DE69327675T2

DE69327675T2 - Ver- und Entschlüsselungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69327675T2
Application number: DE69327675T
Authority: DE
Inventors: Toshihide Akiyama; Susumu Ibaraki; Noboru Katta; Hiroki Murakami; Seiji Nakamura; Hiroshi Takeno
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-07-21
Filing date: 1993-07-20
Publication date: 2000-08-17
Anticipated expiration: 2013-07-21
Also published as: DE69324077T2; US5377266A; DE69332529T2; EP0778705A2; US5636279A; DE69327675D1; CN1045041C; EP0888008B1; CN1156116C; DE69332529D1; EP0582122A1; KR970010045B1; CN1085723A; EP0888008A2; CN1208293A; DE69324077D1; EP0778705B1; EP0888008A3; CN1208292A; EP0778705A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verschlüsselungs-Sendevorrichtung mit einer Verschlüsselungseinrichtung und einer Entschlüsselungseinrichtung, welche von einem begrenzten Personenkreis für Verschlüsselungs- und Decodierungs-Vorgänge verwendet werden kann, die erforderlich sind, um digital codierte Signale zu senden oder zu schützen, und insbesondere eine Verschlüsselungseinrichtung, welche den Grad der Verschlüsselung entsprechend dem Zweck effizient steuert, und eine Entschlüsselungseinrichtung zum Wiedergeben eines verschlüsselten Signals.

Beschreibung des Standes der Technik

Eine konventionelle, wirksame Steuerung einer Verschlüsselung wird beim Fernseh- Rundfunk verwendet. Hinsichtlich einer Verschlüsselungseinrichtung zum Handhaben eines digitalen Signales ist eine Verschlüsselung für ein Tonsignal im Television Institution Technical Report, Band 15, Nr. 14, Seiten 1-6 beschrieben.
Die konventionelle Verschlüsselungseinrichtung umfaßt eine Exklusiv-ODER-Berechnungsvorrichtung zum Anwenden zufälliger Zahlen auf ein eingegebenes Signal; einen Zufallszahlengenerator zum Erzeugen einer Reihe zufälliger Zahlen unter Verwendung eines Schlüssels; und eine Steuerungsschaltung, welche zwischem den Zufallszahlengenerator und der Exklusiv-ODER-Berechnungsvorrichtung angeordnet ist, zum Steuern der Zufallszahlen, welche auf ein eingegebenes Signal angewendet werden.
Bei dem Aufbau der konventionellen Verschlüsselungseinrichtung führt die Exklusiv-ODER-Berechnungsvorrichtung eine logische Exklusiv-ODER-Verknüpfung des eingegebenen Signales unter Verwendung einer Reihe von Pseudo-Zufallszahlen aus, die durch den Zufallszahlengenerator erzeugt werden. Auf diese Weise wird das eingegebene Signal bit-invertiert. Die Steuerungsschaltung steuert die Bit- Inversionsgeschwindigkeit der eingegebenen Signale durch geeignetes Umschalten der Anwendung der Zufallszahlen zu den eingegebenen Signalen. Beim Ausführen der Decodierung führt die Exklusiv-ODER-Berechnungsvorrichtung eine logische Exklusiv-ODER-Verknüpfung eines verschlüsselten Signals unter Verwendung der durch den Zufallszahlengenerator erzeugten Zufallszahlen aus. Die von dem Zufallszahlengenerator erzeugte Pseudo-Zufallszahl wird durch den Schlüssel bestimmt und eine Decodierung kann nur durch die Personen verwirklicht werden, welche den Schlüssel besitzen.
Bei der oben beschriebenen, konventionellen Verschlüsselungseinrichtung und der Vorrichtung zum Wiedergeben des verschlüsselten Signales ist die Position jedes Codes und dessen Codelänge bekannt, wenn ein zufälliges Datenbit invertiert wird, wenn das eingegebene Signal mit fester Länge codiert ist. Daher wird ein Code, auf welchen Zufallszahlen nicht angewendet wurden, korrekt wiedergegeben und der Grad, in welchem eine Person, die nicht den Schlüssel besitzt, das verschlüsselte Signal wiedergeben kann, kann durch eine Zufallszahlen-Anwendungsrate gesteuert werden.
Die WO 88/02899 offenbart eine ähnliche Verschlüsselungseinrichtung mit einer Überwachungskarte zur Erzeugung von sehr langen Geheimcodes, welche aus einer Speicherkarte besteht, die in Verbindung mit ihrem Leser ein Schieberegister mit n Zellen und ein logisches Exklusiv-ODER-Gatter besitzt. Das herkömmliche System wird insbesondere für die Erzeugung von langen pseudozufälligen Geheimcodes und im wesentlichen für den Empfang von vorbezahlten Fernsehprogrammen verwendet. Die Decodierung der verschlüsselten Sendungen erhält man durch Korrelation mit einem Pseudozufallscode, der von dem mit der Überwachungskarte verbundenen Kartenleser erzeugt wird.
Die oben beschriebene, konventionelle Verschlüsselungseinrichtung hat das folgende Problem: Wenn ein eingegebenes Signal einen längenveränderlichen Code enthält, wird auch ein längenveränderlich codierter Teil durch die Verschlüsselung in ein zufälliges Bitmuster umgewandelt. Dies ist der Fall, da das Signal zufällig Bitinvertiert wird. Bei dem längenvariabel codierten Code ist die Länge des Codes nicht konstant und nicht sämtliche Bitmuster, welche durch jede Codelänge ausgedrückt werden können, sind in einem Codebuch vorhanden. Wenn mehrere Code- Bits invertiert werden, wird der Code ein unerzeugbarer Code, da der Code in dem Codebuch nicht vorgesehen ist oder als ein Code mit unterschiedlicher Codelänge aus dem ursprünglichen Code interpretiert wird. Als Ergebnis wird die Anfangsposition des folgenden Codes fehlerhaft ermittelt und nachfolgende Daten können nicht wiedergegeben werden.
Ein weiterer Nachteil des zuvor erwähnten Standes der Technik ist, daß im Fall von kompressionscodierten Daten die Daten häufig mit verschiedenen Parametern codiert werden und der Grad des Einflusses ist abhängig von einem Parameter unterschiedlich, wenn die Daten weiterverarbeitet werden. Wenn die Daten zufällig verschlüsselt werden, kann somit eine Steuerung nicht vorteilhaft verwirklicht werden.

ABRISS DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verschlüsselungs-Sendevorrichtung mit einer Verschlüsselungseinrichtung zum effizienten Steuern eines eingegebenen Signales mit einem längenveränderlichen Code und mit einer Entschlüsselungseinrichtung zum Wiederherstellen eines verschlüsselten Signales in ein ursprüngliches Signal anzugeben.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verschlüsselungs- Sendevorrichtung mit einer Verschlüsselungseinrichtung zum wirksamen Steuern kompressionscodierter Daten und einer Entschlüsselungseinrichtung anzugeben.
