JP2532819B2 - 暗号化されたｔｖ信号を復号する装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上分野】本発明は、テレビジョン信号の受信の分
野に関し、特に、暗号化されたテレビジョン信号の復号
を行なう装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン信号は、ライン走査法の結
果として生成され表示される。画像情報は、時間的に逐
次送出される一連の進行水平ラインを用いて走査され
る。送出される信号は、ラインの各点と対応する明るさ
の強さの連続するアナログ量である。このような信号は
図１に示されるが、同図から、一連の標準の走査ライン
において、２つの隣接するアクティブ・ライン期間（ビ
デオ情報が伝達される期間）がビデオ情報が送出されな
い期間により分離されることが判る。このビデオ情報が
送出されない期間は帰線消去期間として知られ、受信機
における走査装置を走査ライン開始位置ヘリセットさせ
るために導入される。

【０００３】典型的なカラー・テレビジョン信号におい
ては、このアクティブ・ライン期間は、３つの独立的な
カラー成分の瞬時値を同時に表わす１つの信号を含んで
いる。３つのカラー成分を１つの信号に符号化する方法
は、北米、カナダ及び日本において標準化されている。
この方法はＮＴＳＣ規格として知られる。ＰＡＬ及びＳ
ＥＣＡＭとして知られる別の規格が他の国で採用されて
きたが、これらの規格は各走査線における帰線消去期間
及びアクティブ・ライン期間を含むＮＴＳＣ規格と同じ
基本フォーマットを有する。

【０００４】特に衛星及びケーブルによる送信のため
の、現存する諸規格と比較して改良された画質をもたら
す他の形式のアナログ・ビデオ信号について現在研究が
進められている。これらの信号は、走査線のアクティブ
・ライン期間における３つの独立するカラー成分の時間
的な多重化に基いている。ＮＴＳＣ、ＰＡＬまたはＳＥ
ＣＡＭ規格を用いて３つの成分を１つの信号に符号化す
る代わりに、これら成分を時間圧縮法を用いて逐次送出
する。この形式の信号の１つの変更例は、ＭＡＣ（Ｍａ
ｌｔｉｐｌｅｘｅｄ Ａｎａｌｏｇｕｅ Ｃｏｍｐｏｎ
ｅｔｓ）として知られる。時間圧縮法により生成される
信号もまた、各走査ラインにおける帰線消去期間及びア
クティブ・ライン期間の存在を含むＮＴＳＣ、ＰＡＬ及
びＳＥＣＡＭ規格と同じ基本フォーマットに固執するも
のである。ＭＡＣ信号が用いられる場合、図２のａ及び
図２のｂにおける点線で示されるように、帰線消去期間
中にディジタル・データをも送出できることは注目すべ
きである。

【０００５】ＮＴＳＣ規格におけるカラー・ビデオ信号
放送は、画像情報が２つの成分、即ち輝度即ち明るさ
と、クロミナンス即ち色差とに分けられることを必要と
する。図１０は、輝度信号５２とクロミナンス信号５４
とからなる典型的なＮＴＳＣ方式の複合カラー・テレビ
ジョン信号５０を簡単に示す振幅と周波数の関係図であ
る（複合テレビジョン信号では、クロミナンス情報は副
搬送波に載せられる）。この信号は、画像搬送波５６が
帯域の下限より１．２５ＭＨｚ上の６ＭＨｚの公称帯域
巾を占有する。輝度情報は、画像搬送波５６に対して直
接変調されるが、クロミナンス情報は画像搬送波５６の
変調に更に用いられる色副搬送波５８に対して変調され
る。色副搬送波５８は、ＮＴＳＣ方式により確立された
規格である３．５７９５４５ＭＨｚの周波数を有する。
音響情報は、帯域の上限に近い別の副搬送波４０に載せ
られる。

【０００６】図１０においてラベルＡで示される領域
は、輝度信号５２とクロミナンス信号５４との間の重な
りを表わす故に特に重要である。輝度とクロミナンスの
分離は周波数分離多重化信号を濾波することにより行な
われるため、２つの信号の間のＡのような重なりはいく
つかの問題を招く。もし受信時に輝度とクロミナンスと
の間の完全な分離が求められるならば、必要な濾波操作
は両方の信号における情報の一部の喪失を生じることに
なる。一方、もし情報の喪失に耐えられないとすれば、
輝度信号とクロミナンス信号との間の干渉を受入れなれ
ばならない。更に、ＮＴＳＣ方式テレビジョン信号の各
部が異なる周波数で送出されるため、送信中に生じる位
相偏移がこれらに対して様々に影響を及ぼし、信号の劣
化を生じることになる。また、使用可能な色情報は許容
される小さな色帯域巾によって著しく制限される。

【０００７】本願の出願人が１９８４年９月２１日に出
願した米国特許第６５２，９２６号において論述される
ように、上記のＭＡＣ規格はＮＴＳＣ規格と関連する諸
問題の克服のため開発されたものである。ＭＡＣ方式カ
ラー・テレビジョン信号は第図１１に示されるが、同図
は６３．５６μ秒の周期の単一のビデオ・ラインの振幅
と時間との関係図である。最初の１０．９μ秒は水平帰
線消去期間（ＨＢＩ）６２内にあり、その間は画像情報
が送信されない。ＨＢＩ６２の後にはクロミナンス信号
６４と輝度信号６６があり、そのいずれか一方を時間圧
縮することができる。クロミナンス信号６４と輝度信号
６６間には０．２８μ秒のガードバンド６８があり、こ
の２つの信号間の干渉の阻止を助ける。

