JPH07111646A - スクランブル装置、デスクランブル装置および信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、映像データの再生に際して、その
再生者を限定するためのスクランブル装置に関するもの
で、目的に応じて見え方を制御できるスクランブル装置
およびデスクランブル装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 スクランブル位置検出装置１で原信号中の量
子化マトリクスの位置を検出し、量子化マトリクスにの
み乱数発生器４から関数を付加して、スクランブルす
る。もし、データ中に量子化マトリクスの信号がない場
合には、デフォルト値に乱数を加えたデータを埋め込
む。再生側では、その逆変換を行ってもとの信号を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル符号化され
た信号の伝送もしくは保管に際し、信号を撹拌し、復号
手順を許可されたものだけに与えることによって、再生
できる者を限定する信号撹拌を行うスクランブル装置お
よびそれを再生するデスクランブル装置に関するもので
あり、特に、圧縮符号化された映像信号に対して、目的
に応じてスクランブルの撹拌の程度を制御する効果制御
を行うスクランブル装置、デスクランブル装置および信
号処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル信号に対するスクランブル装
置およびデスクランブル装置としては、音声信号に対す
るものが有料の衛星放送等で用いられている。図８は、
従来のスクランブル装置およびデスクランブル装置の構
成図である。図８において、４３,４５は乱数発生器、
４４,４６は排他的論理和回路である。

【０００３】以上のような従来例の構成では、入力信号
は、乱数発生装置４３内でスクランブル鍵にしたがって
生成される乱数と排他的論理和回路４４において排他的
論理和演算され、乱数状のスクランブル信号となる。復
号する際には乱数発生器４３と同じ乱数を生成する乱数
発生装置４５からの乱数をスクランブル信号に排他的論
理和回路４６内で排他的論理和演算演算を行うことによ
って復号できるが、乱数発生装置４３および４５で生成
される乱数は、スクランブル鍵によって決定されるた
め、再生側では、スクランブルする際と同じスクランブ
ル鍵を持つ者のみが復号できる。また、効果制御は、乱
数発生器４３が生成する乱数の１と０の発生比率を制御
してやることで信号の撹拌の程度を制御することができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記した
従来の構成では、撹拌の度合いを制御する際、１と０の
発生比率を制御してもランダムにビットを反転させるた
め、ＭＰＥＧ標準に準拠した映像信号のように圧縮符号
化された映像信号をスクランブルした場合には、可変長
符号化されたデータを含むことや各ビットが映像全体に
大きく影響することがあり、信号全体が復号困難になっ
たり、画像が思ったより大きく劣化するなどして、撹拌
の度合いを細かく制御できない問題があった。

【０００５】本発明は、前記問題を解決し、圧縮符号化
された信号に対して効果制御を行うことが可能なスクラ
ンブル装置、デスクランブル装置および再生画像に特別
な効果を生み出す信号処理装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、ＭＰＥＧ標準に準拠した映像信号中
の量子化マトリクスデータの領域中の一部もしくは全部
に、映像を再生するための量子化マトリクスの各値と
は、異なる信号を埋め込む埋め込み手段を具備するもの
である。

【０００７】第２の発明は、ＭＰＥＧ標準に準拠した映
像信号中の量子化マトリクス符号の領域中の一部もしく
は全部に、その映像を符号化する際に用いた値とは、異
なる信号を埋め込んだスクランブル信号を入力信号と
し、スクランブル信号中のスクランブル処理され埋め込
まれた量子化マトリクスを取り除くもしくは再生に必要
な各値に変換処理する手段を具備するものである。

【０００８】第３の発明は、直交変換符号化された映像
データ中の交流成分を示す係数成分の量子化幅を示す信
号を実際の値より小なる値に変換処理する変換手段を具
備するものである。

【０００９】第４の発明は、直交変換符号化された映像
データ中の直交変換された後の各係数成分のうちの直流
成分の係数を示す信号の量子化幅を決める信号につい
て、その値が実際の符号化の際に用いたその値より、大
きい値に変換処理する変換手段を具備するものである。

【００１０】第５の発明は、ＭＰＥＧ標準に準拠した映
像信号中の"intra_dc_precision"信号を撹拌制御する変
換手段を具備するものである。

【００１１】第６の発明は、直交変換符号化された映像
信号中の符号化された各係数の量子化幅を示す信号を取
り除くもしくは、変換処理してデスクランブル処理を行
う変換手段を具備するものである。

【００１２】第７の発明は、直交変換符号化された映像
信号中の各係数の一部を撹拌処理する撹拌手段と前記撹
拌処理する係数の量子化幅を示す信号を符号化に用いた
値より小さい値に変換もしくは埋め込む変換手段を具備
するものである。

【００１３】第８の発明は、直交変換符号化された映像
信号中のスクランブル処理された各係数をデスクランブ
ル処理する逆変換処理手段と各係数の量子化幅を正しい
値にデスクランブル処理する手段を具備するものであ
る。

