JPH08265723A

JPH08265723A - スクランブル制御方法およびスクランブル装置およびデスクランブル装置

Info

Publication number: JPH08265723A
Application number: JP6774395A
Authority: JP
Inventors: Noboru Katsuta; 昇勝田; Hironori Murakami; 弘規村上; Susumu Ibaraki; 晋茨木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1996-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、データの伝送あるいは保管に際
し、再生者を限定するスクランブル制御に関するもので
ビデオレベルでのスクランブルとシステムレベルでのス
クランブルの鍵の一元化、再生時間の短縮等を目的とす
る。【構成】スクランブル鍵は、ＣＡパケット中で送られ
る。また、スクランブル処理は、オーディオデータには
パケット単位でスクランブル処理を行い、ビデオデータ
にはビデオレベルのスクランブル処理を行う。パケット
単位のスクランブルの制御は、スクランブルの対象とな
るパケットのスクランブルコントロールコードパターン
の"11"と"10"の変わりめで更新する。ビデオレベルスク
ランブルの鍵更新タイミングは、ビデオシーケンスの先
頭であり、そのときＴＳスクランブルの有効鍵をビデオ
スクランブルの有効鍵とする。

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ためのものであり、主に有料放送な
どにおける番組へのアクセス制御あるいはＶＴＲやディ
スク等の蓄積メディアにおける著作権保護のための不正
な複製防止などに用いられるスクランブル制御に関する
もので特に送信データがＭＰＥＧ標準（ISO 1175-1,2,3
(MPEG1)およびISO 13818-1,2,3(MPEG2)）の１部の規格
に準拠したデータに対するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＰＥＧ標準に準拠したデータについて
のスクランブル制御については、ISO13818-1のＭＰＥＧ
２のシステムレイヤ規格における記述がある。図１１
は、ＭＰＥＧ標準のトランスポートストリームの構成の
説明図である。トランスポートストリームは、１８８バ
イトの固定長のパケットで構成されたビットストリーム
であり、ビデオデータやオーディオデータあるいはその
他のデータおよびこれらデータを逆多重化するためのデ
ータ（図では簡単のため省略）およびコンディショナル
アクセス情報等のデータをそれぞれ固定長のパケットに
変換して多重したデータである。

【０００３】ビットストリーム中のビデオデータについ
て説明するとビデオデータを構成する読み取りの為の同
期ビットをもった最小単位がスライスであり、数個のス
ライスでもってピクチャを構成する。さらに、複数のピ
クチャでグループオブピクチャを構成し、１つ以上のグ
ループオブピクチャでビデオシーケンスを構成する。各
データの単位には、図では省略しているが同期ビットと
ヘッダ情報が存在する。ビデオシーケンスは、再生でき
るデータをすべてを含んだデータ単位であり、ビデオシ
ーケンスの最初のデータから読み取ることで再生可能と
なる。以上のように構成されたビデオデータを先頭から
分割してトランスポートパケットを形成するビデオをパ
ケット化する。

【０００４】オーディオやコンディショナルアクセス情
報等も同じく１８８バイトの固定長パケット化されて多
重され、トランスポートストリームが形成される。な
お、トランスポートストリームの規定では、複数のビデ
オやオーディオの信号も多重できるがここではそれぞれ
１つずつの場合を説明した。

【０００５】以上のようにトランスポートストリームに
おいて従来のスクランブル制御方法を説明する。スクラ
ンブル鍵の更新タイミングとしては、各パケットの先頭
部にあるスクランブルコントロールコード２ビットを用
いて行うことが可能である。図１２は、従来のスクラン
ブル制御方法による鍵の更新タイミングの説明図であ
る。スクランブルコントロールコードのパターンとし
て"10",と"11"をもつパケットを作りスクランブルされ
るパケットを示す。

【０００６】同じパターンのパケットが連続する間を同
じスクランブル鍵を用いていることを示し、鍵の更新タ
イミングでパターンを反転させることでスクランブル鍵
更新タイミングを示す。すなわち、コンディショナルア
クセス情報パケット中でスクランブル鍵が伝送されてき
て、その鍵は、次にスクランブルコントロールコードが
反転するタイミングで有効鍵となる。また、スクランブ
ルコントロールフラグのパターンが"00"のパケットはス
クランブルしていなパケットである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うな方法では、パケット単位でスクランブルの再生同期
を管理することになるので、スクランブル鍵の検出して
パケットのデータを再生可能になってもパケット中のデ
ータ自体の再生の同期がとれる位置と必ずしも一致しな
いため、実際に再生可能になる時間までに遅延が生ずる
問題点があった。

【０００８】また、スクランブル処理自体がトランスポ
ートパケット単位の制御では、十分行えないような処
理、例えばスクランブル効果制御を行いビデオデータレ
ベルでの処理が必要な場合（例えば、特願平4ー259540号
等のスクランブル装置がある。）、単なるパケットヘッ
ダー上のフラグだけでは、スクランブル鍵の更新の同期
がとれない問題があった。

【０００９】以上お点に鑑み本発明では、スクランブル
処理によって、再生に遅延が生じることなく、また、ビ
デオデータに対してパケット単位ではないスクランブル
処理を行った場合でもスクランブルの鍵更新の管理がパ
ケット単位のスクランブル処理に対する処理と同様に行
えるスクランブル制御方法およびそれを実現するスクラ
ンブル装置デスクランブル装置を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
ＭＰＥＧ標準に準拠したディジタル信号をトランスポー
トパケット単位で送信し、各データにスクランブルを施
してなるスクランブル制御方法において、ＭＰＥＧ標準
に準拠したビデオデータ中のビデオシーケンスの先頭を
スクランブル鍵の更新タイミングとして用いる方法であ
る。