【０００８】図１１のＭＡＣ方式カラー・テレビジョン
信号は、従来の輝度信号とクロミナンス信号を生成する
ことにより（従来のＮＴＳＣその他の複合カラー・テレ
ビジョン信号を得るため行なわれるように）、次いでこ
れら信号を個々にサンプリング及び記憶させることによ
り得られる。輝度は輝度サンプリング周波数においてサ
ンプリングされ、輝度記憶装置に記憶され、クロミナン
スはクロミナンス・サンプリング周波数においてサンプ
リングされてクロミナンス記憶装置に記憶される。次い
で、輝度またはクロミナンスのサンプルは、これらをそ
の個々のサンプリング周波数で記憶装置に書込みかつこ
れらを記憶装置から更に高い周波数で読出すことにより
時間的に圧縮することができる。マルチプレクサは、輝
度記憶装置またはクロミナンス記憶装置のいずれかをア
クティブ・ライン期間中の適当な時点で読出しのため輝
度記憶装置またはクロミナンス記憶装置を選択し、これ
により図１１のＭＡＣ信号を生成する。必要に応じて、
音響サンプルをＨＢＩ間に送信することもでき、これら
のサンプルはビデオ・サンプルと同様に多重化される
（圧縮することができる）。全てのサンプルが多重化Ｍ
ＡＣ信号において生じるサンプル速度はＭＡＣサンプリ
ング周波数と呼ばれる。

【０００９】図１１のＭＡＣフォーマットは図１及び図
１０の複合テレビジョン信号の諸問題を克服するが、従
来技術においても、指定されたユーザのみが情報の復号
及び表示ができるようにビデオ信号の機密暗号化の必要
が存在する。典型的な暗号化システムにおいては、暗号
化される信号の１つ以上のパラメータが送信側で決定さ
れるパターンに従って変調される。このパターンは一般
に、徹底的な調査によりパターンを発見することがほと
んど起こり得ないように多数の種類の類似パターンの一
部である。暗号化のため使用されるパターンの正確な記
述は、元の情報を発見することができる指定された受信
機に対して送られる。このパターンの記述は、当技術に
おいては「暗号化キー」として知られ、暗号化キーを指
定されたユーザに通知するプロセスは「キーの配布」と
して知られる。

【００１０】図１に関しては、当技術において周知の種
々の暗号化法について記述する。図１に示されるよう
に、アクティブ・ライン期間中のビデオ信号に下記によ
り表わすことができる。即ち、 ｙ＝ｆ（ｔ） 但し、ｙ＝振幅、ｔ＝時間である。

【００１１】信号の振幅（ｙ）及びこの信号が生じる時
間（ｔ）を知ることは、ライン走査システムにおいてビ
デオ信号を正確に再生するために必要である。

【００１２】暗号化法は下記の如く分類することができ
る。即ち、 （１） 予め定めたパターンに従って送信される信号の
振幅（ｙ）を変調するもの。

【００１３】ｙ’＝ｇ（ｆ） 但し、ｆ＝ｆ（ｔ） この手法の事例は無作為に選択されたラインの振幅の逆
数を含む。即ち、 ｙ’＝ｇ（ｆ）＝−ｆ （２） チャネルを介して信号を送信する時間を変調す
るもの、即ち ｙ’＝ｆ（ｔ’） この手法の事例は、予め定めたパターンによるテレビジ
ョン・ラインの並べ換えを含む。即ち、 ｙ’＝ｆ（ｔ−ｄ） （３） 振幅及び送信時間の双方を変調するもの。

【００１４】信号を送るチャネルが非線形であるとき、
第１のカテゴリ（振幅の偏差）からの暗号化法は歪みを
生じることが判った。この場合、振幅（ｙ）は本例にお
いて使用されるスクランブル関数に従って種々の振幅に
よりスクランブルされたチャネルにおいて表わされる。
従って、チャネルの非線形性は、受信機におけるビデオ
情報の不完全な再生の原因となる。振幅の非線形性はよ
くあることであるため、最適な暗号化アルゴリズムは２
番目のカテゴリ、特に下記のサブセットから選択される
べきことが判った。即ち、 ｙ’＝ｆ（ｔ−ｄ） 但し、ｄは各標準のラインにおいて一定である。この場
合、チャネルは歪められない信号を受け、信号が生じる
時間のみがスクランブルされる。ほとんど全てのチャネ
ルが実質的に「時間的に不定である」ため、この手法は
ほとんど歪みはを生じしない。このシステムはタイムベ
ース・スクランブリングとして知られる。

【００１５】これまで使用されたタイムベース・スクラ
ンブリングの明瞭な方法は、画像内にテレビジョン・ラ
インを記録することである。前の式におけるｄが整数本
のライン期間であるとき生じるこの方法は、受信機にお
ける画像の再生が多数のテレビジョン・ラインの記録を
必要とする故に複雑であり、高価であり、かつ構成が難
しい。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の全体
的な目的は、暗号化されたテレビジョン信号を復号する
ための装置及び方法を提供することにある。