【００１４】

【作用】第１の発明は前記した構成により、"intra_qua
ntizer_matrix"および"non_intra_quantizer_matrix"と
いった量子化マトリクス情報を誤った値で埋め込むの
で、デスクランブル処理しないままこれを再生すると、
量子化マトリクスの値を誤って再生処理を行わせる。量
子化マトリクスは、各周波数成分の量子化幅を決めてい
るものであり、これを誤まると、再生時に逆量子化する
際に各周波数毎に誤ったレベルで再生してしまう。した
がって、映っている内容は、わかるが再生レベルがでた
らめな再生信号ができるスクランブル装置が実現でき
る。

【００１５】また、第２の発明は、前記した構成により
第１の発明のデスクランブル装置が実現できる。

【００１６】また、第３の発明は、前記した構成によ
り、直交変換符号化された映像データ中の交流成分を示
す係数成分の量子化幅を示す信号を実際の値より小なる
値に変換処理するので、そのまま通常の再生処理を行っ
た場合、再生映像では、交流成分が与える影響が減少
し、直流成分の影響が支配的となる。したがって、モザ
イク状の信号とすることができ、交流成分の量子化幅を
制御することにより、通常の映像からモザイク状の映像
までその見え方を制御できる。

【００１７】また、第４の発明は、前記した構成によ
り、直交変換符号化された映像データ中の直交変換され
た後の各係数成分のうちの直流成分の係数を示す信号の
量子化幅を決める信号について、その値が実際の符号化
の際に用いたその値より、大きい値に変換処理されるの
で、通常の再生処理を行った場合、直流成分の映像に与
える影響が、支配的となり、疑似的に交流成分の信号が
欠けた映像効果実現できる。

【００１８】特に、量子化幅を大きく設定して、直流成
分の変化幅によって、各画素成分を表現するビット数以
上の信号となる場合は、再生側のクランプ処理によっ
て、交流成分の値に関係なく各画素を示す上限値もしく
は下限値に値が固定される場合が多くなり、交流成分の
影響をより効果的除去できる。

【００１９】また、第５の発明は、前記した構成によ
り、ＭＰＥＧ標準に準拠した映像信号の直流成分の量子
化幅を示す信号をでたらめな値にすることができ、直流
成分を強調したり、もしくは影響を少なくしたすること
でき、また、"intra_dc_precision"信号は、固定長符号
であるため、でたらめな値にしても他の符号を読み取る
際に影響も与えず、スクランブルの効果制御が行える。

【００２０】また、第６の発明は、前記した構成によ
り、第３、第４および第５の発明による装置によって生
成された信号をもとの正しい映像に再生できるデスクラ
ンブル装置が実現できる。

【００２１】また、第７の発明は、撹拌処理される係数
成分の量子化幅を本来の値より小さくするため、デスク
ランブル処理なしに、その信号を再生した場合、スクラ
ンブルによってでたらめな値になった信号の画像に与え
る影響が小さくなるため、撹拌処理において、デスクラ
ンブル処理なしに再生した場合にそのでたらめな信号画
像に大きく影響するように撹拌処理したとしても、その
影響を低減でき、ある程度内容が見える効果制御を行い
ながら、解読が困難な秘匿度の高いスクランブル信号を
生成できる。

【００２２】また、第８の発明は、第７の発明のスクラ
ンブル装置で生成されたスクランブル信号を正しく再生
できるデスクランブル装置を実現できる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について、図面
を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例
におけるスクランブル装置およびデスクランブル装置の
構成図を示すものである。

【００２４】図１において、１,７スクランブルする位
置を検出するスクランブル位置検出装置、２,１１は、
データを一時記憶し、適切なタイミングで出力するバッ
ファ、３は、量子化マトリクスのデフォルト値を記憶し
たデフォルト値記憶レジスタ、４,８は、乱数発生器、
５は、バッファ２とデフォルト値記憶レジスタのどちら
から出力させるかを選択するスイッチ、６,９は、排他
的論理和回路、１０は、量子化マトリクスの値が、デフ
ォルト値と一致する場合を検出するデフォルト値検出装
置である。

【００２５】以上のように構成されたこの実施例のスク
ランブル装置およびデスクランブル装置において、以下
その動作を説明する。原信号は、ＭＰＥＧ（Moving Pic
tureExpert Group:国際標準化機構ＩＳＯと国際電気標
準会議ＩＥＣの合同の作業グループ）標準に準拠した映
像信号である。ＭＰＥＧ標準については、たとえば、IS
O/IEC IS 11172(1993),ISO-IEC/JCT1/SC29/WG11 NO328:
Test Model3などの規格書およびドラフトがある。

【００２６】以下図２を用いてＭＰＥＧ標準に準拠した
映像信号の概要について説明する。図２に示すように、
データ構造はシーケンス層（レイヤ）からなり、シーケ
ンス層は一つの動画像シーケンス表わし、ヘッダ部分に
はシーケンス開始コードをはじめ、各種パラメータとデ
ータを含み、一つ以上のＧＯＰ（グループオブピクチャ
ー(Group of picture)）、ピクチャー（画像）群の符号
化データを含んでいる。

