JPS62222734A - 乱数発生制御装置 - 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） この発明は乱数発生制御回路に係り１％に乱数発生器の
出力（Ｍビット）に得られる乱数を、所定の一定値以下
の数の範囲に制限した乱数に変換する乱数発生制御回路
に関する。

（発明の技術的背景とその問題点） 一般にＣＡＴＶ等における有料放送システムでは有料番
組の盗視聴を防止するため画像スクランブル処理を施す
。

画像スクランブルの処理方法としては、映像信号の極性
を反転制御する映像反転処理、同期信号を圧縮又はオフ
セット処理する同期信号オフセット処理等に代表される
アナログ処理、また、映像信号をラインメモリ、フレー
ムメモリに一旦記憶し読出し時に２インを入れ替える等
の処理を行なうデジタル処理がある。

これらのいずれにあってもスクランブル処理は２ンダム
なタイミングで行なうことをこより秘両性が高められる
。このランダム処理は、乱数発生器による乱数を用いて
１通例タイミング処理する。

乱数発生器としては１例えばＭ系列符号が用いられる。

このＭ系列符号は、一般に（２ｎ−１）長の符号をｎ個
のレジスタとこれに適宜節したフィードバックにより得
られる。

このＭ系列の乱数発生器を用いて、上記デジタル処理に
よる画像スクランブルの例を第１０図に示す。

第１０図は、１水平期間の映像信号を一旦、ラインメモ
リに記憶し、このラインメモリに書き込まれた映像信号
を走査線の途中より読み出すことにより映像スクランブ
ルする走査線内信号切換方式のエンコーダの従来例を示
す。

同図１こおいて、入力端子ＩＮに加えられたスクランブ
ル処理すべきアナログ信号はＡρ変換器１でデジタル量
に変換される。この場合、上記Ａβ変換器１でのサンプ
リング周波数は１例えば４　ｂｃ（ｆｓｃ　：色副搬送
波周波数）に設定されディスクランブル画像の劣化を防
止する。

上記Ａ／Ｄ　ｉ換器１の出力はスイッチ８Ｗ、を介して
ラインメモリ（１月こ１水平期間分の画像データが書き
込まれ、このラインメモリ（１）に書き込まれた画像デ
ータは読み出しアドレスが制御されることで第１１図に
示すように１水平期における分離画像ン 部分を入れ替えた所謂ライローアーシ首ンによるスクラ
ンブル画像を得る。このラインローテーシ冒ン処理され
た画像信号はＤ／Ａ変換器２でアナログ量に変換された
後、出力端子ＯＵＴから出力される。

上記ラインメモリ（１）から、アドレス制御によりスク
ランブル画像を読み出しているときには、上記スイッチ
ＳＷ１はラインメモリ（η側に切換えられスクランブル
処理すべき画像データがラインメモリ（２）に省き込ま
れる。即ち、ラインメモリ（りから画１象データが読み
出されているときには、ラインメモリ（２）には画像デ
ータの書き込み動作が行なわれる。いいかえると、上記
スイッチｓｗ、　、　ｓｗｔは相補的にスイッチ状態を
切換え、上記ラインメモリ（１）、（２月は画像データ
の書き込み、！ｉ５！み出しのいずれか一方を行ない、
上記Ｄ／Ａ変換器２には継続してスクランブル処理され
た画像信号を得る。

上記ラインローテーシ璽ンによる画像スクランブルの原
理を第１２図に示す。同図で（ａ）は正規の画像信号を
示す。この（ａ）に示す原画像イｊ°号は上記ラインメ
そりに一旦書き込まれるが、読み出し時には同図（ｂ）
１こ示すように、原信号に対する走査期間の途中より読
み出す。即ち１例えば原信号の走査後半のＡに対応する
走査時点の画像から読み出しを開始し、この後、原信号
の走査開始点Ｂに対応する画像を読み出すと、原画像信
号を１水平期間内でＡ点を境に入れ替えたラインローテ
ーシ璽ンによるスクランブル画像を得る。

上Ｍｅラインローテーシ胃ンによる画像スクランブルで
は、水平走査期間のどのタイミングを境に画像データを
ローテーシ四ンするかは、ランダムに指定することが秘
画性の面から望まれる。

そこで、上述した第１０図に示した従来例では、乱数発
生器３で発生した乱数を几ＯＭ４で変換した後に、上記
ラインメモリーこ対するアドレスカウンタとして機能す
るカウンタ５の初期値とする。

上記カウンタ５の初期値を１例えば１水平期間毎にラン
ダムに設定することでラインローテーシ薗ンを１水平期
間中のどの部分で行なうかがランダムに特定され秘画性
が増す。

