ITU-R勧告BT.2020（Rec. 2020）の技術規格と動向

ITU-R勧告BT.2020（一般にRec. 2020またはBT.2020として知られる）は、国際電気通信連合（ITU）が策定した、超高精細テレビ（UHDTV）システムに関する国際標準規格です。[1] 標準ダイナミックレンジ（SDR）ビデオや広色域（WCG）に対応するための諸側面を規定しており、画面解像度、フレームレート、ビット深度、色度座標、信号表現、クロマ・サブサンプリング、光電変換関数などを包括的に定義しています。

概要と策定の背景

Rec. 2020の最初のバージョンは2012年8月23日に公開され、その後も改訂版が発表されています。[1][2] 本規格は、従来のハイビジョンテレビ（HDTV）規格であるRec. 709と比較して、はるかに広い色域や高い解像度を持つ映像の制作および国際番組交換を目的としています。また、後発のRec. 2100規格などによっていくつかの拡張が加えられています。

技術的詳細

解像度とフレームレート

Rec. 2020では、16:9の画面アスペクト比と正方画素を採用した以下の2つの画像フォーマットが定義されています。

• 3840 × 2160（4K UHD）
• 7680 × 4320（8K UHD）

また、フレームレートはプログレッシブ・スキャンのみが許容されており、120p、119.88p、100p、60p、59.94p、50p、30p、29.97p、25p、24p、23.976pが指定されています。

デジタル表現とビット深度

本規格では、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ます。

• 10ビットシステム：黒レベルはコード64、公称白ピークはコード940のビデオレベルを使用します。コード0〜3および1020〜1023はタイミング基準に用いられます。
• 12ビットシステム：黒レベルはコード256、公称白ピークはコード3760のビデオレベルを使用します。コード0〜15および4080〜4095はタイミング基準に用いられます。

システム色度と色空間

Rec. 2020の色空間は、従来のRec. 709では表現できない広範囲の色を再現可能です。CIE 1931色空間における各原色の波長は、赤が630nm、緑が532nm、青が467nmの単色光源に一致しています。CIE 1931色空間全体のカバー率は、Rec. 2020が約75.8%を占め、DCI-P3やRec. 709を大きく上回ります。

また、NHKによる視覚特性の測定（バーテンの式に基づくコントラスト感度の評価）から、すべての輝度範囲において人間の目が輝度の違いを識別する閾値を満たすため、スーパーハイビジョンシステムではサンプルあたり12ビットのRGB使用が計画されました。

伝達特性（ガンマ補正）

Rec. 2020は、12ビットシステムでより高い精度を持つパラメータが与えられている点を除き、Rec. 709と同じ非線形伝達関数（ガンマ補正）を定義しています。実用的な制作現場では、ITU-R BT.1886で定義されるガンマ2.4の伝達関数に等価なリファレンスモニターを使用することが想定されています。

RGBおよび輝度色差形式

フル分解能の4:4:4サンプリングのほか、4:2:2および4:2:0のクロマ・サブサンプリングを許容しています。信号形式としては、既存の方式との互換性を重視したYCbCrと、輝度情報を正確に保持することを最優先する「定輝度」のICTCP（YcCbcCrc）がサポートされています。

実装と普及

Rec. 2020の策定以降、放送機器、ディスプレイ、映像配信フォーマット、編集ソフトウェアなど、幅広い分野でサポートが進められました。

• HDMI 2.0：Rec. 2020色空間や12ビットの色深度伝送をサポートしています。[15]
• 映像符号化：H.264やH.265/HEVCの主要10プロファイルにおいて、Rec. 2020のサポートが組み込まれています。
• 記録メディア：Ultra HD Blu-ray規格において、HEVCエンコーディングを用いた60fpsまでの4K映像およびRec. 2020色空間が採用されています。
• プロ機器およびディスプレイ：キヤノン、ソニー、ARRIなどのカメラやプロフェッショナル向けディスプレイ、さらには量子ドット技術やレーザーバックライトを用いた液晶ディスプレイにおいて、Rec. 2020の色域カバー率を高める取り組みやファームウェア対応が行われました。