【００２７】また、ＧＯＰ層は、任意の長さのフレーム
で構成され、ＧＯＰの開始コード(Start-code)を含むヘ
ッダー部分と、一つ以上のピクチャーの符号化データ等
を含んでいる。次に、前述のピクチャー層は、ピクチャ
ーの開始コード(Start-code)を含むヘッダー部分と、一
つ以上のスライスの符号化データ等を含んでおり、この
スライス層は、スライスの開始コード(Start-code)を含
んだヘッダー部と、一つ以上のマクロブロックの符号化
データを含み、任意のマクロブロックを含むことができ
る。

【００２８】さらにマクロブロックについて説明する
と、このマクロブロックは、１６×１６画素の領域のデ
ータであり、基本符号化処理単位である８×８画素のブ
ロックが輝度４つと、その領域に存在する色差を示すい
くつかの８×８画素ブロックからなり、これらの大半
は、可変長符号である。

【００２９】また、量子化マトリクス信号は、シーケン
スヘッダー内にあり、シーケンス開始コードの後、６３
ビットめに"load_intra_quantizer_matrix"という"intr
a_quantizer_matrix"の有無を示す１ビットの信号があ
り、それが１の場合のみイントラピクチャーで用いる量
子化マトリクスとして、"intra_quantizer_matrix"が、
それぞれの係数成分に対して８ビット計８×６４ビット
（５１２ビット）の信号として存在し、その後、"load_
non_intra_quantizer_matrix"という"non_intra_quanti
zer_matrix"の有無を示す１ビットの信号があり、それ
が１の場合にのみイントラピクチャー以外で用いる量子
化マトリクスとして"non_intra_quantizer_matrix"が、
同様に８×６４ビット（５１２ビット）の信号として存
在する。

【００３０】以上の原信号に対して、以下に動作を説明
する。原信号は、スクランブル位置検出装置１およびバ
ッファ２に送られる。バッファ２では、スクランブル位
置検出装置１からの制御信号からの出力制御信号に従っ
て原信号をスイッチ５に送り出す。量子化マトリクスに
関する信号以外の原信号では、バッファ２への制御信号
は、通常出力命令が維持され、スイッチ５,排他的論理
和回路６を介してなにも処理されずに出力される。

【００３１】量子化マトリクスに関係する信号に関して
は、以下の処理となる。スクランブル位置検出装置１
は、原信号中のシーケンス開始コードを検出し、そこか
ら６４ビット後の"load_intra_quantizer_matrix"を読
み取り、値が１の場合は、それ以後の原信号をバッファ
２より出力されるように、バッファ２に対する出力信号
を維持し、スイッチ５へは、バッファ２の端子側と接続
する制御信号を送るとともに、乱数発生器４へは、乱数
出力信号を送る。

【００３２】乱数発生器４では、乱数出力信号を受け取
ると、５１２ビットの乱数列を発生し、"load_intra_qu
antizer_matrix"後の"intra_quantizer_matrix"信号に
順に、排他的論理和回路６を介して加算する。また、"l
oad_intra_quantizer_matrix"の値が０である場合、原
信号には、"intra_quantizer_matrix"が存在しないの
で、スクランブル位置検出装置１は、バッファ２からの
出力を停止する信号を送りバッファ２からの出力を一時
停止するとともに、デフォルト値記憶レジスタ３に出力
命令を送り５１２ビットの"intra_quantizer_matrix"の
デフォルト値を出力させるとともに、スイッチ５にデフ
ォルト値記憶レジスタ３の端子側と接続するように制御
信号を送る。さらに、乱数発生器４へは、乱数出力信号
を送るとともに、"load_intra_quantizer_matrix"が０
であったことを示す信号を送る。

【００３３】乱数発生器４では信号を受け取ると、"loa
d_intra_quantizer_matrix"を示すビットがビット反転
されるように１を排他的論理和回路６に送るとともに５
１２ビットの乱数列を発生し、"load_intra_quantizer_
matrix"後の"intra_quantizer_matrix"信号に順に、排
他的論理和回路６を介して加算する。５１２ビットのデ
ータが出力された後は、再び通常状態に戻り、バッファ
２からの出力が再開し、乱数発生器は、０を出力して、
原信号は、何も処理されずに出力される。

【００３４】次にスクランブル位置検出装置１が"load_
non_intra_quantizer_matrix"を読み取り、値が１場合
は、それ以後の信号をバッファ２より出力されるよう
に、バッファ２に対する出力信号を維持し、スイッチ５
へは、バッファ２の端子側と接続する制御信号を送ると
ともに、乱数発生器４へは、乱数出力信号を送る。乱数
発生器４では、乱数出力信号を受け取ると、５１２ビッ
トの乱数列を発生し、"load_non_intra_quantizer_matr
ix"後の"non_intra_quantizer_matrix"信号に順に、排
他的論理和回路６を介して、加算する。

【００３５】また、"load_non_intra_quantizer_matri
x"の値が０である場合、原信号には、"non_intra_quant
izer_matrix"が存在しないので、スクランブル位置検出
装置１は、バッファ２からの出力を停止する信号を送り
バッファ２からの出力を一時停止するとともに、デフォ
ルト値記憶レジスタ３に出力命令を送り５１２ビット
の"non_intra_quantizer_matrix"のデフォルト値を出力
させるとともに、スイッチ５にデフォルト値記憶レジス
タ３の端子側と接続するように制御信号を送る。さら
に、乱数発生器４へは、乱数出力信号を送るとともに"l
oad_intra_quantizer_matrix"が０であったことを示す
信号を送る。