【００１７】本発明の特定の目的は、比較的簡単であり
構成が容易であるテレビジョン信号のタイムベース・デ
スクランブリングを行なうための装置及び方法を提供す
ることにある。

【００１８】本発明の別の特定の目的は、低コストで構
成ができると同時に動作が信頼できるテレビジョン信号
のタイムベース・デスクランブリングを行なう装置及び
方法を提供することにある。

【００１９】本発明の更に別の目的は、非常に少ないテ
レビジョン・ラインしか受信機に記憶させることを必要
としないテレビジョン信号のタイムベース・デスクラン
ブリングを行なうための装置及び方法を提供することに
ある。

【００２０】本発明の他の目的は、暗号化されたテレビ
ジョン信号を復号してテレビジョン受信機に表示するた
めの装置及び方法を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の上記及び他の目
的は、暗号化されたテレビジョン信号を復号することに
より達成される。暗号化されたＭＡＣ規格テレビジョン
信号は遠隔の受信機に対して送信される。本発明によれ
ば、受信機の側では、このＭＡＣ規格テレビジョン信号
を使用して例えばＮＴＳＣ信号の如き暗号化の解除され
た信号を生成し、テレビ受信機に表示する。

【００２２】例えば、ＭＡＣ規格テレビジョン信号は、
輝度信号及び色差信号を個々にサンプリングして記憶す
ることにより送信機において生成される。輝度信号は輝
度サンプリング周波数においてサンプルされて輝度記憶
装置に記憶され、色差信号はクロミナンス・サンプリン
グ周波数においてサンプルされてクロミナンス記憶装置
に記憶される。輝度信号及び色差信号のサンプルは、こ
れらをその個々のサンプリング周波数で記憶装置に書込
み、これらをより高い周波数で記憶装置から読出すこと
により時間的に圧縮される。マルチプレクサは、読出し
のためビデオ・ラインのアクティブ・ライン期間中の適
当な時点で輝度記憶装置又はクロミナンス記憶装置のい
ずれかを選択し、これにより暗号化されたＭＡＣ規格テ
レビジョン信号を生成する。ＭＡＣ規格テレビジョン信
号は、暗号化キーに従って輝度信号及び（又は）色差信
号がその記憶装置から読出される開始時間を変更するこ
とにより暗号化される。本発明によれば、遠隔側即ち受
信機側においては、復号された信号、例えばＮＴＳＣ信
号を作り、テレビジョン送信機側で暗号化されたテレビ
ジョン信号を生成するため使用されるものと同じ方法及
び装置を用いてテレビジョン受信機に表示する。これ
は、入力する輝度信号及びクロミナンス信号を個々の記
憶装置に記憶させることによって達成される。これは信
号は、所要のフォーマット即ちＮＴＳＣ規格と対応する
周波数で記憶装置から読出される。信号は、輝度信号及
び（又は）色差信号がそれらの各記憶装置から復号キー
に従って読出される開始時間を変更することにより復号
される。

【００２３】こうした、遠隔受信機に対して暗号化テレ
ビジョン信号を生成して送信し、復号された信号を受信
機に表示するテレビジョン放送システムは、比較的少な
い構成部分を使用し、構造が比較的簡単でありかつ作動
の信頼性が更に大きく、コストが安い。

【００２４】

【実施例】本発明の復号方法は、図２のａ乃至ｃに示し
た如き変更可能な走査線の期間の偏差及び使用に基いて
いる。図２のａによれば、ラインＮ及びＮ＋１のアクテ
ィブ・ビデオ成分の部分がラインＮ＋１の帰線消去期間
と共に示されている。図２のａに示されるラインは標準
的な長さのもので、従って標準的帰線消去期間を含む。
前に述べたように、また図２のａに点線の輪郭線で示さ
れるように、帰線消去期間の代わりに、ディジタル・デ
ータの送信のための標準的な長さの期間がある。

【００２５】最短長さのラインは図２のｂに示され、標
準的な帰線消去期間またはディジタル・データ送信期間
を実質的に除去することにより得られる。

【００２６】延長された長さのラインは図２のｃに示さ
れ、標準的な帰線消去期間またはディジタル・データを
示す図２のｃにおける点線である図２のａに示したディ
ジタル・データ送信の期間を増加することにより得られ
る。

【００２７】図２のｃに示される形式の延長された長さ
のラインは、帰線消去期間が図２のｂの帰線消去期間の
２倍である場合に簡単なハードウェアにより得ることが
できる。実際に、図２のｃの延長された長さのラインが
このようなラインであり、図２のａの標準的なラインの
帰線消去期間の２倍である。

【００２８】暗号化は、最短の長さ及び延長された長さ
のラインを得るように、あるラインの帰線消去期間を変
更することにより達成される。従って、送信されるテレ
ビジョン信号は、暗号化キーによる全ての３つの異なる
長さのラインからなっている。

【００２９】平均のライン長が標準的なライン長と等し
くなることが、ある指定された期間にわたって必要であ
る。即ち長いライン及び短いラインが相互に打消しある
いは均衡しなければならない。この期間は重要ではな
い。これは、例えば１フィールドまたは１フレームでよ
く、あるいは更に長い期間でもよい。しかし、この期間
が長くなれば、受信機が信号にロックするに要する時間
も長くなることになる。

