基礎講座

CCTVカメラのハイビジョン化、H.264化に関しての技術動向
芦田泰１．はじめに2011年７月に地上波テレビ放送がアナログ放送からデジタル放送に移行したことに伴い、ハイビジョン映像が一般なものとなった（ハイビジョンは日本における高精細テレビジ
ョン放送の愛称。以降、HD

※１

図−１

SDと（フル）HDの画素数の違いと言画質）と呼ばれる映像に分類される。

はデジタル処理で映像を拡大する以方式

SD、HDともに幾つかの画素フォー外に拡大方法はない。HD蓄積映像と言う）が一般的であマットを持つが、ここでは従来のではデジタル処理で映像を２倍に拡

カメラ分野においてCCTVカメラの主流であるSD（720

大してもSDよりも良い画質で蓄積もHD化の流れが生じてきている。

×480画素）と、今後移行していく見映像の検証・確認ができることか

また、画像圧縮符号化技術も、映像

込 み のHD（1920×1080画 素； フ ルら、SD蓄積映像では見過ごす可能をより効率良く伝送するため従来主HD）にて比較を行う。

性があった微細な被写体の変化も捉う）。これにより、従来アナログ放送で使用されていたNTSC（以降、SD※３ったCCTV※４-2か らH.264

HDは単に画面表示の横幅が広が）へ移行しつつあるだけでなく、SDに比べ約６倍の流 で あ っ たMEPG（MEPG-4 AVC※６※5※２

画素数を持つ高精細な画像を提供でる。

えやすくなる。
２．２

MEPG-2とH.264

本講座ではCCTVカメラのHD化、きる（図−１）。特に災害対策室などCCTVカメラのHD化は画質の大H.264化 に よ る メ リ ッ ト、SDか らの大型スクリーンに表示する場合、幅な改善が見込める反面、画素数がHD、MPEG-2からH.264への移行過HDはその視認性の良さからSDとの６倍になるため、それに応じて伝送渡期における移行案について述べる。

差が顕著である。また、道路のクラする情報量も増加する。十分な伝送

ック監視や河川監視における量水板帯域が確保できなければ、カメラの確認などでも同様にHDが優位であHD化を行っても画像圧縮符号化のる。

段階で圧縮率を上げる必要があり、２．HD化、H.264化によるメリット
２．
１

SDとHD

またリアルタイム映像監視の場

このことによる画質の劣化でHDカ

従来のCCTVカメラで用いられて合、必要に応じて着目する対象を光メラ本来の性能の良さを活かすこといた映像はNTSC方式で、HDに対学ズームで拡大することができるができない。

してSD（Standard Definition：標準が、蓄積映像を用いた検証・確認でこの問題を解決する手段として重────────────────────────────────────────────────────────────※１

HD：High Definition※４

CCTV：Closed Circuit Television22

Kensetsu Denki Gijyutsu※２

NTSC：National Television System Committee

Vol.182 2014. 1※５※３

MPEG：Moving Picture Experts Group

SD：Standard Definition※６

AVC：Advanced Video Coding

セミナー

図−２

HD化、H.264化したCCTVシステムの概略構成図

要になってくるのが新しい画像符号

H.264で画像圧縮符号化して伝送すの場合、映像ケーブルはSDカメラ化 方 式 の 採 用 で あ る。1995年 にることが可能となる。これは従来１の映像ケーブルと同じ同軸ケーブル