【００３６】乱数発生器４では、信号を受け取ると、"l
oad_non_intra_quantizer_matrix"を示すビットがビッ
ト反転されるように、１を排他的論理和回路６に送ると
ともに５１２ビットの乱数列を発生し、"load_non_intr
a_quantizer_matrix"後の"non_intra_quantizer_matri
x"信号に順に、排他的論理和回路６を介して加算する。
５１２ビットのデータが出力された後は、再び通常状態
に戻り、バッファ２からの出力が再開し、乱数発生器４
は、０を出力して、原信号は、何も処理されずに出力さ
れる。

【００３７】以上の処理によって、原信号は、量子化マ
トリクスがある場合には、その値に乱数を排他的論理和
演算して加算したでたらめな値とし、量子化マトリクス
がない場合は、デフォルト値に乱数を排他的論理和演算
して加算したでたらめな値とするスクランブル信号が得
られる。デスクランブル装置側では、スクランブル位置
検出装置７で"intra_quantizer_matrix"および"non_int
ra_quantizer_matrix"を検出し、乱数発生器８に乱数出
力信号を送る。

【００３８】乱数発生器８は、スクランブルする際に用
いた乱数発生器４が発生する乱数と同じ系列を生成する
乱数発生器であり、スクランブル位置検出回路７からの
信号を受け取ると以後５１２ビットについて、乱数を生
成し、排他的論理和回路９を介して、加算する。乱数を
加算された信号は、バッファ１１に送られるとともにデ
フォルト値検出装置１０へも送られる。

【００３９】デフォルト値検出装置１０は、スクランブ
ル位置検出装置７から、量子化マトリクスを示すビット
が現れたことを示す信号を受け取り、以後５１２ビット
の信号をデフォルト値と比較し、もし、デフォルト値と
一致すれば、バッファ１１にデフォルト値一致信号を送
る。

【００４０】デフォルト値一致信号を受け取るとバッフ
ァ１１は、量子化マトリクスに相当するビットを内部で
破棄するとともに、"load_intra_quantizer_matrix"お
よび"load_non_intra_quantizer_matrix"の各ビットを
ビット反転処理する。そして、出力としては、一定のビ
ットレートで出力できるように予め、データを蓄えた
後、順に再生信号として出力する。

【００４１】以上のようにこの実施例によれば、原信号
中に量子化マトリクス信号がない場合に、そのデフォル
ト値に乱数を加えたものを信号中に埋め込み、再生側
が、同じ乱数を用いてそれを復号した際に、デフォルト
値と一致するかを確認することで、原信号中での量子化
マトリクスの有無が判定でき、もともとは量子化マトリ
クスがなかった場合には、その信号を削除してやること
ができるため、原信号とデスクランブル処理の終わった
再生信号は、一致するため、その後に続いて処理される
と考えられる伸張処理で、ビット長などの変化による機
器の誤動作を防ぐことができる。

【００４２】なお、本実施例おいては、"intra_quantiz
er_matrix"および"non_intra_quantizer_matrix"の両方
をスクランブルしているが、どちらか一方のだけをスク
ランブルしてもよい。また、原信号として、ＭＰＥＧ１
（ISO/IEC IS 11172(1993)）に準拠した信号を取り扱っ
たが、現在標準化作業中のＭＰＥＧ２以降の標準化を行
っている映像信号についても、量子化マトリクスが存在
するならば、同様に用いることができることはいうまで
もない。

【００４３】図３は、本発明第２の実施例における信号
変換装置およびそのデスクランブル装置である。図３に
おいて、１２は、原信号中の量子化マトリクス信号を挿
入できる位置を検出する量子化マトリクス挿入位置検出
装置、１３は、原信号を一時記憶し、量子化マトリクス
挿入位置検出装置１２からの制御信号にしたがって出力
するバッファ、１４は、原信号中に埋め込むダミー信号
を生成するダミー信号生成装置、１５は、出力する信号
をバッファ１３もしくは、ダミー信号生成装置１４のど
ちらかを選択出力するスイッチ、１６は、量子化マトリ
クス挿入位置検出装置１７からの制御信号にしたがって
スクランブル信号を一時記憶し、一定レートで出力する
バッファ、１７は、スクランブル信号中のダミーの量子
化マトリクス信号が挿入されている位置を検出する量子
化マトリクス挿入位置検出装置、１８は排他的論理和回
路である。

