JPH0767096A - スクランブル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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、スクラ
ンブルデータが予約語と一致することによる再生器の誤
動作を防止するスクランブル装置を提供することを目的
とする。 【構成】 符号検出装置１では、入力されるＭＰＥＧに
準拠した画像データについて入力されてくる信号を読み
とり、スクランブルした場合に予約語と一致することが
ない部分をスクランブルの対象として検出し、スクラン
ブル命令を乱数発生器２に伝送する。乱数発生器２は、
符号検出装置１からのスクランブル命令があるときのみ
乱数を発生し、データに排他的論理和演算を行う。再生
側は、その逆変換を行う。

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
た信号の伝送あるいは保管に際し、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に
関するものであり、特に、ＭＰＥＧ標準に準拠した映像
信号に対するスクランブル装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のスクランブル装置としては、例え
ば、特開平５−９５３５２号公報（特願平３−２５５０
４９号）に記載されている装置がある。入力信号は、Ｍ
ＰＥＧ（Moving Picture Expert 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、ISO/IEC IS 11172(1993),ISO-IEC/J
CT1/SC29/WG11 NO328:TestModel3などの規格書およびド
ラフトがある。以下図１２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。

【０００３】図１２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 pictur
e)）、ピクチャー（画像）群の符号化データを含んでい
る。

【０００４】また、ＧＯＰ層は、任意の長さのフレーム
で構成されており、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-c
ode)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。

【０００５】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ブロックからなり、これらの大半は、可変長
符号である。

【０００６】図１３は、従来のスクランブル装置および
デスクランブルの構成図である。図１３において、１
３,１７は、データ中の開始コードを検出する開始コー
ド検出回路であり、１４は、信号撹拌処理する撹拌処理
装置、１５は、入力信号を信号撹拌装置８に送るか送ら
ないかを切り換えるスイッチ、１６は、暗号化鍵および
開始コード検出回路７からの信号をもとに撹拌処理装置
１４およびスイッチ１５を制御する制御回路、１８は、
撹拌処理装置１４の逆変換を行う逆変換装置、１９は、
スクランブル信号を逆変換装置に送るか送らないかを切
り換えるスイッチ、２０は、複号鍵および開始コード検
出回路１７からの信号をもとに逆変換処理装置１８およ
びスイッチ１９を制御する制御回路である。

【０００７】以上のような従来の構成では、開始コード
検出装置１３で、入力中のスライス開始コードを検出
し、制御回路１６に伝送する。制御回路１６では、スク
ランブルモード信号をもとに次のデータをスクランブル
かを決定し、スクランブルする際には、信号撹拌装置１
４に信号が入力されるようにスイッチ１５を切り換え、
信号撹拌装置１４にもスクランブル命令を伝送する。撹
拌処理装置１４では、スクランブル鍵をもとに送られて
きたデータをスクランブルする。

【０００８】したがって、制御回路１６でスライス毎に
スクランブルのオンオフを行うことでスクランブル画像
の見える量を制御する効果制御を実現できる。一方、再
生側では、スクランブル信号を開始コード検出回路１７
で検出し、入力中のスクライス開始コードを検出し、制
御回路２０へ伝送する。制御回路２０では、スクランブ
ルモード信号をもとに制御回路１６が撹拌処理した位置
を決定し、撹拌処理されたデータを逆変換処理装置１８
に送るようにスイッチ１９を切り換え、逆変換処理装置
１８にもデスクランブル命令を伝送する。逆変換処理装
置１８では、撹拌処理装置１４の逆変換を行いデータを
正しく再生する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うな従来の構成では、開始コード後のスクランブルされ
たデータが、開始コードなどＭＰＥＧ標準で規定されて
いる予約語と偶然一致することがある。この予約語は、
再生の同期をとったり、その後に特別なデータが来るこ
とを示すときに用いるように定められており、符号の最
初の２３ビットに”０”を連続させることで他の符号と
区別できるようになっている。

【００１０】したがって、本来目的とするところ以外で
このコードが出現した場合には、再生同期が外れるよう
な再生器の誤動作の原因となったり、デスクランブルす
る際にも、ビット誤りなどで同期が外れてしまうと次の
再生復帰のタイミングを誤って検出してしまい、後のデ
ータを再生困難にしてしまうという問題点を有してい
た。

