JPH0666949B2 - 暗号化されたｔｖ信号を生成する装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上分野］ 本発明は、テレビジョン信号の送信の分野に関し、特に
テレビジョン信号の生成及び暗号化を行なう装置及び方
法に関する。

［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。このような信号は第１図に示される
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へリセットさせるために導入さ
れる。

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NT
SC規格として知られる。PAL及びSECAM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。

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SECAM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。この形成の信号の１つ
の変更例は、MAC（Maltiplexed Analogue Componets）
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、第2a図及び第2b図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。

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。第10図は、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
方式の復号カラー・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（復号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6MH
z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。

第10図においてラベル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ければならない。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。

本願の出願人が1984年９月21日に出願した米国特許第65
2,926号において論述されるように、上記のMAC規格はNT
SC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11図に示
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。

第11図の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その他の復号カラー・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き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、これにより第11図のMA
C規格テレビジョン信号を形成する。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MAC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。

第11図のMACフォーマットは第１図及び第10図の復号テ
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「キー配布」として知られる。

第１図に関しては、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。第１図に示されるように、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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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、暗号化を行ないなが
らテレビジョン信号を形成するための装置及び方法を提
供することにある。

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・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。

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・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。

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・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。

［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、テレビジョン信号を生成
し、この信号の暗号化を行なうことにより達成される。
MAC規格テレビジョン信号は、本発明により生成され暗
号化されて遠隔の受信機に対して送信される。なお、受
信機側では、このMAC規格テレビジョン信号を使用して
例えばNTSC信号の如き暗号化解除された信号を生成し、
テレビ受信機に表示する。本発明の一実施例において
は、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
数においてサンプリング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
いてサンプリング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。

なお、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、テレビジョン受信機側で暗
号化されたテレビジョン信号を生成するため使用された
のと同じ方法及び装置を用いてテ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）色差信号がこれらの各記憶装置から
暗号化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。

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。

［実施例］ 本発明に係る暗号化は、第2a図乃至第2c図に示した如き
変更可能な走査ラインの期間の偏差及び使用に基いてい
る。第2a図によれば、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。第2a図に示されるラインは標準的な長
さのもので、従って標準の帰線消去期間に含む。前に述
べたように、また第2a図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。

最短長さのラインは第2b図に示され、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。

延長された長さのラインは第2c図に示され、標準的な帰
線消去期間またはディジタル・データを示す第2c図にお
ける点線である第2a図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。

第2c図に示される形式の延長された長さのラインは、帰
線消去期間が第2b図の帰線消去期間の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、
第2c図の延長された長さのラインがこのようなラインで
あり、第2a図の標準的なラインの帰線消去期間の２倍で
ある。

暗号化は、本発明によれば、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。

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。

第2a図乃至第2c図は帰線消去期間が標準、零及び標準の
２倍である本発明の一実施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。

本発明の別の実施態様においては、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、本発明の実施においては、
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。

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。こ条件は、帰線消去期間の累積した変位量が如
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符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。

帰線消去期間のうち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。このため、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。

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
失われることが第2b図から判る。しかし、このデータは
失われるのではなく、例えば第2c図に示されるように、
標準のディジタル・データ期間より長い間送出される。

本発明に係る暗号化とそれに対応する復号は、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、例えば第３図によれば、TV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−デイジル・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17に
対して放送される。ライン記憶装置14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。

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DAC22に対して与えられる、DAC22
の出力は、カメラ12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
線消去期間を第2a図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。

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。

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・デバイスでもよいが、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。

第８図は、本発明により暗号化されたテレビジョン信号
を復号するシステムを更に詳細に示している。

第９図は、復号（または暗号化）キーがライ長を変化さ
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、（NTSC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。

（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。

（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。

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。

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。第12図は、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、第12図においては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37に
対して選択的に接続される。

第12図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、75
0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34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
る別のラン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。

第13図は、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。

第14図は、本発明により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第12図に示されるライン記録
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、102
b、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。

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。MAC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。

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。

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。

第15図は、本発明により暗号化されたMACテレビジョン
信号を復号することができる、第12図に示されるライン
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。

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。

輝度信号又はクロミナンス信号を構成しない信号も、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306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3
14から、またタイミング信号をタイミグ発生器308から
受取る。この出力は標準的なNTSC方式のカラー・テレビ
ジョン信号である。

第12図のライン記憶装置は、本発明によりMAC信号を生
成す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ために使用するこができる。つま
り、第12図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、第３図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。第９図に示さ
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・フリレッシュ信
号を含むことができる。

第16a図及び第16b図は、第12図のライン記憶装置から入
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。第16a図は記憶素子32の、第16b図
に記憶素子34の動作を夫々示している。

