JP2000083254A - Moving picture coding method and moving picture decoding method - Google Patents

Moving picture coding method and moving picture decoding method

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JP2000083254A
JP2000083254A JP25112798A JP25112798A JP2000083254A JP 2000083254 A JP2000083254 A JP 2000083254A JP 25112798 A JP25112798 A JP 25112798A JP 25112798 A JP25112798 A JP 25112798A JP 2000083254 A JP2000083254 A JP 2000083254A
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JP
Japan
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moving picture
video
unit
scrambling
decoding
Prior art date
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JP25112798A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Nakashika
正弘 中鹿
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a moving picture coding method and a moving picture decoding method where scrambling and compression coding are properly applied to a video image that is subjected to 3:2 pull-down in a DVD or a digital broadcast and the copyright is protected and viewing can be limited. SOLUTION: In the case of receiving a video image that is subjected to 3:2 pull-down, a redundant field eliminating section 103, a scramble section 107, and a compression coding section 109 conduct elimination of a redundant field, scrambling and compression coding in this order. Furthermore, a watermark information embedding section 108 embeds information relating to a scramble key to the video image as electronic watermark information between the scrambling and the compression coding process. Thus, a correct video image is restored even from a 3:2 pull-down video image, and scrambling and compression coding are conducted without deteriorating a coding efficiency and reproduction or copying by methods other than the normal method is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像信号を符号
化する動画像符号化方法、および符号化動画像データを
復号する動画像復号方法に関し、特に、たとえばDVD
やディジタル放送などにおける著作権保護や視聴制限に
好適なスクランブル・デスクランブルを含む動画像符号
化方法および動画像復号方法に関する。
The present invention relates to a moving picture coding method for coding a moving picture signal and a moving picture decoding method for decoding coded moving picture data.
The present invention relates to a moving image encoding method and a moving image decoding method including scramble / descramble suitable for copyright protection and parental control in digital broadcasting and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】より大量の映像信号を少ないデータ量で
伝送・蓄積するための動画像符号化技術は、たとえばM
PEG2ビデオ規格(ISO/IEC13818−2)
に代表されるように実用化が進んでいる。
2. Description of the Related Art Moving picture coding techniques for transmitting and storing a larger amount of video signals with a smaller amount of data include, for example, M
PEG2 video standard (ISO / IEC13818-2)
Is being put to practical use as represented by

【0003】MPEG2ビデオ規格では、1枚の画面を
複数の8画素×8画素のブロックに分割し、各ブロック
にDCT(離散コサイン変換)を施して、得られたDC
T係数を量子化して可変長符号化することを基本として
いる。また、動き補償画面間予測を併用することによっ
て、時間方向の画像の相関も利用して符号化効率を高め
ている。
In the MPEG2 video standard, one screen is divided into a plurality of blocks of 8 pixels × 8 pixels, and each block is subjected to DCT (discrete cosine transform) to obtain a DC.
It is based on quantizing the T coefficient and performing variable length coding. Also, by using the motion compensation inter-picture prediction together, the coding efficiency is enhanced by utilizing the correlation of the images in the time direction.

【0004】このMPEG2のような動画像符号化技術
により、高画質のディジタル映像が身近な存在となって
きており、たとえばMPEG2はDVDやディジタル放
送などにすでに応用されている。またHDTVのような
さらに高速・高解像度の映像にも、その応用が広がろう
としている。一般にディジタル映像は、高画質であり、
複製(ダビング)による劣化がなく、コンピュータやネ
ットワークとの相性もよい。
[0004] With this moving picture coding technique such as MPEG2, high quality digital video has become familiar. For example, MPEG2 has already been applied to DVDs and digital broadcasting. Also, its application is expanding to higher-speed and higher-resolution video such as HDTV. Generally, digital images have high image quality.
There is no deterioration due to duplication, and compatibility with computers and networks is good.

【0005】しかし、誰もが容易に、劣化なしに何世代
も高画質の複製を作れるとなると、不正コピーの問題が
生じるため、著作権保護の手段が必要となる。また、有
料放送などの場合に、課金に対応した視聴制限も必要で
ある。たとえば、1)不正にコピーできない、2)不正
にコピーしたデータは再生できない、2)不正な再生装
置では再生できない、4)対価を支払っていないユーザ
は再生できない、などの仕組みが必要である。
[0005] However, if anyone can easily make high-quality copies for many generations without deterioration, the problem of illegal copying arises, and copyright protection is required. Also, in the case of pay broadcasting or the like, it is necessary to restrict viewing in accordance with charging. For example, a mechanism is required such as 1) cannot copy illegally, 2) cannot reproduce illegally copied data, 2) cannot reproduce with an unauthorized reproducing device, and 4) cannot reproduce without paying the user.

【0006】これを実現するために、暗号化もしくはス
クランブル技術が利用される。符号化側では鍵データを
使用してスクランブルを行い、復号側では正規に入手あ
るいは復元した鍵データを用いてデスクランブルを行
う。もし復号側で正規の鍵データがない場合にはデスク
ランブルができず、正常な映像が視聴できないようにす
る。
[0006] To achieve this, an encryption or scramble technique is used. On the encoding side, scrambling is performed using the key data, and on the decoding side, descrambling is performed using the key data that has been properly obtained or restored. If there is no legitimate key data on the decryption side, descrambling cannot be performed and normal video cannot be viewed.

【0007】すでにアナログ放送ではこうしたスクラン
ブルによる視聴制限が行われている。またディジタル映
像に関しては、たとえば現在のDVDでは、圧縮符号化
したデータに対してスクランブルするという方法がとら
れている。この方法の概要は、映像情報メディア学会技
術報告Vol.21,No.31,pp.15〜19の
“DVD著作権保護システム”(1997年5月)に記
載されている。
[0007] In analog broadcasting, viewing restriction by such scrambling has already been performed. For digital video, for example, in current DVDs, a method of scrambling compression-encoded data is used. The outline of this method is described in the Technical Report of the Institute of Image Information and Television Engineers, Vol. 21, No. 31 pp. 15 to 19, "DVD Copyright Protection System" (May 1997).

【0008】このDVDのスクランブル方法は、映像デ
ータを圧縮符号化してからスクランブルするという考え
方であったが、一方、映像データをスクランブルしてか
ら圧縮符号化する、という方法も考えられている。たと
えば、特開平10−13828号公報にはそのような一
例が記載されている。
[0008] This DVD scrambling method is based on the idea that video data is compressed and encoded and then scrambled. On the other hand, a method of scrambling video data and then compressing and encoding is considered. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-13828 describes such an example.

【0009】この場合の基本構成は、符号化側では、発
生された鍵データをもとに入力映像にスクランブルを行
った後に圧縮符号化するものであり、この際、鍵データ
は別途多重される。一方、復号側では、圧縮復号(伸
長)を行った後に、分離・解読された鍵データを使用し
てデスクランブルを行うものである。
The basic configuration in this case is that on the encoding side, input video is scrambled based on the generated key data and then compression-encoded, and at this time, the key data is separately multiplexed. . On the other hand, on the decryption side, after performing compression / decryption (decompression), descrambling is performed using the separated and decrypted key data.

【0010】この場合、スクランブル後に圧縮符号化を
行うのであるから、スクランブル処理によって圧縮符号
化の符号化効率が低下したり、復号後の画質が劣化した
りすることがないように、スクランブルのアルゴリズム
を選択する必要があるのは言うまでもない。
In this case, since the compression coding is performed after scrambling, the scrambling algorithm is used so that the coding efficiency of the compression coding is not reduced by the scrambling process and the picture quality after decoding is not deteriorated. Needless to say, you need to choose.

【0011】ところで、映像ソースの中には映画も含ま
れなければならない。映画をビデオ信号に変換する場
合、3:2プルダウン技術が利用される。3:2プルダ
ウンとは、24コマ/秒のフィルム映像を60(または
59.94)フィールド/秒のインタレース映像に変換
することを指す。この3:2プルダウンの様子を図7に
示す。3:2プルダウンは、5フィールドに1回の周期
で、直前の同じ極性のフィールドの画像を反復すること
により実現される。図7の範囲内ではフィールド5とフ
ィールド10が反復フィールドになっており、フィール
ド3の映像がフィールド5で反復され、またフィールド
8の映像がフィールド10で反復される。
By the way, a movie must be included in the video source. When converting a movie to a video signal, a 3: 2 pulldown technique is used. The 3: 2 pulldown refers to converting a film image of 24 frames / second into an interlaced image of 60 (or 59.94) fields / second. FIG. 7 shows this 3: 2 pull-down state. The 3: 2 pull-down is realized by repeating the image of the immediately preceding field of the same polarity in a cycle of once every five fields. In the range of FIG. 7, fields 5 and 10 are repetitive fields, and the image of field 3 is repeated in field 5 and the image of field 8 is repeated in field 10.

【0012】3:2プルダウンされた映像の圧縮符号化
を行う際には、3:2プルダウンパターンを検出して上
記反復フィールドをあらかじめ削除してから符号化を行
えば、符号化すべき画像の量が削減されることになる。
When compressing and coding a 3: 2 pull-down video, if the 3: 2 pull-down pattern is detected and the repetition field is deleted in advance before coding, the amount of image to be coded is reduced. Will be reduced.

【0013】図8は、3:2プルダウンされた映像から
元々の3:2プルダウンパターンを検出する方法の例を
示す図である。基本的には、各フィールド画像について
1フレーム前のフィールド画像との一致を検出すればよ
く、この図の範囲内では、フィールド5がフィールド3
と、またフィールド10がフィールド8と、それぞれ一
致し、これ以外では(静止画など特殊な場合を除いて)
一致は検出されない。従って、フィールド5とフィール
ド10が反復フィールドになっていることがわかり、
3:2プルダウンの構造を復元することができる。すな
わち、元のフィルムのコマをピクチャと表現すれば、図
8に示したようなフィールド1〜12とピクチャ1〜5
の対応関係が求められる。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a method for detecting an original 3: 2 pull-down pattern from a 3: 2 pull-down video. Basically, it suffices to detect the coincidence of each field image with the field image one frame before, and within the range of FIG.
And the field 10 matches the field 8, respectively. Otherwise (except for special cases such as still images)
No match is found. Therefore, it can be seen that fields 5 and 10 are repeated fields,
The 3: 2 pull-down structure can be restored. That is, if the frame of the original film is expressed as a picture, the fields 1 to 12 and the pictures 1 to 5 as shown in FIG.
Is required.

【0014】なお、映画フィルムからインタレース映像
への変換においては、図7のように1フレーム直前の同
じ極性のフィールドを反復した反復フィールドを挿入す
る場合だけではなく、1フレーム直前および1フレーム
直後の同一極性のフィールドの画像を混合した混合フィ
ールドを挿入する場合もある。(たとえば、図7におい
て、フィールド5の画像をフィールド3の画像とフィー
ルド7の画像を混合することにより生成する。)そこで
本明細書では、反復フィールドまたは混合フィールドの
ことを総称して冗長フィールドと呼ぶことにする。ま
た、混合フィールドを挿入する場合は厳密には3:2プ
ルダウンとは言えないが、本明細書ではその場合も含め
て3:2プルダウンと呼ぶことにする。
In the conversion from a motion picture film to an interlaced video, not only a case where a repetitive field in which a field of the same polarity just before one frame is repeated as shown in FIG. 7 is inserted, but also one frame immediately before and one frame immediately after In some cases, a mixed field obtained by mixing images of fields having the same polarity is inserted. (For example, in FIG. 7, the image of field 5 is generated by mixing the image of field 3 and the image of field 7.) Therefore, in this specification, a repeated field or a mixed field is collectively referred to as a redundant field. I will call it. In addition, when a mixed field is inserted, it cannot be strictly called 3: 2 pull-down, but in this specification, it is referred to as 3: 2 pull-down including that case.