このように、上記ラインメモリへの書き込みアドレスは
カウンタ６（こよる通常アドレス値を出力するカウンタ
６の出力によって規定し、読み出し時には初期値が上記
ＲＯＭの出力によって制御されるカラ／り５の出力によ
り規定する。なお、８き込み時と読み出し時とでのアド
レス切換はマルチプレクサ７の動作による。

上記ラインローテーシ菖ンによる画像スクランブルでは
、秘画性を増すため、上記乱数発生器３の出力に応じた
乱数値を上記ＲＯＭで所定数以下の乱数に変換して、ラ
インローテーシ言ンを１水平期間のどのタイミングで行
なうかを指定する。このタイミングとしては例えば「１
８６」の候補点が挙げられる。これは、映像サンプリン
グ周波数を４　ｆａｃとしたときに、これを水平走査周
波数ｆＨ（１ｓ、７ｓＫＨｚ　）で除算して得た値に対
して絵柄期間を考慮した係数を掛けて得たｌ’−７４４
４なる値を４で除算した値である。従って１．フインロ
ーテーシ！Ｉ／の起点候補点はｌ水平期間中にｌ’−１
８６Ｊ点あり、必要とする乱数は１８６種となる。

上記几ＯＭ４は、上記乱数発生器３が例えば８ビツト出
力で乱数値の最大値がｒ２５６Ｊである場合に、その最
大値を「１８６　Ｊに抑えるための変換作用を行なう。

この変換作用は１例えば第１１図に示したようなテーブ
ルで変換が行なわれ、上記カウンタ５の初期１直を１８
６以下のランダムな値に変換する。

このことでラインローテーシ冒ンの起点が１水平期間内
毎にランダムに特定される。

しかし、上記したように、乱数発生器３で発生する乱数
の値をＲＯＭを用いて変換し、所定値以下の乱数に制限
すると、Ｒ，ＯＭの入出力特性は略（１８６／２５６）
平均傾斜となりランダム性自体を損なうとともに、ノ・
−ド規模が大となる。例えば上記乱数発生器が８ビツト
出力である場合、上記ＲＯＭは２’　ｘ　８＝２０４８
ビツトの容量を要し、これにともない周辺回路も複雑と
なる。

（発明の目的） この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、乱数
発生器で発生する乱数値を所定の一定値以下の乱数に制
限された乱数を発生するにあたり。

簡単な回路構成により上記乱数変換動作をなし得る乱数
発生制御回路を提供することを目的とする。

（発明の概要） この発明では１例えば、乱数発生器の出力値が。

所定数の以下の値の乱数であるか否かの判別を行なう比
較手段を設け、この比較手段の出力に応じ上記所定数を
超える上記乱数発生器のビット出力を制御する。この比
較手段により制御される当該ビットに対する下位ビット
は、そのまま出力することで上記乱数発生器からの乱数
出力を所定値以下に制御する。

（発明の実施例） 以下、この発明の実施例を図面を参照し詳細に説明する
。

第１図は、この発明に係る乱数発生制御回路を有料放送
システムにおけるラインローテーシ冒ンによる画像スク
ランブル処理回路に適用した例を示す回路である。第１
０図に示した回路図に対応する機能を有する部分につい
ては同一符号を付し。

その詳細な説明は省く。

第１図において、乱数発生器３は８ビツト出力のＭ系列
乱数発生器であり、基本的には８段のシフトレジスタで
構成され、０から２５６までの乱数を発生する。そして
、この乱数発生器３の出力端子（ａｏ％ａ６）はカウン
タ５の初期値設定端子（ｂｏ−ｂｓ）に入力されるとと
もに、乱数値が「１８６〜２５５」であるか否かを判別
する乱数値判別手段４０に印加される。また、上記乱数
発生器３の最上位ピッ）（ａｙ）は乱数値制御手段４１
に加えられ、この乱数値制御手段は上記カウンタに対す
る最上位ビット（ｂ？）入力値を制御する。

上記乱数値判別手段４０．乱数値制御手段４１により、
この実施例では、上記乱数発生器３で発生する乱数が「
１８５　Ｊを超えたときにその乱数を「１８６Ｊ以下の
乱数に変換する動作がなされる。

この発生乱数値の制御動作につき１次に説明する。

規制すべき乱数発生器３で発生する乱数値は１’−１８
６Ｊ〜［２５６Ｊの範囲であるが１発生乱数がこの範囲
内の数であるか否かは乱数値判別手段４０によって判別
される。