【００３０】図２のａ乃至ｃは帰線消去期間が標準、零
及び標準の２倍である暗号化の態様を示しているが、標
準の２倍以上の帰線消去期間、標準の１と２倍の間の帰
線消去期間、又は、零と標準の間の帰線消去期間が使用
できる。また、標準より長い多数の異なる帰線消去期間
も存在し得る。しかし、一般には、標準の帰線消去期間
と２本以上置きの帰線消去期間との使用は、ハードウェ
アが更に複雑となるという犠牲の上でのみ可能である。

【００３１】別の態様においては、標準の長さのライン
は用いられず、即ち全てのラインの帰線消去期間は長い
か短いかである。このため、テレビジョン信号は、帰線
消去期間に蓄積した偏差に等しい時間遅れを除き全ての
アクティブ・ビデオ・ラインが変更されずに送信される
信号を生じるように、暗号化キーに従って修正される。
更に、暗号化キーによって決定されるように、あるライ
ンは帰線消去期間を変更しないままであり、他のライン
の帰線消去期間は延長され、更に他のラインの帰線消去
期間は短縮される。暗号化されたテレビジョン信号は、
これらのラインの全てからなり、暗号化キーはどのライ
ンが標準のラインであり、どのラインが長いラインであ
り、どのラインが短いラインであるかを示しているの
で、受信信号の復号が可能になる。

【００３２】別の１つの条件が低コストの受信機を保証
するため要求される。この条件は、帰線消去期間の累積
した変化量が如何なる時も０乃至１ラインの範囲内に止
まるべきであるということである。この制約により、受
信機に達するラインは元の信号即ち暗号化前の信号の再
現に用いられる前に１ライン以上の遅れを必要としな
い。しかし、これは本発明の制約ではないことを理解す
べきである。もしある時点の帰線消去期間における累積
変化量が１ライン以上であるならば、累積変化量を記憶
し得る装置が使用できることを確保することが必要であ
る。この要件は単純にコストの上昇及び複雑さの増加を
もたらす。

【００３３】帰線消去期間のうちには完全にあるいは部
分的に除去されるものがあるので、受信機において帰線
消去信号波形を再生することが必要である。これは、単
に電子メモリーを使用して達成することができる。更
に、例えばＮＴＳＣ方式信号の場合には、帰線消去期間
の再生はライン同期信号及びカラー・バースト信号の再
生が必要となる。しかし、これは従来技術を用いて行な
うことができ、本発明の一部をなすものではない。本発
明においては、暗号化キーと同じものである復号キーを
用いてアクティブ・ビデオ成分を相互にその適正な時間
関係で復元すると、ビデオ信号に対し正しく調時された
同期信号及びバースト信号を既知の手段により容易に加
えることができる。

【００３４】ディジタル・データが帰線消去期間となる
期間に存在する場合には、ディジタル・データが本発明
の実施により失われることが図２のｂから判る。しか
し、このデータは失われるのではなく、例えば図２のｃ
に示されるように、標準のディジタル・データ期間より
長い間送出される。

【００３５】上記の暗号化と本発明に係る復号とは、公
知の手法、装置及び構成素子を用いて多くの方法で実現
することができる。このため、例えば図３によれば、Ｔ
Ｖカメラにより生じるテレビジョン信号は、ライン記憶
装置１４に対してそのディジタル出力が与えられる任意
のアナログ−デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）１３に対
して与えられる。ライン記憶装置１４の出力は任意のデ
ィジタル−アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）に対して与
えられ、アナログ形式の暗号化されたテレビジョン信号
である該コンバータの出力は送信機１６へ供給され、例
えばサテライトに対して放送される。ライン記憶装置１
４におけるテレビジョン信号を暗号化するための暗号化
キーは、テレビジョン信号の帰線消去期間を変化させる
符号化・タイミング回路１８に対し与えられる。

【００３６】暗号化された信号は、ケーブル・ヘッド端
部の受信機１９により受信されて任意のＡＤＣ２０に供
給され、そのディジタル出力はライン記憶装置２１に与
えられる。ライン記憶装置２１の出力は任意のＤＡＣ２
２に対して与えられる。ＤＡＣ２２の出力は、カメラ１
２の出力側に得られるものとあらゆる点から同じ復号さ
れたＴＶ信号であり、ケーブル加入者に対してケーブル
を介して与えられる。ライン記憶装置２１におけるテレ
ビジョン信号を復号するための、暗号化キーと同じであ
る復号キーは、短縮され又は延長された帰線消去期間を
図２のａに示される標準長さに復元する復号・タイミン
グ回路２３に対して送られる。

【００３７】テレビジョン信号が例えばＮＴＳＣ方式信
号である場合には、ライン及びフィールド同期信号及び
カラー・バースト信号を復元することが必要となる。こ
の機能は、帰線消去期間再生回路２４によって行なわれ
る。

【００３８】テレビジョン信号は、アナログまたはディ
ジタルのいずれかの形式で処理することができる。ライ
ン記憶装置１４及び２１は、信号のフォーマットに依存
することになる。このため、もしテレビジョン信号がア
ナログ形式であるならば、ライン記憶装置１４及び２１
は所謂バケット・ブリゲード・デバイスでよいが、もし
ＴＶ信号がディジタル形式であるならば、ライン記憶装
置１４及び２１はシフトレジスタ、少なくとも１それに
ラインの記憶容量を有するＲＡＭあるいはＣＣＤ記憶装
置でよい。

