EIA-608
EIA-608 のキャプションは、このアナログ信号の静止画に見られるように、時折点滅する一連の白い線と点として表示されます。

EIA-608 は、ライン21キャプションまたはCEA-608とも呼ばれ、米国、カナダ、メキシコでアナログNTSCテレビ放送でクローズドキャプション(CC)を表示するために使用されている規格です。現在は解散した米国電子工業会(EIA) によって開発されたこの規格では、会話や効果音などのテキストを画面に表示して、聴覚障害者や難聴の視聴者がテレビ番組を視聴できるようにしています。[ 1 ] EIA-608 は NTSC 放送規格と密接に関連していました。そのため、北米でのデジタルATSC規格 (またはその他の競合デジタル規格)への移行により、 608 は現役の放送では使用されなくなりました。その後継となるデジタル規格のEIA-708またはCTA-708は、ATSC が使用されている地域で取って代わることを目的としています。字幕フォーマットとして、EIA-608キャプションは、クローズド、アナログ、インバンド（ビデオストリーム内で伝送）、およびテキストベースプロトコル（後者はDVDに見られるキャプション文字のビットマップ画像とは対照的）に分類されます。[ 2 ]

このシステムは、通常の動作条件下では視聴者が見ることを想定していないテレビ信号の一部、すなわち垂直帰線消去期間（VBI）に字幕データを送信することで機能します。NTSC信号を放送する場合、送信される「画像」のサイズは実際の表示よりも大きく、視聴者には意図的に見えない領域（VBI）が作成されます。VBIは画面上部の「仮想的な」拡張領域として存在します（画面下部にも別のセクションがありますが、EIA-608とは関係ありません）。この非表示領域内には、非映像データの伝送に使用できる水平線が多数あります。21行目は、一般的なテキスト情報とメタデータに加えて、「字幕データの送信、受信、および表示」のために選択されました。[ 3 ]

この規格は1980年に初めて導入され、1990年のテレビデコーダ回路法によって、1993年7月までに画面サイズが13インチ以上のすべての消費者向けテレビに、特にEIA-608形式のクローズドキャプションデコードハードウェアが搭載されることが義務付けられた後、米国政府の承認を得ました。 [ 4 ] [ 5 ]放送側では、1997年に米国連邦通信委員会が、2006年までにすべての番組でクローズドキャプションを完全に利用できるようにするための新しいガイドラインを発表しました。[ 6 ]カナダと米国はともに、ペアレンタルコントロールをデジタル化するために、EIA-608の汎用メタデータを送信する機能を使用しました。[ 7 ] 21行目には、オプションの年齢ガイドラインとコンテンツ記述子をさまざまな形式（例：DSLV）で含めることができ、コンテンツの解釈、表示、および潜在的な自動年齢制限（例：米国のVチップシステム）が可能になります。

この規格はもともと字幕（および短いプレーンテキストメッセージやペアレンタルコントロールデータなどのメタデータ）用に開発されたものですが、拡張性と汎用性を兼ね備えたメタデータキャリアとしての機能も備えていました。これは、約10年前に英国で発明されたテレテキストに類似し、その影響を受けたものです。テレテキストはVBIを同じように操作し、ヨーロッパ全土に急速に普及し、文化的な制度となりました。[ 8 ] EIA-608は、「 eXtended Data Services 」（XDS、公式文書では「eXtended」と表記）と呼ばれる限定的な追加サービスをサポートするようになりました。これには、番組タイトルの詳細や番組録画の指示（例えば、番組の長さやオーバーラン時の開始・停止信号など）が含まれていました。EIA-608は、後のDVRシステム、セットトップボックス、デジタルテレビ事業者、ケーブルテレビ事業者（および衛星放送事業者）、そしてさらに後の「スマートテレビ」が提供するその他の機器に見られる機能の一部を、アナログでエミュレートした基本的なものです。例えば、番組タイトルと番組の長さの情報の追加は、現代の電子番組ガイドの先駆けとなりました。しかし、テレテキストは、BBC のCeefaxが本格的に導入された 1974 年にはすでに番組表を提供できるようになりました。

