JP2922974B2 - 音声デスクランブル用デコーダアダプタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はスクランブルされたテレビジョン信号の音
声デスクランブル用デコーダアダプタに係り、特に、デ
スクランブル後の信号をこれと接続するデコーダの入力
信号形式に再フォーマッティングするためのポストエン
コード機能を有したデスクランプラの音声信号処理技術
に関するものである。

（発明の概要） この発明は、スクランブルされたテレビジョン信号
（特にMUSE信号）のデスクランブル側に設けられた音声
信号（ディジタル）を主体としたデスクランブル用デコ
ーダアダプタに関するもので、伝送中にディジタル音声
信号に符号誤りが発生した場合、デスクランブル処理を
行なう過程で消失する誤り検出情報および誤りを含んだ
フレーム同期符号をデスクランブル後も保存するため、
デスクランブル後の音声信号およびフレーム同期符号に
誤りを再付加する機能をアダプタに持たせている。

かくてデスクランブル用アダプタが付加される受信側
デコーダの音声信号処理機能の劣化を防止している。

（従来の技術） 高品位テレビジョン信号の伝送方式の１つにMUSE（Mu
ltiple Sub-Nyquist Sampling Encoding）と呼ばれる伝
送方式がある。この方式は高精細度信号の故に拡大する
伝送帯域を極力圧縮し、しかも受信側に高精細度情報を
そこなうことなく伝送できる方式である。その映像は動
き補正型サブサンプル時分割多重の帯域圧縮形態を有
し、音声は映像信号の垂直帰線期間に時分割多重された
ディジタル信号形態を有している。

このMUSE方式による高品位テレビジョン放送は、将来
送信側でスクランブルを行なうペイ（有料化）テレビジ
ョンとして実施される可能性が高い。従って高効率のス
クランブル、デスクランブル方式の開発が目下研究の対
象とされている。一方MUSE方式がそれ自体の開発は促進
されており、それ用のエンコーダ、デコーダ機器のLSI
化は進んでおり、それら機器はすでに固定化されている
といえる。しかしながらこれらエンコーダ、デコーダ機
器はスクランブル、デスクランブルの機能は有しておら
ず、あらたにスクランブル、デスクランブル機能をMUSE
伝送方式に付加する場合には、エンコーダ、デコーダと
も特にデコーダ側ではこれらの機能を既存のLSI化され
たデコーダ機器にアダプタとして付加されるのが望まし
い。本発明のアダプタはかかる要望にそってなされたも
のの１つである。

なお、MUSE方式のこれ以上の詳細については、文献、
二宮他:MUSE方式の開発、NHK技術研究、Vol.39,No.2,p
p.18−53,1987を参照されたい。

（発明が解決しようとする課題） さてMUSE信号にスクランブルをかける場合、どのよう
な形態のスクランブルにせよ、伝送形態の異なる映像、
音声はそれぞれ異なった形態のスクランブルを掛けるの
が効率的である。アナログ映像信号でいえば、例えば、
ライン単位にラインの任意の位置で映像信号の前後入れ
換えを行ないその任意の位置をランダムに変化させると
か、音声信号がディタルの場合にはPN（擬似乱数）信号
を加算するとかがある。

受信側でのデスクランブルとしては、前述のデコーダ
機器に上述の映像、音声用のデスクランブル機能を内蔵
した一体型のものも考えられるが、前述の理由でデスク
ランブル機能を有しないデコーダ機器とアナログまたは
ディジタルインターフェースで接続するアダプタ型のも
のが望まれる。従ってこのアダプタ型のデスクランブル
においては、映像信号はここでは触れないが、音声信号
の処理はMUSE信号の場合、音声信号を分離抽出し、1.35
Mbpsのビットストリームに一旦デコードしスクランブル
を解除した後、再び映像信号の垂直帰線期間に多重する
エンコード機能を有することが必要とされる。この時、
通常の状態では全く問題を生じないが、スクランブルさ
れたMUSE信号の伝送中に符号誤りが発生した場合には、
音声デスクランブル用アダプタに接続したMUSE信号用デ
コーダ機器の機能低下をひきおこす場合がある。そこで
本発明の目的は、前述の問題点が除去された、MUSE信号
のように映像、音声のスクランブル形態が異なり、かつ
音声がディジタル形態で伝送されてくるテレビジョン信
号の受信側のデコーダ機器の前に付加可能な音声デスク
ランブル用デコーダアダプタを提供せんとするものであ
る。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するため、本発明音声デスクランブル
用デコーダアダプタは、音声信号がディジタル形態で、
映像信号が前記音声信号とは異なった形態でエンコード
され高周波信号により伝送されるため、それぞれ異なっ
た形態でスクランブルされたテレビジョン信号を、受信
機側において前記エンコードされた信号をデコードする
ためのデコーダのその前部に、付加して使用されるべき
音声デスクランブル用アダプタにおいて、当該アダプタ
が音声プリデコーダと、デスクランブル前の誤り訂正・
検出回路で検出された誤り検出情報をデスクランブル後
の音声信号に再付加する手段と、音声ポストエンコーダ
とを具備することを特徴とするものである。

また本発明音声デスクランブル用デコーダアダプタ
は、前記アダプタが、さらに、デスクランブル後の音声
信号に対し音声フレームの再構成に必要なフレーム同期
パターンに符号誤りを再付加する手段をも含むことを特
徴とするものである。

（作用） 本発明アダプタによれば、伝送中に符号誤りが発生し
た場合にも、アダプタでのデスクランブル時に誤り再付
加機能が追加されるので、アダプタの付加された音声デ
コーダの機能低下が防止される。

（実施例） 以下添付図面を参照し実施例により本発明を詳細に説
明する。

デスクランブル機能を有していない既存のテレビジョ
ン信号用デコーダ（特にMUSE信号用）の前部に付加する
デスクランブル用アダプタとしては、本願発明者らによ
り種々検討されてきたが、その大まかの考え方としては
第２図や第３図に図示したアナログ接続型アダプタやデ
ィジタル接続型アダプタが考察の対象とされ、かかる構
成の音声デスクランブル用アダプタが本発明が関係する
部分である。

第２図、第３図示構成はともにMUSE信号を衛星放送に
のせた場合の受信機器で、MUSE信号がのせられた衛星電
波はBSアンテナ１で捕らえられ、BSチューナ２、MUSEデ
コーダ３を介して高品位デレビジョン（HDTV）映像デイ
スプレイ４と高品質音声再生スピーカ群５に導かれる。
これらはMUSE信号がスクランブル、デスクランブルされ
ない場合の態様で、MUSEデコーダとしてはすでに固定さ
れた機器が開発されている。この固定されたMUSEデコー
ダ３とBSチューナ２との間に介挿させたデスクランブル
用アダプタ6,7が正に本発明の目的とするアダプタで、
第２図はアナログ接続型の機器接続図でデスクランブル
用アダプタ６とMUSEデコーダ３は同軸ケーブル８の１本
で接続可能である。第３図はディジタル接続型の機器接
続図で、アダプタ７とデコーダ３はマルチケーブル９で
接続される。これらの態様は正に音声のデスクランブル
用アダプタの形態で、この場合アダプタ内の音声信号処
理回路にはMUSE信号音声用のエンコーダ機能を持たせる
ことが必要不可欠である。その理由を以下に示す。

第４図にMUSE方式音声信号のエンコーダ側でのスクラ
ンブル処理も含めた信号処理の流れブロック線図の代表
例を示す。音声信号のスクランブルは、４チャンネル音
声信号11と独立データ13をマルチプレクサ14で多重した
1.35Mbps（Ｍビット／秒）のシリアルビットストリーム
化した信号に、PN信号15を排他的論理和回路16で加算す
ることによって実施される。ここで他の構成ブロック群
12と17〜23の機能については、MUSE方式音声信号の通常
の処理回路群であるからこれ以上詳細には述べない（詳
細については前記文献参照）。

