JPH0441540B2 - - Google Patents

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JPH0441540B2
JPH0441540B2 JP59106345A JP10634584A JPH0441540B2 JP H0441540 B2 JPH0441540 B2 JP H0441540B2 JP 59106345 A JP59106345 A JP 59106345A JP 10634584 A JP10634584 A JP 10634584A JP H0441540 B2 JPH0441540 B2 JP H0441540B2
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JP
Japan
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signal
bit
bits
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error
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JP59106345A
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JPS6046146A (ja
Inventor
Eichi Peiku Uu
Ee Heraa Jerarudo
Kento Uookaa Goodon
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EMU EE KOMU GAABAMENTO SHISUTEMUZU Inc
KEEBURU HOOMU KOMYUNIKEISHON CORP
Original Assignee
EMU EE KOMU GAABAMENTO SHISUTEMUZU Inc
KEEBURU HOOMU KOMYUNIKEISHON CORP
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Filing date
Publication date
Application filed by EMU EE KOMU GAABAMENTO SHISUTEMUZU Inc, KEEBURU HOOMU KOMYUNIKEISHON CORP filed Critical EMU EE KOMU GAABAMENTO SHISUTEMUZU Inc
Publication of JPS6046146A publication Critical patent/JPS6046146A/ja
Publication of JPH0441540B2 publication Critical patent/JPH0441540B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/10527—Audio or video recording; Data buffering arrangements
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/18—Error detection or correction; Testing, e.g. of drop-outs
    • G11B20/1806—Pulse code modulation systems for audio signals
    • G11B20/1809—Pulse code modulation systems for audio signals by interleaving
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04K—SECRET COMMUNICATION; JAMMING OF COMMUNICATION
    • H04K1/00—Secret communication
    • H04K1/02—Secret communication by adding a second signal to make the desired signal unintelligible
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/79—Processing of colour television signals in connection with recording
    • H04N9/80—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback
    • H04N9/802—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback involving processing of the sound signal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Signal Processing Not Specific To The Method Of Recording And Reproducing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
［背景技術］ この発明は一般に音声信号処理に関し、特にエ
ラー調節機能を有した音声信号暗号化システムお
よびデイジタル暗号化システムに関する。 音声信号を暗号化および復号化する従来技術が
いくつかあり、その中には、アナログ音声信号を
デイジタル信号素片に変換し、その素片のビツト
をユニークキーストリームのビツトとexclusive
ORを取るシステムがある。 さらに、ハミングコード発生器を利用したシス
