JPH0646392A - 情報信号のエンコーダおよびデコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】映像信号に影響を与えることなく、容易に解
読、改変、消去できない情報信号を挿入復調できるよう
にする。 【構成】映像信号の同一フィールド若しくは異なるフィ
ールドで、１ないし複数の隣接フィールドにおけるライ
ン相関の強い２本の水平ラインに挿入された互いに逆相
となる情報信号の差が、遅延回路３６と減算器３８の組
み合せで求められる。フィールド間差信号Ｓｘ，Ｓｙは
バンドパスフィルタ４２を経てＰＳＫ復調回路４４によ
ってフィールド間差信号が復調される。復調出力Ｑｘ，
Ｑｙは多数決論理回路４６によって単位情報に変換さ
れ、これがメモリ４８に蓄積される。蓄積された所定ビ
ットの単位情報群で、まとまった情報が復元される。挿
入される情報信号のレベルは低く、映像期間に挿入さ
れ、フィールド間差により単位情報が復調されるため簡
単にはこれを解読、改変、消去できない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、放送局などで製作さ
れた映像ソースを識別するために使用される識別番号な
どを映像信号に影響を与えることなく挿入するような場
合に適用して好適な情報信号の伝送システムにおけるエ
ンコーダおよびデコーダ、更には動画像であっても映像
信号に挿入された情報信号を正確に識別できるようにし
た情報信号の伝送システムにおけるエンコーダ及びデコ
ーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】放送局などで製作された独自の映像ソー
ス（放送番組など）を、他の映像ソースと識別したり、
著作権を容易に主張できるようにするには、その映像ソ
ースに識別番号や製作者などの特定の情報を付加してお
くことが肝要である。

【０００３】識別情報以外にも、映像信号に文字や記号
などのキャラクタ情報を分散挿入し、受信時これら文字
や記号などのキャラクタ情報を蓄積し、これを再編成す
ることによってあるまとまった情報として利用すること
も考えられる。

【０００４】映像ソースの映像信号に識別情報を付加し
たり、キャラクタ情報を分散挿入するには、映像信号の
垂直ブランキング期間にこれらの情報信号を挿入した
り、有効画面外の映像信号に情報信号を重畳したりする
ことが考えられる。

【０００５】重畳された情報信号は、映像信号に悪影響
を与えることなく、しかも容易にその内容が改変されな
いようにすることが望まれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、映像信号の垂
直ブランキング期間に情報信号を挿入する場合には、こ
のブランキング期間を検索すれば、どの水平ラインにど
のような情報が挿入されているかを比較的簡単に解析で
きるから、暗号化などを施さない限りその内容を簡単に
解読されてしまう。また、どの水平ラインに情報信号が
挿入されているかが判ることは、逆に挿入した情報をす
げ替えて新しい情報に差し替えられるおそれがある。

【０００７】有効画面外に情報信号を挿入する場合に
は、有効画面の定義の仕方によっては映像信号に挿入し
た情報信号に基ずく画像（その画像内容は問わない）
が、一部にしろ画面上に映し出される可能性がある。

【０００８】画面内に挿入する場合には、原画像に対す
る妨害が問題となる。即ち、強く信号を挿入すれば、検
出が容易になるが、原画像妨害が大きくなり、弱くすれ
ば妨害は減少するが、検出が困難になる。

【０００９】この発明はこのような課題を解決したもの
であって、秘匿性が強く、簡単にはその情報内容を改変
できず、ＶＴＲなどの記録装置を用いた場合にも情報が
そのまま保存され、しかも構成の簡略化された情報信号
のエンコーダおよびデコーダを提案するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明に係るエンコーダはブランキング期間を除
く映像信号に画像生成情報としては使用されない特定の
情報信号を挿入したものである。情報信号はフィールド
内若しくは隣接する２以上のフィールド間あるいはその
双方を使用して挿入される。

【００１１】また、この発明に係るデコーダはブランキ
ング期間を除く映像信号に挿入された画像生成情報とし
ては使用されない特定の情報信号を、映像信号より分離
抽出して特定の情報を再生するようにしたものである。

【００１２】

【作用】図３を用いてこの発明の原理的な情報信号処理
の一例をＮＴＳＣ方式に適用した場合について説明す
る。

【００１３】図３に示すエンコード処理例において、映
像信号が存在するｍフィールドの（ｎ＋１）ラインに、
ｆsc／２（ｆscはサブキャリアの周波数）の情報信号
（アナログ信号であるならば単一周波数の正弦波信号）
Ｓａが図の極性をもって挿入される（この極性を便宜的
に正極性とする）。

【００１４】次の（ｍ＋１）フィールドであって、前ｍ
フィールドにおける（ｎ＋１）ラインの直上ラインｎ
に、（ｎ＋１）ラインとは１８０°位相の異なる逆極性
の、つまり負極性の情報信号Ｓｂが挿入される。

【００１５】デコード処理時には、ｍフィールドの（ｎ
＋１）ラインに挿入された情報信号Ｓａと、前ｍフィー
ルドの直上ラインｎに挿入された情報信号Ｓｂとの差で
あるライン間差信号Ｓｘ（＝Ｓａ−Ｓｂ）が求められ
る。以下、これら異なるフィールド間におけるライン間
差を便宜上フィールド間差と、そのライン間差信号Ｓｘ
をフィールド間差信号とそれぞれ呼称する。

【００１６】フィールド間差をとると図４Ａのように正
極性のフィールド間差信号Ｓｘのみとなる。これをＰＳ
Ｋ同期検波処理およびローパスフィルタ処理したときの
出力Ｐｘが正であるとき（図４Ｂ）、これを論理“１”
に対応させる。

