HDMI

HDMI（エイチディーエムアイ、英: High-Definition Multimedia Interface; 高精細度マルチメディアインターフェース）は、主にテレビとハードディスクレコーダー、ゲーム機などの間を接続する際に用いられる、映像や音声などを1本のケーブルにまとめて送れる通信規格の一種。映像や音声などをデジタル信号で伝送する。 HDMIは、Silicon Image(英語版)、ソニー、東芝、テクニカラー、パナソニック、日立製作所、フィリップスの7社が共同で策定したデジタル家電向けのインタフェースである。2002年12月にHDMI 1.0の仕様が策定された。PCとディスプレイの接続標準規格であるDVIを基に、音声伝送機能や著作権保護機能（デジタルコンテンツ等の不正コピー防止）、色差伝送機能を加えるなどAV家電向けに改良した物である。HDMIは非圧縮(超高画質では例外的に圧縮することがある)デジタル形式の音声と映像を伝達し、音質、画質とも理論上は伝送中に劣化することはない。これがRCA端子やD端子（コンポーネント端子）とは大きく異なる。 物理層はTMDS (Transition Minimized Differential Signaling)、信号の暗号化はHDCP (High-bandwidth Digital Content Protection)、機器間認証はEDID (Extended display identification data（英語版）)、系全体の制御系接続はCEC (Consumer Electronics Control（英語版）) が採用されている。互換性問題が発生したDVIの反省を生かし、自社製品を「HDMI規格準拠」と謳う場合は接続確認テストに合格しなければならない。 コネクターには以下の5種類がある。 タイプA 標準タイプ。19ピン。上記の写真はタイプA。 タイプB 29ピンのコネクタで、デュアルリンクにより1080pを超える解像度をサポート。形状はタイプAを横に広げたもの。HDMI 1.3以降では帯域幅の拡大でシングルリンクのままでも高解像度などの伝送が可能になったため、タイプBコネクタは使われていない。 タイプC ミニHDMI端子、19ピン。タイプAと比べてより小型。ビデオカメラなどに採用。 タイプD マイクロHDMI端子、19ピン。携帯電話、デジタルカメラなどに採用。 タイプE 自動車用HDMI端子、19ピン。車内部の映像用配線に使用。 ケーブルには以下の種類がある。 スタンダードHDMIケーブル 720p・1080i映像に対応 ハイスピードHDMIケーブル 1080p映像や8bit超の色深度に対応 プレミアムハイスピードHDMIケーブル 4K/60p映像やHDR信号、HLG (Hybrid Log Gamma)、24bit超の色深度に対応 HDMI 2.0b に適合 ウルトラハイスピードHDMIケーブル 4K/120p・8K/60p映像やDynamicHDR、eARC、VRR、ALLMに対応 HDMI 2.1 に適合 映像・音声・制御信号の伝送を1本のケーブルで実現しており、AV機器の配線を簡略化できる。 完全なデジタル伝送であるため、DA/AD変換回路が不要で、データ誤りが発生しない限り理論上は伝送過程で映像音声の情報が変化しない。 映像・音声を非圧縮でソース（プレーヤー等）からシンク（テレビ、プロジェクター等）へ伝送できる。 PCMマルチチャンネル（最大8ch）伝送が可能で、S/PDIFなどでは伝送できないドルビーTrueHDやDTS-HDマスターオーディオなどの音声規格も伝送可能である。 S/PDIFはオプティカル・コアキシャルともLPCMで2chが最大、マルチチャンネルはAC-3/DTS/AAC等の圧縮音声で実現している コンプライアンステストは必須機能のテストのみであるため、テストが義務づけられていないオプショナルな機能・解像度では問題が起こることもある。 DVIに対し一部互換性を備えており、DVI-HDMIで相互出力が可能である。 DVI-HDMI間の変換コネクタも発売されている。 