JPH03229589A - 時間ドメイン信号を暗号化しおよび解読するための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ビデオ情報信号のような時間ドメイン電子信
号の信号処理に関する。さらに特に、本発明はその無許
可使用を防ぐためにこのような信号を暗号化しおよび解
読するための技術に関する。

（従来の技術および発明が解決しようとする課８）時間
ドメイン情報信号を暗号化しおよび解読するために多く
の技術が考案されてきた。このような技術の目的は常に
同一である：すなわち、信号の無許可使用を防ぐことで
ある。ビデオ形情報信号の場合、防ぐべき無許可使用は
通常、それらの娯楽或いは教育的価値に対する情報信号
の視覚デイスプレィである。このような信号は多数の方
法において無許可使用に対する防御手段を持たない。

例えば、もしビデオ信号がサテライト或いはマイクロ波
リンクを通して放送されるならば、無許可の使用者が会
員制有料サービスの使用料を払わずに同じ信号や画像を
傍受しようとする。このような放送ビデオ情報の無許可
使用を阻止するために、いくつかの特定の信号スクラン
ブル技術がうまく使用されてきた。

１つの位置から別の位置へビデオ情報を伝達する別の方
法は、ビデオテープを媒体とすることである。例えば、
世界中に映画のマスタービデオテープを送ることは映画
スタジオには非常に良く知られている。もしビデオテー
プを輸送中に盗まれた或いは“紛失した”ならば、著作
権侵害の明白な機会が存在する。それ故に、ビデオテー
プへの録画に先立ってビデオ信号をスクランブル（ｓｃ
ｒａｍｂｌｅ）することができることが所望されるノテ
、テープはデスクランブラ−（ｄｅｓｃｒａｍｂｌｅｒ
　）および適切なコードを有する使用者のみによって利
用され得る。このようなスクランブルシステムは２つの
重要な特性を有していなければならない。

すなわちそれは非常に確実なものでなければならず、そ
して好ましくはすべての業務用および一般消費者用グレ
ードのビデオレコーダの録画／再生電子技術とコンパチ
ブルでなければならない。

ビデオ信号をスクランブルするための多くの方′法が知
られている。２つの単純な技術は同期抑制および同期反
転であるが、しかし各技術は初歩的なビデオ信号処理技
術を使用することによって容易に無効化され、どのみち
録画され得ない。別の技術は疑似ランダムビデオレベル
反転と呼ばれており、比較的無効化されにくいが、録画
／再生処理での非直線性のためひどい画質の低下という
欠点を有する。さらに別の技術はラインの順序交換であ
り、ラインシ＋ッフル（１ｉｎｅ　ｓｈｕｆｆｌｆｎｇ
）としても知られており、画面を走査したラスター内の
ラインの順序がシャツフルされる。例えば、ラインをラ
インナンバー１、ラインナンバー２、ラインナンバー３
・・・ｅｔｃ、のように継続的に伝送する代わりに、情
報をラインナンバー１８２、ラインナンバー９９、ライ
ンナンバー４・・・ｅｔｃ、のように伝送することであ
る。このようなシステムは非常に安全に実行することが
できる（すなわち、非常に無効化されにくい）。しがし
それは、再生の際の正確な色の表現を得るための隣接ラ
インに依存するカラーアンダー（ｃｏｌｏｒ−ｕｎｄｅ
ｒ　）の原理を使用するいかなるビデオテープ形式にも
使用できない。

さらに別の技術は疑似ランダムラインローテーションで
あり、ランダムな様式で選択された画面のいくつかのラ
インが逆転した一時的な順序（すなわち、右から左へ）
で伝送され、その一方残余部分は通常の様式（すなわち
、左から右へ）で伝送される。さらに別の技術は疑似ラ
ンダムに選択された区切り点によるラインセグメント化
と呼ばれ、各ラインは２つのランダムに選択されたセグ
メントに区切られ、そのセグメントは最初に右側のセグ
メントが伝送され、左側のセグメントが続くというよう
に継続的に伝送される。これらのビデオ信号スクランブ
ル方法は両方とも、カラーアンダー録画方法を使用する
ようないかなる形式が使用されるときにも、画面の左側
と右側との間にひどい色の汚染を生じさせる。

上記の欠点に加えて、最後に触れた３つの技術は、その
処理がほとんどのビデオレコーダ装置で使用されるドロ
ップアウト補償信号処理とはコンパチブルでないという
別の欠点を有する。原則的にこれらの３つの方法が１イ
ンチフォーマットの業務用のタイプＢおよびタイプＣの
ようなカラーアンダー録画方法を使用しないビデオ信号
処理形式に対して使用されることができる一方、このよ
うな使用はドロップアウト感知および修正がデスクラン
ブルシステム（ｄｅｓｃｒａｍｂｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ　
）によって制御される特定のドロップアウト補償回路を
必要とするであろう。これは、暗号化／解読システムに
対して所望されないコストおよび複雑さを加えるような
再生設備の特別の変更を必要とする。

上述のビデオスクランブル技術のいずれも、ビデオスク
ランブルシステムに対する以下のような所望された要求
を完全には満たさない。その要求とは、（１）スクラン
ブルされたビデオがいかなるビデオテープ形式−業務用
或いは一般消費者用一でも録画され、続いて再生される
ことができ、再生の際に無視できるほどの画質の低下で
デスクランブルされることができる；　（２）いかなる
無許可使用者によってもスクランブル技術の無効化は事
実上不可能である；　（３）スクランブルされたビデオ
が、テレビプロダクション施設、サテライトリンクおよ
びケーブルネットワークで使用されるいろいろな種類の
処理設備を通る径路による影響を受けない、の３つであ
る。