テムを含み、エラー検出およびエラー訂正を行う
ようにデジタル信号を調整する従来システムもい
くつかある。 ［発明の要約］ この発明によれば、音声暗号化システムがアナ
ログ音声信号をデジタル信号に変換し、前記アナ
ログ音声信号に対応した一連のデイジタル信号素
片を供給し、各デイジタル信号素片を圧縮して、
サインビツト、第１所定数の指数ビツトおよび第
２所定数の仮数ビツトを有した圧縮信号素片を供
給し、各圧縮信号素片の各ビツトとユニーク暗号
キーストリームとexclusive ORを取り、音声信
号を暗号化し、各圧縮信号素片に対してエラー検
出ビツトおよびエラー訂正ビツトを発生し、前記
圧縮信号素片に付加してエラーコード化された圧
縮信号素片を供給する。前記エラービツトおよび
エラー訂正ビツトは、サインビツト、指数ビツト
およびコードビツトの組合せにおいて単一エラー
を訂正するコードビツトを発生し、さらにサイン
ビツト、指数ビツトおよびコードビツトの組合せ
において２重エラーを検出し、さらに最上位仮数
ビツトおよび／又はパリテイビツトの誤りをさら
に検出するパリテイビツトを発生することにより
発生される。 複数の連続する素片からのビツトは、FM識別
器のクリツク音に相関するバーストエラーのよう
に所定の種類の干渉信号に相関する少なくとも所
定の期間だけ単一素片からのビツトを分離するよ
うにインタリーブおよび直列化される。音声信号
から作られ、直列化され、インターリーブされ、
エラーコード化された圧縮信号素片の各ビツトは
結合されてデジタルワードが作られる。このデジ
タルワードは、デジタルワードのバイナリ値に関
するレベルを有したアナログ信号に変換される。
好適実施例においては、暗号化された音声信号
は、テレビジヨン信号の音声部から作られ、暗号
化テレビジヨン信号に挿入するように暗号化され
る。ビデオ信号ラインの期間に相当するエラーコ
ード化された、圧縮暗号化信号の間隔はビデオ信
号の水平同期パルスの期間に相当する間隔に時間
圧縮される。前記時間圧縮信号の時間圧縮間隔は
ビデオ信号ラインのレートで送信される。 この発明の複号化システムは、この発明の音声
信号化システムにより、暗号化されエラー条件づ
けられた音声信号を複号化する。この音声複号シ
ステムは、各暗号化信号素片のサインビツト、指
数ビツトおよびコードビツトの組合せの中から単
一エラーを検出し、訂正し、サインビツト、指数
ビツトおよびコードビツトの組合せにおいて２重
エラーを検出し、さらに各暗号化された信号素片
の最上位仮数ビツトおよび／又はパリテイビツト
のエラーを検出し、最後の１つ前のエラーの無い
信号素片を繰返して、検出した２重エラー及び／
又はさらに検出したエラーを補償し、各暗号化さ
れた圧縮信号素片の各ビツトとユニークキースト
リームとexclusive ORを取り、それにより音声
信号を複号化し、各圧縮した信号素片をデジタル
−アナログ変換によりアナログ音声信号に変換す
ることのできるデジタル信号素片に伸長し、前記
デジタル信号素片をオリジナルのアナログ音声信
号に変換する。 複数の連続する素片からビツトをインターリー
ブし、所定の種類の干渉信号に相関する少なくと
も所定の期間により、ある信号片からのビツトを
分離するようにインターリーブしたビツトを直列
化することにより暗号化信号が作られると、複号
化システムは、前記インターリーブしたビツトを
非直列化し、その非直列化したビツトをデインタ
リーブし、信号素片を再構成する。 音声信号から作られた直列化され、インタリー
ブされ、エラーコード化された圧縮信号片の各ビ
ツトを結合してデジタルワードを作り、このデジ
タルワードを、２値レベルを有した暗号化アナロ
グ信号に変換することにより、暗号化信号が作ら
れた場合、複号化システムは複号化アナログ信号
をデジタルワードに変換し、このデジタルワード
を直列化し、インタリーブし、エラーコード化し
た圧縮信号片に分離する。 ビデオ信号ラインの期間に相当するエラーコー
ド化され、圧縮された暗号化信号の各間隔はビデ
オ信号水平同期パルスの期間に相当する間隔に時
間圧縮され、各ビデオ信号の期間にカラーバース
ト信号を含むビデオ信号に、ビデオ信号ラインレ
ートで介挿される。複号化システムは暗号化信号
の時間圧縮された各間隔をビデオ信号ラインの期
間と相当する間隔に時間伸長する。この場合時間
伸長はカラーバースト信号に同期している。 ［好適実施例の説明］ デジタル音声（オーデイオ）暗号化および複号
化システムの好適実施例は、本出願と同日に同一
出願人により出願された特願昭59−106346号「テ
レビジヨン信号の暗号化および選択的に遠隔操作
可能な複号化を制御するキー信号暗号化および分
配システム」、さらに本出願と同日に同一出願人
により出願された特願昭59−107366号「ビデオ暗
号化および複号化システム」に記載されたビデオ
暗号化および複号化システムに使用され、“オー
デイオプロセツサ”と呼ばれている。前記特許出
願および本出願において同一部に同符号が付され
ている。上記出願の全体の開示は、参考のため本
出願内に組込まれるものとする。 第１図を参照すると、デイジタル音声暗号化シ
ステムの好適実施例は第１アナログ−デジタル
（Ａ／Ｄ）コンバータ１０４、第2A／Ｄコンバー
タ１０５、マルチプレクサ（MUX）１０６、デ
ータ圧縮システム１０７、第1exclusive ORロジ
ツクエレメント１０８、ハミングコードおよびバ
リテイビツトジエネレータ１０９、第2exclusive
ORロジツクエレメント１１０、Ａチヤンネルレ
ジスタ１１１、Ｂチヤンネルレジスタ１１２、Ａ
チヤンネルインターリーブ器１１３、Ｂチヤンネ
ルインターリーブ器１１４、Ｉビツトマルチプレ
クサ１１５、Ｑビツトマルチプレクサ１１６、Ｉ
ビツト変換器１１７、Ｑビツト変換器１１８、
FIFOキユー１１９、シフトレジスタ１２０、パ
ルス振幅変調（PAM）データ変換器１２１およ
びデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１２２を
有している。 第１図の音声暗号化システムはＡチヤンネル４
６ａおよびＢチヤンネル４６ｂで受信したステレ
オ音声信号を暗号化する。Ａ／Ｄコンバータ１０
４，１０５はＡ、Ｂチヤンネル４６ａ，４６ｂ上
のアナログ音声信号を、各アナログ音声信号に対
応するライン１２３，１２４に15ビツトデジタル
信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータ１０４，１０
５は、NTSCビデオテープレコーダのサンプリン
グレートと同じ44.05kHzのサンプリングレートで
アナログ音声信号をサンプリングする。これに
は、次に示すようないくつかの理由がある。ま
ず、ビデオ信号とのコヒーレンスにより全体のハ
ードウエア構成が簡単になる。また、現在入手可
能な消費者ハードウエア、UTRアダプタおよび
近々発売されるコンパクトデイスクデジタルオー
デイオシステムはこのレートと互換性がある。
20kHzのフル周波数応答は44.05kHzを用いて可能
となり、これは32kHzでは不可能である。 44.1kHzに対して44.055kHzを選択した理由はビ
デオテープ処理にある。24Hz映像フレームレート
は、１フレームを５回繰返すことにより30Hzに変
換され、次にカラーフレームレート29.97Hzがわ
ずかに速度を遅くすることにより作られる。しか
し、ビデオおよび音声を同期させておくには、音
声信号も低速にしなければならない。音声のため
のアナログ処理としては、48kHzデジタル音声を
44.1kHz（初めに44.1kHzで開始しなかつたとし
て）に変換し、44.05kHzのレートの音声でそのテ
ープを再生する。これは、30／29.97のレシオが
正確に44.1／44.055に等しい場合である。48kHz
から44.1kHzへの変換は、コンパクトデイスク生
産に必要であり、44.05kHzがサンプリングレート
である場合には新規のハードウエアは必要ではな
い。最終的には、コンパクトデイスクシステムの
コストの低減化に対しメーカーはかなりの努力を
払つている。 将来の衛星システムはこの利点を利用すること
ができる。デジタル音声サンプリングクロツクレ
ートは４倍のカラーバースト（14.318MHz）から
得たクロツク信号を325で割ることにより得られ
る。 マルチプレクサ１０６は15の２対１マルチプレ
クサを有しており、44.055kHzのサンプリングレ
ートで動作しチヤンネルＡおよびチヤンネルＢか
らの15ビツト素片をライン１２５に交替的に出力
する。 圧縮システム１０７はライン１２５上の15ビツ
トデジタル信号素片を、例えば、放送の際に必要
とされる周波数幅を減少するために、サインビツ
トＳ、３ビツトの指数ビツトE0、E1、E2および
７ビツトの仮数ビツトM0乃至M6を有した11ビツ
トの信号素片に圧縮しライン１２６に出力する。
圧縮システム１０７の入力レベルに対する信号対
量子化ノイズ特性を第２図に示す。 第３図に示されるように、圧縮システム１０７
はサインおよび指数リードオンリメモリ
（ROM）１２７と、仮数ROM１２８および
exclusive ORロジツクエレメント１２９を有し
ている。ライン１２５上の15ビツトデジタル信号
素片の上位７ビツトを使用して、前記サインおよ
び指数ROM１２７をアドレツシングする。これ
によりROM１２７はライン１３０にサインビツ
トおよび指数ビツトを出力する。さらにライン１
２５上の15ビツトデジタル信号の下位８ビツトと
ライン１３０の３ビツトの指数ビツトを結合して
仮数ROM１２８をアドレスする。この結果
ROM１２８はライン１３１に７ビツトの仮数ビ
ツトを出力する。前記サインおよび指数ROM１
２７および仮数ROM１２８の結合により作られ
た15ビツトから11ビツトに圧縮されたコードを表
１に示す。
【表】 図３のexclusive ORエレメントロジツク１２
９はライン１３１上の７ビツトの仮数ビツトとラ
イン１３０ａ上の最上位指数ビツトとの
exclusive ORを取り、暗号化する。ライン１２
６ｂ上の暗号化された７ビツトの仮数ビツト並び
にライン１２６ａ上のサインビツトおよび３ビツ
トの指数ビツトからなる圧縮されたデジタル信号
素片はexclusive ORロジツクエレメント１０８
により暗号化される。すなわちエレメント１０８
はライン１２６上の圧縮されたデジタル信号素片
とキーストリームレジスタ１３３からライン１３
２に供給された11ビツトのユニークキーストリー
ムとのexclusive ORを取り、暗号化された圧縮
信号素片をライン１３４に供給する、データ暗号
化基準（DES）のアルゴリズムに基づいてキー
ストリームを作ることが望ましい。ユニークキー
ストリームは図示しないキーストリームジエネレ
ータからライン１００を介してキーストリームレ
ジスタ１３３に供給される。 ハミングコードおよびパリテイビツトジエネレ
ータ１０９はライン１３４上の各圧縮信号のエラ
ー検出ビツトおよびエラー訂正ビツトを発生し、
発生したビツトを前記信号に付加し、エラーコー
ド化された圧縮信号をライン１３５に出力する。
パリテイビツトは信号１３５ａに出力され、残り
のビツトはライン１３５ｂに出力される。 exclusive ORエレメント１１０はライン１３
５ａ上のパリテイビツトをキーストリームレジス
タ１３３からライン１３６に出力されたキースト
リームビツトで暗号化する。暗号化されたパリテ
イビツトはライン１３５ｃに出力される。 ジユネレータ１０９のハミングコードジエネレ
ータ部はサインビツトＳ、指数ビツトE0、E1、
E2およびコードビツトC0、C1、C2の組合せにお
いて単一エラーを訂正する３つのコードビツト
C0、C1、C2を発生する。コードビツトC0は、サ
インビツトＳ、指数ビツトE0および指数ビツト
E2をexclusive ORすることにより作られる。コ
ードビツトC1はサインビツトＳ、指数ビツトお