この仕様は米国規格協会（ANSI）に統合されており、最新版はLine 21 Data Services（ANSI/CTA-608-E S-2019）です。この仕様は2008年に策定が開始され、2019年に最終決定されました。2022年時点で3カ国すべてが完全デジタルテレビへの移行を完了しており、EIA-608は放送プロトコルとしては時代遅れとなっているため、次バージョンが発表されるかどうかは不明です。しかしながら、様々なバージョンの608形式のCCがビデオストリームにエンコードされているレガシーメディアは依然として数多く存在します。

説明

このオシロスコープの静止画に見られるように、NTSC アナログテレビ信号上の EIA 608 クローズド キャプション データ。

インターレースビデオは偶数フィールドと奇数フィールドに分かれています（フィールドに関するより技術的な説明については、インターレースの記事を参照してください）。簡潔に言えば、フィールドは視聴者が見るビデオの1フレームに相当します。ディスプレイ（テレビなど）が受信するこれらのフィールドはディスプレイよりも大きいため、視聴者には見えない、あるいは視聴者に見せることを意図していない領域があります。これらの不可視領域には、EIA-608キャプション（キャプションの可用性に関するメタデータや、XDSなどのキャプションとは無関係な情報に加えて、アナログ放送でデジタル放送の一部機能をエミュレートできるようにする）などの特別な非ビデオデータが含まれています。

EIA-608の字幕は、目に見えないライン21の内側で送信されます（インターレースNTSCビデオは、上から数えて水平線を描き、画面上部にはこれらの目に見えない線のための「仮想」部分があります）。字幕を有効にすると、視聴者は放送の奇数フィールドにエンコードされたデータか偶数フィールドのデータのいずれかを見ることができますが、両方を見ることはできません。これは、両方のフィールドセット（奇数と偶数）を使用して、複数の異なる字幕セットを放送できるようにするためです。規格によれば、奇数フィールドの字幕はプライマリオーディオトラックに関連し、偶数フィールドの字幕は（存在する場合）セカンダリオーディオプログラム（SAP）に関連します。セカンダリオーディオプログラムは通常、プライマリオーディオの翻訳（例：吹き替え）です。 [ 9 ]アナログ放送では、SAPはアメリカでは英語番組のスペイン語翻訳に、カナダでは英語とフランス語の両方の公用語を提供するために一般的に使用されていました。 608 規格は、理論的には 4 つの異なるキャプション ストリーム (2025 年でもVLCなどのソフトウェアで 608 キャプション付きのビデオを視聴すると確認できます) を提供していましたが、実際には 2 セットが上限でした ( 「チャンネル」セクションを参照)。

608キャプションはパリティビット（キャプションの正確性を保証するための基本的なチェックビット）とともに伝送されます。このパリティビットは、NTSC放送の非可視ビデオデータ領域にも含まれています。また、 ATSC放送ではピクチャユーザーデータにも含まれる場合があります。ATSCはNTSCのデジタルアップグレードであり、現在広く使用されています。ATSCはデジタルパケットに変換する際にEIA-608エンコードをサポートしますが、 CTA-708またはEIA-708と呼ばれる最新のキャプション方式を使用することを目的としています。

EIA-608は、各フィールドのライン21あたり480ビット/秒の固定帯域幅を使用します。これにより、毎秒30フレームの放送では、1行あたり最大32文字、キャプションあたり最大4行（つまり、すべての文字が同時に画面に表示される）が表示されます。[ 10 ]より高いフレームレートは、この固定整数に比例して増加します。60FPSのビデオでは、CC（キャプションコントロール）に毎秒960ビットが割り当てられますが、これは機能的には役に立ちません。[ 11 ]

EIA-608 には、スペイン語、フランス語、ドイツ語、およびその他の西ヨーロッパ言語の一部 (これらの言語が関係する国ではテレテキストの普及と NTSC が普及していなかったため、そのほとんどがほとんど使われなかった) の表現を完全にサポートするための拡張文字セットの追加など、数回の改訂が行われてきました。EIA-608 は、韓国語と日本語市場向けに2 バイト文字をサポートするようにも拡張されました。708 の完全版では、より多くの文字セット ( UTF-32によるUnicodeサポートを対象) をサポートし、字幕の位置とフォントのカスタマイズが向上しています。デジタルテレビは 608 アナログ信号をネイティブに受信してデコードすることはできませんが、特に古い番組の多くは、元の 608 キャプションをデジタル 708 に変換してそのまま放送されています。