この伝送されてきたスクランブルMUSE信号をデスクラ
ンブルしさらにデコードするための回路構成を第５図に
示す。ただしこの構成はアダプタ形式でない構成であ
る。音声デスクランブルは音声信号を分離抽出し1.35Mb
psのビットストリームにデコードした後に、PN信号33が
排他的論理和回路34により加算されて実施されている。
ここでも他の構成ブロック26〜32と35,37の機能につい
てはこれ以上詳細には述べない。

一方前述したように音声デスクランブル用アダプタに
おいては、アダプタの出力信号形態を従来のデスクラン
ブル機能を有しない既存のMUSEデコーダの入力信号形式
と同一にしなければならないことから、デスクランブル
用アダプタ後の音声信号は、アナログ接続型、ディジタ
ル接続型いずれの場合にも、映像信号の垂直帰線期間に
多重した形で出力されなければならない。

第６図にこのことを考慮した音声スクランブル用アダ
プタの構成例を示す。図中各回路ブロックの機能につい
てはここでも１つ１つ説明しないが、ここでは第４図お
よび第５図に示したと同じ機能を有する回路ブロックに
はそれらと同じ参照番号を付した。第６図においては訂
正符号付加回路17から周波数変換回路23までのエンコー
ダ機能が付加される必要がある。

次に本発明に係る実施例の構成についてのべる。前述
の音声デスクランブル用アダプタにおいて、通常の受信
状態ならば第６図に示した構成で全く問題を生じない。
しかし、伝送中に符号誤りが発生した場合には、特に下
記に示す２つの点が問題となる。

第６図の構成によれば、符号誤りを含んだ音声信号
は、誤り訂正・検出回路32により訂正された後スクラン
ブルを解除され、訂正符号付加回路17で新たに訂正符号
を計算付加されることになる。発生した符号誤りが全て
訂正可能な範囲内のものであれば問題はないが、訂正不
能かつ検出可能な誤りについては、誤りを含んだ信号の
ままで訂正符号を計算付加されることになる。従って、
このデスクランブル用アダプタと接続したMUSEデコーダ
側で誤りを検出し補間を行なう機能が動作せず、復号し
た音声信号の品質劣化をまねくという問題を生じる。

第６図の構成によれば、デスクランブルを行なった音
声信号は、訂正符号を再付加17し、ビットインターリー
ブ18を行なった後、同期・制御符号付加回路19において
新たに発生した誤りのないフレーム同期符号が付加され
る。一方、MUSEデコーダでは、16ビットのフレーム同期
パターンの中に、ある一定頻度以上の誤りが存在した場
合には検出不能とみなして音声出力をミュートする機能
がある。しかし、音声デスクランブル用アダプタで前述
の同期符号の付け換えを行った場合には、音声データ部
に誤りがあるにもかかわらず、フレーム同期パターンが
正常であるために、誤りの頻度がMUSEデコーダ側の設定
値以上になった場合でもミュートが動作しないという問
題を生じる。

の問題を解決するためには、デスクランブル側の誤
り訂正・検出回路で誤りが検出されたブロック内の音声
データについては、デスクランブルを完了して訂正符号
を付加した後に、MUSEデコーダ側で検出できるだけの誤
りを再付加する方法がある。訂正符号がSEC・DED（１誤
り訂正、２誤り検出）符号であった場合の本発明アダプ
ターに係る実施例を第１図に示す。誤り訂正・検出回路
32で発生した誤り検出フラグは、遅延回路41で訂正符号
を計算するのに必要な時間分だけ遅延された後、２進カ
ウンタ42とEXOR（排他的論理和）回路43により訂正符号
付加17後の音声データに２個の誤りとして加えられる。
この時、誤りを加える位置は、訂正ブロック内のレンジ
ビットと独立データ領域以外であれば任意の位置でさし
つかえない。レンジビット、及び独立データはさらに個
々に訂正符号を含んだ２重の保護がなされていることか
ら、これらのデータに誤りを付加することは後段の誤り
訂正に支障をきたす恐れがある。デスクランブル用アダ
プタ内で以上のような処理を行なうことにより、MUSEデ
コーダ側で誤りを再検出し補間動作を行なうことを可能
としている。

