JPS60171881A

JPS60171881A - 音声信号処理装置

Info

Publication number: JPS60171881A
Application number: JP59026334A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Hirashima; 正芳平嶋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-02-15
Filing date: 1984-02-15
Publication date: 1985-09-05
Also published as: JPH0574274B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明Ｈ，０ＡＴＶや有料テレビ等で映像及び又は音声
を暗号化して伝送する装置において、これを受信し復号
する装置に関するもので、特に音声信号の復号化手段に
係るものである。

従来例の構成とその問題点有料テレビ等においては、契約者以外に盗聴視されない
ように映像信号を暗号化して伝送し、契約者においてこ
れを復号化してはじめて正常な映像信号が映出されるよ
うにしている。この映像の暗号化方式として、従来、い
くつかのものが考えられているが、いずれも問題があっ
た。

たとえば、映像信号のみ常に白黒反転する方式。

同期信号を圧縮する方式、同期信号を反転する方式の場
合には、いずれも復号が容易で盗聴されやすい欠点があ
った。また、同期信号を除去する方式の場合には、再生
同期信号のジッターが残り画面が不安定であった。カラ
ーバースト信号を除去する方式の場合には、再生カラー
バーストの位相が不正確で、色が不安定であった。

また、音声を暗号化する方式として、ＰＣＭ音声のスク
ランブル化をする方式では、別キャリアの場合には帯域
が広くなり衛星放送の如きＦＭ化には不向きであり、復
号部も高価になっていた。

音声を複数キャリアによってランダム切換する場合には
、復号部が複雑になり、ステレオのバランスも取りにく
いという問題があった。

発明の目的本発明は、盗聴視が困難で、再生した音の品質が良く、
復号部がＬＳＩ化に適した装置を提供することを目的と
する。さらに本発明は、デルタ変調の音声を復調する場
合の誤差の蓄積を取り除くことを目的とする。

発明の構成本発明は映像信号より同期信号を除去し、ＶＢＬ期間中
に、水平、垂直のリセットパルスを伝送し。

映像信号をライン単位又は１画面単位で反転又は非反転
をランダムに切替える。音声はデルタ変調とし、一定時
間毎に基準値を送ってイニンアライズする。基準値を暗
号化しておけば音声を盗聴する事は非常に困難である。

実施例の説明本発明の一実施例を第１図に示し説明する。図中１はテ
レビジョン受信機のチューナー、２はＶ工Ｆ回路、３は
検波回路、４は同期信号を再生する回路、６けデータ処
理回路６のデータ処理結果に基づいて映像信号を反転す
るか否かを切替える回路である。上記データ処理回路６
はデータを処理し、ディジクル音声をアナログに変換し
、映像信号を反転するか否かの判別信号（切換信号）を
出力するものである。７はＲＦの再変調回路で正常に戻
った音声、映像を入力として、　ＲＦ（ＶＨＦ）の信号
を形成する回路である。

検波回路３の出力は第２図φ１．第３図φ２２．φ２４
の如く、水平同期信号、垂直期信号は無く１代りに垂直
トリガー信号Ｖ？＋水平トリガー信号Ｉ（Ｔ力；挿入さ
れている。又、第３図のφ２２．φ２４の斜線部は、第
２図φ１のｔ２〜ｔ６迄と同一構成である。映像信号の
極性は水平走査線単位又虐−画面単位にランダムな間隔
で反転と非反転を繰返している。

なお、カラーバースト信号の極性を変化させると色相ず
れ等の問題が起るのでカラーノく−スト信号の反転は行
わない。

以下、同期信号の再生について述べる。先ず第４図によ
り、動作の概要を述べる。同期再生力；行われたものと
すれば、ノクツファ８の出力をスライス回路１２でスラ
イスし２値信号に整形し、サンプリング回路１３でサン
プリングし、）くラフアメモリ１８へ毎Ｈ（ＨＢＬ）音
声データを蓄え、デルタ復調器１９でデルタ変調を復調
し、これをノくラフアメモリ２０へ転送し、ノ（ラフア
メモリ２゜の出力をＤ　／　Ａコンバータ２１で、２九
の速度でＤ−、Ａ変換し、サンプルレート２ｆＨ２最高
周波数分子Ｈの高品質音声をＤ　／　Ａコンノく一夕２
１の出力とし、右、左の２出力を得る。

