KR0157666B1 - 음성스크램블시스템 및 그 음성스크램블장치와 음성디스크램블장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 스크램블장치는 음성신호를 처리대상으로 하고, 검출장치와 암호화장치로 이루어지고, 이하의 3가지가 주요구성이다. ① 검출장치는 샘플데이터의 최상위유의 비트(MSB와 다른 심볼을 가진 최상위 비트)를 검출하고, 그보다 하위의 비트에만 암호화한다. ② 검출장치는 금칙코드와 샘플데이터의 일부의 비트를 비교하고, 암호화장치는 비교결과가 불일치할때에만, 비교한 비트이외에 암호화한다. ③ 진폭정보와 진폭정보에 의해서 정규화된 후에 양자화된 양자화데이터로 이루어진 음성신호를 처리대상으로 하고, 검출장치는 양자화데이터의 위치를 검출하고, 암호화장치는 양자화데이터에만 암호화하는 것이다.

Description

음성스크램블시스템 및 그 음성스크램블장치와 음성디스크램블장치

제1도는 제1실시예의 스크램블시스템의 블록도.

제2도는 제1실시예의 스크램블시스템에 있어서의 스크램블장치의 블록도.

제3도는 제1실시예의 스크램블시스템에 있어서의 스크램블장치의 난수화장치의 암호화장치의 블록도.

제4도는 제1실시예의 스크램블시스템에 있어서의 디스크램블장치의 블록도.

제5도는 제1실시예의 스크램블시스템에 있어서의 스크램블장치의 반전장치의 처리의 설명도.

제6도는 제1실시예의 스크램블시스템에 있어서의 스크램블장치의 난수화장치의 검출장치의 처리의 설명도.

제7도는 제1실시예의 스크램블시스템에 있어서의 스크램블장치의 난수화장치의 비교장치의 처리의 설명도.

제8도는 제1실시예의 스크램블시스템에 있어서의 스크램블장치의 난수화장치의 암호화장치 및 스크램블장치의 난수복원장치의 암호복호화장치의 블록도.

제9도는 제2실시예의 스크램블시스템의 블록도.

제10도는 제2실시예의 스크램블시스템의 스크램블장치의 블록도.

제11도는 제2실시예의 스크램블시스템의 디스크램블장치의 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11, 91 : 디지틀음성생성장치 12, 93 : 스크램블장치

13, 94 : 송신장치 14, 95 : 전송로

15, 96 : 수신장치 16, 97 : 디스크램블장치

17 : 수신처리장치 18, 99 : 디지틀음성처리장치

21 : 반전장치 22 : 난수화장치

23 : 관련정보분할장치 31, 211 : 배타적논리합장치

32 : 스위치장치 33 : 논리곱장치

42 : 난수복호장치 81 : 분리장치

82 : 블록암호화장치 83, 103 : 합성장치

84 : 블록암호복호화장치 92 : MPGE음성부호화장치

98 : MPEG음성복호화장치 101 : 분할장치

102 : 스크램블처리장치 112 : 디스크램블처리장치

212 : 전체가산장치 221 : 검출장치

222 : 비교장치 223 : 암호화장치

423 : 암호부호화장치

본 발명은, 음성신호를 유선이나 무선이나 축적메디어에 의해 송수신 혹은 기록재생할때에, 음성신호의 은닉을 위하여, 송신쪽에서 스크램블하고, 수신쪽에서 디스크램블하는 음성스크램블시스템에 관한 것이다.

종래의 음성스크램블시스템으로서는, 예를들면 미국특허(5091941 : Filed Oct. 31 1990, Ser. No. 607988)에 표시되어 있다. 이 종래의 음성스크램블시스템에서는, 디지틀음성신호의 각 샘플의 부호비트만을 난후화함으로써 스크램블을 행하고 있다. 이에 의하면, 스크램블후의 음성이 이상하게 큰 음향으로는 되지 않는 효과가 있다. 그러나, 각 샘플에 대해서 1비트의 비밀밖에 없고, 부정해독이 비교적 용이하다는 문제점이 있었다.

또, 다른 종래의 음성스크램블시스템이, 일본국 특개소63-87037호 공보에 표시되어 있다. 이 종래의 음성스크램블시스템의 송신쪽에서는, 음성신호의 진폭데이터를 추출하고, 상기 진폭데이터가 설정레벨이하일 경우에만 스크램블을 행한다. 그리고, 수신쪽에서는 상기 진폭데이터와 스크램블후의 음성을 수신하고, 상기 진폭데이터가 설정레벨이하일 경우에만 디스크램블을 행한다. 이에 의하면, 스크램블후의 음성이 이상하게 큰 음량이 되지 않는 효과가 있다. 그러나, 이 종래의 장치에서는 음성이외에도 진폭데이터를 전송할 필요가 있으므로, 특별한 전송로가 필요하게 된다는 문제점이 있었다.

또, 데이터가 있는 패턴을 제어코드에 사용하는 통신시스템에 있어서 사용되는 종래의 암호장치는, 일본국 특개평 4-68387호 공보에 표시되어 있다. 이 종래의 암호장치에서는, 제어코드는 그 자체로 변환되고 그 이외의 코드는 제어코드이외의 코드로 변환되는 변환테이블을 사전에 생성하고, 그것을 사용해서 암호화를 행한다.

그런데, 통신시스템에 있어서는, 오제어를 방지하기 위하여, 제어코드가 다른 코드로 변환되거나, 다른 코드가 제어코드로 변환되거나 하지 않도록 할 필요가 있다. 이와 같은 제어코드를 금칙코드라고 부른다. 어떤 처리에 의해서, 금칙코드가 다른 코드로 변환되지 않고, 금칙코드이외의 코드가 금칙코드로 변환되는 일이 없는 경우, 이 처리를 금칙처리라고 부르기로 한다. 종래의 암호장치에 의하면, 금칙처리를 수반하는 암호화처리를 실현할 수 있다. 이에 의해서 통신시스템에 있어서의 오제어를 방지할 수 있다.

그러나, 상기 종래의 암호장치에서는, 사전에 변환테이블을 작성하기 위한 시간과, 변환테이블을 위한 기억장치가 필요하고, 장치의 규모나 처리시간이 커진다는 문제점이 있었다. 또, 암호처리가 변환테이블에 의거한 처리에 의해서 밖에 실현할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은, 종래의 스크램블시스템에 있어서의 문제점을 해결하는 것이다.

본 발명의 제1목적은, 임의의 PCM디지틀음성데이터를 처리의 대상으로 하고, 음성데이터이외의 정보를 전송할 필요가 없고, 안전성이 비교적 높고, 스크램블후의 음성이 듣는 사람에게 불쾌감을 주지 않는 음성스크램블시스템을 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 제2목적은, 금칙코드를 가진 복수의 코드로 이루어진 데이터를 암호화한 경우에, 금칙처리가 가능하고, 간단한 장치구성에 의해 실현할 수 있고, 임의의 암호처리방식을 사용할 수 있는 스크램블시스템을 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 제3목적은, 복수의 서브밴드데이터를 가지고, 개개의 서브밴드데이터는 진폭정보 및 진폭정보에 의해서 정규화된 후에 양자화된 양자화데이터를 가진 디지틀음성신호를 스크램블하고, 스크램블후의 음성이 듣는 사람에게 불쾌감을 주지않는 음성스크램블시스템을 제공하는 것이다.

제1발명의 스크램블시스템은, 디지틀음성신호를 처리의 대상으로 하는 음성스크램블시스템에 있어서, 상기 음성스크램블시스템은 스크램블장치와 디스크램블장치를 구비하고, 상기 스크램블장치는, 샘플데이터의 MSB가 「1」일 경우에는 MSB이외의 비트중에서 「0」이 되는 가장 상위의 비트를, 상기 샘플데이터의 MSB가 「0」일 경우에는 MSB이외의 비트중에서 「1」이 되는 가장 상위의 비트를, 최상위유의 비트로서 검출하고, 상기 최상위유의 비트보다 하위의 비트위치의 전체 혹은 일부를 피암호화데이터위치로 하는 검출장치와, 상기 샘플데이터의 상기 피암호화데이터위치에 대해서, 암호화를 행하는 암호화장치를 구비하고, 상기 디스크램블장치는, 상기 검출장치와 상기 샘플데이터의 상기 피암호화데이터위치에 대해서, 상기 암호화처리장치의 역변환인 암호복호화처리를 행하는 암호복호화장치를 구비한 것을 특징으로 하는 음성스크램블시스템이다.

이에 의하면, 스크램블할때에 각 샘플데이터의 최상위 유의비트의 위치는 암호화처리에 의해서 변화하지 않는다. 이 최상위유의비트의 위치는 샘플데이터의 음량에 대해서 지배적이다. 따라서 스크램블된 음성신호를 재생해도, 이상하게 큰 음량의 음성으로는 되지 않아, 듣는 사람에게 극도의 불쾌감을 주지않는 음성스크램블을 실현할 수 있다.

