KR960014684B1 - Voice scrambling system with random drift - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 종래의 스크램블링 시스템에 대한 구성도.1 is a block diagram of a conventional scrambling system.
제2a도는 제1도에 입력되는 스크램블링된 합성 복합 영상신호 파형도.FIG. 2A is a waveform diagram of a scrambled composite composite video signal input to FIG.
제2b도는 디스크램블링된 원래의 합성복합 영상신호에 대한 파형도.2b is a waveform diagram of an original composite video signal descrambled.
제3도는 본 발명 랜덤드리프트에 의한 음성 스크램블링 시스템 구성도.3 is a schematic diagram of a voice scrambling system according to the present invention.
제4a도는 제3도의 영상버퍼(1)의 상세회로도.4A is a detailed circuit diagram of the image buffer 1 of FIG.
제4b도는 제3도의 복합동기분리기(2)의 상세회로도.4b is a detailed circuit diagram of the composite synchronous separator 2 of FIG.
제4c도는 제3도의 수평동기분리기(3)의 상세회로도.4c is a detailed circuit diagram of the horizontal
제4d도는 제3도의 랜덤번호발생기(5)의 상세회로도.4d is a detailed circuit diagram of the
제5도는 제3도의 대역통과 필터(7)에 따른 수평동기신호 파형도.5 is a horizontal synchronous signal waveform diagram according to the bandpass filter 7 of FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 영상버퍼 2 : 복합동기분리기1: Image buffer 2: Synchronous separator
3 : 수평동기분리기 4 : 타임지연기3: horizontal synchronous separator 4: time delay
5 : 랜덤번호발생기 6 : 슬라이서스위치5: Random Number Generator 6: Slicer Switch
7 : 대역통과필터 TR1-TR3 : 트랜지스터7: Bandpass filter TR1-TR3: Transistor
3a : 멀티바이브레이터 5a-5j : 디플립플롭3a: multivibrator 5a-5j: deflip-flop
OXR1 : 배타적오아게이트 R1-R9 : 저항OXR1: Exclusive Ogate R1-R9: Resistance
C1-C3 : 콘덴서C1-C3: Capacitor
본 발명은 아날로그 음성의 암호기에 관한 것으로 특지 스펙트럼 반전 아날로그 음성 스크램블러에 사용되는 스팩트럼 시프팅(Shifting) 반송파의 위상을 불규칙적인 번호 발생기에 의해 매 수평동기 주기마다 발생되는 번호에 따라 불규칙하게 바꾸어서 스크램블링하는데 적당하도록 한 랜덤 드리프트(Ramdom Drift)에 의한 음성 스크램블링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an encryptor for analog speech, wherein the phase shift of a spectrum shifting carrier used in a particular spectrum inverted analog speech scrambler is randomly changed and scrambled according to a number generated at every horizontal synchronization period by an irregular number generator. The present invention relates to a voice scrambling system with random drift.
종래의 스크램블링 시스템에 대한 구성은 첨부된 도면 제1도에 도시된 바와같이, 아날로그의 복합영상신호(CVS)를 입력으로 하여 디지탈신호를 변환하는 아날로그/디지탈 변환기(1)와 그 아날로그/디지탈 변환기(1)의 출력신호를 입력으로하며 기억하는 라인메모리(2), (3)와, 상기 복합영상신호(CVS)에서 수평동기를 분리하는 동기 분리기(4)와, 그 동기 분리기(4)로부터 출력된 수평동기 신호를 입력으로 하여 표본화 클럭을 발생시키는 클럭발생기(5)와, 그 클럭발생기(5)의 클럭신호를 이용하여 상기 아날로그/디시탈 변환기(1) 및 라인메모리(2), (3)로부터 입력되는 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지탈/아날로그 변환기(6)와, 랜덤번호 발생기(10)를 위해 복합영상신호(CVS)의 수직귀선소거기간에서 그 랜덤번호발생기(10)의 초기데이타를 추출해내는 데이타 슬라이서(7)의 출력데이타를 기억하는 데이타램(8)과, 상기 데이타램(8)을 이용하여 랜덤번호 발생기(10)를 제어하는 마이크로프로세서(9)와, 그 마이크로프로세서(9)로부터 초기데이타를 입력으로 하여 불규칙한 번호를 발생하는 램덤번호발생기(10)와, 그 램덤번호발생기(10)의 출력에 의해 상기 라인메모리(2)(3)에 어드레스를 제공하는 어드레스 발생기(11)로 구성되었다.As shown in FIG. 1, the conventional scrambling system has an analog / digital converter 1 and an analog / digital converter for converting a digital signal using an analog composite video signal CVS as an input. From line memories (2) and (3) for storing and outputting the output signal of (1), and a synchronous separator (4) for separating horizontal synchronization from the composite video signal (CVS), and the synchronous separator (4). A
이와같이 구성된 종래의 스크램블링 시스템에 대한 동작과 그에 따른 문제점을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and the problems with the conventional scrambling system configured as described above are as follows.