【００１１】本発明の第２の発明は、ビデオデータをト
ランスポートパケット単位でスクランブル処理するスク
ランブル制御方法において、ビデオデータのビデオシー
ケンスの先頭を含むパケットを鍵更新タイミングとする
方法である。

【００１２】本発明の第３の発明は、少なくとも１ピク
チャーより長い更新周期で伝送されるスクランブル鍵と
ピクチャテンポーラルリファレンスより決定されるパラ
メータをスクランブルを行うパラメータとしてピクチャ
の先頭において前記パラメータを更新する方法である。

【００１３】本発明の第４の発明は、少なくとも１スラ
イスより長い更新周期で伝送されるスクランブル鍵とピ
クチャテンポラルリファレンスおよびスライスバーティ
カルポジションより決定されるパラメータをスクランブ
ル行うパラメータとしてスライスの先頭において前記パ
ラメータを更新する方法である。

【００１４】本発明の第５の発明は、ビデオデータにス
クランブル処理するビデオスクランブル手段とトランス
ポートパケット単位でスクランブル処理を施すトランス
ポートスクランブル手段と前記ビデオスクランブル手段
とトランスポートスクランブル手段にスクランブル鍵を
更新させるスクランブル鍵更新手段からなり、スクラン
ブル鍵更新手段は、ビデオスクランブル処理手段にビデ
オデータのビデオシーケンスの先頭毎にスクランブル鍵
を更新させ、前記更新されるスクランブル鍵は、前記ビ
デオシーケンスにおいてスクランブルされたビデオデー
タ中のビデオシーケンスコードを含むパケット以前に伝
送されたパケットで最も最近スクランブルされたパケッ
トのスクランブル処理に用いられた鍵と等しい鍵である
構成である。

【００１５】本発明の第６の発明は、トランスポートパ
ケット単位でデスクランブル処理するトランスポートデ
スクランブル手段とスクランブルを施されてなるビデオ
データをデスクランブル処理してなるビデオデスクラン
ブル処理と前記二つのデスクランブル手段のスクランブ
ル鍵を更新する鍵更新手段を具備し、ビデオデスクラン
ブル処理部がビデオシーケンスの先頭で鍵を更新し、鍵
更新手段は、ビデオデスクランブル手段が鍵を更新する
際、その更新鍵を前記ビデオシーケンスの先頭が含まれ
ていたトランスポートパケットの直前でスクランブルさ
れてパケットをデスクランブル処理する鍵と同じ鍵とす
る構成である。

【００１６】本発明の第７の発明は、ＭＰＥＧ標準に準
拠したビデオデータをスクランブル処理するビデオデー
タ撹拌処理手段とスクランブルパラメータ生成手段とピ
クチャテンポーラルリファレンス検出手段を具備し、ピ
クチャの先頭において、スクランブル鍵およびテンポー
ラルリファレンスにより規定されるスクランブルパラメ
ータを生成し、ビデオデータ撹拌処理部は、前記スクラ
ンブルパラメータを用いてスクランブル処理する構成で
ある。

【００１７】本発明の第８の発明は、スクランブルが施
されてなるＭＰＥＧ標準に準拠したビデオデータをデス
クランブル処理するビデオデータデスクランブル処理手
段とスクランブルパラメータ生成手段とピクチャテンポ
ーラルリファレンス検出手段を具備し、ピクチャの先頭
において、スクランブル鍵およびテンポーラルリファレ
ンスにより規定されるスクランブルパラメータを生成
し、ビデオデータデスクランブル処理部は、前記スクラ
ンブルパラメータを用いてデスクランブル処理する。

【００１８】本発明の第９の発明は、ＭＰＥＧ標準に準
拠したビデオデータをスクランブル処理するビデオデー
タ撹拌処理手段とスクランブルパラメータ生成手段とピ
クチャテンポーラルリファレンス検出手段とスライスバ
ーティカルポジション検出手段を具備し、スライスの先
頭において、スクランブル鍵およびスライスが属してい
るピクチャのテンポーラルリファレンスおよびスライス
バーティカルポジションにより規定されるスクランブル
パラメータを生成し、ビデオデータ撹拌処理部は、前記
スクランブルパラメータを用いてスクランブル処理する
ことを特徴とするスクランブル装置。

【００１９】本発明の第１０の発明は、スクランブルが
施されてなるＭＰＥＧ標準に準拠したビデオデータをデ
スクランブル処理するビデオデータデスクランブル処理
手段とスクランブルパラメータ生成手段とピクチャテン
ポーラルリファレンス検出手段とスライスバーティカル
ポジション検出手段を具備し、スライスの先頭におい
て、スクランブル鍵およびスライスが属しているピクチ
ャのテンポーラルリファレンスおよびスライスバーティ
カルポジションにより規定されるスクランブルパラメー
タを生成し、ビデオデータデスクランブル処理部は、前
記スクランブルパラメータを用いてデスクランブル処理
する構成である。

【００２０】本発明の第１１の発明は、トランスポート
パケット単位でスクランブル処理するスクランブル手段
とビデオデータ中のビデオシーケンスの先頭を検出する
シーケンス先頭検出手段を具備し、シーケンス先頭検出
手段により見いだされたビデオシーケンスの先頭を含む
パケットにおいてスクランブル手段がスクランブル鍵を
更新する構成である。