よび指数ビツトE1をexclusive ORすることによ
り作られる。コードビツトC2は指数ビツトE0、
E1、E2をexclusive ORすることにより作られ
る。コードビツトC0、C1、C2を発生するハミン
グコードを表２に示す。
【表】
【表】 ジエネレータ１０９のパリテイビツトジエネレ
ータ部はサインビツトＳ、３ビツトの指数ビツト
および３ビツトのコードビツトの組合せにおける
２重エラーを検出し、さらに最上位仮数ビツトお
よび／又はパリテイビツトのエラーを検出するパ
リテイビツトを発生する。パリテイビツトＰはサ
インビツトＳ、指数ビツトE1、E2、仮数ビツト
M6および“１”をexclusive ORすることにより
得られる。 Ａチヤンネル４６ａからのエラーコード化され
た信号素片はＡチヤンネルレジスタ１１１にバツ
フアリングされ、Ｂチヤンネル４６ｂからのエラ
ーコード化された信号はＢチヤンネルレジスタ１
１２にバツフアリングされる。 Ａチヤンネルレジスタ１１１からのＡチヤンネ
ル信号素片はライン１３７を介してＡチヤンネル
インターリーブ器１１３に供給され、複数の連続
するＡチヤンネル素片からのビツトをインターリ
ーブする。Ａチヤンネルインターリーブ器１１３
の構成は第４ａ図に示される。第４ａ図の各ブロ
ツクは１サンプリング期間遅延素子である。第４
ａ図からわかるように、ビツトM6とビツトE0は
遅延されていない。ビツトＳおよびビツトM2は
１サンプリング期間遅延されている。ビツトM5
とビツトC2は２サンプリング期間遅延されてい
る。ビツトE2とビツトM1は３サンプリング期間
遅延されている。ビツトM4とビツトC1は４サン
プリング期間遅延されている。ビツトE1とビツ
トM0は５サンプリング期間遅延されている。ビ
ツトＰ、ビツトM3およびビツトC0は６サンプリ
ング期間遅延されている。 Ｂチヤンネルレジスタ１１２からのＢチヤンネ
ル信号素片はライン１３８を介してＢチヤンネル
インタリーブ器１１４に供給され、複数の連続す
るＢチヤンネル素片からのビツトをインタリーブ
する。Ｂチヤンネルインタリーブ器１１４の構成
は第４ｂ図に示され、る。第４ｂ図においてブロ
ツクは１サンプリング期間遅延素子である。第４
ｂ図からわかるように、ビツトＳとビツトM3は
遅延されていない。ビツトM6とビツトC2は１サ
ンプリング期間遅延されている。ビツトE2とビ
ツトM2は２サンプリング期間遅延されている。
ビツトM5とビツトC1は３サンプリング期間遅延
されている。ビツトE1とビツトM1は４サンプリ
ング期間遅延されている。ビツトM4とビツトC0
は５サンプリング期間遅延されている。ビツト
Ｐ、ビツトE0およびビツトM0は６サンプリング
期間遅延されている。 Ｉビツトマルチプレクサ１１５、Ｑビツトマル
チプレクサ１１６、Ｉビツト変換器１１７および
Ｑビツト変換器１１８の組合せにより、Ａチヤン
ネルおよびＢチヤンネルインターリーブ器１１
３，１１４からのインターリーブされたビツトを
ライン１３９および１４０に直列化する。これに
より少なくとも所定の種類の干渉信号に相関する
所定期間だけ単一信号素片からのビツトを分離す
る。 一般にバーストエラーはFMデイスクリミネー
タのクリツクにより生じる。少なくともFMデイ
スクリミネーシヨンクリツクの期間だけ単一素片
からのビツトを分離することにより、エラーバー
ストを拡大することが可能であり、それによつて
ライン１３７および１３８上の各エラーコード化
された信号素片内の１ビツトのみが影響を受け、
それによつて単一ビツトエラーが、複号器内のハ
ミングコードエラー訂正器により検出および訂正
することができる。経験的結果によれば７サンプ
リング期間の分離距離がFMデイスクミネータク
リツフに相関するエラーバーストに適当である。 ＩビツトおよびＱビツトを含むビツトデジタル
ワードがＩビツト変換器１１７およびＱビツト変
換器１１８からライン１４１および１４２に直列
に出力される。Ｉビツト変換器１１７は15ビツト
のパラレル−シリアル変換器でありＩビツトをラ
イン１４１に出力する。Ｑビツト変換器１１８は
15ビツトパラレル−シリアル変換器でＱビツトを
ライン１４２に出力する。ライン１４１および１
４２の２ビツトデジタルワードはＩビツト位置で
低いエラーレートになるように連続的に処理され
る。Ｉビツトマルチプレクサ１１５とＱビツトマ
ルチプレクサ１１６はライン１３９とライン１４
０上のインターリーブされた信号素片を結合し、
Ａ、Ｂ、両チヤンネルからのサインビツトＳ、指
数ビツトE0、E1、E2およびコードビツトC0、
C1、C2およびＡチヤンネルからのパリテイビツ
トＰを、１ビツト変換器１１７に供給してデジタ
ルワードのＩビツト位置にセツトし、Ａ、Ｂ両チ
ヤンネルからの仮数ビツトM0乃至M6およびＢチ
ヤンネルからのパリテイビツトＰをＱビツト変換
器１１８に供給しデジタルワード内のＱビツト位
置にセツトする。 表３は時間における直列化、インターリーブに
よる遅延および、インターリーブ器１１３，１１
４、マルチプレクサ１１５，１１６および変換器
１１７，１１８によつて得られるライン１３７お
よび１３８上のＡ、Ｂチヤンネル信号素片のＩお
よびＱビツト位置へのセツトを示している。
【表】 好適実施例では、暗号化された音声信号はテレ
ビジヨン信号の音声部であり、ライン１４１およ
び１４２上デジタルワード信号はFIFOキユー１
１９によつて時間圧縮される。FIFOキユー１１
９はビデオ信号ラインの期間に相当するデジタル
ワード信号の各間隔をビデオ信号水平同期パルス
の期間に相当する間隔に時間圧縮する。 FIFOキユー１１９からの各時間圧縮された間
隔がライン１４３を介してシフトレジスタ１２０
に、NTSCビデオ信号ラインの水平同期パルスに
より通常占有される期間、ビデオ信号ラインレー
トで供給される。水平同期パルス間隔の期間、２
ビツトワードがライン１４３に7.16メガシンボ