別出願の米国特許節２０３−．８７８号明細書で開示さ
れた方法および装置は、すべてのビデオテープ形式およ
び伝送システムとコンパチブルであり、スクランブルす
るアルゴリズムとカラーヘテロダイン録画で使用される
色連続性−ライン平均化−システムとの相互作用によっ
て引起こされる画面損傷のない、非常に確実なビデオ形
情報信号の暗号化および解読技術を提供する。そこに記
載された方法によるとビデオ形情報信号は、ビデオ信号
の少なくともいくつかのラインのアクティブビデオ部分
をライン調時基準（ＮＴＳＣのエンコードされたシステ
ムでの水平同期）に関して個々に時間シフトすることに
よって、そして続く解読を可能にするために時間シフト
が実行されたことの指示を提供することによって暗号化
される。色ビデオ情報信号に対して、水平同期信号部分
および色基準信号部分の間は、時間シフトが抑止される
。同様に、フィールドの非アクティブビデオ部分或いは
情報のフレーム（すなわち、垂直ブランキング部分）は
時間シフトされない。暗号化された信号の解読は、暗号
化処理の逆の処理によって行われる。最適の結果に対し
て、そして暗号化の方法と他の従来の信号処理技術（特
に、ビデオカセットレコーダのカラーヘテロダインシス
テム）との間のコンパチビリティを確実にするために、
隣接するラインの間の時間シフトの量は±Ｎの副搬送波
サイクルに限定されることが好ましく、ここでＮはある
整数である（好ましくは０或いは１）。加えて、アクテ
ィブビデオの最大集合時間シフトは限定されているので
、アクティブビデオは個々のラインのカラーバーストか
或いは水平同期基準部分に部分的に重なることはない。

上記暗号化／解読技術が非常に実効的である一方、最適
な実行のためには、いくぶんか複雑でシステム全体に実
質的なコストを加えるような解読用の場所（すなイっち
、テレビモニタ或いは受信器）でのデジタルビデオ回路
が必要とされる。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、すべてのビデオテープ形式および伝送システ
ムとコンパチブルであり、スクランブルするアルゴリズ
ムとカラーヘテロダイン録画で使用される色連続性ライ
ン平均化システムとの相互作用によって引起こされる画
面損傷がなく、そして先に記載されたシステムよりも実
質的に低いコストで実行できるような、非常に確実なビ
デオ形情報の暗号化および解読技術を提供するための方
法および装置を具備する。

方法の観点からすると、本発明はアクティブ情報のライ
ンの連続として通常配置された情報信号の暗号化を含み
、各ラインはライン調時基準を有する。その方法は信号
の少なくともいくつかのラインのアクティブ情報の部分
をライン調時基準部分に関して個々に時間シフトし、そ
して続く解読を可能にするために時間シフトするステッ
プで実行される時間シフトの指示を提供するという基本
的なステップを具備する。ライン同期信号部分と色基準
信号部分とを含むビデオ情報信号である情報信号に対し
て、時間シフトは個々のラインの両方のこれら調時部分
に関してアクティブビデオ上で実行される。情報のフレ
ームのフィールドの非アクテイブ部分、換言すれば垂直
ブランク部分は時間シフトされない。

実行された時間シフトのタイプは、正弦波形成いは線形
に変化するランプ（ｒａｍｐ）信号のような多数のゆっ
くりと変化する関数の中の１つを含むことができる。信
号での変化速度は、処理される入力信号のライン速度と
比較して比較的遅くあるべきである。ビデオ形信号に対
しては、わずか約２０　Ｉｔ　ｚにすぎない周波数を有
する正弦波形が適切であり、その一方線形に変化するラ
ンプ信号に対しては、同等の速度の立上り速度が適切で
ある。実行された時間シフトの絶対量は、ＮＴＳＣビデ
オ信号の場合に総計で４マイクロ秒（双方向で±２マイ
クロ秒）を超過しない最大値に限定されることが好まし
い。

各フィールドの始まりでの時間シフトする波形関数の瞬
時の値は、通常垂直なブランクの間隔中にフィールド情
報と共に伝達される。例えば正弦波の時間シフト関数に
関して、所定のフィールド中の波形の始動振幅は、垂直
なブランクの間隔中に情報の単一バイトとして伝送され
る。その情報バイトは、別々に設けられた許可キーに結
合されるときにデスクランブル回路がスクランブル波形
関数を統合することを可能にする。解読は暗号化処理の
逆であり、水平同期（およびカラーバースト）と対応す
るラインのアクティブビデオ部分との間のもとの調時の
関係に復帰させることによって実行される。これは、暗
号化する前のもとのライン調時基準信号としてアクティ
ブビデオ部分に対し同一の調時間係を持つ新しいライン
調時基準信号（水平同期およびカラーバースト）を発生
させることによって為される。結果として生じたデスク
ランブルされた信号はなお時間基礎エラーを含むが、こ
れらのエラーはあとから続くテレビジョンモニタ／受信
器の支配或いは修正範囲内にある。