【００２１】

【作用】本発明のスクランブル制御方法によれば、スク
ランブル鍵の更新タイミングが単独で再生可能であるビ
デオのデータの単位であるビデオシーケンスの先頭であ
るのでスクランブル鍵が受信側で与えられデータの再生
が可能になった時点よりビデオデータも再生が可能とな
り遅延が生じずスクランブルを解除できる。また、ビデ
オデータ以外のデータがトランスポートパケット単位で
スクランブル処理されている場合、ビデオシーケンスの
先頭のタイミングでトランスポートレベルのスクランブ
ルで使用されているスクランブル鍵に更新してやれば、
トランスポートレベルのスクランブルによる再生制御で
スクランブル鍵の一元管理が行える。

【００２２】また、第２の発明によれば、ビデオシーケ
ンスヘッダを含むパケットをスクランブル鍵の更新タイ
ミングとして用いることで、トランスポートパケットレ
ベルのスクランブル処理の管理だけでもビデオの再生遅
延を起こさないスクランブル制御が行える。

【００２３】また、第３および第４の発明によれば、ス
クランブル鍵があれば再生途中でデータ誤り等でスクラ
ンブルの再生が一次的に不能になってもビデオデータ中
の次のピクチャあるいはスライスの単位でスクランブル
の更新周期に比べ短い期間でスクランブルの再生を復帰
できる。

【００２４】また、第５および第６の発明によれば、第
１の発明のスクランブル制御方法によるスクランブル装
置およびデスクランブル装置が構成できる。

【００２５】また、第７および第８の発明によれば、第
３の発明のスクランブル制御方法によるスクランブル装
置およびデスクランブル装置が構成できる。

【００２６】また、第９および第１０の発明によれば、
第４の発明のスクランブル制御方法によるスクランブル
装置およびデスクランブル装置が構成できる。

【００２７】また、第１１の発明によれば、第２の発明
のスクランブル制御方法によるスクランブル装置が構成
できる。

【００２８】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例におけるスクラ
ンブル制御方法の説明図である。以下、本実施例のスク
ランブル制御方法におけるスクランブル鍵の更新タイミ
ングを説明する。トランスポートストリームには、１つ
のビデオデータとオーディオデータおよびこれらのコン
ディショナルアクセスコントロール情報と図中では、省
略しているが逆多重化するための情報が含まれている。
スクランブル鍵は、コンディショナルアクセス情報パケ
ット（以下CAパケット）中で送られる。

【００２９】また、スクランブル処理は、オーディオデ
ータに対してはトランスポートのパケット単位でスクラ
ンブル処理が行われ（以下ＴＳスクランブル）、ビデオ
データについては、ビデオのビットストリームに依存し
たスクランブル処理を行う（以下ビデオスクランブ
ル）。ＴＳスクランブルの制御は、従来例と同様に行
う。すなわち、スクランブルの対象となるパケットにス
クランブルコントロールコードのパターンを"11"と"10"
としてスクランブル処理する。

【００３０】その際、スクランブル鍵はCAパケット中で
与え、その鍵は、次のスクランブルコントロールコード
の反転したパケットから有効になる。次にビデオスクラ
ンブルについて説明する。ビデオスクランブルする場合
は、トランスポートパケット中のスクランブルコントロ
ールコードは、"00"とする。また、スクランブル鍵の更
新タイミングは、ビデオシーケンスの先頭であり、その
ときＴＳスクランブルの有効鍵をビデオスクランブルの
有効鍵とする。すなわち、CAパケット中のスクランブル
鍵は、次のスクランブルコントロールコードの反転した
パケットの出現によって有効となり、さらに、ビデオデ
ータ中のビデオシーケンスの先頭でビデオスクランブル
の鍵として有効になる。

【００３１】以上のように、本発明の第１の実施例にお
けるスクランブル制御方法によれば、ビデオデータ中の
ビデオシーケンスの先頭を新たに鍵更新タイミングとし
て設けることでトランスポート単位でのスクランブル処
理とビデオデータレベルでのスクランブル処理のスクラ
ンブル鍵を一元管理できるとともに、ビデオシーケンス
が、ビデオデータが再生できる単位になっていることか
ら、デスクランブルを行う際に、スクランブル鍵を取得
してから再生が可能になるまでに要する時間を短くすく
ことができる。

【００３２】図２は、第２の実施例におけるスクランブ
ル装置の構成図である。前記スクランブル装置は、第１
の実施例のスクランブル制御方法に基づくスクランブル
信号を生成するものである。図２において、１は、デー
タを所望のアクセス制御を行うための信号を出力し、各
処理部を制御するコンディショナルアクセス処理部、２
はビデオスクランブル処理部、３は、データを多重化処
理する多重化処理部、４は、ＴＳスクランブルを行うＴ
Ｓスクランブル処理部である。

【００３３】以上のような構成において以下その動作を
説明する。コンディショナルアクセス処理部１は、ビデ
オスクランブル処理部２およびＴＳスクランブル処理部
４へスクランブル鍵Ksを送るとともに、Ksを含んだCAデ
ータを多重化処理部３へ送る。CAデータは、スクランブ
ル鍵Ksとどのデータにスクランブル処理を行うかを示す
信号が含まれる。ビデオデータは、ビデオスクランブル
処理部２でコンディショナルアクセス処理部１からのス
クランブル鍵Ksでスクランブル処理され多重化処理部３
へ送られる。

【００３４】この際、ビデオスクランブル処理部２は、
ビデオシーケンスの先頭を検出し、コンディショナルア
クセス処理部１へ検出信号を送る。コンディショナルア
クセス処理部１では、現在ＴＳスクランブルで有効にし
ているスクランブル鍵を送る。ビデオスクランブル処理
部２では、受け取り後直ちに有効鍵としてスクランブル
処理する。多重化処理部３は、CAデータで示されている
データのパケットのスクランブルコントロールコード
に"11"あるいは"10"をつけてパケット化し多重するとと
もに、CAデータからCAパケットデータを生成しパケット
化して多重する。図３は、多重化処理部の構成図であ
る。