EIA-608では、CC信号を解釈して表示するために、専用のハードウェアデコーダが必要でした。[ 12 ]アメリカでは、これらは1990年代に義務化されました。2020年代には、販売されるすべての新機器に708信号を読み取る機能が搭載されています。 608は実際の無線放送プロトコルとしては廃止されていますが、ネットワークやストリーミングサービスなどが古い608形式のコンテンツを708パケットで配信しているため、引き続き関連性があります。つまり、エンコード形式とその制限と規則（すべて大文字の文字と7バイトの文字セットを含む）は引き続き適用されます。 一方、608放送を意味する生のEIA-608キャプションバイトペアは、608が使用されていた3つの主要地域すべてで完全なデジタルテレビ移行により廃止されています。 ATSC放送では、EIA-708プロトコルが採用されています。このプロトコルは、古い番組のEIA-608字幕をカプセル化するか、新しいネイティブ708ストリーム形式を使用するかを選択できます。Adobeによると、 2015年には、「プレミアムコンテンツ」の大多数が、新しい708プロトコルでラップされた古い608形式の字幕を表示していました。[ 2 ]

チャンネル

EIA-608は4つのキャプション情報チャネルを定義しており、例えば1つの番組に4つの異なる言語のキャプションを表示することができます。規格では1と2と呼ばれる2つのチャネルが、フレームの2つのフィールドにそれぞれ存在します。これらのチャネルは、奇数フィールドの場合はCC1-2、偶数フィールドの場合はCC3-4と単純に番号付けされてユーザーに表示されます。[ 9 ]

どちらのフィールドも帯域幅の制限により、CC1とCC3のみが使用されているため、第2チャネルはほとんど使用されていません。初期のスペイン語SAP字幕放送では、オリジナルの字幕デコーダーが最初の奇数フィールドのみを読み取っていたため、第2チャネルCC2が使用されていましたが、後に帯域幅の都合上CC3の使用に切り替えられました。同様の帯域幅の都合上、XDSもスペイン語圏の放送局では使用されませんでした。

4 つの字幕ストリームという目標は決して達成されなかったが、結合された CC 信号の 480 ビットの側面はサイズが固定されており、4 つのチャネルのいずれかが使われていない場合は、空白またはその他のフィラーで埋める必要がある。[ 11 ] 4 つのチャネルの遍在は、字幕付き TV 番組の録画を含むビデオトランスポート ストリームをMediaInfo (または別のメタデータおよびメディア ストリーム リーダー) で調べることで確認できる。この場合、ストリームは 4 つあり、最後の 3 つは空であることが多い。これらの 608 標準の字幕は、ストリーミング サービスまたはその他のビデオ ホストが独自の字幕を追加した後でもビデオから 608 CC を削除していない場合があり、TV 番組の Web ストリームに埋め込まれていることがあります。608 CC はビデオ ストリーム自体にエンコードされているため、単純な再多重化やコンテナー タイプの変更では削除されません。

各チャンネルには、サブチャンネルとみなせる2つの情報ストリームがあります。1つは「キャプション」を伝送し、もう1つは「テキスト」を伝送します。後者は、ハードウェアのサポートと利用可能な帯域幅の不足により、一般的には使用されていません。テキストはテキストコマンドを使用して送信され、キャプションが関連するウェブサイトまたはローカルステーションの通信チャンネルを示す16ビットチェックサム付きのフォーマットされたURL文字列として使用できます。

この階層化はOSI プロトコル参照モデルに基づいています。

CCレイヤーOSI層 DVB/MXF レイヤー コメント
応用 解釈 コマンドを発行して行にテキストを追加する
プレゼンテーション コーディング 個々のコマンドと文字を分割する
セッション チャネル チャネルバイトストリーム
-- 選択 CCバイトペアからのCCチャネルアセンブリ
注射 輸送 同期 ビデオフレームから抽出/同期された CC バイトペア
ネットワーク 未使用 直接接続されたリンク
リンク ビデオフレームまたはリンク形式から分割された VBIデータ
テレビ