또, 디스크램블할때에는, 최상위유의비트의 위치로부터 암호화한 비트의 위치를 검출할 수 있으므로, 바르게 암호복호할 수 있다.

또, 본 발명의 제2발명은, 금칙코드를 포함한 복수의 샘플데이터로 이루어진 데이터를 처리의 대상으로 하는 스크램블시스템에 있어서, 상기 스크램블시스템은 스크램블장치와 디스크램블장치를 구비하고, 상기 스크램블장치는, 상기 샘플데이터의 1비트이상을 비교위치로 해서, 상기 샘플데이터와 금칙코드의 상기 비교위치의 데이터가 일치하는지 어떤지를 비교하는 검출장치와, 비교의 결과가 불일치를 표시하는 경우에, 상기 샘플데이터의 상기 비교위치이외의 데이터에 처리를 행하는 암호화장치를 구비하고, 상기 디스크램블장치는, 상기 검출장치와, 비교의 결과가 불일치를 표시는 경우에, 상기 샘플데이터의 상기 비교위치외의 데이터에 상기 암호화장치의 역변환인 암호복호화처리를 행하는 암호복호화장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 스크램블시스템이다.

이에 의하면, 샘플데이터와 금칙코드의 비교위치의 데이터가 일치하는 경우에는, 그 샘플데이터에 대해서는 양호화/암호복호화를 행하지 않으므로, 처리의 결과를 금칙코드가 다른 샘플데이터가 되는 일이나, 금칙코드이외의 샘플데이터가 금칙코드가 되는 일은 없다. 또, 샘플데이터와 금칙코드의 비교위치의 데이터가 일치하지 않는 경우에는, 그 샘플데이터의 비교위치이외의 데이터에만 암호화/암호복호화를 행하고, 비교위치의 데이터에는 처리를 행하지 않으므로, 이 결과, 샘플데이터가 금칙코드가 되는 일은 없다. 이상과 같이, 금칙코드를 함유한 복수의 샘플데이터로 이루어진 데이터를 처리한 경우에, 금칙처리를 실현할 수 있다. 이 제2발명에 있어서의 스크램블시스템에 있어서의 암호화/암호복호화의 처리는, 처리를 행하는 우치를 제한할 뿐이고, 암호화/암호복호화처리의 방법자체는 임의이다.

또, 제3발명은 복수의 서브밴드데이터로 구성되고, 개개의 상기 서브밴드데이터는 진폭정보와, 상기 진폭정보에 의해서 정규화한 후에 양자화한 양자화데이터를 생성하여 이루어진 디지틀음성부호를 처리의 대상으로 하는 스크램블시스템에 있어서 상기 스크램블시스템은, 스크램블장치, 디스크램블장치로 구성되고, 상기 스크램블장치는 전체 또는 일부의 상기 서브밴드데이터의 상기 양자화데이터에 대해서 암호화처리를 행하고, 상기 진폭정보에 대해서는 암호화처리를 행하지 않는 암호화장치로 구성되고, 상기 디스크램블장치는 전체 또는 일부의 상기 서브밴드데이터의 상기 양자화데이터에 대해서 암호복호화처리를 행하고, 상기 진폭정보에 대해서는 암호복호화처리를 행하지 않고, 상기 암호복호화처리는 상기 암호화장치에 있어서의 암호화처리의 역변환인 것을 특징으로 하는 스크램블시스템이다.

이상과 같이, 각 서브밴드데이터의 양자화데이터에 대해서만 스크램블처리를 행하고, 진폭정보에 대해서는 스크램블처리를 행하지 않는다. 이 결과, 각 서브밴드데이터에 있어서, 양자화데이터는 난수화되므로 음성의 내용은 은닉되나, 진폭정보는 보존되므로, 각 서브밴드데이터의 음량이 이상하게 커지는 일은 없다. 따라서, 이상한 주파수성분이 발생하지 않고, 또 전체로서 보아도 이상하게 큰 진폭으로 되지 않는다. 이상과 같이 듣는 사람에게 불쾌감을 주지않는 음성스크램블장치를 간단히 실현할 수 있다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

제1도는 본 발명의 제1실시예에 있어서의 음성스크램블시스템의 구성을 표시한 것이다. 제1도에 있어서, (11)은 디지틀음성생성장치, (12)는 스크램블장치, (13)은 송신장치, (14)는 전송로, (15)는 수신장치, (16)은 디스크램블장치, (17)은 수신처리장치, (18)은 디지틀음성처리장치이다. 이하에, 이와 같이 구성된 제1실시예의 스크램블시스템의 동작을 설명한다.

먼저, 디지틀음성성생장치(11)는 복수의 샘플데이터로 이루어진 디지틀음성신호를 생성한다. 생성하는 수단은, 마이크로폰에 의해서 도입된 아날로그음성신호나 아날로그의 카세트레코더로부터 재생되는 아날로그음성신호를 A/D변환해서 출력하는 구성이어도되고, 디지틀의 카세트레코더나 CD등으로부터 재생되는 디지틀음성신호나, 컴퓨터에서 생성되는 디지틀음성신호를 출력하는 구성등, 디지틀음성신호를 출력하는 것이면 무엇이어도 된다.

이때, 각 샘플데이터는 소정샘플링주파수에 의해서 샘플링되고, n비트로 양자화되는 2의 보수표시형식의 2진수(two's complement binary)이다. 여기서, n은 일반적으로는 8~32정도의 숫자를 생각할 수 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니고, 임의의 유한 숫자를 취하는 것이 가능하다. 본 실시예에서는 대표적인 숫자로서, n=16으로한 경우에 대해서 설명한다. 또, 다이나믹영역은 n비트로 표시할 수 있는 범위이면 된다. 이후의 설명에서, 선두에 Ox를 붙임으로써 16진 표시를 나타내면, 다이나믹영역의 대표적인 값은, n=16일때에, Ox8001로부터 Ox7fff까지의 범위를 취하는 것으로 한다. 소정샘플링주파수는, 32kHz이어도 되고, 44.1kHz이어도 되고, 48kHz이어도 되고, 임의의 유한한 값이어도 된다. 일반적으로는 16kHz~96kHz의 범위에서 사용된다.

다음에 스크램블장치(12)는 디지틀음성신호를 스크램블한다. 이 스크램블장치(12)의 동작은 뒤에 상세하게 설명한다.

다음에, 스크램블장치(12)의 출력을 송신장치(13)가 전송로(14)를 통해서 송신하고, 수신장치(15)에서 수신한다. 여기서, 전송로(14)는 광파이버, 동축케이블이나 전화선 등의 유선이어도 되고, 무선이어도 된다. 또, 자기테이프, 자기디스크, 콤팩트디스크 등의 축적메디아이어도 된다. 송신장치(13)는 디지틀음성데이터에 착오정정부호를 부여한 후, 전송로(14)에 적합한 형태로 변환하고 송신을 행한다. 송신장치(15)는 이와같이 송신된 데이터를 수신하고, 디지틀음성데이터를 재생하고, 착오정정처리를 행하고, 또 정정할 수 없어 남은 착오가 있는 샘플데이터를 Ox8000으로 치환하는 처리를 행한다.

다음에, 디스크램블장치(16)는 디지틀음성신호를 디스크램블한다. 디스크램블장치(16)는 스크램블장치(12)의 역변환을 행하는 장치이고, 그 동작은 나중에 상세하게 설명한다.

다음에, 수신처리장치(17)는 샘플데이터중에서 Ox8000인 코드를, 그 전후의 샘플데이터의 평균치로 치환하는 착오보간처리를 행한다. 여기서는, 수신장치(15)와 수신처리장치(17)의 사이에서 착오가 있는 샘플데이터를 표시할 목적으로, Ox8000을 제어코드로 하고 있다. 그러나, 다이나믹영역밖이면 임의의 코드를, 제어코드로서 선택해도 된다. 또, 제어코드는, 상기와 같은 목적이외에도, 송신장치(13)와 수신장치(15)의 사이나, 송신장치(13)와 수신처리장치(17)의 사이 등 임의의 장치사이에서 동기를 취하는 목적등, 임의의 목적에 사용할 수 있다.

그런데, 이 Ox8000인 제어코드가, 디스크램블장치(16)에서 다른 코드로 변환되어버린 경우에는, 수신처리장치(17)에 있어서 바르게 착오보간처리가 행해지지 않는다. 혹은, 다른 코드가 Ox8000으로 변환되어 버린 경우에는, 착오가 없는 샘플데이터에 대해서, 착오보간처리가 행해진다. 즉, Ox8000은 종래예에서 설명한 금칙코드이고, 디스크램블장치(17)에 있어서는, Ox8000을 금칙코드로 하는 금칙처리가 행해질 필요가 있다. 또, 디스크램블장치(17)의 처리는, 스크램블장치(12)의 역변환이므로, 스크램블장치(12)에 있어서도 마찬가지의 금칙처리가 행해질 필요가 있다. 또, 위에서 표시한 바와 같은 다른 장치사이 및 다른 목적에서 사용되는 제어코드에 대해서도 마찬가지이다.

마지막으로, 디지틀음성처리장치(18)는, 디지틀음성신호에 대해서, 재생·기록 등의 최종적인 처리를 행하는 장치이다. 예를 들면, 디지틀음성신호를 D/A변환하고, 스피커에서 재생하는 구성이어도 되고, 아날로그의 카세트레코더에 기록하는 구성이어도 되고, 디지틀음성신호를 디지틀의 카세트레코더나 자기디스크에 기록하는 구성이어도 된다.

스크램블장치(12)의 동작을 도면을 사용해서 더욱 상세하게 설명한다. 제2도는 스크램블장치(12)의 구성을 표시한 것이다. 제2도에 있어서, (21)은 반전장치, (22)는 난수화장치, (23)은 관련정보분할장치이고, 반전장치(21)에 있어서 (211)은 배타적논리합장치, (212)는 전체가산장치이다. 또, 난수화장치(22)에 있어서, (221)은 검출장치, (222)는 비교장치, (223)은 암호화장치이다.

스크램블장치(12)는 복수의 16비트의 샘플데이터로 이루어진 디지틀음성신호와, 각 샘플데이터에 대응하는 15비트의 난수의 집합으로 이루어진 스크램블관련정보를 입력하고, 샘플데이터단위로 처리를 행한다. 이후, 스크램블장치(12)의 동작의 설명은, 1개의 샘플데이터에 대한 처리에 대해서 행한다. 실제로는 그 반복에 의해서 복수의 샘플데이터로 이루어진 디지틀음성신호를 처리한다.

먼저, 관련정보분할장치(23)는, 스크램블관련정보의 15비트의 난수를 입력한다. 그리고, 관련정보분할장치(23)는 15비트의 난수를 분할하여, 1비트를 반전제어신호로 하고, 14비트의 난수를 난수화제어신호로 해서 출력한다. 또, 입력된 음성데이터의 16비트의 샘플데이터는 반전장치(21)에서 처리되고, 그 후에 난수화장치(22)에서 처리된다. 여기서, 반전장치(21)에는 반전제어신호가, 난수화장치(22)에는 난수화제어신호가 입력되어, 처리의 제어에 사용된다. 각각의 장치에 있어서의 처리에 대해서 이하에 상세하게 설명한다.

먼저, 반전장치(21)에 대해서 상세하게 설명한다. 반전장치(21)는 음성데이터와 반전제어신호를 입력한다.

먼저, 배타적논리합장치(211)는 입력한 음성신호의 샘플데이터의 모든 비트에, 그 샘플데이터에 대응하는 반전제어신호를 배타적논리합하고, 이 결과를 출력한다. 다음에, 전체가산장치(212)는 배타적논리합장치(41)로부터 출력된 데이터의 샘플데이터와, 그 샘플데이터에 대응하는 반전제어신호를 가산한다. 그리고, 가산결과의 17비트째에의 끌어올림을 제외한 16비트의 데이터를 처리후의 샘플데이터로하여 출력한다.

여기서, 반전장치(21)의 동작을 설명하기 위하여, 샘플데이터의 값의 반전처리의 예를 제5도에 표시한다. 제5도는 3비트의 부호가 붙은 2의 보수표시의 2진수로 표시된 샘플데이터의 반전의 모양을 표시하고 있다. 여기서, 다이나믹영역은 101(10진수에서 -3)로부터 011(10진수에서 3)이다. 이와 같이 반전처리란, 다이나믹영역의 중간치, 즉 샘플데이터의 최대치와 최소치의 중간치를 기준치로서 선택하고, 각 샘플데이터의 값을 그 기준치를 중심으로 반전하는 처리를 말하고, 여기서는 000이 다이나믹영역의 중간치이므로, 000을 기준치로해서 반전처리를 행하고 있다. 본 실시예에서 사용하는 16비트의 부호가 붙은 2의 보수표시의 2진수의 경우에도 마찬가지이다.

또한, 반전장치(21)의 구성에 대해서도, 제5도에 예를 표시한 바와 같은 반전처리를 실현하는 임의의 구성이어도 되고, 제2도에 표시한 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를들면 각 어드레스에 대한 출력으로서, 그 반전결과가 기록되어 있는 ROM(Read Only Memory)을 이용해서 구성할 수도 있다.

이상과 같이, 본 실시예의 반전장치(21)의 처리에 의하면, 입력한 반전제어신호가 1일때에 샘플데이터를 반전한 결과를 출력하고, 0일때에는 입력한 샘플데이터를 그대로 출력한다. 즉, 반전제어신호에 의해 지시되는 샘플데이터가 그 다이나믹영역의 중심치인 Ox0000을 경계로 반전처리될 뿐이다. 음성의 샘플데이터는 정부의 값을 취하는 데이터이므로, 상기와 같이 반전된 샘플데이터는 정부가 반전할뿐이고, 진폭의 절대치는 전혀 변화하지 않는다. 또, 금칙코드 Ox8000에 관한 금칙처리를 실현할 수 있다.

이와 같이, 반전장치(21)에 의하면, 처리후에 극단적인 대음량이 되지않고, Ox8000을 금칙코드로 한 금칙처리가 가능하다. 이 효과는 스크램블장치(12)가, 반전장치(21)만으로 구성되는 경우에도 얻을 수 있다.

다음에, 난수화장치(22)의 동작을 설명한다. 난수화장치(22)는, 반전장치(21)로부터 샘플데이터와, 샘플데이터에 대응하는 14비트의 난수화제어신호를 입력한다.

설명에 앞서, 먼저 취상위유의비트를 정의한다. 최상위유의비트란, MSB (Most Siguificant Bit)와 다른 심볼의 최상위비트를 말하고, MSB가 「1」일때에는 MSB이외의 비트중에서 「0」이 되는 가장 상위의 비트를 표시하고, MSB가 「0」일때에는 MSB이외의 비트중에서 「1」이 되는 가장 상위의 비트를 표시한다. 즉, MSB와 MSB이외의 각 비트와의 비트를, MSB보다 1비트하위의 비트로부터 차례로 하위의 비트를 향해서 행한 경우에 처음으로 나타나는 MSB와 다른 심볼을 가진 비트를 최상위유의 비트로 한다. 예를 들면, 좌단부가 MSB인 4비트샘플데이터「1101」의 최상위유의 비트는 좌로부터 3비트째이고, 「0101」의 최상위유의비트는 좌로부터 2비트째이다. 이 최상위유의비트가 MSB에 가까울수록, 그 샘플데이터의 음량레벨은 커지므로, 최상위유의 비트는 샘플데이터의 음량레벨에 대해서 지배적이라고 할 수 있다.

먼저, 검출장치(221)는 16비트의 샘플데이터의 최상위유의 비트를 검출하고, 검출한 최상위유의비트보다도 하위의 비트가 전부 1이고, 그 이외의 비트가 전부 0인 14비트의 선택신호를 생성하여 출력한다. 단, 선택신호는 이것에 한정되는 것이 아니고, 적어도 최상위유의비트와 그 보다도 상위의 비트가 전부 0이면 된다.

다음에, 비교장치(222)는 음성신호와 검출장치(221)로부터 출력되는 선택신호를 입력한다. 그리고, 비교장치(222)는 금칙코드와 샘플데이터의 상위 2비트 및 선택신호가 0인 위치의 비트의 비교를 행한다. 이 비교의 결과, 완전히 일치한 경우에는 0이고, 일치하지 않는 비트가 있는 경우에는 1인 처리플래그를 생성하여 출력한다.

여기서, 비교장치(222)는 금칙코드를 내부에 가지고 있는 구조이어도 되고, 외부로부터 입력되는 구조이어도 된다.

다음에, 암호화장치(222)는, 음성신호와 난수화제어신호와, 검출장치(221)로부터 출력되는 선택신호와, 비교장치(222)로부터 출력되는 처리플래그를 입력한다.

암호화장치(223)의 구성도를 제3도에 표시한다. 제3도에 있어서, (310은 배타적논리합장치, (32)는 스위치장치, (33)은 논리곱장치이다. 먼저 논리곱장치(33)는, 선택신호와 난수화제어정보를 입력하고, 선택신호와 난수화제어정보의 논리곱을 행하여, 그 결과를 출력한다. 다음에, 스위치장치(32)는 처리플래그가 1일때에는 논리곱장치(33)의 출력을 그대로 출력하고, 처리플래그가 0일때에는 전부 0인 14비트를 출력한다. 다음에, 배타적논리합장치(31)는, 샘플데이터의 하위 14비트와, 스위치장치(32)로부터의 14비트출력의 배타적논리합을 행한다. 그리고, 상위 2비트는 샘플데이터의 상위 2비트이고, 하위 14비트는 배타적논리합의 결과의 14비트인 16비트데이터를 출력한다.

암호화장치(223)는 제3도에 표시한 바와 같은 구성에 한정되는 것은 아니다. 처리플래그가 1일때에 선택신호가 1인 위치의 샘플데이터를 난수화하는 구성이면, DES나 RSA 등의 임의의 암호화방식을 사용한 구성을 취할 수 있다.

이상에 표시한 난수화장치(22)의 처리를 도면을 사용해서 설명한다.

제6도는 제1실시예의 스크램블장치(12)의 난수화장치(22)의 검출장치(221)의 처리를 설명하는 도면이다. 제6도에 있어서, (61) 및 (62)는 샘플데이터를, (611) 및 (621)은 최상위유의 비트를, (612) 및 (622)는 선택신호를, (613) 및 (623)은 암호화되지 않는 비트를, (614) 및 (624)는 암호화되는 비트를 표시한다. 검출장치(221)에 샘플데이터(61)가 입력되면 MSB가 「1」이므로, 최상위가 「0」인 최상위유의 비트(611)를 검출한다. 다음에 최상위유의 비트(611)보다 하위비트, 즉 하위 11비트가 1인 선택신호를 출력한다. 나중에 암호화장치(223)에 있어서 이 선택신호가 1인 비트에만 난수가 가산된다. 난수가 가산되는 비트를, 암호화되는 비트(614)로 표시하고 있다. 샘플(62)에 대해서도 마찬가지의 처리가 행해진다. 물론 제6도에 표시하고 있지않는 샘플데이터에 대해서도 마찬가지이다.

이상과 같이, 검출장치(221)와 암호화장치(223)의 조합으로 행해진 난수화처리에 의해서, 샘플데이터의 최상위유의 비트의 위치는 변화하지 않는다. 이 최상위유의 비트는 샘플데이터의 레벨에 대해서 지배적이므로, 처리후의 음성신호를 재생해도 이상하게 큰 음량의 음성으로는 되지 않아, 듣는 사람에게 극도의 불쾌감을 주지 않는 금성스크램블을 실현할 수 있다. 또, 처리에 의해서 최상위유의 비트의 위치는 변화하지 않고 보존되므로, 처리를 행한 위치의 정보 등의 보조데이터 등을 전송할 필요는 없다. 또, 이 효과는 비교장치(222) 및 암호화장치(223)의 스위치장치(32)가 없어도 얻을 수 있다.

또, 제5도는 제1실시예의 스크램블장치(12)의 난수화장치(22)의 비교장치(222)의 처리를 표시한 도면이다. 제7도에 있어서, (71)은 금칙코드, (721)과 (731)은 샘플데이터, (722)와 (732)는 선택신호, (723)과 (733)은 비교위치를 표시한다.

비교장치(222)가, 샘플데이터(721)와 그것에 대응하는 선택신호(722)를 입력하면, 샘플데이터(721)와 금칙코드(71)의, MSB와 선택신호가 0인 비트의 비교를 행한다. 즉, 이 경우에는 상위 5비트의 비교위치(723)에 대해서 비교를 행한다. 그 결과, 불일치이므로, 처리플래그로서 1을 출력한다. 이 경우, 암호화장치(223)에 있어서, 샘플데이터(721)의 하위 12비트에 난수가 가산된다.

또, 비교장치(222)가 샘플데이터(731)와 그것에 대응하는 선택신호(732)를 입력하면, 선택신호가 0인 위치의 샘플데이터(731)와 금칙코드(71)의 비교를 행한다. 즉, 이 경우에는 상위 3비트의 비교위치(733)에 대해서 비교를 행한다. 그 결과 일치하므로, 처리플래그로서 0을 출력한다. 이 경우, 암호화장치(223)에 있어서, 샘플데이터(721)에는 난수를 가산하지 않는다.

이상과 같이 비교장치(222)와 암호화장치(223)의 조합에 의한 처리에 의하면, 비교위치의 비트가, 금칙코드(71)와 일치하는 샘플데이터에 대해서는 아무런 처리가 되지 않으므로, 금칙코드(71)가 다른 코드가 되는 일이나 다른 코드가 금칙코드(71)가 되는 일은 없다. 또, 비교위치의 비트가 금칙코드(71)와 일치하지 않는 샘플데이터에 대해서는, 비교위치이외의 비트에 처리가 행해진다. 따라서, 처리후에도 샘플데이터와 금칙코드는 다른 상태 그대로이므로, 처리후에 금칙코드가 되는 일은 없다.

또, 다이나믹영역외의 금칙코드와 MSB쪽으로부터 수비트가 동등한 코드는, 다이나믹 영역의 끝쪽에 있는 코드이고, 디지틀음성신호의 특성에서, 이와 같은 코드의 출현빈도는 매우 작다. 따라서, 샘플데이터의 상위 4비트가, Ox8000의 상위 4비트와 일치할 확률이 작아지고, 실용상 대부분의 코드를 암호화할 수 있으므로, 안전성이 크게 손상되는 일은 없다.

또, 여기서는 금칙코드가 Ox8000인 경우에 대해서 표시하고 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 금칙코드가 Ox8000과 다른 경우에는, 비교장치(222)는 그 금칙코드와 샘플데이터의 비교를 마찬가지로 행하는 구성으로 한다. 이에 의해, 임의의 금칙코드에 대한 금칙처리를 실현할 수 있다.

또, 여기서는, 금칙코드가 1종류인 경우를 표시하고 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 금칙코드가 복수개 있는 경우에는, 그들 전체의 금칙코드와 샘플데이터와의 비교를 행한다. 이 비교의 결과, 1개라도 일치한 경우에는 처리플래그를 0으로하고, 전혀 일치하지 않은 경우에는 처리플래그를 1로해서 출력한다. 이에 의하면, 복수의 금칙코드에 대한 금칙처리를 실현할 수 있다.

또, 여기서는 처리의 대상을 복수의 샘플데이터로 이루어진 음성신호로 하고 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 복수의 같은 길이의 부호어로 이루어진 임의의 디지틀데이터에 적용가능하고, 금칙처리를 실현할 수 있다.

이상과 같이, 난수화장치(22)에 의하면, 처리후에 극단적인 대음량이 되지 않고, 충분한 안정성을 가지고, 임의의 금칙코드에 대한 금칙처리가 가능하도록 스크램블처리를 실현할 수 있다.

본 실시예의 스크램블장치(12)에 있어서는, 반전장치(21) 및 난수화장치(22)를 접속해서 처리를 행한다. 이에 의해 처리후에 극단적인 대음량이 되지않고, 임의의 금칙코드에 대한 금칙처리가 가능하고, 또 조합에 의해 안전성을 높일 수 있는 스크램블장치를 실현할 수 있다.

다음에 본 실시예의 디스크램블장치(16)의 동작을 도면을 사용해서 설명한다. 제4도(a)는 디스크램블장치(16)의 구성도이다.

제4도(a)에 있어서, (21)은 반전장치, (23)은 관련정보분할장치, (42)는 난수복호장치이다. 여기서, 반전장치(21) 및 관련정보분할장치(23)는, 제2도에서 표시한 동명의 장치와 마찬가지의 동작을 한다.

제4도(b)는 난수복호장치(42)의 구성도를 표시한 것이고, (221)은 검출장치, (222)는 비교장치, (423)은 암호복호화장치이다. 여기서, 검출장치(221) 및 비교장치(222)의 동작은, 제3도에서 표시한 동명의 장치와 마찬가지의 동작을 한다. 암호복호화장치(423)는 암호화장치(223)의 역변환의 동작을 행한다. 제3도에 표시한 암호화장치(223)에 대한 암호복호화장치(423)는 암호화장치(223)와 완전히 동일한 구성·동작으로 실현할 수 있다.

이상 표시한 바와 같이, 제4도에 표시한 디스크램블장치에 의하면 데이터의 스크램블장치(12)에 있어서 스크램블처리가 행해진 것과 같은 장소에, 그 역변환을 행하므로, 바르게 복원하는 것이 가능하다.

이상 표시한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 스크램블후의 음성정보를 재생한 경우에 극단적인 대음량이 되지 않고, 스크램블후의 음성정보가 충분한 은닉성을 가지고, 임의의 금칙코드에 대한 금칙처리가 가능한 스크램블시스템을 실현할 수 있다.

또한 본 발명의 제1실시예에 있어서는, 스크램블장치(12)는 반전장치(21)의 후단에 난수화장치(22)를 접속하는 구성이며, 디스크램블장치(16)는 난수화복호장치(42)의 후단에 반전장치(21)를 접속하는 구성으로하고 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니고, 각각을 반대의 순서로 접속해도 되고, 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또, 어느한쪽만을 가진 구성으로해도 되고, 그 장치만의 효과를 얻을 수 있다. 이 경우에는 회로를 간단화할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한 본 발명의 제1실시예에 있어서의 스크램블장치(12)와 디스크램블장치(16)의 난수화장치(22)에 있어서, 비교장치(222)와 스위치장치(32)를 가진 구성으로 하고 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 금칙코드가 없는 경우에는, 비교장치(222) 및 스위치장치(32)가 없는 구성으로 해도 문제없다.

또한, 본 발명의 제1실시예에 있어서의 스크램블장치(12)와 디스크램블장치(16)의 난수화장치(22)에 있어서, 검출장치(221)를 가진 구성으로 하고 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 선택신호를 고정치 혹은 사용할 때에 선택되는 값으로 하므로써, 검출장치(221)를 없애도 상관없다. 이 경우에는 스크램블전후의 음량의 변화를 일정하게 유지하는 효과, 혹은 변화를 제어하는 효과, 회로를 간단화 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또, 이 경우에도 금칙처리는 실현할 수 있음은 말할 나위도 없다.

또한, 본 발명의 제1실시예에 있어서의 비교장치(222)는 입력한 선택신호에 의해 비교의 위치를 결정하는 구성으로 하고 있으나, 금칙코드가 Ox8000과 같이 최상위유의 비트가 상위 2비트째에 있는 경우에는 이것에 한정되지 않고, 고정적으로 상위 2비트를 비교하는 구성으로 해도 된다. 그 이유를 나타낸다. 상위 2비트가 금칙코드와 일치하는 샘플데이터에 관한 선택신호는, 14비트가 전부 1이고, 비교장치(222)에 있어서는, 상위 2비트에 관한 비교가 행해지게 된다. 또, 상위 2비트가 금칙코드와 일치하지 않는 샘플데이터에 관해서는, 몇비트를 비교해도 일치하지 않는 결과가 되는 것은 명백하다. 또, 암호화하는 비트는 고작해야 하위 14비트이므로, 암호복호시에도 이 관계는 유지된다. 이상의 결과로부터 상위 2비트의 비교로 충분하다. 이에 의하면, 마찬가지의 효과에 추가해서, 장치를 간단화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예의 난수화장치(22)에서는, 최상위유의 비트보다도 하위의 비트가 전부 1이고, 그이외의 비트가 0인 14비트의 선택신호를 사용하는 구성으로 하고 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 최상위유의 비트보다도 하위의 비트만 난수화되는 구성이면 된다. 따라서, 선택신호로서 최상위유의 비트보다도 하위의 비트가 전부 0이고, 그 이외의 비트가 1인 데이터나, 최상위유의 비트의 위치를 표시하는 데이터등 임의의 형태를 선택할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1실시예에 있어서는, 상위 2비트 및 선택신호가 0인 위치의 샘플과 금칙코드가 일치하는 경우에 0이 되고, 불일치일때에 1인 처리플래그를 사용하고 있다. 그러나, 이것에 한정되는 것은 아니고, 처리플래그로서는, 선택신호가 표시하는 암호화를 행하지 않는 위치의 비트가 샘플과 금칙코드가 일치인지 불일치인지를 표시하는 정보이면 무엇이든 좋다.

또한, 여기서 본 발명의 제1실시예에 있어서의 암호화장치(223)는 처리플래그가 1일때에, 선택신호가 1인 위치의 샘플데이터를 난수화하는 구성이면 임의의 구성을 취할 수 있다는 것을 표시하기 위하여, 제3도와 다른 구성의 암호화장치(223)의 실시예를 표시한다.

블록암호화처리를 적용한 암호화장치(223)의 구성도를 제8도(a)에 표시한다. 제8도(a)에 있어서, (81)은 분리장치, (82)는 블록암호화장치, (83)은 합성장치이다. 분리장치(81)는 음성신호와 처리플래그와 선택신호를 입력하고, 대응하는 처리플래그가 1인 샘플데이터의 선택신호가 1인 위치의 데이터를, 처리데이터로서 출력하고, 그 이외의 데이터를 비처리데이터로서 출력한다. 다음에, 블록암호화장치는 처리데이터를 암호화하여 출력한다. 합성장치(83)는 블록암호화장치(82)의 출력과 비처리데이터를 합성한다. 이때, 합성장치(83)는, 처리플래그와 선택신호를 입력하고, 분리장치(81)의 역변환을 행한다.

또, 블록암호화처리를 적용한 암호복호화장치(423)의 구성도를 제8도(b)에 표시한다. (81)은 분리장치, (84)는 블록암호복호화장치, (83)은 합성장치이다. 여기서, 분리장치(81) 및 합성장치(83)의 동작은, 제8도(a)의 암호화장치에 관한 설명과 마찬가지이므로 생략한다. 블록암호복호화장치(84)는 블록암호화장치(82)의 역변환을 행한다.

상기와 같은 구성에 의해서도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 제1실시예에 있어서의 스크램블장치(12) 및 디스크램블장치(16)는, 16비트의 샘플데이터에 대한 처리를 행하는 것으로서 구성되어 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. n비트의 샘플데이터에 대한 처리를 행하는 경우에는, 16비트단위로 행하고 있는 처리를 n비트로 확장하면 된다.

또한, 본 발명의 제1실시예의 스크램블시스템에 있어서, 복수의 샘플데이터로 구성되는 디지틀음성신호를 처리의 대상으로 하고 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 동일 비트길이의 코드가, 복수개 모인 임의의 디지틀데이터를 처리의 대상으로 해도된다. 이 경우 금칙처리를 실현할 수 있다는 효과가 있다.

[MPEG]

이하, 본 발명의 제2실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 제9도는 본 발명의 제2실시예에 있어서의 음성스크램블시스템의 구성을 표시한 것이다. 제9도에 있어서, (91)은 디지틀음성생성장치, (92)는 MPEG음성부호화장치, (93)은 스크램블장치, (94)는 송신장치, (95)는 전송로, (96)은 수신장치, (97)은 디스크램블장치, (98)은 MPEG음성부호화장치, (99)는 디지틀음성처리장치이다.

이상과 같이 구성된 이 실시예의 스크램블시스템에 있어서, 이하 그 동작을 설명한다. 디지틀음성생성장치(91) 및 전송로(95) 및 디지틀음성처리장치(99)에 대해서는, 각각 제1실시예의 스크램블시스템의 디지틀음성생성장치(11), 전송로(14), 디지틀음성처리장치(17)와 마찬가지의 동작을 행하므로, 여기서는 상세하게 설명은 하지 않는다.

MPEG음성부호화장치(92)는, 디지틀음성생성장치(91)로부터 출력된 디지틀음성신호를 데이터압축을 위하여 부호화를 행하고, 그 결과인 MPEG음성신호를 출력한다. MPEG음성, MPEG음성부호화장치(92)의 동작에 대해서는 나중에 설명한다. 다음에 스크램블장치(93)는 MPEG음성부호화장치(92)로부터 출력된 MPEG음성을 스크램블한다. 이 스크램블장치(93)의 동작은 나중에 상세하게 설명한다. 다음에, 스크램블장치(93)의 출력을 송신장치(94)가 전송로(95)를 통해서 송신하고, 수신장치(96)에서 수신한다. 다음에, 디스크램블장치(97)는 MPEG음성신호를 디스크램블한다. 이 디스크램블장치(97)는 스크램블장치(93)의 역변환을 행하는 장치이고, 그 동작은 나중에 상세하게 설명한다. 다음에, MPEG음성복호화장치(98)는, MPEG음성신호를 복호화하고, 그 결과인 디지틀음성신호를 출력한다.

먼저 MPEG음성에 대해서 설명을 행한다. MPEG(Moving Picture Exper Group)이란 디지틀동화상·음성의 고능률부호화방식의 국제표준작업을 행하는 그룹인 ISO-IEC/JTC1/SC2/WG11의 통칭이다. MPEG음성신호는 이 방식에 의해서 부호화되어온 데이터를 표시하는 것으로서, 방식의 차이에 따라 Layer I, Layer II, Layer III의 3개의 방식이 존재한다. MPEG음성의 상세한 것에 대해서는(MPEG CD 11172-3 CODING OF MOVING PICTURES AND ASSOCIATED AUDIO FOR DIGITAL STORAGE MEDIA AT UP TO ABOUT 1.5MBIT/s, part 3 AUDIO)에 표시되어 있다.

Layer I의 MPEG음성을 만드는 MPEG음성부호화장치의 동작을 이하에 간단히 표시한다.

먼저, 복수개의 샘플데이터로 이루어진 프레임데이터를, 주파수변환을 행하고 복수의 서브밴드로 분할한다. 다음에, 각 서부밴드에 있어서의 최대진폭을 결정하고, 각 서브밴드의 샘플데이터를 그 최대진폭으로 정규화한다. 다음에, 정규화후의 각 서브밴드의 데이터를 양자화하여 양자화데이터로 한다. 이때 양자화할때의 양자화비트수는 음성샘플의 특성에 의해서 각 서브밴드마다 결정되고, 그 값에 따라 양자화를 행하고 있다. 최후에, 각 서브밴드의 양자화비트수를 표시하는 비트할당정보와, 각 서브밴드의 최대 진폭을 표시하는 진폭정보와 각 서브밴드의 양자화데이터를 합성해서 음성신호로 한다. 또, 음성신호에는 부호화의 방법 등을 표시한 헤더정보도 포함된다.

실제의 MPEG음성의 Layer I의 음성부호화에서는, 384샘플(샘플주파수 44.1KHz의 경우에는, 8msec분)의 데이터를 1프레임으로 해서 각 프레임을 32의 서브밴드로 분할한다.

따라서, 각 서브밴드는 12개의 샘플로 구성된다. 그 후에 상기한 바와 같은, 비트할당, 정규화, 양자화의 처리를 행하고, 비트스트림이 생성된다.

이와 같이 해서 만들어진 MPEG 1표준음성의 Layer I의 1프레임분의 비트스트림의 포맷을 (표 1)에 표시한다.

(표 1)에 있어서, header가 헤더정보, allocation[sb]가 비트할당정보, scalefactor[sb]가 진폭정보, sample[sb, s]가 양자화데이터에 상당한다. 여기서, sb는 서브밴드인덱스이고, 각 서브밴드에 대해서 번호를 붙이고, 각 데이터가 어떤 서브밴드에 대응한 데이터인지를 표시하기 위하여 사용된다. 또, s는 샘플인덱스로서, 각 샘플에 대해서 번호를 붙이고 있고, 각 데이터가 어떤 샘플에 대응한 데이터인지를 표시하기 위하여 사용된다. 또, 32max는 비트할당정보(allocation[sb])가 0일때에는 전송하지 않는 것을 의미하고 있다. 또, error_check는 착오를 검사하기 위한 정보, ancillary_data는 보조데이터이다.

제10도는 본 발명의 제2실시예에 있어서의 음성스크램블장치의 구성도이다. 제10도에 있어서, (101)은 분할장치, (102)는 스크램블처리장치, (103)은 합성장치이다.

이하에, 그 동작을 설명한다.

먼저, 분할장치(101)는 Layer 1의 MPEG음성신호를 입력하고, heaer 및 allocation[sb]의 데이터로부터 양자화데이터(sample[sb, s])의 위치를 구하고, 양자화데이터(sample[sb, s])와 양자화데이터이외의 데이터(header, error_chcek, allocation[sb], scalefactor[sb], ancillary-data)로 분할하고, 각각을 출력한다. 양자화데이터의 위치를 구하는 방법으로서는, 먼저 header에 의해 MPEG음성신호가 MPEGI의 Layer I인 것을 확인하고, error_check의 유무를 검출한다. 다음에, allcation[sb]에 의해 scalefactor[sb] 및 sample[sb, s]의 데이터량을 구한다. 이에 의해 양자화데이터의 위치가 구해진다. 또, 양자화데이터의 위치를 구하는 방법은 이것에 한정되는 것은 아니고, 임의의 방법으로 구할 수 있다. 예를 들면, error_check의 유무가 고정되어 있는 경우에는, header를 사용할 필요는 없다.

다음에, 스크램블처리장치(102)는 양자화데이터 및 스크램블관련정보를 입력하고, 스크램블관련정보를 사용해서, 양자화데이터에 스크램블처리를 행한다. 최후에 합성장치(93)는, 스크램블처리장치(102)로부터 출력된 양자화데이터와, 분할장치(101)로부터 출력된 양자화데이터이외의 데이터를 입력하고, 양자화데이터가 원래 있었던 위치가 되도록 이들을 합성하고, Layer I의 MPEG음성신호를 생성, 출력한다.

제10도는, 음성디스크램블장치의 구성도이다. 제10도에 있어서, (101)은 분항장치, (112)는 디스크램블처리장치, (93)은 합성장치이다. 이하에, 그 동작을 설명한다.

음성디스크램블장치는 제9도에 표시한 스크램블장치에 의해 스크램블처리가 행해진 후의 Layer I의 MPEG음성신호를 처리의 대상으로 한다. 분할장치(101) 및 합성장치(93)에 대해서는, 제9도에 표시한 스크램블장치에 있어서의 동일 부호의 동명의 장치와 완전히 동일한 동작을 하므로, 여기서는 특별히 기술하지 않는다.

다음에, 디스크램블처리장치(112)는 양자화데이터 및 스크램블관련 정보를 입력하고, 스크램블관련정보를 사용해서, 양자화데이터에 디스크램블처리를 행한다. 이때, 디스크램블처리장치(112)에 입력되는 스크램블관련정보는, 대상이 되는 양자화데이터가 스크램블처리되었을 때에 사용된 스크램블관련정보와 동일한 것이고, 디스크램블처리장치(112)에 있어서의 디스크램블처리는 스크램블처리장치(102)에 있어서의 스크램블처리의 역변환이다.

제2실시예에 있어서의 음성스크램블시스템의 스크램블처리장치(102)의 스크램블처리의 방법 및, 그 역변환이 되는 음성디스크램블장치인 디스크램블장치(112)의 디스크램블처리의 방법에 대해서는 특별히 표시하고 있지 않으나, 스크램블관련정보를 키데이터로 하는 블록암호화방식이나 스크램블관련정보를 난수로 하고, 그 난수를 배타적논리합하는 방법, 임의의 스크램블처리에 의해 스크램블하고, 그 스크램블처리의 역변환인 디스크램블처리에 의해 디스크램블하면 되고, 어느 방법에 의해서도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또, 스크램블장치(93) 및 디스크램블장치(97)에 있어서는, 분할장치(101) 및 합성장치(103)를 사용해서, 양자화데이터만을 스크램블하는 구성으로 하고 있으나, 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 스크램블장치는 양자화데이터에만 스크램블하고, 그 이외의 데이터에는 스크램블하지 않는 구성이면, 임의의 구성을 취할 수 있다. 예를 들면, 양자화데이터의 위치를 검출하고, 그 위치를 표시한 검출데이터를 출력하는 검출장치와, 상기 검출데이터에 의해 표시되는 위치에만 처리를 행하는 암호화장치 혹은 암호복호화장치의 조합에 의해서도 실현할 수 있다.

이상과 같이 제2실시예에 의하면, 양자화데이터(sample[sb, s])만이 스크램블되고, 진폭정보(scalefactor)는 스크램블에 의해 변화하지 않는다. 이 결과, 각 서브밴드의 양자화데이터는 난수화되나, 그 복호했을 때의 최대진폭은 보존되므로, 각 서브밴드의 데이터가 이상하게 커지는 일은 없고, 또, 이상한 주파수성분이 발생하지 않는다. 또, 전체로서 보아도 이상하게 큰 진폭이 되는 일은 없고, 듣는 사람에게 극도의 불쾌감을 주지 않는 음성스크램블을 실현할 수 있다.

또, 디스크램블장치(97)는 스크램블된 샘플에 대해서 그 역변환이 되는 디스크램블처리를 행한다. 이에 의해, 스크램블장치(93)에서 스크램블된 MPEG음성데이터를 바르게 복원할 수 있다.

또한, 제2실시예의 음성스크램블시스템에 있어서는(표 1)에 표시한 구성의 단일채널의 MPEG음성을 처리의 대상으로 하고 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 복수채널의 MPEG음성에 대해서도 각 채널의 데이터에 대해서, 처리를 반복적용함으로써 실현가능하다.

또한, 제2실시예의 음성스크램블시스템에 있어서는, (표 1)에 표시한 Layer I의 MPEG음성을 처리의 대상으로 하고 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, Layer II의 MPEG음성의 비트스트림등, 압축의 방법을 표시한 헤더정보 및 복수의 서브밴드데이터를 가지고, 개객의 서브밴드데이터는 비트할당정보, 진폭정보 및 상기 진폭정보에 의해서 정규화된 후에 상기 비트할당정보에 표시되는 비트수로 양자화된 양자화데이터를 가진 임의의 음성신호를 처리의 대상으로 해도 된다. 이 경우에는, 분할장치가 양자화데이터와 그 이외의 데이터로 분할하는 구성인 한은, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

여기서, Layer II의 MPEG음성의 음성부호화는, Layer I의 음성부호화보다도 부호화효율을 높이기 위하여 다른 처리를 행하고 있고, 다른 포맷의 비스트림을 생성한다.

그러나, 비트스트림이 압축의 방법을 표시한 헤더정보 및 복수의 서브밴드데이터를 가지고, 개개의 서브밴드데이터는 비트할당정보, 진폭정보 및 상기 진폭정보에 의해서 정규화된 후에 상기 비트할당정보에 표시되는 비트수로 양자화된 양자화데이터를 가진다는 점에서는 Layer I과 동일하다.

