JPS628684A - 映像スクランブル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は映像信号のスクランブル装置に関し、スクラン
ブルのための乱数の一様性をコントロールして垂直相関
の強い画像のみならず一般性のある画像が効果的にスク
ランブルされるようにしたものである。

［発明の技術的前日］ 近年、新放送メディアの発達にともない、テレテキスト
、静止画放送、高品位テレビジョン放送、デジタル信号
による多チヤンネル放送が可能となってきている。この
ような放送メディアの高度化により放送番組の伝送種類
も多岐にわたってきている。

そして、放送局側においては特定番組に対して課金を行
ない放送局側と契約を行なった特定の加入者以外の加入
者に対しては伝送信号に対して撹拌を与え、いわゆるス
クランブルを行ない視聴を阻止し、契約加入者に対して
はこのスクランブルを解除Ｊることによつ又視聴を可能
にする右利放送が有料番組に対して行なわれる。

このようなスクランブル（ｌ］８号化）された情報をデ
スクランブル（手分化）して視聴する場合、加入者側で
は加入者固有の識別符号（−１０）とともにティア（Ｔ
ｉ）と称される公開情報で所望の番組を予約して放送局
側に告知する。これにより加入者はスクランブルを解く
ための鍵を得ることになる。一方、放送局側ではＩＤ情
報およびＴｉ情報をスクランブルを解くための解読用情
報とともに秘匿して加入者側にダウンロードすることで
、加入者はこの秘匿情報よりスクランブルを解く鍵、即
ち、放送局側からの解読用情報と同じ情報を生成して暗
号化された情報を平文化することができるわけである。

第８図は映像信号を暗号化づるスクランブル装置の概略
図を示し、１は同期信号を含む映像信号であり、この信
号１はスクランブラ２および同期分離回路３に供給され
る。スクランブル２は、同期圧縮、同期オフセット、ビ
デオ反転、時間軸入換え等の制御を、垂直又は水平周期
で信号１に加える処理回路であって、このスクランブル
のための制御を行うか否かは、後述するスクランブル制
御回路からの制御信号でランダムに決定される。

同期分離回路３で抽出された同期信号は、信号１とタイ
ミングを取るためのタイミング制御回路４を介してスク
ランブル制御回路５にクロックパルス４ａとして供給さ
れる。スクランブル制御回路・５は、このクロックパル
ス４ａ＝基づいて擬似ランダム・パターン、固定パター
ン、あるいは複数個の固定パターンの切換等によるスク
ランブル制御信号６を生成し、この信号を前記スクラン
ブラ２に供給するとともに、かけ、られたスクランブル
を解くためのスクランブルｗＩ除用信号５ａを送信回路
７に入力している。この送信回路７にはスクランブラ２
からの映像信号２ａも供給されており、前記解除用信＠
５ａは例えば映像信号２ａの垂直ブランキング期間に重
畳したり、あるいは富声信号を伴う場合はその搬送波に
ＡＭ変調して送信信号８に多重化される。

第９図は上記装置のスクランブル制御回路５に使用され
るスクランブル制御信号発生回路の一例を示ず回路図で
ある。この回路は４ビツトのシフト・レジスタ９．１０
．１１．１２を主体にＭ系列の擬似ランダム・パターン
を発生する回路であって、通称ＰＮパターン発生回路と
呼ばれ、フリップフロップのビット数によってその周期
が決定される一種のノイズ発生装置である。

即ち、各シフト・レジスタ９〜１２は４個のフリップフ
ロップを有するｔＣであって、そのクロック入力端子Ｃ
Ｋには前記タイミング制御回路４からの信号４ａがそれ
ぞれ入力されており、終段シフト・レジスタ１２のデー
タ出力端子りには前段シフト・レジスタ１１のピッ１〜
出力端子Ｑ３が接続され、同シフト・レジスタ１１のデ
ータ出力端子りおよび更に前段のシフト・レジスタ１０
のデータ出力端子りにはそれぞれ前段のシフト・レジス
タ１０．９の出力端子Ｑ３が接続されている。

また、終段シフト・レジスタ１２の出力端子Ｑ２゜Ｑ３
は第１排他論理和ゲート１３の各入力端に接続され、同
出力端子ＱＯは第２排他論理和ゲート１４の一方入力端
に接続される。そして、第２排他論理和ゲート１４の他
方入力端には第１排他論理和ゲート１３の出力端が１妄
続されている。更に、第２排他論理和ゲート１４の出力
端は、第３排他論理和ゲート１５の一方入力端に接続さ
れ、この第３排他論理和ゲート１５の他方入力端にはシ
フト・レジスタ１０のピッ１〜出力端子Ｑ３からの信号
が供給され、同ゲート１５の出力端はシフト・レジスタ
９のデータ出力端子に接続されてスクランブルυ制御信
号６に相当する擬似ランダム・パターン１５ａｅｌｌＪ
出するものである。