【００４４】以上のように構成されたこの実施例の信号
変換装置およびデスクランブル装置において、以下その
動作を説明する。原信号は、ＭＰＥＧ標準に準拠した映
像信号であるとし、量子化マトリクスは、デフォルト値
を用いて符号化されており、映像信号中にはないものと
する。量子化マトリクス挿入位置検出装置１２は、原信
号中のデータを読み取り、量子化マトリクスを埋め込む
位置として、"load_intra_quantizer_matrix"および"lo
ad_non_intra_quantizer_matrix"を検出し、検出信号を
バッファ１３、ダミー信号生成装置１４およびスイッチ
１５へ送る。バッファ１３は、入力データを一時蓄えた
後、信号を出力し、量子化マトリクス挿入位置検出装置
１２からの制御信号を受けたときのみ、検出位置のビッ
ト以降のデータを出力する際に、５１２ビット分の時間
出力を停止する。ダミー信号発生装置では、量子化マト
リクス位置検出装置１２からの制御信号を受け取ると、
量子化マトリクスをロードするかしないかを示す"load_
intra_quantizer_matrix"および"load_non_intra_quant
izer_matrix"信号として、１を出力するとともにデフォ
ルト値より、小さく設定した設定値に基づき、８ビット
の信号を連続して６４個出力する。

【００４５】スイッチ１５では、通常バッファ１３側に
接続されており、量子化マトリクス位置検出装置１２か
らの制御信号をもとに"load_intra_quantizer_matrix"
および"load_non_intra_quantizer_matrix"信号の位置
とその後のバッファ１３の出力停止期間である５１３ビ
ットの間、ダミー信号発生装置がスクランブル信号とし
て出力されるように接続を行う。

【００４６】再生側では、量子化マトリクス位置検出装
置１７が"load_intra_quantizer_matrix"および"load_n
on_intra_quantizer_matrix"信号を検出し、排他的論理
和回路１８に１を出力して、そのビットを反転させると
ともに、その後に続くダミーの５１２ビットの信号期間
中バッファ１６に制御信号を送り、バッファ１６への入
力を停止させる。バッファ１６は、入力されたデータを
一定レートで出力し、再生信号を得る。

【００４７】以上のように本実施例によれば、たとえ
ば、量子化マトリクスの０行０列成分以外の成分をすべ
て１にしてやると、高周波成分の係数は、映像にほとん
ど影響しなくなり、直流成分の影響が支配的となって、
ブロックを基本単位とするモザイク状の映像信号が再生
されるようになるスクランブル効果制御が実現できる。

【００４８】なお、本実施例では、原信号として、ＭＰ
ＥＧ１に準拠して、量子化マトリクスは、デフォルト値
が用いられた映像データとしたが、ＭＰＥＧ２に準拠し
た信号であっても同様に考えられるし、また、現在標準
化作業中であるが、ＭＰＥＧ２においては、ピクチャー
単位で量子化マトリクスを設定できる規約が検討されて
おり、そのような場合には、デフォルト値以外の値を用
いて符号化された場合の信号であっても設定値が記述さ
れた後の次のピクチャー内で、ダミーの量子化マトリク
ス信号を埋め込むことで、それ以降ダミーの量子化マロ
トリクスを用いて再生されるため、それ以降のデータに
ついては実施例と同様の効果が実現できる。また、量子
化マトリクスについて、輝度と色差信号のそれぞれに設
定する場合も同様の方法で実現できる。

【００４９】図４は、本発明第３の実施例における信号
変換装置およびそれを含むスクランブル装置とその再生
装置であるデスクランブル装置の構成図である。図４に
おいて、１９、２２は、スクランブルする位置を検出す
るスクランブル位置検出装置、２０、２３は、排他的論
理和回路、２１、２４は、乱数発生装置である。

【００５０】以上のように構成された本実施例の信号処
理装置において、以下その動作を説明する。入力される
原信号は、ＭＰＥＧ２に準拠した映像信号とする。原信
号中で"intra_dc_precision"信号は、ピクチャー層の拡
張コード中に２ビットの信号として存在し、量子化幅と
の関係は、"00"が量子化幅８、"01"が４、"10"が２、"1
1"が１に対応している。原信号に対して、スクランブル
位置検出装置１９は、ピクチャー層中の拡張コード内
の"intra_dc_precision"信号を検出し、乱数発生装置２
１へその検出信号を送る。乱数発生装置２１では、検出
信号を受け取るとスクランブル鍵をもとに生成される２
ビットの乱数を出力し、原信号中の"intra_dc_precisio
n"信号に排他的論理和回路２０を介して、乱数を排他的
論理和処理する。

【００５１】再生側では、スクランブル位置検出装置２
２が、"intra_dc_precision"信号を検出し、乱数発生装
置２４へその検出信号を送る。乱数発生装置２４では、
乱数発生装置２１と同じ乱数を生成するため、乱数発生
装置２１へ入力されたスクランブル装置へ入力されたの
と等しいスクランブル鍵が与えられている。スクランブ
ル鍵の共有については、同じ伝送路中に割り込ませて伝
送しても良いし、別の伝送路を利用して伝送してもよ
い。乱数発生器２４は、検出信号を受け取るとスクラン
ブル鍵をもとに生成される２ビットの乱数を出力し、ス
クランブル信号中の"intra_dc_precision"信号に排他的
論理和回路２３を介して、乱数を排他的論理和処理し、
再生信号を得る。

【００５２】以上のように、本実施例によれば、ＤＣＴ
係数の直流成分を示す信号の量子化幅を示す信号をでた
らめにできるので、ピクチャー単位で直流成分のレベル
が誤った映像が再生される効果が実現できる。