ル／秒のレートで出力される。１水平同期パルス
間隔当り42ビツト対が送られる。これは、２音声
チヤンネルの各々に対して42ビツト又は１水平同
期間隔当り、2.8素片／チヤンネルに対応する。 FIFOキユー１１９の時間圧縮機能およびタイ
ミング機能は、ビデオ信号のカラーバーストの検
出に応答して発生された同期制御信号およびタイ
ミング信号に応答してライン１０２に供給される
同期制御信号およびタイミング信号に応答して同
期およびクロツクされる。ライン１０２への同期
信号およびタイミング信号の出力は上述した特願
昭59−107366号に詳細に記述されている。 シフトレジスタ１２０内の２ビツトデジタルワ
ードはPAMデータコンバータ１２１により８ビ
ツトデジタルPAMデータ信号に変換してライン
９５に出力され、デジタル−アナログ変換により
アナログ信号に変換されると、デジタルワードの
バイナリ値に関連したあるレベルを有したパルス
振幅変調された信号を出力する。レベルコーデイ
ングは表４に示される。しきい値は10、30および
50IRE単位である。 表 ４ 送信レベル レベルコーデイング （IRE単位） 60 １ ０ 40 １ １ 20 ０ １ ０ ０ ０ Ｄ／Ａコンバータ１２２は、ライン９５上のデ
ジタルPAMデータ信号を変換し、パルス振幅変
調された暗号化音声信号をライン１４５上に出力
する。 好適実施例では、暗号化音声信号は、ビデオ信
号ラインの水平同期パルスにより通常占有される
期間、暗号化テレビジヨン信号の一成分として通
信される。暗号化音声信号を、暗号化テレビジヨ
ン信号に介挿する技術は上述した特願昭59−
107366号に記述されている。 音声信号複号システムの好適実施例を第５図に
示す。この複号システムは、第１図の暗号化シス
テムにより暗号化された音声信号を複号する。 複号化システムはＡ／Ｄコンバータ２５０、
PAMデータ検出器２５１、FIFOキユー２５２、
Ａチヤンネルデインターリーブ器２５３、Ｂチヤ
ンネルデインタリーブ器２５４、Ａチヤンネルレ
ジスタ２５５、Ｂチヤンネルレジスタ２５６、マ
ルチプレクサ２５７、キーストリームレジスタ２
５８、ハミングコードエラー検出器２５９、第
1exclusive ORロジツクエレメント２６０、パリ
テイチエツクロジツクエレメント２６１、第
2exclusive ORロジツクエレメント２６２、エラ
ー補償器２６３、伸長システム２６４、デマルチ
プレクサ２５６、第1D／Ａコンバータ２６６お
よび第2D／Ａコンバータ２６７を有している。 Ａ／Ｄコンバータ２５０はライン２２７を介し
て受信した暗号化アナログ音声信号を８ビツトデ
ジタルPAMデータ信号に変換し、ライン２６９
を介してPAMデータ検出器２５１に供給する。
PAMデータ検出器２５１はライン２６９上の
PAMデータ信号を表４に述べたレベルコードに
従つて２ビツトデジタルワードに変換し、ライン
２７０を介してFIFOキユー２５２に供給する。 FIFOキユー２５２はライン２７０上のデジタ
ルワード信号の時間圧縮された間隔を伸長するの
で、水平同期パルスの期間に相当する期間ライン
２７０に発生するデジタルワードが、NTSCビデ
オ信号ラインの期間に相当する期間、規則的な間
隔で供給される。ライン２７０上の時間圧縮され
たデジタルワード信号を伸長する場合、FIFOキ
ユー２５２の動作はライン２４３上に供給された
クロツク信号および同期制御信号に応答して同期
が取られかつクロツクされる。ライン２４３上の
同期制御信号はオリジナルビデオ信号のカラーバ
ースト信号の検出に応答して作られる。このよう
な信号の発生については上述した特願昭59−
107366号に記載されている。 FIFOキユー２５２はライン２７０上のシアル
データワードを並列15ビツト信号に変換し、第１
図の暗号化システムＡチヤンネルおよびＢチヤン
ネルインタリーブ器１１，１１４から導かれたイ
ンタリーブされた信号にデマルチプレクサする。
15ビツトＡチヤンネル信号はライン２７１を介し
てＡチヤンネルデインタリーブ器２５３に供給さ
れ、15ビツトＢチヤンネル信号はライン２７２を
介してＢチヤンネル−デインタリーブ器１５４に
供給される。 Ａチヤンネルデインタリーブ器２５３はライン
２７１上のインタリーブされた信号素片をデイン
タリーブし、ライン２７３に信号素片を出力す
る。この場合、全ビツトが、第１図の音声暗号化
システムのＡチヤンネルライン１３７を介してＡ
チヤンネルインタリーブ器１１３に供給される単
一信号素片から導かれる。Ａチヤンネルデインタ
リーブ器２５３の構成は第６Ａ図に示される。第
６ａ図で、各ブロツクは１サンプリング期間遅延
素子である。第６Ａ図からわかるように、ビツト
C0、M3およびＰは遅延されない。ビツトM0、
E1は１サンプリング期間遅延される。ビツトC1
およびビツトM4は２サンプリング期間遅延され
る。ビツトM1とビツトE2は３サンプリング期間
遅延される。ビツトC2とビツトM5は４サンプリ
ング期間遅延される。ビツトM2とビツトＳは５
サンプリング期間遅延される。さらにビツトE0
とビツトM6は６サンプリング期間遅延される。 Ｂチヤンネルデインタリーブ器２５４はライン
２７２上のインタリーブされた信号素片をデイン
タリーブし、ライン２７４上に出力する。この場
合全ビツトは第１図の音声暗号化システムのＢチ
ヤンネルインタリーブ器に、Ｂチヤンネルライン
１３８を介して供給される信号素片から導かれ
る。Ｂチヤンネルデインタリーブ器２５４の構成
は第６Ｂ図に示される。第６Ｂ図において、各ブ
ロツクは１サンプリング期間の遅延素子である。
第６Ｂ図からわかるように、ビツトM0、ビツト
E0およびＰは遅延されない。ビツトC0、ビツト
M4は１サンプリング期間遅延される。ビツト
M1、ビツトE1は２サンプリング期間遅延され
る。ビツトC1およびビツトM5は３サンプリング
期間遅延される。ビツトM2およびビツトE2は４
サンプリング期間遅延される。ビツトC2および