一方、第３図のｓＨ〜７Ｈ，２６８Ｈ〜２７０Ｈのデー
タをバッファメモリ１４へ書込み、読み出し、暗号解読
器１５で解読し、映像信号を反転するか否かの信号を出
力し、反転切換回路１６で反転期間を決める）くルスを
形成し、合成回路１０へ加え、クランプ回路９の出力を
反転増幅器１７で反転し１反転増幅器１７の出力も合成
回路１ｏへ加え、反転切換回路１６の出力で合成回路１
０の出力を、クランプ回路９の出力か１反転増幅器１７
の出力かに切替える。上記反転増幅器１７へは、反転切
換回路１６の出力も加え１反転不要の時は反転増幅器１
７の出力を抑圧し、合成回路１ｏでのクロストークを軽
減させるようにしている。そして合成回路１０の出力を
クランプ回路１１でクランプすれば通常の映像信号が得
られる。

次に、第６図と共に同期再生について詳しく述べる。第
６図に同期再生と、データ処理の手順を示す。第６図の
２２ｉ１：垂直トリガ信号ＶＴ　ｙ水平トリガ信号町の
検出回路、２３Ｖ１色副搬送波ｆ、。

の再生回路、２４にＶＣＯ２５の６１ｓｃとｆｓＱのＰ
ＬＬをかける回路、２６に−の分周器、２７１゜は−の分周器、２８は一分周器２７の出力、即ち３　３４ｆＳＣの二分周器で、出力は２ｆＨ１２９け−４５５
２分周器で、その出力ｎ　ｆ）１．３０　ｆｌ　２ｆＨの
□分２６周器で、その出力は約６０１４ｚ％３１に等化パルスの
発生器％３２ｉｊ垂直同期信号の発生器である。

２８〜３２　［Ｔ　Ｖ信号の同期盤として公知の回路で
ある。３３にサンプリングクロック形成回路で。

データの伝送レートが−ｆｓｏとして百分周器２６２の出力のｉｆ６゜を用いてサンプリングＣＬＫを形成す
る。サンプリングクロック形成回路３３の出力をデータ
抜取処理回路６へ供給してサンプリングし、データを処
理する。６人はアナログ音声を形成する音声再生回路で
ある。３４は、−分周器２９の出力からパーストゲート
を形成するパーストゲート形成回路である。そして同期
再生回路３６で各分周器２９，３１．３２の出力により
、複合同期信号を形成し、この回路３６の複合同期信号
出力と、映像クランプ・反転回路３６の出力を映像合成
回路３７で合成して、映像信号を作成する。映像クラン
プ・反転回路３６は映像信号をクランプし、データ抜取
処理回路６の出力に従い必要な期間のみ映像信号を反転
する。

以下第６図に示す順序で、同期信号の確立、データ処理
、音声処理を行なう。

次に、音声信号と情報データのパラメータを第１表、第
２表に示す。これは水平帰線期間の音声信号を示す。

第１表第２表第１表及び第８図から明らかな如く、毎Ｈ左と右の各２
サンプル合計４４ビットが送られ、その前にｒｌｊ、、
ｒＯｊの位相合わせ回路がある。第７図で、φ１２の最
初の１ビツトの立下りを基準とし、以降◎〜Ｏの４６タ
ロツクを発生させる。

φ１５の位相はφ１２の１ビツト目で％百分周回路２６
をリセットするようにしておけば、φ１２に対し。

１２ｆｓｃの１サイクル分、即ち約２３ｎＳ以内（±１
１．６ｎｓ）におさまる。

サンプリング及び音声信号処理の１例を第８図に示す。

バッファ８の出力をスライス回路３８でスライスして、
第７図φ１２に示すような２値波形を得る。一方、タイ
ミング制菌回路４ｏで、ｉ分周器２９及び−分周器３Ｑ
の出力から音声信号２５の部分（第２図ｔ２〜ｔ６）を含むゲートノクルスを発
生させ、ＡＮＤゲート３９に加えて、音声信号のみを抜
取り、Ｄフリップフロップ４１のＤ端子へ加える。Ｄフ
リップフロップ４１を第７図φ１３でクロックすればデ
ータをサンプリングできる。

