SDI
同軸ケーブル 1 本の、非圧縮の放送用映像。10 ビットのワードと同期パターン。
映像の 1 行
EAV、ブランキング、SAV、そして画素。グリッドの 1 行が、そのまま行の 1 区間です。
フレーム全体
SDI が送るのはバイトではなく 10 ビットのワードです。EAV、ブランキング、SAV、続いて Cb Y Cr Y の映像。同期ワード 3FF 000 000 が境目を示し、SD にはヘッダもアドレスもチェックサムもなく、途切れないストリームだけがあります。
| フィールド | 位置 | 例の値 | 意味 |
|---|---|---|---|
| EAV プリアンブル | 0–2 ワード目 | 3FF 000 000 | 同期パターン 3FF 000 000。これらの値は予約されており、映像データでは 000〜003 と 3FC〜3FF が使用禁止なので、このパターンが偶然現れることはなく、受信側はストリームのどこからでも行の境目に同期できます。 |
| EAV: XYZ | 3 ワード目 | 0x274 = EAV, field 1, active line | TRS の 4 語目は、3 つのフラグ（F・V・H）と、その中の 1 ビットの誤りを受信側が訂正できる 4 つの保護ビットを詰めたものです。H = 1 は有効映像の終わり（EAV）。第 1 フィールドの有効行では、SAV が 0x200、EAV が 0x274 になります。 |
| 水平ブランキング | 4–7 ワード目 | Cb=512 Y=64 Cr=512 Y=64 | 1 行の終わりから次の行の始まりまでのすき間です。ここには映像と同じ Cb Y Cr Y の順で、ブランキングのレベル（色差 0x200 = 512 = 無彩色、輝度 0x040 = 64 = 黒）が入っています。実際の信号では、この空間に補助データ（埋め込み音声は最大 16 チャンネル、タイムコード、字幕など）も載せます。 |
| SAV プリアンブル | 8–10 ワード目 | 3FF 000 000 | 同期パターン 3FF 000 000。これらの値は予約されており、映像データでは 000〜003 と 3FC〜3FF が使用禁止なので、このパターンが偶然現れることはなく、受信側はストリームのどこからでも行の境目に同期できます。 |
| SAV: XYZ | 11 ワード目 | 0x200 = SAV, field 1, active line | TRS の 4 語目は、3 つのフラグ（F・V・H）と、その中の 1 ビットの誤りを受信側が訂正できる 4 つの保護ビットを詰めたものです。H = 0 は有効映像の始まり（SAV）。第 1 フィールドの有効行では、SAV が 0x200、EAV が 0x274 になります。 |
| 画素 0〜1: 白 | 12–15 ワード目 | Cb=512 Y=940 Cr=512 Y=940 | 有効映像は Cb Y Cr Y の順に多重されます。Cb と Cr は隣り合う 2 画素で共有し（4:2:2 サンプリング）、Y は画素ごとに持ちます。Y = 940（0x3AC）が映像の白で、10 ビットの 64〜940 が「正規の」映像範囲、上下に余裕を残します。Cb = Cr = 512 は色なし。 |
| 画素 2〜3: 黒 | 16–19 ワード目 | Cb=512 Y=64 Cr=512 Y=64 | 次の 2 画素。Y = 64（0x040）が黒です。625 本方式の 1 行は 720 画素 = 有効ワード 1,440 語で、そのあとまた EAV が来ます。 |
概要
Serial Digital Interface は、放送業界の主力です。75 Ω の同軸ケーブルと BNC コネクタで、非圧縮のデジタル映像（と埋め込み音声）を送ります。一方向・1 対 1 で、握手も取り決めもなく、受信側はストリームに同期し、同期ワードを手がかりに絵を見つけます。
データは 10 ビットのワードで構成されます。SD-SDI（SMPTE 259M）は、Cb Y Cr Y のワードを 1 本のストリームで 270 Mbit/s で送ります。HD-SDI（SMPTE 292M）は、輝度と色差の 2 本のストリームを交互に混ぜて合計 1.485 Gbit/s で送り、各 EAV の後に行番号と CRC を加えます。3G・6G・12G-SDI は、1080p60・4K30・4K60 のためにさらに速度を倍にしていきます。
基本情報
- 媒体
- 75 Ω 同軸、BNC
- ワード
- 10 ビット、4:2:2 YCbCr
- 速度
- SD 270M · HD 1.485G · 3G 2.97G · 6G · 12G
- 同期
- TRS: 3FF 000 000 XYZ
- 方向
- 一方向、握手なし
- 規格
- SMPTE 259M / 292M / 424M / ST 2081 / ST 2082
ワードがビットになる
EAV の同期ワード 4 語を、最下位ビットから直列の波形にしたもの。
フレーム全体
40 ビットで、SD の速度（270 Mbit/s、1 ビット 3.7 ns）なら 148 ナノ秒です。見やすいようにスクランブル前で描いています。実際の信号はまず x^9 + x^4 + 1 でスクランブルされ NRZI 符号化されて、スペクトルの平坦なランダムなノイズのように見え、75 Ω の同軸ケーブルで 800 mV の振幅で運ばれます。
ワード 0: 3FF
1 が 10 個。UART と同じく最下位ビットから送り出します。ここはすべて 1 なので、10 ビット時間ずっと High のままです。
ワード 1: 000
0 が 10 個で、10 ビット時間ずっと Low です。3FF のあとの 000 は、フォーマッタが作る中で同一ビットが最も長く続く部分なので、実際の信号は送信前にスクランブルされます。
ワード 2: 000
さらに 0 が 10 個。
ワード 3: XYZ 274
XYZ。ビット 9（最後に送る）は 1、続いて F・V・H、保護ビット。最下位の 2 ビット（最初に送る）は 0。
使われる場面
- 放送局のスタジオ、中継車、マスターコントロール
- シネマカメラ、ライブイベントのスイッチャー、LED ウォールのプロセッサ
- 新しいスタジオでは ST 2110 や NDI のような IP 方式が SDI を置き換えつつありますが、遅延と単純さでは SDI が今も優れています
つまずきやすい点
- ケーブル長は速度によります。目安は SD で約 300 m、HD で約 100 m、3G で 70〜100 m、12G ではずっと短くなります。75 Ω の専用ケーブルを使い、長距離では再生中継（リクロック）を入れます。
- 取り決めがないので、両端を同じフォーマット（1080i50 と 1080p60 など）に設定する必要があります。食い違うとエラーではなく黒画面になります。
- 3G-SDI の送信側は、同じ絵を「レベル A」か「レベル B」のどちらの配置でも運べます。もう一方を期待する受信側は同期を失います。
- HDMI とは別物です。SDI には EDID も HDCP も音声の取り決めもなく、素のままの信号です。
出典・規格
- SMPTE ST 259 (SD-SDI)
- SMPTE ST 292-1 (HD-SDI)
- SMPTE ST 424 (3G-SDI)
- ITU-R BT.656 / BT.601