Rec._2020とは？ わかりやすく解説

ITU-R勧告BT.2020（より一般的には短縮形のRec. 2020ないしBT.2020として知られている）は、標準ダイナミックレンジビデオや広色域（WCG）を備えた超高精細テレビ（UHDTV）の様々な側面を定義しており、これには画面解像度、プログレッシブ・スキャンのフレームレート、ビット深度、原色点、RGBおよび輝度色差色表現、クロマ・サブサンプリングおよび光電変換関数などが含まれている^[1]。Rec. 2020の最初のバージョンは、2012年8月23日に国際電気通信連合（ITU）のウェブサイトに掲載され、それ以降、さらに2つの版が公開されている^{[1][2][3][4][5]}。Rec. 2020はRec. 2100でいくつかの点が拡張されている。

Rec. 2020では3840 x 2160（4K）および7680 x 4320（8K)の2つの標準画像フォーマットが定義されている^[1]。このどちらも16:9の画面アスペクト比および正方画素を採用している^[1]。

Rec. 2020では以下のフレームレートが指定されている：120p、119.88p、100p、60p、59.94p、50p、30p、29.97p、25p、24p、23.976p^[1]。プログレッシブ・スキャンのフレームレートのみが許容されている^[1]。

Rec. 2020ではサンプルあたり10ビットおよび12ビットのビット深度が定義されている ^[1]。

サンプルあたり10ビットのRec. 2020では黒レベル（英語版）はコード64と定義され、公称白ピークはコード940と定義されたビデオレベルを用いる^[1]。コード0-3および1,020-1,023はタイミング基準として用いられる^[1]。コード4から63は黒レベルより下のビデオデータを表し、コード941から1,019は公称白ピーク以上のビデオデータを表している^[1]。

サンプルあたり12ビットのRec. 2020では黒レベルはコード256と定義され、公称白ピークはコード3760と定義されたビデオレベルを用いる^[1]。コード0−15および4,080-4,095はタイミング基準として用いられる^[1]。コード16から255は黒レベルより下のビデオデータを表し、コード3,761から4,079は公称白ピーク以上のビデオデータを表している^[1]。

Rec. 2020（UHDTV/UHD-1/UHD-2）の色空間はRec. 709（HDTV）では表現できない色を再現できる^[6][7]。Rec. 2020で使用されるRGBの原色は、原色を示すCIE 1931分光軌跡上の単色光源に一致している^[7][8]。Rec. 2020の原色の波長は赤が630nm、緑が532nm、青が467nmである^[8][9]。CIE 1931 色空間のカバー率は、Rec. 2020色空間が75.8%をカバーし、DCI-P3デジタルシネマ色空間が53.6%、Adobe RGBが52.1%でRec. 709が35.9%である^[6]。

Rec. 2020色空間の開発中に、変換回路を使用せずにディスプレイにRec. 2020色空間を表示できるように想像上の色ではなく、実際の色を使うことが決定された^[10]。色空間が大きくなると色と色の差が大きくなるため、色表示の精度をRec. 709同等以上にするために1サンプルあたりの表示ビット数を1ビット増やすことが必要となった^[10]。

NHKは、以前にデジタルシネマのビット深度を決定するために使用されたバーテンの式を用いて、Rec. 2020色空間のコントラスト感度（英語版）を測定した^[6]。Rec. 2020色空間でのサンプルあたり11ビットは、全ての輝度範囲で輝度の1段階の違いを識別する機能である視覚変調閾値を下回っている^[6]。NHKはUHDTVシステムであるスーパーハイビジョンシステムにサンプルあたり12ビットのRGBの使用を計画している^[6][11]。

Rec. 2020はガンマ補正のために、（12ビットでのみ）より高い精度でパラメーターが与えられていることを除けばRec. 709と同じ非線形伝達関数を定義している^[1][12]。

${\displaystyle E^{\prime }={\begin{cases}4.5E&0\leq E<\beta \,\!\\\alpha \,\!E^{0.45}-(\alpha \,\!-1)&\beta \,\!\leq E\leq 1\end{cases}}}$