ＡＮＤゲート３９の出力からｔ４２の立下りを検出し、
前述の如く、Ｏ〜Ｏのクロックを発生させる。

バッファメモリ４３へは■〜Ｏの４４ビツト分だけＤフ
リップフロップ４１の出力を入力するようタイミング制
御回路４０からバッファメモリ４３を制（財）する。バ
ッファメモリ４２へはデータ４４０ビツト分を蓄えるよ
うタイミング制（財）回路４０から制（財）信号を送る
。ＶＢＬで第３図の音声データを受信すると、その甲の
、Ｌ及びＨの圧縮していないデジタル値（例えば各１４
ビツト）をバッファメモリ４２にメモリし、短時間後に
演算回路４４へ伝える。なお、上記１４ビットＶｆ：、
１〜２ビツト或はそれ以上の誤り訂正が行われるものと
する。

第９図に於て％Ｔ３４〜Ｔ５５に上記２×１４ビツト（
及び誤り訂正コードが含まれている）があるものとする
と、Ｔ５５〜Ｔ４２迄に誤り訂正を行うものとする。こ
れは、バッファメモリ４２の付属回路で行う。

一方、７３２〜Ｔ５５のデータはＴ５３より少しく例え
ば１μｓ）遅れてバッファメモリ４３に記憶される。こ
の時刻をＴ３５＋ΔＴとすると％　Ｔ５５＋ΔＴから例
えば１μｓ以内に、ａｏ”””ａｇｏのデータと前のデ
ータとの演算を行う。演算及び誤り訂正を・・−ドロシ
ックで行えばいずれも１μｓ以内で処理できる。この演
算結果をＤ−Ａ変換器４６でり。

Ａ変換して４７のメモリＬ１に記憶させる。更にｃｇ〜
０１０と、前のデータとを演算して、Ｄ−人変換し、４
９のメモリＲ１に記憶させる。４７〜５ｏはアナログメ
モリである。

以上の演算を約、Ｈ以内に行なえばよく、前述の如く、
誤り訂正回路、演算回路を／・−ドロシックで構成して
おけば、数μｓ〜１０７１ｇで、メモリＬ１と、メモリ
Ｒ１の１１ビツトを処理し終る。第９図のＴ５Ｘ　Ｌ１
＋　Ｒ１のデータを出力する時刻で１Ｈのはソ中央（各
Ｈ共通）である。従って、Ｔ５Δ〜Ｔ３Ｘの間には約２
６μの余裕があり、上記処理時間は約１０７１８　と見
込んでも十分余裕がある。

Ｔｓｘからｂ　Ｃｏ”Ｃｊｏ＋　ｄＯ〜ｄ１０の処理を
行なう。

これらはＴ３ｘから、Ｈ後のＴ５ｙから、４８のメモリ
Ｌ２，６０のメモリＲ２より出力される。

各メモリ４７〜５ｏの出力は、ＡＮＤゲート５１〜５６
％ＯＲゲー）５３．５６により交互に出力される。即ち
Ｔｓｘ−Ｔ５ｙ″′ｃはタイミング制（財）回路４０の
出力が低レベルの為１反転器４６の出力が高レベルとな
って％ＡＮＤゲート５１．５４が導通し、メモ１７４７
．４９の内容がそれぞれり、Ｈの音声として取り出され
る。Ｔ５ｙ〜Ｔ４ｘでは、タイミング制御回路４ｏの出
力が高レベルの為、ＡＮＤゲート５２．５５が導通し、
メモリ４８゜６ｏの出力がり、Ｈの出力となる。他のＨ
についても同様である。

さて、時刻Ｔ５４〜Ｔ５５で受信した音声データは、Ｔ
３９迄に処理し、Ｔ４２で演算回路４４へ入力し。

この時ＵＴ４２〜Ｔ４５のり、、ＰＩ、の各１１ビツト
を無視し、そのま＼Ｄ−〉Ａする。Ｔ４ｘｆば、第９図
のＴ３４〜Ｔ５５に送られてくるデータを出力する。

即チ、毎フィールド１サンプルのみ圧縮されていないデ
ータを使う。以降、この値を出発値として前述の如く変
化分のみ順次加算又は減算する。なお％　１１ピツト中
最初の１ビツトを符号として扱うと、残り１０ビツトが
増減値になる。従って６０（ｉＢの変化に追随できる。

以上の如くディジタル音声信号を処理すれば％　１１ビ
ツトのいわゆるデルタ変調でも、毎フィールド１回基準
値を誤り訂正コードを付加して誤りなく伝送できるので
、十分良好かつ、雑音に対して強い音声信号となる。

第８図の５７．５８は、いわゆるテレテキスト受信機等
に用いられる信号処理回路の一部を示しており％　５７
はバスバッフ１．５８はＣＰＵであり、第３図の４Ｈ以
降のＶＢＬ中のデータはこのバスバッファ５７．ＣＰＵ
５８等で処理され、これはいわゆるテレテキスト（文字
放送）受信機と同じような構成でよく公知である。

次に、音の基準値の正確な再生について第９図〜第１１
図と共に述べる。第９図の音データの実際を第１ｏ図の
如く仮定する。φ１００で前の３２ピッ１−ａｌｔｏの
くり返し２４ビツトのクロックラン（ＣＲ）トフレーミ
ングコード８ビットの計３２ビットから成る。次の３８
４ビツトは１２８ビツトの音声データ３ケで、３ヶ共同
−内容であり。

そればφ１０１の如く、情報６４ビツトとチェツ符号６
４ビットから成る。これは原始ＢＣＨ符号の形をとり１
０ビツト以下のランダム及バースト誤りを訂正できる。

φ１００の最終の２４ビツトはＣＲＣ符号である。６４
ビツトの情報は、ＬとＨの各２フィールド分２　Ｘ　２
　Ｘ　１４　””　５６ビツトと付加データ８ビツトか
らなる。８ビツトのデータは適宜使用すればよい。ｃＲ
ｃＨ使わなくてもよい。

第１１図で信号の流れを説明する。５７はアナログゲー
トで、タイミング制御回路４ｏで、第９図の４Ｈの中の
Ｔ３４〜Ｔ５９を含むゲートパルスを発生させて、映像
バッファ８の出力をゲートする。

同じビット数のデータがＶＢＬ中の例えば２ＩＨ迄全部
重畳されているものとすれば、４Ｈ〜２１Ｈ及び２６７
Ｈ〜２８４Ｈにわたり、毎ＨＴ５４〜Ｔ５ｑ　（ａ　ａ
○ビット有る）を含むゲートパルスをタイミング制（財
）回路４ｏから出力し、ゲート５７へ加える。ゲート５
７の出力をスライス回路３８で２値に変換し、ＡＮＤゲ
ート３９′　でタイミング制（財）回路４ｏの出力によ
りゲートする。ＡＮＤゲート３９′は、第８図のゲート
３９の場合とは異なり、水平帰線期間以外にもゲート５
７が導通する時は導通する。水平帰線期間については第
８図のバッファメモリ４２．パスバッファ５７゜ＣＰＵ
’Ｂを除く部分が前述の如く動作するものとする。サン
プリング回路４１′　は第８図の４１と異なり、ｓ−ｐ
変換機態を有するシフトレジスダである。

一方、ゲート５７の出力には百ｆ８０のＢＰＡ５８へ加
えられ％第１０図φ１０１のクロックランインの部分が
正弦波とし現われる。これを用いて、２：ｆｓｃのＶＣＯ５９の出力の位相を制菌する。６゜は
移相器で％　ＢＰＡ５８の出力によりＶＣＯ５９の出力
の位相をＢＰＡ５８の出力位相に合わせ。

即ち、受信したφ１０１の各ビットの中央に移相器６０
の出力の立」ニリ又は立下りを合わせ、クロックラ／の
期間終了後は次の水平走査期間のクロックラン、又は１
次のフィールドのクロックラン迄移相情報を入れず、ホ
ールドさせる。このようにすれば少くとも１Ｈｉｄ十分
同一位相に保てるので、データと同期したクロックを移
相器６０で形成できる。移相器６０の回路はアナログ回
路であるので。

その出力を整形回路６１でノ々ルスに整形し、クロック
発生回路６２へ供給する。クロック発生回路６２からサ
ンプリング回路４１′　へタロツクを供給し、サンプリ
ング回路４１′　の出力にフレーミングコードが表われ
た時、ＦＣ検出回路４１Ｆで横出し、それ以降４４０−
３２＝４０８クロツクをサンプリング回路４１′　へ供
給し、ｌＨ４０８ビツトをザンプリングし、ラッチ回路
４２Ｌへ供給する。ラッチ回路４２Ｌでは８ビツトずつ
サンプリング回路４１′　の出力をランチし、ノ（ソフ
ァメモリ６７へ供給する。バッファメモリ６７にば２フ
ィールド分のデータが蓄えられる。

バッファメモリ６７へのデータの書込み、読み出しＨ，
Ｗ／Ｒ処理回路６３で制（財）する。・（ソファメモリ
６７の内容、即ち、２フィールド分２×６６×３ビット
中、当該フィールドのデータ（第１０図φ１０２のＬｌ
ｏｏ　＋　Ｒｊ　００の３１回分）を比較する。

