JPS6234439A - 音声スクランブル方式 - 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】 ［発明の属する技術分野］ 本発明は、ＰＣ）Ｉ音声信号のスクランブル方式に関す
るものである。

更に詳述すれば、本発明は、受信機がデスクランブルを
備えていない場合、あるいはデスクランブルを備えてい
たとしても正規の鍵情報が得られないためにデスクラン
ブルを行うことができない場合など、対象外の受信機で
受信された場合に対処して、内容の秘匿の程度（すなわ
ち、スクランブルの程度）を広範囲にわたって制御し得
るようにしたものである。

［従来技術とその問題点］ 従来から、スクランブル放送を行うために、例えば第１
θ図に示すようなスクランブル方式、すなわち擬似ラン
ダム信号加算によるＰＣＩ音声信号のスクランブル方式
が知られている。

ここで、スクランブル放送とは、放送受信契約による契
約条件に適合した受信者に対してのみに放送番組を提供
し、それ以外の受信者に対しては番組を秘匿して視聴で
きないようにするために、音声や映像の信号をｒ撹拌」
　（スクランブル）して伝送する放送のことをいう。

第１１図は、スクランブル放送の概念を示す図である０
本図から明らかなように、契約を結んだ受信者に対して
はそのスクランブルの規則情報が与えられるので、スク
ランブルされた信号を復元（デスクランブル）してもと
の放送番組を視聴することができる。この規則情報は鍵
情報と呼ばれ、種々の方法により契約者に配付され“る
。

一方、この鍵情報を持たない未契約受信者や、契約は結
んでいるものの条件が適合しない受信者（すなわち、適
合した鍵を持っていない受信者）は、スクランブルの規
則が分からないので信号を復元することができず、番組
を正規の状態で視聴することはできない。

いま、未契約受信者や契約条件の適合しない受信者がデ
スクランブラを備えていない受信機で受信した場合、あ
るいは、デスクランブラを備えてはいるが適合した鍵情
報が得られないためにデスクランブルを行うことができ
ない受信機（以下、これら受信機を対象外の受信機とい
う）で受信した場合について考える。

このような場合には、音声や映像が正規の状態で受信で
きないので、番組が損なわれ、その内容を完全に視聴す
ることができない、この番組の損なわれ方Φ内容の分か
らなくなり方として、内容が全く分からない状態（ホワ
イトノイズを受信したような状態）や、観賞するには耐
えないが内容は一応判別することができる状態など、様
々な程度が考えられる。以下、この程度を秘匿度と呼ぶ
。

一般論によれば、未契約受信者に対して番組を視聴でき
ないようにするためには、秘匿度は高い方が好ましいこ
とになる。しかし一方では、未契約受信者に契約意欲を
興こさせるために、秘匿度を低くして番組内容をある程
度わかるようにすることも考えらる。

こういった両者の立場から適当な秘匿度が決められる訳
であるが、それは番組によって、あるいは一つの番組の
中でも部分によって様々に変化する。したがって、必要
に応じて秘匿度を変化させることができるスクランブル
方式が望まれているところである。

ところが、従来のスクランブル方式では、その方式固有
の秘匿度が固定的に決定されてしまうので、適宜それを
変化させることはできないという欠点がみられた。

［発明の目的］ 本発明の目的は、ＰＣＭ化した音声情報にスクランブル
をかけて伝送情報を秘匿するにあたり、その秘匿度を可
変とした音声スクランブル方式を提供することにある。

［発明の構成］ 本発明では、ＰＣに音声信号に擬似ランダム信号を作用
させてスクランブルをかける音声スクランブル方式にお
いて、鍵情報に従ってゲート信号のデユーティ比を特定
し、ゲート信号に応じて擬似ランダム信号を制御するこ
とにより、所定の秘匿度を得るようにする。

より具体的には、ＰＣＭ化した音声信号に擬似ランダム
信号（以下、ＰＭ倍信号いう）を２を法として加算する
など作用させてスクランブルをかける方式において、Ｐ
Ｃ＞１音声値号に加えるＰＭ倍信号時間比率を制御する
ために、所定サンプル周期を単位として変化するゲート
信号を設け、このゲート信号に応じてＰＭ倍信号制御し
たのち、ＰＣＭ信号に作用させる。そして、このゲート
信号の時間比率（デユーティ比）を別途に伝送する鍵情
報（キー信号）により制御し、もってスクランブルの秘
匿度を制御するものである。

また、ｌサンプルの内である割合のビットに対して論理
ｒｌＪにするなど、ゲート信号の変化の単位をサンプル
周期以外に設定する場合もある。

しかし、この場合には秘匿度の制御には必ずしも適する
ものではない。

［実施例］ 以下、実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の基本的な一実施例を示すブロック図
である。

