のことである。

一般に人間の目が知覚できる明るさの範囲(ダイナミックレンジ)は10の12乗と言われているが、従来のテレビ等の表示機器は10の3乗までの範囲(SDR)しか表示できなかったが、HDR技術によりダイナミックレンジを広げることで、10の5乗(HDR:従来の100倍)もの明るさを捉えることが可能となり、肉眼で見る景色により近い陰影を映し出せるようになった。

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色域

「色域」とは、色彩の鮮やかさのことで、表現できる色の範囲のことである。

下図の三角形で囲まれた部分が大きいほど、より豊かな色彩の表現が可能となる。

4K/8K放送で標準化されているBT.2020(Rec.2020)は、従来のフルハイビジョン放送で用いられるBT.709(Rec.709)よりも大幅に広い色域をカバーしている。

色域

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伝送スピード(伝送速度)

「伝送スピード(伝送速度)」とは、「伝送における情報が伝わる速さ」のことで、「一定時間(1秒間)にどれだけの情報量を送れるか」で表現し、単位は「bps(bits/sec)」(1秒間に何ビットの情報を送れるか)で表される。

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パッシブケーブル

「パッシブケーブル」とは、信号を補正するような電気回路(イコライザー回路)が内蔵されていないケーブルで、信号を出力機器から入力機器までそのまま送れるため、接続機器との相性問題等の不具合が発生しにくく、接続の方向性も無いので、汎用性が高い。

反面、長尺になると信号の減衰、外部ノイズの影響を受け易くなり、正常に信号を伝送することが難しくなってくるため、長距離伝送には不向きである。

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ビット

「ビット (bit, b)」とは、デジタルコンピュータが扱うデータの最小単位で、英語の binary digit(2進数字)の略であり、2進数の1けたのことである。

1バイトは8ビット (bit) =256(十進数)を表す。

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ビット深度(色深度)

「ビット深度」とは、色・グラデーションのきめ細やかさを表すもので、1画素が表示できる色の数を表す。

ビット深度が高いほど、たくさんの色を表示でき、より自然で滑らかなグラデーションを実現できる。

8ビット表示の場合は2の8乗色(約1677万色)、10ビット表示の場合は、2の10乗色(約10億7374万色)、12ビット表示の場合は2の12乗色(約687億1948万色)もの色を再現可能である。

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ビットレート

「ビットレート」とは、データ転送レートとも言い、動画が1秒間にどれだけの情報量を持っているかを示すもので、「bps」bit/secという単位で表される。

基本的にはビットレートが大きければ大きいほど画質が良くなる。

動画は映像と音声によって成りなっており、一般的に「ビットレート」という場合は、「映像のビットレート」と、「音声のビットレート」を合わせた「総ビットレート」のことを示す。

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フレームレート

「フレームレート」は、1秒間(単位時間)の動画で処理させる(見せる)フレーム数(コマ数静止画像の枚数)のことで、fps(英: frames per second=フレーム毎秒)という単位で表す。

「フレームレート」には24 fps、30 fps、60 fps、120 fps などがあり、主な用途は

  • 24fpsは映画で採用されているフレームレート
  • 30fps/60fpsは日本国内などで一般的なテレビで標準的に採用されているフレームレート
  • 120fpsは4K/8K UHD放送の規格である「BT.2020」において定義されたフレームレートで、現実世界とほぼ遜色のない滑らかな動きを表示できる

※「BT.2020」は4K/8Kスーパーハイビジョン放送の規格で、現行のフルハイビジョン放送の規格は「BT.709」と呼ばれる。

「フレームレート」が大きければより滑らかな動画となるが、「フレームレート」が大きくなるとたくさんの静止画を送る必要があり、送られるデータ量が大きくなることで、ケーブルの選定に影響を及ぼすことも忘れてはならない。

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