(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクランブル文である情報系列Ｚを得るための主スクランブル処理の前に、平文の情報系列Ｘから中間の情報系列Ｙおよび付帯情報Ｙsubを得るための補助スクランブルの方法であって、
情報系列Ｘを構成する１つの情報データの上位ビットのうち極性ビットに続くビット"１"または"０"の連続部分をランＲｎ、前記ランＲｎの長さをランレングスＬｎとし、所定数ｋの情報データからなる区間内で前記ランレングスＬｎの最小値をＬｍｉｎとし、前記Ｌｍｉｎを超えない前記区間内で一定の値をＬｍとするとき、
補助スクランブルは、前記情報系列Ｘの前記区間毎に少なくとも前記Ｌｍを付帯情報Ｙsubとし、前記区間内の情報系列Ｘの情報データのそれぞれにおいて前記ランＲｎの上位前記Ｌｍの長さのビット列を同じ長さの任意の代替ビット列Ｒndに置換した情報データからなる情報系列Ｙを生成することを特徴とする補助スクランブル方法。
【請求項２】
平文の情報系列Ｘは２Ｓコンプリメントもしくはオフセット・バイナリ形式で表記されるデータから構成される請求項１に記載の補助スクランブル方法。
【請求項３】
代替ビット列Ｒndは、少なくとも所定数ｋの情報データの中で疑似乱数を用いて生成することを特徴とする請求項１または２に記載の補助スクランブル方法。
【請求項４】
代替ビット列Ｒndは、置換後の情報データのビット"１"とビット"０"の出現確率が略平坦になるように計算したビット列を用いて生成することを特徴とする請求項１または２に記載の補助スクランブル方法。
【請求項５】
代替ビット列Ｒndは、少なくとも所定数ｋの情報データの中のデータの出現確率が略平坦になるように計算した乱数を用いて生成することを特徴とする請求項１または２に記載の補助スクランブル方法。
【請求項６】
平文の情報系列Ｘから中間の情報系列Ｙを得るための補助スクランブルの後に、誤り訂正符号を生成付加し、その後にメインのスクランブルを掛けるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の補助スクランブル方法。
【請求項７】
スクランブル文である情報系列Ｚを得るための主スクランブル手段の前処理のために、平文の情報系列Ｘから中間の情報系列Ｙおよび付帯情報Ｙsubを得るための補助スクランブルの装置であって、
情報系列Ｘを構成する１つの情報データの上位ビットのうち極性ビットに続くビット"１"または"０"の連続部分をランＲｎ、前記ランＲｎの長さをランレングスＬｎとし、所定数ｋの情報データからなる区間内で前記ランレングスＬｎの最小値をＬｍｉｎとし、前記Ｌｍｉｎを超えない前記区間内で一定の値をＬｍとするとき、
補助スクランブルは、前記情報系列Ｘの前記区間毎に少なくとも前記Ｌｍを付帯情報Ｙsubとし、前記区間内の情報系列Ｘの情報データのそれぞれにおいて前記ランＲｎの上位前記Ｌｍの長さのビット列を同じ長さの任意の代替ビット列Ｒndに置換した情報データからなる情報系列Ｙを出力することを特徴とする補助スクランブル装置。
【請求項８】
平文の情報系列Ｘは２Ｓコンプリメントもしくはオフセット・バイナリ形式で表記されるデータから構成される請求項７に記載の補助スクランブル装置。
【請求項９】
代替ビット列Ｒndは、少なくとも所定数ｋの情報データの中で疑似乱数を用いて生成することを特徴とする請求項７または８に記載の補助スクランブル装置。
【請求項１０】
代替ビット列Ｒndは、置換後の情報データのビット"１"とビット"０"の出現確率が略平坦になるように計算したビット列を用いて生成することを特徴とする請求項７または８に記載の補助スクランブル装置。
【請求項１１】
代替ビット列Ｒndは、少なくとも所定数ｋの情報データの中のデータの出現確率が略平坦になるように計算した乱数を用いて生成することを特徴とする請求項７または８に記載の補助スクランブル装置。
【請求項１２】
平文の情報系列Ｘから中間の情報系列Ｙを得るための補助スクランブルの後に、誤り訂正符号を生成付加し、その後にメインのスクランブルを掛けるようにしたことを特徴とする請求項７または８に記載の補助スクランブル装置。
【請求項１３】
伝送文から中間デスクランブル文Ｙ’を得る主デスクランブル処理の後に、中間デスクランブル文Ｙ’および付帯情報Ｙsubから元の平文の情報系列Ｘ’を復元するための補助デスクランブル方法であって、
元の平文である情報系列Ｘを構成する１つの情報データの上位ビットのうち極性ビットに続くビット"１"または"０"の連続部分をランＲｎ、前記ランＲｎの長さをランレングスＬｎとし、所定数ｋの情報データからなる区間内で前記ランレングスＬｎの最小値をＬｍｉｎとし、前記Ｌｍｉｎを超えない前記区間内で一定の値をＬｍとして、
伝送文に付帯する付帯情報Ｙsubから伝送文の補助スクランブルで使用された少なくとも１つの情報パラメータＬｍの基に、
補助デスクランブルは、所定の区間毎に中間デスクランブル文Ｙ’の情報データのそれぞれにおいて前記極性ビットに続く前記Ｌｍの長さのビット列を同じ長さの連続ビット列Ｒneに置換した情報データからなる情報系列Ｘ’を生成することを特徴とする補助デスクランブル方法。