【００３５】図３において、５は、ビデオデータ中のシ
ーケンスヘッダを検出するシーケンスヘッダ検出部、６
は、パケット生成多重化部である。多重化されるデータ
パケット生成多重化部６に入力される。この際ビデオデ
ータは、シーケンスヘッダ検出部５への入力される。シ
ーケンスヘッダ検出部５では、ビデオシーケンスの先頭
を検出し、検出信号をパケット生成多重化部６へ送る。
パケット生成多重化部６では、CAデータに従ってスクラ
ンブルコントロールコードを各パケットにつける。ただ
し、ビデオスクランブル処理のみを行うビデオパケット
のスクランブルコントロールコードは"00"とする。

【００３６】この際、シーケンスヘッダ検出部５からの
検出信号を受けビデオシーケンスの先頭を含んだパケッ
トを多重化した後毎にスクランブルコントロールコード
を"11"から"10"あるいは"10"から"11"につけるコードを
反転するとともに、次の検出信号を受け取るまでスクラ
ンブルの対象となるパケットには、同じパターンをつけ
る。さらに、検出信号を受け取り後、直ちにCAリクエス
ト信号を送り、新たなCAデータを受け取る。受け取った
CAデータは、TSスクランブルを行ったパケットのPIDお
よびビデオスクランブルを行ったかを示す信号をＣＡデ
ータより変換してパケット化し多重化し、多重化したCA
データは、次のシーケンスの先頭検出後のスクランブル
コントロールコードをつける作業に用いる。

【００３７】ＴＳスクランブル処理部４では、スクラン
ブルコントロールコードが"10"あるいは"11"となってい
るパケットのヘッダ部を除いたペイロードにスクランブ
ルを行う。この際用いるスクランブル鍵Ksは、コンディ
ショナルアクセス処理部１が多重化処理部３へＣＡデー
タを送った際のＣＡデータに含まれるKsと同じものをコ
ンディショナルアクセス処理部１が多重化処理部３にＣ
Ａデータを伝送した直後にＴＳスクランブル処理部４に
送る。受け取ったKsは、スクランブルコントロールコー
ドが反転したパケットから有効鍵となり、スクランブル
処理に用いられる。スクランブル処理とりては、ブロッ
ク暗号でもよいし、乱数加算を行うものでもよく公知の
技術で実現できる。

【００３８】以上のように本実施例のスクランブル装置
によれば、実施例１のスクランブル制御方法にしたがっ
た鍵更新をおこなったスクランブルデータを生成でき、
ビデオレベルのスクランブルとＴＳレベルのスクランブ
ルを同時に行える。

【００３９】図４は、本発明の第３の実施例におけるデ
スクランブル装置である。これは、第２の実施例により
生成されたスクランブルデータをデスクランブル処理す
るものである。図４において、７は、コンディショナル
アクセス処理部、８は、ＴＳデスクランブル処理部、９
は、逆多重化処理部、１０は、ビデオデスクランブル処
理／ビデオ再生処理部、１１は、オーディオ再生処理部
である。

【００４０】以上のように構成されたこの実施例のデス
クランブル装置において、以下その動作を説明する。コ
ンディショナルアクセス処理部７は、逆多重化処理部９
よりＣＡデータをうけとるとＴＳデスクランブル処理部
８へ直ちに送信する。逆多重化処理部９は、多重化され
てきたデータをビデオデータオーディオデータにそれぞ
れ逆多重化する。その際、ヘッダ中のスクランブルコン
トロールフラグが"10"または"11"のパケットについて
は、そのパケット全体をＴＳデスクランブル処理部８伝
送し、デスクランブル処理されたパケットを受け取り逆
多重化処理する。

【００４１】ＴＳデスクランブル処理部８では、コンデ
ィショナルアクセス処理部７から送られてきたスクラン
ブル鍵Ksで逆多重化処理部９から送られてくるパケット
中のペイロードをデスクランブル処理するとともに、ス
クランブルコントロールコードを"00"に変更し、逆多重
化処理部９へ返送する。この際、コンディショナルアク
セス処理部７から送られてきるKsは一次記憶され、スク
ランブルコントロールコードの反転の際に有効鍵となる
とともに、ＴＳデスクランブル処理部は、コンディショ
ナルアクセス処理部７に鍵更新されたことを示す更新タ
イミング信号を送る。

【００４２】ビデオスクランブル処理／ビデオ再生処理
部１０では、ビデオデータ中のビデオシーケンスの先頭
を検出する毎にスクランブル鍵要求信号をコンディショ
ナルアクセス処理部７へ送り、ＴＳスクランブル処理で
有効になっているスクランブル鍵Ksを受け取り、受け取
った鍵を直ちに用いてデスクランブル処理とビデオデー
タ再生処理を行う。オーディオ再生処理部１１は、逆多
重化処理部９から送られてくるデスクランブル処理され
た音声データを再生する。

【００４３】以上のように本実施例のデスクランブル装
置によれば、第１の実施例のスクランブル制御方法にし
たがって生成されたスクランブルデータをデスクランブ
ル処理できる。

【００４４】図５は、本発明第４の実施例のスクランブ
ル制御方法の説明図である。本実施例は、第１の実施例
のようにビデオスクランブルにおいてビデオシーケンス
毎に鍵の更新を行った場合の制御方法を示している。ス
クランブル鍵Ksは、ビデオシーケンスあたり１つの鍵が
有効鍵として与えられる。そして、この有効鍵をもとに
ピクチャヘッダおよび１スライス期間中以下のスクラン
ブルパラメータを生成してスクランブル処理する。ま
ず、ピクチャヘッダ期間では、有効鍵とピクチャヘッダ
中のテンポラルリファレンスを２の６４乗を法として加
算した結果をスクランブルパラメータとする。また、ス
ライス中では、有効鍵とそのスライスが含まれているピ
クチャのテンポラルリファレンスおよびスライスバーテ
ィカルポジションを２の６４乗を法として加算したもの
を各々スクランブルパラメータとすし、それぞれの値を
スクランブル処理する際の乱数発生器の初期値として利
用する。