【００１７】次フィールドの直上ラインに情報信号Ｓｂ
を挿入したのは、ｎラインと２６２Ｈ（Ｈは１水平走査
期間）後のラインのサブキャリアは同相であるので、情
報信号Ｓａ，Ｓｂの差を求めるとき、サブキャリアが相
殺されるようになってサブキャリアの影響が軽減される
からである。

【００１８】図３に示すエンコード処理例において、映
像信号が存在するｍフィールドの（ｎ＋３）ラインに、
ｆsc／２の情報信号Ｓｃが負極性をもって挿入される。
次の（ｍ＋１）フィールドであって、前（ｎ＋３）ライ
ンの直上ライン（ｎ＋２）には正極性の情報信号Ｓｄが
挿入される。

【００１９】デコード処理時には、（ｎ＋３）ラインに
挿入された情報信号Ｓｃと、（ｎ＋２）ラインに挿入さ
れた情報信号Ｓｄとの差であるフィールド間差信号Ｓｙ
（＝Ｓｃ−Ｓｄ）が求められる。このフィールド間差を
とると図４Ｃのように負極性のフィールド間差信号Ｓｙ
のみとなる。これをＰＳＫ同期検波後ローパスフィルタ
処理したときの出力Ｐｙが負であるとき（図４Ｄ）、こ
れを論理“０”に対応させる。

【００２０】情報信号は画像情報としての映像信号が存
在する各水平ラインに挿入されるものであり、しかも情
報信号を演算しないと本来の情報を再現できないから、
簡単には情報信号を解読できないし、これを改変するこ
とも困難である。

【００２１】図１に示すように動画像のときは静止画像
のときよりも情報信号の挿入レベルが大きくなるように
レベル制御回路５９が、動き検出回路５２の出力に基づ
いて制御される。動画像の場合、挿入信号レベルを強く
しても、原画像に対し視覚的な妨害が比較的小さい。挿
入する情報信号は原画像に妨害を与えない範囲で、でき
るだけ強くしたい。そこで動画像の場合には挿入レベル
を強くし、静止画像の場合には弱くすることで、視覚妨
害が少ないまま、挿入レベルを強めることが可能とな
る。

【００２２】

【実施例】続いて、この発明に係る情報信号のエンコー
ダおよびデコーダの一例を映像ソースに関連した情報を
挿入する場合につき、図面を参照して詳細に説明する。

【００２３】説明の都合上、この発明の概要から説明す
る。放送局などで製作された映像ソースは、自局で放送
する場合の他に、関連局で放送することもあったり、無
関係な第三者に貸与することも考えられる。その場合に
は、その映像ソースの製作年月日を始めとして、製作者
名、管理番号、目次、送給先などの各種情報が、映像ソ
ースのインディックス情報としてあった方が好ましい。
一方で、これらの情報は簡単に解読されたり、改変され
ないのが好ましい。インデックス情報の検出は映像ソー
スの内容に拘わらず簡単でかつ正確であることが好まし
い。

【００２４】そこで、これらを満足させるには次のよう
な条件の下に情報信号が挿入される。 （１）ブランキング期間を除く映像期間内に情報信号を
挿入する。 （２）映像期間内での挿入であるために、映像信号に悪
影響を及ぼさないように情報信号を挿入する。 （３）そのために、情報信号の周波数や挿入レベルなど
が考慮される。 （４）２ラインにわたり挿入された情報信号若しくは２
フィールドにわたり挿入された情報信号を演算すること
によって１つの情報単位が構築される。 （５）単位情報を何個かまとめることによってあるまと
まった内容を持つようにする。 （６）動画像のときは静止画像のときよりも情報信号の
挿入レベルが大きくなるように情報信号の挿入レベルを
制御する。

【００２５】垂直ブランキング期間内に情報信号を挿入
すると、そこにある特定な情報が存在することが簡単に
判り、これを解読することも、改変することも容易にで
きる場合が多い。

【００２６】映像期間に情報信号を挿入する場合には、
簡単には情報信号の存在を確認できないし、仮え確認し
たとしても２ラインにわたり挿入された情報信号によっ
て始めて１つの情報単位をデコードできるようになって
いるので、まとまった内容の判読までには困難を伴う。
挿入する情報信号の周波数、挿入レベル、位相（極性）
などを考慮すれば、情報信号が映像信号に対して悪影響
を与えることはない。

【００２７】検出を容易にするためには、できるだけ挿
入レベルを強くしたいが、そのまま全体的に強度を増加
したのでは原画像に対する妨害が問題となる。一般的に
動画像では、静止画像に比べ、挿入信号強度を増加させ
ても、比較的原画像への妨害が小さい。そこで、動画像
部分では、挿入する情報信号の強度を増し、静止画像部
分では、挿入強度を弱めれば、原画像への妨害が小さい
まま挿入強度を増加させることができる。

【００２８】具体例を図３および図４を参照して説明す
る。

【００２９】図３には情報信号のエンコード処理例とデ
コード処理例を示してある。

【００３０】映像信号が存在するｍフィールドの（ｎ＋
１）ラインに、ｆsc／２の情報信号（例えば単一周波数
よりなるアナログ若しくはディジタル正弦波信号）Ｓａ
が図の位相（極性）をもって挿入される（この極性を便
宜的に正極性で、０相とする）。