上記回路で得られる擬似ランダム・パターンは、一般に
フリップ７０ツブの段数をｎとすれば、周期長が２°−
１ビツトのパルス列となるが、その周期内において“１
゛′と“０″の発生がランダム性を有することで、例え
ば“１″の発生時に同期信号を圧縮したり、オフセラ１
−するといったスクランブルをか【ノることができる。

ただし、上記シフ１−・レジスタを用いたＭ系列発生回
路では、初期状態がオール“０”′になると動作しない
。そこで、電源投入時等にいずれかのフリップフ口ツブ
を強制的に“１″に設定する始動回路が設けられる。そ
して、この初ＩＩＩＩＩは加入者側でスクランブルを解
くための解除用信号５ａとして送信回路７に供給される
。つまり、スクランブルを解くことは、加入者側の受信
端末に上記Ｍ系列発生回路と同様の回路を股番プて、送
られて来る信号を加入者のもつ識別信号（１０）と（Ｔ
　ｉ　）とで解読して送信側と同じ初期値を得、その値
を受信側回路に与えることに相当りる。こうして、非加
入者がスクランブルされた情報を受信したとしても、正
常な情報としては受信されないようにして不正な盗視聴
を防止している。′ ［背景技術の問題点］ 従来の装置では、スクランブル制御のタイミングが第９
図に示すような回路から得られるＭ系列パルスの発生で
決定されるため、そのパルスの性質上２分の１の確率で
正しい映像が送られることになり、非加入者であっても
情報岳の半分は知ることができ、映像を完全にスクラン
ブルすることができないという問題が有った。即ち、上
記Ｍ系ＴＪ＋１　Ｉｆ似シランダムパルス発生回路は、
パルスの発生がランダムであるとはいってもそれはある
短期間だけの話であり、周期的、長期的には１″と０″
の発生ｖｌｉ率が２分の１で等しくなっているからであ
る。このようなＭ系列パルスで例えば同期オフセラ１−
によるスクランブルを行った場合、２分の１の正しい同
期信号が含まれているため、テレビジョン受像機のＡＦ
Ｃ機能によって完全とはいえないまでも同期がとれてし
まう。

また、Ｍ系列パルスを用いず、１対０の確率で同期信号
の全てについてスクランブルした場合には、その一様性
により例えば垂直相関のある絵柄で（よ、その映像成分
に同期がかかり、Ｍ系列パルスを用いた１対１の場合よ
りも画像の再現性が良くなるとともに、スクランブルを
一様にかりる結果、スクランブルを解く鍵情報の解読が
容易となり盗視が可能になるという欠点があった。

［発明の目的］ 本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、擬似ラン
ダム・パルスを利用したスクランブル装置において、Ｍ
系列の１″と０″のうちいずれか一方の発生を適度に散
在するようにｉｌＪ　ｉｌｌして相関的特異性のない一
般性のある画像を効果的にスクランブルするこができ、
且つ、盗視を困難とする手段の提供を目的とづる。

［発明の概要］ 本発明は、シフト・レジスタと帰還論理回路とから成る
擬似ランダム・パルス発生回路を利用したスクランブル
装置において、パルス発生手段の出力するランダム・パ
ルスを例えば論理変換回路に入力し、この論理変換回路
の出力をスクランブル用の１１′ｍ信号として用い、ラ
ンダム・パルスの一様性を制御することで実質的なスク
ランブル度を高めたものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明を図示の実施例について説明する。

第１図は本発明にかかる映像スクランブル装置の一実施
例を示ず回路図であり、第２図は本発明の動作の一例を
示す波形図である。

第１図において、第８図と同一部分には同一符号を記し
、スクランブラ２がナンド回路１６からの信号１７をス
クランブル制御信号として供給される構成を特異とし、
その他の構成は同様である。

即ら、映像信号１はスクランブラ２へ入力されるととも
に同期分離回路３およびタイミング制御回路４を介して
４個の４ビツト・シフト・レジスタ９．１０．１１．１
２のクロック入力端子にそれぞれ入力されている。これ
らレジスタ９．１０゜１１．１２から成る回路は、それ
ぞれのビット出力端子Ｑ　　−Ｑ３より第１ビット目〜
第１６ビツト目の出力ａ・〜ｐを導出しており、出力０
とｐは第１１Ｊｌ：　（ｌ！！論理和ゲート１３にそれ
ぞれ入力され、その出力は一方入力端に出力ｍが供給さ
れた第２す１他論理和ゲート１４の他方入力端に入力さ
れている。この第２排他論理和ゲート１４の出力は、一
方入力端に出力ｄが供給された第３１Ｊｔ：他８理和グ
ー１−１５の他方入力端に入力され、このゲート１５の
出ツノは初段シフト・レジスタ９のデータ入力端子りに
帰還されている。尚、初段シフト・レジスタ９の最終出
力ｄは次段シフト・レジスタ１０のデータ入力端子りに
入力され、同レジスタ１０の最終出力りは更に次段のシ
フト・レジスタ１１のデータ入力端子りに入力され、レ
ジスタ１１の最終出力１は終段レジスタ１２のデータ入
力端子りに入力されている。そして、本実施例では、上
記シフト・レジスタ９〜１２の各ビット出力ａ〜ｐのう
ち、出力ａ、ｂ、ｃが３人カナンド回路１６に入力され
、そのナンド出力１７の出力は、スクランブル２へ制御
信号として供給されている。

尚、図示しないが、上記シフト・レジスタ９〜１２を主
体とするスクランブル制御回路５は、始動時の初期値を
与える回路を有するとともに、この初期値データ５ａを
スクランブラ２からのスクランブル化された映像信Ｊ′
３２　ａとともに送信回路７に供給する手段を備えてい
る。

本発明は以上のように構成され、次にイの動作を説明す
る。

映像信号１は同期信号を含んでおり、今、同期分離回路
３を水平同期信号を抽出する回路とすれば、タイミング
制御回路４を経た同期信号は、スクランブラ２に入力げ
る映像信号の同期イ訂Ｒタイミングが合わされて各シフ
ト・レジスタ９〜１２のクロック入力端子ＣＫに供給さ
れる。したがって、各シフト・レジスタ９〜１２０ビツ
ト出力端子Ｑ。−０４からの出力ａ−ｐは、映像信号の
水平周期に１ビツトが対応したＭ系列の擬似ランダム・
パルスとなる。尚、この場合、出力すは出力ａより１ビ
ツト分Ｕれた同一パターンの信号であり、この関係はｂ
とＣ，Ｃとｄ、・・・、０とｐも同様である。

さて、出／Ｊａ−ｐには、それぞれ２分の１の確率で１
″とＯＩ＋かフンダムに現われることは前述したが、こ
れらの任意の２つが同時に゛１″となる確＊は４分の１
である。したがってａ、ｂ。

０３つの出力が同時に１”となる状態は７：１の割合で
発生ずる。これにより、ナンド回路１６は８分の１の確
率で“０”を出力し、８分の７の確率で“１″を出力す
ることがわかる。

そこで、ナンド回路１６が“１″を出力するとき、スク
ランブルを行い、“０”を出力するときスクランブルを
行わないように設定すれば、スクランブルする確率と、
スクランブルしない確率とを２分の１以外（ここでは７
対１の確率）の確率に制御することができ、同期信号の
一周期ごとに必らずスクランブルをかける１：０の場合
と、ランダム・パルスそのものを利用した１：１の場合
との中間の確率にスクランブルの有無の度合を調節する
ことができる。

このようにスクランブルの有無の確率が制御されるとい
うことは、正しい同期信号が８分の１しか送信されない
ことであり、このような映像信号を受信しても同期をと
ることは極めて困難になる。

また、垂直相関のある絵柄を受像する場合にあっては、
正しい同１ｇ１信号が８分の１の確率で散在づることで
その映像信号自体に同期１°ることが回避されるもので
ある。

つまり、本発明は正しい同期信号が適度の確率で分散的
に含まれるようにスクランブルをかけることかできるた
め、テレビジョン受像機の同期再生機能を抑制すること
と、垂直相関のある映像により同期がとれてしまうこと
を同時に回避することを図ったとも色えるのである。

第２図は本発明による手法で同期オフセットによるスク
ランブルがかかった映像信号と、ナンド回路１６からの
制御信号１７とのタイムチャートを示し、Ｈ１は正常な
水平同期信号を丞し、１−１□はオフセットされた水平
同期信号を示す。この場合の映像信号は、垂直相関度が
高く同期信号と等価な周期性があり、Ｐの部分で同期が
かかる虞れがあるが、正常へ水平同期信号ト１１が８分
の１の確率で確実に存在しているため、Ｐ部の映像信号
による誤同期現象が防止されることがわかる。

第３図、第４図は、ランダム・パターンの一様性を制御
する手段としてのナンド回路１６の他の構成を示寸回路
図である。第３図は、シフト・レジスタ９〜１２の各ビ
ット出力ａ−ｐのうちの任意ｇ′）６ビツ１へ分を２人
力Ｍ他論理和ゲーｔ−ｉ　ａ　。

１９．２０に入力し、その各排仙論理和出力をアントゲ
−］・２１に供給して同ゲート２１の出力端より制御信
号１７を得るようにしている。第４図は、５個のデータ
セレクタ２２．２３．２４゜２５．２６を用い、シフＩ
・・レジスタ９〜１２からのビット出力ａ〜ｐを、それ
ぞれのデータセレクタ２２〜２６のデータ入力ライン２
２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａに導入し、これ
らのデータａ−ｐのいずれか１つを各データセレクタ２
２〜２６の制御ライン２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ。

２５ｂ、２６ｂに導入されるセレクト制御信号で選択す
ることで、任意の５つのビット出力をアンドゲート２７
に入力し、同ゲート２７の出力端よりυ１ｕｌｌ信号１
７を得るようにしたものである。この第４図の回路手法
によれば選択ポジションを任意に可変することができて
、制御手段を構成する論理回路を別の回路に変換したの
と同等の効果が得られるとともに、セレクト制御信号を
スクランブル解除用の鍵信号としても利用することがで
きる。

第５図〜第７図は垂直相関のあるテスト信号に、同期オ
フセットをかけた場合の本発明の詳細な説明りる画面図
であり、第６図が本発明によるスクランブル効果を承り
画像である。第５図のように同期信号を１：Ｏの確率で
全てオフセラｌ−１，た場合、垂直方向に相関の高い絵
柄に同期がかかつて右側にその映像を同期して見ること
ができるが、第６図のように７＝１の確率でオフセラ１
−をかけた場合、画面右側の垂直方向に相関の高い絵柄
が全体的に崩されている。この崩壊麿は第７図のように
１：１の確率でオフセットをかけた画像よりも少ないが
、垂直相関に特異性のないより一般的な画像に対しては
、第９図の場合（本発明による制御を受けないランダム
・パルスでスクランブルをかける場合）より有効である
ことが一実験により確かめられ、上記確率が３：１〜３
１：１の範囲でスクランブル効果の高い画像が得られた
。なお、このスクランブルをかけるか否かの確率は、例
えばランダム・パターンの発生確率を制御する論理回路
手段を変えることで変更することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、−殺性のある画像
に対して有効なスクランブルをかけることができるとと
もに、垂直相関の強い画像に対してもその絵柄に対する
同期と正しい同１ｎ信号とが干渉し合って、スクランブ
ル効果を高めることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる映像スクランブル装置の一実施
例を示す回路図、第２図は本発明の動作の一例を示す波
形図、第３図は本発明による乱数の一様性を制御する手
法の他の一例を示す回路図、第４図は同制御手段の更に
他の手法を示す回路図、第５図ないし第７図は本発明に
よるスクランブル効果を説明するための画面図、第８図
は本発明に関係する映像スクランブル装置の概要を説明
するブロック図、第９図は従来の映像スクランブル装置
に使用されたランダム・パルス発生回路の一例を示す回
路図である。 ２・・・スクランブラ、　３・・・同期分離回路、４・
・・タイミングｌｊ制御回路、 ５・・・スクランブル制御回路、 ７・・・送信回路、　９〜１２・・・シフト・レジスタ
、１３〜１５・・・排他論理和回路、 １６・・・ナンド回路。 第３図 第４ｒＩ！ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｎビット（ｎは整数）のシフト・レジスタに所定の帰還
   論理回路を接続して成り、各レジスタのクロック入力端
   に加えられるクロック・パルスに基づく第１の擬似ラン
   ダム・パルスを各レジスタより出力する乱数発生回路と
   、 この乱数発生回路の出力する各ビット出力のうち所定組
   の複数の出力を入力し、各ビット出力の乱数の一様性が
   制御された第２の擬似ランダム・パルスを生成する乱数
   制御手段と、 同期信号を含む映像信号が入力されるとともに前記乱数
   制御手段からの第２の擬似ランダム・パルスが制御信号
   として供給され、この第２のランダム・パルスで前記映
   像信号の同期信号をランダムに抑制するスクランブラー
   とを具備して成る映像スクランブル装置。