本実施例の場合、乱数発生器３で発生した乱数のうち制
限すべき乱数値は「１８６４以上の値であり。

この値はｒ　１０１１１０１０Ｊで表わされ、上記乱数
値判別手段４０は上記乱数発生器３がｒ１８６Ｊ１８６
Ｊるかどうかを判別する。

即ち、乱数値判別手段４０のゲートＧ１は出力端子（”
１　＊　ａりが「１．ＩＪの状態かどうかを、ゲートＧ
ｚは出力端子ＣａＳ　＋　ａ４　＋　ａ５　＋　ａ６　
＋　ａ？）が「１．１．１．０．１」の状態かどうかを
、ゲートＧ、は出力端子（ａ６　＋　ａ？）がビ　　　
す 「１．　ＩＪの状態かどうかが判別ｔＢる。

このとき、出力端子（ａ６　＋　ａ？）が「１．　ＩＪ
であると。

他の出力端子の状態に関係な（「１８６Ｊよりも大きい
数であり、出力端子（ａ３　＋　ａ４　＋　ａ５　＋　
”６　＋　ａ？）がｒｌ、　１゜１、０．　Ｉ　Ｊ　（
１８４）で、かつ出力端子（ａ１＋ａ２）が「０．ＯＪ
以外であればｌ’−１８６Ｊよりも大きい数となる。こ
のような２つの場合のうち、前者はゲートＧ８で検出さ
れ、後者はゲートＧ＋　、Ｇｔ　、　Ｇ４によって検出
される。このため、上記乱数発生器３で発生した乱数が
「１８６Ｊを超えた数であるか否かはオアゲートで構成
されるゲートＧ、の出力か「１」であるかどうかによっ
て示されることになる。

そして、発生した乱数値が［１８６Ｊよりも大きいか否
を出力する上記乱数値判別子Ｒ４０の出力は。

乱数値制御手段４１に加えられる。

この乱数値制御手段４１は、排他的論理和ゲートＧ６で
構成され、上記乱数発生器３で発生する乱数値がｌ’−
１８６４を超える場合に、上記出力端子（ａ、）のる筈
の上記端子（ｂ、）の値が「０」に強制的に変えられる
。このことは、結果的に上記乱数発生器３で発生する乱
数値が「１８６Ｊを超える場合には、　「１２８Ｊを減
算して上記カウンタ５の初期値とすることを意味する。

このときの上記乱数発生器３で発生する乱数値と上記カ
ウンタ５に対する初期値との関係が、乱数値制御手段４
１によって制御される制御特性を第２図に示す。この特
性図からも判るように、上記カウンタ５の初期として、
「５８」〜「７０」である確率が結果的に高めらちる。

このことは、上記ラインローチーシランによる映像スク
ランブルにおけるラインローチーシランの起点が水平画
像の中心部で行なわれる碓率が高まり、より秘画処理に
有効であることを意味する。

また、第１１図に示した従来例でのように発生乱数の変
換傾斜特性を１８６／２５６　＝　０．７２７　（＜　
３／４　）なる１よりも小さくすることなく発生乱数の
変換をなし得る。

上述した第１図において、上記乱数値制御手段４１を減
算回路で構成し、上記乱数値判別手段４０で乱数値がｒ
１８６Ｊを超えたことが判別されると、当該乱数値より
固定値「１８５Ｊを差し引いた値を上記カウンタ５の初
期値としてもよい。この場合の乱数値制限特性を第３図
に示す。

第４図は、この発明に係る乱数発生制御回路の他の実施
例を示す回路図であり、第１図（こ示した回路図と対応
する機能部分については同一符号を付す。同図において
、乱数発生器３で発生した８ビツト出力の乱数は乱数値
判別手段４０及び乱数値制御手段４工に加えられる。乱
数値判別手段４１では発生した上記乱数値が、制限すべ
き値ｒ１８６Ｊを超えた値であるか否かの判別を比較器
４００により判別する。

この判別結果に応じてマルチプレクサ４１０を切換制御
する。上記判別結果が「１８６Ｊを超えない場合、上記
マルチプレクサ４１０は上記乱数発生器３で発生する乱
数をカウンタ３に初期値として出力する。

一方、上記判別の結果、上記乱数発生器３で発生する乱
数の値がｒ１８６Ｊを超えると判別される場合には、乱
数値制御手段４１における固定値と発生乱数との減算を
減算器４１１で行なりた結果に対し乗算器４１２で２を
乗じた値が上記マルチプレクサ４１０から出力される。