本発明は、デスクランブル装置を経済的に製造でき且つ
修理し易くするような、デスクランブル装置のためほと
んど従来のアナログ回路を使用して実行することができ
る。

（実施例） 本発明の基礎となる原則は、第１図、第２Ａ図乃至第２
Ｃ図、第３Ａ図および第３Ｂ図を参照することによって
最も良く理解され得る。第１図は、水平尺度に沿って圧
縮されたラインのアクティブビデオ部分を備えたＮＴＳ
Ｃビデオ情報の１つのラインを示す。この図面によると
、隣接するラインの水平同期信号の先導縁の間に延在す
るアクティブビデオの１ラインは、アクティブビデオが
後に続くカラーバースト基準信号部分を具備する。水平
同期パルスの先導縁はラインの始まりを予め規定し、ラ
イン調時基準として作用する。本発明によると、ライン
のアクティブビデオ部分は他のラインのアクティブビデ
オ部分に対して予め定められた方法で時間シフトされる
。例えば、アクティブビデオの通常の位置は第１図に示
されている。暗号化の間に、この位置は進み方向（すな
わち、所定のラインの水平同期部分により接近して）に
、或いは遅延方向（すなわち、次の引続くラインの水平
同期部分に向けて）に時間シフトされる。各ラインでほ
とんどのアクティブビデオを保持するために、最大の限
界は進みおよび遅延方向に時間シフトする相対量および
総量上に置かれる。好ましい実施例では、ＮＴＳＣビデ
オに対するこの量は±２マイクロ秒（総量４マイクロ秒
）である。

時間シフトが行われる方法は予め決定されており、たい
てい情報信号のライン速度に対して、信号がデスクラン
ブル後に正確に処理されることができるように比較的ゆ
っくりと行われ、そのことは以下により詳細に記載され
る。多くの異なったタイプの波形関数が、時間シフトの
量および方向を制御するために使用されることができる
。このような波形の例は、正弦波形、方形波、ランプ、
および低周波数のランダムな或いは疑似ランダムなノイ
ズ信号である。他の適切な時間シフト関数は当業者の考
えに浮かぶであろう。時間シフトを制御するために使用
される時間変化波形に関する実際の最大速度は、現在の
装備されたテレビジョンモニタおよびＮＴＳＣ信号処理
のために装備された受信器に対して約２０１１ｚである
。

第２Ａ図乃至第２Ｃ図は、比較的ゆっくりと変化する正
弦波時間シフトがビデオ情報信号のアクティブビデオ部
分上で行われるときの画像での、本発明の視覚的効果の
概略形を示す。これらの図で、方形の外辺はラスターの
フィールド全体（各ラインの目に見えない部分も含む）
を示し、垂直な点線は各ラインの目に見える部分の始ま
りの通常の位置を表す。実線で描かれた曲線は、３つの
連続したフィールドがゆっくりと変化する正弦波時間シ
フト波形を使用している間に画像が歪められる方法を示
している。この歪みのレベルは、画面から娯楽的価値を
除去するのに十分である。第２Ａ図乃至第２Ｃ図に示さ
れた時間シフトの大きさは、図示するという目的のため
より大きく誇張されている。

第３Ａ図および第３Ｂ図は、スクランブルされた或いは
暗号化された信号が受信域において解読され或いはデス
クランブルされる方法を示している。第３Ａ図を参照す
ると、ＮＴＳＣビデオの３つの連続するラインが増加す
る量によって連続的にシフトされることが示されている
。第１図のように、第３Ａ図および第３Ｂ図内の各ライ
ンのアクティブビデオ部分は断片的にのみ示されている
。最上部のラインはアクティブビデオ部分の間で時間シ
フトされないラインを表し７、水平同期部分の始まりと
アクティブビデオ部分との間の時間を１．として設定す
る。次のライン、ラインＮ＋１は遅延方向に時間シフト
されるので、水平同期部分とアクティブビデオ部分の始
まりとの間の時間はｔ２となり、それはｔ、よりも大き
い。ラインＮ＋２は、ｔ２よりも大きいｔ３と呼ばれる
量まで遅延方向により多く時間シフトされる。これらの
３つの連続するラインは、第２Ａ図に概略的に描写され
たラスターの上方部分からのラインを表すことができる
。各ラインＮＳＮ＋１、Ｎ＋２のライン調時基準部分が
一時的にすべて整列されることに注目するのは重要なこ
とである、すなわち各ラインの水平同期部分の先導縁は
、他のラインの水平同期部分の先導縁と正確に整列され
る。カラーバースト部分の位置についても同一のことが
言える。

しかし、アクティブビデオ部分は、ラインＮに対してラ
インＮ＋１およびＮ＋２とわざと整列されない。

第３Ｂ図は、デスクランブル或いは解読後の同一の３つ
のラインに対する信号を示している。この図かられかる
ように、３つのラインの水平同期部分の先導縁は、もは
やきちっと整列されておらず、むしろずらされている。

しかし、水平同期部分の先導縁とアクティブビデオの始
まりとの間の距離は、３つのラインすべてに対して同一
であり、すなわちその値は１＋である。同様に、３つの
ラインのカラーバーストはもはや一時的に整列されてお
らず、むしろ水平同期部分と同一の方法でずらされてい
る。３つのラインのアクティブビデオ部分の相対的な配
置は、同一のままである。