上記のような誤りの再付加を行なわずに音声信号の品
質劣化を防ぐ他の方法としては、デスクランブル後の音
声データに対し、誤りが検出された場合には補間まで完
了した後に訂正符号を付加するという構成法が考えられ
る。しかし、この方法は次の２つの点で不利である。

デスクランブル回路構成が複雑になる。

MUSEデコーダは機種により異なった補間法を採用して
いる場合があるが、デスクランブル用アダプタを押入す
ると、その補間能力がデスクランブラの補間法で規定さ
れてしまう。

以上のことから、本発明に係るアダプタは簡便かつ接
続するデコーダの特質をそこねない方法という点で有効
である。

の問題を解決するためにはデスクランブル後に音声
フレームの再構成を行なう際、新たに発生したフレーム
同期符号を付加するのではなく、入力時の誤りを含んだ
同期符号をそのまま再付加する方法がある。第１図にそ
の実施例も示す。同期・制御符号検出回路30より抜きと
られた同期符号は、ビットインターリーブ回路18でイン
ターリーブを行なった後の音声信号に再付加される。遅
延回路44は、抜きとった同期符号と音声フレームの先頭
のタイミングを一致させるためのものである。この場
合、フレーム単位の遅延時間は問題とはならない。

上記のような同期符号の再付加を行なわずにミュート
を行なう方法としては、デスクランブラ側でフレーム同
期が検出不能と判断された場合には、音声データを全て
“0"信号に書き換えた後出力する方法がある。しかし、
前述の補間法同様、フレーム同期の判定法についてもデ
コーダの機種に固有の特徴があるが、このような処理を
行なうことはデスクランブラ側の仕様がデコーダのミュ
ート動作を規定してしまうことになり得策ではない。以
上のことから、本発明は接続するデコーダの特質をそこ
ねない方法という点で有効である。

以上述べてきた実施例は、MUSE方式のテレビジョン信
号に本発明に係るアダプタを適用した場合について説明
してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
送信側でスクランブルを行なう位置が、フォーマッティ
ングする手順の途中であるために、受信側でスクランブ
ルを解除した後再フォーマッティングするためのポスト
エンコード機能を有するデスクランブラを使用するよう
な他の伝送方式にも適用できることは勿論である。

なお第１図示のブロック26からブロック32までを、ブ
ロック17からブロック23までを説明を簡略化するためそ
れぞれまとめて音声プリデコーダ、音声ポストエンコー
ダと称する。

（発明の効果） 以上詳細に説明してきたように、本発明に係るアダプ
タを用いれば、BSチューナーと既存のMUSEデコーダとの
間に音声用デスクランブルアダプタを挿入した場合にお
いて、通常の受信状態のみならず、伝送中に符号誤りが
生じた場合でも、デスクランブル用アダプタを挿入しな
い場合と全く同一の音声品質を確保することができる。

