JP2596363B2 - 映像スクランブル装置および映像スクランブル解除装置 - Google Patents

映像スクランブル装置および映像スクランブル解除装置

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JP2596363B2 JP5329980A JP32998093A JP2596363B2 JP 2596363 B2 JP2596363 B2 JP 2596363B2 JP 5329980 A JP5329980 A JP 5329980A JP 32998093 A JP32998093 A JP 32998093A JP 2596363 B2 JP2596363 B2 JP 2596363B2
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/16Analogue secrecy systems; Analogue subscription systems
    • H04N7/167Systems rendering the television signal unintelligible and subsequently intelligible
    • H04N7/1675Providing digital key or authorisation information for generation or regeneration of the scrambling sequence

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、映像スクランブル装置
および映像スクランブル解除装置に関し、特に、離散コ
サイン変換(DCT:discrete cosine transform)符
号化および可変長符号化を用いた放送、通信衛星利用の
映像信号圧縮装置に適用される映像スクランブル装置お
よび映像スクランブル解除装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、DCT符号化および可変長符号化
を用いた圧縮映像信号の送受信システムは、図2に示す
ように、送信側装置101、受信側装置102および衛
星回線3とにより構成されている。
【0003】送信装置101は、アナログ映像信号V1
をディジタル映像信号V2に変換するA/D変換器11
と、変換されたディジタル映像信号V2を符号化し、ス
カラー量子化数D1、ブロックタイプD2、動き補償ベク
トルD3、有効データD4、ゼロラン数D5の各符号化信
号を出力するDCT符号化器12と、これらの符号化信
号の内のスカラー量子化数D1以外の各符号化信号をハ
フマン符号を用いて可変長符号化する可変長符号化器1
3と、可変長符号化された映像信号V3とスカラー量子
化数D1とを合成する合成器14、合成器14が合成し
た映像信号V4’を一時的に記憶し、発生情報量を制御
して処理速度を変換するバッファメモリ15と、バッフ
ァメモリ15を介した映像信号V4’と音声データAと
を合成して伝送路に合成信号D7’を出力する合成器1
16を有している。
【0004】送信装置101で、DCT符号化および可
変長符号化を用いて圧縮された映像信号は、衛星回線3
を介して受信装置102へ伝達される。
【0005】受信装置102は、送信側から送られてき
た合成信号D7'を映像信号V4'とその他の音声信号Aと
に分離する分離器121と、分離された映像信号信号V
4'を一時的に記憶し処理速度を変換するためのバッファ
メモリ22と、バッファメモリから出力された映像信号
V4'を、スカラー量子化数D1と可変長符号化された映
像信号V3を出力する分離器23と、可変長符号化され
た映像信号V3をハフマン符号を用いて可変長復号化
し、ブロックタイプD2、動き補償ベクトルD3、有効デ
ータD4、ゼロラン数D5を得る可変長復号化器24と、
これらの可変長復号化されたデータとスカラー量子化数
D1を用いてランレングス、スカラー量子化、予測変
換、DCT復号し、ディジタル映像信号V2’とするD
CT復号化器25と、DCT復号化されたディジタル映
像信号V2'をアナログ映像信号V1'に変換するD/A変
換器26とを有している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
DCT符号化および可変長符号化を用いたディジタル圧
縮映像信号の送信装置および受信装置では、信号の秘匿
性を持たないため、ケーブル送信、通信衛星利用の放送
等において、有料化や秘匿性通信が出来ないという問題
を伴う。
【0007】本発明は、ディジタル映像信号をDCT符
号化および可変長符号化すると共に、更にスクランブル
を加え、秘匿性通信を行うことのできる映像スクランブ
ル装置および映像スクランブル解除装置を提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の映像スクランブ
ル装置は、ディジタル化された映像信号を入力し符号化
処理を行い、複数種類の信号により構成される符号化信
号を出力するDCT符号化手段と、複数種類の信号のう
ちスカラー量子化数の信号を除いたブロックタイプ、動
き補償ベクトル、有効データ、ゼロラン数の各信号を入
力し、可変長符号化する可変長符号化手段と、任意のP
N初期値を発生する初期値発生手段と、PN初期値に基
づいたPN信号系列を発生するPN発生手段と、スカラ
ー量子化数の信号にPN信号系列を加算する加算手段
と、可変長符号化された映像信号と加算手段の出力信号
とを合成する第1の合成手段とを有し、スカラー量子化
数の信号にPN信号系列を加算して映像信号に秘匿性を
もたせることを特徴とする。
【0009】また、本発明の映像スクランブル解除装置
は、受信した合成信号から少なくとも映像信号とPN初
期値とを分離抽出する第1の分離手段と、分離された映
像信号をPN信号系列が加算されたスカラー量子化数と
可変長符号化された映像信号とに分離する第2の分離手
段と、この第2の分離手段により分離された映像信号を
可変長復号化する可変長復号化手段と、PN初期値から
PN信号系列を発生するPN信号系列発生手段と、スカ
ラー量子化数とPN信号系列を加算しPN信号系列の削
除されたスカラー量子化数を出力する加算手段と、可変
長復号化された映像信号とPN信号系列の削除されたス
カラー量子化数とをDCT復号化するDCT復号化手段
とを有することを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の映像スクランブル装置によれば、任意
のPN初期値からPN信号系列を発生し、ディジタル映
像信号を複数種類の信号とし、この内のスカラー量子化
数の信号にPN信号系列を加算し、残りのブロックタイ
プ、動き補償ベクトル、有効データ、ゼロラン数の各信
号を可変長符号化し、この可変長符号化した信号とPN
信号を加算した符号化信号とを合成するため、合成によ
り得られる映像信号は秘匿化される。また、PN初期値
を暗号化し暗号化した初期値を映像信号と合成すれば、
映像信号の秘匿性をさらに高めることができる。
【0011】上記の秘匿化した映像信号は、受信した合
成信号からPN初期値を分離抽出しPN信号系列を削除
し、可変長符号化された映像信号を可変長復号化し、こ
れらの符号化信号をDCT復号化することによりスクラ
ンブルを解除した映像信号を得ることができる。
【0012】
【実施例】次に添付図面を参照して本発明による映像ス
クランブル装置および映像スクランブル解除装置の実施
例を詳細に説明する。図1を参照すると本発明の映像ス
クランブル装置および映像スクランブル解除装置が適用
される放送、通信衛星利用のディジタル映像信号圧縮装
置および復号化装置の実施例が示されている。
【0013】送信装置1は、アナログ映像信号をディジ
タル映像信号に変換し、DCT符号化後の一の符号化信
号であるスカラー量子化数D1にPN信号系列を加算
し、PN初期値を暗号化し、符号化映像信号と音声信号
および暗号信号とを合成した圧縮映像信号D7を出力す
る。出力された圧縮映像信号D7は、衛星回線により送
信され受信装置2が受信する。受信装置2により受信さ
れた圧縮映像信号D7は、暗号化したPN初期値を解読
後、ディジタル映像信号に伸張復号化されて映像信号V
1’となる。
【0014】上記の送信装置1および受信装置2の構成
の詳細を以下に説明する。送信装置1は、A/D変換器
11、映像信号圧縮のためのDCT符号化器12、可変
長符号化器13、2以上の信号を合成する合成器14、
16、信号処理を円滑化するためのバッファメモリ1
5、スクランブルのための初期値発生器17、PN発生
器18、加算器19、暗号器20とにより構成される。
これらの回路の内容を以下に説明する。
【0015】A/D変換器11は、アナログ映像信号V
1をディジタル映像信号V2に変換する回路部である。D
CT符号器12は、ディジタル映像信号V2をDCT符
号化、予測変換、スカラー量子化、ランレングス符号化
等の処理を行い、スカラー量子化数D1、ブロックタイ
プD2、動き補償ベクトルD3、有効データD4、ゼロラ
ン数D5の各信号を出力する回路部である。可変長符号
化器13は、スカラー量子化数D1を除いた各データD
2、D3、D4、D5を入力し、ハフマン符号化を用いて可
変長符号化された映像信号V3を出力する回路部であ
る。
【0016】合成器14は、可変長符号化された映像信
号V3とスカラー量子化数D6を合成させて合成映像信号
V4を出力する回路部である。バッファメモリ15は、
合成映像信号V4を一時的に記憶し、発生情報量を制御
して処理速度変換するための記憶回路である。合成器1
6は、合成映像信号V4、音声データA、暗号化された
初期値K3を合成し1の信号とする回路部である。
【0017】初期値発生器17は、初期値K1を発生す
る回路部である。PN発生器18は、初期値K1よりP
N信号系列K2を発生させる回路部である。加算器19
は、スカラー量子化数D1とPN信号系列K2を加算して
スクランブルをかけ、スクランブル化したスカラー量子
化数D6を出力する回路である。暗号器20は、PN発
生に使用した初期値K1を暗号化した初期値K3に変換す
る回路部である。
【0018】また、受信装置2は、分離器21、23、
バッファメモリ22、可変長復号化器24、DCT復号
化器25、D/A変換器26、暗号解読器27、PN発
生器28、加算器29により構成される。
【0019】分離器21は、送信側合成データD7を映
像信号V4と、音声データAと、暗号化初期値K3とに分
離する回路部である。バッファメモリ22は、映像信号
V4を一時的に記憶し処理速度変換するための記憶素子
である。分離器23は、映像信号V4を可変長復号化さ
れた映像信号V3とスクランブルしたスカラー量子化数
D6とに分離する回路部である。可変長復号化器24
は、可変長符号化された映像信号V3を入力し、ハフマ
ン符号を用いて可変長復号化してブロックタイプD2、
動き補償ベクトルD3、有効データD4、ゼロラン数D5
として出力する回路部である。DCT復号化器25は、
スカラー量子化数D1、ブロックタイプD2、動き補償ベ
クトルD3、有効データD4をDCT復号し、ディジタル
映像信号V2’を出力する回路部である。D/A変換器
26は、ディジタル映像信号V2’をアナログ映像信号
V1’に変換し出力する回路部である。
【0020】暗号解読器27は、暗号化された初期値K
3を解読して初期値K1を出力する回路部である。PN発
生器28は、初期値K1を入力しPN信号系列K2を発生
させる回路部である。加算器29は、PN信号系列K2
とスクランブルしたスカラー量子化数D6を加算し、映
像スクランブル解除後のスカラー量子化数D1を出力す
る回路部である。
【0021】上記の様に構成される送信側では、アナロ
グ映像信号V1をA/D変換器1に入力してディジタル
映像信号V2に変換する。ディジタル化された映像信号
V2をDCT符号化器2に入力し、DCT、予測変換、
スカラー量子化、ランレングス符号化の各処理を施す。
これらの処理が施されたデータをスカラー量子化数D
1、ブロックタイプD2、動き補償ベクトルD3、有効デ
ータD4、ゼロラン数D5として変換し出力する。
【0022】DCT符号化器12から出力される上記の
各信号の内、スカラー量子化数D1を除いたデータD2、
D3、D4、D5を可変長符号化器13に入力し、ハフマ
ン符号を用いて可変長符号化された映像信号V3を出力
する。また、初期値発生器17で初期値K1を発生さ
せ、この初期値K1を用いてPN発生器18からPN信
号系K2を発生させる。
【0023】加算器19ではスカラー量子化数D1とP
N信号系K2とを加算してスクランブルをかけ、スクラ
ンブル化したスカラー量子化数D6を出力する。同時に
暗号器20を用いてPN発生に使用した初期値K1を暗
号化処理し、暗号化初期値K3に変換する。
【0024】合成器14は、可変長符号化された映像信
号V3とスクランブル化したスカラー量子化数D6とを合
成し、映像信号をスクランブル化した映像信号V4に変
換して出力する。バッファメモリ15では、このスクラ
ンブル化した映像信号V4を一時的に記憶し、映像信号
の発生量を制御し、処理速度を変換する。合成器16で
は、スクランブル化した映像信号V4と暗号化初期値K3
と音声データAとを合成し、合成された映像信号D7を
伝送路へ出力する。この信号D7は衛星回線3を介して
受信側へ伝送される。
【0025】受信側では、分離器21を介して送信側合
成データD7を映像信号V4と、音声データAと、暗号化
初期値K3とに分離する。次にV4を一時的に記憶し処理
速度変換するためのバッファメモリ22に入力する。次
に分離器23でバッファメモリのV4を可変長符号化さ
れたV3とスクランブルしたスカラー量子化数D6に分離
する。次にV3を可変長符号化器24に入力しハフマン
符号を用いて復号し、ブロックタイプD2、動き補償ベ
クトルD3、有効データD4、ゼロラン数D5として出力
する。
【0026】一方、暗号解読器27では、暗号化初期値
K3を解読して初期値K1を出力する。この初期値K1を
PN発生器28に入力しPN信号系列K2を発生させ
る。加算器29では、PN信号系列K2とスカラー量子
化数D6とを加算し、スクランブル解読後のスカラー量
子化数D1を出力する。次にスカラー量子化数D1、ブロ
ックタイプD2、動き補償ベクトルD3、有効データD
4、ゼロラン数D5をDCT復号化器25に入力してラン
レングス、スカラー量子化、予測変換、DCT復号化
し、ディジタル映像信号V2を出力する。ディジタル映
像信号V2は、D/A変換器26によりアナログ映像信
号V1に変換され出力される。
【0027】以上説明したように本発明は、PN信号系
列をスカラー量子化数D1に加算することにより、回線
での秘匿性を持たせることができ、受信側でPN初期値
の暗号を解読できるもの、例えば有料化時の契約者のみ
がスカラー量子化数を正確に復元でき正確な映像信号を
得ることができる。また、暗号を解読出来ない者、例え
ば有料化時の非契約者はスカラー量子化数を正確に復元
出来ず、ブロック状に輝度がばらばらになったりピント
が合っていない様な、不完全な映像信号しか得ることが
できない。これにより放送、通信衛星利用時の有料化を
行う場合に、非契約者に加入促進ができる。
【0028】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるが本発明はこれに限定されるものではなく
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可
能である。
【0029】
【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
映像スクランブル装置は、ディジタル映像信号を複数の
符号化信号とし、この中のスカラー量子化数にPN信号
系列を加算し、残りの他の符号化信号を可変長符号化
し、この可変長符号化した信号とPN信号を加算したス
カラー量子化数とを合成し映像信号とするため、得られ
る圧縮映像信号を秘匿化することができる。この装置に
よれば、従来の圧縮符号化装置にPN発生器および合成
器を追加するのみで、スクランブル化した圧縮映像信号
を得ることができる。また、PN信号系列を生成するP
N初期値を暗号化し、暗号化した初期値を映像信号と合
成することにより、得られる映像信号の秘匿性をさらに
高めることが可能となる。
【0030】また、本発明によれば、受信側でPN初期
値の暗号を解読できるもの(有料化時の契約者)のみス
カラー量子化数を正確に復元して正確な映像信号に戻す
ことができ、暗号を解読できないもの(有料化時の非契
約者)はスカラー量子化数を正確に復元できずブロック
状に輝度がばらばらになったりピントがあっていない様
な不完全な映像信号に戻すことができる。これにより放
送、通信衛星利用時の有料化を行う場合に、非契約者に
加入促進ができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の映像スクランブル装置および映像スク
ランブル解除装置が適用される放送、通信衛星利用のデ
ィジタル映像信号圧縮、伸張システムの一実施例を示す
ブロック図である。
【図2】従来の放送、通信衛星利用のディジタル映像信
号圧縮、伸張システムの構成例を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 A/D変換器 2 DCT符号化器 3 可変長符号化器 4、6 合成器 5、22 バッファメモリ 7 初期値発生器 8、28 PN発生器 9、29 加算器 20 暗号器 21、23 分離器 24 可変長復号化器 25 DCT復号化器 26 D/A変換器 27 暗号解読器

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル化された映像信号を入力し符
    号化処理を行い、複数種類の信号により構成される符号
    化信号を出力するDCT符号化手段と、 前記複数種類の信号のうちスカラー量子化数の信号を除
    いたブロックタイプ、動き補償ベクトル、有効データ、
    ゼロラン数の各信号を入力し、可変長符号化する可変長
    符号化手段と、 任意のPN初期値を発生する初期値発生手段と、 前記PN初期値に基づいたPN信号系列を発生するPN
    発生手段と、 前記スカラー量子化数の信号に前記PN信号系列を加算
    する加算手段と、 前記可変長符号化された映像信号と前記加算手段の出力
    信号とを合成する第1の合成手段とを有し、 前記スカラー量子化数の信号に前記PN信号系列を加算
    して映像信号に秘匿性をもたせることを特徴とする映像
    スクランブル装置。
  2. 【請求項2】 前記PN初期値を暗号化し暗号化した初
    期値を出力する暗号化手段と、第2の合成手段とをさら
    に有し、該第2の合成手段は少なくとも前記第1の合成
    手段が出力する映像信号と前記暗号化された初期値とを
    合成することを特徴とする請求項1記載の映像スクラン
    ブル装置。
  3. 【請求項3】 受信した合成信号から少なくとも映像信
    号とPN初期値とを分離抽出する第1の分離手段と、 前記分離された映像信号をPN信号系列が加算されたス
    カラー量子化数と可変長符号化された映像信号とに分離
    する第2の分離手段と、 該第2の分離手段により分離された映像信号を可変長復
    号化する可変長復号化手段と、 前記PN初期値からPN信号系列を発生するPN信号系
    列発生手段と、 前記スカラー量子化数と前記PN信号系列を加算しPN
    信号系列の削除されたスカラー量子化数を出力する加算
    手段と、 前記可変長復号化された映像信号と前記PN信号系列の
    削除されたスカラー量子化数とをDCT復号化するDC
    T復号化手段とを有することを特徴とする映像スクラン
    ブル解除装置。
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