デスクランブルされた信号がなお相対的に整列していな
くても、水平同期の先導縁とアクティブビデオの始まり
との間の正確な調時間係ｔ１は、後に続くテレビジョン
受信器或いはモニタによって処理されるときにもし所定
のライン内の調時エラーがテレビジョン受信器或いはモ
ニタ同期回路の支配範囲を超過しないならば、各情報ラ
インは正確にデイスプレィされることを確実にする。も
し最初に信号を暗号化するために使用された時間シフト
関数がＮＴＳＣのエンコード化されたビデオに対して約
２０１１７よりも大きい速度では変化しないならばビデ
オの各ラインの同期が保証されることは、経験的に定め
られてきている。他の最大周波数限界が他のテレビジョ
ン情報信号のエンコードシステム（ＰＡＬ或いはＳＥＣ
ＡＭのような）に適用できる一方、その一般法則は、暗
号化中にもとの信号に適用される時間シフトがライン速
度と比較して比較的ゆっくりと変化するものでなければ
ならないということである。換言すれば、スクランブル
／デスクランブル処理の結果として信号に導入される時
間エラーは、後に続くテレビジョン受信器或いはモニタ
内の同期回路の支配範囲の外側に出てはならない。

第４図は、上述の暗号化を提供できるスクランブルシス
テムのブロック図である。この図面かられかるように、
暗号化されるための入力ビデオはビデオ入力プロセッサ
１２の入力端子１１に結合される。プロセッサ１２は利
得、ＤＣオフセット、帯域幅に関し入来ビデオ信号を標
準化するために機能し、そして出力端子１３上に現れる
ビデオにに対して安定した低いインピーダンスバッファ
装置を形成する。加えて、入来する垂直および水平同期
部分はプロセッサ装置１２によって入力ビデオから分離
され、そして第４図により詳細に示されている同期／調
時発生器および位相ロックループ装置１５に入力として
供給される。

出力端子１３上に現れたプロセッサ端子１２からの信号
出力は、輝度成分Ｙおよびクロミナンス・クワッドレイ
チーｗ−（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）成分■、Ｑがデジタ
ルドメインでの平行処理のために分離されるような従来
のＮＴＳＣデコーダおよびアンチ−アリアス（ａｎｔｉ
−ａｌｉａｓ）フィルタ装置１６に結合される。

装置１６のＹ出力は、輝度が予め選択されたクロック速
度で、クロック入力ライン１９に供給された入力サンプ
ルクロック信号によってアナログからデジタル形式に変
換されるようなアナログからデジタルへの変換器１８に
結合される。変換装置１８の出力は、二重のボートを有
する輝度メモリ装置２０の入力部分に結合される。メモ
リ装置２０はワードがＡ／Ｄ変換器１８からあらゆるメ
モリサイクルのメモリ内へ書込まれ、そしてワードはメ
モリ装置２０からあらゆるメモリサイクルのデジタルか
らアナログへの変換装置２２へ読取られるメモリとして
構成される。輝度メモリ装置２０の記憶容量は、選択さ
れたクロック速度で輝度情報の１つの完全なラインを記
憶するために必要とされる多ビツトバイトの数と少なく
とも等しくあるべきである。読出し／書込み制御信号お
よび多ビツトアドレス信号は、メモリ制装置２４から輝
度メモリ装置２０へ供給される。輝度メモリ装置２０の
出力はデジタルからアナログへの変換器２２の入力に結
合される。その変換器ではメモリ装置２０からの多ビツ
トデジタルワード出力がクロック速度でクロック入力ラ
イン２３上で装置１５から供給されたクロック信号によ
ってアナログサンプルに変換される。変換装置２２の出
力はＮＴＳＣエンコーダおよびローパスフィルタ装置２
５の入力に結合される。そのエンコーダおよびフィルタ
装置では輝度信号がＩおよびＱのクロミナンス成分と結
合され、そして帯域幅およびＤＣオフセットに対して再
標準化される。■、Ｑクロミナンス・クワッドレイチャ
ー成分は、装置１ｇ、２０．２２と同様の方法で機能す
る装置ＩＩＩ、２（Ｉ、２２−内の輝度成分Ｙに対して
既に記載されたものと基本的に全く同一の方法で処理さ
れる。

同期調時装置１５は、Ａ／Ｄ変換装置１８に対するサン
プルクロックと、メモリ装置２０からの読取りおよび書
込みクロック信号と、Ｄハ変換装置２２に対するクロッ
ク信号とを提供するために使用される入力クロック信号
を発生させるために使用される。

好ましくは、装置１５は個別の位相検出器と、多数のサ
ンプリングゲートと、エラー増幅器と、結晶クロック発
振器とから構成されることである。

上述された装置は、制御装置３４および複数の制御レジ
スタ３Ｂを介して、キーボード端末のような使用者イン
ターフェイス装置３２に結合される。制御装置３４は、
暗号化された信号を時間シフトするために使用される時
間シフト波形を発生するための第７図記載の回路を具備
する。制御装置３４はまた、同一の時間シフト波形を発
生するためのデスクランブラ−によって所望される情報
を含む情報の暗号化されたバイトを発生する。このバイ
トは何等かの適切な暗号化技術を使用して暗号化され、
その結果は垂直ブランキング間隔の未使用のラインの１
つに入力される。