【0015】3:2プルダウンされた入力映像であって
も、前述のDVDのスクランブル方法のように圧縮符号
化してからスクランブルする場合には、特に問題はなか
った。しかしながら、入力映像をスクランブルしてから
圧縮符号化する場合には、従来は、3:2プルダウンさ
れた入力映像に対してスクランブルする適切な方法がな
かった。3:2プルダウン映像に対して通常映像と同じ
ようにスクランブル・デスクランブルを行おうとして
も、たとえば、冗長フィールドの削除時に本来デスクラ
ンブル時に必要な情報が削除されてしまって正しい映像
が復元できなくなったり、スクランブル処理の影響で
3:2プルダウンパターンを正しく検出できずに符号化
効率が低下したりする、といった問題点があった。
[0015] Even if the input video is 3: 2 pull-down, there is no particular problem in the case of scrambling after compression encoding as in the aforementioned DVD scrambling method. However, in the case where the input video is scrambled and then compression-encoded, conventionally, there is no appropriate method of scrambling the 3: 2 pull-down input video. Even if an attempt is made to scramble and descramble a 3: 2 pull-down image in the same manner as a normal image, for example, when a redundant field is deleted, information necessary for descrambling is deleted and a correct image cannot be restored. There is also a problem that the 3: 2 pull-down pattern cannot be correctly detected due to the influence of the scrambling process, and the coding efficiency is reduced.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
では、3:2プルダウンされた映像をスクランブルして
から圧縮符号化する適切な方法がなかった。たとえば、
冗長フィールドの削除時に本来デスクランブル時に必要
な情報が削除されてしまって正しい映像が復元できなく
なったり、スクランブル処理の影響で3:2プルダウン
パターンを正しく検出できずに符号化効率が低下したり
する、といった問題点があった。
As described above, conventionally, there is no appropriate method for scrambling a 3: 2 pull-down video and then compressing and encoding the video. For example,
When the redundant field is deleted, information originally required during descrambling is deleted, so that a correct video cannot be restored, or a 3: 2 pull-down pattern cannot be correctly detected due to the influence of the scramble processing, thereby lowering the coding efficiency. , There was a problem.

【0017】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、3:2プルダウンされた映像に対しても適
切にスクランブルおよび圧縮符号化を行うことができる
動画像符号化方法および動画像復号方法を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and a moving picture coding method and a moving picture coding method capable of appropriately performing scramble and compression coding even on a 3: 2 pull-down video. It is an object to provide a decoding method.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、動画像信号を符号化する動画像符号化方
法において、3:2プルダウンされた映像が入力された
場合、映像から冗長フィールドを除外する第1のステッ
プと、映像をスクランブルする第2のステップと、映像
を圧縮符号化する第3のステップとを具備し、上記第1
のステップ、第2のステップ、第3のステップはこの順
序で処理されるようにしたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a moving picture coding method for coding a moving picture signal, in which a 3: 2 pull-down picture is inputted. A first step of removing a redundant field, a second step of scrambling the video, and a third step of compression-encoding the video.
, The second step, and the third step are processed in this order.

【0019】これにより、3:2プルダウンされた映像
が入力された場合でも、正しく映像が復元可能で、符号
化効率の低下がなく、スクランブル解除後の映像データ
が不正複製される可能性を低減した、スクランブルおよ
び圧縮符号化を実現することができる。
As a result, even when a 3: 2 pull-down image is input, the image can be correctly restored, the coding efficiency does not decrease, and the possibility that the image data after descrambling is illegally copied is reduced. Thus, it is possible to realize scramble and compression coding.

【0020】また、上記動画像符号化方法において、上
記第2のステップにおけるスクランブルの鍵に関する情
報を電子透かし情報として映像に埋め込む第4のステッ
プをさらに具備し、上記第4のステップは上記第2のス
テップよりも後でかつ上記第3のステップよりも前に処
理されるようにすることが好ましい。
The moving picture coding method may further include a fourth step of embedding the information on the scramble key in the second step in the video as digital watermark information, wherein the fourth step is the second step. It is preferable that the processing is performed after the step and before the third step.

【0021】これにより、専用の伝送経路を使用するこ
となく、スクランブルの鍵データを安全かつ確実に伝送
することができる。また本発明は、符号化動画像データ
を復号して動画像信号を出力する動画像復号方法におい
て、3:2プルダウンされた映像を再生する場合、符号
化動画像データを圧縮復号する第1のステップと、圧縮
復号された映像をデスクランブルする第2のステップ
と、圧縮復号された映像に冗長フィールドを挿入する第
3のステップとを具備し、上記第1のステップは上記第
2のステップおよび上記第3のステップよりも前に処理
されるようにしたものである。
Thus, the scramble key data can be transmitted safely and reliably without using a dedicated transmission path. The present invention also provides a moving picture decoding method for decoding a coded moving picture data and outputting a moving picture signal. A second step of descrambling the compressed and decoded video, and a third step of inserting a redundant field into the compressed and decoded video, wherein the first step is performed by the second step and The processing is performed before the third step.

【0022】これにより、3:2プルダウンされた映像
を再生する場合でも、正しく映像が復元可能で、符号化
効率の低下がなく、スクランブル解除後の映像データが
不正複製される可能性を低減した、圧縮復号およびデス
クランブルを実現することができる。
As a result, even when a 3: 2 pull-down image is reproduced, the image can be correctly restored, the encoding efficiency does not decrease, and the possibility that the image data after descrambling is illegally copied is reduced. , Compression decoding and descrambling can be realized.

【0023】また、上記動画像復号方法において、上記
第2のステップにおけるデスクランブルの鍵に関する情
報を電子透かし情報として映像から抽出する第4のステ
ップをさらに具備し、上記第4のステップは上記第1の
ステップよりも後でかつ上記第2のステップよりも前に
処理されるようにすることが好ましい。これにより、専
用の伝送経路を使用することなく、デスクランブルに必
要な鍵を安全かつ確実に復元することができる。
In the above moving picture decoding method, the method further comprises a fourth step of extracting information on a descrambling key in the second step from the video as digital watermark information, wherein the fourth step is performed by the fourth step. It is preferable that the processing is performed after the first step and before the second step. As a result, the key required for descrambling can be safely and reliably restored without using a dedicated transmission path.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態を説明する。 (第1の実施形態)まず、本発明の動画像符号化方法・
動画像復号方法を適用した第1の実施形態について述べ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) First, a moving picture coding method according to the present invention
A first embodiment to which a moving image decoding method is applied will be described.

【0025】図1は本発明の第1の実施形態における動
画像符号化装置の概略構成図である。図1の動画像符号
化装置は、原画像入力端子101、3:2プルダウン検
出部102、冗長フィールド除外部103、プリフィル
タ部104、シーンチェンジ検出部105、鍵発生部1
06、スクランブル部107、透かし情報埋め込み部1
08、圧縮符号化部109、多重部110、ビットスト
リーム出力端子111から構成されている。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a moving picture coding apparatus according to the first embodiment of the present invention. 1 includes an original image input terminal 101, a 3: 2 pulldown detection unit 102, a redundant field exclusion unit 103, a prefilter unit 104, a scene change detection unit 105, and a key generation unit 1.
06, scramble unit 107, watermark information embedding unit 1
08, a compression encoding unit 109, a multiplexing unit 110, and a bit stream output terminal 111.

【0026】原画像入力端子101から入力された原画
像は、3:2プルダウン検出部102において、たとえ
ば図8で説明したような方法で3:2プルダウンパター
ンが検出され、生成された3:2プルダウン情報114
が冗長フィールド除外部103と圧縮符号化部109に
供給される。次に冗長フィールド除外部103におい
て、3:2プルダウン情報114に基づいて、前述の冗
長フィールドが除外される。続いて、プリフィルタ部1
04、シーンチェンジ検出部105において、それぞれ
フィルタリングによるノイズまたは高周波成分の除去、
およびシーンチェンジの検出が行われる。スクランブル
部107においては、映像データのままスクランブルが
行われる。この際、鍵発生部106から発生された鍵デ
ータ112が、スクランブルの鍵として使用される。ま
た、スクランブルオン/オフ情報113に応じて、スク
ランブル部107におけるスクランブルのオン・オフが
切り替えられる。
The original image input from the original image input terminal 101 has the 3: 2 pull-down pattern detected by the 3: 2 pull-down detecting section 102 by, for example, the method described with reference to FIG. Pulldown information 114
Is supplied to the redundant field elimination unit 103 and the compression encoding unit 109. Next, the redundant field elimination unit 103 excludes the above-described redundant field based on the 3: 2 pull-down information 114. Subsequently, the pre-filter unit 1
04, the scene change detection unit 105 removes noise or high frequency components by filtering,
And a scene change is detected. The scrambler 107 scrambles the video data as it is. At this time, the key data 112 generated by the key generator 106 is used as a scramble key. In addition, scramble on / off in scramble section 107 is switched according to scramble on / off information 113.

【0027】透かし情報埋め込み部108では、スクラ
ンブルオン/オフ情報113に応じて、スクランブルオ
ンの場合は鍵発生部から発生された鍵データ112が電
子透かし情報として映像の中に埋め込まれる。さらに、
圧縮符号化部109では、たとえばMPEG2方式によ
り圧縮符号化が行われる。多重部110でスクランブル
オン/オフ情報113と多重された符号化データが、ビ
ットストリーム出力端子111から出力されて、伝送あ
るいは記憶される。なお、圧縮符号化部109には、ス
クランブルオン/オフ情報113および3:2プルダウ
ン情報114も供給され、符号化の制御に用いられると
同時に、3:2プルダウン情報114は圧縮符号化のシ
ンタックスとして記述される。
The watermark information embedding unit 108 embeds the key data 112 generated from the key generating unit in the case of scramble on in the video as electronic watermark information in accordance with the scramble on / off information 113. further,
In the compression encoding unit 109, compression encoding is performed by, for example, the MPEG2 method. The coded data multiplexed with the scramble on / off information 113 by the multiplexing unit 110 is output from the bit stream output terminal 111 and transmitted or stored. It should be noted that the scramble on / off information 113 and the 3: 2 pull-down information 114 are also supplied to the compression encoding unit 109, and are used for controlling the encoding. At the same time, the 3: 2 pull-down information 114 uses the syntax of the compression encoding. It is described as

【0028】以下では、図1の各部について、さらに詳
細な説明を行う。3:2プルダウン検出部102は、図
8で説明したような3:2プルダウンの検出を行うが、
もし3:2プルダウンパターンが既知の場合は、3:2
プルダウン検出部102は省略することができる。この
場合は、外部から別途3:2プルダウン情報114を入
力すればよい。
Hereinafter, each part of FIG. 1 will be described in more detail. The 3: 2 pull-down detection unit 102 detects 3: 2 pull-down as described with reference to FIG.
If the 3: 2 pulldown pattern is known, 3: 2
The pull-down detection unit 102 can be omitted. In this case, the 3: 2 pulldown information 114 may be separately input from the outside.

