KR0184313B1

KR0184313B1 - 디지털영상신호를 스크램블 및 디스크램블해서 전송하는 스크램블전송장치

Info

Publication number: KR0184313B1
Application number: KR1019940007321A
Authority: KR
Inventors: 스스무 이바라키; 노보루 컷타; 세이지 나카무라; 히로키 무라카미
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 1993-04-09
Filing date: 1994-04-08
Publication date: 1999-05-01
Also published as: KR940025348A; EP0619677A2; US5546461A; EP0619677A3

Abstract

본 발명의 스크램블전송장치는, 압축처리와, 복수의 화소로 이루어진 데이터 단위에 의하여 새로운 영상신호를 생성하는 재구축처리를 실행하는 시스템에 적용되는 것으로, 스크램블장치(12)와 디스크램블장치(16)로 구성된다. 스크램블장치(12)는, 압축 후에 처리하며, DES등의 블록암호화를 사용해서, 복수의 데이터단위에 걸쳐지지 않고, 모든 데이터단위에 대해서 동일한 처리에 의하여, 적어도 저주파성분(22)을 암호화한다. 또는, 데이터단위를 프레임내에서 교체하는 블록교체장치(111)와, 데이터단위내의 모든 화소를 레벨반전하는 반전장치(112)에 의해 구성되고, 압축 전에 처리하여, 동일한 신(scene)의 모든 프레임에는 동일한 처리를 행하는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

디지털영상신호를 스크램블 및 디스크램블해서 전송하는 스크램블전송장치

제1도는 제1실시예의 스크탬블전송장치의 블록도.

제2도는 압축장치(11)에서 생성되는 압축블록의 구성과, 스크램블장치(12)에서 암호화를 행하는 위치를 표시한 설명도.

제3도는 제1실시예의 스크램블전송장치의 스크램블장치(12)의 블록도.

제4도는 제1실시예의 스크램블전송장치의 스크램블장치(16)의 블록도.

제5도는 화상블록의 구성을 표시한 설명도.

제6도는 1프레임의 영상신호가 복수의 화상블록에 의해 분할되는 배열을 표시한 설명도.

제7도는 각 Xi에 있어서의 각 화상블록의 위치를 표시한 설명도.

제8도는 압축장치(11)의 블록도.

제9도는 제2실시예의 스크램블전송장치의 블록도.

제10도는 스크램블장치(91)의 블록도.

제11도는 스크램블처리장치(104)의 블록도.

제12도는 반전장치(112)에 있어서의 반전처리의 설명도.

제13도는 디스크램블장치(92)의 블록도.

제14도는 디스크램블처리장치(132)의 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 압축장치 12 : 스크램블장치

13 : 기록장치 14 : 기록매체

15 : 재생장치 16 : 디스크램블장치

17 : 신장장치 18 : 디지털영상기록재생장치

21 : 제어데이터 22 : 저주파성분

23 : 고주파성분 24 : 압축블록고주파성분

25 : 피암호화데이터위치

26 : 암호화되지 않은 부분 데이터위치

31 : 분할장치 32 : 블록암호화장치

33 : 합성장치 41 : 분할장치

42 : 블록복호화장치 43 : 합성장치

81 : 입력셔프링장치 82 : 부호화장치

91 : 스크램블장치 92 : 디스크램블장치

101 : 신체인지검출장치 102 : 난수의 시드발생장치

103 : 난수발생장치 104 : 메모리판독기록장치

111 : 블록교체장치 112 : 반전장치

113 : 메모리장치 114 : 메모리판기록장치

131 : 난수발생장치 132 : 디스크램블처리장치

141 : 볼록역교체장치 142 : 메모리판독기록제어장치

본 발명은, 디지틸영상신호를 유선이나 무선이나 축적미디어에 의해 송수신 또는 기록재생하는 디지털영상전송시스템에 있어서, 그 내용의 비밀을 보장하기 위하여 사용하는 스크램블전송장치에 관한 것이다.

종래의 스크램블전송장치에 대해서는 미국특허출원(USP-5,208,857:Method and Device for scrambling-unscrambling Digital Image Data by Telediffusion de France, 출원번호 690,839, 출원일 1991, 4, 24)에 개시되어 있다. 상기 종래의 스크램블전송장치는 DCT(이산코사인 변환)의 압축방법에 따라서, 영상신호를 복수의 화소로 이루어진 DCT블록단위로 압축한 다음에, 압축된 신호를 전송하는 디지털 영상전송시스템에 사용된다. 종래의 스크램블전송장치의 동작을 간단히 설명하면, 압축저리전의 영상신호에 대해서 DCT블록의 교체에 의해 스크램블처리를 실현하고, 스크램블처리와는 반대의 교체에 의해 디스크램블처리를 실현한다. 이 스크램블처리에 의하면, 각 DCT블록에 위치한 영상신호는 변화하지 않으므로, 압축효율에 영향을 주지 않고 영상의 스크램블 처리를 실현할 수 있다.

그런데, 디지털영상전송시스템의 하나로, ( C. Yamamitsu, 4. Ide, T. Juri, H. Ohtaka : A study on Trick Plays for Digital VCR, LEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. 37, No. 3(August 1991) )에 개시된 바와 같이, 기록된 영상의 재생시에 착오의 보간처리를 행하고 또한 기록된 영상의 재생시에 고속 재생처리를 행하는 디지털영상기록재생시스템이 있다. 이와 같은 보간처리나 고속재생처리를 행하는 시스템에 종래의 스크램블전송장치를 적용한 경우에, 다음과 같은 문제가 발생한다.

이 디지털영상기록재생시스템에서 보간처리와 고속 재생처리는 각각 복수의 DCT블록으로 구성되는 SYNC블록단위로 처리된다. 상기 보간처리는, 착오가 있는 SYNC블록을 선행 프레임의 동일위치에 위치하는 SYNC블록으로 치환하는 처리이다. 또, 고속재생처리는, 각 프레임의 SYNC블록의 위치를 변화시키지 않고, 복수의 프레임으로부터 SYNC블록을 모아서 1 프레임의 영상신호를 생성하는 처리이다.

상기한 바와 같이, 이들 보간처리와 고속재생처리는, 복수의 프레임으로 구성된 영상신호를 처리의 대상으로 하고, 각 프레임에서 SYNC블록의 위치를 변경하지 않고, 프레임사이에서 SYNC블록의 이동 또는 솎아내기(thinning out)을 행하여 새로운 영상신호를 생성하는 처리이다. 다시말하면, 원래의 영상신호의 SYHC블록을 사용해서 새로운 영상신호를 생성하는 처리이다.

이와같은 처리를 SYNC블록에 의한 영상의 재구축처리라고 칭한다. 또, 마찬가지의 처리를, SYNC블록이외의 데이터단위에 의해서 행하는 것도 가능하며, 이 경우, 데이터단위에 의한 영상의 재구축처리로 칭한다.

상기와 같은 보간처리나 고속재생처리등의 SYNC블록에 의한 영상의 재구축처리를 종래의 스크램블전송장치의 스크램블처리와 디스크램블처리의 단계에서 행하는 경우에 다음과 같은 문제가 발생한다.

스크램블처리시에 SYNC블록의 위치를 변경한 후 SYNC블록을 사용하여 영상의 재구축처리가 행하여진 영상신호에는, 스크램블처리된 영상신호의 복수의 SYNC블록으로 구성된 혼합프레임이 존재한다. 다음에, 스크램블처리에서 교체된 처리와 역과정의 교체처리에 의해서 즉, 디스크램블처리에 의해서 DCT블록이 원래의 위치로 복귀된다. 그러나 혼합프레임에 대해서는 복수의 원래의 프레임중에서 1프레임이 디스크램블된다. 따라서, 다른 프레임으로부터 가져온 SYNC블록은 원래의 위치로 항상 복구될 수 없다. SYNC블록에 의한 영상의 재구축처리를 스크램블처리와 디스크램블처리의 사이의 단계에서 행하는 경우, 디스크램블처리를 정확하게 행하는 것을 상기 영상의 재구축처리에 의해 항상 달성할 수 없다.

예를 들면, 보간처리의 경우에는 현행 프레임의 1개의 SYNC블록이 선행 프레임의 SYNC블록으로 치환된다. 이 SYNC블록내에서, 보간처리전의 CCT블록과 보간처리후에 DCT블록은, 프레임에서 스크램블처리를 행하기전의 위치와 동일한 위치에 항상 위치하지 않는다. 디스크램블 처리시에, 보간처리 전의 SYNC블록의 DCT블록이 원래의 위치로 복귀된다. 따라서, 보간처리 후의 싱크블록내의 DCT블록은 정확한 위치로 항상 복구되지 않는다.

상기한 바와 같이, 종래의 스크램블장치를 보간처리 및 고속재생처리를 행하는 디지틸영상기록재생시스템에 사용한 경우에, 디스크램블저리를 항상 정확하게 행할 수 없다고 하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 스크램블전송장치는, 예를 들면 일본국특원평 5-37691(출원인: 일본국 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤, 1993년 2월 17일출원)에 개시되어 있는 방법으로 영상을 압축해서 기록하는 디지털영상기록재생장치에 적합하지 않으며, 그 이유는 다음과 같다.

상기 디지털영상기록재생시스템은, 영상신호를 압축처리한 후에 기록하고, 재생시에 압축처리의 신장을 행한다. 압축처리는, 1프레임의 영상신호를 KT블록이 6개로 이루어진 화상블록으로 분할하고, 각 화상블록내의 화소데이터 간의 상관이 높은 것을 이용해서 압축을 행한다. 구체적으로는 분할 후의 각 화상블록의 각 DCT블록에 대하여 97에 의한 데이터변환을 행하고, 변환 후의 데이터에 적응양자화(adaptive quantizing), 가변길이부호화를 행함으로써 부호화한다. 적응양자화는, 소정수의 화상블록으로 이루어진 화상블록군의 부호가 일정길이가 되도록, 각 DCT블록의 변환 후의 데이터로 할당하는 비트수를 결정하여, 양자화하는 처리이다.

이 종래의 디지틸영상기록재생시스템에서는, 6개의 DCT블록으로 이루어진 화상블록의 복수개가 모인 화상블록군에서 고정길이가 되도록 적응양자화가 행하여지고 있다. 따라서, 종래의 스크램블전송장치에 의해서 DCT블록을 교체하는 처리가 행하여진 경우에는, 각 화상블록군내의 DCT블록의 구성이 변화되므로, 적송양자화에 의한 비트를 할당하는 배열이 변화하여, 압축효울이 변화한다. 이 때문에, 재생화상이 열화될 가능성도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 종래에의 스크렘블전송장치에서는, 적응양자화방법에 따라서 압축처리를 행하는 디지털영상기록재생시스템에 신호가 전송되기 전의 영상신호에 대해서, 스크램블을 행한 경우, 압축효율이 변화하여, 그 재생화상은 원래의 화상과 비교해서 열화될 가능성이 있다고 하는 문제를 초래한다.

본 발명은, 종래의 스크램블전송장치의 상기 문제점을 해결하는 것으로, 본 발명의 제1목적은 스크램블처리를 행한 후에, 데이터단위를 사용하여 영상신호에 대해 보간처리나 고속재생처리를 행하는 영상의 재구축처리를 행하여도, 스크램블 처리를 정확하게 할 수 있고, 또한 원래의 연상신호를 스크램블된 영상신호로부터 얻을 수 없도록 하는 스크램블전송장치를 제공하는데 있다.

또, 본 발명의 제2목적은, 적응양자화방법을 사용하는 압축처리를 수반하는 디지털통신시스템에 사용하는 경우에, 압축처리전에 스크램블처리를 행하는 스크램블장치로서 재생화상에 열화가 발생하지 않고, 또한 충분히 높은 안전성을 얻는 스크램블 처리를 행할 수 있는 스크램블 장치를 제공하는데 있다.

제1발명의 스크램블전송장치는, 프레임의 동일한 위치의 데이터단위를 사용하여 동일한 처리 방식으로 스크램블 처리를 행한다. 이에 의하면, 데이터단위에 의한 영상의 재구축처리의 전후의 영상신호는 동일처리에 의해 스크램블되어 있는 것으로 되어, 데이터단위에 의한 영상의 재구축처리 후의 영상신호를 정확하게 스크램블 할 수 있어, 제1목적을 달성할 수 있다.

바람직하게는 나중에 설명될 DES(Data Encryption Standard)등의 블록암호에 의해 상기한 스크램블처리를 행하면, 안정성을 한층 더 보증할 수 있다. 그 이유는 상기와 같이 몇개의 데이터단위를 동일한 처리방식으로 스크램블하는 제한이 제1발명에서 제공되고, 따라서 상기한 제한에 의거하여 스크램블을 복원하는 방법 즉, 스크램블된 영상신호의 스크램블 방법에 대응하는 디스크램블방법을 해석할 가능성이 있기 때문이다.

그러나, 블록암호는 많은 데이터를 동일한 처리방식으로 암호화하기 위해 만들어진 것이며, 충분한 안전성을 보증할 수 있는 암호방법이다. 따라서, 블록암호를 사용하면 몇 개의 데이터단위를 동일한 처리방식으로 암호화하는 경우 뿐만 아니라, 모든 데티어단위를 동일한 방식으로 암호화하는 경우에도 높은 안전성을 보증할 수 있다. 이에 의하면, 제어나 회로가 보다 간단하게 할 수 있는 이점과 함께, 사용하는 시스템의 데이터단위에 의한 영상의 재구축처리시에 데이터단위의 프레임내의 위치의 한정에 필요하지 않으며, 자유롭게 바꿀 수 있다고 하는 이점이 있다.

또 바람직하게는, 적어도 영상신호의 저주파성분을 스크램블 처리하는 구성으로 하면, 충분한 안전성을 유지하면서, 임의의 블록암호를 사용할 수 있다고 하는 이점이 있다. 이 이유를 이하에 설명한다. 블록암호를 사용해서 데이터단위로 완결된 처리를 행하는 경우에, 암호화할 수 없는 부분을 발생시키지 않기 위해서는, 한계의 데이터단위내에서 암호화될 부분의 데이터길이를 나머지 없이 정확하게 나눌 수 있도록 블록암호화의 1블록의 데이터길이가 결정되지 않으면 안되므로, DES등의 기존의 블록암호를 사용할 수 없는 경우도 발생한다. 그러나, 저주파성분을 반드시 스크램블처리함으로써, 처리하지 않은 부분은 고주파성분에서만 가능하게 발생한다. 상기한 사실에 의해 스크램블된 화상으로부터 원래의 화상을 추측하는 것은 곤란하게 되어, 충분한 안전성을 유지하면서 임의의 블록암호를 사용할 수 있다.

또, 본 발명의 제2 발명은, 프레임내의 데이터단위의 데이터단위의 위치를 제어신호의 명령에 의해 교체하는 교체처리 및 제어신호에 의해 지정된 데이터단위를 반전하는 반전처리를 행하여, 동일한 장면내의 프레임에 대해서는, 동일한 교체처리 및 동일한 반전처리에 의해 스크램블을 행한다. 이에 의하면, 스크램블처리후에 데이터단위에 의한 영산의 재구축처리를 행하여도, 동일한 장면내에서는, 각각의 데이터단위를 프레임내의 정확한 위치로 복귀하고, 또한 반전을 원래대로 정확하게 복귀할 수 있다.

또한, 데이터단위가 압축처리시에 처리되는 블록으로 구성되어 있는 경우에는, 교체처리에 의해 각 압축처리의 볼록내의 신호는 변화하지 않으므로, 압축효율에 영향을 미치지 않는다. 또, 반전처리는 압축처리의 블록내의 모든 화소신호를 반전한다. 따라서, 화소신호간의 상관은 스크램블 전후의 단계에서 변화하지 않고 이에 의해 압축효율은 변화하지 않는다. 상기한 구성에 의해 제2발명에 의한 장치에서는 재생화상을 열화시키는 일이 없다.

또, 본 발명의 제3발명은, 난수의 제어에 의거하여, 입력데이터를 고정길이로 압축처리되는 단위인 압축볼록군의 교체에 의해 스크램블을 실현한다. 이에 의하면, 각 압축블록군, 즉 고정길이로 압축처리되는 데이터단위내의 화소신호가 전혀 변화하지 않으므로, 스크램블처리의 전후에 완전하게 동일한 처리를 행할 수 있다. 따라서, 스크램블의 영향에 의한 열화가 재생화상에 전혀 발생하지 않는다. 또한, 압축처리 전에 얻은 각 압축블록군과, 압축처리 후에 얻은 각 압축블록군은, 서로 다른 고정길이를 가지고, 1개의 압축처리 전의 압축블록군은 1개의 압축처리 후의 압축블록군과 대응한다. 따라서, 스크램블되는 위치가 압축 전이나 압축 후에 동일하여도, 압축블록군단위로 스크램블처리를 행함으로써, 동일한 스크램블신호를 얻을 수 있다 한편, 디스크램블되는 위치가 압축의 신장 전이나 신장 후 동일하여도, 신장블록군단위로 디스크램블처리를 행함으로써 동일한 디스크램블 신호를 얻을 수 있다.

본 발명은, 스크램블장치 및 디스크램블장치를 종래의 디지털기록재생장치에 적용해서 스크램블전송장치를 구성하는 것이다. 이하, 본 발명의 제1실시예에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 제1도는, 본 발명의 스크램블전송장치를 표시한 것이다. 제1도에 있어서, (12)는 스크램블장치, (16)은 디스크램블장치, (18)은 디지털기록재생장치, (11)은 압축장치, (13)은 기록장치, (14)는 기록매체, (15)는 재생장치, (17)은 신장장치이다.

상기한 바와같이, 제1도에 표시한 제1실시예의 스크램블전송장치로부터 스크램블장치(12) 및 디스크램블장치(16)를 제외한 점선으로 둘러싸인 부분은, 종래의 디지털기록재생장치(18)가 된다. 이 디지털 기록재생장치(18)의 동작에 대해서는 문헌1(일본국 마쯔시다덴기산교(주)로부터 출원된 일본국특허출원평 5-37691호 공보, 1994년 2월에 외국출원예정)과, 문헌 2(C. Yamamitsu, 4. Ide, T. Juri, H. Ohtaka: A Study on Trick Plays for Digital VCR, IEEE Transaction on Consumer Electronic, Vol. 37, NO. 3, August 1991)등에 개시되어 있다. 먼저, 이들의 동작을 간단히 설명한다.

압축장치(11)는 문헌 1 및 문헌 2에 개시된 압축처리의 동작을 행하는 것이며, 화상블록단위로 데이터변환을 행하는 DCT(이산코사인 변환), 소정수의 화상블록으로 이루어진 화상블록군단위로 일정길이가 되도록 데이터변환 후의 데이터에 비트를 할당하는 적응양자화, 가변길이부호화를 조합해서 데이터량의 삭감을 행하는 것이다. 제1 실시예의 압축장치(11)의 구성을 제8도에 표시한다. 제8도에 있어서, (81)은 입력셔플링장치, (82)는 부호화장치이다.

입력셔플링장치(81)는 복수의 프레임으로 구성되는 4:1:1의 콤포넌트신호형식의 표준 TV신호를 입력신호로 한다. 여기서, 각 프레임은, 휘도를 표시하는 Y프레임과, 색차를 표시하는 B-Y프레임 및 R-Y프레임으로 구성된다. 또한, Y프레임은 2필드로 이루어지며, 각 필드는 240주사선으로 구성되고, 각 주사선은 720화소로 구성된다. 또한, B-Y프레임 및 R-Y프레임은, 각각 2필드로 이루어지며, 각 필드는 240주사선으로 구성되어, 각 주사선은 180화소로 구성된다. 입력셔플링장치(81)는, 이와 같은 입력신호에 대해서, 먼저 1프레임의 영상신호를 KT블록으로 분할하고, 또 DCT블록을 6개 모아서, 화상블록으로 한다. 이하에 화상블록의 구성에 대해서 상세히 설명한다.

표준 텔레비젼의 화상블록의 구성을 제5도에 표시한다. 화상블록은, 제5도에 표시한 바와같이, 6개의 DCT블록으로 구성되고, 6개의 DCT블록은, 8 [화소/주사선] × 4(주사선/필드) × 2(필드)로 이루어진 Y신호블록이 4개, R-Y신호블록이 1개, B-Y신호블록이 1개로 구성된다 여기서, Y신호블록, R-Y신호블록, B-Y신호블록은, 각각, Y프레임, R-Y프레임, B-Y프레임에 존재하고 동일한 화상블록내의 R-Y신호블록과 B-Y신호블록과, 4개의 Y신호블록은, 동일한 프레임의 동일한 영역을 부호화하여 얻은 신호이다.

또, 1프레임의 표준 텔레비젼신호의 화상블록을 제6도에 표시한다. 제6도에 있어서, 가장 작은 4각형이 화상블록에 상당한다. 제6도에 있어서, 굵은선으로 구분되고, 또한 복수의 분할된 화상블록으로 구성되는 각 부분을 Xi로 표시한다. 이 경우에, X는 가로방향의 위치를 표시하고, A니지 E로 치환된다. 또, i는 세로방향의 위치를 표시하고, 0내지 9로 치환된다. 제6도에 표시한 바와같이, 1프레임의 표준텔레비젼신호는 50개의 Xi로 구성되고, Xi는 27개의 화상블록으로 구성된다.

또, 각 Xi에 있어서의 화상블록을 제7에 표시한다. 제7도에 표시한 바와 같이 각 Xi의 각 화상블록에는 번호가 부여되어 있다. 여기서, 각 화상블록을 Xi,j로 표시하면 X 및 i는 Xi와 동일하며, j는 제7도에 표시한 각 Xi에 있어서의 각 화상블록의 위치를 표시하고, 0내지 26으로 치환된다.

상기한 바같이 화상블록이 구성된 후, 입력셔플링장치(81)는, 분할된 화상블록을 모아서, 화상블록군 Vi, j을 출력한다. 이경우에, 화상블록 Vi,j는 이하의 식과 같이 5개의 화상블록을 모아서 구성된다.

여기서 i=0∼9, j=0∼26이며, n mod10은 n을 10으로 나눈 나머지를 의미한다. 즉, 표준텔레비젼 신호의 1프레임의 영상데이터는 270개의 화상블록군으로 분할된다. 다음에, 부호화장치(82)는, 화상블록군 Vi,j를 입력하고, DCT법을 사용하여 각 화상블록군의 각 화상블록내의 97블록의 데이터를 주파성분으로 변화하고, 이에 의해 변화데이터를 구하여 출력한다. 다음에, 화상블록군의 변환데이터를 가변 길이부호화에 의해서 압축하여, 압축데이터로 한다. 이때, 압축된 각 화상블록군이 고정길이를 가지도록 데이터변화시의 각 주파성분에 비트를 할당하는 것을 변경하는 적응양자화처리를 행한다. 이때, 압축된 화상블록군은, 각 화상블록에 대응하는 5개의 압축블록으로 분할되고, 각 압축블록은 대응하는 화상블록의 저주파성분과 고주파성분 및 동일한 화상블록군의 다른 화상블록이 고주파성분을 포함한다. 이 압축블록의 구성을 제2도(a)에 표시한다. 제2도(a)에 표시한 바와 같이, 모든 압축블록은 동일한 레이터길이와 동일한 구성을 가지고, 각각의 압축블록은, 제어데이터(21), 저주파성분(22), 고주파성분(23), 다른 화상블록의 고주파성분(24)으로 구성된다. 마지막으로 상기한 구성을 가지는 압축블록을 출력한다.

기록장치(13)는 기록동작을 행하는 것이며, 제2도(a)와 같은 구성의 압축블록에 데이터를 부가함으로써 문헌 1 및 문헌 2에 개시된 SYNC블록을 생성하여 기록매체(14)에 기록한다. 여기서, 한 개의 압축블록이 한 개의 SYNC블록에 대응한다. 또한, 기록매체 (14)는 문헌 1 및 2에 개시된 테이프이다. 재생장치(15)는 재생동작과 문헌 2에 개시된 보간처리와 고속재생의 동작을 이행하며, 기록매체(14)로부터 SYNC블록을 재생하고, 이 SYNC블록으로부터 압축블록을 생성해서 출력한다. 이때, 상기와 같이, 재생장치(15)는, 착오가 있는 SYNC블록을 선행프레임의 SYNC블록으로 치환하는 보간처리를 행한다. 또, 재생장치(IS)는, 고속재생제어정보의 명령에 따라, 복수의 프레임의 SYNC블록으로부터 1매의 재생프레임을 생성하는 고속재생처리를 행한다. 끝으로, 신장장치(17)는 압축볼록으로부터 출력영상신호를 생성하기 위해 압축장치(11)에 의해 압축된 압축블록을 신장하는 신장처리를 행한다.

다음에, 스크램블장치(12) 및 디스크램블장치(16)의 동작에 처해서 상세히 설명한다.

스크램블장치(12) 및 디스크램블장치(16)는, 블록암호를 사용해서 처리를 행한다. 이 블록암호는, IBM에 의해 출원된 일본국특공소 59-36463호의 [암호장치](우선권주장: 미국 552685)에 그 예가 개시되어 있다. 여기서, 이 문헌에 의해 개시되어 있는 암호장치는, DES(Data Encryption Standard)로 호칭되는 암호장치이다. 이 암호는 64비트를 1개의 블록으로서 암호화 복호화처리하는 것으로, 암호화시에는 64비트로 이루어진 평문블록(normal statement block)을 키의 지시에 따라서 스크램블하고, 이에 의해 64비트의 암호블록을 얻는다. 한편, 복호시에는 64비트의 암호블록을, 그 암호화시에 사용한 것과 같은 키를 사용해서 스크램블의 역변환을 행하고, 이에 의해 64비트의 평문블록을 복구한다. 제1실시예의 스크램블장치(12) 및 디스크램블장치(16)는 DES를 사용해서 처리를 행한다.

스크램블장치(12)는, 키데이터와 압축장치(11)에서 압축되어 형성된 압축블록을 입력하고, 키데이터의 명령에 의해 압축블록을 64비트의 블록암호화에 의해 스크램블해서 출력한다. 이때에, 복수의 압축블록에 암호화의 블록이 걸쳐지지 않도록 암호화처리를 행한다. 또한, 스크램블장치(12)는 모든 압축블록에 대해서 동일키를 사용해서 동일한 스크램블처리를 행한다.

제3도는 본 발명의 제1실시예의 스크램블장치(12)의 구성도를 표시하는 것이며, (31)은 분할장치, (32)는 블록암호화장치, (33)은 합성장치이다. 본 발명의 제1실시예의 스크램블장치(12)의 동작에 대하여 도면을 사용하여 이하 설명한다.

먼저 분할장치(31)는, 압축블록으로부터 암호화를 행하는 위치의 데이터를 피암호화데이터로서 인출해서 출력한다. 여기서, 피암호화데이터의 크기는 64비트이다. 분할장치(31)는, 압축블록으로부터 1개 이상의 피암호화데이터를 인출한다. 다음에 블록암호화장치(32)는, 키데이터 및 분할장치(31)로부터 출력된 피암호화데이터를 입력하고, 입력한 키데이터의 제원에 의거하여 블록암호화방식에 의해 암호화를 행하고, 암호화데이터로서 출력한다. 다음에 합성장치(33)는 압출블록과, 암호화장치(32)로부터 출력된 암호화데이터를 입력하고, 그들을 합성해서 암호화압축 블록으로서 출력한다. 이때, 합성장치(33)는, 분할장치(31)에 의해 압축블록중에서 피암호데이터가 인출된 위치에서 암화화데이터를 합성한다.

이하에 도면을 사용해서 제1실시예의 스크램블장치의 동작을 더 상세히 설명한다.

제2도는, 제1실시예의 스크램블장치의 입력데이터의 패키트(packet)에서 암호화하는 부분을 표시한 설명도이다. 제2도(a)는 상기한 바와같이 압축블록의 구성을 표시한다. 또, 제2도(b)는, 암호화처리위치를 표시하고, (25)는 피암호화 데이터위치를 표시하고, (26)은 암호화를 행하지 않는 데이터위치를 표시하는 블록이며, 1개의 피암호화데이터위치(25)는 64비트에 상당한다.

제2도에 표시한 바와같이, 한 개의 압축블록에는 4개의 피암호화데이터위치(25)가 있고, 4개의 피암호화데이터위치(25)를 합친부분은, 저주파성분(22)의 모든 부분과 고주파성분(23)의 일부분을 포함하고 있다. 분할장치(31)에서는, 입력데이터로부터 피암호데이터위치(25)의 데이터를 피암호화데이트로서 출력한다.

또, 디스크램블장치(16)는, 스크램블장치(12)에 입력된 것과 동일한 키와 재생장치(15)에 의해 재생된 압축블록을 입력하여, 키의 명령에 따라 압축블록을 64비트블록복호화에 의해 디스크램블해서 출력한다. 이 때에, 디스크램블장치(16)는 모든 압축블록에 대해서 스크램블장치(12)가 피암호화 데이터위치로서 선택한 것과 동일한 위치의 데이터를 스크램블장치(12)의 역변환이 되는 처리에 의하여 복호화한다.

제4도는 본 발명의 제1실시예의 디스크램블장치(16)를 표시한 것이다. 제4도에 있어서, (41)은 분할장치, (42)는 블록복호화처리를 행하는 블록복화화장치, (43)은 합성장치이다. 여기서 블록복호화처리란, 블록암호에 의해 암호화된 데이터에 대한 복호화처리를 말한다. 이상과 같이 구성된 제1실시예에의 디스크램블장치(16)의 동작에 대하여 이하 설명한다.

분할장치(41), 합성장치(43)는 제3도에 표시한 스크램블장치(12)와 완전히 동일한 동작을 행한다. 블록복호화장치(42)에서는, 키와 분할장치(41)로부터 출력되는 피암호화데이터를 입력하여, 키의 명령에 따라 피암호화데이터를 복호화해서 출력한다. 여기서 블록복호화장치(42)는 스크램블장치(16)의 블록암호화장치(32)에 의해 행한 처리의 역변환인 복호화처리를 행하는 것으로, 모든 분할데이터에 대해서 동일한 키에 의해 동일한 처리방식으로 복호화를 행한다.

이상과 같이 제1실시예에 의하면, 모든 SYNC블록을 동일처리에 의해 스크램블 및 디스크램블하고 있으므로, 재생장치(15)에서 보간처리나 고속재생처리가 행하여진 경우에도, 정확하게 복구할 수 있다. 그 이유는, 보간처리나 고속재생처리는 복수의 프레임으로 구성되는 영상신호로부터 SYNC블록을 모아서, 새로운 영상신호를 생성하는 처리이므로, 모든 SYNC블록을 동일한 처리에 의해 스크램블 및 디스크램블하면, 보간처리 및 고속재생처리후에 얻은 영상신호의 모든 SYNC블록도 정확하게 복구될 수 있기 때문이다.

또한, 모든 압축블록을 동일한 처리방식으로 스크램블한다고 하는 한정을 이용해서, 스크램블을 복구하는 방법이 유추될 수 있다. 그러나, 본 실시예에서는 많은 데이터를 동일한 처리방식으로 암호화하기 위해 제작된 암호방법인 블록암호를 사용하고 있으므로 불리한 점은 없다.

또, DES를 사용해서 SYNC블록에 의해 완결된 처리를 행하는 경우에, 암호화 되지 않는 부분(26)이 발생되나, 저주파성분에는 반드시 암호화처리가 실시되므로, 암호화되지 않는 부분(26)은 고주파성분 뿐이다. 주파수성분으로 분할된 데이터로부터 화상을 형성하는 경우에는, 저주파성분이 많은 화상의 특징을 표시하는 부분이다. 본 실시예에서는, 저주파성분은 모두 암호화되어 있으므로, 고주파성분이 복구되어도, 재생된 스크램블화상은 상당히 흐트러진 화상이 된다. 따라서, 스크램블 화상으로부터 그 원화상을 추측하는 것은 곤란해지고, 충분한 비빌을 얻을 수 있는 스크램블장치를 실현할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 제1실시예에 의하면, 보간처리나 고속재생처리를 하여도 정확한 복구가 가능하고, 충분히 높은 비밀을 전송장치를 구성할수 있다.

또한 본 발명의 제1실시예의 스크램블장치(12) 및 디스크램블장치(16)는, 64비트블록에서의 블록암호화를 사용해서 암호화처리를 행하였지만, 압축블록보다도 작으면 임의의 크기를 가 지는 블록에서 행한 다른 블록암호화를 사용해도 된다. 64비트이상의 블록을 사용하면 안정성은 더욱더 높아진다. 또, DES이외의 블록암호를 사용해도 된다. 또, 블록암호 이외의 난수의 가산이나 난수에 의한 블록의 교체 등의 방법에 의해 암호화를 행하여도 된다.

또한, 본 발명의 제1실시예의 스크램블장치(12) 및 러스크램블장치(16)에서는, 블록암호에 의해 모든 압축블록을 동일한 처리방식으로 스크램블하거나 디스크램블하였지만, 프레임의 동일한 위치의 압축블록에 대해서 동일한 영상의 스크램블 처리를 행하는 구성이면 어느 것이라도 된다.

또한, 제1실시예에 있어서는, 압축장치(11)는 제2도(a)에 표시한 바와같이 제어데이터(21), 저주파성분(22), 고주파성분(23) 및 다른 압축블록의 고주파성분(24)으로 구성되어 있는 압축블록을 생성하고, 스크램블장치(12)는 제2도(b)에 표시한 바와 같이 암호화를 행하지 않는 데이터위치(26) 또는 피암호화데이터위치(25)를 선택해서 암호화처리를 행하는 구성으로 하고 있다. 그러나, 압축장치(11)는 모든 압축블록이 동일한 길이이고 동일한 구성이면, 제어데이터(21), 저주파성분(22), 고주파성분(23) 및 다른 블록의 고주파성분(24)을 임의의 배열방법으로 한 구성의 압축블록을 생성해도 되고, 스크램블장치(12)는 저주파성분(22)의 전부가 암호화 되도록 피암호화데이터위치(25)를 선택하는 것이면, 어떠한 피암호화데이터위치(25)를 선택해도 된다. 이 경우 신장장치(17) 및 디스크램블장치(16)는, 각각 압축장치(11) 및 스크램블장치(12)에 대응한 구성일 필요가 있다.

또한, 제1실시예에 있어서는 압축장치(11)가 제2도 (a)에 표시한 바와 같이 제어데이터(21), 저주파성분(22), 고주파성분(23) 및 다른 압축블록의 고주파성분(24)으로부터 구성되는 압축블록을 생성하고, 스크램블장치(12)가 제2도 (b)에 표시한 바와같이 암호화를 행하지 않는 데이터위치(26)와 피암호데이터위치(25)를 선택해서 암호화를 행하는 구성으로 하고 있다. 그러나, 압축장치(11)가 직류성분과 교류성분에 의한 구성의 압축블록을 생성하는 경우에는, 스크램블장치(12)는 모든 직류성분이 암호화되도록 피암호화데이터위치(25)를 선택하는 구성으로 하면 된다.

이 경우, 영상신호는 직류성분이 기본으로 되어 생성되므로, 스크램블된 데이터로부터 원래의 화상을 유추하는 것은 곤란하다. 이 경우, 신장장치(17) 및 디스크램블장치(16)는, 각각 압축장치(11) 및 스크램블장치(12)에 대응하는 구성일 필요가 있다.

또한, 제1실시예에 있어서는 압축정치(11)가 제2도 (a)에 표시한 바와같이 제어데이터(21), 저주파성분(22), 고주파성분(23) 및 다른 압축블록의 고주파성분(24)으로부터 구성되는 압축블록을 생성하고, 스크램블장치(12)가 제2도 (b)에 표시한 바와 같이 암호화를 행하지 않는 데이터위치(26)와 피암호화데이터위치(25)를 선제어해서 암호화를 실행하는 구성으로 하고 있다. 그러나, 압축장치(11)가 고정길이데이터와 가변길이부호화데이터로 구성된 압축블록을 생성하는 경우에는, 스크램블장치(12)는 모든 고정길이데이터와 가변길이부호데이터의 선두가 암호화되도록 피암호화데이터위치(25)를 선택하는 구성으로 하면 된다. 이 경우, 가변길이부호데이터는 적어도 1비트의 착오가 있으면, 착오가 최악의 경우 리프레시될 때까지 착오를 포함하는 부호에 후속하는 단계에 착오가 전파된다. 가변길이부호의 암호화된 부분은, 가변길이부호의 규정에 일치하지 않는 무작위값으로 착오부호화와 마찬가지로 취급된다. 따라서, 가변길이부호의 선두가 앙호화되어 있으면, 이후, 암호화 되지 않은 부분이 존재하여도, 그 부분도 착오부호로서 판단될 가능성이 높고, 이에 의해 실제로 암호화처리에 의해 난수화된 이상의 효과를 가지게 되어, 보다 높은 비밀보장을 얻을 수 있는 스크램블장치를 구성할 수 있다. 또, 이 경우, 신장장치(17) 및 디스크램블장치(16)는, 각각 압축장치(11) 및 스크램블장치(12)에 대응하는 구성일 필요가 있다.

또한, 본 발명의 제1실시예의 재생장치(16)는, 보건처리와 고속재생처리를 행하고 있지만, 어느 한 쪽의 처리만을 실행하는 경우에도, 또는 기타의 임의의 데이터단위에 의한 영상의 제구축처리를 실행하는 경우에토, 그 처리 후의 영상을 정확하게 복구할 수 있는 스크램블전송장치를 구성할 수 있음은 물론이다.

한, 제1실시예의 스크램블장치에 있어서는 분할장치(31)와 합성장치(33)를 별도의 장치로 설치하고 있으나, 한번에 전송되는 입력데이터가 앙호화장치(32)에 있어서의 암호화블록의 크기보다 작은 경우는, 분할장치(31) 및 합성장치(33)에는 지연장치가 필요하게 된다. 이 경우에는, 분할장치와 합성장치를 1개의 장치로 구성하면, 지연장치를 공용화할 수 있고, 또 마찬가지의 효과를 얻게된다.

또한, 제1실시예의 스크램블장치(12) 및 디스크램블장치(16)는, 제3도 및 제4도에서 표시되는 구성으로 하고 있으나, 복수개의 압축블록에 걸쳐지지 않는 처리이고, 모든 압축블록을 동일처리에 의해 암호와 및 복호화하는 구성이면 어느 것 이어도 된다.

또한, 제1실시예의 스크램블장치(12) 및 스크램블장치(12) 및 디스크램블장치(16)는, 상기와 같은 디지틸영상기록재생시스템에 적총되고, 압축블록을 입력하고, 복수개의 압축블록에 걸쳐지지 않는 처리이고, 모든 압축블록을 동일한 처리에 의해 암화화 및 복호화하는 구성으로 하고 있으나 스크램블장치(12)와 디스크램블장치(16)의 사이에서 착오가 있는 데이터단위를 근처의 데이터반위로 교체하는 보간처리가 행하여지는 임의의 시스템에 적용하는 경우에는 복수개의 데이터단위에 걸쳐지지 않는 처리이고, 모든 데이터단위를 같은 처리에 의해 암호화 및 복호화하는 구성이면 되고, 적용하는 시스템의 보간처리를 실현할 수 있는 스크램블전송장치를 구성할 수 있다.

또한, 제1실시예의 스크램블장치(12) 및 디스크램블장치(16)는, 상기와 같은 디지털영상기록재생시스템에 적용되어, 압축블록을 입력하고, 복수개의 압축블록에 걸쳐지지 않는 처리이고, 모든 압축블록을 동일처리에 의해 암호화 및 복호화하는 구성으로 하고 있으나, 스크램블장치(12)와 디스크램블장치(16)의 사이에서 복수의 프레임으로부터 데이터단위를 모아서 재생프레임을 생성하는 고속재생처리를 실행하는 임의의 시스템에 적총하는 경우에는 복수개의 데이터단위에 걸쳐지지 않는 처리이고, 모든 데이터단위를 동일처리에 의해 암호화 및 복호화하는 구성이면 되고, 고속재생처리를 실현할 수 있는 스크램블전송장치를 구성할 수 있다.

또한, 제1실시예의 스크램블장치(12) 및 디스크램블장치(16)는, 상기와 같은 디지털영상기록재생시스템에 적용되고, 압축블록을 입력하고, 복수개의 압축블록에 걸쳐지지 않는 처리이고, 모든 압축블록을 같은 처리에 의해 암호화 및 복호화하도록 구성하고 있으나 데이터단위에 의한 영상의 재구축처리를 행하는 임의의 시스템에 적용하는 경우에는, 복수계의 데이터단위에 걸쳐지지 않는 처리이고, 모든 데이터단위를 동일처리에 의해 암호화 및 복호화하는 구성이면 되고, 데이터단위에 의한 영상의 제구축처리를 실현할 수 있는 스크램블전송장치를 구성할 수 있다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 제9도는 본 발명의 제2실시예의 스크램블전송장치의 구성도를 표시한 것이다.

제9도에 있어서, (91)은 스크램블장치, (11)은 압축장치, (13)은 기록장치, (14)는 기록매체, (15)는 재생장치, (17)은 신장장치, (92)는 디스크램블장치이다. 여기서, 압축장치(11), 기록장치(13), 기록매체(14), 재생장치(15), 신장장치(17)에 대해서는, 제1실시예에 있어서의 같은 부호의 각각의 장치와 마찬가지의 동작을 행한다. 화상블록, 화상블록군등에 대해서도 제1실시예와 마찬가지로 구성된다. 여기서는, 스크램블장(91) 및 디스크램블장치(92)에 대해서, 그 동작을 설명한다.

제10도는 스크램블장치(91)의 구성도이다. 제10도에 있어서, (101)은 신체인지 검출장치(scene change detector)(102)는 난수의 시드발생장치(seed of random number generator), (103)은 난수발생장치, (104)는 스크램블처리장치이다.

이상과 같이 구성된 이 실시예의 스크램블장치의 동작을 이하 설명한다. 신체인지 검출장치(101)는 복수의 프레임으로 구성되는 영상신호 중에서, 실행된 것을 검출하고, 신체인지후의 최초의 프레임 즉, 신의 선두의 프레임에 대응시켜서 난수절환플래그를 발생한다. 여기서, 신체인지의 검출방법은 인접하는 프레임간의 상관치를 계산하여 상관치가 결정된 한계치를 초과했을때에, 신체인지검출기(101)가 인접한 프레임간의 타이밍을 신체인지로서 검출한다.

난수의 시드발생장치(102)는, 프레임마다 난수의 시드를 발생한다. 이 발생방법으로서, 먼저 최초의 프레임에 대해서 난수의 시드를 발생한다. 그 후, 난수절환플래그가 있는 프레임에 대해서는 새로운 난수의 시드를 발생하고, 난수절환플래그가 없는 프레임에 대해서는 그 직전의 프레임에 대한것과 동일한 난수의 시드를 발생한다. 난수발생장치(103)는 난수의 시드발생장치(102)로부터 발생되는 난수의 시드를 사용해서, 프레임마다 PN(pseudo noise)을 발생한다. 스크럼블처리장치(104)에서는, 난수발생장치(103)로부터 발생되는 PN의 명령에 따라, 입력데이터를 스크램블 처리한다.

스크램블처리장치(104)는 PN과 영상신호를 입력으로 하고, PN의 명령에 따라, 프레임내에서의 화상블록의 교체와, 화상블록단위에서의 반전처리에 위해 스크램블을 실현한다. 제11도는 제2실시예의 스크램블장치(104)를 표시하는 것이며, 제11도에 있어서, (111)은 블록교체장치, (112)는 반전장치, (113)은 메모리장치(114)는 메모리판독기록제어장치이다. 이상과 같이 구성된 스크램블처리장치(91)의 동작을 이하 설명한다.

먼저, 블록교체장치(111)는 난수와 영상신호를 입력하여, PN의 제어에 의해 프레임의 영상신호의 화상블록의 위치를 교체한다. 블록교체장치(111)는, 메모리장치(113)와 메모리판독기록제어장치(114)로 구성되고, 메모리장치(113)는 2프레임분의 영상신호를 기록할 수 있다. 즉, 2개의 프레임메모리로 이루어진다. 메모리장치(113)는, 메모리판독기록제어신호에 의해 지시되도록 각 프레임의 영상신호를 2개의 프레임메모리에 교호로 판독기록한다. 메모리판독기록제어신호는 메모리판독 기록제어장치(114)에 의해 이하와 같이 생성된다. 기록시에는 맨이 지시하는 바와 같이, 화상블록의 위치가 교체되도록, 메모리장치(113)의 기록어드레스를 지정하고, 판독시에는, 프레임메모리에 기록되어 있는 순번으로 판독되도록 판독어드레스를 지정한다. 어느 시점에서, 기록이 실행되고 있는 프레임메모리와, 판독이 행하여지고 있는 프레임메모리는 다르다. 또, 1프레임의 신호의 판독이 끝나면 판독을 행하는 프레임을 바꾸고, 1프레임의 신호의 기록이 끝나면 기록을 행하는 프레임메모리를 바꾼다. 이와같은 동작을 메모리장치(113)가 실행하도록, 메모리판독기록제어장치(114)는 메모리판독기록제어신호를 생성한다.

다음에, 반전장치(112)는 복수의 화상블록으로 이루어진 영상신호와, 화상블록에 대응한 PN을 입력하고, PN의 명령에 따라서 반전을 실행할 것인지, 반전을 실행하지 않을 것인지를 결정하여, 반전을 실행하지 않는 경우에는, 그 화상블록을 그대로 출력하고, 반전을 실행하는 경우에는, 화상블록내의 모든 화소신호의 값이 다이내믹레인지의 중간치를 중심으로 해서 레벨반전한 결과를 출력한다. 여기서, 화소신호의 반전처리의 예를 제12도에 표시한다.

제12도(a)는, 3비트의 부호를 포함한 2의 보수(complement)형태의 정수로 표시되고, 100내지 011의 다이내믹레인지를 가지는 호소신호의 반전을 표시하고 있다. 또, 제12도(b)는 3비트의 부호가 없는 정수로 표시되고, 100내지 111의 다이내믹레인지를 가지는 화소신호의 반전을 표시하고 있다. 상기와 같이 반전처리는 화소신호의 최대레벨과 최소레벨의 중간치를 기준치로 선택하고, 각 화소레벨이 기준치를 중심으로 반전하는 처리이다.

또, 제2실시예의 디스크램블장치의 구성도를 제13도에 표시한다. (131)은 난수발생장치, (132)는 디스크램블처리장치이다.

이상과 같이 구성된 디스크램블장치에 있어서, 이하에 그 동작을 설명한다. 디스크램블장치에는, 복수의 프레임에 의하여 구성되는 영상신호와 각 프레임에 대응한 난수의 시드가 입력된다. 여기서, 난수의 시드는 영상신호가 스크램블장치에서 스크램블되었을 때 사용된 난수의 시드와 동일하며, 별도로 전송되어 부여되는 것이다.

먼저, 난수발생장치(131)는 입력된 난수의 시드로부터, 프레임마다 PN을 발생한다. 디스크램블장치(132)에서는, 난수발생장치(131)로부터 발생되는 PN의 지시에 따라, 입력데이터를 디스크램블처리한다.

디스크램블처리장치(132)는, 본 실시예의 스크램블장치(102)의 스크램블처리 장치에서 실행한 처리의 역변환을 실행한다. 제14도는 제2실시예의 디스크램블처리장치(132)를 표시하는 것이며, 제14도에 있어서, (112)는 반전장치, (141)은 블록교체장치, (113)은 메모리장치, (142)는 메모리판독기록제어장치이다. 이하에 디스크램블처 리 장치 (132)의 동작을 설명한다.

디스크램블처리장치(132)에 있어서, 반전장치(112) 및 메모리장치(113)의 동작은, 스크램블처리장치(104)에 있어서의 동일한 부호의 장치와 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다. 또, 메모리판독기록제어장치(142)의 동작은, 메모리판독기록제어장치(114)가 명령하여 기록어드레스를 반대로 하는 것이다. 즉, 메모리판독기록제어장치(114)가 지시하는 기록어드레스가, 메모리판독기록제어장치(142)가 지시하는 판독어드레스가 되고, 메모리판독기록제어장치(114)가 지시하는 판독어드레스가 메모리판독기록제어장치(142)가 지시하는 기록어드레스가 된다.

이상과 같이 제2실시예에 의하면, 디스크랭블처리장치(132)의 처리가 스크램블처리장치(104)의 역변환이 되므로, 정확하게 복구할 수 있다.

또. 동일한 신(scene)기간내의 모든 프레임에 있어서, 화상블록은 마찬가지로 교환되고, 또한 반전된다. 또한, 보간처리나 고속재생처리는 SYNC블록의 프레임내의 위치는 변경되지 않고, 복수의 프레임으로부터 구성되는 영상신호로부터 SYNC블록을 모아서, 새로운 영상신호를 생성하는 처리이고, 각 SYNC블록은 화상블록에 대응한다. 따라서, 동일한 신기간내에는, 보간처리나 고속재생처리 후의 영상의 각 SYNC블록은 정확한 위치에 디스크램블되고, 또한 정확하게 반전되어 복호된다. 또, 보간처리나 고속재생처리는, 본래 프레임간의 상관의 높이를 이용한 처리므로서, 프레임간의 상관이 높지 않는 신체인지시에는 그 처리자체의 효과가 없어지므로, 스크램블처리에 있어서도 고려할 필요가 없다.

또, 스크램블처리장치(104)의 블록교체장치(141)에 의하면, 각 화상블록내의 데이터는 전혀 변화되지 않고, 각 화상블록의 데이터의 위치를 교환함으로써 스크램블을 실현하고 있다. 각 압축블록은, 복수개의 DCT블록으로 구성되어 있고, 종래의 스크램블전송장치와 마찬가지로 스크램블의 영향에 의한 열화가 재생화상에 거의 발생되는 일은 없다.

또, 반전장치(112)에서 반전이 행하여진 화상블록은, 그 화상블록의 모든 화소신호가 반전되므로, 반전이 실행되는 화상블록내의 화소신호간의 차분치에 대해서는 정(positive), 부(negative)가 역전될뿐이다. 따라서, 화상블록내의 화소신호간의 상관은 스크램블 전과 스크램블 후에 변화하지 않는다. 즉, DCT등의 데이터변환을 행하였을 때에, 변환데이터의 교류성분에는 전혀 변화가 발생하지 않는다. 따라서, 스크램블된 후의 영상신호를 압축처리하여도, 그 압축효율은 저하하지 않으므로, 스크램블된 후의 영상신호를 압축하여, 압축의 신장을 하고, 그 후 디스크램블시의 재생화상은, 스크램블을 실행하지 않을 때와 비교해서 열화가 발생하지 않는다.

또, 프레임 중에서 난수에 의해 지시되는 화상블록에 대해서 화상블록내의 모든 화소신호를 반전함으로써 스크램블을 실현하고 있다. 이에 의해 동일한 프레임 중에 반전이 실행되는 화상블록과, 반전이 실행되지 않는 화상블록이 함께 존재하므로, 전체로서 시청하기 대단히 어려운 영상이 되어, 시청할 가치가 없어진다. 또한, 난수를 모르는 사람에 있어서는 해독이 곤란하게 되어, 충분한 안전성을 얻게된다.

상기한 바와같이, 본 발명의 제2실시예의 스크램블전송장치에 의하면, 압축처리와 보간처리 및 고속재생처리가 행하여지는 시스템에 적용되고, 재생화상의 열화가 없고, 보간처리 및 고속재생처리에 정합하고, 충분한 안전성을 가진 스크램블전송장치를 구성할 수 있다.

또한, 제2실시예에 있어서, 스크램블장치에 입력되는 영상신호의 프레임에 대해서 신체인지 플래그가 부착되어 있는 경우, 이 플래그를 사용함으로써, 신체인지검출장치는 필요없고, 마찬가지의 효과를 얻게된다.

또한, 제2실시예의 블록교체장치(111)에 있어서, 화상블록의 위치를 교환하는 구성으로 하고 있으나, 화상블록군의 위치를 교환하는 구성으로 하면, 적응양자화에 의한 비트의 할당처리에도 전혀 끼치지 않으므로, 압축동작에 아무런 영향을 주지 않고 스크램블이 실현될 수 있다.

또한, 제2실시예의 블록교체장치(111)에 있어서, 프레임 중에서 화상블록을 교체하는 구조로 하고 있으나, 화상블록군 중에서 화상블록을 교체하는 구성으로 하면, 적응양자화에 의한 비트의 할당의 처리에도 전혀 영향을 끼치지 않으므로, 압축동작에 아무런 영향을 주지 않고 스크램블을 실현할 수 있다.

또한, 제2실시예의 블록교체장치(111)에 있어서, 화상블록을 교체하는 구조로 하고 있으나, DCT블록을 교체하는 구성으로 해도 마찬가지의 효과를 얻게 되고, 또 화상스크램블의 비율이 크게 된다.

또한, 제2실시예의 스크램블장치에 있어서, 제8도에 표시한 압축처리를 실행하는 종래예의 디지털영상기록재생시스템에 적용하기 위하여, 화상블록단위에 의한 처리를 실행하는 구성으로 하고 있으나, 다른 압축처리를 실행하는 디지털통신 시스템에 적응하는 경우에는, 적용하는 디지털통신시스템에 의하여 실행되는 압축처리의 최소의 데이터단위를 한 개이상 정리한 것을 처리의 단위로서, 교체나 반전을 행하는 구성으로하면, 마찬가지의 효과를 얻게 된다.

또한, 제2실시예의 스크램블장치(91)의 반전장치(112)에서는 다이내믹레인지의 충분한 범위내에서 표현할 수 있는 모든 수치인 화소신호를 스크램욜하는 경우에 대해서 표시하고 있으나, 처리의 대상으로 하는 화소신호의 다이내믹레인지가, 제2실시예에서 표시하는 다이내믹레인지보다 작은 경우에도, 반전장치(112)가 입력한 분할블록의 화소신호를 다이내믹레인지의 중간치를 경계로 반전처리하는 구성으로 하면, 마찬가지로 스크램블하는 일이 가능하고, 마찬가지의 효과를 얻게 된다.

또한, 제2실시예의 스크램블장치(91)의 반전장치(112)에서는, 3비트에 의해 표시되어 있는 화소신호를 스크램블하는 경우에 대해서 표시하고 있으나, 4비트에 의해 표시되어 있는 화소신호를 스크램블하는 경우에도, 임의의 비트수의 비트에 의해 표시되어 있는 화소신호를 스크램블하는 경우에도, 마찬가지의 반전처리에 의해 실현할 수 있고, 마찬가지의 효과를 얻게된다.

또한, 제2실시예의 스크램블처리장치(104)에 있어서는 반전장치(112) 및 블록교체장치(111)를 사용하고 있으나, 스크램블의 정도를 낮추어도, 회로구성을 간단하게 하고 싶은 경우에는, 특히 이들의 어느 한 쪽이 없어도 된다. 이 경우, 디스크램블처리장치(132)에 있어서도, 대응할 장치가 필요없게 된다.

또한, 제2실시예의 스크램블처리장치(104)의 반전장치(112) 및 블록교체장치(141)는 반대순서로 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 디스크램블처리장치(132)에 있어서도 마찬가지로 반대의 순서로 하는 것이 필요하다.

또한, 제2실시예의 스크램블장치(91)에 있어서 신체인지 검출장치(101)를 설치하고 있으나, 재생장치(15)에서 보간처리나 고속재생처리를 행하지 않는 경우에는, 신체인지 검출장치(101)는 없어도 되고, 난수의 시드 발생장치(102)는 임의의 프레임에 의해 다른 난수의 시드를 발생하는 구성이면 된다. 이 경우에는, 압축처리와의 정합만을 고려한 스크램블전송장치가 된다.

Claims

복수의 프레임으로 구성되는 디지털영상신호를 승수신 또는 기록재생처리에 대응하는 복수의 데이터단위로 구분하고, 상기 데이터단위의 프레임중의 위치는 변경하지 않고, 복수의 프레임으로 구성되는 디지털영상신호로부터 상기 데이터단위를 모아서, 새로운 영상신호를 재구축하는 재구축처리를 그 중에서 행하는 시스템에 사용하고, 상기 디지털영상신호에 대해서 스크램블 및 디스크램블을 행하는 스크램블전송장치로서, 상기 디지털영상신호의 상기 데이터단위에 대해서 완결된 처리를 행하고, 또한 각 프레임의 동일위치의 상기 데이터단위에 대해서 동일한 처리에 의해 스크램블해서 스크램블된 영상신호를 생성하는 스크램블장치와, 상기 스크램블된 영상신호의 상기 데이터단위에 대해서 상기 스크램블장치에 의해 행해진 스크램블처리의 역변환의 처리를 행하는 디스크램블장치를 구비하고, 상기 스크램블 장치는, 디지털영상신호의 각 데이터단위보다 작은 암호화블록의 블록암호를 사용하고, 상기 암호화블록이 복수의 상기 데이타단위에 걸쳐지지 않고, 모든 상기 데이터단위에 관해서 동일한 암호화블록으로서 스크램블하고, 디스크램블장치는, 상기 스크램블장치와 동일한 블록암호를 사용하고, 상기 스크램블된 영상신호의 모든 데이터단위에 관해서 상기 스크램블장치와 동일한 위치를 암호화블록으로서 암호화의 역변환을 행함으로써 디스크램블하는 것을 특징으로 하는 스크램블전송장치.
제1항에 있어서, 재구축처리로서 착오가 있는 보간데이터단위를, 다른 프레임의 프레임중의 동일한 위치의 보간데이터단위에 의해 치환하는 보간처리를 행하는 시스템에 사용하는 스크램블전송장치로서 스크램블장치가 상기 보간데이타단위출 데이터단위로 하고, 디스크램블장치가 상기 보간데이터단위를 데이터단위로 하는 것을 특징으로 하는 스크램블전송장치.
제1항에 있어서, 재구축처리로서 복수의 프레임의 고속재생데이터단위를 사용해서, 고속재생 프레임을 생성하는 고속재생처리를 행하는 시스템에 사용하는 스즈램블전송장치로서, 스크램블장치가 상기 고속재생데이터단위를 데이타단위로 하고, 디스크램블장치가 상기 고속재생데이터단위를 데이터단위로 하는 것을 특징으로 하는 스크램블 전송장치.
제1항에 있어서, 상기 스크램블장치는, 데이터단위중의 저주파성분을 적어도 암호화하는 것을 특징으로 하는 스크램블전송장치.
복수의 프레임으로 구성되는 디지털영상신호를 송수신 또는 기록재생처리에 대응하는 복수의 데이터단위로 구분하고, 상기 데이터단위의 프레임 중의 위치는 변경하지 않고, 복수의 프레임으로 구성되는 디지털영상신호로부터 상기 데이터단위를 모아서, 새로운 영상신호를 재구축하는 재구축처리를 그 중에서 행하는 시스템에 사용하고, 상기 디지털영상.신호를 스크램블하는 스크램블장치로서, 상기 디지털영상신호를 상기 데이터단위에 대해서 완결된 처리를 행하고, 또한 각 프레임의 동일한 위치의 상기 데이터단위에 대해서 동일 처리에 의해 스크램블해서 스크램블된 영상신호를 생성하고, 디지털영상신호의 각 데이터단위보다 작은 암호화블록의 블록암호를 사용하고, 상기 암호화블록이 복수의 상기 데이터단위에 걸쳐지지 않고, 모든 상기 데이터단위에 관해서 동일위치를 암호화블록으로서 암호화함으로써 스크램블하는 것을 특징으로 하는 스크램블장치.
제5항에 있어서, 데이터단위 중의 저주파성분을 적어도 암호화하는 것을 특징으로 하는 스크램블장치.
복수의 프레임으로 구성되는 디지털영상신호를 송수신 또는 기록재생처리에 대응한 복수의 데이터단위로 구분하고, 상기 데이터단위의 프레임중의 위치는 변경하지 않고, 복수의 프레임으로 구성되는 디지털영상신호로부터 상기 데이터단위를 모아서, 새로운 영상신호를 재구축하는 재구축처리를 그 중에서 행하는 시스템에 사용하고, 제6항에 기재된 스크램블장치에 의해 스크램블된 영상신호를 디스크램블하는 디스크램블장치로서, 상기 스크램블된 영상신호의 상기 데이터단위에 대해서, 상기 스크램블장치에 의하여 행해진 스크램블처리의 역변환의 처리를 행하고, 제6항 또는 제8항에 기재된 스크램블장치에 의하여 생성된 스크램블된 영상 신호에 대해서, 상기 스크램블장치와 동일한 블록암호를 사용하여, 상기 스크램블된 영상신호의 모든 데이터단위에 관하여 상기 스크램블장치와 동일한 위치를 암호화블록으로서 암호화의 역변환을 행함으로써 디스크램블하는 것을 특징으로 하는 디스크램블장치.
복수의 프레임으로 구성되는 디지털영상신호를 압축블록으로 구분하고, 상기 압축블록단위로 압축부호화처리를 행하고, 또한 디지털영상신호를 1개이상의 상기 압축블록으로 이루어진 데이터단위로 구분하며, 상기 데이터단위의 프레임중의 위치는 변경되지 않고, 복수의 프레임으로 구성되는 디지털영상신호로부터 상기 데이터단위를 모아서, 새로운 영상신호를 재구축하는 재구축처리를 그 중에서 행하는 시스템에 사용하고, 상기 디지털영상신호에 대해서 스크램블 및 디스크램블을 행하는 스크램블전송장치로서, 블록교체장치와 반전장치로 이루어지거나 블록교체장치 또는 반전장치로 이루어진 스크램블장치와, 블록역교체장치와 반전장치로 이루어지거나 블록역교체장치 또는 반전장치로 이루어진 디스크램블장치로 이루어지고, 상기 블록교체장치는 상기 디지털영상신호의 상기 데이터단위의 프레임중의 위치를, 제어신호의 지시에 의해 교체하는 처리를 행하고, 상기 반전장치는 제어신호에 의해 지시되는 데이터단위의 모든 화소단위를 레벨반전하는 처리를 행하고, 상기 블록역교체장치는, 상기 디지털영상신호의 상기 데이터단위의 프레임중의 위치를, 상기 제어신호의 지시에 의해서 상기 블록교체장치와 반대로 교체하는 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 스크램블전송장치.
제11항에 있어서, 스크램블장치는, 동일한 신(scene)내의 프레임에 대해서는 동일제어신호를 발생하는 제어신호발생장치를 가진 것을 특징으로 하는 스크램블전송장치.
복수의 프레임으로 구성되는 디지털영상신호를 압축블록으로 구분하여, 상긴 압축블록단위로 압축부호화처리를 행하고, 또한 디지털영상신호를 1개 이상의 상기 압축블록으로 이루어진 데이터단위로 구분하여, 상기 데이터단위의 프레임중의 위치는 변경하지 않고, 복수의 프레임으로 구성되는 상기 디지털영상신호로부터 상기 데이터단위를 모아서, 새로운 영상신호를 재구축하는 재구축처리를 그 중에서 행하는 시스템에 사용하고, 상기 디지털영상신호를 스크램블하는 스크램블장치로서, 블록교체장치와 반전장치로 이루어지거나 불록교체장치 또는 반전장치로 이루어지고, 상기 블록교체장치는 제어신호의 지시에 의해 상기 데이터단위를 교체하는 처리를 행하고, 상기 반전장치는 제어신호를 제어에 의해 압축블록의 모든 화소신호를 레벨반전하는 처러를 실행하는 것을 특징으로 하는 스크램블장치.
제13항에 있어서, 동일한 신내의 프레임에 대해서는 동일한 제어신호를 발생하는 제어신호발생장치를 가진 것을 특징으로 하는 스크램블장치.
복수의 프레임으로 구성되는 디지털영상신호를 압축블록으로 구분하여, 상기 압축블록단위로 압축부호화처리를 행하고, 또한 디지털영상신호를 1개 이상의 상기 압축블록으로 이루어진 데이터단위로 구분하여, 상기 데이터단위의 프레임 중의 위치는 변경하지 않고, 복수의 프레임으로 구성되는 상기 데이터단위를 모아서, 새로운 영상신호를 재구축하는 재구축처리를 행하는 시스템에 사용하고, 제13항 또는 제14항에 기재된 스크램블장치에 스크램블된 영상신호의 복원을 행하는 디스크램블장치로서, 블록역교체장치와 반전장치로 이루어지거나 블록역교체장치 또는 반전장치로 이루어지고, 상기 블록역교체장치는 상기 스크램블장치에 의해 사용된 것과 동일한 제어신호의 지시에 의하여, 상기 스크램블장치의 블록교체장치의 반대순서로 상기 데이터단위를 교체하는 처리를 행하고, 상기 반전장치는 상기 스크램블장치의 반전장치와 동일한 구성이며, 상기 제어신호와 제어에 의해 압축블록의 모든 화소신호를 레벨반전하는 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 디스크램블장치.
복수의 프레임으로 구성되는 디지털을상신호를 복수의 압축블록으로 구분하여, 상기 압축블록단위로 압축부호화처리를 행하고, 복수의 싱기 압축블록으로 이루어진 압축블록군이 압축부호화처리 후에 고정길이가 되는 시스켐에 사용되고, 상기 디지털영상신호를 안전하게 전송하기 위하여 스크램블하는 스크램틀전송장치로서, 상기 디지털영상신호의 상기 압축블록군의 위치를 프레임내에서 교체하는 처리를 행하고, 스프램블된 영상신호를 생성하는 스크램블장치와, 상기 스크램블된 영상신호의 상기 데이터단위에 대해서, 상기 스크램블장치에 의해 실행된 스크램블처리의 역변환의 처리를 행하는 디스크램블장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 스크램블전송장치.
복수의 프레임으로 구성되는 디지털영상신호를 복수의 압축블록으로 구분하여, 상기 압축블록단위로 압축부호화처리를 행하고, 복수의 상기 압축블록으로 이루어진 얍축블록군이 압축부호화처리 후에 고정길이가 되도록 하는 시스템에 사용되고, 상기 디지털영상신호를 스크램블하는 스크램블장치로서, 상기 압축블록군을 프레임중에서 교체하는 블록군교체장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크램블장치.
복수의 프레임으로 구성되는 디지털영상신호를 복수의 압축블록으로 구분하여, 상기 압축블록단위로 압축부호화처리를 행하고, 복수의 상기 압축블록으로 이루어진 압축블록군이 압축부호화처리 후에 고정길이가 되도록 하는 시스템에 사용되고, 제17항에 기재된 스크램블장치에서 스크램블의 역변환을 행하는 디스크램블장치로서, 상기 스크램블장치의 블록교체장치의 역순서에 의해, 상기 압축블록군을 프레임중에서 교체하는 블록군역교체장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스크램블장치.