【００３９】図８は、暗号化されたテレビジョン信号を
復号するための本発明に係るシステムを更に詳細に示し
ている。

【００４０】図９は、復号（または暗号化）キーがライ
ン長を変化させるためにどのように使用されるかを示し
ている。この復号キー（図示した実施例においては、１
フレームに１回更新される）は、疑似乱数生成回路に対
する始動ベクトルとして使用される。この回路は、（Ｎ
ＴＳＣ規格の場合）復号キーに基く一連の５２５の乱数
を生じる。次に、これらの乱数は、線種選択回路におい
て、ライン毎に１回増分されるカウンタから得られる情
報と組合される。この回路は、次のラインに対する線種
を選択する（即ち帰線消去期間の長さを決定する）。こ
の情報は、次にライン長さ制御装置に対して送られる。
この装置は、その時のフレームの開始時を基準にしてラ
イン長の総合偏差値を監視し、この特定の実施例におい
ては下記の２つの条件が満たされることを保証する。

【００４１】（１） 総合偏差値が１つの完全なビデオ
・ラインを越えない（ＮＴＳＣ方式信号の場合は６３．
５６μ秒）こと。

【００４２】（２） フレームの終わりにおける総合偏
差値は零であること。

【００４３】従って、ライン長さ制御装置は、水平カウ
ンタ及びその関連するデコーダに対して情報を提供す
る。これにより、カウンタ及びデコーダはその時のライ
ンに対する正しいライン記憶制御信号を生成することが
できる。

【００４４】前に指摘したように、テレビジョン信号の
送信のためのＭＡＣ規格の使用は、ＮＴＳＣ規格と関連
する諸問題の多くを除去する。図１２は、輝度信号及び
クロミナンス信号を圧縮しまたは圧縮解除してＭＡＣ規
格テレビジョン信号を生じるため使用することができる
ライン記憶装置のブロック図である。この記憶装置は、
輝度信号又はクロミナンス信号即ち色差信号を受取る共
通の入力３５と結合された１対の記憶素子３３、３４か
らなる。記憶素子３３及び３４は、当該技術において周
知の多数の記憶素子から選択することができ、図１２に
おいてはＣＣＤ記憶素子として示されている。記憶素子
３３及び３４は、各クロック信号３０、３１及びセレク
タ・スイッチ３６に結合されている。スイッチ３６は、
２極単投（ＤＰＳＴ）型の機能を有する当技術において
は周知の電子スイッチまたはマルチプレクサである。記
憶素子３３、３４の各出力線はスイッチ３６に結合され
ており、出力選択信号３２によって制御されて出力線３
７に対して選択的に接続される。

【００４５】図１２のライン記憶装置は信号の圧縮及び
圧縮解除の両方に使用することができるが、この装置は
以下本文においては圧縮を行なうものとして記述する。
信号、例えば輝度信号が入力３５に生じると、クロック
信号３０は予め定めた入力サンプリング周波数で記憶素
子３３に対して予め定めた数の輝度サンプルを書込ませ
る。適当なサンプル数は７５０であること、また例えば
ＮＴＳＣ規格による輝度信号の場合の適当な入力サンプ
リング周波数は、１４．３２ＭＨｚであることが判っ
た。記憶素子３３が入力する輝度信号を記憶しつつある
のと同時に、クロック信号３１は記憶素子３４の内容
（前の走査ラインからの輝度信号）を予め定めた出力サ
ンプリング周波数でスイッチ３６を介して出力線３７へ
読出させる。適当な出力サンプリング周波数は２１．４
８ＭＨｚであることが判った。次の走査ラインの期間
に、７５０の輝度サンプルが１４．３２ＭＨｚの入力サ
ンプリング周波数のクロック信号３１により記憶素子３
４に対して書込まれる。同時に、記憶素子３３に記憶さ
れる輝度サンプルは、２１．４８ＭＨｚの出力サンプリ
ング周波数でクロック信号３０により出力線３７に対し
読出される。１対の記憶素子を有する別のライン記憶装
置が色差信号（即ち、クロミナンス信号）の圧縮のため
使用され、同様に作動する。

【００４６】図１３は、記憶素子３３、３４と、その動
作を制御するため用いられるクロック信号とのブロック
図である。

【００４７】図１４は、上記の暗号化のために使用する
ことができるエンコーダのブロック図で、輝度信号及び
クロミナンス信号を記憶し、次いで読出すための図１２
に示されるライン記憶装置を含む。図示の如く、３つの
カラー・テレビジョン信号即ち輝度信号（Ｙ）及び２つ
の色差信号（Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙ）がテレビジョン信号源
から得られ、それぞれ低域フィルタ１００ａ、１００ｂ
及び１００ｃにおいて濾波される。濾波された信号は、
次いでＡ−Ｄコンバータ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ
において適当な入力サンプリング周波数でサンプリング
される。

【００４８】垂直フィルタ１０４及び１０６は、それぞ
れ色差のディジタル信号（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）の垂
直方向の補間を行ない、その後これらの信号はマルチプ
レクサ１０８により交互に選択されて送出される。ＭＡ
Ｃテレビジョン信号を作るためには、この２つの色差信
号の一方のみをラインにおいてクロミナンス信号として
送る必要がある。

