JPS6384282A - 映像スクランブル方式 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、映像スクランブル方式に係り、特に走査線
内において映像信号を複数に分割し時間軸処理を行なう
ことで映像スクランブル処理を行ない、これをディスク
ランブルした場合に画像劣化の少ない映像スクランブル
方式に関する。

（従来の技術） 有料放送は、契約をした加入者のみに番組画像を提供し
、未契約者に対しては映像スクランブル等の処理を施す
ものである。このため有料放送では未契約者に対する移
置性と、契約者に対するディスクランブル画像の劣化を
防ぐという画像の再現性の両者を満足することが要求さ
れる。

映像スクランブルのうち時間軸処理をする例として、映
像信号をＡ／Ｄ変換しこれを複数に分割し、分割画素を
時間的に入替えてＤ／Ａ変換する所謂ラインローテーシ
ョン方式がある。

このラインローテーションによる映像スクランブル信号
は、増幅器、ＲＦ周波数変換器等の非直線歪を受けやす
く、時間軸処理をしてディスクランブルした際カットポ
イント（１水平走査期間の画像分割点）の部分に画像劣
化が目立つ。

第４図は、ラインローテーションによる従来の映像スク
ランブル方式での信号処理を示す波形図である。

同図において（ａ）は原映像信号を示す。この原信号に
対するラインローテーションを行なうためのカットポイ
ントＣＰは時刻ｔ２に設定しである。

時刻ｔ１〜ｔ２．ｔ２〜ｔ３の絵柄信号はエンコーダ側
で時間軸処理され（ｂ）に示すスクランブル信号に原信
号が変換される。

第４図（ｂ）に示したスクランブル信号は、増幅器自体
の非直線歪、伝送系の歪によりカットポイント近傍の信
号に歪が発生する。これらの歪はラインチルトと称され
主としてＤＣ（微分利得）特性が劣化することによる。

第４図（Ｃ）は上記第４図（ｂ）に示すスクランブル画
像信号をディスクランブルした映像信号波形を示す。同
図で判るようにカットポイント近傍ではラインチルトに
よる影響により映像信号利得特性が劣化する。このディ
スクランブル信号に対する利得特性の劣化は、ラインロ
ーテーションによるスクランブル処理をした水平走査ラ
インの全てに及ぶ。

この結果、ラインローテーション処理による映像スクラ
ンブル処理を行なった映像信号に対しディスクランブル
処理を施した再生画像には、当該ラインのカットポイン
ト部に輝度レベル変化が生じ画像全体としては雑音が発
生するに至る。

このように、時間軸処理による従来の有料放送方式にあ
っては、ディスクランブル画像の劣化を伴ない、システ
ム運用上、不都合を生じる。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、時
間軸処理を伴なう映像スクランブル方式にあって、ディ
スクランブル画像の劣化が波形歪等によって劣化するの
を防止し得る映像スクランブル方式を提供することを目
的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明に係る映像スクランブル方式ではスクランブル
処理すべき映像信号に対し時間軸処理をするにあたり、
時間軸処理の基阜時刻となるカットポイントを帰線期間
内に設定する。

また、映像に対する秘匿性を高めるため絵柄期間の信号
に対し必要に応じて実質的な逆走査処理を行なう。

（作用） この発明にあっては映像信号に対する時間軸処理の基点
を帰線期間内に設けることで、ディスクランブル画像の
画像劣化を防止し、かつ非直線歪による影響を防止する
。

第１図は本発明に係る映像スクランブル方式のエンコー
ダ側を示す回路図であり、映像スクランブル処理として
逆走査方式を採用し、更に必要に応じカットポイントに
よる絵柄に対する映像信号の劣化が及ばないようにする
ためカットポイントを帰線期間に設定し得ディスクラン
ブル画像の劣化を防ＩＦ：、する構成をなす。

また、更に時間軸処理に際し画像メモリに対するアドレ
ス乱数制御を複数モード設定することによりスクランブ
ル効果等を制御し得る構成となっている。

第１図において、スクランブル処理すべき入力端子ＩＮ
に印加された映像信号は、時間軸処理をするためＡ／Ｄ
変換器１０によりデジタル値に変換される。このＡ／Ｄ
変換器の変換タイミングはディスクランブル画像の画質
を考慮して定められる。通常ナイキスト間隔を満足する
周波数であり、例えば４ｆ　　（ｆ　　：カラーサブキ
ャリア周波数）ｓｃ　　　　　　ｓｃ の周波数が選ばれる。同期分離回路２０は水平同期信号
ｆ　、垂直同期信号ｆ、を分離し、種々の所定タイミン
グ信号を発生するタイミング発生回路２１に印加される
。ここで上記Ａ／Ｄ変換された原映像信号をスクランブ
ル処理するに必要な種々のタイミング信号を発生する。