먼저 제2도의 (a)와 같이 스크램블링된 복합영상신호(CVS)가 제1도와 같은 스크램블링 시스템을 통과하면 제2도의 (b)와 같은 정상적인 원래의 복합영상신호로 복구된다.First, when the scrambled composite video signal CVS as shown in FIG. 2 (a) passes through the scrambling system as shown in FIG. 1, it is restored to the normal original composite video signal as shown in FIG.
여기서 주목할 것은 제2도의 (b)에 나타난 커팅포인트(P)에 대한 라인메모리(2), (3)에서의 어드레스인데, 이 어드레스에 해당하는 커팅포인트(P)를 중심으로 제2도의 (a)와 같이 복합영상신호(CVS)가 스크램블링되게 된다.Note that the addresses in the
상기 커팅포인터(P)의 위치는 하나의 수평라인마다 랜덤번호발생기(10)에 의해 불규칙하게 생성되므로 스크램블링된 영상은 노이즈화면과 비슷하여 시청자가 본래의 화상을 전혀 알아볼 수 없게 된다. 상기 램던 번호 발생기(10)는 각 필드마다 송신측에서 수직귀선기간 동안 초기데이타를 위한 코드를 살려서 보내게 되는데, 이 신호를 데이타 슬라이서(7)가 받아서 데이타램(8)에 저장시키면 마이크로프로세서(9)에 의해 램덤 번호발생기(10)로 초기데이타가 공급되므로 송신측에서 발생시키는 커팅 포인트(P)에 대한 데이타를 수신측에서도 정확히 알 수 있게 된다.Since the position of the cutting pointer P is irregularly generated by the
왜냐하면 송신측의 스크램블러와 수신측의 디스크램블러의 랜던번호발생기(10)는 똑같이 구성되어 있으므로 각 필드마다 제공되는 초기데이타만 같으면 각 수평 주사선마다 생성되는 커팅포인트(P)의 값도 같아진다.Because the
이렇게 하여 생성되는 커팅포인트(P)값을 어드레스발생기(11)에 공급하면 제2도의 (b)와 같이 기억된 영상신호를 제2도의 (a)와 같이 읽어낼 수 있도록 어드레스발생기(11)가 라인메모리(2)(3)에 어드레스를 공급하게 되고, 여기서 라인메모리(2)(3)를 2개 사용한 것은 하나의 수평라인씩 번갈아가며 읽기/쓰기를 서로 상반되게 동작시키기 위함이며, 여기서는 아날로그/디지탈 변환기(1) 및 디지탈/아날로그 변환기(6)의 해상도를 8비트로 가정하고 하나의 수평라인에 대하여 1024번 샘플링한다고 가정하였다.When the cutting point P value generated in this way is supplied to the address generator 11, the address generator 11 can read the image signal stored as shown in FIG. 2B as shown in FIG. The address is supplied to the line memories (2) and (3), and the use of two line memories (2) and (3) is to operate the read / writes in opposite directions one by one horizontal line. Assume that the resolutions of the / digital converter 1 and the digital / analog converter 6 are 8 bits, and 1024 times are sampled for one horizontal line.