또, 헤더정보가 없고, 부호화방식이 고정인 음성신호나, 헤더정보 및 비트할당정보가 없고, 비스트림중의 양자화데이터의 위치가 고정인 음성신호등, 진폭정보 및 상기 진폭정보에 의해서 정규화된 양자화데이터를 가진 임의의 음성신호를 처리의 대상으로 해도 된다. 이 경우에는, 분할장치가 양자화데이터와 그 이외의 데이터로 분할하는 구성인 한은, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 제2실시예의 음성스크램블시스템에 있어서, 분할장치(101)는 모든 양자화데이터와 양자화데이터이외의 데이터로 분할하고, 스크램블처리장치(102) 및 디스크램블장치(112)가 양자화데이터전부를 처리하는 구성으로 하고 있다. 그러나, 분할장치(101)가 특정한 서브밴드데이터의 양자화데이터와 그이외의 데이터로 분할하는 구성으로 해도 되고, 혹은 스크램블처리장치(102) 및 디스크램블처리장치(112)가 양자화데이터의 일부만을 처리하는 구성으로 해도 된다. 그중에서 특히, 적어도 높은 주파수대이외의 서브밴드데이터의 양자화데이터만을 처리하는 구성으로 하면, 스크램블처리장치(102)에 있어서, 적어도 음성의 특징의 대부분을 지배하는 중간의 주파수가 스크램블처리에 의해서 난수화되므로, 은닉도가 크게 손상되는 일이 없다. 이에 의해, 높은 주파수대에 전혀 잡음이 발생하지 않으므로 스크램블음성이 듣는 사람에게 주는 불쾌감을 더욱 줄이는 스크램블장치를 구성할 수 있고, 그 스크램블장치에 의해서 스크램블된 음성을 바르게 복원할 수 있는 디스크램블장치를 구성할 수 있는 효과가 생긴다.

또, 외부로부터 입력된 제어신호에 의해서, 처리를 행하는 서브밴드데이터를 결정하는 구성으로 해도된다. 이 경우에는, 듣는 사람에게 주는 불쾌감의 정도 및 은닉도를 제어신호에 의해서 제어할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (12)

1. 복수의 샘플데이터로 이루어진 디지틀음성신호를 스크램블·디스크램블하는 스크램블시스템에 있어서, 상기 스크램블시스템은 스크램블장치와 디스크램블장치를 구비하고, 상기 스크램블장치는, 상기 샘플데이터를 입력하고, 상기 샘플데이터의 MSB가 「1」일 경우에는 MSB이외의 비트중에서 「0」이 되는 가장 상위의 비트를 최상위유의 비트로서 검출하고, 상기 샘플데이터의 MSB가 「0」일 경우에는 MSB이외의 비트중에서 「1」이 되는 가장 상위의 비트를 최상위유의 비트로서 검출하고, 검출한 상기 최상위유의 비트보다 하위의 비트위치의 전부 혹은 일부를 피암호화데이터위치로 하고, 그 이외의 데이터위치를 비암호화데이터위치로서 표시함으로써 상기 샘플데이터의 데이터에 따라서 스크램블하는 위치를 결정하고, 상기 스크램블하는 위치를 표시하는 검출데이터를 출력하는 검출장치와; 상기 샘플데이터와 상기 검출장치로부터 출력되는 상기 검출데이터를 입력으로 하고, 상기 샘플데이터의 상기 검출데이터에 의해 표시되는 피암호화데이터의 위치, 즉 스크램블하는 위치에 대해서, 암호화를 행하는 암호화장치를 구비하고, 상기 디스크램블장치는, 상기 검출장치와; 상기 샘플데이터와 상기 검출장치로부터 출력되는 상기 검출데이터를 입력으로 하고, 상기 샘플데이터의 상기 검출데이터에 의해 표시되는 피암호화데이터의 위치, 즉 스크램블하는 위치에 대해서, 상기 암호화처리장치의 역변환인 암호복호화처리를 행하는 암호복호화장치를 구비한 것을 특징으로 하는 스크램블시스템.
2. 복수의 샘플데이터로 이루어진 디지틀음성신호를 스크램블·디스크램블하는 스크램블시스템에 있어서, 상기 스크램블시스템은 스크램블장치와 디스크램블장치를 구비하고, 상기 스크램블장치는, 상기 샘플데이터를 입력하고, 상기 샘플데이터의 1비트이상을 비교위치로 해서, 상기 샘플데이터의 상기 비교위치의 데이터와 금칙코드의 상기 비교위치의 데이터가 일치하는지 어떤지를 비교하고, 비교한 결과를 검출데이터로서 출력하는 검출장치와; 상기 검출데이터가 불일치를 표시하는 경우에 상기 샘플데이터의 상기 비교위치이외의 데이터에 처리를 행하는 암호화장치를 구비하고, 상기 디스크램블장치는, 상기 검출장치와; 상기 검출데이터가 불일치를 표시하는 경우에, 상기 샘플데이터의 상기 비교위치이외의 데이터에 암호복호화처리를 행하는 암호복호화장치를 구비한 것을 특징으로 하는 스크램블시스템.
3. 제1항에 있어서, 검출장치는 제1검출장치 및 제2검출장치로 구성되고, 제1검출장치는, 샘플데이터의 MSB가 「1」일 경우에는 MSB이외의 비트중에서 「0」이 되는 가장 상위의 비트를 최상위 유의비트로서 검출하고, 상기 샘플데이터의 MSB가 「0」일 경우에는 MSB이외의 비트중에서 「1」이 되는 가장 상위의 비트를 최상위유의 비트로서 검출하고, 검출한 상기 최상위유의 비트보다 하위의 비트위치의 전부 혹은 일부를 피암호화데이터위치로 하고, 그 이외의 데이터위치를 비암호화데이터위치로서 표시하는 제1검출데이터를 출력하고, 제2검출장치는, 상기 샘플데이터의 1비트이상을 비교위치로 해서, 상기 샘플데이터의 상기 비교위치의 데이터와 금칙코드의 상기 비교위치의 데이터가 일치하는지 어떤지를 비교하고, 비교한 결과를 제2검출데이터로서 출력하는 것을 특징으로 하고, 암호화장치는, 상기 샘플데이터와 상기 검출장치로부터 출력되는 상기 제1검출데이터 및 제2검출데이터를 입력으로 하고, 상기 샘플데이터의 상기 제1검출데이터에 의해 표시되는 피암호화데이터위치에 대해서, 암호화를 행할때에 적어도 상기 제2검출데이터가 일치를 표시하는 경우에는 상기 샘플데이터에는 암호화처리를 행하지 않는 것을 특징으로 하고, 암호복호화장치는, 상기 샘플데이터와 상기 검출장치로부터 출력되는 상기 제1검출데이터 및 제2검출데이터를 입력으로 하고, 상기 샘플데이터의 상기 제1검출데이터에 의해 표시되는 피암호화데이터위치에 대해서, 암호복호화를 행할때에, 적어도 상기 제2검출데이터가 일치를 표시하는 경우에는, 상기 샘플데이터에는 암호복호화처리를 행하지 않는 것을 특징으로 하는 스크램블시스템.
4. 복수의 샘플데이터로 이루어진 디지틀음성신호를 스크램블하는 스크램블장치에 있어서, 상기 샘플데이터를 입력하고, 상기 샘플데이터의 MSB가 「1」일 경우에는 MSB이외의 비트중에서 「0」이 되는 가장 상위의 비트를 최상위유의 비트로서 검출하고, 상기 샘플데이터의 MSB가 「0」일 경우에는 MSB이외의 비트중에서 「1」이 되는 가장 상위의 비트를 최상위유의 비트로서 검출하고, 검출한 상기 최상위유의 비트보다 하위의 비트위치의 전부 혹은 일부를 피암호화데이터위치로 하고, 그 이외의 데이터위치를 비암호화데이터위치로서 표시함으로써 상기 샘플데이터에 따라서 스크램블하는 위치를 결정하고, 상기 스크램블하는 위치를 표시하는 검출데이터를 출력하는 검출장치와, 상기 샘플데이터와 상기 검출장치로부터 출력되는 상기 검출데이터를 입력으로 하고, 상기 샘플데이터의 상기 검출데이터에 의해 표시되는 피암호화데이터의 위치, 즉, 스크램블하는 위치에 대해서, 암호화를 행하는 암호화장치를 구비한 것을 특징으로 하는 스크램블장치.
5. 복수의 샘플데이터로 이루어진 디지틀음성신호를 스크램블하는 스크램블장치에 있어서, 상기 샘플데이터를 입력하고, 상기 샘플데이터의 1비트이상을 비교위치로 해서, 상기 샘플데이터의 상기 비교위치의 데이터와 금칙코드의 상기 비교위치의 데이터가 일치하는지 어떤지를 비교하고, 비교한 결과를 검출데이터로서 출력하는 검출장치와, 상기 검출데이터가 불일치를 표시하는 경우에 상기 샘플데이터의 상기 비교위치이외의 데이터에 처리를 행하는 암호화장치를 구비한 것을 특징으로 하는 스크램블장치.
6. 제4항에 있어서, 검출장치는 제1검출장치 및 제2검출장치로 구성되고, 제1검출장치는, 샘플데이터의 MSB가 「1」일 경우에는 MSB이외의 비트중에서 「0」이 되는 가장 상위의 비트를 최상위유의 비트로서 검출하고, 상기 샘플데이터의 MSB가 「0」일 경우에는 MSB이외의 비트중에서 「1」이 되는 가장 상위의 비트를 최상위유의 비트로서 검출하고, 검출한 상기 최상위유의 비트보다 하위의 비트위치의 전부 혹은 일부를 피암호화데이터위치로 하고, 그 이외의 데이터위치를 비암호화데이터위치로서 표시하는 제1검출데이터를 출력하고, 제2검출장치는, 상기 샘플데이터의 1비트이상을 비교위치로 해서, 상기 샘플데이터의 상기 비교위치의 데이터와 금칙코드의 상기 비교위치의 데이터가 일치하는지 어떤지를 비교하고, 비교한 결과를 제2검출데이터로서 출력하는 것을 특징으로 하고, 암호화장치는, 상기 샘플데이터와 상기 검출장치로부터 출력되는 상기 제1검출데이터 및 제2검출데이터를 입력으로 하고, 상기 샘플데이터의 상기 제1검출데이터에 의해 표시되는 피암호데이터위치에 대해서, 암호화를 행할때에, 적어도 상기 제2검출데이터가 일치를 표시하는 경우에는 상기 샘플데이터에는 암호화처리를 행하지 않는 것을 특징으로 하는 스크램블장치.
7. 복수의 암호화처리가 실시된 샘플데이터로 이루어진 디지틀음성신호를 디스크램블하는 디스크램블장치에 있어서, 상기 샘플데이터를 입력하고, 상기 샘플데이터의 MSB가 「1」일 경우에는 MSB이외의 비트중에서 「0」이 되는 가장 상위의 비트를 최상위유의 비트로서 검출하고, 상기 샘플데이터의 MSB가 「0」일 경우에는 MSB이외의 비트중에서 「1」이 되는 가장 상위의 비트를 최상위유의 비트로서 검출하고, 검출한 상기 최상위유의 비트보다 하위의 비트위치의 전부 혹은 일부를 피암호화데이터위치로 하고, 그 이외의 데이터위치를 비암호화데이터위치로서 표시함으로써 상기 샘플데이터에 따라서 스크램블하는 위치를 결정하고, 상기 스크램블하는 위치를 표시하는 검출데이터를 출력하는 검출장치와, 상기 샘플데이터와 상기 검출장치로부터 출력되는 상기 검출데이터를 입력으로 하고, 상기 샘플데이터의 상기 검출데이터에 의해 표시되는 피암호화데이터위치, 즉 스크램블하는 위치에 대해서, 상기 암호화처리의 역변환인 암호복호화처리를 행하는 암호복호화장치를 구비한 것을 특징으로 하는 디스크램블장치.
8. 복수의 암호화처리가 실시된 샘플데이터로 이루어진 디지틀음성신호를 디스크램블하는 디스크램블장치에 있어서, 상기 샘플데이터를 입력하고, 상기 샘플데이터의 1비트이상을 비교위치로 해서, 상기 샘플데이터의 상기 비교위치의 데이터와 금칙코드의 상기 비교위치의 데이터가 일치하는지 어떤지를 비교하고, 비교한 결과를 검출데이터로서 출력하는 검출장치와, 상기 검출데이터가 불일치를 표시하는 경우에, 상기 샘플데이터의 상기 비교위치이외의 데이터에 암호복호화처리를 행하는 암호복호화장치를 구비한 것을 특징으로 하는 디스크램블장치.
9. 제7항에 있어서, 검출장치는 제1검출장치 및 제2검출장치로 구성되고, 제1검출장치는, 샘플데이터의 MSB가 「1」일 경우에는 MSB이외의 비트중에서 「0」이 되는 가장 상위의 비트를 최상위유의 비트로서 검출하고, 상기 샘플데이터의 MSB가 「0」일 경우에는 MSB이외의 비트중에서 「1」이 되는 가장 상위의 비트를 최상위유의 비트로서 검출하고, 검출한 상기 최상위유의 비트보다 하위의 비트위치의 전부 혹은 일부를 피암호화데이터위치로 하고, 그 이외의 데이터위치를 비암호화데이터위치로서 표시하는 제1검출데이터를 출력하고, 제2검출장치는, 상기 샘플데이터의 1비트이상을 비교위치로 해서, 상기 샘플데이터의 상기 비교위치의 데이터와 금칙코드의 상기 비교위치의 데이터가 일치하는지 어떤지를 비교하고, 비교한 결과를 제2검출데이터로서 출력하는 것을 특징으로 하고, 암호화장치는, 상기 샘플데이터와 상기 검출장치로부터 출력되는 상기 제1검출데이터 및 제2검출데이터를 입력으로 하고, 상기 샘플데이터의 상기 제1검출데이터에 의해 표시되는 피암호데이터위치에 대해서, 암호복호화를 행할때에, 적어도 상기 제2검출데이터가 일치를 표시하는 경우에는, 상기 샘플데이터에는 암호화처리를 행하지 않는 것을 특징으로 하는 디스크램블장치.
10. 복수의 서브밴드데이터로 구성되고, 개개의 상기 서브밴드데이터는 진폭정보와, 상기 진폭정보에 의해서 정규화한 후에 양자화한 양자화데이터를 적어도 가진 디지틀음성부호를 스크램블·디스크램블하는 스크램블시스템에 있어서, 디지틀음성부호의 개개의 상기 서브밴드데이터는 비트할당정보, 진폭정보 및 상기 진폭정보에 의해서 정규화된 후에 상기 비트할당정보에 표시되는 비트수로 양자화된 양자화데이터를 가진 것을 특징으로 하고, 상기 스크램블시스템은 스크램블장치, 디스크램블장치로 구성되고, 상기 스크램블장치는 상기 디지틀음성부호를 입력하고, 상기 디지틀음성부호의 상기 비트할당정보로부터, 전부 또는 일부의 상기 서브밴드데이터의 상기 양자화데이터의 위치를 검출하고, 검출한 위치의 상기 양자화데이터에 대해서 암호화처리를 행하고, 상기 진폭정보에 대해서는 암호화처리를 행하지 않는 암호화장치로 구성되고, 상기 디스크램블장치는 상기 스크램블장치로부터 출력되는 상기 디지틀음성부호를 입력하고, 상기 디지틀음성부호의 상기 비트할당정보로부터 전부 또는 일부의 상기 서브밴드데이터의 상기 양자화데이터의 위치를 검출하고, 검출한 위치의 상기 양자화데이터에 대해서 암호복호화처리를 행하고, 상기 진폭정보에 대해서는 암호복호화처리를 행하지 않고, 상기 암호복호화처리는 상기 암호화장치에 있어서의 암호화처리의 역변환인 것을 특징으로 하는 스크램블시스템.
11. 복수의 서브밴드데이터를 가지고, 개개의 상기 서브밴드데이터는 진폭정보와 상기 진폭정보에 의해서 정규화한 후에 양자화된 양자화데이터를 적어도 가진 디지틀음성부호를 스크램블하는 스크램블장치에 있어서, 디지틀음성부호의 개개의 상기 서브밴드데이터는 비트할당정보, 진폭정보 및 상기 진폭정보에 의해서 정규화된 후에 상기 비트할당정보에 표시되는 비트수로 양자화된 양자화데이터를 가진 것을 특징으로 하고, 상기 디지틀음성부호를 입력하고, 상기 디지틀음성부호의 상기 비트할당정보로부터 전부 또는 일부의 상기 서브밴드데이터의 상기 양자화데이터의 위치를 검출하고, 검출한 위치의 상기 양자화데이터에 대해서 암호화처리를 행하고, 상기 진폭정보에 대해서는 암호화처리를 행하지 않는 암호화장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 스크램블장치.
12. 복수의 서브밴드데이터를 가지고, 개개의 상기 서브밴드데이터는 진폭정보와 상기 진폭정보에 의해서 정규화한 후에 양자화된 양자화데이터를 적어도 가진 디지틀음성부호이고, 스크램블처리가 실시된 디지틀음성부호를 디스크램블하는 디스크램블장치에 있어서, 디지틀음성부호의 개개의 상기 서브밴드데이터는 비트할당정보, 진폭정보 및 상기 진폭정보에 의해서 정규화된 후에 상기 비트할당정보에 표시되는 비트수로 양자화된 양자화데이터를 가진 것을 특징으로 하고, 상기 디지틀음성부호를 입력하고, 상기 디지틀음성부호의 상기 비트할당정보로부터, 전부 또는 일부의 상기 서브밴드데이터의 상기 양자화데이터의 위치를 검출하고, 검출한 위치의 상기 양자화데이터에 대해서 암호복호화처리를 행하고, 상기 진폭정보에 대해서는 암호복호화처리를 행하지 않고, 상기 암호복호화처리는 상기 암호화처리의 역변환인 것을 특징으로 하는 디스크램블장치.