【0029】冗長フィールド除外部103では、3:2
プルダウンの冗長フィールド(図8の例ではフィールド
5とフィールド10)の除外を行うが、ここでいう除外
とは、物理的に処理用メモリから削除することであって
もよいし、あるいは以後そのフィールドを処理する必要
がないことを示すフラグを付加することであってもよ
い。また、冗長フィールド除外部103では、フィール
ド画像から、ピクチャ(フレーム)画像への変換も同時
に行う。この変換も、物理的な変換であってもよいし、
何らかのフラグの付加のみであってもよい。
In the redundant field elimination unit 103, 3: 2
The redundant fields (fields 5 and 10 in the example of FIG. 8) of the pull-down are excluded, but the exclusion here may be physically deleting them from the processing memory, or May be added as a flag indicating that there is no need to process. The redundant field elimination unit 103 also performs conversion from a field image to a picture (frame) image at the same time. This conversion may be a physical conversion,
Only some flags may be added.

【0030】プリフィルタ部104では、ノイズや高周
波成分を除去するために、たとえば画像の斜め方向の高
周波成分をカットする2次元フィルタが用いられる。こ
の際、3:2プルダウンされたデータが入力された場合
には、冗長フィールドを除去した後に、ピクチャ(フレ
ーム)内フィルタを使用するのが画質上望ましい。ただ
し、簡易的にフィールド内フィルタを使用することも可
能である。なお、プリフィルタとして、時間方向のフィ
ルタを併用してもよい。
In the pre-filter unit 104, for example, a two-dimensional filter for cutting high-frequency components in an oblique direction of an image is used to remove noise and high-frequency components. At this time, when 3: 2 pull-down data is input, it is desirable in terms of image quality to use a filter in a picture (frame) after removing redundant fields. However, it is also possible to simply use an in-field filter. Note that a time-direction filter may be used as the pre-filter.

【0031】シーンチェンジ検出部105は、時間方向
の画像の相関等を利用してシーンチェンジを検出し、図
示しないシーンチェンジ検出情報を圧縮符号化部109
に供給している。このシーンチェンジ検出情報は、GO
P・ピクチャタイプの設定や符号量制御などに活用され
る。すなわち、シーンチェンジが検出された点にGOP
の境界を一致させたり、シーンチェンジが検出された点
の直後の画像への符号量配分を増やしたりする。
The scene change detecting section 105 detects a scene change by utilizing the correlation of the images in the time direction and the like, and compresses the scene change detecting information (not shown) into the compression encoding section 109.
To supply. This scene change detection information is
It is used for setting the P / picture type and controlling the code amount. That is, GOP is added to the point where a scene change is detected.
Or increase the code amount distribution to the image immediately after the point where the scene change is detected.

【0032】なお、プリフィルタ部104とシーンチェ
ンジ検出部105は、高画質の符号化をするためのオプ
ション的な機能を果たしており、必ずしも必須の構成要
素ではない。
The pre-filter unit 104 and the scene change detection unit 105 have optional functions for high-quality encoding, and are not necessarily essential components.

【0033】スクランブル部107におけるスクランブ
ルは、スクランブル後の映像の視聴が困難になるよう
に、映像そのものに変換を加えるものである。前述のよ
うに、圧縮符号化の前に行うスクランブルであるので、
符号化効率ができるだけ低下しない方法を選択するべき
である。具体的には、たとえば、スライスの入れ替えや
マクロブロックの入れ替え、画素値の変換などの方法が
ある。また、特定のピクチャタイプだけにこれらの変換
を行ってもよい。
The scramble in the scramble section 107 converts the video itself so that it becomes difficult to view the scrambled video. As described above, since the scrambling is performed before the compression encoding,
A method should be selected that does not reduce the coding efficiency as much as possible. Specifically, for example, there are methods of exchanging slices, exchanging macroblocks, and converting pixel values. Further, these conversions may be performed only for a specific picture type.

【0034】特に、ここでのスクランブルは、フィール
ド内で完結した変換となっているのが望ましい。もしフ
ィールド内で完結しない変換、たとえばフレーム内での
データの入れ替えや変換を行ってしまうと、必ずそのフ
レームを一体として扱わなければならないので、冗長フ
ィールドの扱い等において、符号化側あるいは復号側で
の処理の自由度が小さくなってしまう。また、たとえば
DVDにおけるスロー再生・スチル再生などのように、
フィールド単位でデータを再生しなければならない場合
にも不都合が生じる。
In particular, the scramble here is desirably a complete conversion within the field. If a conversion that is not completed within a field, for example, data exchange or conversion within a frame, is performed, the frame must be treated as a single unit. The degree of freedom of the process is reduced. Also, for example, as in slow playback / still playback on DVD,
A disadvantage also arises when data must be reproduced on a field-by-field basis.

【0035】また、ピクチャを構成する2つのフィール
ド画像に対して、全く同一のスクランブルを行うのが望
ましい。これにより、3:2プルダウン映像が入力され
た場合でも、フレーム画像の両フィールドが同じスクラ
ンブルとなるので、スクランブル後にフレームモードの
符号化を行っても符号化効率の低下がない。
It is desirable that exactly the same scrambling be performed on two field images constituting a picture. As a result, even when 3: 2 pull-down video is input, both fields of the frame image are scrambled in the same manner, so that encoding in the frame mode after scrambling does not lower the encoding efficiency.

【0036】透かし情報埋め込み部108では、デスク
ランブルに必要な鍵データ112を電子透かし情報とし
てスクランブル後の映像の中に埋め込む。なお、スクラ
ンブルの鍵とデスクランブルの鍵が異なる場合には、デ
スクランブルの鍵を埋め込む。
The watermark information embedding unit 108 embeds the key data 112 necessary for descrambling as digital watermark information in the scrambled video. If the scramble key and the descramble key are different, the descramble key is embedded.

【0037】電子透かしは、データハイディングまたは
デジタルウォーターマークなどとも呼ばれ、画像の中に
利用者の目に見えない形で付加情報を埋め込む技術であ
る。詳しくは、たとえば日経エレクトロニクス1997
年2月24日号、no.683、pp.99−124に
解説されている。埋め込んだ付加情報は、圧縮符号化や
フィルタリングによって削除されず、また不正に抽出や
改ざんを行うことは困難である。本実施形態では、鍵デ
ータ112を電子透かし情報として埋め込んでいるの
で、鍵データを不正に抽出される可能性が低減されると
ともに、別の経路でスクランブルの鍵データを伝送する
必要がなくなる。
Digital watermarking, also called data hiding or digital watermarking, is a technique for embedding additional information in an image in a form invisible to the user. For details, see, for example, Nikkei Electronics 1997
No. 24 February, no. 683, p. 99-124. The embedded additional information is not deleted by compression encoding or filtering, and it is difficult to illegally extract or falsify it. In the present embodiment, since the key data 112 is embedded as the digital watermark information, the possibility that the key data is illegally extracted is reduced, and it is not necessary to transmit the scrambled key data through another path.

【0038】圧縮符号化部109は、スクランブルオン
/オフ情報113に基づいて、スクランブルありに対応
するモードとスクランブルなしに対応するモードの2つ
のモードを切り替える。ここで切り替えられるのは、符
号化処理内容やパラメータである。具体的には、たとえ
ばMPEG2のマクロブロックタイプの選択基準や動き
ベクトル探索範囲などである。
The compression encoder 109 switches between two modes based on the scramble on / off information 113, a mode corresponding to the presence of scramble and a mode corresponding to the absence of scramble. What is switched here is the content of the encoding process and the parameters. Specifically, for example, the selection criteria of a macroblock type of MPEG2, a motion vector search range, and the like.

【0039】MPEG2では動き補償画面間予測を行っ
ており、マクロブロック毎に、ピクチャ内で符号化を行
うイントラ符号化や、順方向予測符号化、逆方向予測符
号化、双方向予測(内挿)符号化を適応的に選択しなが
ら符号化を行っている。たとえば、スクランブルオンの
場合には、イントラ符号化が選ばれやすくなるように選
択基準を変更する。これは、スクランブルアルゴリズム
によっては、時間方向の画面間の相関が若干低くなる場
合があるためである。
In MPEG2, motion-compensated inter-picture prediction is performed. For each macroblock, intra-coding for coding in a picture, forward prediction coding, backward prediction coding, bidirectional prediction (interpolation) are performed. ) Coding is performed while adaptively selecting coding. For example, in the case of scramble-on, the selection criterion is changed so that intra coding is easily selected. This is because the correlation between screens in the time direction may be slightly lower depending on the scrambling algorithm.

【0040】また、画素の移動を伴うスクランブル方法
をとる場合には、スクランブルオンの場合に動きベクト
ルの探索範囲を広げるようにしてもよい。さらに、圧縮
符号化部109が元々プリフィルタ部やシーンチェンジ
検出部を内蔵している場合には、スクランブルオンの時
にはこれらの機能はオフとされる。
When a scrambling method involving the movement of pixels is employed, the search range of the motion vector may be expanded when scrambling is on. Furthermore, when the compression encoding unit 109 originally has a built-in pre-filter unit and scene change detection unit, these functions are turned off when the scramble is on.

【0041】多重部110におけるスクランブルオン/
オフ情報113の多重は、データの中に多重してもよい
し、別途伝送あるいは記憶する形でもよい。図2は本発
明の第1の実施形態における動画像復号装置の概略構成
図である。図2の動画像復号装置は、ビットストリーム
入力端子201、分離部202、圧縮復号部203、透
かし情報抽出部204、デスクランブル部205、ポス
トフィルタ部206、冗長フィールド挿入部207、再
生画像出力端子208、から構成されている。
The scramble-on /
The multiplexing of the off information 113 may be multiplexed in the data, or may be separately transmitted or stored. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the video decoding device according to the first embodiment of the present invention. 2 includes a bit stream input terminal 201, a separating unit 202, a compression decoding unit 203, a watermark information extracting unit 204, a descrambling unit 205, a post filter unit 206, a redundant field inserting unit 207, and a reproduced image output terminal. 208.