【００４５】以上のように本実施例のスクランブル制御
方法によれば、１ビデオシーケンスで１回スクランブル
鍵でスクランブルパラメータを変換する場合がビデオシ
ーケンス中伝送エラー等で再生の同期がはずれると以
後、ビデオシーケンスの最後まで再生ができなくなるの
に対して、ピクチャヘッダおよびスライス毎にスクラン
ブルパラメータを更新するのでエラー等で再生ができな
くなってもスライス単位で再生の同期を復帰させること
ができる。また、特に、各同期の取れる位置でのスクラ
ンブルパラメータは、ピクチャのテンポラルリファレン
スおよびスライスバーティカルポジションで簡易に計算
できるので、エラーが複数のスライスにわたる場合でも
再生同期を復帰させることができる。

【００４６】図６は、本発明の第５の実施例のスクラン
ブル装置における構成の説明図である。これは、第４の
実施例のスクランブル制御方法によるスクランブル信号
を生成するスクランブル装置であり、また、第２の実施
例におけるビデオスクランブル処理部２を構成すること
ができるものである。図６において、１２は、入力信号
中のビデオシーケンスの先頭を検出し、検出信号を出力
するシーケンスヘッダ検出部、１３は、スライスのヘッ
ダ部を検出し、スライスバーティカルポジションの値を
出力するスライス検出部、１４は、ピクチャ先頭を検出
し、テンポラルリファレンスの値を出力すピクチャヘッ
ダ検出部、１５は、入力データ中のスクランブル処理す
るビットを検出するスクランブル位置検出部、１６は、
乱数発生器を初期化する値を生成する乱数初期値生成
部、１７は、乱数発生器、１８は排他的論理和回路であ
る。

【００４７】以上のように構成された本実施例のスクラ
ンブル装置について以下その動作を説明する。入力信号
は、ＭＰＥＧ標準に準拠したビデオデータである。スク
ランブル鍵Ksは、シーケンスヘッダ検出部１２が検出信
号を出力する毎に乱数初期値生成部に入力される。そし
て、ピクチャヘッダ検出部１４からのテンポラルリファ
レンス信号をうけとると図５のFpの処理にしたがって、
スクランブルパラメタを計算し、乱数の初期値として乱
数発生器１７へ出力する。

【００４８】また、スライス検出部１３がスライスのバ
ーティカルポジションを送ってきたとき、乱数初期値生
成部１６は、その直前に送られてきたピクチャのテンポ
ラルリファレンス値と今送られてきたバーティカルポジ
ションをから図５のFsの処理に従ってスクランブルパラ
メータを計算し、乱数発生器１７へ送る。以上の処理で
乱数発生器１７は初期化される。スクランブル位置検出
部１５は、入力信号中の"dct_type"および"ＤＣＴ係数
のＤＣ成分の値を示す信号を検出し、そのタイミングを
乱数発生器１７へ送る。乱数発生器１７は、スクランブ
ル位置検出部１５からの信号があるときのみ乱数を出力
し、排他的論理和回路１８で入力信号に排他的論理和さ
れる。

【００４９】以上の実施例によれば、実施例４のスクラ
ンブル制御方法によるスクランブル信号を生成すること
ができる。

【００５０】図７は、本発明の第６の実施例におけるデ
スクランブル装置の構成図である。これは、第５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を
再生するものであり、第３の実施例におけるビデオデス
クランブル処理／ビデオ再生処理部１０の詳細を示した
図である。図７において、１９は、入力信号中のビデオ
シーケンスの先頭を検出し、検出信号を出力するシーケ
ンスヘッダ検出部、２０は、スライスのヘッダ部を検出
し、スライスバーティカルポジションの値を出力するス
ライス検出部、２１は、ピクチャ先頭を検出し、テンポ
ラルリファレンスの値を出力すピクチャヘッダ検出部、
２２は、入力データ中のスクランブル処理されたビット
を検出するスクランブル位置検出部、２３は、乱数発生
器を初期化する値を生成する乱数初期値生成部、２４
は、乱数発生１８と同じ乱数発生器、２５は排他的論理
和回路、２６はビデオ再生処理部である。

【００５１】以上のように構成された本実施例のスクラ
ンブル装置について以下その動作を説明する。スクラン
ブル鍵Ksは、シーケンスヘッダ検出部１９が検出信号を
出力する毎に乱数初期値生成部２３に入力される。そし
て、ピクチャヘッダ検出部２１からのテンポラルリファ
レンス信号をうけとると図５のFpの処理にしたがって、
スクランブルパラメタを計算し、乱数の初期値として乱
数発生器２４へ出力する。また、スライス検出部２０が
スライスのバーティカルポジションを送ってきたとき、
乱数初期値生成部２３は、その直前に送られてきたピク
チャのテンポーラルリファレンス値と今送られてきたバ
ーティカルポジションをから図５のFsの処理に従ってス
クランブルパラメータを計算し、乱数発生器２４へ送
る。