【００１１】本発明はかかる点に鑑み、スクランブルデ
ータ中に予約語が生成されることなく、再生器などの誤
動作を起こさないスクランブル信号を発生するスクラン
ブル装置およびそれを再生するデスクランブル装置を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明のスクランブ
ル装置は、ＭＰＥＧ標準に準拠したディジタル画像デー
タに対して、予め送受間で規定したデータ中の位置から
存在する複数あるいは単数の符号に対し、ビット反転処
理を行うビット反転手段を備えたものである。

【００１３】第２の発明のデスクランブル装置は、ＭＰ
ＥＧ標準に準拠したディジタル画像データ中の、予め送
受間で規定した位置から存在する複数あるいは単数の符
号に対し、ビット反転処理を施したスクランブル信号を
入力信号とし、ビット反転が施された符号に対してその
逆処理を施してなる逆変換装置からなるものである。

【００１４】第３の発明のスクランブル装置は、ＭＰＥ
Ｇ標準に準拠したディジタル画像データに対して、予め
送受間で規定したデータ中の位置から予約語と一致する
可能性のない複数ビット以内にあるデータを撹拌処理す
る撹拌処理手段を備えたものである。

【００１５】第４の発明のデスクランブル装置は、ＭＰ
ＥＧ標準に準拠したディジタル画像データ中の予め送受
間で規定した位置から予約語と一致する可能性のない複
数ビット以内にあるデータを撹拌処理したスクランブル
信号を入力信号とし、入力信号中の撹拌処理されたビッ
トをデスクランブル処理する逆変換装置からなるもので
ある。

【００１６】第５の発明のスクランブル装置は、ＭＰＥ
Ｇ標準に準拠したディジタル画像に対して、データ中の
ピクチャーコーディングタイプ符号に撹拌処理する手段
を備えたものである。

【００１７】第６の発明のデスクランブル装置は、ＭＰ
ＥＧ標準に準拠したディジタル画像データ中のピクチャ
ーコーディングタイプ符号に撹拌処理したスクランブル
信号を入力信号とし、撹拌処理された信号をデスクラン
ブル処理する逆変換処理装置からなるものである。

【００１８】

【作用】第１の発明は、前記した構成により、スクラン
ブル処理を、ある決められた位置からいくつかの符号を
ビット反転させる処理に限定するので、スクランブルさ
れた後のデータ中で、２３ビット０が連続せず、予約語
に一致することなくスクランブル信号を生成できるとと
もに、ビット反転の対象となった符号が可変長符号であ
るときその後のスクランブルを解かずにそのデータを読
み取るとビット長の異なった符号であると解釈され、そ
れ以後の符号も読み取り不能になるため、データ中の一
部をスクランブルしただけで次の予約語が出現するまで
の全データを読み取り不能にすることができ、予約語の
ある単位で再生のオンオフも制御できるスクランブル装
置が実現できる。

【００１９】第２の発明は、前記した構成により、第１
の発明のスクランブル装置が生成する信号をデスクラン
ブル処理できるデスクランブル装置が実現できる。

【００２０】第３の発明は、前記した構成により、スク
ランブルするビットをある決められた位置よりのビット
数で制限するので、２３ビット連続して０が続くことが
ないスクランブル信号が生成でき、また、そのビット
が、可変長符号中のビットである場合には、その後のデ
ータも読み取り不能となり、データ中の一部をスクラン
ブルするだけで次の予約語が出現するまでの全データを
読み取り不能にすることができ、予約語のある単位で再
生のオンオフも制御できるスクランブル装置が実現でき
る。

【００２１】第４の発明は、前記した構成により、第３
の発明のスクランブル装置が生成する信号をデスクラン
ブル処理できるデスクランブル装置が実現できる。

【００２２】第５の発明は、前記した構成により、固定
長符号化されているピクチャーコーディングタイプを示
す符号を撹拌処理するので、スクランブルされた信号も
ＭＰＥＧ規約上許されているビットパターンに変換され
るので読むことので、予約語ができることもないスクラ
ンブルとなる一方受信者側でデスクランブル処理せずに
各符号を読み取った場合、各ピクチャ−タイプを誤って
読み取ってしまうため、その後のデータが読み取り不能
となり、各ピクチャを再生不能にできるスクランブル装
置が実現できる。