그러나 이와같은 종래의 시스템은 랜덤발생기에 발생되는 커팅포인트값을 이용하여 복합영상신호 구간의 임의의 점을 잘라서 라인로테이션 방법에 의해 스크램블링하므로 그 잘려진 부분에서 고주파성분의 잡음신호가 발생되어 복합영상신호 대역을 초과하게 되므로 이 부분에서 화질의 열화가 생기는 문제점이 있었다.However, such a conventional system cuts an arbitrary point of the composite video signal section by using a cutting point value generated by a random generator and scrambles it by the line rotation method. Since the band is exceeded, there is a problem in that image quality deteriorates.
본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 감안하여 복합영상신호를 부호기 시스템에 버퍼링시키는 영상버퍼와, 복합영상신호에서 복합동기신호를 분래해 내는 복합동기분리기와, 복합동기신호에 수평동기를 분래해 내는 수평동기분리기와, 그 수평동기분리기를 입력으로 한후 서로 다른 위상을 가진 수평동기를 발생시키기 위한 타임지연기를 이용하여, 스펙트럼 시프팅 반송파의 위상을 불규칙적인 번호발생기에 의해 매 수평동기주기마다 발생되는 번호에 따라 불규칙하게 바꾸어 스크램블링하도록 창안한 것으로, 이하 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 그 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.In view of the above-described problems, the present invention provides an image buffer for buffering a composite video signal to an encoder system, a composite synchronous separator for splitting a composite synchronous signal from the composite video signal, and a horizontal synchronous splitting for a composite synchronous signal. The horizontal synchronous separator and the time delay for generating horizontal synchronous with different phases after inputting the horizontal synchronous separator are used to generate the phase of the spectral shifting carrier at every horizontal synchronous period by an irregular number generator. Invented to scramble by changing irregularly according to the number, the structure of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
제3도는 본 발명 랜덤드리프트에 의한 음성 스크램블링 시스템 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 복합영상신호(CVS)를 입력으로 하여 부호기 시스템에 버퍼링시키는 영상버퍼(1)와, 그 영상버퍼(1)의 출력신호를 입력으로 하여 복합영상신호(CVS)에서 복합동기신호를 분래해 내는 복합동기분리기(2)와, 상기 복합동기분리기(2)로부터 출력된 복합동기신호를 입력으로 하여 수평동기신호를 분래해 내는 수평동기신호를 입력으로 한 후타임지연소자를 이용하여 210개의 서로 다른 위상을 가진 수평동기를 발생하는 타임지연기(4)와, 그 타임지연기(4)로부터 발생된 210개의 서로 다른 수평동기신호를 입력으로 하여 랜덤번호발생기(5)에서 출력된 10비트의 의사램덤(Pseudorandom) 데이타에 따라 210개의 서로 다른 위상을 가진 수평동기신호중에서 하나를 선택하는 슬라이서 스위치(6)와, 상기 슬라이서 스위치(6)로부터 선택된 수평동기신호에서 수평동기주파수의 정현파를 발생시키는 대역통과 필터(7)로 구성된다.3 is a configuration diagram of an audio scrambling system using random drift according to the present invention. As shown in FIG. 3, an image buffer 1 for inputting a composite video signal CVS to a encoder system and a video buffer 1 thereof A horizontal synchronous signal is input by using the composite synchronous separator 2 for separating the composite synchronous signal from the composite video signal CVS using the output signal of the input signal, and the composite synchronous signal output from the composite synchronous separator 2 as input. After inputting the horizontal synchronous signal to separate By using the time delay element, a time delay generator 4 generating horizontal synchronization having 2 10 different phases and 2 10 different horizontal synchronization signals generated from the time delay 4 are inputted. 5) a slicer switch 6 for selecting one of horizontal sync signals having 2 to 10 different phases according to the 10-bit pseudorandom data output from 5), and a horizontal sync signal selected from the slicer switch 6 It consists of a band pass filter (7) for generating a sinusoidal wave of the horizontal synchronization frequency in.