【００５２】以上の処理で乱数発生器２４は初期化され
る。スクランブル位置検出部２２は、入力信号中の"dct
_type"および"ＤＣＴ係数のＤＣ成分の値を示す信号を
検出し、そのタイミングを乱数発生器２４へ送る。乱数
発生器２４は、スクランブル位置検出部２２からの信号
があるときのみ乱数を出力し、排他的論理和回路２５で
入力信号に排他的論理和される。したがって、同じ乱数
発生器の出力が同じ位置にもう一度排他的論理和加算さ
れたことになりデスクランブル処理された信号をえる。
その信号はビデオ再生処理部２６で再生される。

【００５３】以上の実施例によれば、実施例４のスクラ
ンブル制御方法により生成されたスクランブル信号をデ
スクランブル処理できる。

【００５４】図８は、本発明の第７の実施例におけるス
クランブル制御方法の説明図である。同図は、トランス
ポート単位でスクランブルを行うシステムにおけるスク
ランブル鍵の更新タイミングを示している。スクランブ
ルコントロールコードによってスクランブルの有無およ
び鍵の更新タイミングを示すのは、従来例と同様であ
る。ただ、スクランブルフラグ反転位置をビデオシーケ
ンスの先頭とする。

【００５５】以上の制御方法によれば、スクランブル鍵
の取得からビデオの再生までに要する時間を短くでき
る。図９は、鍵更新による新しい鍵の取得からビデオ再
生までに要する時間を説明したものである。鍵更新タイ
ミングが特に規定せず適当に発生させた場合、鍵更新位
置から各パケットは、デスクランブル処理されるがデー
タを最初に受信したときなどのように以前のデータが再
生されていない場合、シーケンスヘッダ内の再生に必要
なデータ等がなくビデオデータが再生可能になるには最
も近いビデオシーケンスの先頭からとなり、図９のＴｄ
だけの鍵更新時刻よりも再生が遅れてしまうことになり
最大１ビデオシーケンス分の遅れを見積もる必要があ
る。一方、本実施例のようにビデオシーケンスと鍵更新
位置を一致させておくとＴｄが０になりビデオデータの
再生の遅れを解消できる。

【００５６】図１０は、本発明の第８の実施例のスクラ
ンブル装置の構成図である。これは、第７の実施例のス
クランブル制御方法にしたがってスクランブル信号を生
成するスクランブル装置である。図１０において、２７
はコンディショナルアクセス処理部、２８は、シーケン
スヘッダ検出部、２９は、多重化処理部、３０は、ＴＳ
スクランブル処理部である。

【００５７】以上のように構成されたスクランブル装置
において以下その動作を説明する。まず、ビデオデータ
は、ＭＰＥＧ標準に準拠したデータである。コンディシ
ョナルアクセス処理部２７は、スクランブル処理を行う
データおよびスクランブル鍵を含んだCAデータを多重化
処理部２９に送る。多重化処理部２９では、CAデータを
パケット化して多重すると共にCAデータの指示にしたが
って、スクランブル処理を指示されたデータを含むパケ
ットのヘッダ中のスクランブルコントロールコードを"1
1"あるいは"10"とし、スクランブルしないパケットは"0
0"として多重化処理する。

【００５８】この際、シーケンスヘッダ検出部２８は、
ビデオデータ中のビデオシーケンスの先頭を検出し、多
重化処理部２９およびコンディショナルアクセス処理部
２７へ検出信号を送る。多重化処理部２９では、検出信
号を受け取ると現在までに送られてきた内の最新のCAデ
ータに基づきスクランブルを行うパケットにつけていた
スクランブルコントロール信号を"11"から"10"あるい
は"10"から"11"にビット反転させて以後、次の検出信号
を受け取るまで一定のパターンをつけ続ける。

【００５９】また、検出信号を受けたのちコンディショ
ナルアクセス処理部２７から新たなCAデータが送られて
くるとそのデータをパケット化し、多重処理するととも
にCAデータを保持し、次の検出信号時のスクランブルコ
ントロールコードの制御の際に有効にする。以上の処理
を行いながらビデオとオーディオおよびCAデータをパケ
ット化し多重数し、ＴＳスクランブル処理部３０へ送
る。コンディショナルアクセス処理部２７では、シーケ
ンスヘッダ検出部２８からの検出信号毎にCAデータを多
重化処理部２９へ送ると共に、ＴＳスクランブル処理部
３０からの鍵要求信号を受ける毎に送る。

【００６０】したがって、送られるKsは、多重化処理部
２９に送った同じKsを含むCAデータが有効になっている
期間と有効期間が一致するように送られることになる。
ＴＳスクランブル処理部３０では、スクランブルコント
ロールコードが反転したパケットを受け取る毎にスクラ
ンブル鍵要求信号をコンディショナルアクセス処理部へ
送りスクランブル鍵Ksを受け取り、Ksでスクランブルコ
ントロールコードが"10"または"11"になっているパケッ
トをスクランブル処理する。

【００６１】以上の実施例のスクランブル装置により、
実施例７のスクランブル制御方法にしたがったスクラン
ブル信号を生成するスクランブル装置が実現できる。シ
ーケンスヘッダ検出部２８を設けてビデオシーケンスの
先頭を含むパケットを容易に検出できると共に。多重化
処理部でスクランブルの対象となるパケットに予めスク
ランブルコントロールフラグをつけることでＴＳスクラ
ンブルの機能は、デスクランブル処理する場合と同様の
処理を行うことで実現できる。

【００６２】なお、本実施例では、伝送データとして、
ビデオデータとオーディオデータを１つずつ含んだビッ
トストリームを考えたが、さらに複数のデータを含むも
のでもよいし、複数のプログラムを多重化したデータに
ついても同様に考えられる。

【００６３】また、本実施例においては、CAデータにつ
いての暗号化について触れなかったが、通常これら一部
は暗号化して送ることが多く、これらは、従来のディジ
タルデータの暗号化技術により実現化能である。

