JPS60230784A - テレビジヨン信号のスクランブル方式 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 この発明はテレビジョン信号のスクランブル方式に関す
る。

〔発明の技術的背景〕

視聴者が放送衛星からのテレビジョン信号を直接受信す
る直接衛星放送が実用化されている。

この直接衛星放送によると、１つの衛星で広い地域に放
送信号を伝搬でき、さらに受信側では、専用のコンバー
タな使用する必要がある。このため、従来の信号方式と
は異なる方式を採用できる。例えば、音声信号について
は、デジタル方式によシ音質の向上を図ることができ、
映像信号についても以下のように信号方式が変わる可能
性がある。

従来のＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式のテレビジョン信号は
、色差信号用に色副搬送波を持つた周波数多重方式であ
るため、クロスカラー及びクロスルミナンスを生じると
いう欠点は避けられない。

さらに、直接衛星放送では、雑音に対して強い変調方式
である周波数変調方式が採用されるため、ＮＴＳＣ方式
等の信号方式では、色差信号のψが輝度信号のＳ／Ｎよ
シも劣化してしまう。

そこで、直接衛星放送では、輝度信号と色差信号を周波
数多重せずに、時分割多重する方式が提案されている。

第１図は、時分割多重されたテレビジョン信号と、ＮＴ
ＳＣ方式信号を比較して示す。Ｈは水平走査期間、Ｙは
輝度信号、Ｃは色差信号、Ｄは同期信号、ｆ−７タル音
声信号及びコントロールデータを含むデータフ４ケツト
である。時分割多重信号方式では、輝度信号Ｙと色信号
Ｃの分離が完全に行なわれるため、り目スカラー、クロ
スルミナンスの問題は解消され、さらに色副搬送波を持
たないため色差信号のＳ／Ｎと輝度信号のＳ／Ｎのアン
バランスが無くなる。

一方直接衛星放送では、放送供給者と受信者とが受信契
約を結び、契約を結んだ受信者のみ所望の番組を視聴で
きる方法がとられている。

従って、未契約者が自由に視聴するのを防止する目的で
、テレビジョン信号にスクランブルを行なうことが要求
されている。

スクランブルに関しては、大きく分けて２つの方式があ
る。１つはアナログ方式であシ、１つはデジタル方式で
ある。アナログ方式のスクランブルは、例えばＮＴＳＣ
方式等の場合、映像信号の同期信号を極性反転して伝送
することが考えられている。また、デジタル方式のスク
ランブルは、映像信号の走査ライン入れかえを行って伝
送する方法がある。

〔背景技術の問題点〕

アナログ方式のスクランブルは、受信側でデスクランブ
ルを行うための回路構成が比較的単純であるという利点
があるが、スクランブルの解読が容易であり、盗視聴さ
れやすいという問題がある。デジタル方式のスクランブ
ルは、アナログ方式に比べて解読が難しく安全性が高い
。

しかし、メモリを多量に必要とし、受信機のｒスクラン
ブル用回路構成が複雑になるという問題がある。

〔発明の目的〕

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、受信側
でのデスク２ンプルが容易で、シカも解読が難しく信頼
性の高いテレビジ、ン信号のスクランブル方式を提供す
ることを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明では、各１水平走査線期間分のｒジタル輝度信
号とデジタ７シ色着信号とを時間軸圧縮して、両者の連
続データが１水平期間内に納まるようにし、両データの
前後をランダムに入れかえ、また両データの極性をラン
ダムに設定するものである。

〔発明の実施例〕

以下この発明の実施例を図面を１照して説明する。

まず、この発明の基本的な考え方を説明する。この発明
では、第１図に示すような時分割多重されたテレビジョ
ン信号の輝度信号（ト）と色差信号（Ｃ）とを、ある乱
数に従い、その位置をランダムに入れかえ、さらに、そ
の極性をもランダムに変えるものである。この方式でス
クランブルされたテレビー）、、ン信号の一形態を第２
図に示す。第２図において、Ｙ十、Ｃ−、のように、十
又は−の添字は、信号の極性が正極性（元の信号）又は
負極性（反転信号）であることを意味する。第２図に示
す信号（Ａ１−Ａ４）群と、信号（Ｂｌ〜Ｂ４）群では
、輝度信号（７）と色信号（Ｃ）の位置が異なる分類と
してみることができる。また、各群の中でも輝度信号（
７）と色信号（Ｃ）それぞれの極性の組み合わせがある
。これによって、合計８通シの状態を作ることができ、
このうちの１つを指定するためには、３ビツトのコント
ロールデータがあればよく、例えば輝度信号（ト）と色
信号（Ｃ）の入れかえのために１ビツト、極性反転のた
めに２ビツトがスクランブル情報として送受信装置に与
えられる。

第３図は、送受信機のスクランブル及びデスクランブル
の概要を示している。図において、３１は入力する輝度
信号（ト）及び色信号（Ｃ）を時分割多重化し、スクラ
ンブルを行なう回路ブロック、３２は乱数発生器、３３
は時分割多重化され、スクランブルされた信号を、デス
クランブルし、輝度信号（イ）、色信号（Ｃ）を分離し
、元の信号に戻す回路ブロック、３４は乱数発生器であ
る。受信側では送信側と同期した同じ乱数を乱数発生器
３４で発生し、信号をデスクランブルするＯ 第４図は、映像信号をスクランブルし、時分割多重化す
る回路の一例である。

正極性の輝度信号（Ｙ十）は、入力ライン（４０ｍ）を
介して輝度信号用シフトレジスタ４１．４２に入力され
、正極性の色差信号（Ｃ＋）は、入力ライン（４０ｂ）
を介して色差信号用シフトレジスタ４４．４５に入力さ
れる。これら輝度信号、色差信号れデジタル化された信
号である。

前記輝度信号用シフトレジスタ４１は、クロックツ４ル
ス（ｃｐｌ＞で駆動され、輝度信号用シフトレジスタ４
２は、クロックツやルス（ＣＰりで駆動される。また前
記色差信号用シフトレジスタ４４は、クロックパルスＣ
ｃｐｓ＞で駆動され、色差信号用シフトレジスタ４５は
り四ツクパルス（ｃｐａ　）で駆動される。

次に、前記輝度信号用シフトレジスタ４１゜４２の出力
は、マルチプレクサ４３に入力され、何れか一方の出力
が選択され、イクスクルーシブオア回路４７に与えられ
る。また、前記色差信号用シフトレジスタ４４．４５の
出力は、マルチプレクサ４６に入力され、何れか一方の
出力が選択され、イクスクルーシブオア回路４８に与え
られる。前記イクスクルーシブオア回路４７には、その
出力の極性を決めるだめの極性指定信号（Ｘ））が更に
与えられ、またイクスクルーシプオア回路４８にもその
出力の極性を決めるための極性指定信号（Ｘ２）が与え
られる。

イクスクルーシブオア回路４７．４８の出力は、マルチ
プレクサ４９に入力され、選択的に導出され、スクラン
ブルされた信号（Ｓ）として導出される。

この発生に係るスクランブルは、上記の回路で行なわれ
る。次に、この回路の動作を、第５図のタイミングチャ
ートを参照して説明する。

第５図に示すＨｌ、Ｈｌ、Ｈ３，Ｈ４は、それぞれ水平
走査線期間を示す。また、クロック・母ルス（ｃｐ、〜
ｃｐ、　）についてＷ、Ｒは書き込み期間と読み出し期
間を示すものとする。また、第５図の４３０，４６０，
４７０，４８０は、それぞれマルチプレクサ４３，４６
、イクスクルーシブオア回路４７．４８の出力を示して
いる。

輝度信号用シフトレジスタ４１．４２は、１水平走査線
期間毎に交互に書き込みが行なわれる。また、輝度信号
用シフトレジスタ４１゜４２は、交互に１水平走査線期
間毎に読み出しが行なわれるが、読み出し時は、書き込
み時よシもりｐ２り周波数が高く時間軸圧縮され、色差
信号との時分割多重が得られるようになっている。色差
信号用シフトレジスタ４４．４５も、１水平走査線期間
毎の交互のデータ書き込み及び読み出しが行なわれる。

また、読み出し時は、書き込み時よシもクロック周波数
が高い。

期間（Ｈｌ）は、シフトレジスタ４１．４４への書き込
みが行なわれ、シフトレジスタ４２゜４５からＩＨ前に
書き込んだデータの読み出しが行なわれている。次の期
間（Ｈｌ）では、シフトレジスタ４１．４４に期間（Ｈ
ｌ）で書き込んだデータが読み出され、シフトレジスタ
４２゜４５へのデータ書き込みが行なわれている。次の
期間（Ｈ３）では、シフトレジスタ４２．４５に期間（
Ｈｌ）で書き込んだデータが読み出され、シフトレジス
タ４１．４４にデータ書き込みが行なわれている。この
ように、シフトレジスタ４１．４４のグループと、シフ
トレジスタ、４２．４５のグループとには、１水平走査
線期間毎にデータの書き込みが行なわれる。

ここで、スクランブルを行なうために、読み出し状態に
あるシフトレジスタの読み出し開始時点は、乱数発生器
によって設定される。期間（ａ））、（Ｈｌ）では、輝
度信号用シフトレジスタ４２．４１の読み出し開始時点
が、色差信号用シフトレジスタ４５，４４の読み出し開
始時点よシも早く設定されている。また、期間（Ｈ３）
では、色差信号用シフトレジスタ４５の読み出し開始時
点が輝度信号用シフトレジスタ４２の読み出し開始時点
よシも早く設定されている。

この読み出し開始時の変更は、クロックパルス（ｃｐ１
〜ｃｐ、　）の読み出しモードのスタート時点が乱数発
生器によって設定されることで得られる。

次に、マルチプレクサ４３．４６から出力された信号を
、正極性とするか負極性とするかは、やはシ、乱数発生
器からの極性指定信号（ＸＪ）。

（Ｘ２）によって行なわれる。期間（Ｈｌ）と（Ｈ４）
では、極性指定信号（Ｘ））によって輝度信号（Ｙ）が
負極性となっており、色差信号（Ｃ）は正極性である。

また、期間（Ｈ３）では、色差信号（Ｃ）が極性指定信
号（Ｘ２）によって負極性となってお）、輝度信号（ト
）は正極性である。

上記のように、本スクランブル回路は、輝度信号、色差
信号をシフトレジスタから読み出す際に、クロックパル
スの周波数を高くして、輝度信号と色差信号の前後の入
れかえを可能とし、かつ、極性設定手段（イクスクルー
シブオア回路）によって、任意に輝度信号と色差信号の
極性を設定できるものである。

上記した、輝度信号、色差信号の入れかえ情報及び極性
情報は、たとえば、データパケットに含まれて受信者側
に送られる。受信契約者側では、暗号化された乱数の情
報を解読し、送信側と同様な乱数発生器で、送信側と同
じ乱数を発生し、その乱数に従って、シフトレジスタへ
のデータ書き込み、読み出し制御及び信号の極性制御を
行なう。

第６図れ、受信機側のデスクランブル、時間軸伸長及び
、輝度信号・色差信号の分離回路例を示す。即ち、スク
ランブルされたテレビジョン信号は、入力ライン６０を
介して入力され、輝度信号用シフトレジスタ６１，６２
、色差信号用シフトレジスタ６４．６５に与えられる。

輝度信号用シフトレジスタｅ１ｅｅ：ｚｌｄ、、それぞ
れクロックパルス（ＣＰ、、　）　、（ＣＰｌ、　）に
よって、データの書き込み及び、読み出しが行なわれる
。また、色差信号用シフトレジスタ６４゜６５はそれぞ
れクロックツ臂ルス（ＣＰｌｓ　）　＋　（ＣＰｌ４　
）によって、データの書き込み及び読み出しが行なわれ
る。この場合、書き込み時のり四ツクパルス周波数は、
送信側で読み出し時に用いた周波数と同じであシ、受信
者側の読み出し時の周波数は送信側の書き込み時の周波
数と同じである。クロックツぐルス（ＣＰＩＩ〜ＣＰ１
４　）の与えられるタイミング祉、先の送信側のクロッ
クパルス（ｃｐ、〜ｃｐ、　）に対応するタイミングで
ある。輝度信号用シフトレジスタ６１．６２の出力デー
タは、マルチプレクサ６３に入力され、何れか一方が１
水平走査線期間毎に交互に導出され、イクスクルーシブ
オア回路６７に入力される。

とのイクスクルーシブオア回路６７には、極性復元用の
極性指定信号（Ｘ１１）が与えられておシ、このイクス
クルーシブオア回路６７からは、正極性の輝度信号（Ｙ
＋）が得られる。色差信号用シフトレジスタ６４．６５
の出力データは、マルチプレクサ６６に入力され、倒れ
か一方が１水平走査線期間毎に交互に導出され、イクス
クルーシブオア回路６８に入力される。このイクスクル
ーシブオア回路６８にも、極性復元用の極性指定信号（
Ｘ２２　）が与えられておシ、その出力は、正極性の色
差信号（Ｃ＋）となる。これによって、輝度信号（Ｙ十
）　、色差信号（Ｃ＋）は、送信側でスクランブルを行
なう以前のものと同様な信号となる。

この発明は上記の実施例に限定されるものではなく、第
４図、第６図に示したシフトレジスタは、ランダムアク
セスメモリ、ＣＣＤ’（電荷転送素子）におきかえても
よい。さらに、上記の実施例では、デジタル輝度信号、
デジタル色差信号に対してそれぞれ２つのシフトレジス
タを用意したが、垂直方向解像度を犠牲にすれば、各信
号に１個づつで良い。また、デジタル輝度信号、デジタ
ル色差信号の極性は、時間圧縮される前に行なっても良
い。

〔発明の効果〕

上記したように、この発明はデジタル輝度信号とデジタ
ル色差信号の時間軸圧縮を行なって、両デジタルブロッ
クの前後の入れかえと、極性の指定でスクランブルを行
なっている。従って、スクランブル処理、アスクランプ
ル処理を行ガう回路は、従来の如く走査線の入れかえに
比べて簡単である。また、処理回路のコントロールも容
易となる。さらにスクランブルは乱数によって行なわれ
るから、未契約者による解読は困難であシ、信頼性が高
い。また受信側では、デスクランブルと同時に時間軸伸
長も可能でｓｂ、ハードウェア構成を簡素にできるなど
多くの利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はＮＴＳＣ力式テレビジョン信号及びデジタル方
式で時分割多重されたテレビジョン信号の説明図、第２
図は本発明方式でスクランブルされた信号の状態を示す
説明図、第３図は本発明を適用した送受信機の概略説明
図、第４図は本発明の一実施例による送信側のスクラン
ブル回路を示す図、第５図は第４図の回路の動作説明に
示したタイミング説明図、第６図は、本発明によシスク
ランプルされた信号のデスクランブル回路の例を示す回
路図である。 ４１．４２，６１．６２・・・輝度信号用シフトレジス
タ、４４，４５，６４．６５・・・色差信号用シフトレ
ジスタ、４３．４６，６３．６６・・・マルチブレフサ
、４７．４Ｂ、６７．６８−・・イクスクルーシプオア
回路。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 デジタル輝度信号とデジタル色差信号がそれぞれ入力さ
   れる記憶手段と、 前記記憶手段から出力される各１水平期間分のデジタル
   輝度信号とデジタル色差信号の１組の連続データが１水
   平走査期間内に納まるように、前記記憶手段に対する読
   み出しクロックパルスの周波数を設定する手段と、 前記記憶手段に対するデジタル輝度信号の前記読み出し
   クロックパルスと、デジタル色差信号の前記読出しクロ
   ックパルスの各開始時点をランダムに時分割して与える
   手段と、 前記デジタル輝度信号とデジタル色差信号の極性をラン
   ダムに設定する手段とを具備したことを特徴とするテレ
   ビジョン信号のスクランブル方式。