Um diese und andere Aufgaben zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen eine Verschlüsselungs-Sendevorrichtung mit einer Verschlüsselungseinrichtung zum Verschlüsseln von Daten einschließlich längenveränderlichen Codes und einer Entschlüsselungseinrichtung zum Wiederherstellen eines verschlüsselten Signales, welches durch die Verschlüsselungsvorrichtung erzeugt wurde, in ein nicht verschlüsseltes Signal, wobei die Verschlüsselungsvorrichtung eine Umwandlungsvorrichtung umfasst, zum Umwandeln eines Teiles oder sämtlicher Codes von Daten einschließlich längenveränderlicher Codes in lesbare Codes, von denen jeder eine Länge gleich derjenigen eines Originalcodes aufweist und einen abweichenden Wert von demjenigen des Originalcodes angibt; und wobei die Entschlüsselungseinrichtung eine entgegengesetzte Umwandlung zu der durch die Verschlüsselungseinrichtung ausgeführten Umwandlung ausführt.
Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Nach der Lehre der vorliegenden Erfindung konvertiert die Verschlüsselungseinrichtung den Code eines eingegebenen Signales einschließlich längenvariablen Codes in einen lesbaren Code mit einer Länge gleich derjenigen eines Originalcodes.
Entsprechend dem obigen Aufbau ist die Menge der verschlüsselten Daten gleich derjenigen der Originaldaten. Wenn die verschlüsselten Daten durch Ausführen einer Entschlüsselung wiedergegeben werden, wird bei einem fehlerhaften Wert nur ein konvertierter Code erzeugt und andere Codes werden durch diese Umwandlung nicht beeinflußt. D. h., nur ein bestimmter Code wird irrtümlich ohne Ändern der Datenmenge wiedergegeben.
Eine Umwandlungsvorrichtung selektiert zu verschlüsselnde, längenveränderliche Codes, die in den Daten enthalten sind, und konvertiert jeden der selektierten, längenveränderlichen Codes in einen Code, der in einem Codebuch vorgesehen ist, mit einer Länge gleich derjenigen des originalen, längenveränderlichen Codes, der einen von demjenigen des originalen längenveränderlichen Codes abweichenden Wert angibt.
Entsprechend dem obigen Aufbau kann der konvertierte Code gelesen werden und es gibt keinen Einfluß auf andere Codes. Eine bevorzugte Steuerung kann ohne Ändern der Daten verwirklicht werden.
Ein Code fester Länge wird aus längenveränderlichen Codierungen und Codierungen fester Länge ausgewählt, die in den Daten enthalten sind, um die ausgewählten Codierungen fester Länge zu verschlüsseln.
Entsprechend dem obigen Aufbau wird eine Bitlänge nicht fehlerhafter Weise gelesen, nachdem die Verschlüsselung ausgeführt ist. D. h., nur die Daten werden fehlerhaft wiedergegeben.
Die Umwandlungseinrichtung umfaßt einen Codierer zum Codieren der durch jedes Codewort angegebenen Originaldaten, zum Konvertieren des Codewortes jedes Codes in ein in dem Codebuch vorgesehenes Codewort mit einer Länge gleich derjenigen des Originalcodewortes, und das eine von derjenigen des Originalcodewortes abweichende Signifikanz angibt; und eine Pack-Vorrichtung zum Anordnen und Lesen codierter Codierungen um somit eine einer Regel entsprechende Datenfolge zu erzeugen.
Gemäß dem obigen Aufbau wird gleichzeitig mit einer Signalcodierung eine Verschlüsselung ausgeführt. Verglichen mit einem Aufbau, bei welchem die Codierung ausgeführt und dann ein Bitstrom verschlüsselt wird, beseitigt die Vorrichtung der ersten Ausführungsform daher die Bereitstellung des Detektors zum Erfassen eines zu verschlüsselnden Codes und kann ein Verschlüsselungssignal effizient erzeugen.
Gemäß der erfindungsgemäßen Verschlüsselungseinrichtung können die folgende Vorteile beobachtet werden.
(1) Der Vorausschau-Wert eines vorausschauend codierten Bildes weist einen fehlerhaften Wert auf. Der vorausschauende Wert entspricht einer anderen Position des Bildes. Daher sieht ein Objekt des Bilds aus, als ob es sich zufällig bewegt.
(2) Wenn Daten ohne Ausführung der Entschlüsselung wiedergegeben werden, wird jeder Block an einer fehlerhaften Position wiedergegeben. Daher sieht es aus, als wäre die Datenanordnung verändert.
(3) Bei jedem DCT-Block kann das Bild im Frequenzbereich der Bilddaten durch Verschlüsseln gesteuert werden. Ein wiedergegebenes Bitd ist an seinem Umfang unscharf. Zusätzlich wird ein durch vorausschauende Codierung gebildetes Bild durch einen beeinträchtigten Vorausschau-Wert beeinflußt.
(4) Die DC-Komponente eines Bildes wird verschlüsselt und somit können Luminanz und Farbe des Bildes stark beeinträchtigt sein. Zusätzlich kann ein deutlicher Verschlüsselungseffekt erhalten werden in einem vorausschauend codierten Teil des Bildes. Weiterhin wird bei dem Code fester Länge der Daten entsprechend dem MPEG-Standard eine Verschlüsselung durch Anwenden von Zufallszahlen verwirklicht, ohne daß andere Codierungen beeinträchtigt werden.
(5) Obwohl die Qualität eines Bildes selbst nicht deutlich beeinträchtigt wird, wird der Pegel der Luminanz und der Farbe des Bildes beeinträchtigt. Zusätzlich ist die Quantisierungsebene in dem gesamten Bild nicht einheitlich. In dem Fall von Daten wie einem codierten Block, weicher für jeden Teil des Bildes verändert wird, ist die Quantisierungsebene jedesmal, wenn sie aktualisiert wird, diskontinuierlich.
Es wird eine Entschlüsselungseinrichtung mit einer lnvers-Umwandlungseinrichtung zur Durchführung einer inversen Umwandlung geschaffen. Somit kann eine Wiedergabe durch Entschlüsselung eines verschlüsselten Signals erzielt werden.
Die vorliegende Erfindung umfaßt die Verschlüsselungseinrichtung und die Entschlüsselungseinrichtung.
Entsprechend dem obigen Aufbau können Daten zwischen einem zugelassenen Absender und einem zugelassenen Empfänger korrekt übertragen werden. In dem Fall eines nicht zugelassenen Empfängers kann die Datenübertragung geeignet gesteuert werden.
Eine Entschlüsselungseinrichtung mit einer Entschlüsselungsdecodiereinrichtung empfängt ein Verschlüsselungssignal, das man durch Umwandlung eines Teils oder sämtlicher der längenvariablen Codes enthaltenden Datencodes in unterschiedliche Codes erhält, von denen jeder eine Länge besitzt, die gleich der eines Originalcodes ist und einen Wert angibt, der sich von dem des Originalcodes unterscheidet, und ein Decodierverfahren oder Entschlüsselungsverfahren und Decodierverfahren durchführt.
Entsprechend dem obigen Aufbau wird das Entschlüsselungsverfahren und das Decodierverfahren jedes Codes durchgeführt, indem Daten einmal gelesen werden, während bei der herkömmlichen Einrichtung das Entschlüsselungsverfahren und das Decodierverfahren jedes Codes getrennt durchgeführt werden, d. h. eine Einrichtung für das Entschlüsselungsverfahren und eine Einrichtung für das Decodierverfahren erforderlich sind. Somit erzielt die vorliegende Erfindung eine kompakte Schaltung.
Die Entschlüsselungsdecodiereinrichtung weist einen Decoder zur Decodierung jedes Codes der eingegebenen Daten und eine Codeumwandlungseinrichtung auf, wobei der Decoder jeden Code der eingegebenen Daten ähnlich einem nichtverschlüsselten Signal decodiert; und die Codeumwandlungseinrichtung entschlüsselt ein verschlüsseltes Signal und wandelt das entschlüsselte Signal in dieselben Daten wie das durch Decodierung jedes Codes erzeugte um.
Gemäß dem obigen Aufbau wird jeder Code des Verschlüsselungssignals decodiert, bevor das Entschlüsselungsverfahren ausgeführt wird. Anschließend wird jeder Code in den Wert der Originaldaten umgewandelt. Somit dient die Decodiereinrich tung der vorliegenden Erfindung als Leseeinrichtung, während in der herkömmlichen Wiedergabevorrichtung eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines verschlüsselten Abschnittes und die Wiedergabevorrichtung erforderlich sind, um jeden Code zu lesen. Somit erzielt die vorliegende Erfindung eine kompakte Schaltung.
Die Entschlüsselungsdecodiereinrichtung weist eine Decodiererfassungseinrichtung zur Erfassung eines Verschlüsselungsverfahrensabschnittes auf der Grundlage der Decodierung jedes in den eingegebenen Daten enthaltenen Codes und eines decodierten Ergebnisses sowie eine Invers-Umwandlungseinrichtung zur Durchführung einer zum Verschlüsselungsverfahren inversen Umwandlung auf, wobei die Decodiererfassungseinrichtung einen verschlüsselten Abschnitt der eingegebenen Daten erfaßt; und die Invers-Umwandlungseinrichtung wandelt den erfaßten Abschnitt in Originaldaten um; und die umgewandelten Daten werden in die Decodiererfassungseinrichtung eingegeben, wodurch die umgewandelten Daten decodiert werden, um ein wiedergegebenes Signal zu erhalten.
Gemäß dem obigen Aufbau erfaßt die Decodiererfassungseinrichtung einen verschlüsselten Abschnitt, und das entschlüsselte Signal wird an die Decodiererfassungseinrichtung übermittelt, und zwar auf der Grundlage eines ermittelten Ergebnisses, so daß jeder Code decodiert wird. D. h. die Decodiereinrichtung der vorliegenden Erfindung dient als Leseeinrichtung, und somit kann eine kompakte Schaltung hergestellt werden. Außerdem wird das zum Umwandlungsverfahren inverse Umwandlungsverfahren durchgeführt, bevor der Decodierbetrieb ausgeführt wird. Deshalb kann ein einfacher Aufbau vorgesehen werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit deren bevorzugten Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, welches den Aufbau einer Verschlüsselungseinrichtung und einer Entschlüsselungseinrichtung entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Ansicht, welche die Darstellung eines Bildes entsprechend dem MPEG-Standard zeigt;
Fig. 3 eine erläuternde Ansicht, welche den Aufbau eines Blockes in einem Macroblock eines digitalen Videosignales entsprechend dem MPEG- Standard zeigt;
Fig. 4 eine erläuternde Ansicht, welche ein Codebuch eines in dem MPEG-Standard verwendeten Bewegungsvektors zeigt;
Fig. 5 eine erläuternde Ansicht, welche ein Codebuch eines in dem MPEG-Standard verwendeten Code-Blockmusters zeigt;
Fig. 6 eine erläuternde Ansicht, welche ein Codebuch einer im MPEG-Standard verwendeten Koeffizientenkomponente der DCT (diskrete Kosinustransformation) zeigt;
Fig. 7 eine erläuternde Ansicht, welche ein Codebuch eines in H.261 verwendeten Bewegungsvektors zeigt;
Fig. 8 ein Blockschaltbild, welches den Aufbau einer Verschlüsselungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 9 ein Blockschaltbild, welches einen Signalprozessor entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 10 ein Blockschaltbild, welches eine Bit-Inversionseinrichtung zeigt, die in einer Bit-Inversionsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;
Fig. 11 Blockschaltbild, welches den Aufbau einer Entschlüsselungseinrichtung entsprechend einem ersten Darstellungsbeispiel zeigt;
Fig. 12 ein Blockschaltbild, welches den Aufbau einer Entschlüsselungseinrichtung entsprechend einem zweiten Darstellungsbeispiel zeigt;
Fig. 13 ein Blockschaltbild, welches den Aufbau einer Entschlüsselungseinrichtung entsprechend einem dritten Darstellungsbeispiel zeigt;
Fig. 14 ein Blockschaltbild, welches den Aufbau einer Entschlüsselungseinrichtung entsprechend einem vierten Darstellungsbeispiel zeigt; und
Fig. 15 eine erläuternde Ansicht, welche ein Beispiel des Aufbaus zeigt, bei welchem eine Umwandlungstabelle beider Verschlüsselungs-Umwandlung verwendet wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Bevor die Beschreibung der vorliegenden Erfindung fortgesetzt wird, ist anzumerken, daß gleiche Teile in den beigefügten Zeichnungen durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind.
Fig. 1 zeigt eine Verschlüsselungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 umfaßt die Verschlüsselungseinrichtung Code-Detektoren 1 und 5 zum Lesen eines Signales; Zufallszahlengeneratoren 2 und 6; UND-Schaltungen 3 und 7; und Exklusiv-ODER-Schaltungen 4 und 8. Eine Umwandlungsschaltung 9 zum Auführen einer Umwandlung eingegebener Daten umfaßt den Zufallszahlengenerator 2, die UND-Schaltung 3 und die Exklusiv-ODER-Schaltung 4. Eine umgekehrte Umwandlungsschaltung 10 umfaßt den Zufallszahlengenerator 6, die UND-Schaltung 7 und die Exklusiv-ODER-Schaltung 8.
Die Wirkungsweise der Verschlüsselungseinrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau wird unten beschrieben. Ein eingegebenes Signal ist ein Videosignal entsprechend dem MPEG-(Moving Picture Expert Group)-Standard. Der MPEG-Standard wird in einer Spezifikation und einem Entwurf wie ISO/IEC IS 11172(1993), ISO-IEC/JCTI/SC29/WG11 NO328: Test Model 3 beschrieben.
Die Darstellung des MPEG-konformen Videosignals entsprechend MPEG ist unten anhand von Fig. 2 beschrieben. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt der Datenaufbau eine Sequenzschicht, welche ein bewegtes Bild angibt. Ein Kopfteil beinhaltet ein Sequenz-Kopf-Unterscheidungssignal, welches als Anfangscode dient, verschiedene Arten von Parametern und Daten, eine oder mehrere Bildergruppen (GOP) und Codierungsdaten der Bildergruppen (GOP).
Die GOP-Schicht mit einem Rahmen einer willkürlichen Länge beinhaltet das Kopf- Unterscheidungssignal, das als der Anfangscode der GOP-Schicht dient, und Codierungsdaten von einem oder mehreren Bildern. Die Bilder-Schicht beinhaltet das Kopf-Unterscheidungssignal eines Bildes, welches als der Anfangscode des Bildes dient und Codierungsdaten von einer oder mehreren Schnitten. Die Schnitt- Schicht kann einen oder mehrere willkürliche Macroblöcke beinhalten, das Kopf- Unterscheidungssignal der Schnitt-Schicht, das als Anfangscode der Schnitt- Schicht dient, und die Codierungsdaten von einer oder mehreren Schnitten.
Der Macroblock ist unten beschrieben. Der Macroblock faßt einen Luminanz-Block aus 16 · 16 Bildpunkten und eine diesem entsprechende Chrominanz. Die Luminanz (Y) und die Chrominanz (Cb, Cr) sind aus mehreren kleineren Blöcken aus 8 · 8 Bildpunkten zusammengesetzt, welche eine grundlegende Codierungs-Verarbeitungseinheit sind. Fig. 3 zeigt den Aufbau des Macroblockes. Die Anzahl der Blöcke des Macroblockes ist wie folgt: Wenn ein zu verarbeitendes Signal 4 : 2 : 0 ist, ist die maximale Anzahl von Blöcken 6 (Luminanz: 4, Chrominanz: 2); wenn ein zu verarbeitendes Signal 4 : 2 : 2 ist, ist die maximale Blockanzahl 8 (Luminanz: 4, Chrominanz: 4); wenn ein zu verarbeitendes Signal 4 : 4 : 4 ist, ist die maximale Anzahl von Blöcken 12 (Luminanz: 4, Chrominanz: 8). Die Daten jedes Blockes sind in der jedem Block gegebenen Reihenfolge angeordnet. Wenn es nicht erforderlich ist, Daten zu einem Block in vorausschauender Bildcodierung zu senden, z. B., wenn ein durch Quantisieren eines Fehlers durch die vorausschauende Bildcodierung erhaltener Wert insgesamt Null ist, wird der Macroblock gebildet durch Überspringen des Blockes. D. h., wenn ein zweiter Block in einem Signal von 4 : 2 : 1 übersprungen wird, werden fünf Blöcke von 1, 3, 4, 5 und 6 angeordnet, um den Macroblock zu bilden. Wenn ein n-ter Block codiert wird, wird dieser Block angezeigt durch bn = 1 (n = 1, 2, ...). Wenn der n-te Block nicht codiert ist, wird der Block angezeigt durch bn = 0. Ein codiertes Blockmuster in dem Macroblock wird angezeigt durch "codiertes Blockmuster". In dem Fall des Signales von 4 : 2 : 0 wird das Signal ausgedrückt durch eine binäre Anzahl von 6 Bits aus codierten Blockmustern = (b1, b2, b3, b4, b5, b6). Das codierte Blockmuster ist in einer veränderlichen Länge von 3 Bits bis 9 Bits abhängig von der Häufigkeit des Auftretens codiert. In dem Fall des Signals 4 : 2 : 2 wird das codierte Blockmuster durch eine binäre Anzahl von 8 Bits von codierten Blockmustern = (b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8)&sub2; ausgedrückt und als ein Code verwendet. In dem Fall des Signals von 4 : 4 : 4 wird das codierte Blockmuster als eine binäre Zahl aus 12 Bits aus codierten Blockmustern = (b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b1l, b12)2 ausgedrückt und als Code verwendet. Das Signal von 4 : 4 : 4 ist in jedem Macroblock vorhanden. Der Macroblock beinhaltet Blöcke des Vorausschautyps oder des Codierungstyps und Bewegungsvektoren. Jeder Block beinhaltet die Codierungsdaten jedes Diskret- Kosinustransformations-(DCT)-Koeffizienten und die meisten der Macroblöcke sind längenveränderliche Codierungen.
Der Codedetektor 1 weist ein Codebuch auf, das zum Wiedergeben des Codes verwendet wird, um den Inhalt sämtlicher Daten einer eingegebenen Bitfolge zu lesen, um somit zu erfassen, welche Information ein eingegebenes Bit angibt. Insbesondere erfaßt der Codedetektor 1 einen Bewegungsvektor, ein codiertes Blockmuster, "dct_dc_differential"-Code, "dct_coef_first"-, "dct_coet_next"- und "quantizer_scale"-Code als der Verschlüsselungspunkt des eingegebenen Signales (Bit). Der Verschlüsselungspunkt wird unten beschrieben.
Der Bewegungsvektor ist in jedem Macroblock vorhanden, der Vollbild-zu-Vollbild vorausschauend zu codieren ist. Fig. 4 ist ein Codebuch, welches den Bewegungsvektor zeigt. Entsprechend dem Codebuch wird ein Differenzsignal, welches die Differenz zwischen einem vorausgehenden Bewegungsvektor und einem gegenwärtigen Bewegungsvektor angibt, codiert. Der gegenwärtige Bewegungsvektor wird durch Addieren eines aus dem Codebuch gelesenen Wertes zu dem vorausgehenden Bewegungsvektor erhalten.
Wie in Fig. 4 gezeigt, sind Codierungen an Positionen, die bezogen auf Null symmetrisch sind, nämlich ein positives Codewort und ein negatives Codewort, welches durch Invertieren des positiven Codewortes erhalten wird, in dem letzten Bit voneinander verschieden, während die verbleibenden Bits untereinander gleich sind.
Der Codedetektor 1 erfaßt das letzte Bit des Bewegungsvektors als einen Verschlüsselungspunkt mit Ausnahme des Falles, in welchem der Wert des Bewegungsvektors Null ist.
Hinsichtlich eines Signals aus "codierten Blockmustern" wird das letzte Bit eines Codes unter der Annahme, daß ein zu verarbeitendes Signal ein Signal von 4 : 2 : 0 ist als ein Verschlüsselungspunkt erfaßt. Im Fall von "111", "01011 ", "01010", "01001 " und "01000" wird das letzte Bit eines Codes nicht verschlüsselt und somit nicht erfaßt. Fig. 5 ist ein Codebuch aus codierten Blockmustern, welche in dem Fall verwendet werden, in welchem ein Signal 4 : 2 : 0 ist. Wie aus Fig. 5 erkennbar ist, sind, mit Ausnahme wenn ein Code "111 " ist, sämtliche Codes und durch Invertieren des letzten Bits davon erhaltene Codes in dem Codebuch vorhanden. Die Anzahlen von "1" sind gleich zu jeder anderen in sämtlichen Codes mit Ausnahme der Codes von "01011", "01010", "01001 " und "01000", wenn die Werte des durch die Codes angegebenen codierten Blockmusters durch eine binäre Zahl ausgedrückt werden. Somit wird ein eingegebenes Signal in ein Signal mit einer gleichen Codelänge konvertiert, mit einer decodierten Position, die beim Wiedergeben des Originalsignales aus dem konvertierten Signal fehlerhaft ist. Wenn z. B. der Code des codierten Blockmusters von "1101" in "1100" konvertiert wird, wird ein Signal eines vierten Blockes als ein Signal eines dritten Blockes wiedergegeben.
Die Koeffizientenkomponente der DCT wird unter Verwendung einer zweidimensionalen Huffman-Codierung codiert. D. h., die Kombination einer aufeinanderfolgenden Anzahl (Lauf) von Nullen und einem Wert (Ebene), mit Ausnahme von Null, welche dem Lauf folgt, wird verwendet, um eine Abtastung entsprechend einem vorbestimmten Verfahren auszuführen, nachdem eine Quantisierung ausgeführt ist. Fig. 6 zeigt einen Teil des Codebuches. Das Bezugszeichen (s) zeigt einen positiven Code oder einen negativen Code der Ebene. D. h., eine positive Ebene zeigt Null und eine negative Ebene zeigt 1. Wenn das letzte Bit eines erfaßten Codewortes invertiert ist, existiert das invertierte Codewort daher in dem Codebuch, wobei der Code der Ebene davon invertiert ist. Somit erfaßt hinsichtlich der Koeffizientenkomponente der DCT der Codedetektor 1 das zweidimensionale Codewort des Huffmann Codes als Verschlüsselungspunkt.
Der Quantisierungsmaßstab ist als ein 5-Bit-Signal an einer Position unmittelbar hinter dem Signal zum Unterscheiden des Kopfes des Schnittes vorhanden. Der Quantisierungsmaßstab ist als ein 5-Bit-Signal in dem Macroblock beim Ändern des Quantisierungsmaßstabes des Macroblocks in dem Schnitt vorhanden. Da sämtliche 5-Bit-Muster dem Wertdes Quantisierungsmaßstabes entsprechen, ausgenommen der Fall, bei welchem ein 5-Bit-Muster nur Nullen enthält, auch wenn ein 5-Bit- Signal in andere 5-Bit-Signale umgewandelt wird, wird ein einen abweichenden Wert anzeigendes Signal erzeugt. Der Codedetektor 1 erfaßt den Quantisierungsmaßstab als einen Verschlüsselungspunkt, wenn ein gegenwärtig angegebenes Bit ein Signal des Quantisierungsmaßstabs ist.
Ein in den Codedetektor 1 einzugebenes Verschlüsselungsmodus-Signal ist ein 5- Bit-Signal, das einen Bewegungsvektor anzeigt, ein codiertes Blockmuster, eine DCT-Koeffizientenkomponente, eine DC-Komponente der DCT, und ob der Quantisierungsmaßstab verschlüsselt ist oder nicht. Wenn jedes Bit "1 " ist, ist der Quantisierungsmaßstab verschlüsselt, während, wenn jedes Bit "0" ist, der Quantisierungsmaßstab nicht verschlüsselt ist. Die Kombination des Verschlüsselungsmodus wird durch Setzen mehrer Bits auf "1" angezeigt. Der Codedetektor 1 gibt ein die Ausführung der Verschlüsselung anweisendes Signal an die UND-Schaltung 3 und den Zufallszahlengenerator aus, wenn ein Verschlüsselungspunkt erfaßt wird, wobei das Bit des Verschlüsselungs-Anweisungssignals "1" anzeigt.
Als Reaktion auf ein Verschlüsselungs-Anweisungssignal, welches ein 1-Bit-Impulssignal ist, erzeugt der Zufallszahlengenerator 2 eine 1-Bit-Zufallszahl entsprechend einer durch einen Schlüssel bestimmten Regel und gibt somit die erzeugte Zufallszahl zu der UND-Schaltung 3 aus. Wenn das Anweisungssignal der 5 sequentiellen Bits erzeugt wird, erzeugt daher der Zufallszahlengenerator 2 ebenfalls 5 sequentielle Bits zufälliger Zahlen als Reaktion auf die 5 sequentiellen Bits des Anweisungssignales. Es ist anzumerken, daß der Zufallszahlengenerator 2 zufällige Zahlen mit einer Bitgeschwindigkeit gleich der Bitgeschwindigkeit des Eingangssignales erzeugt. Somit wird die in der Exklusiv-ODER-Schaltung 4 bewirkte Verschlüsselung mit jedem Bit ausgeführt, bei welchem die UND-Schaltung 3 durch ein von der Codierungserfassungsvorrichtung 1 dorthin abgegebenes HIGH-Pegel-Signal offenbleibt.
Die UND-Schaltung 3 erlaubt dem Ausgangssignal des Zufallszahlengenerators 2, nur dann hindurchzugelangen, wenn die UND-Schaltung 3 das Verschlüsselungs- Anweisungssignal von dem Codedetektor 1 empfängt und gibt es somit zu der Exklusiv-ODER-Schaltung 4 aus, so daß das Ausgangssignal der UND-Schaltung 3 verschlüsselt ist.
Die Empfangsseite mit dem gleichen Aufbau wie die Verschlüsselungseinrichtung entschlüsselt ein verschlüsseltes Signal. Die Wirkungsweise des Codedetektors 5 ist identisch zu derjenigen des Codedetektors 1. Als Reaktion auf das Verschlüsselungsmodus-Signal gibt der Detektor 5 das Verschlüsselungsanweisungssignal zu dem Zufallszahlengenerator 6 und der UND-Schaltung 7 aus. In diesem Fall ist das Verschlüsselungs-Anweisungssignal in der Lage, das zum Zeitpunkt der Ausführung der Verschlüsselung verwendete Bit zu zeigen, da das Verschlüsselungssignal die Notation von MPEG beibehält, auch nachdem die Verschlüsselung ausgeführt ist. Die Wirkungsweise des Zufallszahlengenerators 6 ist identisch zu derjenigen des Zufallszahlengenerators 2. Daher erzeugt der Zufallszahlengenerator 6 als Reaktion auf den Schlüssel die gleiche Zufallszahl wie die bei der Ausführung der Verschlüsselung erzeugte und gibt die somit erzeugte Zufallszahl zu der UND- Schaltung 7 aus. Als Reaktion auf das Ausgangssignal der UND-Schaltung 7 wendet die Exklusiv-ODER-Schaltung 8 die gleiche Zufallszahl wie die bei der Ausführung der Verschlüsselung verwendete auf das Verschlüsselungssignal an. Auf diese Weise wird die Entschlüsselungsverarbeitung ausgeführt.
Wie oben beschrieben, werden bei der ersten Ausführungsform Zufallszahlen zu dem Verschlüsselungssignal addiert, wobei das letzte Bit des Bewegungsvektorsignales als der Verschlüsselungspunkt eingestellt wird. Die Verschlüsselung gemäß der ersten Ausführungsform beeinträchtigt effektiv die Qualität eines Bildes in einem Teil, in welchem sich ein projiziertes Bild um einen großen Betrag bewegt. Da die Verschlüsselung in einem Codeblockmuster ausgeführt wird, wird ein Verschlüsselungsbild mit einer falsch angeordneten Wiedergabeposition erhalten, wenn die Entschlüsselungsverarbeitung nicht ausgeführt wird. Zusätzlich werden Zufallszahlen im letzten Bit des Huffman-Codes des DCT-Koeffizienten addiert. Als Ergebnis werden die positiven und negativen Vorzeichen eines Fehlers bei der vorausschauenden Codierung zufällig. Demzufolge wird ein Bild erhalten, dessen Information eines detaillierten Teiles davon beeinträchtigt ist. Luminanz und Farbe der DC-Komponente des DCT-Koeffizienten können in hohem Maße beeinträchtigt sei. Der Luminanzpegel eines Bildes kann entsprechend der Verschlüsselung des Quantisierungsmaßstabes wirksam zufällig gemacht werden. In der ersten Ausführungsform erfaß der Codedetektor 1 sämtliche dieser verschlüsselten Positionen und die Verschlüsselungsverarbeitung wird durch das Verschlüsselungsmodus- Signal umgeschaltet. Auf diese Weise ist die Verschlüsselungseinrichtung in der Lage, sämtliche Verschlüsselungen auszuführen und die Kombination jeder Verschlüsselung zu verwirklichen.
Bei dieser ersten Ausführungsform werden mit dem MPEG-Standard konforme Bilddaten verwendet, es ist aber möglich, nach anderen Verfahren codierte Daten zu verschlüsseln, vorausgesetzt, daß eine längenvariable Codierung verwendet wird. Fig. 7 zeigt ein Codebuch eines Bewegungsvektor-Codes, der in einem Vorschlagsplan H.261 des CCIR verwendet wird. Vergleichbar mit der ersten Ausführungsform kann in dem Fall des Bewegungsvektors von H.261 das letzte Bit des Bewegungsvektors als ein Verschlüsselungspunkt mit einer vergleichbaren Wirkung erfaßt werden.
Eine Verschlüsselungseinrichtung entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten anhand der Fig. 8 bis 10 beschrieben. Fig. 8 zeigt den Aufbau der Verschlüsselungseinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
In Fig. 8 umfaßt die Verschlüsselungseinrichtung eine Signalverarbeitungsvorrichtung 11 zum Umwandeln eines Videosignales wie DCT oder eine vorausschauende Verarbeitung in einen zu codierenden Parameter und Quantisieren eines notwendigen Videosignales; einen Codierer 12 zum Codieren jedes durch die Signalverarbeitungsvorrichtung 11 erzeugten Parameters; eine Bitinversionsschaltung 13 zum Ausführen eines logischen Exklusiv-ODER eines zu verschlüsselnden Bits für jeden Parameter unter Verwendung einer Reihe von durch einen Zufallszahlengenerator 14 erzeugten Zufallszahlen; und eine Packvorrichtung 15 zum Anordnen codierter Daten in einer vorbestimmten Reihenfolge um somit die angeordneten Daten als einen Bitstrom auszugeben.
Die Wirkungsweise der Verschlüsselungseinrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau wird unten beschrieben. Vergleichbar mit der ersten Ausführungsform erzeugt die Verschlüsselungseinrichtung ein Verschlüsselungssignal für ein mit dem MPEG-Standard konformes Signal. Ein Signal wird in die Signalverarbeitungsvorrichtung 11 der Verschlüsselungseinrichtung eingegeben.
Fig. 9 ist ein die in der Signalverarbeitungsvorrichtung 11 auszuführende Verarbeitung zeigendes Blockdiagramm. In Fig. 9 umfaßt die Signalverarbeitungsvorrichtung 11 einen DCT-Verarbeitungsblock 16, einen Quantisierungs-Verarbeitungsblock 17, einen inversen Quantisierungs-Verarbeitungsblock 18, einen inversen DCT-Verarbeitungsblock 19, einen Rahmenspeicher 20, einen Rahmen-zu-Rahmen- Vorhersage/Nichtvorhersage-Block 21 und einen Bewegungserfassungsblock 22. Bei der Codierung entsprechend dem MPEG-Standard umfaßt die Signalverarbeitungsvorrichtung 11 drei Rahmen, nämlich einen intra-codierten Bild-(I)-Rahmen zum Ausführen einer Codierung in einem Rahmen, einen vorausschauend codierten Bild-(P)-Rahmen zum Ausführen einer vorwärts vorausschauenden Codierung basierend auf einem vergangenen Rahmen und einen bidirektional vorausschauend codierten Bild-(B)-Rahmen zum Ausführen einer vorausschauenden Codierung in Kombination mit einer vorwärts vorausschauenden Codierung und eine rückwärtsprädiktiv-Codierung basierend auf einem zukünftigen Rahmen.
In dem (I)-Rahmen wird ein eingegebenes Signal durch den DCT-Verarbeitungsblock 16 verarbeitet, durch den Quantisierungs-Verarbeitungsblock 17 quantisiert und dann zu dem Codierer 12 gesendet. In dem (P)-Rahmen wird ein quantisierter, vergangener Rahmen zur Wiedergabe durch den Dequantisierungs-Verarbeitungsblock 18 und den inversen DCT-Verarbeitungsblock 19 verarbeitet. Wenn das Signal ein Vorausschau-Differenzsignal ist, wird ein Vorausschausignal zu dem Vorausschau-Differenzsignal addiert. Das durch die Addition erhaltene Ergebnis wird in dem Rahmenspeicher 20 gespeichert. Eine Bewegung wird durch den Bewegungserfassungsblock 22 basierend auf einem gegenwärtigen Rahmen erfaßt. Das Vorausschausignal wird durch den Rahmen-zu-Rahmen-Vorausschau/Nichtvorausschau-Block 21 basierend auf dem Bewegungsvektor und einem Signal des Rahmenspeichers 20 erzeugt. Ein Differenzwert zwischen dem Vorausschausignal und dem gegenwärtigen Rahmen wird durch den DCT-Verarbeitungsblock 16 und den Quantisierungs-Verarbeitungsblock 17 verarbeitet.
In dem (B)-Rahmen wird der gegenwärtige Rahmen basierend auf nicht nur dem von dem (P)-Rahmen verwendeten vergangenen Rahmen sondern ebenfalls auf dem zukünftigen Rahmen vorhergesagt. Dann werden beide Vorhersagen synthetisiert, um einen Vorhersagerahmen zu erzeugen, um eine vorausschauende Codierung vergleichbar mit dem (P)-Rahmen auszuführen. Somit gibt die Signalverarbeitungsvorrichtung 11 zu dem Codierer 12 Daten aus, die zum Bestimmen erforderlich sind, ob es erforderlich ist oder nicht, die Wichtung quantisierter Koeffizienten, Komponenten und der Quantisierung, des Bewegungsvektors, der vorausschauenden Codierung und ähnlichem auszuführen. Der Codierer 12 umfaßt Codierungsblöcke zum Codieren von Daten und die Bitinversionsschaltung 13. Alle Daten werden zum Codieren in einen entsprechenden Codierungsblock eingegeben und jeder in der Reihenfolge basierend auf dem MPEG-Standard codierte Datenwert wird zu der Packungsvorrichtung 15 gesendet. Die Bit-Inversionsschaltung 13 ist für einen Codierungsblock vorgesehen, welcher zu verschlüsselnde Daten codiert.
Die Bit-Inversionsschaltung 13 ist aufgebaut aus einer in Fig. 10 gezeigten Teilschaltung, die bei jedem Codierungsblock vorgesehen wird, welcher zu verschlüsselnde Daten codiert.
In Fig. 10 bezeichnen die Bezugszeichen 23 bis 33 Exklusiv-ODER-Schaltungen. Die Bezugszeichen 34 bis 44 bezeichnen UND-Schaltungen. Ein Bus zum Senden von Daten von jedem Codierungsblock zu der Packungsvorrichtung 15 umfaßt 32 Bits. Die Exklusiv-ODER-Schaltungen 23 bis 33 sind in den unteren 11 Bits der 32 Bits vorgesehen, so daß ein von dem Zufallszahlengenerator 12 ausgegebenes Signal rn0 bis rn10 auf die Bit-Inversionsschaltung 13 angewendet werden kann. Zu verschlüsselnde Daten beinhalten einen Bewegungsvektor, eine Huffman- Codierung von DCT-Koeffizienten, ein "dct_dc_differential"-Signal, welches ein Differenzsignal der DC-Komponente der DCT ist, und einen Quantisierungsmaßstab. Von dem Codierungsblock gesendete Daten werden von einem niedrigeren Bit an sequentiell an den Bus angelegt. Ein von dem Zufallszahlengenerator 14 ausgegebenes Signal wird für jedes Bit durch die UND-Schaltungen 34 bis 44 und die Eingangssignale cont0 bis contl0, die dahin geliefert werden, gesteuert.
In dem Fall eines Codierungsblocks eines Bewegungsvektors ist nur ein cont0- Signal eines Bits entsprechend dem letzten Bit "1". In dem Fall eines Codierungsblocks, welcher einen Huffmancode eines DCT-Koeffizienten erzeugt, ist nur ein Signal von cont0 bis cont10 "1" und andere Signale sind beim Ausführen der Verschlüsselung "0".
In dem Fall eines Signals des "dct_dc_differential" ist die gleiche Bitanzahl wie die Bitlänge des Signales "dct_dc_differential" "1" und basierend auf einem decodierten Ergebnis eines Codes, der eine Codelänge angibt, die unmittelbar vor dem Signal "dct_dc_differential" vorhanden ist, wird eine Umschaltung von cont0 bis cont10 bewirkt. Bei einem Codierungsblock des Quantisierungsmaßstabes sind cont0 bis cont4 "1". Ein zu verschlüsselnder Code wird daher mit einer durch den Zufallszahlengenerator 14 erzeugten Zufallszahl Bitinvertiert. Eine Zufallszahl wird zu dem Verschlüsselungssignal in solch einer Weise addiert, daß die durch den Zufallszahlengenerator 14 erzeugte Reihenfolge gleich der auftretenden Reihenfolge eines Codes ist, zu welchem die Zufallszahl bei einer Bitstrom-Umwandlung addiert wurde. Cont0 bis cont10 werden durch finden von cont0 bis cont10 für jeden Codierungsblock basierend auf dem Verschlüsselungsmodus eingegeben.
Jeder wie oben verschlüsselte Code wird unter der Steuerung des Codierers 12 zu der Packungsvorrichtung 15 gesendet. Die Packungsvorrichtung 15 verbindet die Codes miteinander in der Reihenfolge des mit dem MPEG-Standard konformen Codes und gibt somit die verbundenen Codes als einen Bitstrom aus.
Wie oben beschrieben wird in dieser zweiten Ausführungsform gleichzeitig mit einer Signalcodierung eine Verschlüsselung ausgeführt. Verglichen mit dem Aufbau, bei welchem eine Codierung ausgeführt und dann ein Bitstrom verschlüsselt wird, beseitigt die Vorrichtung der zweiten Ausführungsform daher das Vorsehen des Detektors zum Erfassen eines zu verschlüsselnden Codes und kann ein Verschlüsselungssignal effizient erzeugen.
In der zweiten Ausführungsform wird in dem Codierungsblock gleichzeitig mit einer Signalcodierung eine Verschlüsselung ausgeführt. Wenn jedoch eine kleine Anzahl von Mustern vorhanden ist, z. B. zu verschlüsselnde Bewegungsvektoren, kann eine Tabelle zum Codieren verschlüsselter Daten und eine Tabelle für nicht verschlüsselte Daten vorgesehen werden. In diesem Fall kann eine selektive Steuerung unter Verwendung einer Zufallszahl vorgenommen werden.
Eine Entschlüsselungsvorrichtung entsprechend dem ersten dargestellten Darstellungsbeispiels wird unten anhand von Fig. 11 beschrieben, welche deren Aufbau zeigt. Das von der Verschlüsselungseinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform erzeugte Schlüsselsignal wird in die Entschlüsselungseinrichtung eingegeben. Die Entschlüsselungseinrichtung umfaßt einen Decodierer 45 zum Decodieren jedes Codes eines eingegebenen Signales, einen Umwandlungsprozessor 46 zum Umwandeln decodierter Daten in ein korrektes Wiedergabesignal, einen Puffer 47, eine Steuerungsschaltung 48 zum Steuern eines Ausgangssignals des Puffers 47 und zum Steuern des Decodierer 45 durch Unterscheiden der Art eines Signales und Auswählen einer für die Decodierung geeigneten Tabelle, einen Zufallszahlengenerator 49 zum Erzeugen von Zufallszahlen basierend auf dem Schlüssel und Steuern des Umwandlungsprozessors 46 basierend auf dessen Ausgangssignal und eine Bildwiedergabevorrichtung 50.