【0042】ビットストリーム入力端子201から入力
されたビットストリームは、まず分離部202におい
て、図1の多重部110で多重したスクランブルオン/
オフ情報210が分離され、圧縮復号部203、透かし
情報抽出部204、デスクランブル部205、ポストフ
ィルタ部206に供給される。次に、圧縮復号部203
でたとえばMPEG2復号(伸長)が行われる。また、
圧縮符号化のシンタックスとして記述された3:2プル
ダウン情報211が分離され、冗長フィールド挿入部2
07に供給される。続いて、透かし情報抽出部204に
おいて、スクランブルオン/オフ情報210に応じて、
スクランブルオンの場合は鍵データ209が電子透かし
情報として映像中から抽出される。デスクランブル部2
05においては、鍵データ209をデスクランブルの鍵
としてデスクランブルが行われる。この際、スクランブ
ルオン/オフ情報210に応じて、デスクランブルのオ
ン・オフが切り替えられる。ポストフィルタ部206で
は、画質調整のためのフィルタリングが行われ、この
際、スクランブルオン/オフ情報210に応じて特性が
切り替えられる。冗長フィールド挿入部207では、
3:2プルダウン情報211に基づいて冗長フィールド
が挿入され、再生画像出力端子208から再生画像が出
力される。
The bit stream input from the bit stream input terminal 201 is firstly separated by the demultiplexer 202 into the scramble-on / multiplex signal multiplexed by the multiplexer 110 in FIG.
The off information 210 is separated and supplied to the compression / decoding unit 203, the watermark information extraction unit 204, the descramble unit 205, and the post filter unit 206. Next, the compression / decoding unit 203
Performs, for example, MPEG2 decoding (expansion). Also,
The 3: 2 pull-down information 211 described as the compression encoding syntax is separated, and the redundant field insertion unit 2
07. Subsequently, in the watermark information extraction unit 204, according to the scramble on / off information 210,
In the case of scramble-on, key data 209 is extracted from the video as digital watermark information. Descramble part 2
At 05, descrambling is performed using the key data 209 as a descrambling key. At this time, the descrambling is switched on / off according to the scramble on / off information 210. The post-filter unit 206 performs filtering for image quality adjustment. At this time, characteristics are switched according to the scramble on / off information 210. In the redundant field insertion unit 207,
A redundant field is inserted based on the 3: 2 pull-down information 211, and a reproduced image is output from the reproduced image output terminal 208.

【0043】以下では、図2の各部について、さらに詳
細な説明を行う。圧縮復号部203には、スクランブル
オン/オフ情報210が供給されており、これに基づい
て、スクランブルありに対応するモードとスクランブル
なしに対応するモードの2つのモードを切り替える。こ
こで切り替えられるのは、復号処理内容やパラメータで
ある。たとえば、スクランブルオンの場合には、圧縮復
号部203が元々内蔵しているポストフィルタはオフに
される(あるいは特性を変更される)。
Hereinafter, each part of FIG. 2 will be described in more detail. The scramble on / off information 210 is supplied to the compression / decoding section 203. Based on the scramble on / off information 210, two modes are switched between a mode corresponding to the presence of scrambling and a mode corresponding to the absence of scrambling. Here, what is switched is the contents of decoding processing and parameters. For example, in the case of scramble-on, the post-filter originally included in the compression / decoding unit 203 is turned off (or its characteristics are changed).

【0044】透かし情報抽出部204では、図1の透か
し情報埋め込み部108で埋め込んだ透かし情報を抽出
してデスクランブルに必要な鍵データ209を復元す
る。これは正規の復号装置でないと行えないようになっ
ており、抽出アルゴリズムやパラメータを知らない者が
不正に鍵データを抽出することは困難である。
The watermark information extracting unit 204 extracts the watermark information embedded by the watermark information embedding unit 108 in FIG. 1 and restores key data 209 necessary for descrambling. This cannot be performed without a proper decryption device, and it is difficult for a person who does not know the extraction algorithm and parameters to extract the key data illegally.

【0045】デスクランブル部205におけるデスクラ
ンブルは、図1のスクランブル部107におけるスクラ
ンブルの逆変換である。スクランブルがフィールド内で
完結した変換であるならば、デスクランブルも当然フィ
ールド内で完結した変換となる。また、符号化側におい
てピクチャを構成する2つのフィールドに対するスクラ
ンブルが全く同一ならば、復号側においてピクチャを構
成する2つのフィールドに対するデスクランブルも全く
同一となる。
The descrambling in the descrambling unit 205 is an inverse conversion of the scramble in the scramble unit 107 in FIG. If the scramble is a conversion completed in the field, the descrambling is naturally a conversion completed in the field. Also, if the scrambling for the two fields constituting the picture on the encoding side is exactly the same, the descrambling for the two fields constituting the picture on the decoding side will also be identical.

【0046】ポストフィルタ部206は、画質調整、た
とえばエッジ強調や符号化歪の除去などのために設けら
れており、スクランブルオン/オフ情報210に応じて
特性が切り替えられる。
The post-filter unit 206 is provided for image quality adjustment, for example, for edge enhancement and coding distortion removal, and its characteristics are switched according to the scramble on / off information 210.

【0047】なお、ポストフィルタ部206は、高画質
の再生をするためのオプション的な機能を果たしてお
り、必ずしも必須の構成要素ではない。本発明の特徴
は、特に各処理の順序にある。一般には、図1および図
2のような順序で処理するのが合理的であるが、これ以
外の順序で処理を行うことも可能である。その場合に
も、いくつかの制約または望ましい順序がある。ソフト
ウェアで処理する場合も同様である。
The post filter section 206 has an optional function for reproducing high quality images, and is not an essential component. The feature of the present invention lies particularly in the order of each processing. Generally, it is reasonable to perform the processing in the order shown in FIGS. 1 and 2, but it is also possible to perform the processing in any other order. Again, there are some constraints or desirable order. The same applies to processing by software.

【0048】まず符号化側の処理手順については、 (1)3:2プルダウン検出部102が存在する場合
は、冗長フィールド除外部103よりも前段に位置さ
せ、スクランブル部107よりも前段に位置させる。
3:2プルダウン検出後でないと、除外すべき冗長フィ
ールドが不明となるからである。また、スクランブルを
行ってから3:2プルダウン検出を行うと、スクランブ
ルの影響で3:2プルダウンパターンを誤検出するおそ
れがある。 (2)冗長フィールド除外部103は、圧縮符号化部1
09よりも前段に位置させる。冗長フィールドを除外し
てから圧縮符号化することにより、符号化すべき画像の
量が削減され、符号化画質を向上することができる。ま
た、冗長フィールド除外部103は、スクランブル部1
07よりも前段に位置させるのが望ましい。その方がス
クランブル演算処理量が少なくて済む。 (3)プリフィルタ部104が存在する場合は、スクラ
ンブル部107よりも前段に位置させる。また、冗長フ
ィールド除外部103よりも後段に位置させるのが望ま
しい。スクランブル後にプリフィルタを適用すると、画
質に悪影響を与えるおそれがある。また、冗長フィール
ドを除外してからプリフィルタを適用すれば、映画ソー
スに対してフレーム内フィルタを適用することができ、
高画質のフィルタリングが可能となる。 (4)シーンチェンジ検出部105が存在する場合は、
スクランブル部107よりも前段に位置させる。スクラ
ンブル後にシーンチェンジ検出を行うと、シーンチェン
ジ点を誤検出するおそれがある。 (5)スクランブル部107は、圧縮符号化部109よ
りも前段に位置させる。スクランブルしてから圧縮符号
化することにより、復号側でスクランブル解除された映
像または映像データが存在する箇所を最小限にすること
ができ、不正な複製の可能性を低減することができる。 (6)透かし情報埋め込み部108が存在する場合は、
スクランブル部107よりも後段に位置させ、圧縮符号
化部109よりも前段に位置させる。スクランブル後に
鍵データを埋め込むことにより、復号側でデスクランブ
ル前に鍵データを抽出することができる。また、透かし
情報は映像の状態で埋め込むものなので、圧縮符号化以
前に埋め込む必要がある。
First, the processing procedure on the encoding side is as follows: (1) If the 3: 2 pull-down detection unit 102 is present, it is positioned before the redundant field exclusion unit 103 and before the scramble unit 107. .
This is because the redundant field to be excluded becomes unknown unless the 3: 2 pull-down is detected. If 3: 2 pull-down detection is performed after scrambling, a 3: 2 pull-down pattern may be erroneously detected due to the effect of scrambling. (2) The redundant field elimination unit 103 includes the compression encoding unit 1
It is positioned before 09. By performing compression encoding after excluding the redundant field, the amount of images to be encoded can be reduced, and the encoded image quality can be improved. Further, the redundant field elimination unit 103 includes the scramble unit 1
It is desirable to be located at a stage before 07. In that case, the amount of scramble calculation processing is small. (3) If the pre-filter unit 104 is present, it is positioned before the scramble unit 107. In addition, it is desirable to be located after the redundant field elimination unit 103. Applying a pre-filter after scrambling may adversely affect image quality. You can also apply in-frame filtering to movie sources by removing redundant fields and applying a prefilter,
High-quality filtering becomes possible. (4) When the scene change detection unit 105 exists,
It is positioned before the scramble unit 107. If scene change detection is performed after scrambling, a scene change point may be erroneously detected. (5) The scramble unit 107 is located before the compression encoding unit 109. By performing scrambling and then compression-encoding, it is possible to minimize the portion where the unscrambled video or video data exists on the decoding side, and reduce the possibility of unauthorized duplication. (6) When the watermark information embedding unit 108 exists,
It is located downstream of the scramble unit 107 and upstream of the compression encoding unit 109. By embedding the key data after scrambling, it is possible to extract the key data before descrambling on the decryption side. Further, since the watermark information is embedded in the state of a video, it is necessary to embed the watermark information before compression encoding.

【0049】次に、復号側の処理手順については、 (1)デスクランブル部205は、圧縮復号部203よ
りも後段に位置させる。圧縮復号してからデスクランブ
ルすることにより、スクランブル解除されたデータが存
在する箇所を最小限にすることができ、不正な複製の可
能性を低減することができる。 (2)冗長フィールド挿入部207は、圧縮復号部20
3よりも後段に位置させる。すなわち、符号化側で冗長
フィールドを除外してから圧縮符号化することができる
ので、符号化すべき画像の量が削減され、符号化画質を
向上することができる。また、冗長フィールド挿入部2
07は、デスクランブル部205よりも後段に位置させ
るのが望ましい。その方がデスクランブル演算量が少な
くて済む。 (3)透かし情報抽出部204が存在する場合は、圧縮
復号部203より後段に位置させ、デスクランブル部2
05よりも前段に位置させる。これにより、デスクラン
ブル前に鍵データを抽出することができる。また、透か
し情報は映像の状態で抽出するものなので、圧縮復号以
後に抽出する必要がある。 (4)ポストフィルタ部206が存在する場合は、デス
クランブル部205よりも後段に位置させる。デスクラ
ンブル前にポストフィルタを適用すると、画質に悪影響
を与えるおそれがある。
Next, regarding the processing procedure on the decoding side: (1) The descrambling unit 205 is located after the compression decoding unit 203. By performing descrambling after compression decoding, the location where the descrambled data exists can be minimized, and the possibility of unauthorized duplication can be reduced. (2) The redundant field insertion unit 207 includes the compression decoding unit 20
It is located after 3. That is, since compression coding can be performed after excluding redundant fields on the coding side, the amount of images to be coded is reduced, and the quality of coded images can be improved. Also, redundant field insertion unit 2
07 is desirably located after the descrambling unit 205. In that case, the amount of descrambling operation is small. (3) If the watermark information extraction unit 204 is present, the watermark information extraction unit 204 is located after the compression
It is positioned earlier than 05. Thus, key data can be extracted before descrambling. Further, since the watermark information is extracted in the state of a video, it needs to be extracted after compression decoding. (4) If the post filter unit 206 exists, the post filter unit 206 is located downstream of the descrambling unit 205. If a post filter is applied before descrambling, image quality may be adversely affected.