第５図は、第４図のビデオ入力プロセッサ１２、ビデオ
出力プロセッサ２６、同期／調時発生器１５の重要な部
分を示している。この図かられかるように、入力端子ｌ
ｌ上に現れたビデオは水平および垂直同期部分が検出さ
れるような同期分離器３１に結合される。同期分離器３
１からの垂直同期パルス出力は、ラインカウンタとして
機能する　５２５で除算するカウンタ３３の入力にリセ
ット信号として結合される垂直パルス発生器３２をトリ
ガーする。同期分離器３１からの水平同期パルス出力は
、ライン周波数（３１，５ＫＩＩｚ　）の２倍である周
波数を有するカウンタ３３に対するクロック信号を第１
出カライン３６上に発生させるような水平位相ロックル
ープ３５を駆動するために使用される。水平位相ロック
ループ３５はまた、通常の水平ブランキングパルス（第
６図の波形６Ｃ参照）よりも２マイクロ秒幅が広いパル
スをライン速度で発生させ、そしてこのパルスは１対の
単安定マルチバイブレータ回路４０．４１の入力に結合
される。マルチバイブレータ回路４０は入力信号の上昇
縁上でトリガーされる２、０マイクロ秒幅のパルス（波
形６Ｄ）を発生させる。マルチバイブレーク回路４１は
そこへの入力信号の下降縁上でトリガーされる２、０マ
イクロ秒幅のパルス（波形６Ｅ）を発生させる。マルチ
バイブレータ４０．４１からの出力信号はＯＲゲート４
５を通過し、その出力（波形６Ｆ）は１つの入力として
　ＡＮＤゲート４７に結合される。　ＡＮＤゲート４７
に対する他の入力は、ロジック状態検出装置（好ましく
はＰＲＯＭ）　５０からの垂直同期ゲート信号出力であ
る。装置５０からの垂直同期ゲート信号出力は、９つの
水平ラインの期間を有しそして垂直同期間隔を通してＡ
ＮＤゲート４７の出力をディセーブルにするために機能
するＡＮＤゲート４７に対するディセーブル信号である
。

ＡＮＤゲート４７の出力はブランキングスイッチ５２に
結合され、そして通常のブランキング時間の各側部で２
マイクロ秒だけブランキング間隔を延長するために作用
する。たとえこれが先行するラインの後縁および現在の
ライン内のアクティブビデオの先導縁上でいくらかのア
クティブビデオの低下を生じる結果になったとしても、
このロスは重要ではない。ブランキングスイッチ５２の
出力（波形６Ｈ）は第４図に関連した上述のＮＴＳＣデ
コーダ１６の入力に結合され、またパーストゲート回路
５５の入力にも結合される。パーストゲート回路５５は
、水平同期の後縁で始まる３、５マイクロ秒幅のパルス
であり、そして入来するビデオ信号のバースト部分を位
相ロックされた副搬送波発振回路５９ヘゲートするため
に使用されるような単安定マルチバイブレータ装置５７
（波形６１）からの制御出力信号によって動作される。

発振回路５９は副搬送波信号を公称副搬送波周波数の８
倍で発生させ、発振回路５９からの出力は、Ａ／Ｄ装置
１８、■８″　　Ｄ／Ａ変換装置２２．２２′、メモリ
制御装置２４、ラインカウンタ３０、および同期された
クロックを必要とする何等かの他の回路に対してクロッ
ク信号として使用される。発振回路５９の出力はまた、
８によって除算され同調される回路６１の入力に結合さ
れ、その出力は入来するカラーバーストに対して位相ロ
ックされる３、５８ＭＨｚの副搬送波を提供する。この
副搬送波（波形６Ｊ）はＮＴＳＣデコーダおよびエンコ
ーダ回路１６．２５に結合される。

マルチバイブレータ回路５７の出力はまた、後部ポーチ
クランプの回路６３に結合されそしてカラーバースト時
間の間クランプ可能となるために使用される。

マルチバイブレータ回路４０の出力は、入力信号の下降
縁の辺りでトリガーされ、通常の長さ（１１マイクロ秒
：波形６Ｇ）の水平ブランキングパルス・を発生させる
単安定マルチバイブレータ回路６５にアクティブである
人力として結合される。マルチバイブレータ回路６５の
出力は、ＯＲゲート６６を介してビデオスイッチ回路６
８の制御入力に結合される。ＯＲゲート６６を介してス
イッチ回路６８に提供される他の入力は、ロジック状態
検出装置５０によって発生された垂直ブランキングゲー
ト信号である。

垂直ブランキングゲート信号は、２１個のラインの期間
を有し、そして各フィールドの垂直ブランキング間隔中
に生じるエネーブル信号である。

ビデオスイッチ回路６８の目的は、時間シフトされたビ
デオの２つのバージョン間で交替させることである、す
なわち１つはビデオインバータ回路７０を通過するもの
で、１つはビデオインバータ回路７０を迂回するもので
ある。ＮＴＳＣエンコーダ装置２５（第４図）からのビ
デオは、マルチバイブレータ回路５７の出力によってま
た制御される後部ポーチクランプ回路７２の入力に結合
される。後部ポーチクランプ回路７２の出力はスイッチ
６８の２つの入力端子に結合される、すなわちビデオは
１１１端子７４に直接結合し、およびビデオインバータ
回路７ｏを通してＬＯ端子７５に結合される。

スイッチ６８の出力（波形６Ｌ、６Ｎ）はビデオ増幅器
７８を通して結合され、ビデオ出力として後に続く使用
に対して（通常は放送或いはテープへの録画に対して）
役立つ。