HDMIは音声用の信号線があるわけではなく、映像信号のブランキング期間に音声パケットが埋め込まれているため、DVIケーブル/コネクタを経由しても音声信号を伝送可能である。 DVIにのみ対応した電子的な中継器の場合はHDMIの信号を識別できず、音声だけでなく正常に伝送できない場合がある。 接続機器同士が互いに認識することができるインテリジェント機能を備えており、AV機器間の連携のための制御信号を送れる。 ケーブルの相性問題が起きやすい。 製品にバージョン表記することを公式に禁じているため、バージョンが違っているからなのか単なる相性問題なのか原因究明が困難。 メーカーではパッケージにバージョンを表記することで対処している。 コネクタ、接続ケーブルの生産にも製品個々にライセンス料がかかる（＝製造コストが高い）。 新しいバージョンには下位互換性があるが、中継機器によって伝送できる信号に制約がかかる場合がある。 例えば、3D対応テレビと3D対応BDプレーヤー/レコーダー、または4K対応テレビと4K対応BDプレーヤー/レコーダーをAVアンプを介して接続する場合、AVアンプが3D信号や4K信号などの転送に対応していないとパススルー対応でない限り3D信号や4K信号などを伝送できない。そのため、3D対応、または4K対応のプレーヤーには音声用と映像用の2系統出力に対応したものが存在する。 接続のトポロジーとして一つの表示機器を頂点とするツリーを前提としているため、コンポジット映像端子のようなモニタ出力端子などはなく、別途分配器等で2つ以上の表示機器を接続する場合も、動作に一部制限がかかる。 HDMIのまま、長距離伝送を行うと映像の途切れや瞬きが発生するため、延長時は同軸やLAN、光などの伝送機器を用いる必要がある。 放送規格ではないため、端子の挿抜数によって劣化やピン破損の可能性があり、耐久性を考慮されていないケーブル及びHDMI端子が一般的。 HDMI 1.0 2002年12月にリリース。 最大4.9 Gbit/sのビットレート、シングルケーブルでデジタルオーディオ・デジタルビデオを接続。165 Mpixels/sビデオ（1080p 60HzまたはUXGA）と192kHz/24bit・8chオーディオまでをサポート HDMI 1.1 2004年5月にリリース。 DVD Audioのサポートを追加 HDMI 1.2 2005年8月にリリース。 スーパーオーディオCDで使用される1bitオーディオの8chまでのサポートを追加 PCソースのHDMI Type Aコネクタが有効 YCbCr CEカラー空間のオプションサポートを維持しつつ、PCソース固有のRGBカラー空間を使用する能力の追加 HDMI 1.2と後継ディスプレイのために低電圧ソースのサポート HDMI 1.2a 2005年12月にリリース。 CEC (Consumer Electronics Control) の特徴やコマンドセット、CEC適合テストを完全に仕様書に記述 2006年1月5日から開催された「International CES 2006」にて帯域を2倍、色深度が24ビット（フルカラー、Full Color）を超える30、36、48ビット（ディープカラー、Deep Color）にも対応した次世代HDMIが発表された。初代HDMIと互換性を持ち、コネクタも同じものが使われるが転送方式を改めることにより2倍の情報を転送可能。これにより、シングルリンクのままでより高画質、あるいはより高フレームレートの転送が可能になったため、デュアルリンク用のコネクタとして定義されていたHDMIタイプBコネクタの存在意義はなくなった。ほかに、音声関係ではリップシンク・ドルビーTrueHD・DTS-HDの対応が挙げられる。 2006年6月22日に完成し仕様書リリース。バージョン番号は2.0ではなく1.3となった。 2009年1月に米HDMI Licensing, LLCは、2009年前半にHDMIの次世代仕様を公開する予定と発表した。同年5月28日、次世代仕様のHDMI 1.4が発表された。HDMI 1.4では新たに3840×2160、4096×2160の解像度のサポート、Ethernetの伝送サポート、Type Cより小さなMicro HDMIコネクタ (TypeD) の追加、自動車用接続システムのコネクタ (TypeE) の規定などがなされた。