【請求項１４】
平文の情報系列Ｘは２Ｓコンプリメントもしくはオフセット・バイナリ形式で表記されるデータから構成される請求項１３に記載の補助デスクランブル方法。
【請求項１５】
連続ビット列Ｒneは、平文の情報系列Ｘが２Ｓコンプリメントで表記されるデータから構成される場合、極性ビットと同極性のビットの連続ビット列とすることを特徴とする請求項１４に記載の補助デスクランブル方法。
【請求項１６】
連続ビット列Ｒneは、平文の情報系列Ｘがオフセット・バイナリ形式で表記されるデータから構成される場合、極性ビットとは反転極性の連続ビット列とすることを特徴とする請求項１４に記載の補助デスクランブル方法。
【請求項１７】
伝送文から中間デスクランブル文Ｙ’を得る主デスクランブル処理の後に、中間デスクランブル文Ｙ’および付帯情報Ｙsubから元の平文の情報系列Ｘ’を復元するための補助デスクランブルの装置であって、
元の平文である情報系列Ｘを構成する１つの情報データの上位ビットのうち極性ビットに続くビット"１"または"０"の連続部分をランＲｎ、前記ランＲｎの長さをランレングスＬｎとし、所定数ｋの情報データからなる区間内で前記ランレングスＬｎの最小値をＬｍｉｎとし、前記Ｌｍｉｎを超えない前記区間内で一定の値をＬｍとして、
伝送文に付帯する付帯情報Ｙsubから伝送文の補助スクランブルで使用された少なくとも１つの情報パラメータＬｍの基に、
補助デスクランブルは、所定の区間毎に中間デスクランブル文Ｙ’の情報データのそれぞれにおいて前記極性ビットに続く前記Ｌｍの長さのビット列を同じ長さの連続ビット列Ｒneに置換した情報データからなる情報系列Ｘ’を出力することを特徴とする補助デスクランブル装置。
【請求項１８】
平文の情報系列Ｘは２Ｓコンプリメントもしくはオフセット・バイナリ形式で表記されるデータから構成される請求項１７に記載の補助デスクランブル装置。
【請求項１９】
連続ビット列Ｒneは、平文の情報系列Ｘが２Ｓコンプリメントで表記されるデータから構成される場合、極性ビットと同極性のビットの連続ビット列とすることを特徴とする請求項１８に記載の補助デスクランブル装置。
【請求項２０】
連続ビット列Ｒneは、平文の情報系列Ｘがオフセット・バイナリ形式で表記されるデータから構成される場合、極性ビットを反転した連続ビット列とすることを特徴とする請求項１８に記載の補助デスクランブル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、著作物の権利保護装置や秘匿伝送に使用するスクランブル方法に関し、特にイメージデータを伝送するのに好適な補助スクランブル／デスクランブル方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクランブル方法にはさまざまな方式がある。特に、音声や映像信号などのイメージデータに使用するスクランブル方式は、有料伝送や著作物データの権利保護を目的とされることが多い。これは、原著作者またはその代行者によって許諾され、正当な権利を有する場合にだけ解読して限定的に利用でき、それ以外は利用出来ないようにするものである。そのためには、イメージデータにスクランブルをかけておき、解読に必要な鍵情報を伝送または制御することで著作権を保護するものである。
【０００３】
このような従来技術の一例として、特開平７−２７４１６６号公報がある。この従来技術の概要について説明する。この従来技術の目的は、可変長符号化を行う際にスクランブル処理を掛けることによって発生符号量が変わらないようにすることである。そのために入力信号データにスクランブルを掛けるのではなく、ＤＣＴ器、量子化器、ランレングス符号化器、動きベクトル符号化器などの何れかのデータまたはそれらの組み合わせに対して、任意の１ビットにスクランブルを掛けるようにしたものである。この技術からも例示される通り、元の情報データを圧縮して得られる符号化データに対して、スクランブルが掛けられることが一般的である。入力のリニアＰＣＭデータに直接スクランブルを掛けるのは、スクランブルによってデータの冗長度が失われるので、結果的に圧縮効率が激減することとなり好ましくない。
【０００４】
一方、ＤＶＤなど近年の高密度記録メディアの出現により、リニアＰＣＭ音声データは圧縮しなくとも記録できるようになってきた。そこで映像と音声の両方を伝送するＡＶシステムでは、圧縮映像データとリニアＰＣＭ音声データの組み合わせで動作するモードが出現した。このようなＡＶシステムにおいても著作権保護のためスクランブルを掛けることが求められる。図９に、このようなＡＶシステムの一例を示す。同図中、１００はリニアＰＣＭ音声データ入力手段、１５０はリニアＰＣＭ映像データ入力手段、９００は圧縮手段、３００および３５０はスクランブル手段、４００は合成手段である。また、５００は分離手段、６００および６５０はデスクランブル手段、８００はリニアＰＣＭ音声データ出力手段、９５０は伸長手段、８５０はリニアＰＣＭ映像データ出力手段である。
【０００５】