ビツトM6は５サンプリング期間遅延される。ビ
ツトM3およびビツトＳは６サンプリング期間遅
延される。 第４図および第６図からわかるように各チヤン
ネルの各ビツト結合した遅延時間は６サンプリン
グ期間である。 表５はライン２７０上の直列化されたデジタル
ワード信号と、それぞれライン２７３および２７
４上にＡおよびＢチヤンネル信号素片を供給する
ために、デインターリーブ器２５３，２５４によ
り供給される遅延量を示したものである。
【表】 ライン２７３および２７４上のデインタリーブ
された信号素片はＡチヤンネルレジスタ２５５お
よびＢチヤンネルレジスタ２５６に供給され、マ
ルチプレクサ２５７によりマルチプレクサされ、
ライン２７５上にパリテイビツトＰを出力し、指
数ビツトE0、E1、E2、コードビツトC0、C1、
C2およびサインビツトＳをライン２７６上に出
力し、７ビツトの仮数ビツトM0乃至M6をライン
２７７上に出力する。 ハミングコードエラー検出器２５９はライン２
７６上のビツトのコードビツトを調べ、指数ビツ
ト、コードビツトおよびサインビツトの組合せに
単一エラーがあるかどうか検出し、ある場合には
訂正する。必要に応じて訂正された３ビツト指数
ビツトおよびサインビツトハミングコードエラー
訂正器によりライン２７８に供給される。ハミン
グコードエラー検出器により採用されたエラー検
出コードを表６に示す。
【表】 exclusive ORロジツクエレメント２６０はラ
イン２７５上のパリテイビツトＰを、キーストリ
ームレジスタ２５８からライン２７９に出力され
たユニークキーストリームの１ビツトと
exclusive ORを取る。前記１ビツトは第１図の
暗号化システムのライン１３５ａ上のパリテイビ
ツトＰを暗号化するためにライン１３６に供給さ
れるビツトと同一である。exclusive ORロジツ
クエレメント２６０はライン２８０に複号化パリ
テイビツトを出力し、このビツトはパリテイチエ
ツクロジツクエレメント２６１により、ライン２
７７ａ上の最上位仮数ビツトM6、およびライン
２７８上のエラー訂正されたサインビツトおよび
指数ビツトと共に処理され、サインビツト、指数
ビツトおよびライン２７６ｃのコードビツトの組
合せに２重エラーがあるかどうか検出し、さらに
最上位仮数ビツトおよび／又はパリテイビツトに
エラーがあるかどうか検出する。このようなエラ
ーはパリテイチエツクが同じでないとき検出され
る。このパリテイチエツクは、ライン２７７ａ，
２７８、および２８０を介してパリテイチエツク
ロジツクエレメント２６１に供給されたビツトの
exclusive ORを取ることにより行われる。 exclusive ORロジツクエレメント２６２はラ
イン２７７上の７ビツトの仮数ビツト、およびラ
イン２７８上のサインビツトおよび３ビツトの指
数ビツトの合わせて11ビツトをキーストリームレ
ジスタ２５８からライン２７９ｂに出力される11
ビツトのユニークキーストリームとexclusive
ORを取ることにより複号化する。前記11ビツト
のユニークキーストリームは第１図の暗号化シス
テムのライン１２６上のサインビツト、３ビツト
指数ビツトおよび７ビツト仮数ビツトを暗号化す
るためにライン１３２上に供給されるキーストリ
ームビツトと同じである。 キーストリームレジスタによつてライン２７９
上に供給されたキーストリームは図示しないキー
ストリームジエネレータからライン２４２を介し
てキーストリームレジスタに供給される。第１図
の暗号化システムのキーストリームレジスタ１３
３からライン１３２を介して供給されるユニーク
キーストリームと同一である第５図の複号化シス
テムにおいてライン２４２を介してキーストリー
ムレジスタ２５８にユニークキーストリームを供
給するシステムは上述したGilhousenおよび
Newbgの米国特許出願に訂正されており、全体
の開示は本出願に引用されている。 exclusive ORロジツクエレメント２６２はラ
イン２９２を介して複号化されたビツトを複号化
された信号素片としてエラー補償器２６３に供給
する。 パリテイチエツクロジツクエレメント２６１に
よりエラーが検出された場合、エラー信号がライ
ン２８３を介してエラー補償器２６３に供給され
る。エラー信号がライン２８３に供給されていな
い場合、エラー補償器２６３はライン２８２から
の11ビツト複号化信号素片をライン２８４を介し
て伸長システム２６４に供給する。エラー信号が
ライン２８３に出力されると、エラー補償器２６
３はライン２８２を介して受信した最後の直前の
エラーの無い信号素片を繰返しライン２８４に出
力し検出したエラーを補償する。 伸長システム２６４はライン２８４上の11ビツ
ト信号素片を15ビツトデジタル信号素片にしてラ
イン２８５に出力し、さらにデジタル−アナログ
変換によりアナログ音声信号に変換される。 第７図において、伸長システムはexclusive
ORエレメント２８７、仮数ROM２８８および
サイン／指数ROM２８９を有している。前記
exclusive ORロジツクエレメント２８７は７ビ
ツトの仮数ビツトをライン２８４ｂ上の最上位指
数ビツトE2とexclusive ORを取り、ライン２８
４ａ上の前記仮数ビツトM0乃至M6を複号化す
る。複号化された仮数ビツトはexclusive ORエ
レメント２８７によりライン２９０に出力されラ
イン２８４ｃ上の３ビツトの指数ビツトE0乃至
E2およびサインビツトと結合され、仮数ROM２
８８をアドレスし、ROM２８８は伸長したデジ
タル信号素片の下位８ビツトをライン２８５ａ上
に出力する。 ライン２８５ｃ上のサインビツトＳとサインビ
ツトＳと３ビツトの指数ビツトE0乃至E2はサイ
ン／指数ROM２８９をアドレスするのにも使用
され、ROM２８９は上位７ビツトの伸長したデ
ジタル信号素片をライン２８５ｂ上に出力する。
仮数ROM２９８およびサイン／指数ROM２８
９の組合せにより得られた11対15伸長コードを表
７に示す。