上記で注目したように、時間シフトは同期方式による輝
度およびクロミナンス・クワッドレイチャー成分上のデ
ジタルドメインで行われる。時間シフトが効果を及ぼし
た後、デジタル信号はアナログドメインに変形され、エ
ンコーダ回路２５内で再結合される。時間シフトされた
ビデオはそのとき、アクティブビデオ部分中でインバー
タ回路７゜およびスイッチ６８によってインバートされ
、第６図の波形６Ｌおよび６Ｎで示されている時間シフ
トされインバートされたビデオのスクランブルされた信
号を生成する。特に、波形６には進み方向でアクティブ
ラインのビデオを時間シフトした結果を示す。波形６Ｌ
は、アクティブビデオ時間中にビデオインバータ回路７
０を通してこの時間シフトされた信号の通過の結果を示
す。同様に、波形６Ｍは遅延方向でのアクティブライン
のビデオを時間シフトした結果を示し、その一方波形５
Ｎはアクティブビデオ部分をインバートするためにビデ
オインバータ回路７０を通してこの時間シフトされた信
号の通過の結果を示す。

第７図をを参照すると、時間シフトする波形を発生する
ために使用される制御装置３４の部分は、低周波数ノイ
ズ信号発生器１０１を具備する。その発生器１０１は、
任意の適切な比較的低い周波数の波形を発生することが
でき、時間シフト関数を形成するために使用される。上
記で注目されたように、これは正弦波形、ランプ、方形
パルス、或いはランダムなノイズ波形を含むことができ
る。このような装置は技術的には良く知られており、さ
らには記載されないであろう。低周波数ノイズ信号発生
器１０１によって発生された信号は、発生器１０１から
の信号出力の振幅を情報のフィールド当り１つのサンプ
ルの率でデジタル化するアナログからデジタルへの変換
器１０３に結合される。サンプリングは、制御装置入力
端子１．０４上の信号によって制御される。この制御信
号はロジック状態検出装置５０（第５図）から獲得され
、好ましい実施例では、ライン２１のように、垂直ブラ
ンキング間隔中にラインの１つが生じる中で発生される
パルスを含む。アナログからデジタルへの変換器１０３
からのサンプル出力は、２０１１ｚのローパスフィルタ
１（１５を介して第２のアナログからデジタルへの変換
器１０Ｂの入力へ結合される。アナログからデジタルへ
の変換器１０Ｂは、水平同期速度（第６図の波形６Ｂの
ような）で発生されたクロックパルスによってクロック
される。アナログからデジタルへの変換器１０６の出力
は制御レジスタ３Ｂを介してメモリ制御装置２４に結合
され、そして各ラインのアクティブビデオ部分上で行わ
れる時間シフトの実際の大きさを制御するために使用さ
れる。

アナログからデジタルへの変換器１０３の出力はまた、
ライン２１の中でエネーブルであるゲート回路１０８を
介して、時間シフトバイト信号に対して上述された暗号
化を行う暗号化器１１０に結合される。暗号化器１１０
の出力は、ビデオ増幅器７８（第５図）を介してビデオ
信号に加えられる。したがって、各フィールドの始まり
における時間シフト波形振幅情報の暗号化されたバイト
は、スクランブルされたビデオ信号および他の調時信号
と共に各デスクランブラ−装置に伝送される。

第８図は、上述の処理によって暗号化された後に受信さ
れた信号を解読するために使用されるデスクランブル装
置を示す。デスクランブラ−は第５図に示されたスクラ
ンブラ−と共通した多数の装置を共有しており、そして
このような装置に対して使った全く同一の参照符号が使
用されている。

第８図に示されたデスクランブラ−の目的は、ビデオの
各ラインの水平同期とカラーバスト部分とそのラインの
アクティブビデオ部分との間のもとの時間の関係を復帰
させることである。この動作は、第９図に示された波形
線図に関連して記載されるだろう。

入力端子１１上の入来ビデオは、同期分離器３１の入力
および後部ポーチクランプ回路６３の入力に結合される
。同期分離器３１の出力は、垂直パルス発生器３２の入
力と、水平位相ロックループ３５の入力と、後部ポーチ
クランプ回路６３を駆動するために使用される　３．５
マイクロ秒の単安定マルチバイブレータ５７の入力と、
デスクランブル波形シンセサイザ回路８０の入力とに結
合される。シンセサイザ回路８０に対する第２の入力は
、制御装置３４によって暗号化された時間シフト波形デ
ータの入来するバイトを解読するために使用される使用
者（すなわち、加入者）によって発生された許可キー信
号である。このキーは任意の安全な方法で、換言すれば
、電子的に、郵便によって、電話或いはそのようなもの
を介して、加入者に別途に伝達される。

シンセサイザ８０に対する他の入力は、情報のフィーノ
１ドの始まりでの時間シフト波形の瞬時の値に関する情
報を含むビデオ入力１１である。第１０図に関して以下
により詳細に記載されるように、シンセサイザ回路８０
は電圧コンパレータ装置８２の入力に対するもとのスク
ランブル波形を発生させ、この電圧はフィールド内で時
間シフト波形の特性によって変化する。例えば、もし正
弦波時間シフト波形が暗号化中に使用されたならば、同
一の正弦波波形は解読中に所定のフィールドの各ライン
に対して変化する電圧基準を発生させるために必要とさ
れる。次のフィールドの始まりにおいて、時間シフト波
形情報の新しいバイトは垂直ブランキング中に受信され
たビデオ、内に提供され、そしてこの情報はシンセサイ
ザ回路８０に結合さ、れる。

水平位相ロックループ回路３５は、６．０マイクロ秒に
等しい幅を有するが、予め定められた量（好ましい実施
例では１．５マイクロ秒）による水平同期に対する位相
内で進みの第１の出力パルス（波形９Ｈ）を発生する。