音声信号Ａｘはスクランブル手段３００によりスクランブルを掛けてスクランブル音声信号Ａｚとする。スクランブル音声信号Ａｚを合成手段４００に供給する。他方の映像信号Ｖｘは圧縮手段９００により圧縮され圧縮映像信号Ｖｙとする。圧縮映像信号Ｖｙはスクランブル手段３５０によりスクランブルを掛けて圧縮スクランブル映像信号Ｖｚとする。圧縮スクランブル映像信号Ｖｚを合成手段４００に供給する。合成手段４００でこれらを合成し合成信号ＡＶにする。ここでは手段を共通化するため、スクランブル手段３００とスクランブル手段３５０とは同じスクランブル方法を用いる。このようにして得られる合成信号ＡＶは適切な媒体フォーマットに変換して記録伝送する。
【０００６】
記録伝送された合成信号ＡＶを分離手段５００で受け、それぞれスクランブル音声信号Ａｚおよび圧縮スクランブル映像信号Ｖｚに分離する。スクランブル音声信号Ａｚは、デスクランブル手段６００でデスクランブルし音声信号Ａｘを得る。この音声信号ＡｘをリニアＰＣＭ音声データ出力手段８００より取り出す。また、圧縮スクランブル映像信号Ｖｚは、デスクランブル手段６５０でデスクランブルし圧縮映像信号Ｖｙを得る。この圧縮映像信号Ｖｙは、伸長手段９５０で伸長し映像信号Ｖｘに復元する。この映像信号ＶｘをリニアＰＣＭ映像データ出力手段８５０を通じて取り出すものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この従来のＡＶシステムにおいて、スクランブルを掛ける場合の問題点を図１０および図１１を用いて説明する。問題が起こりやすいのは、微小レベルまたはミュート時であるので、ミュート時を例にあげている。図１０は従来ＡＶシステムのスクランブル方法の一例であるが、入力の音声信号Ａｘはミュートデータである。表現形式を２Ｓコンプリメントとしたのでビットは、図１０（ａ）に示す通り全て”０”である。このようなビットストリームに、例えば、Ｇｘ＝１＋Ｘ＋Ｘ5＋Ｘ8＋／Ｘ10の生成式で得られるスクランブルストリームを用いてビット反転をさせるメインのスクランブルを考える。なお、この時の回路構成例を図１２に示す。
【０００８】
このスクランブルストリームは図１０（ｂ）となる。スクランブルの出力データは、図１０（ｃ）Ａｚのように単にスクランブルストリームと同じストリームとなる。ここで注目すべきは、ミュートの音声信号Ａｘはサンプル単位ではスクランブルされて出現確率が平均化されるが、さらに長いストリームで見るともとの生成式がもつ巡回サイクル長で繰り返すため、このような長周期でみると出現確率は極端に偏りを持つと言える。
【０００９】
出現し得る集合空間での分散を概念的に図１１に示す。図１１(ａ)はサンプル単位での集合を示す。一見分散は均一にされるが、元の生成式そのものであるため、図１１(ｂ)に示すように所定周期で見るとスクランブル後の空間が縮退している。したがって、スクランブルの前後の相関を知られ易く、スクランブル方法も破られやすい。すなわちスクランブル強度が弱い。
【００１０】
実際には、単に生成式を使うのではなく初期値をフレーム毎に変えたり、複数の生成式を切り替えるなどの工夫をして破られにくくしているが、既知の入力データと観測されたスクランブルデータの両方が得られるならば、コンピュータなどを用いて、比較的容易にスクランブルを破ることができる。
以上説明したように従来例においては、リニアＰＣＭ音声データに直接スクランブルを掛けるようにしているために、次のような課題がある。
【００１１】
(ａ)音声信号ＡｘはリニアＰＣＭ音声データであるため、微小レベルの時やミュート時には、平文データにおいて所定のデータの出現確率が増加して偏りを生じる。そのため冗長度が増し、自己相関性が高くなる。
(ｂ)そのため、音声信号出力Ａｘをチェックしてこのような状態であることを知り、音声信号Ａｘがミュートデータであることを想定し、一方のスクランブル音声信号Ａｚを分離手段５００の出力から取り出して、出力データとスクランブルデータを対比照合することで、スクランブルが破られる手懸かりとなる危険性が高い。
【００１２】
(ｃ)特に、圧縮映像データとリニアＰＣＭ音声の両方に同一のスクランブルを共通的に適用するＡＶシステムの場合、スクランブル強度の低いリニアＰＣＭ音声データをミュート時の相関を手懸かりにスクランブルを破り、既知となった手法で圧縮映像データのスクランブルも連鎖的に破られるという危険性がある。
本発明は上記の問題を解決するものであり、
(あ)微小レベル時やミュート時の所定データの出現確率の偏りすなわち冗長度の増加を検出して、自動的に出現確率を散らすこと。
【００１３】
(い)これにより、冗長度を手懸かりにスクランブルを破ろうとするアタックを抑止できるスクランブル強度を高めること。