【0050】以上説明してきたように、本実施形態によ
れば、 (1)冗長フィールドを正しく除外してからスクランブ
ル・圧縮符号化し、圧縮復号してから冗長フィールドを
挿入するので、符号化効率も高く、処理演算量も少な
い。また、スクランブルしてから圧縮符号化し、圧縮復
号してからデスクランブルするので、復号時にスクラン
ブル解除された映像または映像データの存在箇所を最小
限にすることができ、不正な複製の可能性を低減するこ
とができる。 (2)デスクランブルに必要な鍵データを、スクランブ
ル後かつ圧縮符号化前に透かし情報として映像中に埋め
込み、圧縮復号後かつデスクランブル前に映像中から抽
出するので、正規の復号装置では鍵データを確実に抽出
でき、逆に不正に鍵データを抽出することは難しい。ま
た、鍵データ専用の伝送経路を設ける必要がない。 (3)スクランブルの有無によって圧縮符号化の処理内
容やパラメータを切り替え、またスクランブルの有無に
よって圧縮復号の処理内容やパラメータを切り替えてい
るので、スクランブルによる符号化効率や画質に対する
影響を最小限に補償することができる。 (4)スクランブルがフィールド内で完結した変換とな
っているので、符号化側あるいは復号側での処理の自由
度が大きい。 (5)3:2プルダウンパターンを検出してからスクラ
ンブルするので、3:2プルダウンパターンの誤検出が
ない。 (6)プリフィルタ・シーンチェンジ検出を行ってから
スクランブルするので、スクランブルに起因した、プリ
フィルタによる画質への悪影響やシーンチェンジの誤検
出がない。また、デスクランブルしてからポストフィル
タを適用するので、画質への悪影響がない。
As described above, according to the present embodiment, (1) the redundant field is correctly excluded, scrambled / compressed and encoded, and compressed and decoded before the redundant field is inserted. High and the amount of processing calculation is small. In addition, since the data is scrambled, compression encoded, compressed and decoded, and then descrambled, the location of unscrambled video or video data at the time of decoding can be minimized, reducing the possibility of unauthorized duplication. can do. (2) The key data required for descrambling is embedded in the video as watermark information after scrambling and before compression encoding, and extracted from the video after compression and decoding and before descrambling. , And it is difficult to extract key data illegally. Further, there is no need to provide a transmission path dedicated to key data. (3) The content and parameters of compression encoding are switched according to the presence or absence of scrambling, and the content and parameters of compression decoding are switched according to the presence or absence of scrambling, so that the effect of scrambling on encoding efficiency and image quality is minimized. can do. (4) Since the scramble is a conversion completed within the field, the degree of freedom of processing on the encoding side or the decoding side is large. (5) Since the scramble is performed after detecting the 3: 2 pull-down pattern, there is no erroneous detection of the 3: 2 pull-down pattern. (6) Since scrambling is performed after detecting a pre-filter / scene change, there is no adverse effect on image quality due to scrambling and erroneous detection of a scene change. In addition, since the post filter is applied after descrambling, there is no adverse effect on the image quality.

【0051】(第2の実施形態)次に、本発明の動画像
符号化方法・動画像復号方法を適用した第2の実施形態
について述べる。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment to which the moving picture coding method and the moving picture decoding method of the present invention are applied will be described.

【0052】図3は本発明の第2の実施形態における動
画像符号化装置の概略構成図である。図3の動画像符号
化装置は、図1の動画像符号化装置と比較して、図1の
透かし情報埋め込み部108がなくなり、また図1の多
重部110が多重部301に置き換えられている点が異
なり、他の点は図1の動画像符号化装置と同一である。
FIG. 3 is a schematic block diagram of a moving picture coding apparatus according to the second embodiment of the present invention. The moving picture coding apparatus of FIG. 3 is different from the moving picture coding apparatus of FIG. 1 in that the watermark information embedding section 108 of FIG. 1 is omitted, and the multiplexing section 110 of FIG. The points are different, and the other points are the same as those of the moving picture coding apparatus of FIG.

【0053】すなわち、鍵発生部106から発生された
鍵データ112は、第1の実施形態のように電子透かし
情報として映像中に埋め込まれるのではなく、多重部3
01においてスクランブルオン/オフ情報113ととも
に符号化動画像データに多重される。ここで、鍵データ
112は、一般ユーザがアクセスできない場所、たとえ
ば物理レイヤあるいはヘッダ部分などに多重される。
That is, the key data 112 generated by the key generating unit 106 is not embedded in the video as digital watermark information as in the first embodiment,
At 01, it is multiplexed with the encoded moving image data together with the scramble on / off information 113. Here, the key data 112 is multiplexed in a place where general users cannot access, for example, a physical layer or a header portion.

【0054】図4は本発明の第2の実施形態における動
画像復号装置の概略構成図である。図4の動画像復号装
置は、図2の動画像復号装置と比較して、透かし情報抽
出部204がなくなり、また分離部202が分離部40
1に置き換えられている点が異なり、他の点は図2の動
画像復号装置と同一である。
FIG. 4 is a schematic block diagram of a moving picture decoding apparatus according to the second embodiment of the present invention. The moving picture decoding apparatus of FIG. 4 does not include the watermark information extracting unit 204 and the separating unit 202 differs from the moving picture decoding apparatus of FIG.
1 and the other points are the same as those of the moving picture decoding apparatus of FIG.

【0055】すなわち、デスクランブル部205で使用
される鍵データ209は、第1の実施形態のように電子
透かし情報として映像中から抽出されるのではなく、分
離部401において、一般ユーザがアクセスできない場
所、たとえば物理レイヤあるいはヘッダ部分などから分
離される。
That is, the key data 209 used in the descrambling unit 205 is not extracted from the video as digital watermark information as in the first embodiment, but cannot be accessed by a general user in the separating unit 401. Separated from location, eg physical layer or header part.

【0056】この第2の実施形態では、鍵データ112
を一般ユーザがアクセスできない場所に多重している。
すなわち、ユーザが通常の複製方法でアクセスできる部
分だけをコピーしても、鍵データはコピーできないの
で、コピーした映像をデスクランブルして再生すること
はできない。従って、不正なコピーを防止することがで
きる。
In the second embodiment, the key data 112
Are multiplexed in places where general users cannot access.
That is, even if only the part that can be accessed by the user using the normal duplication method is copied, the key data cannot be copied. Therefore, the copied video cannot be descrambled and reproduced. Therefore, unauthorized copying can be prevented.

【0057】また、本実施形態は、電子透かしによる映
像中への情報の埋め込み・抽出を全く使用していないの
で、第1の実施形態に比べて処理が簡略化されている。
従って、本実施形態は、より簡易的に映像のスクランブ
ル・デスクランブルを行いたい場合に適している。
Further, in this embodiment, embedding / extraction of information into a video by a digital watermark is not used at all, so that the processing is simplified as compared with the first embodiment.
Therefore, the present embodiment is suitable for a case where scrambling and descrambling of a video is more simply performed.

【0058】(第3の実施形態)次に、本発明の動画像
符号化方法・動画像復号方法を適用した第3の実施形態
について述べる。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment to which the moving picture coding method and the moving picture decoding method of the present invention are applied will be described.

【0059】図5は本発明の第3の実施形態における動
画像符号化装置の概略構成図である。図5の動画像符号
化装置は、原画像入力端子101、スクランブルユニッ
ト501、エンコードユニット502、ビットストリー
ム出力端子111から構成されている。さらに、スクラ
ンブルユニット501は、3:2プルダウン検出部10
2、冗長フィールド除外部103、鍵発生部106、ス
クランブル部107、透かし情報埋め込み部503、冗
長フィールド挿入部504から構成されている。また、
エンコードユニット502は、3:2プルダウン検出部
505、選択部506、冗長フィールド除外部507、
プリフィルタ部508、シーンチェンジ検出部509、
圧縮符号化部510から構成されている。
FIG. 5 is a schematic block diagram of a moving picture coding apparatus according to the third embodiment of the present invention. 5 includes an original image input terminal 101, a scramble unit 501, an encode unit 502, and a bit stream output terminal 111. Further, the scramble unit 501 includes the 3: 2 pull-down detection unit 10
2, a redundant field excluding unit 103, a key generating unit 106, a scrambling unit 107, a watermark information embedding unit 503, and a redundant field inserting unit 504. Also,
The encoding unit 502 includes a 3: 2 pulldown detection unit 505, a selection unit 506, a redundant field exclusion unit 507,
A pre-filter unit 508, a scene change detection unit 509,
It comprises a compression encoding unit 510.

【0060】各処理部それぞれの機能は、基本的には第
1の実施形態と同様であり、図1と同じ部分について
は、同じ参照符号または同じ名称を付して説明を省略す
る。第1の実施形態に比較すると、まず図1のスクラン
ブル部107の前段にあったプリフィルタ部104とシ
ーンチェンジ検出部105は省略されている(あっても
構わない)。
The functions of the respective processing units are basically the same as those in the first embodiment, and the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals or the same names, and description thereof is omitted. Compared to the first embodiment, first, the pre-filter unit 104 and the scene change detection unit 105, which are provided at the preceding stage of the scramble unit 107 in FIG. 1, are omitted (there may be provided).

【0061】また、透かし情報埋め込み部503では、
鍵データ112だけでなく、スクランブルオン/オフ情
報113および3:2プルダウン情報114も透かし情
報として映像中に埋め込んでいる。すなわち、これらの
情報を伝送するための専用の伝送経路や記憶場所を使用
する必要がない。
In the watermark information embedding unit 503,
Not only the key data 112 but also the scramble on / off information 113 and the 3: 2 pull-down information 114 are embedded in the video as watermark information. That is, there is no need to use a dedicated transmission path or storage location for transmitting such information.

【0062】冗長フィールド挿入部504は、スクラン
ブルユニット501の出力形式をエンコードユニット5
02への入力インターフェース(約60フィールド/
秒)に合わせるためにあえて設けられており、たとえば
ソフトウェアで符号化する場合には必ずしも必要ない。
The redundant field insertion unit 504 converts the output format of the scramble unit 501 into the encode unit 5
02 (approximately 60 fields /
Second), and is not necessarily required, for example, when encoding by software.

【0063】選択部506においては、スクランブルオ
ン/オフ情報113に基づいて、スクランブルユニット
501から入力される3:2プルダウン情報114と
3:2プルダウン検出部505から供給される3:2プ
ルダウン情報511の一方を選択して3:2プルダウン
情報512を出力する。すなわち、スクランブルオフの
時には、3:2プルダウン検出部505で検出された
3:2プルダウン情報511が選択され、スクランブル
オンの時には、スクランブルユニット501内で検出さ
れた3:2プルダウン情報114が選択される。後者の
場合、3:2プルダウン検出部505の検出結果である
3:2プルダウン情報511は無視される。
In the selection section 506, based on the scramble on / off information 113, the 3: 2 pull-down information 114 input from the scramble unit 501 and the 3: 2 pull-down information 511 supplied from the 3: 2 pull-down detection section 505. Is selected and the 3: 2 pull-down information 512 is output. That is, when the scramble is off, the 3: 2 pull-down information 511 detected by the 3: 2 pull-down detection unit 505 is selected, and when the scramble is on, the 3: 2 pull-down information 114 detected in the scramble unit 501 is selected. You. In the latter case, the 3: 2 pulldown information 511, which is the detection result of the 3: 2 pulldown detection unit 505, is ignored.

