JPS625507B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテレビジヨンの映像信号処理方式、特
に自主製作番組を有料で提供するために放送局側
でエンコーダにより同期信号を反転することによ
つて暗号化されたテレビ信号を送出し、特定の加
入者がデコーダにより、上記暗号化されたテレビ
信号を解読して手持のテレビ受像機で復元する無
線式の有料テレビジヨン放送に好適な映像暗号及
び復元処理方式の改良に関する。

無線式の有料テレビ、システムは無料の商業放
送に起因するCMのわずらわしさ、各種の制約か
ら来る番組の質低下に対し、有料でもより充実し
た番組をとの要望から生まれ、そして開発された
もので、無線式のためにケーブル敷設の経費と時
間の節約が可能であり、また１システム当りの加
入者数に制限がない等の利点を有していることか
ら、その将来性が注目されている。

一般に、無線式の有料テレビジヨンシステムは
特定の加入者のみを対象とし、未加入者を排除す
るために映像信号及び音声信号は暗号化される。

第１図は従来の暗号化処理方式により処理され
た映像信号を示す。この被暗号化映像信号は同図
から明らかなように、同期信号を、ペデスタルレ
ベルを基準として反転し、かつ水平同期信号を複
数ラインにつき１個となるように他の水平同期信
号を除去したもので、映像成分の自部分で電力が
増加する極性で振幅変調し送信している。

未加入者が上記信号を負変調用テレビジヨン受
像機で受信した場合、その受像機の同期分離回路
は該信号の尖頭部分を検出するが、水平信号を除
去した区間は映像信号の尖頭部分を検出するた
め、上記受像機の水平同期は不良となり、正常な
画面を得ることはできない。

而して上述した従来の暗号化処理方式の問題点
は反転した同期信号の振幅が映像成分よりも高く
なるように限定していることにある。この限定は
前記暗号化信号を正常な映像信号に復元する過程
で同期信号を分離するにあたり同期信号と映像信
号の振幅差を利用していることによる。しかるに
振幅差を利用した同期分離回路は現在のテレビジ
ヨン受像機等で広く使用されており、この同期分
離回路を応用すれば前記暗号化信号から同期信号
成分を分離することができ、その結果、正常な映
像信号に復元し得るので、盗聴機の製作が比較的
容易に可能である。

また従来の暗号化処理方式において、画像が暗
くなり、即ち映像成分の振幅が低くなつた時に、
同期信号と映像成分との振幅差が非常に大とな
り、家庭用テレビジヨン受像機でも同期信号のみ
の分離が可能となることがあり、その場合には水
平同期が正常となるので、画像内容が認識できる
ことになつてしまう。

上述したように従来の暗号化処理方式は不充分
であつて、容易に盗聴される欠点を有しており、
有料テレビジヨン・システムに適合していない。

従つて本発明の目的は従来方式の欠点を改良し
有料テレビジヨン・システムに好適な映像信号暗
号化及び復元処理方式を提供するにある。

本発明は上記目的を達成すべく、従来方式のよ
うに既存の同期分離回路を利用するために必要で
あつた同期信号を映像成分より高くするという振
幅差の限定条件を除去し、これに代えて反転した
同期信号の振幅を映像成分の尖頭値を超過しない
範囲で伸長せしめ、受信側では周期の違いを利用
して同期分離を行なうようにして盗聴を困難とし
たことを特徴とする。

本発明を以下図面に示す実施例を参照して説明
する。第２図は映像信号を暗号化するための本発
明によるエンコーダの一実施例を示す。同図にお
いて１は暗号化前の映像信号の入力端子、２は同
期分離回路、３は垂直同期信号分離回路、４は同
期信号発生器、５は周期等価回路、６は電圧制御
発振器、７はPLL回路、８は切換信号発生器、９
はスクランブル用同期信号発生器、１０は映像信
号切換器、１１はクランプ回路、１２はクランプ
パルス発生器、１３は暗号化映像信号出力端子で
ある。