제4도의 (a)는 제3도의 영상버퍼(1)의 상세회로도로서, 이에 도시한 바와같이 복합영상신호(CVS)를 입력으로 하는 저항(R1)은 콘덴서(C1)와 저항(R2)(R3)으로 분압한 후 콜렉터에 전원(Vcc)이 인가되는 트랜지스터(TR1)의 베이스에 연결하고, 그 트랜지스터(TR1)의 에미터를 출력단자(out)에 연결함과 아울러 저항(R4)을 통해 접지시켜 구성한다.FIG. 4A is a detailed circuit diagram of the image buffer 1 of FIG. 3. As shown therein, the resistor R1 inputting the composite video signal CVS includes the capacitor C1 and the resistor R2 ( After voltage dividing to R3), the power supply Vcc is connected to the base of the transistor TR1 to which the collector is applied, the emitter of the transistor TR1 is connected to the output terminal out, and through the resistor R4. Construct by grounding.
제4도의 (b)는 제3도의 복합동기분리기(2)의 상세회로도로서, 이에 도시한 바와같이 영상버퍼(1)의 출력단자(out)와 연결된 복합동기분리기(2)의 입력단자(IN)를 저항(R5)과 콘덴서(C2)를 통해 바이어스전압(B+)이 인가된 저항(R6)에서 분압한 후 에미터가 접지된 트랜지스터(TR2)의 베이스에 연결하고 그 트랜지스터(TR2)의 콜렉터는 출력단자(out)에 연결함과 아울러 저항(R7)을 통해 바이어스전압(B+)단에 연결하여 구성한다.FIG. 4B is a detailed circuit diagram of the composite synchronous separator 2 of FIG. 3, and as shown therein, the input terminal IN of the composite synchronous separator 2 connected to the output terminal out of the image buffer 1 is shown. ) Is divided through the resistor R5 and the capacitor C2 at the resistor R6 to which the bias voltage B + is applied, and then the emitter is connected to the base of the transistor TR2 to which the transistor is grounded. The collector is connected to the output terminal (out) and is configured by connecting to the bias voltage (B + ) terminal through the resistor (R7).
제4도의 (c)는 제3도의 수평동기분리기(3)의 상세회로도로서 이에 도시한 바와같이 복합동기분리기(2)의 출력단자(out)를 수평동기분리기(3)에 구성된 멀티바이브레이터(3a)의 입력단자(IN)에 연결하고, 그 멀티바이브레이터(3a)의 주기단자(T1)(T2)는 콘덴서(C3)와 저항(R9)을 통해 바이어스전압(B+)단에 연결하고, 상기 멀티바이브레이터(3a)의 반전출력단자에 부트리거 입력단자(A')를 콜렉터에 바이어스전압(B+)이 인가되는 트랜지스터(TR3)의 베이스에 연결하여 그 에미터를 출력단자(out)와, 저항(R8)을 통해 접지시켜 구성한다.(C) of FIG. 4 is a detailed circuit diagram of the horizontal
제4도의 (d)는 제3도의 랜덤번호발생기(5)에 상세회로도로서, 이에 도시한 바와같이 랜덤번호발생기(5)에 구성된 10비트의 디플립플롭(5a-5j)의 입출력단자(D)(Q)를 순차적으로 연결하고, 상기 디플립플롭(5j)의 출력단자(Q)와 디플립플롭(5a)의 출력단자(Q)는 배타적오아게이트(XOR1)를 통해 디플립플롭(5a)의 입력단자(D)에 연결하되 상기 디플립플롭(5a-5j)의 출력단자(Q)에서는 차례대로 최상위비트(MSB : Most Signficant Bit)(MSB)와 최하위비트(LSB : Lest Signficant Bit)(LSB)의 신호가 발생된다.FIG. 4D is a detailed circuit diagram of the
이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같댜.Referring to the effect of the present invention configured as described above is as follows.