【００６４】また、第１の実施例において、ＴＳスクラ
ンブルについてその鍵更新周期をスクランブルコントロ
ールコードとしたが、それ以外の方法であってももよ
く、ビデオデータのシーケンスヘッダ時にＴＳスクラン
ブルで有効な鍵をビデオスクランブルにも使うならばＴ
Ｓスクランブルの鍵更新方法は他の方法でもよい。

【００６５】また、第２の実施例において、ＴＳスクラ
ンブル処理を多重化処理の後で行っているが多重化処理
の時点で同時にスクランブルする構成も考えられる。ま
た、ＴＳスクランブルの鍵の更新タイミングをビデオデ
ータ中のビデオシーケンスの先頭のタイミングを利用し
て行ったが、単に一定時刻毎に行うものでもよいし、全
く異なる方法を用いてもよい。

【００６６】また、第３の実施例において、ＴＳスクラ
ンブル処理部は、逆多重化処理部からスクランブルされ
たデータを受け取りデスクランブル処理してそれを再び
逆多重化処理部にかえす構成であるが、デスクランブル
処理部でデスクランブル処理したビットストリームを生
成し、逆多重化処理部におくるような直列に接続された
構成も考えられる。

【００６７】また、第４の実施例において、スクランブ
ルパラメータを生成する関数としてFpとFsを用いたが、
他の発生方法を用いてもよい。また、ピクチャヘッダ中
にスクランブルの対象となるコードがない場合には、ス
ライス毎にスクランブルパラメータを生成するだけの構
成も考えられるし、また、ピクチャ単位での再生同期で
十分と考えられる場合には、ピクチャ単位でスクランブ
ルパラメータを生成し、１ピクチャ間これを有効にする
ことでもよい。

【００６８】また、第５の実施例において、スクランブ
ル処理する位置をdct_typeとＤＣＴ係数のＤＣ成分とし
たが、それ以外のコードを選択することも考えられし、
全く異なったスクランブル処理でもよい。また、スクラ
ンブルパラメータの用い方も乱数発生器を初期化する以
外の方法でも処理を規定するものであればよい。

【００６９】また、第６の実施例においては、デスクラ
ンブル処理とビデオ再生処理を直列に配置しているが、
ビットストリーム中の特定のコードを検出する処理など
は、ビデオ再生処理部にも必要な処理であり、これらの
部分を共通化することによる一体化した構成も考えられ
る。

【００７０】また、第７の実施例のおいてスクランブル
鍵更新タイミングをスクランブルコントロールコードを
用いて行っているが、鍵の更新タイミングをビデオシー
ケンスを含むパケットに一致させるのであれば別の方法
でもよい。また、第８の実施例以外の構成でも実施例８
のスクランブル制御方法を実現するのであれば別の構成
も考えられる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＭＰＥＧのトランスポートストリーム中のデータのスク
ランブル制御を行う際に、スクランブル鍵の更新タイミ
ングとしてビデオシーケンスの先頭の位置を用いること
でビデオデータの再生開始に必要な時間を短縮でき、ま
た、ビデオ特有のスクランブル処理をする場合でもトラ
ンスポートパケット単位でのスクランブル処理と鍵の管
理を一元化でき、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制
御方法の説明図

