JPH06231536A - 信号記録方法、信号記録装置、及び信号再生方法、信号再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 デジタル映像信号を圧縮符号化して記録媒体
に信号を記録再生するに際し、記録信号を暗号化するこ
とにより著作権保護を図る。 【構成】 圧縮符号化回路２で圧縮符号化されたデジタ
ル映像信号を、鍵信号に基づき暗号化回路３で暗号化す
る。そしてこの信号を誤り訂正符号化回路５で符号化
し、記録媒体に記録する。再生時はこれと逆の手順で信
号処理を行い、記録時と同一の鍵信号で暗号の解読を行
う。こうすると圧縮符号化後に暗号化処理が施されるの
で、垂直方向に相関性のある映像の圧縮符号化の効率が
低下しなくなる。又低速で暗号化できるので、回路の実
現も容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル映像信号等を
圧縮符号化して記録及び再生する場合に、著作権保護を
目的として信号記録媒体の記録信号を暗号化及び復号化
を行うための信号記録方法、信号記録装置、及び信号再
生方法、信号再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の信号記録再生装置では、アナログ
信号を暗号化して信号記録媒体に記録及び再生するもの
が多く、デジタル圧縮符号化された映像信号を暗号化
し、記録及び再生するものはない。著作権保護を目的と
して、アナログの映像信号を暗号化するものとして、例
えば特開昭６１−２８８５８２号公報に開示されるもの
がある。これを第１の従来例として説明する。

【０００３】この方法は、映像信号のうち垂直帰線期間
の信号を暗号化するものである。ここでは暗号化により
記録された市販のビデオテープは、一般の磁気記録再生
装置（ＶＴＲ）で再生できるが、再生される信号を他の
テープに記録（コピー）しようとすると、記録側のＶＴ
Ｒの同期系および自動利得調整機能に誤動作が発生す
る。

【０００４】図３はこのような方式による暗号化信号の
波形図である。即ち暗号化された垂直帰線期間内の１水
平走査線期間には、水平同期信号Ｓａ及びバースト信号
Ｓｂの後方に疑似同期信号Ｓｃが挿入されている。この
疑似同期信号Ｓｃは水平同期信号ＳａのＬレベルと輝度
信号のＨレベル（白レベル）の範囲で変化するパルスを
複数個並べた信号である。この信号はＶＴＲの記録時の
水平同期信号Ｓａの再生においてその周期性を乱し、Ｖ
ＴＲの誤動作を引き起こすものである。一般のＶＴＲは
記録時に水平同期信号Ｓａの直後の黒レベルにより自動
利得調整を行なっている。このためバースト信号Ｓｂの
後、黒レベルの信号が続くべき所に、疑似同期信号Ｓｃ
が到来すると、ＶＴＲが水平同期の位置を誤って再生
し、この正パルスの黒レベルと誤認識する。従ってＶＴ
Ｒの記録時における自動利得調整が誤動作する。コピー
を禁止したい市販のソフトテープに、このような暗号化
の処理を施しておけば、ＶＴＲで正常に映像信号を再記
録することができず、コピーを禁止できる。

【０００５】次に第２の従来例として、暗号化したアナ
ログ映像信号をテープに記録し、再生したい利用者のみ
に、ＶＴＲの復号器に暗号化の手順を示す鍵を与え、映
像の再生を許可する方法がある。

【０００６】図４は第２の従来例における暗号化及び復
号化の処理を示す映像信号の波形図である。（ａ）は原
信号、（ｂ）は暗号信号、（ｃ）は復号信号を示す。こ
こでいう暗号化とは（ｂ）に示すとおり、水平走査期間
内において、水平同期信号Ｓａおよびバースト信号Ｓｂ
の位相に対し、有効映像信号期間における映像信号のの
位相を各走査線毎にずらすことである。位相のずらす量
は数フィールドの周期性を持たせるものとする。そうす
れば映像表示機器でこの映像信号を表示した場合、画面
が左右に揺れて重なるため映像が見にくくなる。尚、各
走査線の位相のずれ量は鍵により決定される。

【０００７】一方、復号は暗号化に用いた同一の鍵を与
えることにより、暗号化時に有効映像信号期間の位相を
ずらした分だけ水平同期信号Ｓａおよびバースト信号Ｓ
ｂの位相を復号化時にずらせる。そして各走査線内にお
ける水平同期信号Ｓａとバースト信号Ｓｂを有効映像信
号期間に対し、図４（ｃ）のようにその相対位相を原信
号の位相に戻す制御を行う。この方法では、走査線間の
相対位相の揺らぎは残るが、その量は通常の映像表示機
器の同期系の許容範囲なので、支障なく映像を見ること
ができる。