복합영상신호(CVS)가 영상버퍼(1)에 구성된 저항(R1)과 콘덴서(C1)를 통해 저항(R2)(R3)에 의해 분압된 후 트랜지스터(TR1)를 주기적으로 온-오프시켜 버퍼링된 다음 복합동기분리기(2)에 구성된 저항(R5)과 콘덴서(C2)를 통하여 트랜지스터(TR2)의 베이스에 인가되고 상기 트랜지스터(TR2)는 영상버퍼(1)의 트랜지스터(TR1)로부터 버퍼링되어 출력된 복합영상신호(CVS)에서 복합동기신호를 분리해내어 수평동기 분리기(3)에 구성된 멀티바이브레이터(3a)의 입력단자(IN)로 인가시키게 되면 멀티바이브레이터(3a)는 복합동기분리기(2)로부터 출력된 복합동기신호중에서 수직동기신호는 제거하고, 수평동기 신호만 분리한 후 트랜지스터(TR3)를 통해 210개의 타임지연기(4)의 입력에 인가시키게 된다.The composite image signal CVS is divided by the resistor R1 and the capacitor C1 through the resistor R1 and the capacitor C1 of the image buffer 1, and the transistor TR1 is periodically turned off and buffered. Next, a resistor R5 and a capacitor C2 configured in the composite synchronous separator 2 are applied to the base of the transistor TR2, and the transistor TR2 is buffered and output from the transistor TR1 of the image buffer 1. When the composite synchronous signal is separated from the composite video signal CVS and applied to the input terminal IN of the multivibrator 3a configured in the horizontal
따라서 타임지연기(4)는 수평동기분리기(3)로부터 출력된 원래의 수평동기신호를 이보다 62.1n sec부터 62.1×2010n sec까지 타임지연시켜 210개의 서로 다른 위상을 가진 수평동기신호(fH)를 슬라이서 스위치(6)는 디플립플롭(5a-5j)과 배타적오아게이트(XOR1)로 구성되어 최상위비트신호(MSB)에서부터 최하위비트신호(LSB)를 발생시키는 랜덤번호발생기(5)의 불규칙 데이타에 따라 타임지연기(4)로부터 출력된 최저 62.1n sec부터 62.1×2010n sec까지 타임지연된 서로 다른 위상을 가진 수평동기신호중에서 하나를 선택하여 대역통과필터(7)로 인가시키게 되며 대역통과필터(7)는 슬라이서 스위치(6)로부터 선택된 수평동기 신호의 중심주파수(fH)만 필터하여 수평동기신호를 정현파로 만든후 이를 스펙트럼 반전 아날로그 음성 스크램블러의 스펙트럼 시프팅 기본 반송파로 사용한다.Therefore, the time delay unit 4 delays the original horizontal synchronous signal outputted from the horizontal
여기서 타임지연기(4)로부터 출력된 수평동기신호에서 수평동기 중심주파수(fH)의 정현파를 대역통과필터(7)를 이용해서 발생시키는 원리는 도면 제5도와 같다.Here, the principle of generating the sine wave of the horizontal synchronization center frequency fH using the band pass filter 7 in the horizontal synchronization signal output from the time delay unit 4 is shown in FIG.
즉 수평동기 중심주파수(fH)의 여러 조파(Harmonics)의 정현파 스펙트럼을 가지고 있고, 이들의 진폭은함수에 따르므로 중심주파수가 fH인 대역통과필터(7)를 이용하여 수평동기 중심주파수(fH)만 필터 아웃(Filter out)하면 수평동기 중심주파수(fH)의 정현파가 발생되는 것이다.That is, it has sinusoidal spectrum of several harmonics of horizontal synchronous center frequency (fH), and their amplitude is According to the function, if only the horizontal synchronous center frequency fH is filtered out using the band pass filter 7 having the center frequency fH, a sine wave of the horizontal synchronous center frequency fH is generated.