(う)特に、圧縮映像データとリニアＰＣＭ音声の両方に同一のスクランブルを共通的に適用するＡＶシステムの場合において、リニアＰＣＭ音声データのミュート時相関を手懸かりにスクランブルを破り、既知となった手法で圧縮映像データのスクランブルを連鎖的にアタックして両方のスクランブルが破られるのを効果的に防止できる補助スクランブル／デスクランブル方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明による補助スクランブル／デスクランブル方法及び装置は、スクランブル文である情報系列Ｚを得るためのメインスクランブル処理の前に、平文の情報系列Ｘから中間の情報系列Ｙを得るための補助スクランブルの手法および装置であって、情報系列Ｘの冗長度をブロック毎にランレングスにより検出して、冗長ランレングスを代替ビット列、好ましくはランダムデータに置換するようにした。この補助スクランブル処理の後の中間の情報系列Ｙをさらにメインスクランブルの処理をしてスクランブル文である情報系列Ｚを取り出すように構成したものである。
【００１５】
これにより、リニアＰＣＭ音声データ固有のスクランブルの弱点が無くなり、従来同等又はそれ以上のスクランブル強度が実現できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の発明による補助スクランブル方法は、スクランブル文である情報系列Ｚを得るためのメインスクランブル処理の前に、平文の情報系列Ｘから中間の情報系列Ｙおよび付帯情報Ｙsubを得るための補助スクランブルの手法であって、情報系列Ｘを構成する１つの情報データの上位ビットのうち極性ビットに続くビット"１"または"０"の連続部分をランＲｎ、前記ランＲｎの長さをランレングスＬｎとし、所定数ｋの情報データからなる区間内で前記ランレングスＬｎの最小値をＬｍｉｎとし、前記Ｌｍｉｎを超えない前記区間内で一定の値をＬｍとするとき、補助スクランブルは、前記区間毎に少なくとも前記Ｌｍを付帯情報Ｙsubとし、前記区間内の情報データのそれぞれにおいて前記ランＲｎの上位前記Ｌｍの長さのビット列を同じ長さの任意の代替ビット列に置換した情報データからなる情報系列Ｙを得るようにし、この補助スクランブル処理の後の中間の情報系列Ｙをさらにメインスクランブルの処理をしてスクランブル文である情報系列Ｚを取り出すように構成したものである。
【００１７】
また、本発明の第２の発明による補助スクランブル装置は、スクランブル文である情報系列Ｚを得るための主スクランブル手段の前処理のために、平文の情報系列Ｘから中間の情報系列Ｙおよび付帯情報Ｙsubを得るための補助スクランブル装置であって、情報系列Ｘを構成する１つの情報データの上位ビットのうち極性ビットに続くビット"１"または"０"の連続部分をランＲｎ、前記ランＲｎの長さをランレングスＬｎとし、所定数ｋの情報データからなる区間内で前記ランレングスＬｎの最小値をＬｍｉｎとし、前記Ｌｍｉｎを超えない前記区間内で一定の値をＬｍとするとき、補助スクランブル装置は、前記情報系列Ｘの前記区間毎に少なくとも前記Ｌｍを付帯情報Ｙsubとし、前記区間内の情報系列Ｘの情報データのそれぞれにおいて前記ランＲｎの上位前記Ｌｍの長さのビット列を同じ長さの任意の代替ビット列Ｒndに置換した情報データからなる情報系列Ｙを出力し、この補助スクランブル装置の中間の情報系列Ｙをさらにメインスクランブル装置を通じてスクランブル文である情報系列Ｚを取り出すように構成したものである。
【００１８】
この方法または装置により、リニアＰＣＭ音声データのスクランブルの弱点が無くなり、従来同等又はそれ以上のスクランブル強度を持ったスクランブル文を生成でき、またはそのようなスクランブル文を出力する装置により安全な記録伝送が実現できる。
また、本発明の第３の発明による補助デスクランブル方法は、伝送文から中間デスクランブル文Ｙ’を得る主デスクランブル処理の後に、中間デスクランブル文Ｙ’および付帯情報Ｙsubから元の平文の情報系列Ｘ’を復元するための補助デスクランブル方法であって、伝送文に付帯する付帯情報Ｙsubから伝送文の補助スクランブルで使用された少なくとも１つの情報パラメータＬｍの基に、補助デスクランブルは、所定の区間毎に中間デスクランブル文Ｙ’の情報データのそれぞれにおいて極性ビットに続く前記Ｌｍの長さのビット列を同じ長さの連続ビット列Ｒneに置換した情報データからなる情報系列Ｙ’を生成するよう構成する。
【００１９】
ただし、元の平文である情報系列Ｘを構成する１つの情報データの上位ビットのうち極性ビットに続くビット"１"または"０"の連続部分をランＲｎ、前記ランＲｎの長さをランレングスＬｎとし、所定数ｋの情報データからなる区間内で前記ランレングスＬｎの最小値をＬｍｉｎとし、前記Ｌｍｉｎを超えない前記区間内で一定の値をＬｍとする。
また、本発明の第４の発明による補助デスクランブル装置は、伝送文から中間デスクランブル文Ｙ’を得る主デスクランブル処理の後に、中間デスクランブル文Ｙ’および付帯情報Ｙsubから元の平文の情報系列Ｘ’を復元するための補助デスクランブルの装置であって、伝送文に付帯する付帯情報Ｙsubから伝送文の補助スクランブルで使用された少なくとも１つの情報パラメータＬｍの基に、補助デスクランブルは、所定の区間毎に中間デスクランブル文Ｙ’の情報データのそれぞれにおいて極性ビットに続く位前記Ｌｍの長さのビット列を同じ長さの連続ビット列Ｒneに置換した情報データからなる情報系列Ｘ’を出力するよう構成する。
【００２０】