【００４９】ディジタル輝度信号及びクロミナンス信号
が次に上記の如く圧縮される。輝度データが輝度記憶装
置３８ａに対し書込まれ、これから読出される。クロミ
ナンス・データはクロミナンス記憶装置３８ｂに対して
書込まれ、これから読出される。

【００５０】マルチプレクサ１１８は、４組の信号、即
ち輝度、クロミナンス、音響及び同期の信号を受取る。
次いでマルチプレクサ１１８はこれらの信号をＭＡＣビ
デオ・ラインに含ませるため適当な時点において選択す
ることにより、これらの信号を組合せる。多重化操作の
後、信号はＤ−Ａコンバータ１２０においてアナログ信
号に復元され、低域フィルタ１２２において濾波され、
ＭＡＣカラー・テレビジョン信号として出力される。

【００５１】図１５は、暗号化されたＭＡＣテレビジョ
ン信号を本発明により復号することができる、図１２に
示されるライン記憶装置を含むデコーダのブロック図で
ある。入力されたテレビジョン信号は最初にデマルチプ
レクサ３００に入り、このデマルチプレクサはこれから
の輝度信号及びクロミナンス信号、音響信号及び同期信
号を分離する。輝度信号は、輝度記憶装置３８ａへ送ら
れ、ここで圧縮解除され、次いで低域フィルタ３０４へ
送られてここで濾波される。次いでアナログ輝度信号は
出力インターフェース３０６へ進む。輝度信号の圧縮解
除に必要なサンプリング信号はタイミング発生器３０８
において生成され、２つのクロック・ドライバ３１０に
よって輝度記憶装置３８ａに対して送られる。

【００５２】デマルチプレクサ３００からのクロミナン
ス信号もまたクロミナンス記憶装置３８ｂにおいて圧縮
解除される。別個の出力から２つの色差信号が出力さ
れ、これらの色差信号は２つの低域フィルタ３１４にお
いて濾波され、次いで出力インターフェース３０６に対
して与えられる。必要なサンプリング信号がタイミング
発生器３０８から３つのクロック・ドライバ３１０を経
てクロミナンス記憶装置３８ｂに対し与えられる。

【００５３】輝度信号又はクロミナンス信号を構成しな
い信号も、デマルチプレクサ３００によって入力テレビ
ジョン信号から分離される。出力インターフェース３０
６は、輝度信号を低域フィルタ３０４から、クロミナン
ス信号を低域フィルタ３１４から、またタイミング信号
をタイミング発生器３０８から受取る。その出力は標準
的なＮＴＳＣ方式のカラー・テレビジョン信号である。

【００５４】以上のように、図１２のライン記憶装置
は、ＭＡＣ信号を生成する間に送信機においてテレビジ
ョン信号を暗号化するため、及び、生成されたテレビジ
ョン信号を受信機において復号して表示するために本発
明において使用することができる。つまり、図１２のラ
イン記憶装置は、記憶装置１４に対して暗号化された信
号を生成し、記憶装置２１に対して復号された信号を生
成するため、図３に示された記憶装置１４、２１を置換
するため使用することもできる。図９に示されるよう
に、復号キー（又は暗号化キー）は、ライン記憶装置に
対する制御信号の生成を制御する回路２３に対して与え
られる。これらの信号は、クロック信号３０、３１及び
出力選択信号３２を含む。ライン記憶装置内の記憶素子
として使用されるメモリーの種類に応じて、制御信号は
読出し信号、書込み信号及びメモリー・リフレッシュ信
号を含むことができる。

【００５５】図１６のａ及びｂは、図１２のライン記憶
装置に入力され、そこから出力される信号を示す図であ
る。図の内容及び説明を簡単にするため、ライン記憶装
置は輝度信号を圧縮するため使用され、標準的な走査ラ
インの長さは６４μ秒であり、水平帰線消去期間の長さ
は１２μ秒とする。このため、走査ラインのアクティブ
・ライン部分またはビデオ部分の長さは５４μ秒とな
る。図１６のａは記憶素子３３の、図１６のｂは記憶素
子３４の動作を夫々示している。

【００５６】図１６のａに示されるように、輝度のサン
プルは走査線の５２μ秒にわたる１４．３２ＭＨｚのサ
ンプリング周波数において生じ、記憶素子３３に記憶さ
れる。暗号化キーによる遅れの後、これらのサンプルは
２１．４８ＭＨｚのサンプリング周波数において読出さ
れる。サンプリング周波数が高くなる程、サンプルは読
込まれたよりも遥かに速く読出され、即ち入力するサン
プルは読込みに５２μ秒を要したが、読出しには僅かに
３４μ秒しか要さない。従って、入力する輝度信号の圧
縮が達成され、これによりＭＡＣ規格の信号の輝度部分
を生じる。サンプルの読出しが暗号化キーに従って遅延
されるため、ＭＡＣ信号もまた同時に暗号化される。図
１６のａから判るように、記憶されたサンプルを読出す
前の遅れの長さは０乃至３２μ秒の範囲で変化し得る。
３２μ秒より長い遅れは、記憶のため新たな走査ライン
の到着前にサンプルを完全に読出すことを許さないこと
になる。

【００５７】１つの記憶素子が輝度サンプルを読込みつ
つあり、他の記憶素子がＭＡＣ規格フォーマットから輝
度サンプルを読出しつつある間、記憶素子３３及び３４
は並列状に動作する。このため、各記憶素子は交互の走
査ライン上で動作する。