このため、この実施例によし乱数制御特性は第５図に示
す特性となる。この場合、　ｌ’−１８５Ｊを超える乱
数に対する変換傾斜特性が急峻となり、変換後の乱数の
拡散性が増加し。

映像スクランブルに適用した場合に１画像の秘匿性を損
なわずに乱数の変換を行ない得る。

上述した実施例では、乱数発生器３で発生した乱数に対
し、制限すべき上限値を境にして乱数値が所望の値を超
えないようにする実施例を示したが、制御開始値を上限
値よりも小さな値に設定した例を次に示す。

第６図は発明に係る他の実施例を示す回路図であり、同
図においては「１２８Ｊを制御開始値とする。

乱数発生器３で発生した乱数値がｌ’−１２８Ｊを超え
るか否かが乱数値判別手段４０の比較器４０１により判
別される。この判別の結果、乱数値がｒ１２８Ｊ以下の
ときには乱数値判別手段４０は乱数値制御手段４１のマ
ルチプレクサ４１０を制御し、乱数発生器３で発生する
乱数値をそのままカウンタ５の初期値として出力する。

これ１こ対して１発生乱数が「１２８Ｊを超えると。

上記乱数発生器３で発生した乱数値は乱数値制御手段４
１の減算器４１１ｉこよって固定値「７０」が減算され
、この減算結果が、上記マルチプレクサ４１０を介し上
記カウンタ５に初期値として加えられる。

このときの乱数変換制御特性は第７図に示すような特性
を呈する。この特性図から判るように制御開始点Ｐ、偏
倚点Ｑを適宜設定することにより。

所定値ｒ１８６Ｊを超える乱数値をこれ以下の値に制限
することはもとより、変換乱数を「５８」〜ｒ１２８Ｊ
の範囲に範囲分布させる確率を大きくできる。

また、　「１２８Ｊを制御起点とする例の他の実施例を
示す回路図であり、上記第６図に示した例と乱数値制御
手段の構成を異にする。

第８図ζこおいて、　ｒ１２８Ｊを発生乱数値を超えた
か否かは、比較器４０１によって判別され、この判別の
結果、上記の値より小さいときにはカウンタ５にその才
ま出力される。

これに対してｌ’−１２８Ｊを発生乱数が超えるときに
は、′Ｊ該乱数値に「５８」を加える加算演算が乱数値
制御手段４１の加算器４１３によって行なわれる。

そして、加′Ｘ器４１３の加算結果はインバータ４１４
によって反転され、この反転結果がマルチプレクサ４１
０を介してカウンタ５に加えられる。第９図は上記第８
図に示した乱数発生制御回路による乱数変換特性を示す
特性図であり、変化傾斜特性を負の傾斜とした点に特徴
を有し、変換後の乱数に一様性を確保し得る。

（発明の効果） 以上、述べたようにこの発明に係る乱数発生制御回路に
よれば、乱数発生器で発生した乱数値を所定値以下の値
に制限する機能を簡単な回路構成によって提供し得る。

また、所定値以上の被制御対象となる乱数に対する変換
特性を適宜制御し得。

変換後の乱数の一様性についても制御可能である。

更に１本発明に係る乱数発生制御回路は１発生乱数値を
所定値の範囲に制御し得るので、映像スクランブル等の
有料放送信号のスクランブル処理に適する。

なお、この発明に係る乱数発生制御回路をラインローチ
ーシランによる映像スクランブルに適用した例を示した
が、このスクランブル処理方式に限らず他の映像スクラ
ンブル方式、更には１号のスクランブル処理に限らず、
所定値の範囲に発生乱数を制限する必要があるものにつ
いて広く適用し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第４図、第６図、及び第８図はこの発明に係る
乱数発生制御回路の実施例を示す回路図。 第２図、第３図、第５図、第７図、第９図はこの発明に
係る回路の動作を説明するための特性図。 第１０図は従来の乱数発生制御回路を示す回路図。 第１１図、及び第１２図は第１０図の回路動作を説明す
るための特性図である。 ３・・・乱数発生器。 ４０・・・乱数値判別手段。 ４１・・・乱数値制御手段。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　宇治　弘 第２圀 第３図 １１４　　図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 乱数を発生する乱数発生手段と、 この乱数発生手段で発生した乱数の乱数値に対し、所定
   制限値との大小関係を判別する乱数値判別手段と、 この乱数値判別手段の判別結果に応じ、前記所定制限値
   以下の乱数値に変換する乱数値制御手段とを少なくとも
   具備し、 前記乱数発生器で発生した乱数のうち前記所定制限値を
   超える乱数値を、所定値以下の値に変換することを特徴
   とする乱数発生制御回路。