第16a図に示されるように、輝度のサンプルは走査線の5
2μ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
従って遅延させるため、MAC信号もまた同時に暗号化さ
れる。第16a図から判るように、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。

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。

同様に、第12図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。

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
のものではないことは理解されよう。第４図は、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。

第６図は、本発明により暗号化されたテレビジョン信号
を復号するための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。第６図のシス
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。

本発明により暗号化されたテレビジョン信号を復号する
ための他の形態の復号システムが第７図に示され、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。第７図のシステムもまたCCD
手法を用いて実現することができる。

第６図の復号システムと類似するタイプの暗号化システ
ムが第５図に示されている。明らかなように、第７図の
復号システムと類似する暗号化システムもまた第５図に
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は第７図に示される如く複数のシフトレジスタ
である。

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 第１図は、標準的なNTSC方式テレビジョン信号を示す
図。

第2a図、第2b図及び第2c図は、本発明において実施され
る暗号化法を説明するための図。

第３図は、本発明により使用することができる暗号化シ
ステムと、それに対応する復号システムとを示す図。

第４図は、本発明により使用することができる暗号化シ
ステムの別の実施態様を示す図。

第５図は、本発明により使用することができる暗号化シ
ステムの他の実施態様を示す図。

第６図は、本発明により暗号化されたテレビジョン信号
を復号するための復号システムを示す図。

第７図は本発明により暗号化されたテレビジョン信号を
復号するための別の復号システムを示す図。

第８図は、本発明によっり暗号化されたテレビジョン信
号を復号するための復号システム及びその周囲の装置を
示す図。

第９図は、本発明によりビデオ信号を暗号化するため
に、及び、それに対応して復号のために使用することが
できる装置を示す図。

第10図は、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。

第11図は、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。

第12図は、本発明により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
憶装置に示すブロック図。

第13図は、第12図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。

第14図は、本発明により使用することができるエンコー
ダのブロック図。

第15図は、本発明により暗号化されたテレビジョン信号
を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。

第16a図及び第16b図は、第12図のライン記憶装置に関し
て入出する信号を示す図。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】MAC規格テレビジョン信号を生成し、該生
   成時に該MACテレビジョン信号を暗号化するためのMAC装
   置において、 輝度情報と色差情報と暗号化キーとを受け取る入力装置
   と、 前記入力装置に結合され、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、 前記入力装置に結合され、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、 前記輝度記憶装置と前記クロミナンス記憶装置とに結合
   され、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
   せるマルチプレクサ装置と、 前記マルチプレクサ装置により組み合わされた輝度情報
   と色差情報とを変換して前記MAC規格テレビジョン信号
   を生成する装置と、 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
   記マルチプレクサ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
   記マルチプレクサ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、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の周波数で前記マルチプレクサ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マルチプレクサ装置への出
   力を前記暗号化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
   記マルチプレクサ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
   記マルチプレクサ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マルチプレクサ装置への出
   力を前記暗号化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MAC装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載のMAC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の周波数で前記マルチプレクサ装置へ出力さ
   せるようになされていることを特徴とするMAC装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載のMAC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MAC装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第２項記載のMAC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MAC装置。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項記載のMAC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MAC装置。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項記載のMAC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MAC装置。
7. 【請求項７】特許請求の範囲第１項記載のMAC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MAC装置。
8. 【請求項８】輝度情報及び色差情報を圧縮することによ
   りMAC規格テレビジョン信号を生成する装置において該M
   AC規格テレビジョン信号を暗号化する方法であって、 １ラインの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ラインの色差情報を前記第１のサンプリング周波数で
   別個のライン記憶装置の記憶させるステップと、 暗号化キによって決定された時間の経過後に、記憶され
   た前記輝度情報を所定の第２のサンプリング周波数で前
   記ライン記憶装置からマルチプレクサへ出力するステッ
   プと、 前記暗号化キによって決定された時間の経過後に、記憶
   された前記色差情報を前記第２のサンプリング周波数で
   前記別個のライン記憶装置から前記マルチプレクサへ出
   力するステップと、 前記マルチプレクサ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MAC規格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暗号化方法。
9. 【請求項９】特許請求の範囲第８項記載の暗号化方法で
   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暗号化方法。
10. 【請求項１０】特許請求の範囲第８項記載の暗号化方法
    であって、１ラインの前記色差情報が750個のサンプル
    をからなることを特徴とする暗号化方法。
11. 【請求項１１】特許請求の範囲第８項記載の暗号化方法
    であって、前記所定の第１のサンプリング周波数が14.3
    2MHzであり、前記所定の所定の第２のサンプリング周波
    数が21.48MHzであることを特徴とする暗号化方法。