【００５８】同様に、図１２のライン記憶装置は、受信
機において信号の圧縮解除中に信号を復号するために使
用することができる。この場合、輝度信号はライン記憶
装置に対し、２１．４８ＭＨｚで読込まれ、信号の圧縮
解除のため、１４．３２ＭＨｚで読出されることにな
る。この読出し時間は、信号を同時に復号するため復号
キーに従って制御することができる。

【００５９】復号後のテレビジョン信号のケーブル分配
は本発明特有のものでないことは理解されよう。図４
は、ユーザの場所例えば家庭におけるアンテナ２６によ
り暗号化された信号が受取られ、この場所において復号
されてＴＶ受信機２５に対して与えられる構成を開示し
ている。

【００６０】図６は、暗号化されたテレビジョン信号を
復号するための本発明による復号システムの一形態を示
す。この場合のライン記憶装置２１は１ラインのＲＡＭ
である。構成素子２７及び２８は単なる低域フィルタで
ある。図６のシステムにおいては、読出し及び書込みの
サイクルは各ラインにおいて独立的に生じる。

【００６１】暗号化されたテレビジョン信号を復号する
ための本発明による他の形態の復号システムが図７に示
され、この場合の記憶装置は多数のシフトレジスタであ
る。第７図のシステムの場合は、読込み及び読出しサイ
クルが異なるラインにおいて生じる。図７のシステムも
またＣＣＤ手法を用いて実現することができる。

【００６２】図６の復号システムと類似するタイプの暗
号化システムが図５に示されている。明らかなように、
図７の復号システムと類似する暗号化システムもまた図
５に示されるものと同様に使用することができるが、そ
の記憶装置１４は図７に示される如く複数のシフトレジ
スタである。

【００６３】本発明の望ましい実施態様について本文に
機能し示したが、当業者は文尾の請求の範囲に記載の如
き本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく変更及び
修正が可能であることが理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】標準的なＮＴＳＣ方式テレビジョン信号を示す
図。

【図２】ａ〜ｃは、本発明において復号されるテレビジ
ョン信号の暗号化法を説明するための図。

【図３】本発明に係る復号システムと、それに対応する
暗号化システムとを全体的に示す図。

【図４】図３の暗号化システムとは別の暗号化システム
を示す図。

【図５】図３の暗号化システムとは更に別の暗号化シス
テムを示す図。

【図６】暗号化されたテレビジョン信号を復号するため
の本発明による係る復号システムを示す図。

【図７】暗号化されたテレビジョン信号を復号するため
の本発明に係る別の復号システムを示す図。

【図８】暗号化されたテレビジョン信号を復号するため
の本発明に係る復号システム及びその周囲の装置を示す
図。

【図９】ビデオ信号を暗号化するために、及び、本発明
により復号のために使用することができる装置を示す
図。

【図１０】典型的なＮＴＳＣ方式カラー・テレビジョン
信号を簡単な形態で示す振幅対周波数の関係図。

【図１１】典型的なＭＡＣ方式カラー・テレビジョン信
号の１つのテレビジョン・ラインを示す振幅対時間の関
係図。

【図１２】テレビジョンの走査ラインの圧縮または圧縮
解除のため使用することができるライン記憶装置を示す
ブロック図。

【図１３】図１２に示したライン記憶装置を制御するた
め使用されるクロック信号を示すブロック図。

【図１４】暗号化のために使用することができるエンコ
ーダのブロック図。

【図１５】暗号化されたテレビジョン信号を本発明にお
いて復号するのに使用することができるデコーダのブロ
ック図。

【図１６】ａ〜ｃは、図１２のライン記憶装置に関して
入出する信号を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルーカス，ケイス カナダ国オンタリオ州エル０ジー・１テ ィー０，オーク・リッジス，ビューフォ ート・ヒルズ・ロード 41