【０００８】図５は、このような暗号化方法を適用した
信号記録再生方法のシステム図である。信号記録装置の
映像入力端子１０１から暗号化すべき映像信号が入力さ
れる。前述したように暗号装置１０２は与えられた鍵に
基づいて有効映像信号期間の位相をずらす。そして図４
の暗号信号（ｂ）をＶＴＲ１０３に与え、テープに記録
する。このテープが特定の利用者に供給されると、信号
再生側のＶＴＲ１０４では図４（ｂ）のような暗号信号
が再生される。この信号を復号装置１０５に与えると、
復号装置１０５は別途与えられた鍵により、信号を復号
して図４（ｃ）のような映像信号を出力する。

【０００９】従って、暗号化されて記録されたテープを
入手しても、復号装置がない場合、又は復号装置があっ
ても復号用の鍵がなければ、正常な映像信号を得ること
ができず、不正なコピーや視聴はできなくなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら第１の従
来例においては、入力された映像信号に対し、暗号化さ
れた同期信号部分を通常の同期信号に付け変える機能を
有している機器があれば、その機器を介することにより
正常な信号を得ることができ、容易にコピーすることが
できる。この機能を有するデジタルプロセス機器は現在
多く出回っており、それらの機器は同期再生に対する信
頼性も高いことから、疑似同期信号Ｓｃによる誤動作を
伴うこともなく、暗号化された水平同期信号を正常な信
号にしてしまう。

【００１１】又、通常のＶＴＲでも機種によっては、疑
似同期信号Ｓｃ及び正パルスが入力されても正常に動作
するものもある。更にこの方法では、圧縮符号化される
デジタル映像信号の記録再生に適用しようとしても、圧
縮符号化の対象になる信号は有効映像信号期間のみであ
る。従って表示画面外の水平および垂直同期部分は符号
化されず、再生時に垂直帰線期間の暗号が容易に復号化
されるので、有効映像信号期間の伸長復号化ができれ
ば、容易に映像信号が記録又は再生されてしまうという
問題点があった。

【００１２】次に第２の従来例の暗号化方法は、有効映
像信号期間の位相をずらせるという空間的時間的な相関
を乱す処理となっている。従って、時間的空間的な相関
を利用して映像信号をデジタル圧縮符号化し、信号記録
媒体に記録再生する場合においては問題を生じる。即
ち、信号記録装置に入力する前にこの暗号化処理を行う
と、映像信号の垂直方向の相関が乱されるために圧縮効
率が低下する。このため正常に復元した信号でも劣化を
生じたり、映像信号の相関が乱されることとなり、デー
タ量の増加に対応できなくなるという問題を生じる。

【００１３】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、映像信号をデジタル圧縮符号化
して記録及び再生する機器に適用でき、圧縮効率を低下
させることなく映像信号を暗号化する信号記録再生方
法、及び信号記録再生装置を実現することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、デジタル信号を圧縮符号化し、圧縮符号化されたデ
ジタル信号を暗号化し、記録再生の過程で生じる信号欠
落を訂正するための誤り訂正符号を暗号化信号に付加す
ることを特徴とするものである。

【００１５】本願の請求項２の発明は、デジタル信号を
圧縮符号化する圧縮符号化回路と、圧縮符号化回路で圧
縮符号化されたデジタル信号を鍵信号に基づいて暗号化
する暗号化回路と、暗号化回路で暗号化されたデジタル
信号に、記録再生の過程で生じる信号欠落を訂正するた
めの誤り訂正符号を付加する誤り訂正符号化回路と、を
具備することを特徴とするものである。

【００１６】本願の請求項３の発明は、請求項１記載の
信号記録方法によって記録された信号を再生するための
信号再生方法であって、信号記録媒体から暗号化された
信号を再生し、再生された信号から記録時に付加された
誤り訂正符号に基づき復号化し、復号化信号を記録時と
同一の鍵信号によりデジタル信号に伸張復号化すること
を特徴とするものである。

【００１７】本願の請求項４の発明は、請求項２記載の
信号記録装置によって記録された信号を再生するための
信号再生装置であって、信号記録媒体から暗号化された
信号を再生し、記録時に付加された誤り訂正符号を用い
て誤り訂正を行う誤り訂正復号化回路と、誤り訂正復号
化回路により誤り訂正された暗号を解読する復号化回路
と、復号化回路で解読された圧縮符号化信号を元のデジ
タル信号に伸張復号化する伸張復号化回路と、を具備す
ることを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１又は請
求項２の発明によれば、映像信号の記録時に、圧縮符号
化回路はデジタル信号を圧縮符号化する。暗号化回路は
圧縮符号化されたデジタル信号を鍵信号に基づいて暗号
化する。次に誤り訂正符号化回路は、暗号化されたデジ
タル信号に記録や再生時の信号欠落を訂正するための誤
り訂正符号を付加する。こうすると圧縮符号化した後に
暗号化処理が行われるので、信号圧縮の効率が劣化する
ことなく、又暗号化を低速で処理することができる。

【００１９】又本願の請求項３又は４の発明によれば、
映像信号の再生時に、誤り訂正復号化回路は信号記録媒
体から暗号化された信号を再生し、記録時に付加された
誤り訂正符号を用いて誤り訂正を行う。次に復号化回路
は誤り訂正された暗号を解読する。そして伸張復号化回
路は解読された圧縮符号化信号を元のデジタル信号に伸
張復号化する。こうすると誤り訂正復号化後に暗号の復
号化処理が行われるので、低速で暗号の復号化ができ
る。

【００２０】

【実施例】本発明の第１実施例における信号記録装置に
ついて、図１を参照しながら説明する。図１は第１実施
例における信号記録装置の全体構成を示すブロック図で
ある。本図１において、映像信号は入力端子１を介して
圧縮符号化回路２に入力される。圧縮符号化回路２は、
映像信号の水平及び垂直方向の相関を利用して、映像信
号を圧縮符号化する回路である。圧縮符号化回路２は、
例えば離散コサイン変換（以下ＤＣＴという）を施し、
そのＤＣＴ係数を量子化して、可変長符号化処理するも
のとする。

【００２１】次に暗号化回路３は圧縮符号化回路２で圧
縮符号化されたデジタル映像信号を入力し、鍵信号に基
づいて暗号化する回路である。図１に示すように暗号化
回路３は排他的論理和回路（ＥＯＲ）３ａ，乱数発生回
路３ｂにより構成される。ＥＯＲ３ａは圧縮符号化回路
２の出力するビットストリームを入力し、入力端子４に
鍵信号が与えられると、乱数発生器３ｂから出力される
特定の乱数パルスを入力し、これらの排他的論理和の信
号を生成する回路である。誤り訂正符号化回路５は暗号
化回路３から出力される信号に誤り訂正符号を付加し、
出力端子６よりデジタルの映像記録信号を出力する回路
である。

【００２２】このように構成された本実施例の信号記録
装置の動作について説明する。入力端子１からデジタル
化された映像信号が入力され、圧縮符号化回路２に与え
られる。暗号化回路３の乱数発生器３ｂは入力端子４よ
り入力される鍵信号に従って特定の乱数パルスを発生
し、その信号をＥＯＲ３ａに与える。ＥＯＲ３ａは圧縮
符号化回路２から与えられる圧縮されたデジタル映像信
号と乱数パルスの排他的論理和を取り、その信号を暗号
化信号として誤り訂正符号化回路５に出力する。

【００２３】誤り訂正符号化回路５は、暗号化した映像
信号を、記録に付随するデータと共に誤り訂正符号を付
加し、出力端子６よりデジタルの映像記録信号を出力す
る。そしてこの信号は記録フォーマットに変換されてテ
ープに記録される。

【００２４】このように本実施例によれば、圧縮符号化
された映像信号に対して後から暗号化するので、圧縮符
号化の効率に何等の悪影響を与えることなく処理でき
る。更に圧縮符号化によりデータ量が減少するので、低
速で暗号化処理を行うことができる。

【００２５】次に、本発明の第２実施例の信号再生装置
について、図２を参照しながら説明する。図２は第２実
施例の信号再生装置の全体構成を示すブロック図であ
る。本図において、前述した信号記録装置で記録された
記録媒体がこの信号再生装置で再生される。再生された
デジタル映像信号は入力端子１１を介して誤り訂正復号
化回路１２に出力される。誤り訂正復号化回路１２は誤
り訂正符号を用いて符号誤りの検出及び訂正を行う回路
であり、その出力は復号化回路１３に与えられる。

【００２６】復号化回路１３は図２に示すように、及び
暗号化回路３と同様に、ＥＯＲ１３ａ，乱数発生回路１
３ｂにより構成される。乱数発生器１３ｂは入力端子１
４に鍵信号が与えられると、記録時と同一の乱数パルス
を発生するものであり、その出力はＥＯＲ回路１３ａに
与えられる。ＥＯＲ１３ａは誤り訂正復号化回路１２の
出力するビットストリームとの排他的論理和の信号を生
成する回路である。伸長復号化回路１５は復号化回路１
３から出力される信号を伸長し、元のデジタル映像信号
に変換する回路である。この信号は出力端子１６を介し
てデジタルの映像再生信号が出力される。

【００２７】このように構成された本実施例の信号再生
装置の動作を説明する。入力端子１１を介して与えられ
るテープの再生信号は、信号フォーマット中のデータの
内、誤り訂正符号が付加された部分とする。誤り訂正復
号化回路１２は、入力データの誤り訂正を行い、映像信
号の部分を復号化回路１３に出力する。復号化回路１３
は、記録時と同一の鍵信号が入力端子１４より入力され
ると、乱数発生回路１３ｂは記録側と同じ手順で乱数パ
ルスを発生し、ＥＯＲ１３ａに与える。