従来例として第１θ図に示したスクランブル方式（すな
わち、ＰＭ倍信号疑似ランダム信号）加算によるＰＣＭ
音声信号のスクランブル方式）によれば、対象外の受信
機で受信される音声信号はホワイトノイズとなり、プロ
グラムの内容は全く了解できない状態となる。そこで、
本実施例では、このＰＭ信号加算を行う状態と、原信号
をそのまま通過させる状態とを適当な時間率で切換える
ことにより、対象外の受信機で受信した場合にも内容が
ある程度了解できる状態を作り出そうとするものである
。そして、鍵情報を用いて、ＰＭ信号加算を行う時間率
を０％〜１００％の間で制御し、了解度がｐ無し」から
「原音と同じ」の間、換言すれば秘匿度「完全」から「
無し」の間で変化させようとするものである。

次に、第２図（１）〜（８）に示す波形図を用いて、第
１図に示した基本的実施例の動作を説明する。

まず、第２図（１）に示すようなアナログ入力信号に対
して、例えば５ビー、トのＰＣＮ符号化を行うと、第２
図（２）に示すデジタル信号が得られる。

一方、ＰＮ信号は、例えば第２図（３）に示す波形であ
ったものとする。

かかる条件の下において、従来のＰＭ加算方式でスクラ
ンブルを行った場合、スクランブル信号は第２図（５）
に示すようになり、これを復調すると第２図（６）に示
すようなアナログ信号が得られる。従って、それぞれの
サンプル点はもとの信号と全く相関の無い値をとり、内
容を了解することができない。

そこで、本実施例では第２図（０に示すようなゲート信
号を発生させ、このゲート信号によりＰＭ倍信号第２図
（３）に示す）をゲートしたものを原信号に加算してい
る。なお、このゲート信号の時間軸は、サンプル毎を単
位としたものである。

このようにしてスクランブルされた信号は第２図（７）
に示すようになり、これを復調することにより第２図（
８）に示すようなアナログ信号が得られる。ここで、ゲ
ート信号が論理「１」を呈するときのサンプルは、従来
方式と同様に１元の信号との相関が無くなっているが、
ゲート信号が論理「０」を呈するときのサンプルは元の
ままである。すなわち、時間的に平均して見れば１元の
信号との相関が残っており、内容はある程度了解できる
ことになる。

そして、ゲート信号が常時「０」ならば全サンプルとも
スクランブルされずに「秘匿性無し」の状態になり、ま
たゲート信号が常時ｒｌＪならば全サンプルがスクラン
ブルされて「秘匿性完全」の状態になる。かくして、ゲ
ート信号のデユーティ比（論理「１」の値をとる時間率
）に応じて様々な秘匿の程度を得ることができる。

第３図は本発明を適用した第２の実施例を示すブロック
図、第４図（１）〜（５）は第３図に示した実施例の動
作を説明するための波形図である０本実施例では、Ｎ進
カウンタ３０と、トリガ信号を導入してＭクロックサイ
クル期間だけ論理ｒｌＪのパルスを発生する回路２６（
以下、Ｍクロック・ワンショット回路という）とを用い
てゲート信号を発生させ、もって、ＮサンプルのうちＮ
サンプルについてＰＮ信号を加算するようにしたもので
ある。

本実施例において、ＰＭ信号発生！！２４のクロックと
してはビット単位のクロックが、またＮ進カウンタ３０
およびＭクロック・ワンショット回路２Ｂのクロックと
してはサンプル単位のクロックが入力されている。

ＰＭ信号発生器２４のＰＭ初期値設定パラメータ、Ｎ進
カウンタ３０におけるＮ″の値およびＭクロック・ワン
ショット回路２６におけるｎ　Ｍ　ｍの値は鍵情報とし
て与えられる。そして、これらの値はタイミング信号に
よって各部にロードされる。

これと同時に、Ｎ進カウンタはＯからカウントを開始し
、Ｎサンプルごとにキャリー信号を送出する。このキャ
リー信号によってＭクロック・ワンショット回路２Ｂが
トリガされ、その時点からＮサンプルの間だけゲート信
号が論理「ｌ」を呈する。すなわち、毎Ｎサンプルのう
ち前半Ｍサンブルの間だけゲート信号は論理ｒｌＪにな
り、後半トにサンプルの間は論理「０」になる（第４図
参照）。

そして、上記ゲート信号とＰＭ倍信号論理積を求め、Ｐ
ＩＣＭ信号に２を法として加算し、送出する。

受信側では、送信側から送られて来る鍵情報により全く
同じタイミングでＰＮ信号・ゲート信号を発生させ、も
う一度ゲートされたＰＭ倍信号スクランブル信号に加算
してデスクランブルを行うことができる。