【００３１】次の（ｍ＋１）フィールドであって、前ｍ
フィールド（ｎ＋１）ラインの直上ラインｎに、（ｎ＋
１）ラインとは１８０°位相の異なる逆極性の、つまり
負極性の情報信号Ｓｂ（π相）が挿入される。

【００３２】デコード処理時には、（ｎ＋１）ラインに
挿入された情報信号Ｓａと、ｎラインに挿入された情報
信号Ｓｂとの差であるフィールド間差信号Ｓｘ（＝Ｓａ
−Ｓｂ）が求められる。

【００３３】このフィールド間差をとると図４Ａのよう
に正極性のフィールド間差信号Ｓｘのみとなる。これを
ＰＳＫ復調してローパスフィルタ処理したときの出力Ｐ
ｘが正であるとき（図４Ｂ）、これを論理“１”に対応
させる。

【００３４】次フィールドの直上ラインに情報信号Ｓｂ
を挿入したのは、図５に示すように隣接フィールドにお
いては、ｎラインと次フィールドの直上ラインにおける
サブキャリアは同相（０相若しくはπ相）になるので、
サブキャリアが同相となる２ラインに互いに逆相となる
ような情報信号を挿入する。そうすれば、それらの差を
求めるときにサブキャリアが相殺されるので、情報信号
に対する識別精度が増すからである。図５はサブキャリ
アの位相関係の他に、情報信号の位相関係も図示してあ
る。

【００３５】図３に示すエンコード処理例において、映
像信号が存在するｍフィールドの（ｎ＋３）ラインに、
ｆsc／２の情報信号Ｓｃが負極性をもって挿入される。
次の（ｍ＋１）フィールドであって、前フィールド（ｎ
＋３）ラインの直上ライン、すなわち（ｎ＋２）ライン
には正極性の情報信号Ｓｄが挿入される。

【００３６】デコード処理時には、（ｎ＋３）ラインに
挿入された情報信号Ｓｃと、（ｎ＋２）ラインに挿入さ
れた情報信号Ｓｄとの差であるフィールド間差信号Ｓｙ
（＝Ｓｃ−Ｓｄ）が求められる。このフィールド間差を
とると図４Ｃのように正極性のフィールド間差信号Ｓｙ
が得られる。これを復調してローパスフィルタ処理した
ときの出力Ｐｙが負であるとき（図４Ｄ）、これを論理
“０”に対応させる。

【００３７】このような規則にしたがって、あるまとま
った内容を持つ情報が映像期間のラインに挿入される。
例えば、８ビットを単位として１つのまとまった情報を
構築する場合にはフィールド当り８ラインを使用して１
つの情報が挿入される。

【００３８】１フィールド当りの有効走査線数を２４１
ラインとすると、１画面（１フレーム）当り２４１／８
個分の情報を挿入できることになる。映像ソースのイン
ディックス情報として上述した情報信号を使用する場合
には、８ビット単位でそれぞれのインディックス情報を
割り当てることができる。

【００３９】情報信号の周波数は、サブキャリアの整数
分の１（ｆSC／２、ｆSC／３、ｆSC／４など）にする方
がよい。なぜなら、情報信号の１サイクルを１タイムス
ロットとするとき、１タイムスロットに挿入されるサブ
キャリアの積分値が０になるようにするためである。そ
のときは、ＰＳＫ復調時にサブキャリア成分が悪影響を
及ぼすことがなくなる。

【００４０】情報信号の挿入レベルは、映像信号が１０
ビットでＡ／Ｄ変換されているときには、この映像信号
に対して情報信号を１／１０２４〜４／１０２４のレベ
ルの範囲で挿入する。この程度の挿入レベルでは映像信
号に対して殆ど影響を及ぼさない。しかも、この範囲で
あると検出が比較的容易である。もちろん、この範囲以
下でも検出が可能であるが、そのときには検出時間が非
常に長くなる。

【００４１】情報信号の挿入は、アナログ処理で行うこ
とも可能であるが、ここではディジタル処理の例を示
す。そのため、映像信号が１０ビットのディジタル信号
に変換されたあと、ディジタル化された情報信号（１０
ビット構成）がこの映像信号に多重される。

【００４２】図６は映像信号に対してディジタル情報信
号を挿入するときの挿入レベルの一例である。同図Ａは
振幅が２ＬＳＢビット（Ｐ−Ｐ値）の情報信号を使用し
たときの挿入レベル関係を示し、同図Ｂは同じく振幅が
４ＬＳＢビットの情報信号を用いたときの挿入レベルの
例である。そして、同図Ｃは振幅を６ＬＳＢビットとし
たときの情報信号の挿入レベル関係を示す。

【００４３】この発明では映像信号が動画像のときと静
止画像のときとで、情報信号の挿入レベルを異ならせ
る。具体的には図７に示すように動画像のときの方が静
止画像のときよりも大きくなるようにする。この例で
は、動画像のときは図６Ｃに示す挿入レベルとなり、静
止画像のときには図６Ａに示す挿入レベルとなるように
選定されている。検出を容易にするためには、できるだ
け挿入レベルを強くしたいが、そのまま全体的に強度を
増加したのでは原画像に対する妨害が問題となる。一般
的に動画像では、静止画像に比べ、挿入信号強度を増加
させても、比較的原画像への妨害が小さい。そこで、動
画像部分では、挿入する情報信号の強度を増し、静止画
像部分では、挿入強度を弱めれば、原画像への妨害が小
さいまま挿入強度を増加させることができる。