【図２】本発明の第２の実施例におけるスクランブル装
置の構成図

【図３】同実施例の多重化処理部の構成図

【図４】本発明の第３の実施例におけるデスクランブル
装置の構成図

【図５】本発明の第４の実施例におけるスクランブル制
御方法の説明図

【図６】本発明の第５の実施例におけるスクランブル装
置の構成図

【図７】本発明の第６の実施例におけるデスクランブル
装置の構成図

【図８】本発明の第７の実施例におけるスクランブル制
御方法の説明図

【図９】本発明の第７の実施例における鍵更新による新
しい鍵の取得からビデオ再生再生に要する時間の説明図

【図１０】本発明の第８の実施例におけるスクランブル
装置の構成図

【図１１】ＭＰＥＧ標準のトランスポートストリームの
構成の説明図

【図１２】従来のスクランブル制御方法の説明図

【符号の説明】

１、７、２７コンディショナルアクセス処理部２ビデオスクランブル処理部３、２９多重化処理部４、３０ＴＳスクランブル処理部５、１２、１９、２８シーケンスヘッダ検出部６パケット生成多重化部８ＴＳデスクランブル処理部９逆多重化処理部１０ビデオデスクランブル処理／ビデオ再生処理部１１オーディオ再生処理部１３、２０スライス検出部１４、２１ピクチャヘッダ検出部１５、２２スクランブル位置検出部１６、２３乱数初期値生成部１７、２４乱数発生器１８、２５排他的論理和回路２６ビデオ再生処理部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＭＰＥＧ標準に準拠したディジタル信号を
トランスポートパケット単位で送信し、各データにスク
ランブルを施してなるスクランブル制御方法において、ＭＰＥＧ標準に準拠したビデオデータ中のビデオシーケ
ンスの先頭をスクランブル鍵の更新タイミングとして用
いることを特徴とするスクランブル制御方法。
【請求項２】送信データがビデオ以外のデータを少なく
とも１つ含み、ビデオ以外のデータの少なくとも１つが
トランスポートパケット単位でスクランブルの処理が施
され、そのスクランブル鍵の更新タイミングがトランス
ポートパケットヘッダ中のスクランブルコントロール信
号により制御されており、ビデオデータのビデオシーケンスのヘッダにより規定さ
れたビデオデータに対するスクランブル鍵更新タイミン
グにおいてビデオデータに対するスクランブル鍵を、前
記トランスポート単位で施されているデータに対して使
用中のスクランブル鍵に更新することを特徴とする請求
項１記載のスクランブル制御方法。
【請求項３】ビデオデータをトランスポートパケット単
位でスクランブル処理するスクランブル制御方法におい
て、ビデオデータのビデオシーケンスの先頭を含むパケ
ットを鍵更新タイミングとすることを特徴とするスクラ
ンブル制御方法。
【請求項４】少なくとも１ピクチャーより長い更新周期
で伝送されるスクランブル鍵とピクチャテンポラルリフ
ァレンスより決定されるパラメータをスクランブルを行
うパラメータとしてピクチャの先頭毎に適用することを
特徴とするスクランブル制御方法。
【請求項５】少なくとも１スライスより長い更新周期で
伝送されるスクランブル鍵とピクチャテンポラルリファ
レンスおよびスライスバーティカルポジションより決定
されるパラメータをスクランブルを行うパラメータとし
てスライスの先頭において前記パラメータを更新するこ
とを特徴とするスクランブル制御方法。
【請求項６】前記請求項５のスクランブル制御方法にお
いて、さらに、ピクチャの先頭でスクランブル鍵とピク
チャテンポラルリファレンスより決定されるパラメータ
によりスクランブルを行うパラメータを更新することを
特徴とするスクランブル制御方法。
【請求項７】ビデオデータにスクランブル処理するビデ
オスクランブル手段とトランスポートパケット単位でス
クランブル処理を施すトランスポートスクランブル手段
と前記ビデオスクランブル手段とトランスポートスクラ
ンブル手段にスクランブル鍵を更新させるスクランブル
鍵更新手段からなり、スクランブル鍵更新手段は、ビデ
オスクランブル処理手段にビデオデータのビデオシーケ
ンスの先頭毎にスクランブル鍵を更新させ、前記更新さ
れるスクランブル鍵は、前記ビデオシーケンスにおいて
スクランブルされたビデオデータ中のビデオシーケンス
コードを含むパケット以前に伝送されたパケットで最も
最近スクランブルされたパケットのスクランブル処理に
用いられたスクランブル鍵と等しい鍵であることを特徴
とするスクランブル装置。
【請求項８】トランスポートパケット単位でデスクラン
ブル処理するトランスポートデスクランブル手段とスク
ランブルを施されてなるビデオデータをデスクランブル
処理するビデオデスクランブル手段と前記二つのデスク
ランブル手段のスクランブル鍵を更新する鍵更新手段を
具備し、ビデオデスクランブル手段がビデオシーケンス
の先頭で鍵を更新し、鍵更新手段は、ビデオデスクラン
ブル手段が鍵を更新する際、その更新鍵を前記ビデオシ
ーケンスの先頭が含まれていたトランスポートパケット
の直前でスクランブルされているパケットをデスクラン
ブル処理したスクランブル鍵と同じ鍵とすることを特徴
とするデスクランブル装置。
【請求項９】ＭＰＥＧ標準に準拠したビデオデータをス
クランブル処理するビデオデータ撹拌処理手段とスクラ
ンブルパラメータ生成手段とピクチャテンポーラルリフ
ァレンス検出手段を具備し、ピクチャの先頭において、
スクランブル鍵およびテンポーラルリファレンスにより
規定されるスクランブルパラメータを生成し、ビデオデ
ータ撹拌処理部は、前記スクランブルパラメータを用い
てスクランブル処理することを特徴とするスクランブル
装置。
【請求項１０】スクランブルが施されてなるＭＰＥＧ標
準に準拠したビデオデータをデスクランブル処理するビ
デオデータデスクランブル処理手段とスクランブルパラ
メータ生成手段とピクチャテンポラルリファレンス検出
手段を具備し、ピクチャの先頭において、スクランブル
鍵およびテンポーラルリファレンスにより規定されるス
クランブルパラメータを生成し、ビデオデータデスクラ
ンブル処理部は、前記スクランブルパラメータを用いて
デスクランブル処理することを特徴とするデスクランブ
ル装置。
【請求項１１】ＭＰＥＧ標準に準拠したビデオデータを
スクランブル処理するビデオデータ撹拌処理手段とスク
ランブルパラメータ生成手段とピクチャテンポーラルリ
ファレンス検出手段とスライスバーティカルポジション
検出手段を具備し、スライスの先頭において、スクラン
ブル鍵およびスライスが属しているピクチャのテンポー
ラルリファレンスおよびスライスバーティカルポジショ
ンにより規定されるスクランブルパラメータを生成し、
ビデオデータ撹拌処理部は、前記スクランブルパラメー
タを用いてスクランブル処理することを特徴とするスク
ランブル装置。
【請求項１２】スクランブルが施されてなるＭＰＥＧ標
準に準拠したビデオデータをデスクランブル処理するビ
デオデータデスクランブル処理手段とスクランブルパラ
メータ生成手段とピクチャテンポーラルリファレンス検
出手段とスライスバーティカルポジション検出手段を具
備し、スライスの先頭において、スクランブル鍵および
スライスが属しているピクチャのテンポーラルリファレ
ンスおよびスライスバーティカルポジションにより規定
されるスクランブルパラメータを生成し、ビデオデータ
デスクランブル処理部は、前記スクランブルパラメータ
を用いてデスクランブル処理することを特徴とするデス
クランブル装置。
【請求項１３】トランスポートパケット単位でスクラン
ブル処理するスクランブル手段とビデオデータ中のビデ
オシーケンスの先頭を検出するシーケンス先頭検出手段
を具備し、シーケンス先頭検出手段により見いだされた
ビデオシーケンスの先頭を含むパケットにおいてスクラ
ンブル手段がスクランブル鍵を更新することを特徴とす
るスクランブル装置。