一方、このスクランブル信号をデスクランブルせずにそ
のまま復謂すると、毎ＮサンプルのうちＭサンプルがス
クランブルされているので、おおよそＭ／Ｎのノイズと
（Ｎ−１１１）／Ｈの原音とが混じったように聞こえる
。このように、鍵情報のＮおよびＭの値を変化させるこ
とにより、Ｌ記ノイズと原汗の割合を変化させることが
できる。

第５図は、本発明を適用した第３の実施例を示すブロー
、り図である。第３図に示した第２の実施例が周期的に
Ｎサンプル中のＭサンプルをゲートしていたのに対し、
第５図に示す第３の実施例では、擬似ランダム的にゲー
ト信号を発生させ、その平均デユーティ比がに／Ｎにな
るようにしようとするものである。

本実施例には、ゲート信号発生専用のＰＮ信号発生器４
４．４８を設けである。すなわち、ビット単位のクロッ
クで動＜ＰＮ信号用の第１　ＰＭ信号発生器４４とは別
に、サンプル単位のクロックで動くゲート信号用の第２
ＰＭ信号発生器４６を備える。ここで、第２ＰＭ信号発
生器４Ｂは、 ０≦Ｘ＜Ｎ（Ｘ：整数） なる一様乱数Ｘを発生するものとする０例えば。

ｍ次Ｍ系列シフトレジスタから（ｍ　＞　ｎなる）ｎビ
ットの出力を取り出せば、おおよそ Ｏ≦Ｘ＜Ｎ＝２ｎ なる一様乱数が得られる。

このＸをしきい値Ｍと比較し、Ｘ＜Ｍの判定出力をゲー
ト信号とする。このゲート信号は、Ｏ≦Ｘ＜Ｎ の範囲で一様に分布するＸのうち ０≦Ｘ＜Ｍ のときｒｌＪの値をとるので、確率的にみてデユーティ
比はＭ／Ｎとなる。

第５図に示した構成では、鍵情報として、　ＰＭ信号発
生器４４．４８のそれぞれの初期値およびしきい値Ｍを
与えることになる。このＭの値をＯ≦Ｍ≦Ｎ の範囲で変化させれば、秘匿度を「無」から「完全」に
わたって変化させることができる。

ト述した第３の実施例に対して、第６図に示す第４の実
施例では、ＰＮ信号発生器を共用している。すなわち、
ゲート信号用ＰＭ信号発生器の代わりに、ＰＮ＠号用の
ＰＭ信号発生器出力をサンプル単位のクロー、りでラー
７チして使用する。その他の動作は、第５図に示した実
施例の場合と同様である。

第７図は１本発明をランダム極性反転による音声スクラ
ンブル方式に応用した場合の一実施例である。このラン
ダム極性反転を行うために、本実施例では、サンプルを
単位とするクロックで駆動されるＰＭ信号発生器８４を
備えている。さらに、サンプルを単位とするクロックで
駆動されるゲート信号発生器８８を備え、このゲート信
号と上記ＰＭ倍信号論理積信号を求め、この論理積信号
をＰＣ１ｌＩ信号に加算する。

上記論理積信号は、元のＰＭ倍信号比べてｒｌＪをとる
確率が減り、ｒＱＪをとる確率が多くなった信号である
ので、ランダム性が減少しており、スクランブル信号に
も了解性が出てくる。もちろんこの場合においても、ゲ
ート信号のデユーティ比を変化させることによって、秘
匿性金子解性を変化させることが回部である。

第８図は本発明をブロック内すンプル入れ替えによるス
クランブル方式に応用した場合の一実施例である。ここ
では、４サンプルを１ブロツクとし、この中でサンプル
を入れ替える場合について説明する。

まず、サンプル入れ替えそのものの動作は、ブロック（
４サンプル）を栄位とするクロックで駆動されるＰＭ信
号発生器９２．そのＰＭ倍信号ら入れ替えの順番を決定
する入れ替えテーブル９Ｂ、および。

その順にサンプルを入れ替えるサンプル入れ替え器９０
によって行われる。

−・方、秘匿度の制御を行うためにゲート信号発生器９
４を有し、ゲート信号が「１」のときはサンプル入れ替
え窓９０を通過した信号を、またゲート信号が「０」の
ときはサンプル入れ替え器を通過しない原信号をそれぞ
れスクランブル信号として選択出力する。

但し、サンプル入れ替え器９０での処理のために１ブロ
ツクの′Ｍ延が生じるので、原信号の方もこの〃延と合
わせるため、１ブロツク・ディレィ回路８８を通過させ
ている。この場合の処理の単位はブロック毎であるので
、ゲート信号発生器９４はブロックを単位とするクロッ
クで駆動される。

第８図（１）〜（３）に示す波形図は、第８図の実施例
における原信号とスクランブル信号の関係を表わしてい
る。すなわち、ゲート信号が論理「０」を呈する期間に
は原信号がそのままスクランブル信号として出力され、
他方、ゲート信号が論理ｒｌＪを呈する期間にはサンプ
ル入れ替えが行われた信号がスクランブル信号として出
力される。なお、本図では説明のため各信号の位相を揃
えて描いであるが、実際には処理に要する時間（ｌブロ
ック）だけ原信号が他の信号に先行している。

［発明の効果］ 本発明を実施することにより、番組の内容あるいは進行
状態に応じて音声情報の秘匿性を制御することができる
ので、視聴者の視聴意欲を興こさせることができる。

すなわち、本発明に貨った音声スクランブルを行うこと
により、対象外の受信機で受信した場合にも、放送内容
の秘匿の程度を下限（「秘匿性無し」すなわち原信号と
全く同じ状態）から上限（「秘匿性完全」すなわち全く
了解できない状態）まで広い範囲にわたって変化させる
ことができる。よって、故意に秘匿度を下げて内容を漏
らすことにより視聴意欲を興こさせたり１番組の進行と
共に徐々に秘匿度を増して行くと云ったような効果を作
り出したりすることができる。

第３図に示した第２の実施例では、鍵情報のうちＮとＭ
の値を変えることにより、秘匿度を制御することができ
る。

しきい値Ｍによって秘匿度を同様に制御することができ
る第３および第４の実施例（第５図、第６図参照）では
、スクランブルされずに伝送されるサンプルが時間的に
間引かれているために生じる折返しひずみのスペクトル
も分散されるので、聞きづらいビートが発生しないと云
う利点もある。

なお、本発明ではＰＭ＠号加算によるスクランブル方式
を基本としたものであるが、他のスクランブル方式と組
み合わせて実施するという応用例も考えられる０例えば
、ランダム極性反転に対して組み合わせることによって
、第７図に示したようなスクランブル方式を実現するこ
とができる。また、ブロック内すンプル入れ替えに対し
て組み合わせることによって、第８図に示したような方
式も実現することができる。いずれの場合にも、秘匿度
を変化させることができる範囲は、「秘匿性無し」から
「基本としたスクランブル方式の秘匿度」までの間とな
る。

なお、ＰＣＭ伝送を行う方式であれば、例えばテレビジ
ョン放送にも本発明に係る方式を適用することが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の基本的な一実施例を示すブロック図、 第２図（１）〜（８）は第１図に示した実施例の動作を
説明する波形図。 第３図は第２の実施例を示すブロック図、第４図（１）
〜（５）は第３図に示した実施例の動作を説明する波形
図、 第５図ないし第８図はそれぞれ本発明の別実施例を示す
ブロック図、 第３図（１）〜（３）は第８図に示した実施例の動作を
説明する波形図、 第１θ図および第１！図は従来技術を説明する図である
。 ２．１０・・・加算器、 ４．１２・・・ＡＮＤ　ゲート、 ６．１４・・・ＰＭ（擬似ランダム）信号発生器、８．
１Ｂ・・・ゲート信号発生器、 ２０・・・加算器、 ２２・・・ＡＮＤ　ゲート・ ２４・・・ＰＮ信号発生器、 ２６・・・Ｍクロックφワンショット回路、２８・・・
　ＯＲゲ　−　ト　。 ３０・・・Ｎｌカウンタ、 ４０・・・加算器、 ４２・・・ＡＮＤ　ゲート、 ４４．４８・・・ＰＭ信号発生器、 ４８・・・しきい値ラッチ、 ５０・・・比較器、 ６０・・・加算器、 ６２・・・八ＮＯゲート、 ８４−・・ＰＮ信号発生器、 ６６・・・ＰＮ信号ラッチ、 ６８・・・しきい値ラッチ、 ７０・・・比較器、 ８０・・・加算器、 ８２・・・ＡＮＤ　ゲート、 ８４・・・ＰＮ信号発生器、 ８Ｂ・・・ゲート信号発生器、 ８８・・・１ブロツク・ディレィ回路、８０・・・サン
プル入れ替え器、 ９２・・・ＰＭ信号発生器、 ８４・・・ゲート信号発生器、 ９６・・・入れ替えテーブル、 ８日・・・電子スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ＰＣＭ音声信号に擬似ランダム信号を作用させてス
   クランブルをかける音声スクランブル方式において、 鍵情報に従ってゲート信号のデューティ比を特定し、該
   ゲート信号に応じて前記擬似ランダム信号を制御するこ
   とにより、所定の秘匿度を得るようにしたことを特徴と
   する音声スクランブル方式。 ２）前記ゲート信号を擬似ランダム的に発生させるよう
   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
   声スクランブル方式。