【００４４】情報信号の変調方式は２相ＰＳＫ（ＢＰＳ
Ｋ：Binary Phase Shift Keying）などの位相変調方式
が採用されている。情報信号を位相変調して映像信号に
挿入する場合には、ＰＳＫ復調によって情報信号が復調
（復元）されるが、その詳細は後述する。

【００４５】図１は上述した情報信号伝送システム１０
におけるエンコーダ１０Ａの一例を示す。端子８には局
内で製作された映像信号が供給され、これがＡ／Ｄ変換
器１２で、本例では１０ビットディジタル信号に変換さ
れ、その後加算器１４に供給される。端子８に供給され
た映像信号はさらにサブキャリアの分離回路１６に供給
されて映像信号よりサブキャリアが抽出分離され、これ
がＰＬＬ回路１８に入力されてサンプリング信号を発生
する。本例では、サブキャリアの周波数ｆSCに対しこれ
に同期した４倍の周波数４ｆSCのサンプリング信号が生
成され、このサンプリング信号で映像信号がディジタル
変換される。

【００４６】映像信号はさらに同期分離回路２０にも供
給され、同期分離された水平および垂直の各同期信号が
アドレスカウンタ２２に供給され、マイコン２６の制御
の下に情報信号の映像信号への挿入タイミングに対応し
たアドレスが生成される。このアドレスは情報信号が格
納されたメモリ手段（本例ではＲＯＭ）２４のアドレス
として利用される。

【００４７】ＲＯＭ２４には図６に示すように、映像信
号に挿入すべき正弦波状の情報信号Ｓａ〜Ｓｄの各サン
プリング点におけるディジタルデータが格納されてい
る。本例では上述したように図６Ｃに示すレベルをもつ
情報信号が格納されている。

【００４８】図６に示すようなディジタル値をもった情
報信号は１サイクルごとに繰り返し利用されて映像信号
に加算（多重）されるが、どのレベルで映像信号に挿入
するかは動き検出回路５２の出力に基づいて制御され
る。

【００４９】動き検出回路５２は遅延回路５４を有し、
ここで本例では２フレーム分即ち、１０５０Ｈ（Ｈは１
水平走査期間）だけ遅延された映像信号と現映像信号と
が減算器５６で減算されてフレーム間差信号（実際には
２フレーム間差信号）が得られる。２フレーム間の差信
号を求めたのは、１フレーム間差信号では動画像成分の
他に色のサブキャリア成分が出力されてしまうからであ
る。

【００５０】映像信号が静止画像であるときにはフレー
ム間差信号は零であり、動画像であるときには所定レベ
ルのフレーム間差信号となって得られる。画像内容に応
じたレベルをもつフレーム間差信号はコアリング回路５
８に供給されて所定レベル以上のフレーム間差信号のみ
が動き検出信号として出力される。単なる雑音等の余り
レベルの低いフレーム間差信号に対しては動画像として
は取り扱わないようにして、誤検出などを避けるためで
ある。

【００５１】動き検出信号はレベル制御回路５９に供給
されて、静止画像のときは動画像のときよりも情報信号
の挿入レベルが図７のように小さくなるように制御され
る。情報信号がディジタル信号であるときには割り算処
理によって図７に示すような低レベルの情報信号を得る
ことができる。

【００５２】ＲＯＭ２４に格納されている情報信号とし
て図６Ａのような最小レベルの情報信号が格納されてい
るときには、上述した制御動作とは逆に動画像のときに
そのレベルが図７に示すような所定レベルとなるように
制御すればよい。もちろん、図６Ａのようなレベルの情
報信号に対して、静止画像のときは動画像のときよりも
情報信号の挿入レベルが図７のようにさらに小さくなる
ように制御することもできる。

【００５３】また、静止画と動画の判定は単なる２段階
（２値）ではなく、多値の値で動きの値に応じて挿入レ
ベルを段階的に可変することも可能である。

【００５４】なお、このような情報信号の加算によって
加算後の信号レベルが飽和しないように、加算器１４の
前段にはリミッタ３１が設けられ、予め映像信号の振幅
レベルが所定レベル以内となるように制限されている。
情報信号が加算された映像信号は次にＤ／Ａ変換器２８
においてアナログ信号に変換されて、最終的な映像信号
出力となされる。

【００５５】上述した動き検出回路５２の構成は一例に
過ぎず、例えば遅延回路５４としては輝度成分の１フレ
ームの遅延回路を使用してもよい。

【００５６】図２はそのデコーダ１０Ｂを示す。

【００５７】端子３２に供給された映像信号はＡ／Ｄ変
換器３４によってディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ
変換の際のタイミング信号の発生は図１の場合と同様で
あるからここでは説明を割愛する。Ａ／Ｄ変換後フィー
ルド間差信号Ｓｘ，Ｓｙを形成するため、２６２Ｈの遅
延回路３６に供給されて２６２Ｈ分遅延されると共に、
この遅延信号と非遅延信号である現フィールドにおける
映像信号が減算器３８に供給されてフィールド間差信号
Ｓｘ，Ｓｙが形成される。このフィールド間差信号Ｓ
ｘ，Ｓｙを得る減算処理によって、色成分がこの２ライ
ンで全く同じであるときはサブキャリアが相殺されて０
になる。

【００５８】フィールド間差信号Ｓｘ，ＳｙはｆSC／２
を通過帯域とするバンドパスフィルタ４２に供給され
て、情報信号のみつまりフィールド間差信号Ｓｘ，Ｓｙ
のみが抽出分離される。映像信号が動画像のときには静
止画像のときよりもその挿入レベルが大きいので検出は
一層容易となる。抽出分離された情報信号は次段のＰＳ
Ｋ復調回路４４に供給される。

【００５９】ＰＳＫ復調回路４４では、ＰＳＫ復調（Ｐ
ＳＫ同期検波）と共にローパスフィルタによるフィルタ
リング処理が行なわれる。例えば、フィールド間差信号
Ｓｘの場合、これをＰＳＫ復調すると図４Ｂのようにな
るから、これをフィルタリング処理すると同図Ｂのよう
な復調出力（正のＤＣ出力）Ｑｘが得られる。フィール
ド間差信号Ｓｙが図４Ｃの場合には同図Ｄに示すＰＳＫ
復調出力Ｐｙと、復調出力（負のＤＣ出力）Ｑｙが得ら
れる。復調出力Ｑｘ，Ｑｙは１フレーム当り有効走査線
数の半分、すなわち４８２／２＝２４１ビット得られ
る。

【００６０】アナログの回路でＰＳＫの復調を行なう場
合には、ＰＳＫ復調回路４４のローパスフィルタの時定
数を１ライン積分値、つまりロールオフフィルタを水平
走査周波数１５．７５ＫＨｚの１／２程度に設定して、
１ラインの積分値をとり、これを情報信号のデコード出
力とすればよい。ＰＳＫ復調をディジタル的に行なうと
きには、ＰＳＫ復調回路４４の出力に対してさらに多数
決論理をとってそれを最終的なデコード出力として利用
すればよい。

【００６１】そのため、図２のように多数決論理回路４
６が設けられている。多数決論理とはＰＳＫ復調された
各周期の識別判定値をカウントし、“１”または“０”
の多い方を論理出力として決定するものである。本例で
は、さらに１ラインの多数決論理だけではなく、他フレ
ームの同一ラインにも多数決論理を拡大し、最終的な値
を決定するようにしている。これは、アナログの回路に
おいてその長さのローパスフィルタをかけることに相当
する。このフレーム積算長として本例では最長３００フ
レーム（１０秒間）までの多数決論理が可能になってい
る。その値は情報信号の検出度により任意に可変でき
る。検出誤りが多いものに対してはこの多数決処理フレ
ーム数を多くして検出精度を向上させている。

【００６２】多数決論理がとられた出力単位情報が順次
メモリ４８に格納されると共に、出力端子５０に読み出
される。

【００６３】このような処理を行なうために制御回路６
０からは多数決論理回路４６に対して所定フレーム（例
えば、３００フレーム）に達したときの多数決論理出力
をメモリ４８に出力させるタイミング信号が出力され
る。メモリ４８に対しては多数決論理出力を書き込むた
めの書き込み信号が供給されると共に、多数決論理回路
４６に対するリセット信号が制御回路６０に供給され
る。

【００６４】制御回路６０は端子３２に入力した映像信
号に同期して駆動される。メモリ４８は１フレームに挿
入された情報数（２４１ビット分）の容量を持つが、そ
の値は任意である。

【００６５】以上のように情報信号のエンコーダ１０Ａ
およびデコーダ１０Ｂを構成した場合には、前述したよ
うな特定の情報を原映像信号に影響を殆ど与えることな
く原映像信号に挿入できるし、情報信号はフィールド間
差信号によって始めて１つの単位情報となり、これが１
画面の全域にわたって挿入されているから、挿入した情
報は容易に解読、改変、消去できない。

【００６６】この発明の変形例を以下に列挙する。 （１）映像信号に挿入する情報信号としては、映像ソー
スのインディックス情報のみならず、如何なるディジタ
ル信号を情報信号として挿入することができる。つま
り、挿入すべき情報信号の種類は問わない。 （２）隣接するフィールドにあって、サブキャリアが同
相となる２ラインに情報信号を挿入するようにしたが、
同一フィールド内であってもよく、この場合には同一フ
ィールド内の相関の強い２本のラインに情報信号を挿入
し、ライン間差をとることによって単位情報を復元でき
る。 （３）２フィールド以上にわたるフィールドのサブキャ
リアが同相となるラインに情報信号を挿入することもで
きる。それは、フレーム間差をとることによって単位情
報を復元できるからである。 （４）情報信号を挿入するラインはサブキャリアが同相
となるラインに選定したが、サブキャリアが逆相となる
ようなライン同士に情報信号を挿入してもよい。その場
合には、デコーダ１０Ｂ側でこのサブキャリアを除去す
る回路を設ければよいからである。 （５）情報信号の周波数はｆSC／２に限らず、サブキャ
リア周波数の偶数分の１（ｆSC／４など）が好ましい
が、映像帯域内の任意の周波数を用いることも可能であ
る。 （６）情報信号の挿入レベルは映像信号に悪影響を及ぼ
さない程度のレベルであればよいので、その範囲内にあ
るときにはその挿入レベルは特に制限されるものではな
い。 （７）情報信号の変調方式として２相ＰＳＫ変調方式を
採用したが、４相ＰＳＫ変調方式をとることもできれ
ば、位相変調方式ではなく、周波数変調方式や振幅変調
方式などでもかまわない。 （８）情報信号は全映像期間に挿入してその検索を容易
にしたが、特定の映像期間のみ（特定のラインだけ、あ
るいは特定のフレームだけ）に情報信号を挿入すること
もできる。 （９）１ラインの全期間にわたり情報信号を挿入するの
ではなく、一部の期間のみ情報信号を挿入することもで
きる。 （１０）映像信号に挿入すべき情報群の数には制限され
ない。 （１１）フレームにわたり多数決論理をとるときのフレ
ーム数には制限はないが、あまり、フレーム数が多くな
ると、それだけ情報の復元時間がかかることになるの
で、挿入すべき情報の重要度などによって差異を持たせ
ることも可能である。 （１２）対象となる映像信号は放送用のものに限られな
い。 （１３）図７に示す情報信号の挿入レベルの設定は一例
であって、レベルの値やレベル制御の仕方などは映像信
号に悪影響を与えない限り任意である。 （１４）映像信号に挿入する情報信号としてはスペクト
ル集中方式を採用したが、スペクトル拡散方式を採用
し、スペクトル拡散された情報信号を映像信号に重畳す
るようにしてもよい。

【００６７】スペクトル拡散を用いた実施例を図８を参
照して説明する。ここでは、簡単のために情報信号の挿
入波形を矩形波とする。また、上述ではｆSC／２の単一
周波数で挿入した例を示したが、ここではスクランブル
をかけて周波数拡散する例を示す。ＰＳＫは周期１Ｈの
１／２とする。スクランブラとしてはＭ系列符号を用い
ることにする。Ｍ系列符号ではなくゴールド符号などで
もよい。

【００６８】上述では（ｎ＋１）ラインと次フィールド
の直上ラインｎに逆位相の信号を挿入したが、それを矩
形波信号で表示すると、図８Ａ，Ｂとなる。同図Ｃに示
すＭ系列符号を用いてスクランブルをかけるとそれぞれ
同図Ｄ，Ｅのようなスクランブル信号となる。これはス
クランブル処理によって水平方向の周波数が拡散された
ことに他ならない。これらスクランブル信号がおのおの
（ｎ＋１）ラインとｎラインに、前述したと同様に挿入
される。

【００６９】デコーダ１０Ｂ側でスクランブル信号の差
信号を演算すると、図８Ｆに示すライン間差信号が得ら
れ、これにＭ系列符号を用いてデスクランブルするとデ
スクランブル信号（同図Ｇ）が得られ、このデスクラン
ブル信号をＰＳＫ復調すれば、情報の復調ができる。

【００７０】実際の回路ではエンコーダ１０Ａのブロッ
ク図は図１と同一のものを使用することができ、ＲＯＭ
２４の挿入パターンがスクランブルされた形となってい
ればよい。

【００７１】デコーダ１０Ｂの一例を図９に示す。加算
器で構成された差分回路３８にてライン間演算後デスク
ランブラ６２によりデスクランブル処理が行なわれる以
外は図２の場合と同様である。

【００７２】このスペクトル拡散方式では、周波数が拡
散されるため、情報信号の消去がさらに困難となる。

【００７３】上述した（１４）までの変形例若しくは応
用例の他に、この発明ではさらに以下のような変形例で
もよい。

【００７４】上述した例はあくまでも隣接する異なるフ
ィールドの特定ライン同士に挿入された情報信号を利用
してその復元処理を行ういわゆるフィールド間差方式の
復元手段である。以下述べる例は、このフィールド間差
方式の他に同一フィールド内に挿入されたこれら情報信
号のライン間差信号をもとれるように工夫したものであ
る。

【００７５】ライン間差信号としては２ライン間差信号
を述べる。適用される方式はスペクトル拡散方式を例示
する。このようにフィールド間差とライン間差を組み合
わせた実施例を図１０および図１１を用いて説明する。

【００７６】この例では、図１０のように同一フィール
ド内で２ライン隔たったラインにも逆位相の信号を挿入
する。そのため、（ｎ＋１）ラインと（ｎ＋５）ライン
における重畳信号つまり情報信号は逆相関係である。以
下同様に、（ｎ＋１）ラインとｎラインも逆相関係とな
り、ｎラインと（ｎ＋４）ラインも逆相関係となり、か
つ、（ｎ＋５）ラインと（ｎ＋４）ラインも逆相関係と
なるように情報信号が挿入される。

【００７７】同一フィールド内での信号挿入において２
ライン隔てて情報信号を重畳したのは、カラーサブキャ
リアの位相が２ライン毎に同相となり、差をとった場合
にカラーサブキャリヤそのものをキャンセルし易いから
である。相関の強い２ライン同士を引算するため映像信
号の殆どがキャンセルされ、情報信号のみが残る。

【００７８】図１１にあっては図８Ａ，Ｂ，Ｃと同一波
形を使用するので、説明の都合上これらの波形を省略し
てある。図８Ｄの波形は図１１Ａの波形と同一である。

【００７９】代表的な隣接フィールド間差信号を図１１
Ｈに示す。同様に各フィールドにおける代表的な２ライ
ン間差信号を図１１Ｉ、Ｊに示す。これらフィールド間
差信号と２ライン間差信号が加算されて和信号（同図
Ｋ）が形成され、これよりデスクランブルされて情報信
号が復元される（同図Ｌ）。

【００８０】この組み合せ方式では、図８の場合に比べ
１フレームに挿入できる情報量（ビット数）は半減する
が、上述の４つのライン間差信号を演算して最終的な挿
入情報を決定復元するため、情報信号の確実な検出が可
能となる。

【００８１】このことはまた、フィールド間差信号が何
らかの原因で消去されたような場合にも、同一フィール
ド内では情報信号の残存確率が高くなるので情報の復元
が可能である。

【００８２】この例では、各ラインに逆相となる信号を
重畳したが、単に１つのラインのみに信号を重畳し、そ
れと差分をとるラインには何も重畳しない場合にも同様
の効果が得られる。例えば、図１０の例で、（ｎ＋１）
ラインと（ｎ＋４）ラインだけに情報信号を挿入し、
（ｎ＋５）ラインとｎラインには何も重畳しない場合に
も同様な効果が得られる。この場合には、（ｎ＋１）ラ
インと（ｎ＋４）ラインの重畳量（レベル）を倍にしな
いと、得られるライン間差信号は半分になるのは明かで
ある。

【００８３】この片側挿入方式は図１に示すフィールド
間差方式を採用した情報信号伝送システムにも適用でき
るし、ライン間差方式とフィールド間差方式を併用した
情報信号伝送システムにも適用できる。

【００８４】図１２は図１１の動作を実現する具体的な
回路例である。図９と同一の部分の説明は省略する。図
９と相違する点は同一フィールドでの２ライン間の２ラ
イン間差信号の形成回路７０が挿入されていることと、
フィールド間差信号と２ライン間差信号との加算器７３
が存在することである。２ライン間差信号形成回路７０
は図のように２水平ラインの遅延回路７１と減算器７２
とで構成される。

【００８５】減算器３８より出力されたフィールド間差
信号と、減算器７２より出力された２ライン間差信号の
和信号はデスクランブラ６２に供給されてデスクランブ
ル処理されたたのち多数決論理回路４６によって情報信
号の復元処理が行われることになる。

【００８６】上述した実施例は、走査線５２５本のＮＴ
ＳＣ方式に本発明を適用した場合の例であるが、走査線
６２５本のＰＡＬ方式又はＳＥＣＡＭ方式に本発明を適
用することも可能である。この場合にもＮＴＳＣ方式の
場合と同じように情報信号が挿入される。図１３は相関
の強い上下２本の水平ラインに互いに逆相となる情報信
号を挿入した場合である。

【００８７】ＰＡＬ方式やＳＥＣＡＭ方式の場合には、
色のサブキャリアの関係がＮＴＳＣ方式とは異なるた
め、一例として、サブキャリア成分をローパスフィルタ
で除去する例を図１４に示す。

【００８８】この例ではローパスフィルタ７５で映像信
号のうち色のサブキャリア成分を除去する。その後の処
理は図１２に示すＮＴＳＣ方式の信号処理例と同じであ
る。この構成は図２あるいは図９の構成にも適用でき
る。

【００８９】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る情報信号
伝送システムでは、画像情報として利用される映像信号
中に特定の情報信号を挿入したエンコーダおよびデコー
ダを提供したものであり、情報信号は同一フィールド内
の２ライン若しくは隣接する２以上のフィールド内ある
いはその双方に挿入されると共に、情報信号は２ライン
に挿入されるか若しくはその片側に挿入される。

【００９０】これによれば、情報信号は映像期間に原映
像信号に影響を与えない程度の低レベルで、所定の期間
にわたり挿入され、しかも２ラインの差をとって始めて
意味のある単位情報を復元できるようにしてあるので、
この情報信号を簡単には解読できないし、改変すること
も難しい。

【００９１】映像信号に挿入される情報信号レベルは静
止画と動画により、図１の例に示す如く変化するように
したので、原画像への妨害を抑えながら情報信号の検出
精度を改善できる。

【００９２】したがって、映像ソース内容に関連した情
報などを映像ソースに影響を与えることなく保存できる
秘匿性の高い情報信号伝送システムを提供できる特徴を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る情報信号伝送システムのエンコ
ーダの一例を示す系統図である。

【図２】この発明に係る情報信号伝送システムのデコー
ダの一例を示す系統図である。

【図３】情報信号の挿入方法と単位情報の復元方法を示
す図である。

【図４】情報信号の復調動作の説明図である。

【図５】サブキャリアの位相と情報信号の位相との関係
を示す図である。

【図６】１０ビット構成での情報信号の挿入レベルの関
係を示す図である。

【図７】情報信号の挿入レベルの一例を示す波形図であ
る。

【図８】スペクトル拡散方式の説明に供する波形図であ
る。

【図９】スペクトル拡散方式を採用したときのデコーダ
の一例を示す系統図である。

【図１０】この発明の他の例を示すサブキャリヤと情報
信号の位相との関係を示す図である。

【図１１】スペクトル拡散方式に適用したときの動作例
を示す波形図である。

【図１２】スペクトル拡散方式を採用したときのデコー
ダの一例を示す系統図である。

【図１３】ＰＡＬ方式に適用したときの情報信号の挿入
例を示す図である。

【図１４】ＰＡＬ方式におけるスペクトル拡散方式を採
用したときの図１２と同様なデコーダの一例を示す系統
図である。

【符号の説明】

１０ 情報信号伝送システム １０Ａ エンコーダ １０Ｂ デコーダ ２４ 情報信号格納用ＲＯＭ ３８ フィールド間差信号形成用減算器 ４４ ＰＳＫ復調回路 ４６ 多数決論理回路 ６２ デスクランブラ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブランキング期間を除く映像信号に画像
   生成情報としては使用されない特定の情報信号を挿入す
   るようにした情報信号のエンコーダ。
2. 【請求項２】 情報信号のエンコーダにあって、同一フ
   ィールドの映像信号期間であって、ライン相関の強い２
   本の水平ラインに互いに逆相となる情報信号が挿入され
   たことを特徴とする請求項１記載の情報信号のエンコー
   ダ。
3. 【請求項３】 情報信号のエンコーダにあって、隣接す
   る１ないし数フィールドの映像信号期間における水平ラ
   イン同士であって、ライン相関の強い２本の水平ライン
   に互いに逆相となる情報信号が挿入されたことを特徴と
   する請求項１記載の情報信号のエンコーダ。
4. 【請求項４】 情報信号のエンコーダにあって、同一フ
   ィールドの映像信号期間におけるライン相関の強い２本
   の水平ラインに対して互いに逆相関係を満たし、しかも
   上記同一フィールドの水平ラインに挿入された情報信号
   と、この同一フィールドに隣接する１ないし数フィール
   ド離れたフィールドの上記水平ラインと相関の強い水平
   ラインに挿入された情報信号との間でも互いに逆相関係
   を満たすように上記情報信号が挿入されたことを特徴と
   する請求項１記載の情報信号のエンコーダ。
5. 【請求項５】 情報信号のエンコーダにあって、同一フ
   ィールドの映像信号期間で、ライン相関の強い２本の水
   平ラインの何れか一方に情報信号が挿入されたことを特
   徴とする情報信号のエンコーダ。
6. 【請求項６】 情報信号のエンコーダにあって、隣接す
   る１ないし数フィールドの映像信号期間における水平ラ
   イン同士であって、ライン相関の強い２本の水平ライン
   の何れか一方に情報信号が挿入されたことを特徴とする
   請求項５記載の情報信号のエンコーダ。
7. 【請求項７】 情報信号のエンコーダにあって、同一フ
   ィールドの映像信号期間におけるライン相関の強い２本
   の水平ラインの何れか一方に情報信号が挿入されると共
   に、この２本の水平ライン中、情報信号の挿入されない
   他方の水平ラインに隣接する１ないし数フィールド隔た
   ったフィールドにおける上記他方の水平ラインと相関の
   強い水平ラインに情報信号を挿入するようにしたことを
   特徴とする請求項５記載の情報信号のエンコーダ。
8. 【請求項８】 上記挿入レベルは動画像のときの方が静
   止画像のときよりも大きくなるようになされたことを特
   徴とする請求項１及び５記載の情報信号のエンコーダ。
9. 【請求項９】 ブランキング期間を除く映像信号に挿入
   された非画像生成情報である特定の情報信号を、映像信
   号より分離抽出して特定の情報を再生するようにした情
   報信号のデコーダ。
10. 【請求項１０】 情報信号のデコーダであって、映像信
    号の同一フィールド内におけるライン相関の強い２本の
    水平ラインに挿入された互いに逆相となる情報信号を検
    出すると共に、 これら情報信号の差をとることによって情報信号を復調
    するようにしたことを特徴とする請求項９記載のデコー
    ダ。
11. 【請求項１１】 情報信号のデコーダにあって、映像信
    号の１ないし数フィールドにおけるライン同士であっ
    て、相関の強い２本の水平ラインに挿入された互いに逆
    相となる情報信号が検出されると共に、 これら情報信号のライン間差をとることによって情報信
    号を復調するようにしたことを特徴とする請求項９記載
    の情報信号のデコーダ。
12. 【請求項１２】 情報信号のエンコーダにあって、映像
    信号の同一フィールドにおけるライン相関の強い２本の
    水平ラインに対して互いに逆相となり、しかも上記同一
    フィールドの水平ラインに挿入された情報信号と、この
    同一フィールドに隣接する１ないし数フィールド離れた
    フィールドの上記水平ラインと相関の強い水平ライン
    に、上記同一フィールドの水平ラインに挿入された情報
    信号とは逆相関係をもって挿入された情報信号が検出さ
    れると共に、 それらの同一フィールド内のライン間差および異なるフ
    ィールドにおけるライン間差から情報信号を復調するよ
    うにしたことを特徴とする請求項９記載の情報信号のデ
    コーダ。
13. 【請求項１３】 情報信号のデコーダにあって、同一フ
    ィールドの映像信号期間で、ライン相関の強い２本の水
    平ラインの何れか一方に挿入された情報信号の２ライン
    間差が求められ、 その２ライン間差から上記情報信号を復調するようにし
    たことを特徴とする情報信号のデコーダ。
14. 【請求項１４】 情報信号のデコーダにあって、フィー
    ルド相関が強い１ないし数フィールドの映像信号期間に
    おける水平ライン同士であり、互いに相関の強い２本の
    水平ラインの何れか一方に挿入された情報信号を復調す
    るに当たり、 上記相関の強い２本の水平ラインを用いてライン間差を
    とり、これより上記情報信号を復調するようにしたこと
    を特徴とする請求項１３記載の情報信号のデコーダ。
15. 【請求項１５】 情報信号のデコーダにあって、同一フ
    ィールドの映像信号期間におけるライン相関の強い２本
    の水平ラインの何れか一方に挿入されると共に、この２
    本の水平ライン中、情報信号の挿入されない他方の水平
    ラインに隣接する１ないし数フィールド隔たったフィー
    ルドにおける上記他方の水平ラインと相関の強い水平ラ
    インに挿入された情報信号を復調するに当たり、 上記同一フィールドにおけるライン相関の強い２本の水
    平ラインの２ライン間差と、上記フィールド間における
    相関の強い２本の水平ラインのライン間差をそれぞれ求
    め、 これら同一フィールドのライン間差と異なるフィールド
    のライン間差から上記情報信号を復調するようにしたこ
    とを特徴とする請求項１３記載の情報信号のデコーダ。
16. 【請求項１６】 上記水平ラインに挿入された情報信号
    の挿入レベルは映像信号が動画像であるときの方が静止
    画像であるときよりも大きいものであることを特徴とす
    る請求項９及び１３記載の情報信号のデコーダ。