ただし、元の平文である情報系列Ｘを構成する１つの情報データの上位ビットのうち極性ビットに続くビット"１"または"０"の連続部分をランＲｎ、前記ランＲｎの長さをランレングスＬｎとし、所定数ｋの情報データからなる区間内で前記ランレングスＬｎの最小値をＬｍｉｎとし、前記Ｌｍｉｎを超えない前記区間内で一定の値をＬｍとする。
この方法または装置により、リニアＰＣＭ音声データのスクランブル文を伝送受信する際にスクランブル文とデスクランブル文との比較照合をしてもスクランブル破りが困難となり、従来同等又はそれ以上のスクランブル強度を持ったデスクランブルの方法を提供でき、またはそのようなデスクランブル文を出力する装置により安全な記録伝送の受信が実現出来るようになる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について実施例として、図面を参照しながら説明を行う。
【００２２】
【実施例】
（第１の実施例）
図１は本発明の第１の実施例における補助スクランブル／デスクランブル方法及び装置示す概要ブロック図である。
図１において、入力信号Ｘを補助スクランブル手段２００へ供給する。補助スクランブル手段２００は、所定の区間毎に入力信号Ｘを区切りその中で冗長ランを任意のランダムデータに置換する。それとともに冗長ランの代表値を付帯情報Ｙsubとして取り出す。これらの両方または少なくも情報系列Ｙのデータをスクランブル手段３００に供給し、メインのスクランブルを行う。スクランブル後の情報系列Ｚは必要に応じてシステムに適応するフォーマットに変換して記録媒体（図示せず）または伝送路（明示せず）に伝送する。以上がスクランブル側の処理の概要である。
【００２３】
また、伝送路を通じて受け取ったデスクランブル側の処理は、以下のように行う。情報系列Ｚを入力データとしデスクランブル手段６００でメインのデスクランブルを行い、情報系列Ｙ’を得る。この情報系列Ｙ’とともに付帯情報Ｙsub’をデスクランブル手段６００より取り出す。これらは補助デスクランブル手段７００に供給する。補助デスクランブル手段７００は所定の区間毎に情報系列Ｙ’を区切り、付帯情報Ｙsub’で示される冗長ランを情報系列Ｙ’に付加する。このようにして得られた情報系列Ｘ’を取り出す。以上全体の処理と補助スクランブル／デスクランブルの処理の関係について説明した。
【００２４】
次に、詳細に補助スクランブル方法の処理系統または装置について、図２とともに説明する。
図２は、補助スクランブル手段２００の具体例を示すブロック図である。図中、２１０は入力手段、２２０は区間分割手段、２３０はラン検出手段、２４０はランレングス最小値検出手段、２５０はランダムデータ生成手段、２６０はビット列置換手段、２７０は出力手段、２８０は付帯情報出力手段である。まず、情報系列Ｘを入力手段２１０から入力し、区間分割手段２２０で所定の時間（例えば、５００ｍｓ）のフレーム毎にサンプルを区切る。このフレームには、サンプリング周波数４８ｋHzの場合、24,000個のオーディオデータが含まれる。これらのオーディオデータＸｎは２Ｓコンプリメント形式で表現するステレオの１６ビットとする。次に、ラン検出手段２３０でＸｎのランＬｎを検出する。図６にＸｎの具体データおよびランＬｎの例を示している。
【００２５】
図６のおいて、Ｘｎ＝”０００００００００００１０１１１”、Ｘｎ＋１＝”００００００００１０１１００１０”とする。
最上位の”０”は、正の値を示す極性符号である。極性符号に続く”０”を上位のランとする。上記の例ではそれぞれ１０、７となる。ここでは、ランを”０”の連続部としたが、負の極性を示す”１”の連続部も同様に扱う。また、２Ｓコンプリメントの場合は、微小レベルの時に上位ビットにランが発生することが既知のため、ラン発生ポイントを表すＰの情報は既定であるとして伝送しない。いま、この区間内でデータの絶対値の最大値がＸｎ＋１であるとすると、この区間でランレングス最小値Ｌｍｉｎは７である。この時、この区間の全てのデータは少なくとも７以上のランを持つ。図２に戻って説明を続ける。
【００２６】
このようにしてランレングス最小値検出手段２４０で得られるＬｍｉｎは、ビット列置換手段２６０へ供給するとともに付帯情報出力手段２８０を通じて付帯情報Ｙsubとして取り出す。ビット列置換手段２６０では、全てのオーディオデータに共通して含まれるランを、ランダムデータ生成手段２５０で生成するランダムデータ列Ｒｎｄに置換して出力手段２７０へ供給する。ランダムデータ生成手段２５０では任意のランダムデータを発生し、例えば各サンプル毎に異なるデータや疑似ランダムデータを順次初期値を変更するなどが考えられるが、好ましくはランダマイズの手段として機器の電源投入経過時間などの自然現象パラメータを加味したものとして、他者の知り得ない乱数とする方が、スクランブル強度がさらに増し都合がよい。すなわち、このランダムデータは再生する必要のないものであるから、全く任意の自然乱数でもよい。
【００２７】
このようにして得られた情報系列Ｙは元の情報系列Ｘが持っていた上位のランを全く意味のないランダムデータ列に置き換えるので、ミュートや微小レベルの時も中から大レベルの時も、ランが継続する事が無くなり、データの偏りが分散し、非可逆変換であるので単体でもスクランブル強度が増す。また、代替ビット列Ｒndは、置換後の情報データのビット”１”とビット”０”の出現確率が略平坦になるように計算したビット列を用いて生成するように適応的に”０”と”１”の出現数のバランスをとるようにしてもよい。こうすることで全体のデータの出現確率をより平坦にできる。この様にして得られた情報系列Ｙをメインのスクランブルにかけて本来のスクランブル強度を得る。この場合、入力データの偏りが皆無となるのでメインスクランブルのアタックを防止でき、補助スクランブルとメインスクランブルの交互作用でスクランブル強度がさらに増大する。
【００２８】
図３は補助デスクランブル方法の処理系統または装置のブロック図である。
図１のメインのデスクランブル手段６００から出力する情報系列Ｙ’は、図２の情報系列Ｙと等価なデータである。情報系列Ｙ’を入力手段７１０から入力し、区間再生手段７２０で５００ｍｓ毎にフレーム同期をとる。付帯情報Ｙsub’は、図２の付帯情報Ｙsubと等価であり、同じくメインのデスクランブル手段６００から出力し補助デスクランブル手段７００に供給する。補助デスクランブル手段７００は付帯情報検出手段７８０においてランレングス最小値Ｌｍｉｎを再生する。図３では、ランの位置情報Ｐも再生するようにしているが、前述のように２ＳコンプリメントであるためＰが既知のためＰは既定であるとして特に伝送しない。このようにして得たオーディオデータＸ’ｎとランレングス最小値Ｌｍｉｎをラン再生手段７６０に供給する。ラン再生手段７６０はオーディオデータＸ’ｎの極性ビットを除く上位ビットにおいて、ランレングス最小値Ｌｍｉｎの長さのビット列を同じ長さの”０”または”１”に置換する。”０”にするか”１”にするかは極性ビットで決定する。２Ｓコンプリメントの場合は、極性ビットと同じビットとする。オフセットバイナリの場合は極性ビットとは逆のビットとする。このようにしてランを再生したオーディオデータＸ’は出力手段７７０を通じて外部に取り出す。
【００２９】
以上説明したように、本実施例による補助スクランブルは、オーディオデータＸをラン部とそれ以外に分けて、ラン部を付帯情報Ｙsubで示すとともに、ラン部そのものは全く相関のないランダムデータに置換するものである。そしてこれをメインのスクランブルをかけて伝送し、再生処理はメインのデスクランブルの後に、付帯情報Ｙsubを用いてオーディオデータの上位のランを回復するものである。これにより、ミュートおよび微小レベルでのオーディオデータのランを前処理で無くしてメインのスクランブルに掛けるようにしたので、メインのスクランブルに対するアタック防御性が高まるだけでなく、ランの置換データを自然乱数とすることで補助スクランブル自体のスクランブル強度も高められるので、相互にスクランブル強度を高める交互作用が得られる。
【００３０】
また、本実施例による補助デスクランブルは、安全にデスクランブルが可能であり、デスクランブルの課程および装置からスクランブルアタックにより破られる危険性も小さい、すなわちスクランブル強度が高い。
（第２、第３の実施例）
次に、本発明の第２および第３の実施例として、補助スクランブル／デスクランブル装置をＡＶシステムに適用する場合について説明する。図４および図５は、ともにＡＶシステムに適用した補助スクランブル／デスクランブル方法及び装置のブロック図である。従来例として説明した図９と同じ手段については、同符号とし、動作についても同様であるので省略する。
【００３１】
図９と異なるのは、オーディオデータの系列に本発明による補助スクランブル／デスクランブル装置を適用した点である。また、図４と図５で異なるのは、オーディオの付帯情報ＡＹsubをオーディオデータと分離してメインスクランブルも掛けずに伝送するか、または、オーディオの付帯情報ＡＹsubをメインスクランブルをさらに掛けて伝送するかの違いである。前者の方は、処理が簡便である特徴、後者はオーディオの付帯情報ＡＹsubについてもスクランブル強度が得られる特徴がある。
【００３２】
これまでに説明したように、リニアＰＣＭ音声データであっても本発明の補助スクランブルを掛けることにより圧縮映像データに比較しても同等かそれ以上のスクランブル強度が得られるようになるので、これらのどちらにおいても、圧縮映像データとリニアＰＣＭ音声の両方に同一のスクランブルを共通的に適用するＡＶシステムの場合において、リニアＰＣＭ音声データのミュート時相関を手懸かりにスクランブルを破り、既知となった手法で圧縮映像データのスクランブルを連鎖的にアタックして両方のスクランブルが破られるのを効果的に防止できる。
【００３３】
（第４の実施例）
また、他の適用例として、誤り訂正手段と組み合わせることができる。これを第４の実施例とする。
図７は、補助スクランブルと誤り訂正手段とを組み合わせて交互作用を得る構成を示すブロック図である。同図において図１と同様の手段については、同一符号とした。図中、１０００は誤り訂正符号生成手段であり、その前に補助スクランブル手段を入れる。このようにしたのはオーディオデータの偏りがミュート時などに発生すると、誤り訂正の特異点にデータが集中することに起因して訂正能力が低下するのを防止するためである。この後メインのスクランブル手段３００を通じることでスクランブル強度も保てる。また、スクランブル手段３００はスクランブル強度が必要でない場合には取り除いても良い。あるいは他の目的、例えばパーシャルレスポンス符号やビタビ符号への変換や、ＤＣ成分を無くしＰＬＬの引き込みを容易にするためのＥＦＭ変調および８−１０変調などでも効果が得られる。
【００３４】
（第５の実施例）
さらに、図８は、同様に付帯情報Ｙsubに誤り訂正符号をかけたものである。これを第５の実施例とする。
図７と同様に、図１と同様の手段については同一符号とした。図８において、１５００は付帯情報Ｙsubの誤り訂正符号生成手段である。付帯情報Ｙsubの信頼度を高めるために付帯情報Ｙsubの誤り訂正符号生成手段１５００の符号の持つ誤り訂正能力をオーディオデータの誤り訂正符号生成手段１０００のものより高くする。同様に、デスクランブル側すなわち受信側においても付帯情報Ｙsub’の誤り訂正手段２５００の能力をオーディオデータの誤り訂正手段２０００よりも高くする。これにより、付帯情報Ｙsub’の信頼度が相対的にオーディオデータのものより高くなる。
【００３５】
今、伝送上にエラーが発生し、オーディオデータの誤り訂正手段２０００の誤り訂正能力を越えたとする。この時、誤データが出力されるが、ミュート時や微小レベルであってもほぼフルスケールの強大な雑音が発生する可能性があるが、付帯情報Ｙsub’の誤り訂正手段２５００の能力はオーディオデータの誤り訂正手段２０００よりも高いので訂正可能で正しい付帯情報Ｙsub’が得られる。これにより、雑音のレベルを抑圧し異常音の発生を防止できる。特にミュート時であれば、雑音もミュートされ問題が回避できる。このように本発明の補助スクランブル／デスクランブル方法及び装置は訂正能力を引き出すことや、エラー時の雑音抑圧にも効果を奏する。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の第１の発明になる補助スクランブル方法は、スクランブル文である情報系列Ｚを得るためのメインスクランブル処理の前に、平文の情報系列Ｘから中間の情報系列Ｙを得るための補助スクランブルの手法であって、情報系列Ｘを構成する１つの情報データの所定部位Ｐにあるビット"１"または"０"の連続部分をランＲｎ、ランＲｎの長さをランレングスＬｎとし、所定数ｋの情報データからなる区間内でランレングスＬｎの最小値をＬｍｉｎとするとき、補助スクランブルは、区間毎に少なくともＬｍｉｎを付帯情報Ｙsubとし、Ｐが既定でない場合にはさらに所定部位Ｐを加えて付帯情報Ｙsubとするとともに、区間内の情報データのそれぞれにおいて所定部位ＰにおけるＬｍｉｎを超えない長さのビット列を同じ長さの任意の代替ビット列に置換した情報データとして、これらの情報データからなる情報系列Ｙを得るようにし、この補助スクランブル処理の後の中間の情報系列Ｙをさらにメインスクランブルの処理をしてスクランブル文である情報系列Ｚを取り出すように構成したものである。
【００３７】
また、本発明の第２の発明による補助スクランブル装置は、スクランブル文である情報系列Ｚを得るための主スクランブル手段の前処理のために、平文の情報系列Ｘから中間の情報系列Ｙを得るための補助スクランブル装置であって、情報系列Ｘを構成する１つの情報データの所定部位Ｐにあるビット"１"または"０"の連続部分をランＲｎ、ランＲｎの長さをランレングスＬｎとし、所定数ｋの情報データからなる区間内でランレングスＬｎの最小値をＬｍｉｎとするとき、補助スクランブル装置は、情報系列Ｘの区間毎に少なくともＬｍｉｎを付帯情報Ｙsubとし、Ｐが既定でない場合にはさらに所定部位Ｐを付帯情報Ｙsubに加えるとともに、区間内の情報系列Ｘの情報データのそれぞれにおいて所定部位ＰにおけるＬｍｉｎを超えない長さのビット列を同じ長さの任意の代替ビット列Ｒndに置換した情報データを出力し、これらの情報データからなる情報系列Ｙを出力し、この補助スクランブル装置の中間の情報系列Ｙをさらにメインスクランブル装置を通じてスクランブル文である情報系列Ｚを取り出すように構成したものである。
【００３８】
これら第１、第２の発明の方法または装置により、リニアＰＣＭ音声データのスクランブルの弱点が無くなり、従来同等又はそれ以上のスクランブル強度を持ったスクランブル文を生成でき、またはそのようなスクランブル文を出力する装置により安全な記録伝送が実現できる。
また、本発明の第３の発明による補助デスクランブル方法は、伝送文から中間デスクランブル文Ｙ’を得る主デスクランブル処理の後に、中間デスクランブル文Ｙ’から元の平文の情報系列Ｘ’を復元するための補助デスクランブル方法であって、伝送文に付帯する付帯情報Ｙsubから伝送文の補助スクランブルで使用された少なくとも１つの情報パラメータＬｍｉｎおよび必要によりもう一つのパラメータＰの基に、補助デスクランブルは、所定の区間毎に中間デスクランブル文Ｙ’の情報データのそれぞれにおいて所定部位ＰにおけるＬｍｉｎを超えない長さのビット列を同じ長さの連続ビット列Ｒneに置換した情報データを生成し、これらの情報データからなる情報系列Ｙ’を最終データとして生成するよう構成するものである。（ただし、元の平文である情報系列Ｘを構成する１つの情報データの所定部位Ｐにあるビット"１"または"０"の連続部分をランＲｎ、ランＲｎの長さをランレングスＬｎとし、所定数ｋの情報データからなる区間内でランレングスＬｎの最小値をＬｍｉｎとする。）