【００５３】図５は、本発明第４の実施例の信号処理装
置の構成図である。図５において、２５は、"intra_dc_
precision"信号を検出する"intra_dc_precision"検出装
置、２６は、論理積回路である。

【００５４】以上のように構成された本実施例の信号処
理装置について、以下その動作を説明する。原信号が入
力されると、"intra_dc_precision"検出装置２５は、"i
ntra_dc_precision"信号を検出する。通常、"intra_dc_
precision"検出装置２５は、論理積回路２６に、"1"を
送っており、"intra_dc_precision"信号の期間中のみ"
0"を出力する。したがって、出力信号は、つねに"intra
_dc_precision"信号が０に固定された値となる。正しく
再生させる場合には、予め正しい"intra_dc_precision"
信号を共有しておき、その値を用いて再生すればよい。

【００５５】以上のように、本実施例よれば、"intra_d
c_precision"信号を最低値の"00"に固定的に変換するこ
とで、"intra_dc_precision"を"00"以外にして、符号化
された信号に対して、ＤＣＴ係数の直流成分の量子化幅
を常に、実際に符号化したときのそれより大きな値にな
り、直流成分の値が、強調された映像が再生されるよう
な効果が実現できる。

【００５６】図６は、本発明の第５の実施例におけるス
クランブル装置およびデスクランブル装置の構成図であ
る。図６において、２７は、第２の実施例におけるスク
ランブル装置と同じ処理を行う量子化マトリクス挿入装
置、２８,３１は、スクランブルする位置を検出するス
クランブル位置検出装置、２９,３２は、乱数発生装
置、３０,３４は、排他的論理和回路、３３は、第２の
実施例のデスクランブル装置と同様の処理を行う量子化
マトリクス除去装置である。

【００５７】以上のように構成された本実施例のスクラ
ンブル装置およびデスクランブル装置について以下その
動作を説明する。原信号は、量子化マトリクス挿入装置
２７で第２の実施例の場合と同様に、交流成分の量子化
幅を実際に符号化した時の値より小さい値に設定した量
子化マトリクス信号を挿入される。次に、スクランブル
位置検出装置２８で、信号中のＤＣＴの交流成分を示
す"dct_coeff"信号を検出し、その符号ビットに相当す
るビットをスクランブル位置として検出し、検出信号を
乱数発生装置２９へ送る。

【００５８】乱数発生装置２９は、スクランブル鍵によ
って決定される。乱数列を生成し、それを、スクランブ
ル位置検出装置２８からの検出信号が受け取る毎に１ビ
ットずつ排他的論理和回路３０へ出力する。ただし、検
出信号がない場合には、０を出力する。排他的論理和回
路３０では、量子化マトリクス挿入装置２７からの出力
に乱数発生装置からの出力を排他的論理和演算する。し
たがって、スクランブル信号としては、交流成分の量子
化幅が、実際の値より小さい値を示す量子化マトリクス
信号と、ＤＣＴ係数の各成分の符号がランダムに変換さ
れた信号が得られる。

【００５９】再生側では、スクランブル位置検出装置３
１が、スクランブル位置検出装置２８と同様にスクラン
ブル信号中のＤＣＴの交流成分を示す"dct_coeff"信号
を検出し、その符号ビットに相当するビットをスクラン
ブル位置として検出し、検出信号を乱数発生装置３２へ
送る。乱数発生装置３２は、スクランブル鍵によって決
定される。乱数列を生成し、それを、スクランブル位置
検出装置３１からの検出信号が受け取る毎に１ビットず
つ排他的論理和回路３４へ出力する。ただし、検出信号
がない場合には、０を出力する。

【００６０】また、スクランブル鍵は、スクランブルし
た際のものと同じものを予め共有され、入力される。従
って、排他的論理和回路３４では、スクランブル信号
に、スクランブルされた時と同じ位置に、スクランブル
される時と同じ乱数が、排他的論理和演算される。そし
て、この信号について、量子化マトリクス除去装置３３
内で、第２の実施例と同様の処理が行われ、再生信号が
得られる。

【００６１】以上のように本実施例によれば、スクラン
ブル信号をデスクランブル処理しないでそのまま再生し
た場合ＤＣＴ係数の交流成分は、その符号ビットをラン
ダムに撹拌処理されてるが、量子化幅が実際の値より小
さいので、再生画像での影響もちいさくなるので、再生
される映像の効果としては、第２の実施例に近い効果が
生まれる。

【００６２】したがって、不正に解読を試みるものが、
量子化マトリクスが、挿入されていることに気づきこれ
を正常な値にしたとしても、その結果、符号ビットを完
全に乱数化した交流成分の影響が現れるため、新たな撹
拌による画像の効果が現れ解読を困難にできる。すなわ
ち、十分にスクランブルすることによって、スクランブ
ル画像に大きく影響してしまう信号の量子化幅を実際の
値より小さくすることで、画像の壊れ具合を少なめに保
ったまま解読に対する高い安全性を実現できるスクラン
ブル装置が提供できる。

【００６３】図７は、本発明の第６の実施例のスクラン
ブル装置およびデスクランブル装置の構成図である。図
７において、３５,３９は、コード検出装置、３６,４０
は、乱数発生装置、３７は、論理和回路、３８,４１,４
２は、排他的論理和回路である。

【００６４】以上のように構成されたスクランブル装置
とデスクランブル装置について、以下その動作を説明す
る。原信号は、ＭＰＥＧ標準に準拠した信号であるとす
る。コード検出回路３５は、原信号の各符号を読み取
り、"intra_dc_precision"信号を検出した際には、検出
信号を論理和回路３７へ出力する。ただし、検出信号
は、"1"を２ビット期間出力するものであり、その他の
場合は、"0"を出力する。

【００６５】したがって、論理和回路３７では、"intra
_dc_precision"信号の信号のときのみオール"1"を出力
し、その他の場合には、原信号をそのまま通過させる。
コード検出回路３５では、また、"dct_dc_differentia
l"信号を検出し、その信号のビット期間内乱数発生装置
３６へ検出信号を出力する。

【００６６】乱数発生装置３６では、スクランブル鍵に
よって決定される乱数列を生成し、それをコード検出回
路からの検出信号が入力されている時のみ、原信号のビ
ットレートと等しいレートで出力する。ただし、検出信
号がない状態では、"0"を出力する。従って、排他的論
理和回路３８では、原信号中の"dct_dc_differential"
信号部分に乱数が排他的論理和演算で加えられ、スクラ
ンブル信号となる。

【００６７】再生側では、コード検出装置３９は、スク
ランブル信号中の各コードを読み取り、"intra_dc_prec
ision"信号を検出した際には、検出信号を排他的論理和
回路３８へ与えられた量子化値を全ビット反転した信号
を出力する。したがって、排他的論理和回路４１では、
オール"1"に変換された"intra_dc_precision"信号値が
コード検出装置３９に与えられた量子化値に変換され
る。

【００６８】量子化値については、スクランブル鍵と同
様、再生側に予め伝送するものとする。コード検出装置
３９は、さらに、"dct_dc_differential"信号を検出
し、その信号のビット期間内乱数発生装置４０へ検出信
号を出力する。乱数発生装置４０では、スクランブル鍵
によって決定される乱数列を生成し、それをコード検出
装置３９からの検出信号が入力されている時のみ、原信
号のビットレートと等しいレートで出力する。ただし、
検出信号がない状態では、"0"を出力する。したがっ
て、排他的論理和回路４２では、スクランブル信号中
の"dct_dc_differential"信号部分にスクランブルした
ときと同じ乱数が排他的論理和演算で加えられ、正しく
もとの信号に再生される。

【００６９】以上のように、本実施例によれば、ＤＣＴ
係数の直流成分に乱数を付加することで安全性の高いス
クランブル処理を実現するとともに、その信号の量子化
幅を実際の値よりも小さくすることで、撹拌による画像
への影響を押さえ、解読に対する安全性と、撹拌処理し
たデータの影響が少なく、より見やすいスクランブル効
果制御を同時に実現できるスクランブル装置が提供でき
る。

【００７０】なお、本実施例においては、ＭＰＥＧ標準
の映像信号を原信号であるものをスクランブルの対象と
したが、それ以外の信号であっても、スクランブルする
信号の量子化幅を意図的に十分小さくすることで、スク
ランブルによるスクランブル画像への影響を押さえこと
ができ、安全性と、効果制御の両方を満たしたスクラン
ブル信号が生成できる。

【００７１】また、本実施例においては、映像信号中の
他の信号については撹拌の対象としていないが、他の信
号を撹拌する効果との組み合わせることにより効果的な
スクランブル効果制御が行える。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
量子化マトリクス情報を誤った値で埋め込むので、デス
クランブル処理しないままこれを再生すると、量子化マ
トリクスの値を誤って再生処理を行わせることができ、
再生が許されていないものが再生すると映っている内容
はわかるが、再生レベルがでたらめな信号に再生される
スクランブル効果をもったスクランブル装置およびその
デスクランブル装置が実現できる。

【００７３】また、量子化マトリクスは、シーケンスヘ
ッダー上にあり、その位置を検出するのに、データ中の
大半を占める可変長符化された信号を読み取る必要がな
く、他のパラメータを選択してスクランブルするより
も、検出装置が簡単なものとなり、スクランブル装置の
装置規模を小さくできる。

【００７４】また、ＤＣＴ係数中の直流成分の量子化幅
を示す信号をスクランブルすることにより、直流成分が
でたらめな再生画像となる効果が生まれる。また、更
に、交流成分の量子化幅を、実際の符号化の際に使った
ものよりも小さくすることで、交流成分の影響が小さく
なり、モザイク状の効果が実現できる。

【００７５】また、逆に直流成分の量子化幅を符号化さ
れた場合より大きい値にすることで、スクランブル画像
への影響を直流成分の値が支配的となり、モザイク状の
映像効果が得られる。

【００７６】また、撹拌処理を施したＤＣＴ係数成分に
ついてのその量子化幅を実際の値よりも小さい信号に設
定することで、撹拌による画像への影響を小さくするこ
とができ、効果制御と解読対する安全性の両方を満たす
スクランブル装置が提供でき、その実用的効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるスクランブル装
置およびデスクランブル装置装置の構成を示すブロック
図

【図２】ＭＰＥＧ標準に準拠した映像信号の概要を示す
図

【図３】本発明の第２の実施例における信号変換装置お
よびそのデスクランブル装置の構成を示すブロック図

【図４】本発明の第３の実施例における信号変換装置お
よびそれを含むスクランブル装置とその再生装置である
デスクランブル装置の構成を示すブロック図

【図５】本発明の第４の実施例の信号処理装置の構成を
示すブロック図

【図６】本発明の第５の実施例におけるスクランブル装
置およびデスクランブル装置の構成を示すブロック図

【図７】本発明の第６の実施例のスクランブル装置およ
びデスクランブル装置の構成を示すブロック図

【図８】従来のスクランブル装置およびデスクランブル
装置の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１,７ スクランブル位置検出装置 ２,１１ バッファ ３ デフォルト値記憶レジスタ ４,８ 乱数発生器 ５ スイッチ ６,９ 排他的論理和回路 １０ デフォルト値検出装置 １２,１７ 量子化マトリクス挿入位置検出装置 １３,１６ バッファ １４ ダミー信号発生装置 １５,１８ スイッチ １９,２２ スクランブル位置検出装置 ２０,２３ 排他的論理和回路 ２１,２４ 乱数発生装置 ２５ "intra_dc_precision"検出装置 ２６ 論理積回路 ２７ 量子化マトリクス挿入装置 ２８,３１ スクランブル位置検出装置 ２９,３２ 乱数発生装置 ３０,３４ 排他的論理和回路 ３３ 量子化マトリクス除去装置 ３５,３９ コード検出装置 ３６,４０ 乱数発生装置 ３７ 論理和回路 ３８,４１,４２ 排他的論理和回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 誠司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＭＰＥＧ標準に準拠した映像信号中の量子
   化マトリクスデータの領域中の一部もしくは全部に、映
   像を再生するための量子化マトリクスの各値とは異なる
   信号を埋め込む埋め込み手段を具備することを特徴とす
   るスクランブル装置。
2. 【請求項２】入力信号が、少なくとも一部の量子化マト
   リクス符号を持たないＭＰＥＧ標準に準拠した信号であ
   って、符号埋め込み手段が、前記信号中に含まれていな
   い量子化マトリクスの信号位置に、少なくとも一部がデ
   フォルト値と異なる値の信号を前記信号中に埋め込む請
   求項１記載のスクランブル装置。
3. 【請求項３】埋め込み手段が、映像信号中の量子化マト
   リクス符号の一部もしくは全部を撹拌処理する請求項１
   記載のスクランブル装置。
4. 【請求項４】ＭＰＥＧ標準に準拠した映像信号中の量子
   化マトリクス符号の領域中の一部もしくは全部に、その
   映像を符号化する際に用いた値とは、異なる信号を埋め
   込んだスクランブル信号を入力信号とし、スクランブル
   信号中のスクランブル処理され埋め込まれた量子化マト
   リクスを取り除くもしくは再生に必要な各値に変換処理
   する逆変換手段を具備する事を特徴とするデスクランブ
   ル装置。
5. 【請求項５】直交変換符号化された映像データ中の交流
   成分を示す係数成分の量子化幅を示す信号を実際の値よ
   り小なる値に変換処理する変換手段を具備することを特
   徴とする信号処理装置。
6. 【請求項６】変換手段が、ＭＰＥＧ標準に準拠した映像
   信号中に、その映像信号を符号化する際に用いた値より
   も、小さい値を示す量子化マトリクス信号を埋め込み処
   理する請求項５記載の信号処理装置。
7. 【請求項７】直交変換符号化された映像データ中の直交
   変換された後の各係数成分のうちの直流成分の係数を示
   す信号の量子化幅を決める信号について、その値を実際
   の符号化の際に用いたその値より、大きい値に変換処理
   する変換手段からなる信号処理装置。
8. 【請求項８】ＭＰＥＧ標準に準拠した映像信号中の"int
   ra_dc_precision"信号を撹拌制御する変換手段を備えた
   ことを特徴とする信号処理装置。
9. 【請求項９】変換手段は、ＭＰＥＧ標準に準拠した映像
   信号中の"intra_dc_precision"信号をその本来の値より
   小なる値に変換処理してなる請求項８記載の信号処理装
   置。
10. 【請求項１０】直交変換符号化された映像信号中の符号
    化された各係数の量子化幅を示す信号を取り除く、もし
    くは変換処理してデスクランブル処理を行う変換手段を
    備えたデスクランブル装置。
11. 【請求項１１】直交変換符号化された映像信号中の各係
    数の一部を撹拌処理する撹拌手段と、前記撹拌処理する
    係数の量子化幅を示す信号を符号化に用いた値より小さ
    い値に変換もしくは埋め込む変換手段とを具備すること
    を特徴とするスクランブル装置。
12. 【請求項１２】直交変換符号化された映像信号中のスク
    ランブル処理された各係数をデスクランブル処理する逆
    変換処理手段と、各係数の量子化幅を正しい値にデスク
    ランブル処理する逆変換手段とを具備することを特徴と
    するデスクランブル装置。