【0064】プリフィルタ部508とシーンチェンジ検
出部509はスクランブルオン/オフ情報に基づいて制
御される。すなわち、スクランブルオンの場合は、すで
にスクランブルされた映像に対してプリフィルタおよび
シーンチェンジ検出を行うことになるので、これらの機
能はオフにされるかまたは特性を変更される(たとえ
ば、シーンチェンジ検出の閾値が変更される)。
The pre-filter unit 508 and the scene change detection unit 509 are controlled based on scramble on / off information. That is, in the case of scramble on, pre-filtering and scene change detection are performed on already scrambled video, so that these functions are turned off or characteristics are changed (for example, scene change detection is performed). Is changed).

【0065】図6は本発明の第3の実施形態における動
画像復号装置の概略構成図である。図6の動画像復号装
置は、ビットストリーム入力端子201、デコードユニ
ット601、デスクランブルユニット602、再生画像
出力端子208から構成されている。さらに、デコード
ユニット601は、圧縮復号部603、冗長フィールド
挿入部604から構成されている。また、デスクランブ
ルユニット602は、透かし情報抽出部605、デスク
ランブル部606から構成されている。
FIG. 6 is a schematic block diagram of a moving picture decoding apparatus according to the third embodiment of the present invention. The moving picture decoding device in FIG. 6 includes a bit stream input terminal 201, a decoding unit 601, a descrambling unit 602, and a reproduced image output terminal 208. Further, the decoding unit 601 includes a compression decoding section 603 and a redundant field insertion section 604. The descrambling unit 602 includes a watermark information extracting unit 605 and a descrambling unit 606.

【0066】各処理部それぞれの機能は、基本的には第
1の実施形態と同様であり、図2と同じ部分について
は、同じ参照符号または同じ名称を付して説明を省略す
る。圧縮復号部603において、圧縮符号化のシンタッ
クスとして記述された3:2プルダウン情報604が出
力され、これに基づいて冗長フィールド挿入部604が
冗長フィールドを挿入する。すなわち、デコードユニッ
ト601の出力は、まだスクランブルされたままであ
り、冗長フィールドが挿入された形の映像信号である。
The function of each processing unit is basically the same as that of the first embodiment, and the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals or the same names, and description thereof is omitted. The compression decoding unit 603 outputs the 3: 2 pull-down information 604 described as the syntax of the compression encoding, and the redundant field insertion unit 604 inserts a redundant field based on this. That is, the output of the decode unit 601 is a video signal in which the scramble is still generated and a redundant field is inserted.

【0067】透かし情報抽出部605では、スクランブ
ルオン/オフ情報210、鍵データ209、3:2プル
ダウン情報607を映像中から抽出してデスクランブル
部606に供給する。
The watermark information extraction unit 605 extracts the scramble on / off information 210, the key data 209, and the 3: 2 pull-down information 607 from the video and supplies them to the descramble unit 606.

【0068】デスクランブル部606においては、スク
ランブルオンの場合には、鍵データ209を使用すると
ともに3:2プルダウン情報607も参照して、冗長フ
ィールドがすでに挿入されていることを考慮してデスク
ランブルを行う。すなわち、たとえば冗長フィールドに
ついては1フレーム前と同じデスクランブルを行う。
In the descrambling section 606, when the scramble is on, the key data 209 is used and the 3: 2 pull-down information 607 is also referred to in consideration of the fact that the redundant field has already been inserted. I do. That is, for example, the same descrambling as one frame before is performed for the redundant field.

【0069】本実施形態の特徴の一つは、スクランブル
・デスクランブルに対応していない従来のエンコードユ
ニット502やデコードユニット601に対して、外付
けのスクランブルユニット501、デスクランブルユニ
ット602を接続することにより、スクランブル機能・
デスクランブル機能を実現できることである。
One of the features of this embodiment is that an external scramble unit 501 and descramble unit 602 are connected to a conventional encode unit 502 and decode unit 601 which do not support scramble / descrambling. With the scramble function
That is, a descrambling function can be realized.

【0070】エンコードユニット502は、広義の圧縮
符号化部であり、従来の(スクランブルに対応していな
い)圧縮符号化動作が可能である。まず、スクランブル
オン/オフ情報113がスクランブルオフを示している
場合には、従来どおりの符号化動作を行う。すなわち、
3:2プルダウン検出部505で3:2プルダウンパタ
ーンを検出した上で冗長フィールド除外部507で冗長
フィールドを除外し、プリフィルタ部508とシーンチ
ェンジ検出部509を通常どおり動作させた上で圧縮符
号化部510で圧縮符号化を行う。一方、スクランブル
オンの場合には、エンコードユニット502(広義の圧
縮符号化部)での符号化処理の内容やパラメータが変更
される。具体的には、元々内蔵されている3:2プルダ
ウン検出部505の検出結果は無視され、プリフィルタ
部508とシーンチェンジ検出部509は、オフにされ
るか特性を変更される。また、圧縮符号化部510では
たとえばマクロブロックタイプの選択基準などが変更さ
れる。エンコードユニット502に外付けでスクランブ
ルユニット501を接続することにより、スクランブル
機能を追加することができる。
The encoding unit 502 is a compression encoding unit in a broad sense, and is capable of performing a conventional compression encoding operation (which does not support scrambling). First, when the scramble on / off information 113 indicates scramble off, the encoding operation as in the related art is performed. That is,
After detecting the 3: 2 pull-down pattern by the 3: 2 pull-down detection unit 505, the redundant field is excluded by the redundant field elimination unit 507, the pre-filter unit 508 and the scene change detection unit 509 are operated as usual, and the compression code is used. Compression section 510 performs compression encoding. On the other hand, in the case of scramble-on, the content and parameters of the encoding process in the encoding unit 502 (compression encoding unit in a broad sense) are changed. Specifically, the detection result of the 3: 2 pull-down detection unit 505 originally incorporated is ignored, and the pre-filter unit 508 and the scene change detection unit 509 are turned off or the characteristics are changed. In addition, compression coding section 510 changes, for example, the selection criteria of the macroblock type. By connecting the scramble unit 501 externally to the encode unit 502, a scramble function can be added.

【0071】デコードユニット601は、広義の圧縮復
号部であり、スクランブルのオン・オフに関わらず、従
来の(デスクランブルに対応していない場合と同じ)圧
縮復号動作を行う。スクランブルオンの場合、デコード
ユニット601からの出力はスクランブルされたままの
状態なので、正常な視聴はできず、不正コピーは不可能
である。また、デスクランブルユニット602を外付け
で接続することにより、デスクランブル機能が追加で
き、正常な映像を視聴することができる。
The decoding unit 601 is a compression decoding section in a broad sense, and performs a conventional compression decoding operation (same as when descrambling is not performed) regardless of whether scramble is on or off. In the case of scramble-on, the output from the decode unit 601 remains scrambled, so that normal viewing cannot be performed, and illegal copying is impossible. Also, by connecting the descrambling unit 602 externally, a descrambling function can be added, and normal video can be viewed.

【0072】また、本実施形態では、デスクランブルに
必要な全ての情報(鍵データ、スクランブルオン/オフ
情報、3:2プルダウン情報)を透かし情報として映像
中に埋め込んでいるため、これらの専用の伝送経路を新
たに設ける必要がなく、従来のエンコードユニットやデ
コードユニットをそのまま使用することができる。
In the present embodiment, all information (key data, scramble on / off information, 3: 2 pull-down information) necessary for descrambling is embedded in the video as watermark information. There is no need to newly provide a transmission path, and the conventional encoding unit and decoding unit can be used as they are.

【0073】なお、本実施形態において、冗長フィール
ド挿入部504で冗長フィールドを挿入する際に、3:
2プルダウン検出部505において再び3:2プルダウ
ンパターンが正しく検出できるような挿入方法としてお
けば、スクランブルユニット501からエンコードユニ
ット502へ別途3:2プルダウン情報114を送る必
要がなくなる。この場合は、エンコードユニット502
内では、常時3:2プルダウン検出部505からの3:
2プルダウン情報511を使用する。
In the present embodiment, when a redundant field is inserted by the redundant field insertion unit 504, 3:
By adopting an insertion method that allows the 2: 2 pull-down detection unit 505 to correctly detect the 3: 2 pull-down pattern again, it is not necessary to send the 3: 2 pull-down information 114 from the scramble unit 501 to the encode unit 502 separately. In this case, the encoding unit 502
Within, 3: 3 from the 3: 2 pull-down detector 505 always
2 pull-down information 511 is used.

【0074】(第4の実施形態)次に、本発明の動画像
符号化方法・動画像復号方法の第4の実施形態について
説明する。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the moving picture coding method and the moving picture decoding method of the present invention will be described.

【0075】本実施形態は、必ずしも3:2プルダウン
と関係なくても、また電子透かしによる情報の埋め込み
と関係なくても、適用可能である。本実施形態は、それ
ぞれが2つのフィールドから構成されるフレーム構造の
動画像を圧縮符号化する動画像符号化方法において、映
像をスクランブルする第1のステップと、第1のステッ
プよりも後に映像を圧縮符号化する第2のステップを含
み、上記第1のステップにおけるスクランブルは、各フ
ィールドの中で完結した変換でありかつ各フレームを構
成する2つのフィールドで同一の変換であることを特徴
とするものである。
The present embodiment can be applied even if it is not necessarily related to 3: 2 pull-down, or if it is not related to embedding of information by a digital watermark. According to the present embodiment, in a moving image encoding method for compressing and encoding a moving image having a frame structure composed of two fields, a first step of scrambling a video, and a video after the first step are performed. Including a second step of compression encoding, the scrambling in the first step is a complete conversion in each field and the same conversion in two fields constituting each frame. Things.

【0076】すなわち、本実施形態の動画像符号化方法
は、下記の2つのステップからなる。 ステップ1:入力映像にスクランブルを行う。
That is, the moving picture coding method according to the present embodiment includes the following two steps. Step 1: Scramble the input video.

【0077】・スクランブルの変換規則は各フィールド
内で完結している。 ・スクランブルの変換規則は各フレームを構成する2つ
のフィールドで同一である。
The scramble conversion rule is completed in each field. The scramble conversion rule is the same for the two fields that make up each frame.

【0078】ステップ2:スクランブル後の映像に圧縮
符号化を行い符号化動画像データを出力する。ただし、
3:2プルダウン映像を符号化する場合には、ステップ
1の前に冗長フィールドの除外を行う。
Step 2: Compress and encode the scrambled video and output coded moving image data. However,
When coding 3: 2 pulldown video, redundant fields are excluded before step 1.

【0079】また、本実施形態の動画像復号方法は、符
号化動画像データを復号してそれぞれが2つのフィール
ドから構成されるフレーム構造の動画像を得る動画像復
号方法において、符号化動画像データを圧縮復号する第
1のステップと、第2のステップよりも後に圧縮復号さ
れた映像をデスクランブルする第2のステップを含み、
上記第2のステップにおけるデスクランブルは、各フィ
ールドの中で完結した変換でありかつ各フレームを構成
する2つのフィールドで同一の変換であることを特徴と
するものである。
The moving picture decoding method according to the present embodiment is a moving picture decoding method for decoding coded moving picture data to obtain a moving picture having a frame structure composed of two fields. A first step of compressing and decoding the data, and a second step of descrambling the compressed and decoded video after the second step,
The descrambling in the second step is characterized in that it is a complete conversion in each field and the same conversion is performed in two fields constituting each frame.