【００２８】ＥＯＲ１３ａは誤り訂正復号化回路１２の
出力ビットと乱数パルスの排他的論理和を取り、暗号化
信号を解読する。伸張復号化回路１５は、圧縮符号化と
逆の手順で可変長符号の復号、逆量子化、逆ＤＣＴの処
理を行なう。そうすると圧縮符号化された映像信号が伸
張復号化され、出力端子１６より元のデジタル映像信号
が出力される。

【００２９】このように第２実施例によれば、第１実施
例の信号記録装置で圧縮符号化された映像信号を、誤り
訂正復号化した後に暗号の復号化をして伸張復号化を行
なっている。このため圧縮符号化の効率に何等の悪影響
を与えることなく、暗号化した信号を正常に復号するこ
とができる。又、記録時と同様に圧縮符号化された状態
で暗号の復号化を行うので、低速で復号化処理を行うこ
とができる。

【００３０】尚、第１実施例において、圧縮符号化回路
２の処理をＤＣＴ、量子化、可変長符号化によるものと
し、第２実施例において伸張復号化回路１５の処理をこ
れに対応する逆の処理としたが、他の映像信号の時間的
空間的相関を利用した処理を用いても同様の効果が得ら
れる。又、第１実施例における暗号化回路３と、第２実
施例における復号化回路１３の暗号化に関わる処理を夫
々乱数加算としたが、ブロック暗号等の暗号化方法を用
いても同様の効果が得られる。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明のように、本願の請求項１及
び請求項２の発明によれば、映像信号をデジタル圧縮符
号化した後、暗号化して誤り訂正符号化することによ
り、圧縮符号化の効率が低下しなくなる。更に、圧縮符
号化状態で暗号化するので、低速で暗号化の処理を行う
ことができる。

【００３２】又、本願の請求項３及び請求項４の発明に
よれば、請求項１及び請求項２の信号記録方法及びその
装置によって記録された信号を再生するに際し、再生信
号の誤り訂正復号化後に、暗号の復号化を行い、この後
伸張復号化を行う。このためデジタル圧縮符号化された
映像信号に、圧縮符号化効率の悪影響を与えることなく
信号を解読できる。更に、圧縮符号化状態で暗号の復号
化するので、低速で暗号の復号化処理を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における信号記録装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第２実施例における信号再生装置の構
成を示すブロック図である。

【図３】従来の暗号化方法の一例を示す信号波形図であ
る。

【図４】従来の暗号化方法の他の例を示す信号波形図で
ある。

【図５】従来の暗号化方法の一般的な構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１，４，１１，１４ 入力端子 ２ 圧縮符号化回路 ３ 暗号化回路 ３ａ，１３ａ ＥＯＲ ３ｂ，１３ｂ 乱数発生回路 ５ 誤り訂正符号化回路 ６，１６ 出力端子 １２ 誤り訂正復号化回路 １３ 復号化回路 １５ 伸張復号化回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 誠司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デジタル信号を圧縮符号化し、 前記圧縮符号化されたデジタル信号を暗号化し、 記録再生の過程で生じる信号欠落を訂正するための誤り
   訂正符号を暗号化信号に付加することを特徴とする信号
   記録方法。
2. 【請求項２】 デジタル信号を圧縮符号化する圧縮符号
   化回路と、 前記圧縮符号化回路で圧縮符号化されたデジタル信号を
   鍵信号に基づいて暗号化する暗号化回路と、 前記暗号化回路で暗号化されたデジタル信号に、記録再
   生の過程で生じる信号欠落を訂正するための誤り訂正符
   号を付加する誤り訂正符号化回路と、を具備することを
   特徴とする信号記録装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の信号記録方法によって記
   録された信号を再生するための信号再生方法であって、 信号記録媒体から暗号化された信号を再生し、 再生された信号から記録時に付加された誤り訂正符号に
   基づき復号化し、 復号化信号を記録時と同一の鍵信号によりデジタル信号
   に伸張復号化することを特徴とする信号再生方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載の信号記録装置によって記
   録された信号を再生するための信号再生装置であって、 信号記録媒体から暗号化された信号を再生し、記録時に
   付加された誤り訂正符号を用いて誤り訂正を行う誤り訂
   正復号化回路と、 前記誤り訂正復号化回路により誤り訂正された暗号を解
   読する復号化回路と、 前記復号化回路で解読された圧縮符号化信号を元のデジ
   タル信号に伸張復号化する伸張復号化回路と、を具備す
   ることを特徴とする信号再生装置。