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 暗号化されたＭＡＣ規格テレビジョン信
   号を復号し、暗号化を解除されたＮＴＳＣテレビジョン
   信号を生成するためのＮＴＳＣ装置において、 輝度情報と色差情報とを前記暗号化されたＭＡＣ規格テ
   レビジョン信号から選択的に分離するデマルチプレクサ
   装置と、 前記デマルチプレクサ装置に結合され、第１の記憶装置
   と第２の記憶装置とを備え、１ラインの前記輝度情報を
   記憶する輝度記憶装置と、 前記デマルチプレクサ装置に結合され、第３の記憶装置
   と第４の記憶装置とを備え、１ラインの前記色差情報を
   記憶するクロミナンス記憶装置と、 前記輝度記憶装置に記憶された輝度情報と前記クロミナ
   ンス記憶装置に記憶された色差情報とを組み合わせて前
   記ＮＴＳＣ規格テレビジョン信号を生成する出力インタ
   ーフェース装置と、 前記第１の記憶装置に結合された第１のクロック信号装
   置と、 前記第２の記憶装置に結合された第２のクロック信号装
   置と、 前記第３の記憶装置に結合された第３のクロック信号装
   置と、 前記第４の記憶装置に結合された第４のクロック信号装
   置と、を具備し、 前記第１のクロック信号装置は、前記第２のクロック信
   号装置が前記第２の記憶装置に記憶された輝度情報を前
   記出力インターフェース装置へ出力させるときに前記第
   １の記憶装置に現在の輝度情報を記憶させるようになさ
   れ、 前記第２のクロック信号装置は、前記第１のクロック信
   号装置が前記第１の記憶装置に記憶された輝度情報を前
   記出力インターフェース装置へ出力させるときに前記第
   ２の記憶装置に現在の輝度情報を記憶させるようになさ
   れており、 前記第１のクロック信号装置と前記第２のクロック信号
   装置とはそれぞれ、所定の第１の数のサンプルの前記輝
   度情報を所定の第１の周波数で前記第１の記憶装置と前
   記第２の記憶装置とに記憶させ、記憶された輝度情報を
   所定の第２の周波数で前記出力インターフェース装置へ
   出力させるようになされており、 前記第１のクロック信号装置と前記第２のクロック信号
   装置とは、前記第１の記憶装置と前記第２の記憶装置と
   に記憶された輝度情報の前記出力インターフェース装置
   への出力を復号キーにしたがって遅延させるように動作
   し、 前記第３のクロック信号装置は、前記第４のクロック信
   号装置が前記第４の記憶装置に記憶された色差情報を前
   記出力インターフェース装置へ出力させるときに前記第
   ３の記憶装置に現在の色差情報を記憶させるようになさ
   れ、 前記第４のクロック信号装置は、前記第３のクロック信
   号装置が前記第３の記憶装置に記憶された色差情報を前
   記出力インターフェース装置へ出力させるときに前記第
   ４の記憶装置に現在の色差情報を記憶させるようになさ
   れており、 前記第３のクロック信号装置と前記第４のクロック信号
   装置とは、前記第３の記憶装置と前記第４の記憶装置と
   に記憶された色差情報の前記出力インターフェース装置
   への出力を前記復号キーにしたがって遅延させるように
   動作することを特徴とするＮＴＳＣ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のＮＴＳＣ装置であって、
   前記第３のクロック信号装置と前記第４のクロック信号
   装置とは、所定の第２の数のサンプルの前記色差情報を
   所定の第３の周波数で前記第３の記憶装置と前記第４の
   記憶装置とに記憶させ、記憶された色差度情報を所定の
   第４の周波数で前記出力インターフェース装置へ出力さ
   せるようになされていることを特徴とするＮＴＳＣ装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のＮＴＳＣ装置であって、
   前記所定の第１の数が７５０であり、前記所定の第１の
   周波数が１４．３２ＭＨｚであり、前記所定の第２の周
   波数が２１．４８ＭＨｚであることを特徴とするＮＴＳ
   Ｃ装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載のＮＴＳＣ装置であって、
   前記所定の第２の数が７５０であり、前記所定の第３の
   周波数が１４．３２ＭＨｚであり、前記所定の第４の周
   波数が２１．４８ＭＨｚであることを特徴とするＮＴＳ
   Ｃ装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載のＮＴＳＣ装置であって、
   前記第１〜第４の記憶装置がそれぞれＲＡＭメモリを備
   えることを特徴とするＮＴＳＣ装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載のＮＴＳＣ装置であって、
   前記第１〜第４の記憶装置がそれぞれ複数のシフトレジ
   スタを備えることを特徴とするＮＴＳＣ装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載のＮＴＳＣ装置であって、
   前記第１〜第４の記憶装置がそれぞれ複数のＣＣＤ素子
   を備えることを特徴とするＮＴＳＣ装置。
8. 【請求項８】 暗号化されたＭＡＣ規格テレビジョン信
   号を復号する装置において該ＭＡＣ規格テレビジョン信
   号を復号し、暗号化を解除された標準ＮＴＳＣテレビジ
   ョン信号を生成する方法であって、 前記暗号化されたＭＡＣ規格テレビジョン信号から輝度
   情報と色差情報とを分離するステップと、 １ラインの前記輝度情報を所定の第１のサンプリング周
   波数でライン記憶装置に記憶させるステップと、 １ラインの前記色差情報を前記所定の第１のサンプリン
   グ周波数で別のライン記憶装置に記憶させるステップ
   と、 復号キーによって決定された時間遅延の後に、前記ライ
   ン記憶装置からそこに記憶された輝度情報を所定の第２
   の周波数で出力インターフェースへ出力するステップ
   と、 前記復号キーによって決定された時間遅延の後に、前記
   別のライン記憶装置からそこに記憶された色差情報を前
   記所定の第２の周波数で前記出力インターフェースへ出
   力するステップと、 前記出力インターフェースにおいて前記輝度情報と前記
   色差情報とを組み合わせて、前記暗号化を解除された標
   準ＮＴＳＣテレビジョン信号を生成するステップと、を
   含むことを特徴とする方法。
9. 【請求項９】 請求項８記載の方法であって、１ライン
   の前記輝度情報が７５０個のサンプルからなることを特
   徴とする方法。
10. 【請求項１０】 請求項８記載の方法であって、１ライ
    ンの前記色差情報が７５０個のサンプルを含むことを特
    徴とする方法。
11. 【請求項１１】 請求項８記載の方法であって、前記所
    定の第１のサンプリング周波数が２１．４８Ｈｚであ
    り、前記所定の所定の第２のサンプリング周波数が１
    ４．３２ＭＨｚであることを特徴とする方法。