【0080】すなわち、本実施形態の動画像復号方法
は、下記の2つのステップからなる。 ステップ1:入力符号化動画像データを圧縮復号する。 ステップ2:圧縮復号された映像にデスクランブルを行
い再生映像を出力する。
That is, the moving picture decoding method according to the present embodiment includes the following two steps. Step 1: Compress and decode input coded video data. Step 2: descramble the compressed and decoded video and output a reproduced video.

【0081】・デスクランブルの変換規則は各フィール
ド内で完結している。 ・デスクランブルの変換規則は各フレームを構成する2
つのフィールドで同一である。
The descrambling conversion rule is completed in each field. -The descrambling conversion rule configures each frame 2
Identical in two fields.

【0082】ただし、3:2プルダウン映像を復号する
場合には、ステップ2の後に冗長フィールドの挿入を行
う。MPEG2において、フレーム構造の映像を符号化
する際のマクロブロックの符号化モードの中に、動き補
償の予測モードとしてフレーム予測(Frame−ba
sed prediction)とフィールド予測(F
ield−based prediction)があ
る。また、DCTモードとしてフレームDCTとフィー
ルドDCTがある。一般にインタレース映像を符号化す
る場合において、動きが大きい場合は、フィールド予測
やフィールドDCTの方が符号化効率の点で適している
ことが多い。一方、動きがないかまたは動きが小さい場
合は、フレーム予測やフレームDCTの方が符号化効率
の点で適している場合が多い。実際の圧縮符号化ステッ
プでは、マクロブロック毎にこの予測モードとDCTモ
ードを適応的に選択しながら符号化している。また、フ
ィールド予測では伝送すべき動きベクトルの本数がフレ
ーム予測よりも多くなるため、フィールド予測とフレー
ム予測で予測誤差に大差がない場合は、フレーム予測を
用いる方がよい。
However, when decoding 3: 2 pull-down video, a redundant field is inserted after step 2. In MPEG2, a frame prediction (Frame-ba) is set as a motion compensation prediction mode in a macroblock encoding mode when encoding a video having a frame structure.
sed prediction and field prediction (F
field-based prediction). The DCT mode includes a frame DCT and a field DCT. In general, when coding interlaced video, when motion is large, field prediction or field DCT is often more suitable in terms of coding efficiency. On the other hand, when there is no motion or the motion is small, frame prediction or frame DCT is often more suitable in terms of coding efficiency. In the actual compression encoding step, encoding is performed while adaptively selecting the prediction mode and the DCT mode for each macroblock. In the field prediction, the number of motion vectors to be transmitted is larger than that in the frame prediction. Therefore, when there is no large difference in prediction error between the field prediction and the frame prediction, it is better to use the frame prediction.

【0083】しかし、もし1フレームを構成する2つの
フィールドに対して異なるスクランブルを行ってしまう
と、本来(スクランブル前は)フレームDCTやフレー
ム予測がふさわしいマクロブロックであっても、スクラ
ンブル後はフレームDCTやフレーム予測では符号量が
大幅に増加してしまうために、元々あまり適していなか
ったフィールドDCTやフィールド予測を選ばざるを得
なくなり、符号化効率が低下してしまう。
However, if different scrambling is performed on the two fields forming one frame, even if the frame DCT or the macroblock whose frame prediction is suitable for the original (before scrambling), the frame DCT after the scrambling is obtained. In the case of frame prediction, since the code amount is greatly increased, the field DCT or the field prediction, which was originally not very suitable, must be selected, and the coding efficiency is reduced.

【0084】一方、1フレームを構成する2つのフィー
ルドに対して同一のスクランブルを行えば、スクランブ
ル前にフレームDCTやフレーム予測がふさわしかった
マクロブロックでは、スクランブル後もフレームDCT
やフレーム予測が選ばれやすく、符号化効率が低下しな
い。
On the other hand, if the same scrambling is performed on the two fields forming one frame, the frame DCT before the scrambling or the macroblock for which the frame prediction is appropriate before the scrambling will be used even after the scrambling.
And frame prediction are easily selected, and the coding efficiency does not decrease.

【0085】以上の点から、圧縮符号化の前にスクラン
ブルを行う場合は、1フレームを構成する2つのフィー
ルドに対して、同一のスクランブルを行うべきである。
また、3:2プルダウン映像の場合は、図7に示したよ
うに元々毎秒24コマのフィルム映像であったので、冗
長フィールドを削除して形成されたピクチャ(元々のフ
ィルム1コマ)を符号化する際は、フレームDCT・フ
レーム予測で符号化すると、非常に符号化効率がよい。
そこで、このような場合には、強制的にフレームDCT
・フレーム予測で符号化するのが適切である。
In view of the above, when scrambling is performed before compression coding, the same scrambling should be performed on two fields constituting one frame.
In the case of 3: 2 pull-down video, as shown in FIG. 7, since the film video was originally 24 frames per second, a picture (original film 1 frame) formed by removing the redundant field is encoded. In this case, coding by frame DCT / frame prediction provides very high coding efficiency.
Therefore, in such a case, the frame DCT is forcibly applied.
-It is appropriate to encode by frame prediction.

【0086】しかし、もし冗長フィールド削除後の1ピ
クチャを構成する2つのフィールドに対して異なるスク
ランブルを行ってしまうと、本来(スクランブル前は)
フレームDCTやフレーム予測がふさわしいマクロブロ
ックであるのに、スクランブル後はフレームDCTやフ
レーム予測では符号量が大幅に増加してしまう。元々あ
まり適していなかったフィールドDCTやフィールド予
測を選んだ場合にも、符号化効率が低下してしまう。
However, if different scrambling is performed on two fields constituting one picture after the redundant field is deleted, the original (before scrambling) is performed.
Although the macroblock is suitable for the frame DCT or the frame prediction, the code amount is significantly increased in the frame DCT or the frame prediction after scrambling. Even if field DCT or field prediction, which was originally not very suitable, is selected, the coding efficiency is reduced.

【0087】一方、冗長フィールド削除後の1ピクチャ
を構成する2つのフィールドに対して同一のスクランブ
ルを行えば、スクランブル後もフレームDCTやフレー
ム予測で符号化すれば、スクランブル前と同様に符号化
効率が非常によい。
On the other hand, if the same scrambling is performed on the two fields constituting one picture after removing the redundant field, if the coding is performed by the frame DCT or the frame prediction even after the scrambling, the coding efficiency is the same as before the scrambling. Is very good.

【0088】以上の点から、冗長フィールド削除後の
3:2プルダウン映像について、圧縮符号化の前にスク
ランブルを行う場合は、1ピクチャを構成する2つのフ
ィールドに対して、同一のスクランブルを行うべきであ
る。
In view of the above, when scramble is performed on a 3: 2 pull-down video after redundant field deletion before compression encoding, the same scramble should be performed on two fields constituting one picture. It is.

【0089】なお、スクランブルの変換規則が各フィー
ルド内で完結しかつ各フレーム(各ピクチャ)を構成す
る2つのフィールドで同一であれば、当然その逆変換で
あるデスクランブルの変換規則も各フィールド内で完結
しかつ各フレーム(各ピクチャ)を構成する2つのフィ
ールドで同一となる。
If the scramble conversion rule is completed in each field and is the same in the two fields constituting each frame (each picture), the inverse scramble conversion rule is also included in each field. And the two fields constituting each frame (each picture) are identical.

【0090】以上のように、第4の実施形態によれば、
圧縮符号化の符号化効率を低下することなくスクランブ
ル効果を得ることができる動画像符号化方法・動画像復
号方法を提供することができる。
As described above, according to the fourth embodiment,
It is possible to provide a moving picture coding method and a moving picture decoding method capable of obtaining a scrambling effect without lowering the coding efficiency of compression coding.

【0091】(変形例)本発明は上記第1〜第4の実施
形態にとどまることなく、たとえば下記(1)〜(5)
に例示したように種々の変形・応用が可能である。 (1)上記の各実施形態では、基本となる圧縮符号化方
式としてMPEG2を想定したが、これ以外の圧縮方式
でもよい。 (2)伝送する原画像は、通常解像度でもHDTVでも
よい。また、DVDやディジタル放送以外にも種々の応
用が可能である。 (3)デスクランブルのための鍵データは、透かし情報
として埋め込んだり、多重したりしなくても、正規の復
号装置にあらかじめ埋め込んでおいたり、別途伝送した
りしてもよい。 (4)第3の実施形態においては、透かし情報埋め込み
部503において3:2プルダウン情報114を透かし
情報として映像の中に埋め込み、透かし情報抽出部60
5において3:2プルダウン情報607を映像の中から
抽出している。この技術は、必ずしもスクランブル技術
や圧縮符号化技術と組み合わせずに単独で用いても有用
である。すなわち、3:2プルダウン情報のための特別
な伝送経路や記憶場所を使用することなく、映像に付随
した形で3:2プルダウン情報を確実に伝送することが
できる。この3:2プルダウン情報は、アナログ伝送・
圧縮伸長処理・フィルタリング処理などを経由しても失
われることはない。 (5)各実施形態で説明した手順はソフトウェアによっ
て実現することも可能であり、その手順を含むコンピュ
ータプログラムを記録媒体を通じてコンピュータに導入
することにより、同様の効果を得ることができる。
(Modification) The present invention is not limited to the above-described first to fourth embodiments, but may be, for example, the following (1) to (5).
Various modifications and applications are possible as exemplified in FIG. (1) In the above embodiments, MPEG2 is assumed as the basic compression encoding method, but other compression methods may be used. (2) The original image to be transmitted may be a normal resolution or an HDTV. Various applications other than DVD and digital broadcasting are also possible. (3) The key data for descrambling need not be embedded as watermark information or multiplexed, but may be embedded in a proper decryption device in advance or transmitted separately. (4) In the third embodiment, the watermark information embedding unit 503 embeds 3: 2 pull-down information 114 as watermark information in a video, and
In 5, the 3: 2 pull-down information 607 is extracted from the video. This technique is useful even if used alone without necessarily being combined with a scrambling technique or a compression encoding technique. That is, the 3: 2 pull-down information can be reliably transmitted in a format accompanying the video without using a special transmission path or storage location for the 3: 2 pull-down information. This 3: 2 pull-down information is transmitted by analog transmission
It will not be lost even if it goes through compression / decompression processing and filtering processing. (5) The procedure described in each embodiment can be implemented by software, and the same effect can be obtained by introducing a computer program including the procedure into a computer through a recording medium.

【0092】[0092]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
3:2プルダウンされた映像に対しても適切にスクラン
ブルおよび圧縮符号化を行うことができる動画像符号化
方法・動画像復号方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a moving picture coding method and a moving picture decoding method capable of appropriately performing scramble and compression coding on a 3: 2 pull-down video.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の動画像符号化方法・動画像復号方法を
適用した第1の実施形態における動画像符号化装置の概
略構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a moving picture coding apparatus according to a first embodiment to which a moving picture coding method and a moving picture decoding method of the present invention are applied.

【図2】同第1実施形態における動画像復号装置の概略
構成を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a video decoding device according to the first embodiment.

【図3】本発明の動画像符号化方法・動画像復号方法を
適用した第2の実施形態における動画像符号化装置の概
略構成を示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a moving picture coding apparatus according to a second embodiment to which the moving picture coding method and the moving picture decoding method of the present invention are applied.