前述の如く、同一データが３回分記憶されているので、
比較して多数決をとり、Ｌｌｏｌ　、Ｒ１０１を決める
。もし決らない時は、前のフィールドで蓄えられていた
Ｌｌｏｏ　＋　Ｒ１００を用いる０Ｌ１０１・Ｒ１０１
は次のフィールド迄保持する。

これらの処理は高速ＣＰＵ６４又は・・−ドロシックで
行なう。処理に使える時間は、第９図のＴ５９〜Ｔ４ｘ
の最大約４０μｓであるが、　’ｒａｘより少し前に終
る必要がある。

ＣＰＵ６４の出力をバッファメモリ６６に蓄え。

７４Ｘより以前に演算回路４４へ加え％Ｔ４ｙの時の基
準値とすると共に％　ＤＡ変換し、　Ｔ４Ｘ以前に。

メモリ４７．４９ヘメモリさせる。こうすれば。

毎フィールド１回りとＲの基準値が圧縮されずに得られ
るので、デルタ復調中に誤動作しても、１フィールド以
内に正しい状態に戻る。

なお、第１０図では、誤り訂正％３回の多数決及び前の
フィールドでもデータを先送りすることをまとめである
が別々に実施しても支障はない。

なおｔ　φ１０２で％　Ｌｌｏｏ　ｒ　Ｒ１００のみと
し、残りの２８ビツトを別データに使ってもよい。第１
０図の如くすれば、１フイールドφ１０２が抜けても、
前のフィールドの値を使う事ができる。又、デルタ復調
の場合、誤差が積重なる事があるが、本方式では１フィ
ールド以内に正しい値に戻る。

発明の効果以上のように本発明によれば、暗号化された音声信号を
復号するに際して、盗聴視が困難で、再生した映像を含
む音の品質がよい処理回路を提供することができる。ま
た、復号回路もＬＳＩに適しており、実用的であるとい
う利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における音声信号処理装置の
概要を示すブロック図、第２図は同装置のＨＢＬの波形
図、第３図は同装置のＶＢＬの波形図、第４図は同装置
の動作説明のためのブロック図、第６図は同装置の同期
再生部を示すプＯツク図、第６図は第５図の同期再生手
順を示すフローチャート、第７図は同装置における音声
データを示す波形図、第８図は同音声データの処理回路
を示すブロック図、第９図は同装置における基準音声信
号を示す波形図、第１ｏ図は音声データを示す波形図、
第１１図は音声データの処理回路を示すブロック図であ
る。１・・・・・・チューナ、２・・・・・・ＶＩＦ回路、
３・・・・・・検波回路、４・・・・・・同期再生回路
、５・・・・・・映像処理回路、６・・・・・・データ
処理回路、７・・・・・・ＲＦ再変調回路、８・・・・
・・映像バッファ、９．１１・・・・・・クランプ回路
、１０・・・・・・合成回路、１２・・・・・・スライ
ス回路。１３・・・・・・サンプリング回路、１４．１８１　２
０・・・・・・バッファメモｌＪ、２１・・・・・・Ｄ
　／　Ａコンバータ。１５・・・・・・暗号解読回路、１６・・・・・・反転
切換回路、１７・・・・・・反転増幅器、１９・・・・
・・復調器。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　？丘か１名第
１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水平帰線期間に重畳されたデジタル化されデルタ
変調された音声信号と垂直帰線期間に重畳された前記音
声信号の基準のディジタル信号とを受信し、１フイール
ド前の基準信号とそのフィールドの基準信号とを比較し
、両者の差が所定以上に太きいときにはその基準信号の
直前のデルタ変調信号を復調した値を基準値とするよう
にしたことを特徴とする音声信号処理装置。
（２）垂直帰線期に重畳された１フイールド前とそのフ
ィールドと１フイールド後との各基準信号値を２フィー
ルド分連続して記憶し、前のフィールドで示されたその
フィールドの基準値とそのフィールドで受信したそのフ
ィールドの基準値とを比較し、両者が異なる時は前のフ
ィールドの基準値が正しければそのフィールドの直前の
値をそのフィールドの基準値とするようにしたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の音声信号処理装置
。
（３）垂直帰線期間の同一水平走査期間に３回以上の奇
数回繰返して送られてくる基準信号の多数決値をそのフ
ィールドの基準値とするようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の音声信号処理装置。