【００２３】第６の発明は、前記した構成により、第５
の発明のスクランブル装置が生成するスクランブル信号
をデスクランブル処理できるスクランブル装置が実現で
きる。

【００２４】

【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
構成を示すものである。

【００２５】図１において、１,４は、入力信号からス
クランブルの対象となる符号を検出する符号検出装置、
２,５は、符号検出装置１または４からの信号にしたが
って乱数列を発生する乱数発生器、３,６は、排他的論
理和装置で、符号検出装置１と乱数発生器２と排他的論
理和装置３とでスクランブル装置を構成し、符号検出装
置４と乱数発生器５と排他的論理和装置６とでデスクラ
ンブル装置を構成している。

【００２６】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おいて、以下そ
の動作を説明する。

【００２７】まず、符号検出装置１では、入力されるＭ
ＰＥＧに準拠した画像データについて入力されてくる信
号を読みとり、スクランブルの対象となるマクロブロッ
クの先頭から"macroblock_type"（マクロブロックタイ
プ）までの各符号を検出し、それぞれの符号について、
検出信号とそのビット長を示す信号を乱数発生器２に伝
送する。乱数発生器２は、スクランブル鍵で初期化さ
れ、その後、符号検出装置１からの検出信号を受ける毎
に１ビットずつ乱数列を出力し、これを符号のビット長
分のデータに排他的論理和装置３を介して排他的論理和
演算を行う。

【００２８】以上の処理によって、生成されるスクラン
ブル信号中では、予約語のビットパターンである２３ビ
ット連続して０が現れないことを以下で説明する。ＭＰ
ＥＧ標準の規約では、予約語の場合以外では、２３ビッ
ト０が連続することはない。そこで、スクランブル処理
した符号とその前後の符号パターンの組み合わせで０が
２３ビット続かないことを示す。

【００２９】図２は、複数の符号に渡って０が連続して
現れる場合を示したものである。０が複数の符号に渡っ
て連続して、０の連続したパターンを形成する場合、そ
のパターンが出現する先頭の符号は、全ビット０あるい
は、はじめの数ビット１を含んだパターンが出現した
後、残りの数ビットが連続して０となり、パターンの終
了する最後尾の符号では、先頭ビットが１あるいは、先
頭から数ビット０が連続したのち、１が出現する。そし
て、その間に存在する符号は、すべてのビットが０とな
るビットパターンにある必要がある。

【００３０】したがって、２３ビット０が連続する場合
があるかどうかを検討する場合、パターンの先頭の符号
については、その符号の最後尾のビットまでに何ビット
０が連続するかを調べ、それ以降の符号に関しては、そ
の符号以前に連続した０の数と現在の符号において有り
得る先頭から連続する０の数を数えて、２３に満たない
場合には、全てのビットが０である符号がくるものと
し、その全ての場合について、以降の符号で連続して０
が何ビット連続するかを決定すればよい。以下その考え
に基づき説明する。

【００３１】マクロブロックの前に来る符号としては、
現在のマクロブロックの１つ前のマクロブロックの最後
尾の符号か、スライスの先頭のマクロブロックの場
合、"q_scale"符号かスライス層での拡張符号のどちら
かである。マクロブロックの最後尾の符号は、"end_of_
macroblock"あるいは"end_of_block"であり、０は、高
々１ビットしか連続しない。次にスライスの先頭のマク
ロブロックの場合、拡張符号がないとすると"q_scale"
の場合では、高々４ビットの０が連続し、拡張符号がな
いことを示す１ビットを含めて、高々５ビットの０が連
続する。

【００３２】したがって、スライスで拡張符号がない場
合にマクロブロックの先頭以前で連続する０の数は、高
々５ビットである。次に、スクランブルされた信号中で
続く可能性のある０の個数を示す。

【００３３】図３は、規格化されているＭＰＥＧ１にお
けるマクロブロック内の符号列の規約を示している。同
図において、"while"で示される条件文は、その後の括
弧内の条件が満たされる場合にのみそれ以下に示されて
いる符号が存在し、さらにその条件が満たされる間連続
してその符号が現れ続けることを示しており、"if"で示
される条件文は、その後の括弧内の条件が満たされると
きのみそれ以下の符号が存在することを示している。

【００３４】なお、以下の符号が複数ある場合に
は、"{}"で囲んでいる。また、各符号の名称の右にその
ビット長を示している。例えば、"macroblock_type"
（マクロブロックタイプ）は、１ビットから６ビットで
示される可変長符号である。

【００３５】次に、図４は、"macroblock_address_incr
ement"符号（マクロブロックアドレス符号）のコードブ
ックである。ここで、符号のビットパターンは、macrob
lock_address_increment VLCcodeの欄に示されており、
また"macroblock_stuffing"および"macroblock_escape"
は、"macroblock_address_increment"の特別の場合の符
号であり、これらの信号が現れた場合には、図３の規約
に示すとおり、その後に"macroblock_address_incremen
t"が現れる。以下マクロブロックの先頭から"0"が続く
パターンを考えると、"macroblock_stuffing"および"ma
croblock_escape"が存在する場合、符号中に０と１を両
方含む為、ビット反転してもしなくても、０が連続しな
いので、これら２つの符号が出現する場合には、０が２
３ビット連続しない。

【００３６】したがって、０が連続するためには"macro
block_stuffing"および"macroblock_escape"が存在せ
ず、続く"macroblock_address_increment"のビットパタ
ーンがコードブック内の"1"がスクランブルによってビ
ット反転されて"0"になった場合である。図５は、"macr
oblock_type"のコードブックを示している。

【００３７】図５において、符号のビットパターンは、
VLCcodeの欄に示されており、それより右の欄は、その
後のマクロブロック内で現れる符号の有無を示すフラグ
情報であり、各欄において１が示されている場合には、
そのフラグに対応する符号が存在することを示してお
り、以後の条件文で示される位置で現れる。また、コー
ドブックは、マクロブロックがそれが含まれるピクチャ
ーがどのような符号化がなされているかによって、異な
るコードブックを用いており、これらは、ピクチャー層
に存在する"picture_codeing_type"によって識別されて
おり、Ｉ−ピクチャー,Ｐ−ピクチャー,Ｂ−ピクチャ
ー,Ｄ−ピクチャーがある。

【００３８】ここで、Ｄ−ピクチャーは、同じビデオシ
ーケンス上では、存在しないのでビット本実施例のスク
ランブル処理としては、Ｉ−ピクチャー,Ｐ−ピクチャ,
Ｂ−ピクチャーが存在するビデオシーケンスであるとす
る。

【００３９】マクロブロックがＩ−ピクチャーに含まれ
ている場合、コードブック中のビットパターン"1"の符
号がスクランブルによってビット反転されて"0"になっ
ている場合にのみ、連続して０が出現する。この場合、
マクロブロックタイプのフラグは、"macroblock_intra"
のみ１となっているので、この後に続く符号は、ブロッ
ク層の先頭にくる符号となる。

【００４０】図６は、ブロック層における符号列の規約
である"macroblock_intra"が１の場合には"dct_dc_size
_luminance"が出現する。図７は"dct_dc_size_luminanc
e"のコードブックである。マクロブロック以前から数え
てここまでに０が続いているビット数は、スクランブル
処理によって生まれた２ビットを加えて高々７ビットで
あるから、すべてのビットが０である必要があり、これ
を満たすのは"dct_dc_differential"のビット長が１で
あることを示すビットパターンが"00"の場合のみであ
る。

【００４１】したがって、次に現れる"dct_dc_differen
tial"のビット長が１となり、この符号までに０が続く
のは、高々１０ビットとなる。ところで、その後に続く
符号である"dct_coeff_next"では、すべてのビットが０
である符号はなく、先頭からでも高々１１ビットの０が
続く符号しかない。

【００４２】図８(a)は、マクロブロックがＩ−ピクチ
ャーに属する場合で以上のような条件が満たされた場合
のビットパターンである。同図のようにマクロブロック
がＩ−ピクチャーに含まれている場合、０は、高々２１
ビットしか続かずに予約語と一致することはない。

【００４３】マクロブロックがＰ−ピクチャーに存在す
るとき、コードブック中のビットパターン"1"の符号が
スクランブルによってビット反転されて"0"になってい
る場合にのみ、連続して０が出現する。この場合、マク
ロブロックタイプのフラグは、"macroblock_motion_for
ward","macroblock_pattern"が１となっているため、そ
の後に出現する符号は、"motion_horizontal_forward_c
ode"である。

【００４４】図９は、"motion_horizontal_forward_cod
e"のコードブックとなる動きベクトルのコードブックで
ある。符号のビットパターンとしては、すべてのビット
が０になっているものはなく、先頭から０が続くビット
数ももっとも大きいもので高々６ビットである。

【００４５】図８(b)は、以上のような条件を満たした
場合のビットパターンである。同図が示すように、マク
ロブロックがＰ−ピクチャーに存在するとき、スクラン
ブル処理によって０が連続する長さは、高々１３ビット
となり、予約語と一致することはない。

【００４６】またマクロブロックがＢ−ピクチャー内に
含まれる場合、図５のコードブックより、ビットパター
ン"11"の符号がスクランブルによってビット反転され
て"00"になっている場合にのみ、連続して０が出現す
る。この場合のマクロブロックのフラグ情報より、その
後には"motion_horizontal_forward_code"が現れるた
め、Ｐ−ピクチャーの場合と同様に、この後には高々６
ビットしか０が連続しない。図８(c)は、以上の条件を
満たした場合のビットパターンを示している。同図より
マクロブロックがＢ−ピクチャーに存在するとき、スク
ランブル処理によって０が連続する長さは、高々１４ビ
ットとなり、予約語と一致することはない。したがっ
て、本実施例によるスクランブル処理においては、予約
語と一致するパターンが生成されることがない。

【００４７】以上のように、生成されたスクランブル信
号について、乱数発生器５は、符号検出装置１からの検
出信号を受ける毎に１ビットずつ乱数列を出力し、スク
ランブルされた符号の１符号分同じ乱数値を排他的論理
和演算してスクランブル信号をもとの信号に再生する。
符号検出装置４では、再生された信号をもとにマクロブ
ロックの先頭の位置を検出し、検出信号を送るととも
に、再生処理された信号をもとに"macroblock_type"ま
での各符号の符号長を検出し、それぞれの符号の切れ目
の情報を乱数発生器５に送り、乱数発生器５を制御す
る。そうすることで、乱数発生器５は、スクランブル装
置内の乱数発生器２が生成した乱数列と同じ乱数列を同
じ位置に排他的論理和演算することになり、正しくデー
タが再生される。

【００４８】以上のように本実施例によれば、マクロブ
ロックの先頭から数コードのみにスクランブルをおこな
うため、乱数としては、マクロブロック毎に数ビットし
か必要がなく、低速の乱数発生器を用いて画像全体を再
生不能にすることができるとともに、スクランブルの対
象となる符号が可変長符号であるため、一度ビット反転
させるとそれ以降のデータは、次のスライス開始コード
が来るまで再生不良とできるため、スライス毎にスクラ
ンブルのオンオフを制御でき、また、スライス内では、
再生不能となる位置をマクロブロック単位で制御可能に
することができる。

【００４９】なお、本実施例においては、マクロブロッ
クタイプまでの全ての符号をスクランブルの対象とした
が、それ以前までの符号を対象とすれば、予約語に重な
ることがなく、同様の効果が実現できる。また、本実施
例においては、スライスの拡張符号がない場合とした
が、拡張符号として、将来、オール０などの特殊な符号
が挿入された場合には、マクロブロックまでに連続する
０の長さが、高々９ビットとなるが、この場合には、マ
クロブロックアドレスまでをスクランブルの対象とすれ
ばよい。また、Ｄ−ピクチャーの場合においても、マク
ロブロックアドレスまでをスクランブルの対象とすれ
ば、予約語と一致することはない。

【００５０】また、本実施例では、全てのマクロブロッ
ク毎にスクランブル処理を行っているが、スライスの先
頭のマクロブロックのみをスクランブルの対象としても
よいし、特にこの場合は、スクランブルの対象となる符
号を検出する時にマクロブロック内の符号を読み取る必
要がなくなるため、装置の規模を削減できる。

【００５１】また、第１の実施例の図１の構成と同じ構
成で、符号検出装置１が単にマクロブロックの先頭を示
す検出信号を乱数発生器２に伝送し、乱数発生器２が、
前記検出信号を受け取ると、以下３ビットの乱数列を出
力し、それをマクロブロックの先頭３ビットに付加する
ことで第３の発明のスクランブル装置が実現でき、ま
た、受信側でも、同様にマクロブロックの先頭３ビット
のみに乱数を加えるように制御することで第４の発明の
デスクランブル装置となる。

【００５２】以下、これを第２の実施例として、生成さ
れるスクランブル信号が予約語と一致しないことを示
す。まず、マクロブロックの先頭において、既に０が連
続している長さは、前述したように高々５ビットであ
る。次に、撹拌処理した３ビットがすべて０になった場
合に０が連続する数を示す。マクロブロックの先頭の符
号がビット長が３ビット以上である場合には、撹拌され
る符号はその符号のみとなるが、その際は、図４に示さ
れている符号の中の３ビット以上の符号で先頭から３ビ
ットを０にした場合と等価になるが、図４より明らか
に、２３ビット０が連続するか符号全体が０になるかの
条件を満たす場合は、ビットパターンが"0010"の符号が
スクランブルによって"0000"に変換された場合である。

【００５３】ところが、この場合でも、後に続く"macro
block_type"の符号は、図５のコードブックより、高々
５ビットしか０が続かないので２３ビットと０は続かな
い。マクロブロックの先頭の符号が３ビット以下の場
合、すなわち、図４より"macroblock_address_incremen
t"のビットパターンが"1"で、スクランブルされた後"0"
となった場合、以下に続く符号中に残り２ビットが付加
される。

【００５４】ところで次に来る"macroblock_type"は、
図５より、高々６ビットであるため、スクランブルによ
って先頭の２ビットが０になったとして、残りの全ての
ビットが０にならないと２３ビット０が連続することが
ない。以下、すべてのビットが０になる場合をマクロブ
ロックが存在するピクチャーの場合に分けて説明する。

【００５５】まず、マクロブロックがＩ−ピクチャーで
ある場合には、"1","01"がそれぞれ"0","00"に変換され
たときが考えられる。まず、"0"が"1"に変換された場
合、次に出現する符号である"dct_dc_size_luminance"
の先頭１ビットをスクランブル処理される。この場合に
０が連続するのは、"100"が"000"へ、"00"が"00"へ変換
された場合であるが、それぞれの示す"dct_dc_differen
tial"のサイズが０及び１なので、どちらの場合もマク
ロブロックタイプの後３ビット０が続くことになり、さ
らに前述したように続く符号である"dct_coeff_next"で
は、すべてのビットが０である符号はなく、先頭からで
も高々１１ビットの０が続く符号しかないのでマクロブ
ロックタイプ以降は、高々１４ビットしか０は連続しな
い。

【００５６】結局この場合は、トータル高々２１ビット
しか０が連続せず、予約語と一致しない。"01"が"00"に
変換された場合、その後に"quantizer_scale"の５ビッ
トの固定長符号が出現するが、５ビットがすべて０であ
る符号は禁止されているので、高々４ビットしか０が連
続せず、予約語と一致することはない。したがって、マ
クロブロックがＩ−ピクチャー内にある場合には、予約
語と一致しない。

【００５７】次にマクロブロックが、Ｐ−ピクチャーで
ある場合、"1","01"がそれぞれ"0","00"に変換された場
合が考えられる。まず、"1"が"0"に変換された場合、あ
とに続く"motion_horizontal_forward_code"の先頭１ビ
ットがスクランブルされる。"motion_horizontal_forwa
rd_code"は、高々１１ビットなので、先頭１ビットめは
０に変換されるとして、残りの全てのビットが０になる
パターンでなければ、２３ビット０は連続しない。この
ような条件を満たす場合は、図９のコードブックよ
り、"1"が"0"に変換された場合のみであるが、この際に
あとに続くのは同じコードブックで生成される"motion_
vertical_forward_code"であり、先頭から０が連続する
長さは、高々６ビットであるから、全体でも、高々１４
ビットしか連続せず、予約語と一致することはない。

【００５８】次に、"01"が"00"に変換された場合、その
後には、"coded_block_pattern"が出現する。図１０
は、"coded_block_pattern"のコードブックである。同
図より、先頭から０が連続するのは、高々７ビットであ
り、全体でも高々１５ビットとなるので、予約語と一致
することはない。したがって、マクロブロックがＰ−ピ
クチャーに含まれている場合には、予約語と一致しな
い。

【００５９】次に、マクロブロックがＢ−ピクチャーに
含まれる場合は、"10","11","010"がそれぞれ"00","0
0","000"に変換される場合がある。まず、"10","11"が
それぞれ"00","00"に変換される場合、後に続く"motion
_horizontal_forward_code"が、図９より、高々６ビッ
トしか０が連続しないので、全体でも０が連続する長さ
が高々１４ビットとなり、予約語と一致しない。ま
た、"010"が"000"へ変換される場合、後に続く"motion_
horizontal_backward_code"が、図９より、高々６ビッ
トしか０が連続しないので、全体でも０が連続する長さ
が高々１５ビットとなり、予約語と一致しない。したが
って、マクロブロックがＢ−ピクチャーに含まれている
場合には、予約語と一致しない。よって、本実施例のス
クランブル処理では、予約語と一致することがない。

【００６０】以上のように本実施例によれば、マクロブ
ロックの先頭から撹拌処理するビットを制限してやるこ
とで、予約語と一致しないスクランブル信号が生成でき
るとともに、スクランブルされた符号が可変長符号であ
るため、その後の符号が読み取り不能となるため、低速
の撹拌処理を用いて、全体を読み取り不能にするスクラ
ンブル装置が実現できる。

【００６１】なお、本実施例では、マクロブロックの先
頭から３ビットとしたが、ピクチャー毎に、予約語と一
致しない範囲で、撹拌処理するビットを可変にすること
も考えられるし、また、最初の位置をマクロブロックと
したが、スライスの先頭にしても同様な考え方でスクラ
ンブル装置が構成できる。

【００６２】図１１は、本発明の第３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
すブロック図である。図１１において、７,１０は、ピ
クチャー開始コード検出装置、８,１１は、乱数発生
器、９,１１は、排他的論理和装置であり、ピクチャー
開始コード検出装置７、乱数発生器８、排他的論理和装
置９でスクランブル装置を構成し、ピクチャー開始コー
ド検出装置１０、乱数発生器１１、排他的論理和装置１
２でデスクランブル装置を構成している。

【００６３】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おいて、以下そ
の動作を説明する。

【００６４】まず、ピクチャー開始コード検出装置７
は、入力信号中のピクチャー開始コードを検出し、その
検出信号を乱数発生器８へ伝送する。乱数発生器８は、
スクランブル鍵で初期化され、その後、ピクチャー開始
コード検出装置７からの検出信号が来る毎に、開始コー
ドの後から数えて１１ビットめから１３ビットめまでの
ピクチャーコーディングタイプを示す符号３ビットの信
号に連続して乱数を排他的論理和装置６を通じて付加す
る。ただし、オール０になることを避けるため、１１ビ
ットめには、常に１を付加する。

【００６５】デスクランブル側では、ピクチャー開始コ
ード検出装置１０でスクランブル信号中のピクチャー開
始コードを検出し、その検出信号を乱数発生器１１に送
る。乱数発生器１１は、スクランブル鍵で初期化され、
乱数発生器８と同じ乱数列を生成するように設定され、
ピクチャー開始コード検出装置１０からの検出信号を受
け取る毎に、開始コードから数えて１１ビットめから１
３ビットめまでの３ビットの信号に連続して乱数を排他
的論理和回路１２を通じて付加してもとの信号に再生処
理する。ただし、スクランブル側と同様に１１ビットめ
には、常に１が付加される。

【００６６】以上のように本実施例によれば、ピクチャ
ーコードタイプをスクランブルするため、ピクチャー開
始コード検出回路４は、単にピクチャー開始コードを検
出するだけでよく他の可変長符号を検出する必要がない
ため、簡易な装置で実現できる。また、変換された符号
は、規約に従ったデータであり、２３ビット０が連続す
ることもない。

【００６７】なお、本実施例では、撹拌方法を乱数列を
排他的論理和演算することでおこなったが、再生可能な
規約で変換するものなら別の撹拌装置であってもよい。
また、実施例においては、入力信号をＭＰＥＧ１の規約
に従ったものとしたが、ＭＰＥＧ２以降の標準化される
規約に準拠した映像信号についても、同様に用いること
ができることは言うまでもない。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スクランブルの対象となる符号あるいはビット数を限定
することやスクランブル処理の内容をビット１つの符号
に対して全ビット反転することに限定すること、あるい
はピクチャータイプコードを撹拌処理することによっ
て、スクランブルデータが予約語と一致することを防ぎ
再生器の誤動作を起こさず、また、読み取りも不能にで
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の構成を示すブロック図

【図２】複数の符号に渡って０が連続して現れる場合を
示す図

【図３】ＭＰＥＧ標準におけるマクロブロックの符号列
の規約を示す図

【図４】"macroblock_address_increment"のコードブッ
クを示す図

【図５】"macroblock_type"のコードブックを示す図

【図６】ＭＰＥＧ標準におけるブロックの符号列の規約
を示す図

【図７】"dct_dc_size_luminance"のコードブックを示
す図

【図８】本発明の第１の実施例のスクランブル装置で生
成されたスクランブル信号で０が連続して出現する場合
を示す図

【図９】動きベクトルのコードブックを示す図

【図１０】"coded_block_pattern"のコードブックを示
す図

【図１１】本発明の第３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１２】従来のスクランブル装置の構成を示す図

【図１３】ＭＰＥＧに準拠した映像信号の概要を示すブ
ロック図

【符号の説明】

１,４ 符号検出装置 ２,５,８,１１ 乱数発生器 ３,６,９,１２ 排他的論理和装置 ７,１０ ピクチャー開始コード検出装置 １３,１７ 開始コード検出回路 １４ 撹拌処理装置 １５,１９ スイッチ １６,２０ 制御回路 １８ 逆変換装置

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 (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＭＰＥＧ標準に準拠したディジタル画像デ
   ータに対するスクランブル装置であって、予め送受間で
   規定したデータ中の位置から存在する複数あるいは単数
   の符号に対し、ビット反転処理を行うビット反転手段を
   備えたことを特徴とするスクランブル装置。
2. 【請求項２】ビット反転手段は、データ中のマクロブロ
   ックの先頭の符号からマクロブロックタイプを示す符号
   までの各符号をビット反転処理する請求項１記載のスク
   ランブル装置。
3. 【請求項３】ＭＰＥＧ標準に準拠したディジタル画像デ
   ータに対するスクランブル装置であって、予め送受間で
   規定したデータ中の位置からスクランブルした際に予約
   語と一致する可能性のない複数ビット以内にあるデータ
   を撹拌処理する撹拌処理手段を備えたことを特徴とする
   スクランブル装置。
4. 【請求項４】撹拌処理装置がデータ中のマクロブロック
   の先頭から３ビット以内の信号を撹拌処理する請求項３
   記載のスクランブル装置。
5. 【請求項５】ＭＰＥＧ標準に準拠したディジタル画像に
   対するスクランブル装置であって、データ中のピクチャ
   ーコーディングタイプ符号に撹拌処理する手段を備えた
   ことを特徴とするスクランブル装置。
6. 【請求項６】ＭＰＥＧ標準に準拠したディジタル画像デ
   ータ中の、予め送受間で規定した位置から存在する複数
   あるいは単数の符号に対し、ビット反転処理を施したス
   クランブル信号を入力信号とし、ビット反転が施された
   符号に対してその逆処理を施してなる逆変換装置からな
   るデスクランブル装置。
7. 【請求項７】入力信号がＭＰＥＧ標準に準拠したディジ
   タル画像データ中のマクロブロックの先頭の符号からマ
   クロブロックタイプを示す符号までの各符号をビット反
   転処理したスクランブル信号であって、逆変換装置が、
   ビット反転が施された符号に対してその逆処理を施して
   なる請求項６記載のデスクランブル装置。
8. 【請求項８】ＭＰＥＧ標準に準拠したディジタル画像デ
   ータ中の予め送受間で規定した位置から予約語と一致す
   る可能性のない複数ビット以内にあるデータを撹拌処理
   したスクランブル信号を入力信号とし、入力信号中の撹
   拌処理されたビットをデスクランブル処理する逆変換装
   置からなるデスクランブル装置。
9. 【請求項９】入力信号が撹拌処理装置がデータ中のマク
   ロブロックの先頭から３ビット以内の信号を撹拌処理し
   たスクランブル信号であって、逆変換装置が入力信号中
   の撹拌処理されたビットをデスクランブル処理してなる
   請求項８記載のデスクランブル装置。
10. 【請求項１０】ＭＰＥＧ標準に準拠したディジタル画像
    データ中のピクチャーコーディングタイプ符号に撹拌処
    理したスクランブル信号を入力信号とし、撹拌処理され
    た信号をデスクランブル処理する逆変換処理装置からな
    るデスクランブル装置。