SDIまたはDVD

物理的な 送信/ソースから復調/取得されたリンク形式

拡張データサービス (XDS)

EIA-608データストリームフォーマットには、伝送に関する様々な情報である拡張データサービス（XDS）が含まれています。すべてのXDSフィールドは仕様上は技術的にはオプションですが、Vチップに関連するものなど、様々な要素は、管轄区域に応じてFCCやその他の通信・アクセシビリティ機関によって準法的に強制される場合があります。

  • プログラム名
  • コンテンツガイドライン（例：アメリカのDLSVシステムなど）
  • 番組カテゴリー（ドラマ、ゲームショーなど）

キャラクター

この規格では、基本文字（コマンドごとに2文字）、特殊文字、拡張文字（コマンドごとに1文字ずつ）の3種類の文字タイプが定義されています。拡張文字は後から追加され、デコーダーではオプションです。拡張文字は、垂直ブランキング期間に2バイトのコマンドを使用して送信されます。

また、前景色と背景色、下線、斜体、点滅などの書式設定オプションも含まれています。デフォルトでは、キャプションは黒の不透明な背景に白い文字で表示されます。

透明スペース文字は透明な背景の空白領域を作成し、背景コマンドがなくてもキャプションテキストにギャップを持たせることができます。[ 9 ]

手動デコード

ライン 21 のクローズド キャプションは、ビデオ分析または字幕編集ソフトウェアを使用して、生の VBI キャプチャから手動でデコードできます。

各キャプションデータ伝送は、ビデオフィールドごとに送信される2つの7ビット文字で構成され、スタートビットとパリティビットを含む波形に埋め込まれます。手動でデコードするには、スタートビットとパリティビットを削除して7ビット値を残し、EIA-608文字エンコーディングに合わせて反転します。

最初の文字は、印字可能な文字または制御コードのいずれかを表します。制御コードが検出されると、2番目の文字の解釈方法（文字セットの選択、フォーマットコマンドの発行、デコーダの状態の変更など）が決まります。これらの状態の変化は、後続の制御コードによって変更されるまで保持されます。文字値の大部分は標準ASCIIと重複していますが、特殊文字やフォーマット用に予約されたコードが追加されています。

古いアナログ放送の中には、冗長性や実験的な目的のため、字幕データがライン21だけでなくライン22でも伝送されることがありました。標準的なデコーダーは通常、ライン22のデータを無視しますが、生のVBIキャプチャを解析する際には、このデータが表示される場合があります。

参考文献

  1. ^ https://www.nad.org/resources/civil-rights-laws/television-decoder-circuitry-act/
  2. ^ a b https://web.archive.org/web/20171208024612/https://www.adobe.com/content/dam/acom/en/devnet/video/pdfs/introduction_to_closed_captions.pdf
  3. ^ https://web.archive.org/web/20140903194605/http://www.ce.org/CorporateSite/media/Standards-Media/Standards%20Listings/ANSI-CEA-608-ER-2014-FINAL-Preview.pdf
  4. ^ https://www.ecfr.gov/current/title-47/chapter-I/subchapter-C/part-79/subpart-B/section-79.101
  5. ^ https://support.telestream.net/s/article/What-are-708-and-608-Closed-Captioning
  6. ^ https://playdeck.tv/wp-content/uploads/eia_608_708_cc.pdf
  7. ^ https://web.archive.org/web/20140903194605/http://www.ce.org/CorporateSite/media/Standards-Media/Standards%20Listings/ANSI-CEA-608-ER-2014-FINAL-Preview.pdf
  8. ^ https://mentalitch.com/how-did-teletext-and-videotex-services-pave-the-way-for-modern-internet-browsing/
  9. ^ a b c ANSI/CTA-608-E S-2019 規格
  10. ^ 「EIA-608およびEIA-708クローズドキャプション」(PDF)。2019年6月9日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2020年4月7日閲覧。
  11. ^ a b https://doc.haivision.com/MakitoX4Enc/1.8/クローズドキャプション
  12. ^ https://aberdeen.io/blog/2009/06/18/the-basics-of-608-vs-708-captions/
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