【表】 デマルチプレクサ２６５はライン２８５上にシ
ーケンシヤルに出力されたＡチヤンネルおよびＢ
チヤンネルの各デジタル信号素片を分離し、それ
ぞれライン２９１および２９２を介して第１およ
び第2D／Ａコンバータ２６６，２６７に供給す
る。 第1D／Ａコンバータ２６６はライン２９１上
のＡチヤンネルデジタル信号素片をアナログ音声
信号に変換してＡチヤンネルライン１６１ａに出
力し、第2D／Ａコンバータ２６７はライン２９
２上のＢチヤンネルデジタル信号素片をアナログ
音声信号に変換してＢチヤンネルライン１６１ｂ
に出力する。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の音声暗号化システムの好適
実施例のブロツク図である。第２図は第１図の暗
号化システムの圧縮システムの入力レベル特性に
対する量子化ノイズの特性を表わすグラフ、第３
図は第１図の圧縮システムの信号圧縮部のブロツ
ク図、第４ａ図は第１図のシステムのＡチヤンネ
ルインタリーブ器のブロツク図、第４ｂ図は第１
図のシステムのＢチヤンネルインテリーブ器のブ
ロツク図、第５図はこの発明の音声複号化システ
ムの好適実施例のブロツク図、第６ａ図は第５図
のシステムのチヤンネルデインタリーブ器のブロ
ツク図、第６ｂ図は第５図のシステムのＢチヤン
ネルデインタリーブ器のブロツク図、第７図は第
５図のシステムにおける伸長システムの信号伸長
部のブロツク図である。 １０４，１０５……Ａ／Ｄコンバータ、１０６
……マルチプレクサ、１０７……圧縮器、１００
……キーストリームレジスタ、１０９……ハミン
グコードおよびパリテイビツトジエネレータ、１
１１，１１２……レジスタ、１１３，１１４……
インタリーブ器、１１５，１１６……マルチプレ
クサ、１１７，１１８……コンバータ、１１９…
…FIFOキユー、１２０……シフトレジスタ、１
２１……PAMデータコンバータ、１２２……
Ｄ／Ａコンバータ、１２７……サインおよび指数
ROM、１２８……仮数ROM、２８９……サイ
ンおよび指数ROM、２８８……仮数ROM、２
５１……PAMデータ検出器、２５２……FIFOキ
ユー、２５３，２５４……デインタリーブ器、２
５５，２５６……レジスタ、２５７……マルチプ
レクサ、２９５……ハミングコードエラー訂正
器、２６３……エラー補償器、２６４……伸長
器、２６５……デマルチプレクサ、２６６，２６
７……Ｄ／Ａコンバータ、２５８……キーストリ
ームレジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ アナログ音声信号４６ａ，４６ｂをデジタル
    信号１２３，１２５に変換し、アナログ音声信号
    に相当する一連のデジタル信号素片に変換し、各
    デジタル信号素片１２５を圧縮１０７及び暗号化
    （１０８）することにより得られる暗号化された
    音声信号１４５，２２７を復号化するシステムで
    あつて、 各暗号化された信号素片２７６，２７８を復号
    化する手段２６２と、各圧縮された信号素片２８
    ４をデジタル−アナログ変換によりアナログ音声
    信号１６１ａ，１６１ｂに変換し得るデジタル信
    号素片に伸長する手段２６４と、前記デジタル信
    号素片１２５をアナログ音声信号に変換する手段
    ２６６，２６７とを備えたシステムにおいて、 前記デジタル信号素片１２５を圧縮して（１０
    ７）、サインビツトＳ、第１の所定ビツト数の指
    数ビツト（E0−E2）および第２所定ビツト数の
    仮数ビツト（M0−M6）を有する圧縮された信号
    素片１２６を供給し、 各圧縮された信号素片１２６の各ビツトとユニ
    ーク暗号キーストリーム１３２のイツクスクルー
    シブORを取り（１０８）、それにより前記音声
    信号１２６，４６ａ，４６ｂを暗号化し、さら
    に、各圧縮された信号素片に対するエラー検出ビ
    ツトおよびエラー訂正ビツト（C0−C2）を発生
    し、発生したビツトを前記圧縮した信号素片に付
    加（１０４）してエラーコード化された圧縮信号
    素片１３５を出力することにより前記信号素片１
    ２６を暗号化し、各エラーコード化された圧縮信
    号素片１３５は、サインビツト、指数ビツトおよ
    びコードビツトの組み合わせにおいて単一エラー
    を訂正するためのコードビツト（C0−C2）と、
    サインビツト、指数ビツトおよびコードビツトの
    組み合わせにおける２重エラーを検出し、さらに
    最上位仮数ビツトおよび／又はパリテイビツトの
    エラーを検出するパリテイビツト(P)を有し、 前記復号化システムは、 各暗号化された信号素片のサインビツト、指数
    ビツトおよびコードビツトの組合わせ２７６にお
    いて単一エラーを検出し、前記単一エラーを訂正
    する手段２５９と、 サインビツト、指数ビツトおよびコードビツト
    の組合わせにおいて２重エラーを検出し、各暗号
    化された信号素片の最上位仮数ビツトおよび／又
    はパリテイビツトにおける単一エラーをさらに検
    出し、最後の直前のエラーの無い信号素片を繰返
    し、前記検出した２重エラーおよび／又は前記さ
    らに検出したエラーを補償する手段２６１，２６
    ３と、 前記各暗号化された圧縮信号の各ビツトをユニ
    ーク暗号キーストリームとイツクスクルーシブ
    ORを取り前記音声信号を復号化する手段２６２
    とを備えたことを特徴とする暗号化された音声信
    号を復号化するシステム。 ２ 前記暗号化された信号は、さらに前記複数の
    連続する素片１３７，１３８のビツトをインター
    リーブ（１１３，１１４）し、少くとも所定の種
    類の干渉信号に相関する所定の期間、信号素片の
    ビツトを分離するように前記インターリーブした
    ビツトを直列化する（１１５，１１６）ことによ
    り導かれ、 前記インターリーブしたビツトを非直列化する
    手段２５２、および 前記非直列化したビツトをデインターリーブし
    て信号素片を再構成する手段２５３，２５４を具
    備することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
    載の暗号化された音声信号を復号化するシステ
    ム。 ３ 前記暗号化された信号は、前記音声信号から
    導かれた直列化され、インタリーブされ、エラー
    コード化された圧縮信号素片を結合（１１７，１
    １８）してデイジタルワード１４１，１４２を供
    給し、さらに前記デイジタルワードのバイナリ値
    に関するレベルを有した暗号化したアナログ信号
    に変換（１２１，１２２）することによりさらに
    導びかれ、 前記暗号化したアナログ信号を前記デイジタル
    ワードに変換する手段２５０，２５１、および 前記デイジタルワードを、前記直列化され、イ
    ンターリーブされ、エラーコード化された圧縮信
    号素片に分離する手段２５２を具備することを特
    徴とする特許請求の範囲第２項記載の暗号化され
    た音声信号を復号化するシステム。 ４ 前記アナログ音声信号はステレオ音声成分４
    ６ａ，４６ｂを有し、 前記暗号化された信号１４５は、各ステレオ音
    声成分に対して別個のインタリーブされ、エラー
    コード化された圧縮信号素片１３９，１４０を供
    給し、前記各ステレオ音声成分に対する前記各イ
    ンタリーブし、エラーコード化された圧縮信号素
    片の各ビツトを結合（１１５−１１９）した一連
    の２ビツトデイジタルワード１４３であつて、指
    数ビツトとコードビツトが低いエラーレートを有
    するデイジタルワードのビツト位置を占有し、仮
    数ビツトが前記デイジタルワードの他のビツトを
    占有する２ビツトデイジタルワード１４３を供給
    し、このデイジタルワードを、そのバイナリ値に
    関するレベルを有したアナログ信号に変換するこ
    とにより導びかれ、 前記暗号化されたアナログ信号２２７を前記デ
    イジタルワード２７０に変換する手段２５０，２
    ５１、および 前記デイジタルワード２７０を、前記別個のイ
    ンタリーブされ、エラーコード化された圧縮信号
    素片２７１，２７２に分離する手段２５２を具備
    することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
    の暗号化された音声信号を復号化するシステム。 ５ 前記暗号化された信号は、デイジタル−アナ
    ログ変換によりアナログ信号に変換したとき、前
    記デイジタルワードのバイナリ値に関するレベル
    を有するパルス振幅変調された信号を供給するデ
    イジタルPAMデータ信号に、前記デイジタルワ
    ードを変換し、前記デイジタルPAMデータ信号
    を前記アナログ信号に変換し前記パルス振幅変調
    された信号を供給することにより導びかれ、 前記パルス振幅変調された信号をデイジタル
    PAMデータ信号に変換する手段２５０、および 前記PAMデータ信号を前記デイジタルワード
    に変換する手段２５１をさらに具備したことを特
    徴とする特許請求の範囲第３項または第４項のい
    ずれかに記載の暗号化された音声信号を復号化す
    るシステム。 ６ 前記暗号化された信号はさらに、各エラーコ
    ード化された信号素片のパリテイビツト１３５ａ
    とユニークキーストリーム１３６の１ビツトとイ
    ツクスクルーシブORを取る（１１０）ことによ
    り導びかれ、 前記各暗号化された圧縮信号素片のパリテイビ
    ツト（275）と、前記ユニーク暗号キーストリー
    ムからの前記ビツトと同一のビツトとのイツクス
    クルーシブORを取る手段２６０をさらに有した
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の暗
    号化された音声信号を復号化するシステム。 ７ 前記暗号化された信号は、前記発生手段１０
    ９によるコードビツトの発生の前に前記圧縮され
    た信号素片１２６の複数ビツトをイツクスクルー
    シブORを取ることにより得られ、 各暗号化された圧縮信号の各ビツトのイツクス
    クルーシブORを取る手段２６２は前記エラー検
    出、エラー訂正又はエラー補償２５９の後で、イ
    ツクスクルーシブORを取ることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載の暗号化された音声信号
    を復号化するシステム。 ８ ビデオ信号ラインの期間に相当する前記エラ
    ーコード化された、圧縮された暗号化信号の各間
    隔は、ビデオ信号水平同期パルスの期間に時間圧
    縮（１０７）され、ビデオ信号ラインレートで、
    各ビデオ信号ラインの期間カラーバースト信号を
    含むビデオ信号に介挿され、 前記暗号化された信号２８４の時間圧縮された
    各間隔を前記ビデオ信号ラインの期間に相当する
    間隔に時間伸長する手段２６４、および 前記カラーバースト信号に応答して前記時間伸
    長を同期化する手段２５２を具備することを特徴
    とする特許請求の範囲第１項記載の暗号化された
    音声信号を復号化するシステム。
JP59106345A 1983-05-27 1984-05-25 エラ−調整機能を有したデイジタル音声暗号化システム Granted JPS6046146A (ja)

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