この信号は出力導線３７を介して１．５マイクロ秒の単
安定マルチバイブレータ回路８３の出力に、そしてまた
ランプ発生器回路８５の入力にも供給される。ランプ発
生器回路８５は線形の率でランプ電圧（波形９Ｉ）を発
生し、そしてこのランプ電圧は電圧コンパレータ８２の
他方の入力に結合する。発生器８５によるランプ電圧出
力のレベルがシンセサイザ回路８０からの基準電圧のレ
ベルと整合するとき、電圧コンパレータ８２は、９マイ
クロ秒の単安定マルチバイブレーク回路８７および４．
７マイクロ秒の単安定マルチバイブレーク回路８８を初
期化するために使用される出力信号を発生する。マルチ
バイブレータ回路８８はビデオに加えられるための新し
く位置を変えた水平同期パルス（波形９Ｌ）を発生し、
そしてこの同期パルスは水平同期およびバースト発生器
８９の１つの入力に結合される。マルチバイブレーク回
路８８の出力はまた０、９マイクロ秒の単安定マルチバ
イブレータ回路９０の入力と結合し、そして回路９ｏの
出力（波形９Ｍ）は単安定マルチバイブレータ回路９２
の入力に結合される。回路９２の出力（波形９Ｎ）はバ
ースト発生器回路９４の入力に結合される。回路９４は
バースト信号を副搬送波周波数において、発振器回路５
９から水平同期およびバースト混合回路８９の他方の入
力ヘゲートする。混合回路８９、それはそのラインのア
クティブ情報部分に対して正確に再度時機を合わせられ
た水平同期およびカラーバーストを含むが、の出力はビ
デオスイッチ回路６８−の入力端子７４に結合する。

マルチバイブレータ回路８３の出力（波形９Ｊ）は単安
定マルチバイブレータ回路６５の入力に結合する。回路
６５は通常の水平ブランキング間隔を形成する１１マイ
クロ秒の幅のパルス（波形９Ｋ）を発生する。この信号
は、ＡＮＤゲート９５の第１の入力に対するマルチバイ
ブレータ回路８７の出力と共にＯＲゲート６６を通過す
る。　ＡＮＤゲート９５に対する他の入力はロジック状
態検出器５０によって発生された垂直同期ゲート信号で
あり、ロジック状態検出器５０は各フィールド内の垂直
同期の９つのライン中でＡＮＤゲート９５が制御信号を
ビデオスイッチ６８−へ通過させるのをディセーブルす
るために作用する。したがって、マルチバイブレーク回
路６５或いは８７からの出力パルス信号がアクティブで
ある（波形９に、９Ｒ）ときは常に、ビデオスイッチ６
８゛°は通常閉じられている端子７５から端子７４ヘス
イツチされることができる。スイッチ６８“°が端子７
４に接続されるときは常に、水平同期およびバースト混
合回路８９の出力はビデオ出力増幅器７８に結合される
。換言すれば、ビデオスイッチ６８−からのアクティブ
ビデオ出力がビデオ出力増幅器７８に結合される。

ビデオスイッチ６８′は２つのビデオ入力を有する、す
なわち後部ポーチクランプ６３を通過する直接的なビデ
オ（波形９Ｐ）或いはインバータ７０によって提供され
るインバートされたバージョン（波形９Ｑ）である。ス
イッチ６８′の状態は、ロジック状態検出器５０からの
垂直プランキングゲト信号出力によって制御される。こ
の信号がアクティブであるときは常に、スイッチ６８−
は端子７４に接続され、そして直接的なビデオが通過す
る。

すべての他の場合、インバータ回路７０からのインバー
トされたバージョンは端子７５を介してスイッチ６８′
の出力に結合される。

動作では、入来する水平同期およびカラーバーストは第
８図のデスクランブラ−回路によって排除され、そして
新しい水平同期およびカラーバーストが入来するライン
のアクティブビデオ部分に対する正確な調時間係で発生
される。混合回路８９によって提供された新しい同期お
よびバーストは、端子７４を介しスイッチ６８゛を通し
て、再構成されたビデオ信号の新しい同期およびカラー
バースト部分として結合される。アクティブビデオ時間
中に、入力ビデオはインバータ７０によってインバート
され、そしてビデオ出力増幅器７８に結合されライン全
体を再構成する。フィールドの垂直ブランキング部分の
最後の１２個のラインの中で、アクティブビデオライン
は第１および第２のビデオスイッチ回路６８−１６８°
゛を直接通過する。所定のフィールドの垂直同期ゲート
部分の中で、ＡＮＤゲート９５は、シンセサイザされた
水平同期およびバーストが入来するビデオ信号に加えら
れるのを防ぐためにディセーブルにされる。

第１０図は、デスクランブル波形シンセサイザ８０を含
む副装置を示す。この図からイつかるように、入来する
ビデオはデータ抽出器１】２の入力に結合される。デー
タ抽出器１１２は、時間シフト波形の振幅を特定化する
フィールドのライン２１内の情報をそのフィールドの始
まりにおいて検出する。このデータは暗号化された形式
であるので、何等かの適切な手段、例えばキーボード、
によって加入者／使用者によって提供される許可キーと
共に解読器１１４の入力に結合される。解読されたデジ
タル振幅値は解読器１１４から２０　Ｉｆ　ｚのローパ
スフィルタの入力に結合され、そのフィルタはゆっくり
と変化する時間シフト波形を複製或いは再生する。

２０　Ｉｆ　ｚのローパスフィルタ１１６の出力は、基
準波形電圧として電圧コンパレータ８２に結合される。

ここで明白にされるように、本発明はビデオタイプの信
号を暗号化しおよび解読するための完全に安全な技術を
提供する。その技術はすべてのビデオテープ形式および
伝送システムと十分にコンパチブルであり、そしてプロ
グラムからのすべての娯楽価値を除去するのに少なくと
も十分な画面隠蔽をする。加えて、デスクランブラ−内
のほとんどすべての回路素子および副装置は普通に在庫
する回路および成分であるので、スクランブラ−装置は
製造成いは修理するにあたって比較的高価ではない。

上記記載が本発明の好ましい実施例の十分なそして完全
な記載を提供する一方、種々の変形例、代わりの構造お
よび相当するものが当業者によって考案されるであろう
。例えば、結合された最大の進みおよび遅延時間シフト
上の限界が±２マイクロ秒として特定化される一方、そ
の他の値は選択することができる。一般に、結合された
最大の進みおよび遅延のより大きな大きさが使用される
と、より多くのアクティブ情報は先行するラインの後部
部分から消失され、ラインの先導する部分は時間シフト
される。それ故に上記記載および図面は、特許請求の範
囲によって記載された本発明の範囲を限定するものとし
て解釈されるべきものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が供給するビデオタイプの情報の１つの
ラインを示す概略図、第２Ａ図乃至第２Ｃ図は情報の３
つの連続するフィールド上での正弦波時間シフトの視覚
的効果を示す概略図、第３Ａ図および第３Ｂ図はスクラ
ンブルされたおよびデスクランブルされた信号を示す概
略図、第４図はスクランブラ−装置のブロック図、第５
図は第３図のスクランブラ−装置のビデオ入力プロセッ
サと、ビデオ出力プロセッサと、同期／調時発生器の部
分を示すより詳細なブロック図、第６図は第４図のブロ
ック図から選択された波形を示す一連の波形線図、第７
図は時間シフトする波形を発生させるために使用される
制御装置３４の部分のブロック図、第８図はデスクラン
ブラ−装置を示すブロック図、第９図は第６図のブロッ
ク図から選択された波形を示す一連の波形線図、第１０
図はデスクランブラ−波形シンセサイザを示すブロック
図である。 １５・・・同期／調時発生器および位相ロックループ装
置、１６・・・ＮＴＳＣデコーダおよびアンチ−アリア
スフィルタ装置、２４・・・メモリ制御装置、２５・・
・ＮＴＳＣデコーダおよびローパスフィルタ、３４・・
・制御装置、４０．４１，５７．ｆＪ５，８３，８７．
８８・・・単安定マルチバイブレータ回路、６ｇ、Ｈ−
，８８°°・・・スイッチビデオ回路、７０・・・ビデ
オインバータ回路、８０・・・デスクランブル波形シン
セサイザ回路、１０１・・・低周波数ノイズ信号発生器
、１１０・・・暗号化器、１１４・・・解読器。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）暗号化された情報信号がアクティブ情報のライン
   の連続として配置されたもとの情報信号の暗号化された
   バージョンを具備し、各ラインがライン調時基準を有し
   、前記暗号化された信号がもとの情報信号の少なくとも
   いくつかのラインをライン調時基準に対して予め定めら
   れた方法で時間シフトすることによって生成され、解読
   の方法は （ａ）所定のラインで行われる時間シフトの指示を提供
   することと、 （ｂ）ライン調時基準と情報のラインとの間のもとの時
   間の関係を、新しいライン調時基準を発生することによ
   って復帰させることと、そして前記新しいライン調時基
   準と情報のラインとを結合することのステップを具備す
   る、先に暗号化された情報信号をそこで使用できるよう
   に解読するための方法。
2. （２）前記暗号化された情報信号が、暗号化処理中に時
   間シフトされないライン同期部分を含むビデオ情報信号
   であり、そして復帰させるという前記ステップ（ｂ）が
   、受信されたライン同期部分を削除することと、新しい
   ライン同期部分を挿入することのステップを有する、請
   求項１記載の方法。
3. （３）前記暗号化された情報信号が、暗号化処理中に時
   間シフトされない色基準信号部分を含むビデオ情報信号
   であり、そして復帰させるという前記ステップ（ｂ）が
   、受信された色基準信号部分を削除することと、新しい
   基準色信号部分を発生することと、前記新しい色信号部
   分と情報のラインとを結合することのステップを有する
   、請求項１記載の方法。
4. （４）前記暗号化された情報信号が、暗号化処理中に時
   間シフトされない非アクティブビデオの複数のラインを
   含むビデオ情報信号であり、そして復帰させるという前
   記ステップ（ｂ）が、非アクティブビデオのラインを乱
   されないままにしておくというステップを有する、請求
   項１記載の方法。
5. （５）暗号化された情報信号がアクティブ情報のライン
   の連続として配置されたもとの情報信号の暗号化された
   バージョンを具備し、各ラインがライン調時基準を有し
   、前記暗号化された信号がもとの情報信号の少なくとも
   いくつかのラインをライン調時基準に対して予め定めら
   れた方法で時間シフトすることによって生成され、シス
   テムが所定のラインで行われる時間シフトの指示を提供
   するための手段と、 ライン調時基準と情報のラインとの間のもとの時間の関
   係を復帰させるためのものであり、新しいライン調時基
   準を発生させるための手段と、前記新しいライン調時基
   準と情報のラインを結合するための手段とを有するよう
   な復調手段とを具備する、先に暗号化された情報信号を
   そこで使用できるように解読するためのシステム。