そして、このタイミング発生器２１のタイミングに従か
い上記Ａ／Ｄ変換器１０でデジタル量に変換された映像
信号は、時間軸処理による映像スクランプルを行なうた
め画像メモリ３０に書き込まれる。この画像メモリ３０
は、１水平期間の映像サンプル信号を記憶処理するライ
ンメモリ３１゜３２から構成されており、両ラインメモ
リは相補的に書き込み、読み出し動作が行なわれるよう
にアドレス等が制御される。

時間軸処理による映像スクランブルは、本質的には上記
画像メモリに対する映像データの書き込みアドレス或は
読み出しアドレスのアドレス制御により行なわれる。本
実施例にあっては読み出しアドレスを制御することによ
って時間軸処理による映像スクランブルを行なう例につ
いて述べる。

時間軸処理の一形態であるラインローテーションによる
映像スクランブルにおいて走査期間内にカットポイント
（映像分割点）を設定したのでは、ディスクランブル画
像がラインチルト等に起因して劣化するのは前述した通
りである。

この問題に対処すべく本発明にあっては帰線期間中にカ
ットポイントを設定して映像スクランブルを行ない、デ
ィスクランブル後の再生画像の劣化を防止する。

第２図はこの発明に係る映像スクランブル方式の一実施
例における映像スクランブルの信号処理を示す波形図で
あり、同図（ａ）はスクランブルされる原映像信号を示
す。この原映像信号に対しカットポイントは水平帰線期
間中のフロントポーチ部の時刻ｔ　　の位置に設定する
。

（ＣＰ） 即ち、上記画像メモリ３０のラインモリ３１に一旦、第
２図（ａ）に示した原映像信号データを記憶し、書き込
みデータ読み出し時に第２図（ｂ）に示した順序で読み
出すように読出しアドレス制御を行なう。このため、映
像スクランブルされた信号は第２図（ｂ）に示した信号
となり、この信号はＤ／Ａ変換器４０を介してデコーダ
側に送出される。この場合、エンコーダ、デコーダの増
幅器の歪、伝送系の歪等によるラインチルトによってＤ
Ｇ歪を映像スクランブル信号が受けることになる。この
歪みによる影響は第２図中破線で示す。

実際に、伝送映像スクランブル信号が第２図（ｂ）中破
線で示すような歪を受けても、デコーダ側において、エ
ンコード側で行なった画像メモリ３０からの読出しアド
レスに対して行なったアドレス制御と逆の制御を行ない
ディスクランブルを行なうと第２図（Ｃ）に示したディ
スクランブル信号が得られる。同図で判るように、ライ
ンチルトによる歪を受ける部分はカットポイントの近傍
部のみであり、伝送画像に対するディスクランブル映像
信号には、スクランブル処理を行なったが為に伴なう歪
はない。また、第２図中、斜線で示す信号部分は水平帰
線期間であり、ディスクランブル画像としては用いられ
ない。なお未契約者は、第２図（ｂ）に示した（ｔ（Ｈ
ｐ−ｔ＋）だけ時間軸が処理された信号を受信すること
になり、後述するようにカットポイントを解読できずデ
ィスクランブル動作が禁止され正常な再生画像を得るこ
とができない。この場合、画像に対する移置性は上記カ
ットポイントの位置をランダムに変更することにより高
められる。

また、有料放送方式においては、映像スクランブルによ
る移置性、ディスクランブル画像の画質劣化の防止の両
面を満足する必要がある。本発明においては、ディスク
ランブル画像の画質劣化を防止するため、上記カットポ
イントを水平帰線期間に設定して再生画質の向上を図り
、更には上記帰線期間内でカットポイントの位置をラン
ダム制御することで移置性を増す。

上記カットポイントの移動制御は、例えば原信号に対応
する画像データを一旦、画像メモリ３０に書き込み、読
み出し時に読み出してアドレスを制御することで行なう
ことができる。また、上記画像メモリ３０に対する書き
込み時に書き込みアドレス制御を行ない、画像データ読
み出し時には順次読み出してもよい。本実施例では画像
データの読み出し時にアドレス制御をしてカットポイン
トをランダム制御する例を示す。

第１図において、同期分離回路２０で分離した同期信号
を用い、タイミング信号発生器２１は、画像データの処
理に必要な４ｆ（ｆ、色副搬ｓｃ　　　　　　ｓｃ 送波周波数）等のタイミング信号を発生する。上記Ａ／
Ｄ変換器１０でデジタル量に変換された画像データは、
上記データサンプリング周波数に対応するクロックで駆
され順次アップカウントを最大サンプル値まで継続する
書き込みアドレスカウンタ２２の出力値に呼応して上記
画像メモリ３０に書き込まれる。

上記画像メモリ３０はラインメモリ３１．３２の両ライ
ンカウンタで構成され、一方のラインメモリに画像デー
タが書き込まれているときには、他方のラインメモリか
らはデータの読み出しが行なえるよう切換スイッチＳＷ
Ｉ、ＳＷ２が設けられている。このため、上記ラインメ
モリ３１゜３２は相補的にデータの書き込み、読み出し
を行なう。このデータの相補的な動作の切換えはＣＰＵ
５０の制御による。

次に、上記画像メモリ３０に書き込まれた画像データを
読み出す場合の動作について述べる。

画像データの読み出し時には、上記カットポイントをラ
ンダム制御し、また必要に応じ逆走査をするためにアド
レス値の増減を逆転する秘匿性の効果制御が行なわれる
。

先ず、例えば水平帰線期間中に設けたカットポイントを
ランダムに移動制御する動作について述べるに、カット
ポイントに対するランダム制御は乱数発生器２４で発生
した乱数に応じ読み出しアドレス制御部で読み出しアド
レスを制御することにより行なわれる。

上記乱数発生器２４は、上記第２図に示した水平帰線期
間中のカットポイントの位置をラングの当初（ｔｃｐ−
ｔ＋）だけの時間は、上記画像メモリ３０からの画像デ
ータの読み出しは停止され、実質的に絵柄データの読出
しの開始は（ｔｃｐ−ｔｌ）だけ遅延されることになる
。更にこの遅延量は上記乱数発生器２４で発生する乱数
値に応じて変化する。

上記乱数発生器２４は、例えば、Ｍ系列符号による乱数
を発生するように巡回型シフトレジスタによって構成さ
れる。上記遅延時間の最大値を、例えばＲに設定する。

この場合、上記乱数発生器２４はＲクロック周期で乱数
を発生する。このため上記カットポイントは水平期間毎
にランダム変更制御されることになる。

上記乱数発生器２４の乱数発生シーケンスは例えばＭ系
列符号によるか、シーケンスが知られることによって秘
匿性が阻害されるので、これに対拠するため上記乱数発
生器２４に対する初期値データを初期値データ発生器５
２で発生する。このとき初期データは鍵データとして用
いられデコーダ側に伝送されるが、秘匿性を増すため上
記鍵データはＣＰＵ５０による重層化構成で秘匿化した
状態で伝送される。

なお、上記画像メモリ３０から読み出した画像データは
、水平期間内に設けたカットポイントに呼応した絵柄デ
ータ読み出し開始遅延制御以外に、画像読み出しの順を
逆行させる所謂逆走査を行なうことによっても装置処理
を行ない得る。

上記読み出しアドレス制御部２３による読み出しアドレ
ス制御にもとづく映像スクランブル処理を第３画に示す
タイミングチャートを参照して説明する。

先ず第１図中のＣＰＵ５０は、映像信号に対するサンプ
リングレートを設定し、Ａ／Ｄ変換器１０、Ｄ／Ａ変換
器４０に対する駆動周波数、書き込みアドレスカウンタ
２２、及び読み出しアドレス制御部に対する駆動周波数
が設定される。この駆動周波数が設定されると必然的に
絵柄期間に対するサンプル数Ｐが決まる。そして、この
サンプル数Ｐはサンプル数ラッチ回路５１にラッチされ
る。

また、上記読出しアドレス制御部２３はアップダウンカ
ウンタ２５、デコーダ２６、及びインバータ２７で構成
され、上記アップダウンカウンタ２５はアップカウント
かダウンカウントかを制御するためのＵ／Ｄ端子、カウ
ントすべきクロックが人力されるクロック端子、カウン
ト値をリセットするＲ端子、プリセット値が入ツＪされ
るＰｓ端子、プリセット値をロードするタイミングパル
スが印加されるＬＤ端子、更にはカウント値を出力する
Ｑ端子ををする。

このアップダウンカウンタの上記ＰＳ端子には、上記サ
ンプル数ラッチ回路５１でラッチされた絵柄期間サンプ
ル数Ｐがロードされる。このロード動作以前に上記アッ
プダウンカウンタ２５は水平帰線信号（ＨＢＩ）の後縁
付近（第３図（ａ））のｆ１１パルスの立上り（第３図
（ｂ））でリセットされ、インバータ２７を介した同パ
ルスの立下りでプリセット値として上記アップダウンカ
ウンタ２３にロードされる。この後、上記アップダウン
カウンタ２５はＰを初期値として、クロック端子ＣＫに
印加されたクロックパルス（４ｆ　）を順Ｃ 次カウントアツプしていく。

このアップカウント動作は、クロックパルスを乱数値Ｒ
だけカウントするまで継続する。ここで上記カウンタ２
５が初期値Ｐから、Ｒクロック分だけクロックパルスを
カウントしたか否かはデコーダ２６によって検出される
。デコーダ２６は上記乱数発生器２４で発生した乱数と
上記カウンタのカウント値が等しくなったか否かを判別
する機能を何するものであり、等しいことが判別される
と上記カウンタ２５がクリアされる（時刻ｔｓ）。

ここで、初期値をＰとしてクロックパルスをＲクロック
だけカウントする時間は絵柄データは上記画像メモリ３
０からは読み出されず、結果的に絵柄データ読出し開始
時刻が第３図に示すように（ｔｓ−ｔｏ）なる時間だけ
遅延されたことになる。

上記デコーダ２６からの信号によってクリアされた上記
カウンタ２５は、再度カウント動作を継続し、出力は「
０」〜ｒＰＪまでカウントを続ける。

上記デコーダ２６は上述した上記カウンタ２５が乱数値
Ｒになったことを検出するとともに、更にカウンタ２５
の出力値がＰになったことを検出する機能を有し、上記
カウンタ２５を一旦クリアする。この２回目のクリア動
作の後、上記カウンタ２５にはカットポイントのアドレ
ス値（Ｐ＋Ｒ）が加算器２８から時刻ｔｃＰ直後のクロ
ックパルスによってロードされる。このクリア動作、ロ
ード動作はＣＰＵ５０の制御によりスイッチＳＷＯを制
御することで行なわれる。

そして、カットポイントに相当するアドレス値（Ｐ＋Ｒ
）がロードされた上記カウンタ２５は、カウント値がＮ
となるまでカウント動作を継続する。カウント値がＮに
なった時点で上記カウンタ２５はクリアされる。

この結果、上記画像メモリ３０から画像データを読み出
す際に、上記読み出しアドレス制御部２３によって水平
帰線期間中にカットポイントを設定し、上記乱数発生器
２４にて発生した乱数値に呼応した遅延時間を絵柄デー
タの読み出しにもたせることが可能となる。

このようにして上記読み出しアドレス制御部２３により
制御された読み出しアドレスに従かい上記画像メモリ３
０からの画像データの読み出しがなされる。このとき上
記画像メモリ３０から読み出された画像データは絵柄期
間が遅延変更され、かつ、この遅延量は各水平ライン各
にランダムに上記乱数発生器２４の動作により制御され
装置性が高められる。

更に、上記映像スクランブル動作における移置性を増す
には上記アップダウンカウンタ２５のカウント動作を所
定ライン毎にランダムにアップカウントとダウンカウン
トに切換える。

即ち、上記アップダウンカウンタ２５がアップカウント
動作を行なうモードでは順方向走査と等価であり、上述
したように絵柄走査期間が所定ランダム値のサンプル数
だけ遅延される。一方、ダウンカウント動作を行なうモ
ードでは逆走査を行なったのと等価となり、この逆走査
の状態での絵柄走査の開始点が上記乱数発生器２４で発
生する乱数値に応じて遅延制御される。

ここで、上記アップダウンカウンタ２５をアップカウン
ト、ダウンカウントさせるかをランダムに制御するには
上記ＣＰＵ５０の動作によって発生する乱数に応じてＵ
／Ｄ端子に対するデータを制御すればよいが、上記乱数
発生器２４で発生する乱数のＭＳＢ或はＬＳＢのいずれ
かのビットを検出し、この検出ビットデータに応じて皇
紀Ｕ／Ｄ端子に印加するデータを制御してもよい。

また、有料放送の運用形態によっては映像スクランブル
の度合を緩和し契約を促することか必要な場合があるが
、この要求に対しては例えば段数の所定水平走査ライン
（所定画面領域）に対し上２己ＣＰＵ５０ｉこよって上
を己アップダウンカウンタ２５に対するクロックを停止
するとともに、その出力値を「０」とする制御を行なう
ことで対線し得る。

更に、また上記カットポイントを移動制御するにあたり
、水平同期信号、バースト信号を損傷させず、しかも装
置性を保つには、カットポイントをフロントポーチ部と
バックポーチ部とバックポーチ部に夫々独立して設けれ
ばよい。

上記のようにして上記画像メモリ３０の画像データ読出
し時にスクランブル処理された映像信号はＤ／Ａ変換器
４０でアナログ口に変換される。

このスクランブル処理されるたベースバンド映像信号は
ローパスフィルタ４１を介した後、プリエンファシス回
路４２でＦＭ変調のためのプリエンファシス処理がなさ
れる。そして加算器４３を介して、時間軸処理されたス
クランブル映像信号はＦＭ変調器４４でＦＭ変調される
。

一方、音声信号はローパスフィルタ６０を介しＡ／Ｄ変
換器６１でデジタル二に変換された後、マルチプレクサ
６２に加えられる。このマルチプレクサ６２は、送出デ
ータ処理回路６３から上記時間軸処理によりスクランブ
ルされた映像信号をディスクランブルするに必要な上記
初期値データ発生器５２で発生する初期値データに対応
したデータ、契約が加入者を制御するに必要なデータ等
と上記デジタル音声データとを切換制御する。

そしてこれらのデータはインターリーブ回路６４でイン
ターリーブ処理された後、例えばＱＰＳＫ変調器６５で
変調される。そしてこの変調信号はバンドパスフィルタ
ー６６を介し上記加算器４３に加えられデコーダ側に送
出される。

デコーダ側においては、上記送出データ処理回路６３か
ら送出されたデータのうち前述した第１図中の乱数発生
器２４に対する初期値データのデコードが契約加入者の
み行ない得る構成とし、エンコーダ側の乱数発生器と同
一のシーケンスによる乱数発生器を設けることでカット
ポイントを示すパラメータである乱数値Ｒがデコードさ
れる。

この乱数値Ｒをエンコーダ側に設けた読み出しアドレス
制御部２３に対応する構成のアドレス制御部に加えるこ
とで映像ディスクランブルをなし得る。このアドレス制
御による映像ディスクランブル動作は、デコーダ側に設
けた画像メモリに対する画像データの書き込み、読み出
しのいずれの場合に行なっても時間軸処理に従がってス
クランブル処理された映像信号に対するディスクランブ
ル処理をなし得る。

（発明の効果） 以上述べたように、この発明による映像スクランブル方
式ではカットポイントを帰線期間中に設けるので、絵柄
信号が伝送系歪に代表されるラインチルトによる非直線
歪の影響を軽減でき、ディスクランブル映像の画質の劣
化を防止し得る。

また、実質的な逆走査による映像スクランブル処理をな
し得、必要に応じ画像の秘匿度をディスクランブル画像
の画質の劣化を伴なうことなく向上し得る。

なお、カットポイントを設ける場合には、水平帰線期間
に設ける以外に、垂直帰線期間中に設けてもよい。この
場合には、画像メモリとしてはフィールドメモリが必要
とされる。

更に、画像メモリに対し、書き込み、或は読出しアドレ
スを制御して実質的な逆走査を行なう場合にあっても、
１ラインに対し逆走査を行なってもよいし、フィールド
メモリを用いて１フイールドに対し逆走査を行なっても
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る映像スクランブル方式の一実施
例を示す回路図、第２図は第１図に示す回路を説明する
に供する映像信号波形図、第３図は第１図の回路動作を
説明するに供するタイミングチャート、第４図は従来の
映像スクランブル方式を説明するに供する映像信号波形
図である。 ２２・・・書き込みアドレスカウンタ、２３・・・読出
しアドレス制御部、 ２４・・・乱数発生器、 ３０・・・画像メモリ、 ５０・・・ＣＰＵ０

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スクランブル処理すべき映像信号の走査帰線期間
   内に対応して設定した乱数期間に応じ、絵柄データのア
   クセス開始、及び終了時点を、前記所定乱数期間だけず
   らし時間軸処理を行ない映像スクランブル処理を行なう
   ことを特徴とする映像スクランブル方式。
2. （２）スクランブル処理すべき映像信号をデジタルデー
   タに変換して記憶する画像メモリと、この画像メモリに
   対する書き込みアドレス値と読み出しアドレス値とに対
   しアドレス値の変化を逆行せしめるアドレス値制御を行
   なう時間軸処理手段と、 この時間軸処理手段によってスクランブル処理された映
   像信号を送出する手段とを具備したことを特徴とする映
   像スクランブル方式。