MPEG委員会によりMPEG-2が採択

映像６Mbpsで伝送することを前提を使用するが下記の２つについて注されてから後、集積回路、メモリ、に設計されていたネットワーク設計意が必要である。

通信技術などの高度化、規制緩和にの考え方を変えることなくSDカメ（1）カメラと機側装置間の距離よる伝送路の多様化（光ネットワー

ラからHDカメラへ移行できること

ク、無線LANネットワーク）が進み、を意味する。

その間に様々な画像圧縮符号化技術

SDカメラで使用するNTSC信号
は映像補償器を用いることで最大
1.2km程度まで同軸ケーブルによる３．HD化、H.264化した
CCTVシステム

伝送が可能だが、HDカメラで使用グ）の画像圧縮符号化方式にH.264がHDカメラを用い、画像圧縮符号でしか伝送できない。

採用された後は、いわゆるIPカメ化方式をH.264としたCCTVシステ

ラ、Webカメラを含め画像圧縮符

ムの概略構成図を図−２に示す。

SDカ メ ラ（NTSC）とHDカ メ ラ

号化方式のスタンダードとして

HDカメラの映像をH.264で画像符号（HD-SDI）は共に同軸ケーブルで信H.264の採用が増えている。

化することで、従来同等のネートワ号を伝送するが、HD-SDIはNTSC

一般的にMEPG-2に対してH.264ーク設備を用いてシステムを構築

より広い伝送帯域を必要とする。こは同等画質を半分の帯域で得ることし、記録装置容量も従来と同程度にのため、HDカメラ（HD-SDI）を使用ができる。これによりH.264ではSD抑えられており、システム構成自体するときは、SDカメラ（NTSC）でで２〜３Mbps、HDで６〜10Mbps

は従来の「SDカメラ＋MPEG-2画像用いる5C-2V※８ケーブル等を使用せでの伝送が可能となる。具体的に圧縮符号化装置」の構成と変化は無ず、高周波帯域での信号減衰が小さは、従来６Mbpsの伝送帯域を使っい。しかし、実施設計では、従来のいS-5C-FB※９ケーブル等を使用するてSDをMEPG-2で画像圧縮符号化

SDカメラシステムとHDカメラシスことが望ましい。

して伝送していたところを、同じ６テムで注意しなくてはならない差異

Mbpsの 伝 送 帯 域 を 使 っ てHDをがある。HDカメラの出力がSDI※７が開発されたが、デジタル放送における１セグメント放送（通称ワンセするHD-SDI信号は概ね100m程度ま（2）同軸ケーブル────────────────────────────────────────────────────────────
※７SDI：Serial Digital Interface※８5C-2V：UHF帯域程度までの伝送に用いられる同軸ケーブル※９ S-5C-FB：UHF, BS, CS帯域程度までの伝送に用いられる同軸ケーブル

Kensetsu Denki Gijyutsu

Vol.182 2014. 123

図−３

マルチコーデックを用いたHD,H.264／SD, MPEG-2混在システムの例

リームを同時配信可能なコーデックの拠点のどちらからも全てのカメラ

４．SDシステムからHDシス
テムへの移行である。このようなコーデックを用の映像を確認することができる。

大規模な既設システムが整備されからHD, H.264システムへの段階更ている場合、HD化、H.264化への一新において、過渡期のみに使用するSDシステムのHD化、H.264化に斉移行は現実的ではないため、ある機器を抑えた段階更新や、HDカメより、従来に比べ鮮明な映像で監視程度の期間、新旧のシステムが混在

ラ／SDカメラ、MPEG-2／H.264混対象を監視できる。これにより今ました過渡期が発生する。CCTVシス

在のシステムを無理なく実現するこで見過ごす可能性があった微小な監テムのHD化、H.264化においては、とが可能になる。マルチコーデック

視対象の変化も捉えることができ、この過渡期にいかに効率的でスムーを用いた混在システムの例を図−３

災害や機器故障の前兆を早期に発見スな移行を行うかが重要である。マに示す。マルチコーデックから複数できる。また、自然災害が増加傾向

ルチコーデックを用いた移行例を次の画像圧縮ストリームを配信するこにある昨今、関係機関へのHD映像に示す。ここでのマルチコーデックとにより機側装置からの伝送帯域は提供の要請にも応えることができる。とはHD、SD画像に対応し、MPEG-2、増加するものの、HD化、H.264化し（あしだやすし：三菱電機（株））

H.264その他の複数の画像圧縮スト

た拠点、およびSD, MPEG-2のまま

24

Kensetsu Denki Gijyutsu

Vol.182 2014. 1

いることで、SD, MPEG-2システム

５．最後に