またさらに、符号誤り率が極端に悪化した場合でも、
これと接続したMUSEデコーダのミュート機能をそのまま
維持することを可能としている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る音声スクランブル用デコーダア
ダプタの構成例のブロック線図を示し、 第２図、第３図はそれぞれアナログ接続型およびディジ
タル接続型デスクランブル用アダプタを用いた受信系統
図を示し、 第４図、第５図はそれぞれMUSEエンコーダの音声信号処
理部の構成例およびデスクランブルと一体化されたMUSE
デコーダ例のブロック線図を示し、 第６図は音声デスクランブル用デコーダアダプタの構成
例のブロック線図を示す。 １……BSアンテナ、２……BSチューナ ３……MUSEデコーダ、４……HDTV表示装置 ５……再生スピーカ群、６……アナログ型アダプタ ７……ディジタル型アダプタ ８……同軸ケーブル ９……マルチケーブル 11,38……４チャンネル音声信号 12,37……DPCMエンコーダとデコーダ 13,36……独立データ 14,35……マルチプレクサとデマルチプレクサ 15,33……PN信号 16,34,43……排他的論理和回路 17……訂正符号付加回路 18,31……フレーム内ビットインターリーブ回路とビッ
トデインターリーブ回路 19……同期制御符号付加回路 20,29……フレーム間ビットインターリーブ回路とビッ
トデインターリーブ回路 21,28……時間軸圧縮と伸長回路 22,27……２値３値と３値２値変換回路 23,26……周波数変換回路 24,25……映像の垂直帰線期間へ多重およびより分離 30……同期・制御符号検出回路 32……誤り訂正検出回路 41,44……遅延回路 42……２進カウンタ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 7/10 H04N 7/14 - 7/173 H04N 7/20 - 7/22

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】音声信号がディジタル形態で、映像信号が
   前記音声信号とは異なった形態でエンコードされ高周波
   信号により伝送されるため、それぞれ異なった形態でス
   クランブルされたテレビジョン信号を、受信機側におい
   て前記エンコードされた信号をデコードするためのデコ
   ーダのその前部に、付加して使用されるべき音声デスク
   ランブル用アダプタにおいて、 当該アダプタが音声プリデコーダと、デスクランブル前
   の誤り訂正・検出回路で検出された誤り検出情報をデス
   クランブル後の音声信号に再付加する手段と、音声ポス
   トエンコーダとを具備することを特徴とする音声デスク
   ランブル用デコーダアダプタ。
2. 【請求項２】前記アダプタが、さらに、デスクランブル
   後の音声信号に対し音声フレームの再構成に必要なフレ
   ーム同期パターンに符号誤りを再付加する手段をも含む
   ことを特徴とする請求項１記載の音声デスクランブル用
   デコーダアダプタ。
3. 【請求項３】前記ジィジタル形態の音声信号のスクラン
   ブル、デスクランブルが、PN信号の前記ディジタル信号
   への排他的論理和加算によりなされることを特徴とする
   請求項１または２記載の音声デスクランブル用デコーダ
   アダプタ。
4. 【請求項４】前記再付加する手段が、誤り訂正・検出回
   路と、誤り検出フラグを遅延させる遅延回路と、歩進カ
   ウンタと、PN信号加算用排他的論理和回路と、訂正符号
   付加回路と別の排他的論理和回路とを具えることを特徴
   とする請求項１から３いずれかに記載の音声デスクラン
   ブル用デコーダアダプタ。
5. 【請求項５】前記誤り訂正・検出回路が１誤り訂正・２
   誤り検出回路であり、前記歩進カウンタが２進カウンタ
   であることを特徴とする請求項４記載の音声デスクラン
   ブル用デコーダアダプタ。
6. 【請求項６】前記音声プリデコーダが周波数変換回路
   と、３値２値変換回路と、時間軸伸長回路と、フレーム
   間ビットデインターリーブ回路と、同期・制御符号検出
   回路とフレーム内ビットデインターリーブ回路とを具え
   ることを特徴とする請求項１から５いずれかに記載の音
   声デスクランブル用デコーダアダプタ。
7. 【請求項７】前記ポストエンコーダがフレーム内ビット
   インターリーブ回路と、同期・制御符号付加回路と、フ
   レーム間ビットインターリーブ回路と、時間軸圧縮回路
   と、２値３値変換回路と周波数変換回路とを具えること
   を特徴とする請求項１から６いずれかに記載の音声デス
   クランブル用デコーダアダプタ。