さて、上述した構成のエンコーダにおいて、入
力端子１に与えられた第３図イに示す暗号化前の
映像信号は同期分離回路２で第３図ニに示す複合
同期信号のみが分離される。この複合同期信号は
垂直同期信号分離回路３を駆動し、第３図ホに示
す垂直同期信号を発生し、これにより同期信号発
生器４を駆動する。同時に上記複合同期信号は周
期等価回路５を駆動し、該周期等価回路は複合同
期信号に於ける等価パルスを含む垂直同期信号部
分のように周期が水平同期回路と異なる区間でも
水平同期信号と等しい周期の第３図ヘに示す連続
波信号を発生し、これにより同期信号発生器４を
駆動する。この同期信号発生器４は前記垂直同期
信号と上述の水平同期信号と等しい周期を有する
連続波信号とクロツクを入力として第３図トに示
す水平駆動信号、同図チに示す垂直駆動信号及び
複合同期信号等のテレビジヨン信号を発生させる
のに必要な種々の信号を発生する。この同期信号
発生器４のクロツク源として電圧制御発振器６が
あるが、その発振周波数は水平駆動信号の整数倍
に正確に同期している必要がある。

そのため周期等価回路５の出力と同期信号発生
器の水平駆動信号出力とをPLL回路７に加える。
このPLL回路７はこれら２つの入力信号の位相差
に比例した電圧を発生し、その電圧を電圧制御発
振器６に帰還することによりその発振電圧は水平
駆動信号の整数倍に同期せしめられる。かくして
同期信号発生器４の出力である水平駆動信号、垂
直駆動信号及び複合同期信号は入力端子１に加え
られた映像信号と同一周波数、同一位相となる。

水平駆動信号及び垂直駆動信号は切換信号発生
器８に与えられ、第３図リに示す切換信号を発生
する。この切換信号のパルス幅は水平同期信号と
等価パルスを含む垂直同期信号を包含しかつカラ
ーパースト信号と映像信号成分にはかからないよ
うに選定される。水平駆動信号は更にスクランプ
ル用同期信号発生器９に加えられ、該信号発生器
は分周器を有し、周波数が水平駆動信号の整数分
の一の水平同期信号と等価パルスを含む垂直パル
スを混合して第３図ヌに示すスクランプル用同期
信号を発生し、映像信号切換器１０に与えられ
る。

この映像信号切換器１０にはクランプ回路１１
を経由した映像信号が与えられており、更に同期
信号切換器８の出力で駆動されており、第３図リ
の切換信号により同期信号切換器８の出力が例え
ば高レベルの時にはスクランプル用同期信号発生
器９の出力を、また低レベルの時には映像信号を
選択するように動作する。この同期信号切換器の
良好な動作を計るためにクランプパルス発生器１
２でクランプ回路１１を駆動し、同期信号切換器
の入力映像信号の直流再生をあらかじめ行なつて
おき、暗号化映像信号を出力端子１３に得る。

このようにして得られた暗号化映像信号は第３
図ロに示す如き波形を有する。同図から明らかな
如くこの信号波形は暗号化前の信号の同期信号を
ペデスタルレベルを基準として反転し、映像成分
の尖頭値を超過しないように伸長すると共に水平
同期信号を複数ラインにつき１個となるように、
他の水平同期信号を除去したものである。かかる
暗号化映像信号は送信機２６により第３図ハに示
す如く映像の白色部分で電力が増加する極性で振
幅変調が行なわれて送信されるので、通常のテレ
ビ受像機では正常な画像を再生することはできな
い。

次に上記暗号化映像信号を解読するためのデコ
ーダについて説明する。第４図は本発明によるデ
コーダの一実施例を示す。

同図において１４は入力端子、１５は波形整形
回路、１６は水平同期信号抽出回路、１７は垂直
同期信号抽出回路、１８はPLL回路、１９は電圧
制御発振器、２０は分周器、２１は同期再生回
路、２２は切換信号発生器、２３は映像信号切換
器、２４はクランプパルス発生器、２５はクラン
プ回路、２７は出力端子である。

上述したデコーダにおいて、入力端子１４に入
つた第３図ロに示す映像暗号信号を波形整形回路
１５で、第３図ヲに示す如く同期信号成分及び映
像信号成分共矩形波化し、水平同期信号抽出回路
１６と垂直同期信号抽出回路１７を駆動する。前
記水平同期信号抽出回路は第３図ヲのように同期
信号と映像信号が混在した信号からエンコーダに
より周期が整数倍となつた水平同期信号と同一周
期の信号を発生しPLL回路１８に与えられてその
基準入力となる。また垂直同期信号抽出回路１７
も第３図ヲに示す信号を入力として垂直同期と同
一周期の信号を発生する。

電圧制御発振器１９はPLLループ中に設けられ
ていて、その出力は分周器２０により整数分の１
に分周されるようになつている。PLL回路１８は
水平同期信号抽出回路１６の出力と分周器２０の
出力との位相差に比例する電圧を発生し、この電
圧を電圧制御発振器１９に帰還することにより、
その発振周波数は水平同期信号抽出回路１６の出
力信号周波数の整数倍で、位相も同期した連続波
信号となる。従つて分周器２０の分周段の途中か
らテレビジヨン信号の水平同期成分と同一周波
数、同一位相の信号を得ることができ、該信号を
垂直同期信号抽出回路１７の出力と共に同期再生
回路２１に与えて、第３図ニと同一波形の複合同
期信号を発生する。分周器２０の分周段の途中か
ら取り出した信号と垂直同期信号分離回路の出力
信号は更に切換信号発生器２２を駆動して第３図
リと同一波形の切換信号を発生させ、これにより
映像信号切換器２３を駆動する。

映像信号切換器２３には同期再生回路２１の出
力とスクランプル映像信号が与えられており、第
３図リにおいて同期再生回路２１の出力が高レベ
ルの時にはその出力を、また低レベルの時にはス
クランプル映像信号を選択するように動作する。
映像信号切換器２３の良好な動作を計るために、
クランプパルス発生器２４の出力でクランプ回路
２５を駆動して映像信号切換器２３の入力映像信
号の直流再生をあらかじめ行なつておき復調され
た映像信号を出力端子２７に出す。

第５図イは第４図に示す水平同期信号抽出回路
１６の一具体例を示す。同図において２８は再ト
リガ機能を有しない単安定マルチバイブレータ、
２９は入力端子、３０は抵抗、３１はコンデン
サ、３２は出力端子である。以下入力端子２９に
第５図ロに示す同期信号と映像信号の混在した信
号を加えた時に同期信号を抽出する動作を説明す
る。

第５図ロは第４図の波形整形回路１５の出力波
形で、実線は水平同期信号で複数ラインにつき１
個となるよう他の水平同期信号は削除されており
本例では４個につき１個としている。従つて該水
平同期信号の周期は正規な水平同期信号の周期で
ある63.55μsecの４倍である254.2μsecとなる。
また点線は映像成分が存在する時に現われる波形
を示す。最初、第５図ロの同期信号ａにより単安
定マルチバイブレータ２８がトリガされたとする
と端子３２に出力が発生するが、該出力のパルス
幅は同期信号の周期である254.2μsecより後述す
るようにわずか短かく設定しておけば同期信号ｂ
の直前で該マルチバイブレータの出力は終了し、
同期信号ｂが加わると再度出力が発生し以下同様
の動作を繰り返す。該マルチバイブレータは再ト
リガ機能を有しない為、出力が発生している間に
該マルチバイブレータの入力となる第５図ロの点
線で示す映像信号成分はトリガ入力とはなり得
ず、出力パルス巾に影響は与えず、第５図ハに示
す同期信号と同一周期の信号が得られる。本回路
の動作が可能なるためには同期信号ａやｂの直前
に信号が存在しない区間が必要であるが、映像信
号の規格では該区間として最少限同期信号の直前
の1.27μsecは映像成分の存在を禁止しているの
で、該マルチバイブレータの出力パルス巾を
253.5μsec程度としておけば安定に動作する。等
価パルスや垂直同期信号は第５図ロの点線に示す
映像成分と同等の関係になり本回路の動作に影響
はない。電源投入時は単安定マルチバイブレータ
２８の出力は第５図ニに示すように同期信号の位
置とは無関係に発生するが該出力終了点に映像成
分が存在すると直ちに該マルチバイブレータはト
リガされ再び出力を発生する。該出力のパルス巾
は前述の如く同期信号周期より短かいためトリガ
される度に該出力の発生点は同期信号に近ずき最
終的に同期信号と一致したところで安定する。本
例では水平同期信号は４個につき１個としたが、
それ以外の間隔でも単安定マルチバイブレータ出
力のパルス巾をそれに応じて変更すれば同様に動
作することはいうまでもない。

第６図に第４図に示す垂直同期信号抽出回路１
７の一具体例を示す。同図において３３は入力端
子、３４は単安定マルチバイブレータ、３５は抵
抗、３６はコンデンサ、３７はコンデンサ、３８
は抵抗、３９は２入力アンドゲート、４０はイン
バータ、４１は単安定マルチバイブレータ、４２
は抵抗、４３はコンデンサ、４４はコンデンサ、
４５は抵抗、４６は２入力アンドゲート、４７は
６段シフトレジスタ、４８は出力端子である。

以下入力端子３３に第７図イに示す同期信号と
映像信号の混存した信号を加えた時垂直同期信号
を抽出する動作を説明する。第７図イは第４図の
波形整形回路１５の出力の垂直同期付近を示した
もので実線は同期信号で垂直同期信号は27.3μ
secのパルス巾4.45μsecの切り込みを有する。ま
た点線は映像成分が存在する時に現われる波形を
示す。単安定マルチバイブレータ３４は抵抗３
５、コンデンサ３６により出力パルス幅を26μ
secに設定され、入力信号の立上りでトリガされ
ると、第７図イの信号が立上つて26μsec経過後
第７図ハに示すようにコンデンサ３７、抵抗３８
で微分された出力が発生し２入力アンドゲート３
９の入力となる。該ゲートの他方入力として単安
定マルチバイブレータ３４の入力と同一信号が加
えられており該ゲートで論理積を行なうと第７図
ハに示すように該マルチバイブレータの入力のパ
ルス巾が26μsec以上の時のみ該ゲートの出力が
発生する。入力端子３３に加えられた信号はイン
バータ４０で第７図ニに示すように極性が反転さ
れて単安定マルチバイブレータ４１の入力とな
る。該マルチバイブレータは抵抗４２、コンデン
サ４３により出力パルス幅を６μsecに設定され
入力信号の立上りでトリガされるとすると第７図
ニの信号が立上つて６μsec経過後第７図ホに示
すようにコンデンサ４４、抵抗４５で微分された
出力が発生し２入力アンドゲート４６の入力とな
る。該ゲートの他入力として単安定マルチバイブ
レータ４１の入力と同一信号が加えられており該
ゲートで論理積を行なうと第７図ヘに示すように
該マルチバイブレータの入力のパルス巾が６μ
sec以上の時のみ該ゲートの出力が発生する。ゲ
ート３９の出力は６段シフトレジスタ４７のクロ
ツク入力、ゲート４６の出力は該シフトレジスタ
のリセツト入力となる如く接続されているので、
第７図ハのパルス信号が該シフトレジスタのクロ
ツクとして６個入力され、かつその間第７図ヘに
示す如く該シフトレジスタのリセツト信号が発生
しなければ出力端子４８に第７図トに示す出力が
現われる。以上説明した如く出力端子４８に信号
が発生するためには26μsec以上の巾を有するパ
ルスが６個連続しかつ該パルスの切り込み巾が６
μsec以下である条件を満足しなければならな
い。かかる条件を満たすのは垂直同期信号区間だ
けであり、例えば映像信号区間で26μsec以上の
パルスが発生しても水平ブランキング時間は10μ
sec以上であるので該ブランキング中でシフトレ
ジスタ４７をリセツトし出力端子４８に出力が発
生することはない。従つて第６図の回路によれば
第７図イに示す同期信号と映像信号が混在した信
号から垂直同期信号のみを安定に抽出できる。

以上説明した所から明らかなように本発明によ
れば、テレビジヨン信号は暗号化され、従来の如
く負変調用テレビジヨン受像機の同期分離回路で
同期信号成分を分離することは不可能で、上述し
たデコーダによらなければ映像を再生することは
できず、有料テレビジヨン・システムに適用して
その効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の暗号化処理方式で処理された映
像信号を示す波形図、第２図は本発明によるエン
コーダの一実施例を示すブロツク図、第３図は該
実施例における各部の信号波形図、第４図は本発
明によるデコーダの一実施例を示すブロツク図、
第５図イは第４図に示す水平同期信号抽出回路１
６の一具体例を示す図、第５図ロ乃至ニはその動
作説明用タイミングチヤート、第６図は第４図に
示す垂直同期信号抽出回路の一具体例を示す図、
第７図はその動作説明用タイミングチヤートであ
る。 ２…同期分離回路、３…垂直同期信号分離回
路、４…同期信号発生器、５…周期等価回路、６
…電圧制御発振器、７…PLL回路、８…切換信号
発生器、９…スクランブル用同期信号発生器、１
０…映像信号切換器、１１…クランプ回路、１２
…クランプパルス発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ テレビジヨン映像信号の同期信号成分をペデ
   スタルを基準として反転させ、映像成分の尖頭値
   を超過しない範囲で伸長すると共に水平同期信号
   を複数ラインにつき１個となるように他の水平同
   期信号を除去して暗号化することを特徴とする映
   像信号処理方式。 ２ 受信された暗号化映像信号の水平同期信号成
   分と映像信号成分の周期の差に基いて同期分離を
   行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の映像信号処理方式。 ３ 受信された暗号化映像信号の垂直同期信号区
   間におけるパルス存在条件に基いて同期分離を行
   なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の映像信号処理方式。