USB Type-Cケーブル対応。 また3D映像の伝送には1.4以上が必要である。 新しく対応した高解像度のフレームレートは以下の通り。 3840×2160 = 24 Hz, 25 Hz, 30 Hz 4096×2160 = 24 Hz ケーブルにも仕様の追加がされた。 14ピンが規定され、Reserve（予約）からUtilityに変更。 新しいシールドツイストペア追加 (DDC/CEC Ground + HPD + Utility)。 イーサネットチャンネルは、双方向伝達のために、新しい一対のシールドツイストペアを使用する。 全ての信号線にシールド。 HDMI Forumは2013年9月4日、帯域幅などを拡張した次期HDMI規格2.0を発表した。 HDMI 2.0 LEVEL Aでは帯域を18 Gbpsに拡大。これにより1080p/60の4倍の解像度となる4K@50/60 (2160p) に対応。アスペクト比21:9のフォーマットをサポートした。1,536 kHzのオーディオサンプル周波数、32オーディオチャンネル（4ストリームに分岐することを想定）、ダイナミック自動リップシンクやCECの拡張などを新たにサポート。HDMI 1.4と同じ帯域でもHDMI 2.0 LEVEL Bと名乗ることができ、この場合の色深度はYUV 4:2:0 8bitとなる。 従来のHDMIと互換性を維持しており、既存のカテゴリ2ケーブルやコネクタで対応可能。 HDMI Forumは2017年1月4日、HDMI 2.1を発表した。帯域幅は48 Gbpsまで拡張され、非圧縮で8K30Hz(YCbCr4:2:0)に対応する。 なおHDMIケーブルにも1.4対応などバージョン表記されることがあるが、HDMIケーブルでは1.2a以前と1.3以降の伝送速度向上以外のハードウェア的な変更はなく、HDMI 1.1と表記されて売っているものでもHDMI 1.4信号を通せる製品がほとんどである。ただし、質の悪いコネクタ実装や5 m以上のケーブル長で、HDCPの問題で突然画面がブラックアウトするなどの不具合が顕在化する可能性がある。また、HDMI 1.4で規定されたHDMI Ethernetチャンネル (HDMI HEC) にて、HDMI 1.3aまでではReservedだった信号ピンが使用されているため、HDMI Ethernetチャンネル機能を利用する場合は「イーサネット対応」と表示されているケーブルを使用する必要がある。 HDMIのバージョンは厳密に言うと、HDMI Specification（HDMI規格のバージョン）とHDMI Compliance Test Specification（HDMIデバイスのテストバージョン）の2つが存在する。上の表は前者であり、HDMIライセンシング社が正式発表したもので大手メーカーが製品を紹介する時に公表するバージョンそのものである。一方、後者はメーカーがHDMIのライセンスを受けるにあたり、ATC (Authorized Test Center) と呼ばれる組織でコンプライアンス・テストを受けるときのバージョンである。 HDMIの規格は所要のHDMIケーブル長を規定しておらず、「ケーブルの種類やブースターを設ける事によって遠距離まで接続可能だろう」としている。HDMIのウェブページでは「HDMI over Cat 5/6」カテゴリー5ケーブルまたはカテゴリー6ケーブルでは50 m、同軸ケーブルを利用する「HDMI over coax」では300フィート、光ファイバーを利用する「HDMI over Fiber」では100 m以上とそれぞれ可能と推測される長さを論じている。通常のケーブルを使用する場合、解像度により異なるが5mを超えると影響があるとされ、一般向け消費者でもホームシアターで天井に設置したプロジェクターへ配線する際に問題が生じやすい。このため「HDMI over Fiber」による長尺ケーブルが販売されているが、光信号に変換するため安定した動作には給電を必要とすることや、機器との相性問題が存在する。