또한 스펙트럼 반전 아날로그 스크램블링에서 반송파의 위상이 불규칙하게 바뀌면 부호화기에 걸리는 원리는 다음과 같다.In addition, when spectral inversion analog scrambling changes the phase of the carrier irregularly, the principle applied to the encoder is as follows.
스펙트럼 반전 스크램블링은 최초 음성 스펙트럼을 수평동기 중심주파수(fH)의 반송파로 시프팅시키고, 저역통과 필터로 0-fH까지를 필터함으로서 이루어진다.Spectral inversion scrambling is achieved by shifting the original speech spectrum to a carrier at the horizontal synchronization center frequency (fH) and filtering it to 0-fH with a lowpass filter.
위상 시프팅을 수식으로 표현하면 다음과 같다.The phase shifting is expressed as an equation as follows.
[일반식 1][Formula 1]
여기서 첨자 P.S는 위상 시프트된 것을 의미하고 "0" 최초 음성을 의미한다.Here, the subscript P.S means phase shifted and means "0" first voice.
즉 위상시프트 음성은 최초 음성에서 Cos 2π fHt를 곱한 것이다.That is, the phase shift voice is multiplied by Cos 2π fHt in the initial voice.
디스크램블링은 상기 (1)식에다 다시 Cos 2π fHt를 곱하여서 저역통과필터로 최초 음성 기저대(base band)만 걸러내는 것이다. 이를 수식으로 표현하면Descrambling multiplies Cos 2π fHt by Equation (1) to filter out only the initial voice baseband with a lowpass filter. If you express it as a formula
[일반식 2][Formula 2]
그런데 여기서 만약에 스크램블러에서 사용하는 반송파(Cos 2π fHt)의 위상르 불규칙하게 바꾸면 다음식과 같이 표현된다.However, if the phase of the carrier wave (Cos 2π fHt) used in the scrambler is changed irregularly, it is expressed as follows.
[일반식 3][Formula 3]
여기서 E. P. S는 부호화 위상 시프트를 의미하고, 0(t)는 불규칙 가변이다.Where E. P. S means coded phase shift and 0 (t) is randomly variable.
이 경우 디스크램블러에서의 디스크램블링 과정을 수식으로 표현하면In this case, the descrambling process in the descrambler
[일반식4][Formula 4]
식(4)에서 부호화된 스크램블링 음성을 디스크램블링하면 최초 음성에 Cos 0(t)가 곱해서된 꼴이 된다.When descrambling the scrambling voice coded in Equation (4), Cos 0 (t) is multiplied by the first voice.
다시 여기에서 최초 음성을 찾으려면 Cos 0(t)를 곱하고, 필터링해야 되며 또한 이 경우 0(t)의 스펙트럼이 음성 대역폭보다 커야지만 된다. 그러나 0(t)는 스크램블러만 아는 불규칙값이므로 도저히 최초 음성을 찾아낼 수 없다. 극단적인 경우이면 음성이 완전히 사라지게 되고 0(t)가 서서히 변화하면 통신에서 일어나는 패딩 표과가 생기게 된다.Again, to find the first voice here, we need to multiply it by Cos 0 (t) and filter it, in which case the spectrum of 0 (t) must be larger than the voice bandwidth. However, 0 (t) is an irregular value that only the scrambler knows, so we can hardly find the first voice. Extreme case If it is, then the voice disappears completely, and if the 0 (t) changes slowly, there will be padding results in the communication.
이와같이 본 발명은 스펙트럼 반전 아날로그 음성 스크램블링 방식에 효과적으로 부호화를 걸 수 있으므로 해서 패이(PAY) 텔레비젼 수상기 시스템에 사용할 수 있는 특징이 있는 것이다.As described above, the present invention can be effectively applied to the spectral inverted analog speech scrambling method, so that the present invention can be used in a PAY television receiver system.
Claims (4)
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KR1019890018688A KR960014684B1 (en) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | Voice scrambling system with random drift |
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Family Applications (1)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
G160 | Decision to publish patent application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20060929 Year of fee payment: 11 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |