ＮＴＴとＮＴＴコム、４Ｋデジタルシネマ品質の超高精細映像を広域多地点にライブ配信実験成功
４Ｋデジタルシネマ品質の超高精細映像を広域多地点ライブ配信する実験に成功
－第１９回東京国際映画祭で次世代映像コンテンツの製作・流通支援技術を実証－
日本電信電話株式会社（以下ＮＴＴ、代表取締役社長：和田紀夫）とＮＴＴコミュニケーションズ株式会社（以下ＮＴＴ Ｃｏｍ、代表取締役社長：和才博美）は、超高速多地点ストリーム配信および伝送技術を開発し、ギガビットＩＰネットワーク上で、４Ｋデジタルシネマ＊１品質（８００万画素）の超高精細映像ストリーム（以下４Ｋ映像ストリーム）を１０分岐して日本各地に同時配信する、多地点ライブ中継伝送実験に成功しました。
これは、大容量ＩＰネットワークを介して４Ｋ映像を複数拠点間でリアルタイム共有する、次世代型映像コンテンツ制作・流通環境の持つポテンシャルを、世界に先駆けて実証するものです。学術・教育・医療・文化・娯楽など幅広い分野での活用に向けて、本日、第１９回東京国際映画祭の「第２回ｄｉｇｉｔａｌ ＴＩＦＦ シンポジウム」（六本木ヒルズ）において実証実験を行い、デジタルシネマ実験推進協議会（以下ＤＣＴＦ）、慶應義塾大学デジタルメディア・コンテンツ統合研究機構（以下慶應ＤＭＣ機構）、株式会社バンダイナムコゲームス（以下ＢＮＧ）の協力を得て、弦楽アンサンブル演奏やレーシングゲームのオンライン対戦など多様な４Ｋ映像の多地点配信を実演しました。
本件は、総務省の委託研究「次世代型映像コンテンツ制作・流通支援技術の研究開発」の一環として行われたものです。
＜技術の概要＞
１．超高速多地点ストリーム配信技術
４Ｋ映像ストリームのビットレートは、ＪＰＥＧ２０００符号化方式＊２で約１／１５に圧縮されていても、なお平均４００Ｍｂｐｓにのぼり、瞬間的には１Ｇｂｐｓに達することもあります。これを１０地点にマルチキャスト配信できるように、ＮＴＴ未来ねっと研究所では「超高速ストリーム分岐装置（スプリッタハードウェア）」を開発しました。実験に際してはＮＴＴが開発したＦｌｅｘｃａｓｔ（フレックスキャスト）プロトコル＊３を採用し、ストリーム複製と配信先アドレス設定をハードウェア的に並列処理することで、スループット１０Ｇｂｐｓを達成しています。汎用サーバマシン上で動作する既存のスプリッタソフトウェアと比べて５～１０倍も高性能です。
２．超高速ストリーム伝送技術
瞬間的に１Ｇｂｐｓにも達する４Ｋ映像ストリームを伝送する場合、経路途中のルータで一時的に輻輳が発生して、パケット損失がおこる場合があります。このため、今回、ＮＴＴ Ｃｏｍは、誤り訂正能力を強化した「高信頼映像伝送技術」を開発しました。誤り訂正には、ＮＴＴ未来ねっと研究所にて４Ｋ映像伝送用に最適化したＬＤＰＣ符号化アルゴリズム＊４を適用し、４Ｋ映像コーデック＊５上にソフトウェア実装することで、エラー耐性・リアルタイム性・経済性を高い次元で最適化することに成功しました。従来の単純なパリティ型誤り訂正符号に比べて、同じ８％程度の冗長度でも条件次第で１０００倍以上もの映像フレーム誤り訂正能力を達成できます。
＜実験の概要＞
１．実験環境について
（１）慶應ＤＭＣ機構（三田）で生成される４Ｋデジタル映像（非圧縮約６Ｇｂｐｓ）を、４Ｋ映像コーデック＊５において、［１］ＪＰＥＧ２０００符号化により平均４００Ｍｂｐｓ程度にリアルタイム圧縮し、［２］誤り訂正符号化し、［３］ＩＰストリーム化し、さらに［４］各ＩＰパケットをＦｌｅｘｃａｓｔパケットにカプセル化して、４Ｋ映像ストリームに変換
（２）上記（１）を、ネットワーク内に配備したスプリッタハードウェアで１０分岐し、「ｄｉｇｉｔａｌ ＴＩＦＦシンポジウム」会場を始めとする日本各地の４Ｋプロジェクタなど計１０台の映像端末に、マルチキャスト配信
（３）バックボーンネットワークには研究開発ギガビットネットワークＪＧＮ ＩＩ＊６を、アクセスネットワークにはＮＴＴのＧＥＭｎｅｔ２＊７とＮＴＴ Ｃｏｍ の「ブロードバンドアクセス（ＢＢＡ）」＊８を利用
２．実験内容について（図１）
（１）４Ｋカメラで撮影したコンサート映像の配信
慶應ＤＭＣ機構の工房（スタジオ）から、４Ｋデジタル動画カメラで撮影したライブ講演映像や、同カメラで事前収録した弦楽アンサンブル演奏の４Ｋ映像および５．１チャネル音響信号を、マルチキャスト配信しました。ステージ全体を固定カメラで捉えるだけのシンプルな映像ながら、８００万画素という超高精細性により、各地の巨大スクリーンには演奏者の弓使いや表情がリアルに再現されます（写真１）。これにより、クローズアップなどのカメラワークが不要なだけでなく、むしろ、そのことが臨場感を増し、大容量ＩＰネットワークを介して遠隔多地点間でコンサートホール空間を共有できることを実証しました。
（２）遠隔４拠点でオンライン対戦するレーシングゲームの高精細映像をリアルタイムで合成した４Ｋ映像の多地点配信
レーシングゲーム「リッジレーサー７」（ＢＮＧ製作）に遠隔４地点（三田、秋葉原、横須賀、京都）からオンライン参加する家庭用ゲーム機「プレイステーション ３」の画面を、ＩＰネットワーク経由で三田に集めて４Ｋ映像をリアルタイム合成し、それを１０地点にライブ配信する実験を行いました。各地の「プレイステーション ３」が出力するハイビジョン映像（２００万画素）はＭＰＥＧ２コーデックを介して三田に集められ、４画面を１画面にリアルタイム合成した４Ｋデジタルシネマ品質（８００万画素）のライブ映像として、各地にライブ配信されます。こうして、遠隔地から対戦ゲームに参加する４名だけでなく、大容量ＩＰネットワークを介して複数拠点で多数の観客が「ゲーム観戦」する新しい形態を実証しました（写真２）。
＜今後の予定＞
ＮＴＴとＮＴＴ Ｃｏｍは、今後も連携して、４Ｋデジタルシネマ品質の超高精細映像を複数拠点間でリアルタイム共有する次世代型映像コンテンツの制作・流通支援技術に関する研究開発を進めるとともに、実証実験などを通して学術・教育・医療・文化・娯楽など多方面で利用シーンの検討を進め、新たなビジネス機会の創出に取り組む予定です。
（参考）本実験に関する協力機関等一覧
・４Ｋコンテンツ：慶應義塾大学、東京工科大学、株式会社バンダイナムコゲームス
・４Ｋデジタル動画カメラ：オリンパス株式会社
・回線、拠点、機器：独立行政法人情報通信研究機構（ＮＩＣＴ）、けいはんな情報通信オープンラボ研究推進協議会、慶應ＤＭＣ機構、株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント
・シンポジウム主催：財団法人日本映像国際振興協会（ユニジャパン）
・シンポジウム協力：デジタルシネマ実験推進協議会＊９（ＤＣＴＦ）
＜用語解説＞
＊１ ４Ｋデジタルシネマ
ハリウッドのメジャースタジオで組織するＤＣＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｉｎｅｍａ Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ）が劇場公開映画のコンテンツ配信用に定めた規格。４Ｋは横方向の画素数に由来する。１画面あたり約８００万画素（４，０９６＿２，１６０）の映像を、ＪＰＥＧ２０００符号化方式＊２で圧縮して配信する規格で、ＮＴＴ未来ねっと研究所などが世界に先駆けて２００１年に提唱したコンセプトが採用された＊１０。なお、ＤＣＩでは、今回のライブ中継など、劇場公開用ファイル配信以外の用途のことをＯＤＳ （Ｏｔｈｅｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｔｕｆｆ）と呼んでいる。
＊２ ＪＰＥＧ２０００符号化方式
ＪＰＥＧとは、Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ が策定した、デジタルカメラで幅広く利用されている国際標準規格の画像圧縮方式のこと。１画面（フレーム）単位でデジタル情報量を減らす。ＪＰＥＧ２０００はその発展形。フレーム間の相関を用いるＭＰＥＧに比べて圧縮率は低いが、（１）映像品質に優れる、（２）符号化遅延が少ない、（３）フレーム単位での編集作業が容易、などの利点を持つ。
＊３ Ｆｌｅｘｃａｓｔ（フレックスキャスト）プロトコル
通常のＩＰユニキャスト網上で、自律的に経路を構築してマルチキャスト機能を実現する方式（図２）。映像ストリームを複製して宛先を書き換える「ストリーム分岐装置（スプリッタ）」をネットワーク内のルータに横付けして、マルチキャストシステムを実現する。ルータの全面更改が必要なＩＰマルチキャストとは異なり、少ない設備投資でサービスを開始でき、需要にあわせて増設できることが特徴。ＮＴＴ研究所が開発し、エヌ・ティ・ティ レゾナント株式会社の高品質テレビ会議システムＷａｒｐＶｉｓｉｏｎなどに利用されている。
＊４ ＬＤＰＣ符号
誤り訂正符号の一種で、極めて高い誤り訂正能力を持つ。ＬＤＰＣとは低密度パリティ検査（Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ）のこと。あらかじめ冗長な情報（パリティ）を送信側で追加しておき、配信途中でパケット損失が発生しても、それが一定数以下ならば元の映像ストリームが正しく復元できる仕組み。
＊５ ４Ｋ映像コーデック
４Ｋデジタルシネマ品質の映像信号を、高品質符号化方式ＪＰＥＧ２０００フォーマット＊２で圧縮してＩＰパケットストリーム（４Ｋ映像ストリーム）に変換する、もしくは、逆に４Ｋ映像ストリームから映像信号を復元する装置。ＮＴＴ未来ねっと研究所が開発。
＊６ ＪＧＮ ＩＩ（Ｊａｐａｎ Ｇｉｇａｂｉｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＩＩ）
独立行政法人情報通信研究機構（ＮＩＣＴ）が平成１６年４月より運用を開始した全都道府県ならびに米国にアクセスポイントを持つ研究開発テストベッドネットワーク。次世代高度ネットワークを国内外の産・学・官・地域連携によって早期実現させ、我が国、経済社会の活性化と国際競争力の向上を目的としている。
＊７ ＧＥＭｎｅｔ２ （Ｇｌｏｂａｌ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ ２）
ＮＴＴが、武蔵野・横須賀・厚木の各研究開発センタ間を数１０Ｇｂｐｓの超高速度で接続して構築した新しい実験用ネットワーク。ＮＴＴ研究所内の研究開発利用の他に、外部の研究・教育ネットワークとの連携により、国内外の研究機関との共同研究が可能である。国内では、スーパーＳＩＮＥＴ、ＪＧＮ ＩＩの二つの研究教育ネットワークと相互接続を行っている。
＊８ ブロードバンドアクセス（ＢＢＡ）
ＮＴＴ Ｃｏｍの提供する回線サービス。お客さまビルとＮＴＴ Ｃｏｍビルの間を様々な用途でご利用いただけるＬＡＮ用インターフェース（１０Ｍ／１００Ｍ／１Ｇ／１０Ｇイーサネット）で繋ぎ、各種ＩＰトラフィックを統合的に伝送するサービス。
＊９ デジタルシネマ実験推進協議会（ＤＣＴＦ）
総務省の協力のもと、独立行政法人情報通信研究機構（ＮＩＣＴ）、ディジタルシネマ・コンソーシアム＊１０（ＤＣＣＪ）および映像関連の企業・団体・個人を中心に、２００４年５月に設立された協議会。超大容量のデジタルシネマをネットワーク流通における重要なデジタルコンテンツと捉え、「４Ｋ」規格のデジタルシネマの流通技術、品質評価技術、セキュリティ技術の確立を目指す実験、国際連携等を推進。
＊１０ ディジタルシネマ・コンソーシアム（ＤＣＣＪ）
２００１年１月に設立された ＮＰＯであり、世界で初めて４Ｋデジタルシネマの必要性を提唱した。実際、当コンソーシアムに所属する企業グループが世界で初めて開発した４Ｋデジタルシネマシステムを用いてハリウッドを始め世界各地でデモを行い、４ＫがＤＣＩ標準に採用されたことに大きく貢献をした。