また、本発明の第４の発明による補助デスクランブル装置は、伝送文から中間デスクランブル文Ｙ’を得る主デスクランブル処理の後に、中間デスクランブル文Ｙ’から元の平文の情報系列Ｘ’を復元するための補助デスクランブルの装置であって、伝送文に付帯する付帯情報Ｙsubから伝送文の補助スクランブルで使用された少なくとも１つの情報パラメータＬｍｉｎおよび必要によりもう一つのパラメータＰの基に、補助デスクランブルは、所定の区間毎に中間デスクランブル文Ｙ’の情報データのそれぞれにおいて所定部位ＰにおけるＬｍｉｎを超えない長さのビット列を同じ長さの連続ビット列Ｒneに置換した情報データを生成し、これらの情報データからなる情報系列Ｙ’を最終データとして出力するよう構成するものである。
これら第３，第４の発明の方法または装置により、リニアＰＣＭ音声データのスクランブル文を伝送受信する際にスクランブル文とデスクランブル文との比較照合をしてもスクランブル破りが困難となり、従来同等又はそれ以上のスクランブル強度を持ったデスクランブルの方法を提供でき、またはそのようなデスクランブル文を出力する装置により安全な記録伝送の受信が実現出来るようになる。
【００３９】
また、以上の発明により、
(あ)微小レベル時やミュート時の所定データの出現確率の偏りすなわち冗長度の増加を検出して、自動的に出現確率を散らすこと。
(い)これにより、冗長度を手懸かりにスクランブルを破ろうとするアタックを抑止できるスクランブル強度を高めること。
【００４０】
(う)特に、圧縮映像データとリニアＰＣＭ音声の両方に同一のスクランブルを共通的に適用するＡＶシステムの場合において、リニアＰＣＭ音声データのミュート時相関を手懸かりにスクランブルを破り、既知となった手法で圧縮映像データのスクランブルを連鎖的にアタックして両方のスクランブルが破られるのを効果的に防止できる。補助スクランブル／デスクランブル方法及び装置を提供することができる。
【００４１】
さらに、誤り訂正を組み合わせることにより、伝送上にエラーが発生しオーディオデータの誤り訂正手段の誤り訂正能力を越えた場合であっても、雑音のレベルを抑圧し異常音の発生を防止できる。特にミュート時であれば、雑音もミュートされ問題が回避できる。このように本発明の補助スクランブル／デスクランブル方法及び装置は訂正能力を引き出すことや、エラー時の雑音抑圧にも効果を奏する。
【００４２】
以上説明したように、本発明はこれまで課題の多かったリニアＰＣＭ音声データのスクランブル強度を高め、ＡＶシステムにも適用容易でスクランブル強度のバランスもとれたスクランブル装置を、安定かつ経済的に実現し得る優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における補助スクランブル／デスクランブル方法及び装置のブロック図
【図２】同実施例における補助スクランブル方式の処理系統または装置のブロック図
【図３】同実施例における補助デスクランブル方式の処理系統または装置のブロック図
【図４】本発明の第２の実施例における補助スクランブル／デスクランブル方法及び装置のＡＶシステムへの適用例のブロック図
【図５】本発明の第３の実施例における補助スクランブル／デスクランブル方法及び装置のＡＶシステムへの適用例のブロック図
【図６】本発明の第１の実施例における補助スクランブル方法の説明図
【図７】本発明の第４の実施例における補助スクランブル／デスクランブル方法及び装置のブロック図
【図８】本発明の第５の実施例における補助スクランブル／デスクランブル方法及び装置のブロック図
【図９】従来のＡＶシステムにおけるスクランブル／デスクランブル方法及び装置を示すブロック図
【図１０】従来のＡＶシステムにおけるスクランブル方法を示す図
【図１１】従来のＡＶシステムのスクランブル能力を説明する概念図
【図１２】従来の一般的な疑似ランダムノイズ生成回路を示すブロック図
【符号の説明】
１００  符号装置
２００  補助スクランブル手段
２２０  区間分割手段
２３０  ラン検出手段
２４０  ランレングス最小値検出手段
２５０  ランダムデータ生成手段
２６０  ビット列置換手段
２８０  付帯情報出力手段
７２０  区間再生手段
７６０  ラン再生手段
３００  スクランブル手段
４００  合成手段
５００  分離手段
６００  デスクランブル手段
７００  補助デスクランブル手段
８００  リニアＰＣＭ音声データ出力手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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