【図4】同第2実施形態における動画像復号装置の概略
構成を示すブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a video decoding device according to the second embodiment.

【図5】本発明の動画像符号化方法・動画像復号方法を
適用した第3の実施形態における動画像符号化装置の概
略構成を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a moving picture coding apparatus according to a third embodiment to which the moving picture coding method and the moving picture decoding method of the present invention are applied.

【図6】同第3実施形態における動画像復号装置の概略
構成を示すブロック図。
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a video decoding device according to the third embodiment.

【図7】3:2プルダウンの説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of 3: 2 pull-down.

【図8】3:2プルダウンパターン検出方法の例を示す
図。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a 3: 2 pull-down pattern detection method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 原画像入力端子 102 3:2プルダウン検出部 103 冗長フィールド除外部 104 プリフィルタ部 105 シーンチェンジ検出部 106 鍵発生部 107 スクランブル部 108 透かし情報埋め込み部 109 圧縮符号化部 110 多重部 111 ビットストリーム出力端子 112 鍵データ 113 スクランブルオン/オフ情報 114 3:2プルダウン情報 201 ビットストリーム入力端子 202 分離部 203 圧縮復号部 204 透かし情報抽出部 205 デスクランブル部 206 ポストフィルタ部 207 冗長フィールド挿入部 208 再生画像出力端子 209 鍵データ 210 スクランブルオン/オフ情報 211 3:2プルダウン情報 301 多重部 401 分離部 501 スクランブルユニット 502 エンコードユニット 503 透かし情報埋め込み部 504 冗長フィールド挿入部 505 3:2プルダウン検出部 506 選択部 507 冗長フィールド除外部 508 プリフィルタ部 509 シーンチェンジ検出部 510 圧縮符号化部 511 3:2プルダウン情報 512 3:2プルダウン情報 601 デコードユニット 602 デスクランブルユニット 603 圧縮復号部 604 冗長フィールド挿入部 605 透かし情報抽出部 606 デスクランブル部 607 3:2プルダウン情報 Reference Signs List 101 Original image input terminal 102 3: 2 pulldown detection unit 103 Redundant field elimination unit 104 Prefilter unit 105 Scene change detection unit 106 Key generation unit 107 Scramble unit 108 Watermark information embedding unit 109 Compression encoding unit 110 Multiplexing unit 111 Bit stream output Terminal 112 Key data 113 Scramble on / off information 114 3: 2 pull-down information 201 Bit stream input terminal 202 Separation unit 203 Compression decoding unit 204 Watermark information extraction unit 205 Descramble unit 206 Post filter unit 207 Redundant field insertion unit 208 Playback image output Terminal 209 Key data 210 Scramble on / off information 211 3: 2 pull-down information 301 Multiplexer 401 Demultiplexer 501 Scramble unit 502 Encode unit 503 watermark information embedding section 504 redundant field inserting section 505 3: 2 pull-down detecting section 506 selecting section 507 redundant field excluding section 508 pre-filter section 509 scene change detecting section 510 compression encoding section 511 3: 2 pull-down information 512 3: 2 pull-down Information 601 Decoding unit 602 Descramble unit 603 Compression decoding unit 604 Redundant field insertion unit 605 Watermark information extraction unit 606 Descramble unit 607 3: 2 pulldown information

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 7/08 H04N 7/08 Z 5C063 7/081 7/167 Z 5C064 7/167 Fターム(参考) 5C021 YC08 ZA02 5C024 DA07 HA02 5C052 GB06 GC05 5C053 FA13 FA20 FA22 GB21 5C059 KK43 MA00 PP04 PP11 RB09 RC35 SS02 SS13 UA02 UA05 5C063 AB03 AB05 AC01 AC10 CA05 CA34 5C064 CA14 CB01 CC04 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H04N 7/08 H04N 7/08 Z 5C063 7/081 7/167 Z 5C064 7/167 F term (reference) 5C021 YC08 ZA02 5C024 DA07 HA02 5C052 GB06 GC05 5C053 FA13 FA20 FA22 GB21 5C059 KK43 MA00 PP04 PP11 RB09 RC35 SS02 SS13 UA02 UA05 5C063 AB03 AB05 AC01 AC10 CA05 CA34 5C064 CA14 CB01 CC04

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 動画像信号を圧縮符号化する動画像符号
化方法であって、 3:2プルダウンされた映像が入力された場合、映像か
ら冗長フィールドを除外する第1のステップと、映像を
スクランブルする第2のステップと、映像を圧縮符号化
する第3のステップとを具備し、 上記第1のステップ、第2のステップ、第3のステップ
はこの順序で処理されることを特徴とする動画像符号化
方法。
1. A video encoding method for compressing and encoding a video signal, comprising: a first step of removing a redundant field from a video when a 3: 2 pull-down video is input; It comprises a second step of scrambling and a third step of compression-encoding a video, wherein the first, second, and third steps are processed in this order. Video encoding method.
【請求項2】 上記第2のステップにおけるスクランブ
ルの鍵に関する情報を電子透かし情報として映像に埋め
込む第4のステップをさらに具備し、 上記第4のステップは上記第2のステップよりも後でか
つ上記第3のステップよりも前に処理されることを特徴
とする請求項1記載の動画像符号化方法。
2. The method according to claim 2, further comprising a fourth step of embedding information on the scramble key in the second step as digital watermark information in the video, wherein the fourth step is performed after the second step and in the fourth step. The moving picture coding method according to claim 1, wherein the processing is performed before the third step.
【請求項3】 上記第3のステップにおける圧縮符号化
はスクランブルありに対応した第1のモードとスクラン
ブルなしに対応した第2のモードを有し、上記第1のモ
ードと上記第2のモードは符号化の処理内容またはパラ
メータが互いに異なることを特徴とする請求項1記載の
動画像符号化方法。
3. The compression coding in the third step has a first mode corresponding to the presence of scrambling and a second mode corresponding to the absence of scrambling, wherein the first mode and the second mode are different from each other. 2. The moving picture coding method according to claim 1, wherein the coding processing contents or parameters are different from each other.
【請求項4】 上記第2のステップにおけるスクランブ
ルは各フィールドの画像の中で完結した変換であること
を特徴とする請求項1記載の動画像符号化方法。
4. The moving picture coding method according to claim 1, wherein the scrambling in the second step is a complete conversion in the picture of each field.
【請求項5】 上記第1のステップにおいて除外した冗
長フィールドに関する情報を電子透かし情報として映像
に埋め込む第5のステップをさらに具備し、 上記第5のステップは上記第3のステップよりも前に処
理されることを特徴とする請求項1記載の動画像符号化
方法。
5. The method according to claim 1, further comprising a fifth step of embedding information regarding the redundant field excluded in the first step in the video as digital watermark information, wherein the fifth step is performed before the third step. The moving picture coding method according to claim 1, wherein the moving picture coding is performed.
【請求項6】 それぞれが2つのフィールドから構成さ
れるフレーム構造の動画像を圧縮符号化する動画像符号
化方法であって、 映像をスクランブルする第1のステップと、 上記第1のステップによるスクランブル処理後に、映像
を圧縮符号化する第2のステップとを具備し、 上記第1のステップにおけるスクランブルは、各フィー
ルドの中で完結した変換であり且つ各フレームを構成す
る2つのフィールドで同一の変換であることを特徴とす
る動画像符号化方法。
6. A moving picture coding method for compressing and coding a moving picture having a frame structure composed of two fields, comprising: a first step of scrambling a video; and a scrambling by the first step. After the processing, a second step of compression-encoding the video, wherein the scrambling in the first step is a complete conversion in each field, and the same conversion is performed in two fields constituting each frame. A moving image encoding method.
【請求項7】 符号化動画像データを復号する動画像
復号方法であって、 3:2プルダウンされた映像を再生する場合、符号化動
画像データを圧縮復号する第1のステップと、 圧縮復号された映像をデスクランブルする第2のステッ
プと、 圧縮復号された映像に冗長フィールドを挿入する第3の
ステップとを具備し、 上記第1のステップは上記第2のステップおよび上記第
3のステップよりも前に処理されることを特徴とする動
画像復号方法。
7. A moving picture decoding method for decoding coded moving picture data, comprising: a first step of compressing and decoding coded moving picture data when a 3: 2 pull-down video is reproduced; A second step of descrambling the compressed image, and a third step of inserting a redundant field into the compressed and decoded image, wherein the first step is the second step and the third step A moving picture decoding method characterized in that the moving picture is decoded before the moving picture is decoded.
【請求項8】 上記第2のステップにおけるデスクラン
ブルの鍵に関する情報を電子透かし情報として映像から
抽出する第4のステップをさらに具備し、 上記第4のステップは上記第1のステップよりも後でか
つ上記第2のステップよりも前に処理されることを特徴
とする請求項7記載の動画像復号方法。
8. A method according to claim 2, further comprising the step of extracting information on the descrambling key in the second step from the video as digital watermark information, wherein the fourth step is performed after the first step. The moving picture decoding method according to claim 7, wherein the processing is performed before the second step.
【請求項9】 上記第1のステップにおける圧縮復号は
スクランブルありに対応した第1のモードとスクランブ
ルなしに対応した第2のモードを有し、 上記第1のモードと上記第2のモードは復号の処理内容
またはパラメータが互いに異なることを特徴とする請求
項7記載の動画像復号方法。
9. The compression decoding in the first step has a first mode corresponding to the presence of scrambling and a second mode corresponding to the absence of scrambling, wherein the first mode and the second mode are decoding. 8. The moving picture decoding method according to claim 7, wherein the processing contents or parameters of the moving image are different from each other.
【請求項10】 上記第2のステップにおけるデスクラ
ンブルは各フィールドの画像の中で完結した変換である
ことを特徴とする請求項7記載の動画像復号方法。
10. The moving picture decoding method according to claim 7, wherein the descrambling in the second step is a complete conversion in an image of each field.
【請求項11】 上記第3のステップにおいて挿入する
冗長フィールドに関する情報を電子透かし情報として映
像から抽出する第5のステップをさらに具備し、 上記第5のステップは上記第1のステップよりも後でか
つ上記第3のステップよりも前に処理されることを特徴
とする請求項7記載の動画像復号方法。
11. A fifth step of extracting information on a redundant field to be inserted in the third step from a video as digital watermark information, wherein the fifth step is performed after the first step. 8. The moving picture decoding method according to claim 7, wherein the processing is performed before the third step.
【請求項12】 符号化動画像データを復号してそれぞ
れが2つのフィールドから構成されるフレーム構造の動
画像を得る動画像復号方法であって、 符号化動画像データを圧縮復号する第1のステップと、 上記第1のステップによる復号処理後に、映像をデスク
ランブルする第2のステップとを具備し、 上記第2のステップにおけるデスクランブルは、各フィ
ールドの中で完結した変換であり且つ各フレームを構成
する2つのフィールドで同一の変換であることを特徴と
する動画像復号方法。
12. A moving picture decoding method for decoding a coded moving picture data to obtain a moving picture having a frame structure composed of two fields, wherein a first method for compressing and decoding the coded moving picture data is provided. And a second step of descrambling the video after the decoding process in the first step, wherein the descrambling in the second step is a complete conversion in each field, and A moving image decoding method characterized in that the same conversion is performed in the two fields constituting (i).
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