ITパスポート試験 用語辞典

HDMI【High Definition Multimedia Interface】えいちでぃーえむあい
PCとディスプレイの接続標準規格であるDVI(Digital Visual Interface)を基に音声伝送機能や著作権保護機能(ディ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デジタル家電向けのインタフェース規格。
非圧縮デジタル形式の音声と映像を伝達するため、音質、画質とも理論的には劣化しないという特徴がある。
分野:
テクノロジ系 » コンピュータ構成要素 » 入出力デバイス
出題歴:
26年春期問73 
重要度:

(Wikipedia HDMIより)

HDMI(エイチ-ディー-エム-アイ)とは High-Definition Multimedia Interface(高精細度マルチメディアインターフェース)の略で、映像・音声をデジタル信号で伝送する通信インタフェースの標準規格である。

Silicon Image、ソニー、東芝、トムソン、パナソニック、日立製作所、フィリップスの7社が共同で規格を策定した。

概要

HDMIはデジタル家電向けのインタフェースであり、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は非圧縮デジタル形式の音声と映像を伝達し音質、画質とも理論的に伝送中に劣化することはない。これがRCA端子やD端子(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)、系全体の制御系接続はCEC(Consumer Electronics Control)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。
タイプC
ミニHDMI端子。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。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。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の映像に対応
ハイスピード HDMI ケーブル
1080pの映像や8bit超の色深度に対応

ピン配列

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長所と短所

長所

  • 映像・音声・制御信号を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。
  • HDMI対応機器はケーブルなども含めコンプライアンステストが義務づけられており、HDMI機器同士であれば相性問題が発生する可能性が非常に低い。
  • 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。
  • 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ることができる。

短所

  • 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。
  • 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。
  • 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、分配器等で2つ以上の表示機器を接続する場合、動作に一部制限がかかる。

歴代バージョン

HDMI 1.0/1.1

HDMI 1.2/1.2a

HDMI 1.3

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、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。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。

HDMI 1.4

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。

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 = 24Hz,25Hz,30Hz
  • 4096×2160 = 24Hz

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ぺアを使用する。
  • 全ての信号線にシールド。

HDMI 2.0

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18Gbps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。
1,536kHz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各バージョンの機能詳細

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  • 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、HDMI1.1と表記されて売っているものでもHDMI1.4信号を通すこともできる製品がほとんどである。単純にそのケーブルの発売時期に。ただしHDMI1.4で規定されたHDMI Ethernetチャンネル (HDMI HEC)において、HDMI1.3aまでではReservedであ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いうと、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、HDMI Specification。
  • HDMIの規格は所要のHDMIケーブル長を規定していないが、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であろうとしている。

近年の動向

2006年にソニーより発売されたPLAYSTATION 3以降、次世代薄型テレビや次世代大容量光ディスク機器の製品化に伴いより一般的に認知されてきた。国内市場としても2006年をHD元年として大手メーカーが採用し、家電量販店の広告でも「HDMI端子搭載」の文字が躍るようになった。搭載が一般的となった2007年以降では、専ら対応するオプションと搭載される端子数が差別化要素となっている。またアメリカでは法律によりHDCP非搭載の製品が販売できなくなったことから、HDMI端子の搭載と接続が急速に普及した。

2007年現在、接続ケーブルは両端がHDMI端子プラグで長さ10m程度までは市販されている。

2007年10月17日にロゴ使用に関して新しいガイドラインを発表した。HDMI 1.3では広色域規格「x.v.Color」や8bit超の色情報を扱える「Deep Color」などを定めているが、これはオプション仕様でありバージョン番号だけでは対応の有無が判別できない。他にも同機能でメーカーごとに呼称が違っている問題も発生していた。そこで、バージョン表記だけでなく対応機能も記する事となりオプション機能の名称も統一された。さらに各オプション機能を表記する時の技術要件も規定された。ケーブルについては「カテゴリ1」は「Standard」と定義、「カテゴリ2」は「High Speed」と定義し製品にラベルを付けて識別可能とする事になった。

デジタル家電よりも遅れて2008年頃からはパーソナルコンピュータでも普及が進んでいる。高級機種だけでなく低価格機種の一部にもビデオカードやグラフィック統合マザーボードに出力端子が、液晶ディスプレイに入力端子が搭載されることが増えてきた。出力側では映像信号と音声信号を合成して同時出力できる場合がある。

2013年9月4日、次世代規格2.0で2160pの高フレーム数対応などが登場した。

搭載機器の動向

薄型テレビでは2004年6月に発売されたパナソニック・VIERA PX300シリーズが国内向けモデルとしては初めてHDMI端子を搭載。その後同年秋のソニー・WEGA HVXシリーズの一部及びQUALIA 005を皮切りに翌2005年には各社の上位機種を中心に搭載された。2006年(平成18年)には前年末のHDMI1.2aの登場とともにHDMIに連動操作機能を加えた「HDMIリンク」(パナソニックの「ビエラリンク」を皮切りに)が登場。ケーブル1本のみで高画質・高音質のAV信号無劣化伝送が可能で、かつテレビ受像機のリモコンで接続した録画機の連動操作も可能となり接続・操作の大幅簡略化が実現した。これによりHDMIは普及機種にまで搭載が広がったほか、従来のAV接続およびIrシステムから録画・再生の地位を奪取し、2000年代後半以降製造の機種は従来のAV入出力端子数を減らしている(S2/S1入出力端子・モニター出力端子・Irシステム端子廃止。ビデオ入力端子数削減など)。

DVDレコーダー・BDレコーダー等の録画機器においても2004年末頃から一部メーカーのアナログ放送のみ対応の上位機種(ソニー・RDR-HX90/HX100やパイオニア・DVR-920H-Sなど)を皮切りに搭載が始まり、翌2005年以降はデジタル放送対応の大半の機種(2006年までに発売された一部最下位モデル除く)に出力端子が装備され、さらに上位機種では出力を2系統装備して映像と音声の分離出力が可能なモデルも登場し、さらなる高画質・高音質が楽しめるようになった。

2010年モデル以降の機種からは、AVアンプ(ホームシアター)とHDMI接続した際、これまでの光デジタルケーブル接続が不要となりHDMIケーブル1本のみで迫力サウンドが楽しめる「ARC(オーディオリターンチャンネル)」も登場している。

2014年以降製造の機種は上位機に「4K」対応モデルが登場。但しホームシアターシステムと組み合わせる場合はシアターが4Kパススルー対応モデルか否かで接続方法が異なる(4Kパススルー対応シアターの場合は従来通り「BDレコーダーとTVの間にシアターを挟む」形による接続が可能。逆に4Kパススルー非対応のシアターと組み合わせる場合、4K対応BDレコーダーはシアターを介さずTVへ直接繋ぎ、4K非対応シアターは別系統で独立接続する)。

アナログ端子の出力制限&アナログAV出力端子全廃

2011年(平成23年)1月1日以降製造のBD機器からは(著作権保護のため)ーネント端子、D端子等におけるハイビジョン映像のアナログ伝送がD2以下(SD画質)に制限され、D3以上での高画質アナログ伝送が禁止となる「新AACS規定」施行に伴い薄型テレビではD入力端子を廃止する機種が登場。BDレコーダーやBDプレーヤーも、2010年11月発売のパナソニック「DMR-BF200」、2010年12月発売のシャープ「BD-AV70」、2011年2月発売のパナソニック「DMR-BR30」「DMP-BDT110」、2011年4月発売のシャープ「BD-HDW73/75/80」など普及モデルを中心に(D出力端子を廃止して)コンポジット映像とHDMI出力のみを搭載する機種が出始め、2011年7月発売のシャープ「BD-H30/H50/D1」は業界で初めてHDMI出力専用となりコンポジット映像出力およびアナログ音声出力を搭載しない機種となった。その後、2012年10月以降発売のソニー製BDレコーダー全機種、2013年2月以降発売のパナソニック製BDレコーダー全機種、2013年以降発売のソニー/パナソニック/パイオニア製BDプレーヤー全機種も同様にHDMI出力専用となっている。ただし、このような場合も一部の下位機種を除きビデオデッキや旧型のビデオカメラなどの接続が可能なようにコンポジット映像入力およびアナログ音声入力は搭載している場合が多い。

2014年(平成26年)1月1日以降製造のモデルはAACS規定が現行よりさらに厳しくなり、ハイビジョン画質・SD画質問わず全ての従来型(D・S・コンポジット各)端子によるアナログ伝送が全面禁止となる。ただし、アナログ入力されたSD画質のコンテンツを録画し、それをSD画質でアナログ出力することを禁じるものではないため、2014年4月現在もシャープ及び東芝製のBDレコーダーなどの一部の機種には使用制限(再生可能なすべてのコンテンツをアナログ出力できるわけではない)付きでコンポジット出力が継続して搭載されている。ただし、録画・再生は(接続・操作が簡単でAV信号の劣化がない)HDMI接続主体に完全移行しているため、今後発売されるAV機器(薄型テレビおよびBD/DVDレコーダー、BD/DVDプレーヤー、AVアンプ、ゲーム機など)は(D端子と従来型AV入出力端子を撤去して)HDMI端子のみ搭載となる可能性が高い。

経過措置など

AACS LAが策定を進めている次世代大容量光ディスク機器などを想定した著作権保護規格「AACS」ではHDMI上を流れる信号として暗号化されたデジタル信号のみを認める方向で検討され、D端子をはじめとするアナログ出力が低い解像度に制限される見通しであった。しかしHDMI非搭載の薄型テレビ等が既に一部で普及しており消費者や家電メーカーから反対意見が強く、結局は2005年(平成17年)12月に実質的にアナログ出力を全面許可する決定がなされた。しかしながらアナログ出力を制限する機能自体は残され2011年(平成23年)に再検討される予定であったが、AACSのAACS Final Adopter Agreementで2013年(平成25年)12月31日以降の製造機種ではアナログ出力自体が禁止されることが決まった。このため、2014年(平成26年)以降にHDMI端子非搭載の旧型のテレビなどに最新式のデジタルAV機器などを接続して市販BDMVタイトルなどを視聴する場合、HDMIを従来のアナログ信号に変換する市販のコンバーターが必要になる。なお、この問題が公になってから、一部の消費者は薄型テレビを購入する際にHDMI端子の有無を重視するようになった。しかし一般的な消費者にはまだ認知度が低いものと思われる。

また、当初はHDMIを使用するためのライセンス料(ロイヤリティ)が非常に高額なことも普及を遅らせる要因となっていた。HDMIのライセンス料が発生するため中小メーカーや小ロット製品には採用のハードルが高く、既にライセンスを受けている大手メーカーでも低価格機や低コストが重視されるPC向け製品には搭載されにくかった。しかし2008年(平成20年)頃から、大手電機メーカーを中心にDVDレコーダー、デジタルチューナー、テレビなどの製品にHDMI端子を積極的に搭載するようになり、ノートパソコンや液晶ディスプレイ、ビデオカードなどのPC向けデバイスにも搭載製品が多く見られるようになった。

年会費とロイヤリティ

HDMI規格を採用するためには、年会費およびロイヤリティ(使用料)を支払う必要がある。HDMIはそれ自体がHDMI Licensing, LLCの登録商標(日本の商標登録番号はそれぞれ第4768872号、第2664032号ほか1件)である。

  • 年会費 : 参加企業は年間10,000米ドル(なお、2006年7月以前は年間15,000米ドルだった)
  • ロイヤリティ : 一製品あたり0.15米ドル
    • HDMIロゴ表示により0.05米ドルに値下げ
    • HDCPに対応させた場合は、さらに0.04米ドルに値下げ

製品に課されるロイヤリティは部品単位ではなく、最終製品に対して課金される。例えば液晶テレビを製品として売る場合、同梱のケーブルメーカーやHDMIのICメーカーはロイヤリティを支払う必要はなく最終製品を売る液晶テレビのメーカーがロイヤリティを支払うことになる。ケーブル単体を最終製品として売る場合は、ケーブルを売るメーカーがロイヤリティを支払う。

表記問題 - ◯◯リンク

各家電メーカーは公式ウェブページの製品紹介ページなどで、テレビとBD/DVDレコーダーなどAV機器同士をHDMIで接続し、一つの操作系(リモコンなど)で全ての機器を制御可能にするリンク機能について、「同社製のテレビとブルーレイレコーダーではないと○○リンクは使えません」と表記しているが、これは一部事実に反する。CECコマンド自体は各メーカー独自の技術ではなく、共通部分については他社の対応機器との互換性が担保されており、実際は他社間のテレビとレコーダーであってもリンク機能の一部又は多くは作動する。各メーカーの宣伝手法は、消費者を惑わすものとして一部に批判が存在する。

ただし、CEC自体は規格化されているものの実動作については基本的な機能しか定義されておらず、CECコマンドの拡張領域(ベンダーコマンド)にメーカー独自のコマンドを定義し機器間の様々な連携が実現されている。そのため、相互動作させるためには規格で決められていない各メーカーの独自コマンドを解析し実装する必要がある。近年はメーカー間の解析が進んだ結果か多くの機能が他メーカー同士でも連係動作できるようになり、AVアンプなどほぼ基本機能だけで動作する機器については主要メーカーのすべてと連携可能と謳う製品もある。

しかし、「○○リンク」という機能名はCEC連携だけにとどまらず、i.LINKやUSB、DLNA(一例としてレグザリンク・ダビング)などCEC以外を使用した機器連携も含めた連携機能の総称として使用される場合もあり、CECで連係動作できても○○リンク対応とはいえないなど、一般消費者の誤解を招きやすいマーケティングが行われている。

CECについてはソニーのテレビと他社のレコーダーの組み合わせのときに、テレビ側番組表からの予約録画ができないことを除き、他社間のテレビとレコーダーの組み合わせでもテレビ側番組表からの予約録画設定を含めた、多くのCECリンクは可能である。またソニーテレビと他社レコーダーでも、ソニーのテレビリモコンで他社レコーダー側番組表を呼び出し、そこに予約録画することは可能である。

ワイヤレス HDMI

無線電波を使い、HDMI相当の映像・音声を送信する。著作権保護にも対応。
多くの製品はHDMI入力もしくは出力、または両方を持ち、ワイヤレスHDMIと呼ばれるが、有線のHDMI規格と直接の関係はなく、HDMIを経由せずシンク機器からソース機器まで直接伝送させることも可能。 一般的に10m程度電波が届く。Wi−Fiを利用しない方の技術は無圧縮かつほぼ無遅延である。
  • WHDI (Wireless Home Digital Interface) - 5GHzの周波数帯域, 3Gbps、遅延は1ms以下。AMIMONが開発
  • WirelessHD (Wireless High Definition, WiHD) - 60GHzの周波数帯域, 4Gbps、遅延は1ms以下。WirelessHDコンソーシアムが策定
  • Wi-Fi (IEEE 802.11 a/nなど)を利用した類似技術。H.264などで動画圧縮して転送しているため、伝送過程で画質の劣化が発生する。また、圧縮側の機器によって様々であるが、機器によっては動画圧縮の遅延が大きめで発生する場合もある。
    • Miracast - Wi-Fi Allianceが策定。GoogleはAndroid 4.2以降で標準対応している。Wii Uも採用。
    • Apple AirPlay
    • Intel WiDi(Wireless Display Technology) - Miracastにも対応
    • WiVu - CaviumNetworksが開発

搭載機器の例

  • 入力側
    • デジタルテレビ(薄型テレビ=液晶テレビ・プラズマテレビ等)の一部
    • 液晶ディスプレイの一部
    • AVアンプの一部(入力端子と共にリピート出力端子を備える場合が多い)
    • カーナビゲーションの一部
  • 出力側
    • PlayStation 3 (v1.3a) Deep Color,xvYCC対応+3D対応
    • PlayStation 4 (v1.4a)
    • Wii U
    • Xbox 360 (v1.2)
    • Xbox One
    • Blu-ray Discレコーダー・プレーヤー(ただし、初期のVer1.0対応機器でHDMIを搭載しているのはシャープBD-HD100のみ)
    • HD DVD レコーダー・プレーヤー
    • DVDレコーダー・プレーヤー(DVD-AUDIOプレーヤーも含む)、SACDプレーヤーの一部、D-VHSにも1機種だけ(ビクターHM-DHX2)だがある。
    • デジタルチューナー(地上デジタル放送単体チューナーの一部機種、スカパー!HD対応チューナー、DVB-S2方式のHD放送に対応した海外衛星チューナーなど)
    • セットトップボックス、Apple TV
    • パーソナルコンピュータ、ビデオカードの一部
    • キヤノン、ニコン、パナソニックのデジタルカメラの一部
    • 家庭用デジタルビデオカメラの一部
    • 携帯電話・スマートフォン・タブレットの一部
  • その他
    • HDMIセレクター (切替機)
    • HDMI分配器

初期型のPS3を含む一部のSACDプレーヤーではこれまでのIEEE 1394 (i.LINK) にかわり、音声をAVアンプ等のDACに転送することにHDMIを用いている。i.LINK同様のデジタル信号のフロー制御が可能となり(i.LINKがこれに置換されるのではないかとの展望もある)、高音質化が見込めるという。なおデジタルテレビのうちブラウン管テレビにHDMIが搭載されているものは日本では皆無である。また、アメリカではブラウン管テレビも含めHDMI非搭載のテレビは販売できなくなっている。

仕様沿革

  • 2002年(平成14年)12月9日 - HDMI 1.0
  • 2004年(平成16年)5月20日 - HDMI 1.1
  • 2005年(平成17年)
    • 8月8日 - HDMI 1.2
    • 12月14日 - HDMI 1.2a
  • 2006年(平成18年)
    • 6月22日 - HDMI 1.3
    • 11月10日 - HDMI 1.3a - HDMI 1.3で、主にビデオカメラ用途に端子が小型化したMini HDMIも定義。
  • 2007年(平成19年)
    • 3月26日 - HDMI 1.3b
    • 10月17日 - ロゴ使用に関する新しいガイドライン発表。
    • 11月9日 - HDMI 1.3b1
  • 2008年(平成20年)8月25日 - HDMI 1.3c
  • 2009年(平成21年)5月28日 - HDMI 1.4
  • 2010年(平成22年)3月4日 - HDMI 1.4a
  • 2011年(平成23年)10月11日 - HDMI 1.4b
  • 2013年(平成25年)9月4日 - HDMI 2.0

出題例

HDMIの説明として,適切なものはどれか。
  • 映像,音声及び制御信号を1本のケーブルで入出力するAV機器向けのインタフェースである。
  • 携帯電話間での情報交換などで使用される赤外線を用いたインタフェースである。
  • 外付けハードディスクなどをケーブルで接続するシリアルインタフェースである。
  • 多少の遮蔽物があっても通信可能な,電波を利用した無線インタフェースである。

正解

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クリエイティブ・コモンズ・ライセンス

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