Die Wirkungsweise der Entschlüsselungseinrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau wird unten beschrieben. Der Puffer 47 gibt ein darin eingegebenes Signal zu dem Decodierer 45 entsprechend einem Signal der Steuerungsschaltung 48 aus. Der Decodierer 45, mit einer Decodierungsverarbeitungssektion zum Decodieren jedes Codes eines Videosignales und einer Codebuchtabelle verändert den Inhalt der Codetabelle entsprechend einem von der Steuerungsschaltung 48 gesendeten, tabellenselektierten Signales und decodiert ein empfangenes Signal anhand der Codebuchtabelle, um somit den decodierten Wert zu der Steuerungsschaltung 48 und dem Umwandlungsprozessor 46 auszugeben und ein Codelängensignal zu der Steuerungsschaltung 48 auszugeben. Als Reaktion auf den decodierten Wert und das von dem Decodierer 45 ausgegebene Codelängensignal gibt die Steuerungsschaltung 48 ein decodiertes Codelängensignal zu dem Puffer 47 aus und verschiebt das decodierte Codelängensignal um die Bitanzahl des decodierten Codelängensignals, um dem Decodierer 45 zu ermöglichen, ein Signal zu empfangen.
Zusätzlich erkennt die Steuerungsschaltung 48 ein Signal, welches darin eingegeben wird, basierend auf der Regel einer Reihe von mit dem MPEG-Standard konformen Signalen ebenso wie dem erhaltenen, decodierten Ergebnis und gibt somit ein durch den Decodierer 45 zu decodierenden Code anzeigendes selektiertes Signal zum dem Puffer 47 aus. Auf diese Weise übt die Steuerungsschaltung 48 eine Steuerung aus, so daß bei der Decodierung eine korrekte Tabelle verwendet werden kann. Zusätzlich gibt die Steuerungsschaltung 48 die Information eines decodierten Signales zudem Umwandlungsprozessor 46 aus. Als Reaktion auf das Ausgangssignal der Steuerungsschaltung 48 und das Verschlüsselungsmodus- Signal unterscheidet der Umwandlungsprozessor 46, ob Daten entschlüsselt werden sollen oder nicht. Der Umwandlungsprozessor 46 führt eine Umwandlung eines zu entschlüsselndes Codes als Reaktion auf das Ausgangssignal des Zufallszahlengenerators 49 durch Verwenden des Schlüssels aus und gibt somit das Ergebnis zu der Bild-Wiedergabevorrichtung 50 aus. Wenn von der Umwandlungsschaltung 46 empfangene Daten nicht entschlüsselt werden sollen, gibt der Umwandlungsprozessor 46 sie zu der Bildwiedergabevorrichtung 50 aus, ohne sie zu decodieren. Hinsichtlich der in dem Umwandlungsprozessor 46 auszuführenden Verarbeitung eines Bewegungsvektors wird eine decodierter Wert von x in -x invertiert, wie in dem Codebuch in Fig. 4 gezeigt, wenn das Ausgangssignal des Zufallszahlengenerators 491 ist. Wenn das Ausgangssignal des Zufallszahlengenerators 490 ist, wird die Verarbeitung nicht ausgeführt. Hinsichtlich der Verarbeitung des zweidimensionalen Huffman-Codes der DCT-Koeffizienten wird der Code eines Wertes einer decodierten Ebene invertiert, wenn das Ausgangssignal des Zufallszahlengenerators 491 ist. Wenn das Ausgangssignal des Zufallszahlengenerators 490 ist, wird die Verarbeitung nicht ausgeführt. In dem Fall des "dct_dc_ differential"-Signales und des Quantisierungsmaßstabes wird eine Zufallszahl auf sämtliche Bits angewendet. Auf diese Weise gibt die Bildwiedergabevorrichtung 50 basierend auf decodierten und entschlüsselten Daten ein Bild wieder.
Wie oben beschrieben hat die Steuerungsschaltung einer normalen, nicht verschlüsselten Wiedergabevorrichtung eine Funktion zum Erfassen der Verschlüsselungs-Verarbeitungssektion und eine Entschlüsselungs-Verarbeitung wird durch die Wiedergabesektion ausgeführt. Abweichend von der konventionellen Vorrichtung, bei welcher die Entschlüsselungs-Verarbeitungssektion und die Datenwiedergabesektion ein Codebuch zum Lesen von Daten mit längenvariablem Code benötigen, ist der Decodierer 45 der Wiedergabesektion der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in der Lage, die Entschlüsselungsverarbeitung und das Lesen der Daten mit längenveränderlichen Code auszuführen. Daher kann eine Entschlüsselungsverarbeitung durch eine kompakte Schaltung ausgeführt werden.
Eine Entschlüsselungseinrichtung entsprechend dem zweiten Darstellungsbeispiel wird unten anhand von Fig. 12 beschrieben. Die Entschlüsselungseinrichtung umfaßt einen Puffer 51 zum vorübergehenden Speichern eines eingegebenen Signals, eine Verschiebeeinrichtung 52 zum Verschieben des empfangenen Signals um die verarbeitete Anzahl von Bits, um somit das Ergebnis zu einer Exklusiv- ODER-Schaltung 57 auszugeben, einen Zufallszahlengenerator 53 zum Erzeugen einer Reihe von Zufallszahlen, die identisch mit den bei der Verschlüsselung verwendeten sind, einen Decodierer 54 zum Decodieren jedes Codes eines eingegebenen Signales, eine Steuerungsschaltung 55 zum Steuern der entsprechenden Vorrichtung basierend auf einem von dem Decodierer 54 decodierten Wert, eine Bildwiedergabevorrichtung 56 und die Exklusiv-ODER-Schaltung 47.
Die Wirkungsweise der Entschlüsselungseinrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau ist unten beschrieben. Ein eingegebenes Signal ist das gleiche wie das der dritten Ausführungsform. Das eingegebene Signal wird in dem Puffer 51 gespeichert, welcher eine vorbestimmte Anzahl von Bits zu der Verschiebeeinrichtung 52 jedesmal dann ausgibt, wenn der Puffer 51 ein Anforderungssignal von der Verschiebeeinrichtung 52 empfängt. Die Verschiebeeinrichtung 52 verschiebt das eingegebene Signal entsprechend einer von der Steuerungsschaltung 55 gesendeten Anweisung und gibt konstant Bits parallel mit einem als nächstem zu decodierendem Bit an deren Kopf zu der Exklusiv-ODER-Schaltung 57 aus. Wenn die Anzahl der in der Verschiebeeinrichtung 52 gespeicherten Bits geringer als ein vorbestimmtes Bit wird, gibt die Verschiebeeinrichtung 52 ein Anforderungssignal an den Puffer 51 aus. Das Ausgangssignal der Verschiebeeinrichtung 52 durchläuft die Exklusiv-ODER-Schaltung 57 ohne verarbeitet und in den Decodierer 54 eingegeben zu werden. Der Decodierer 54 umfaßt eine Decodierungsverarbeitungssektion und ein Codebuch. Das heißt, der Decodierer 54 führt eine Decodierung durch geeignetes Auswählen eines eingegebenen Codebuches und eine Decodierungsverarbeitung basierend auf einem von der Steuerungsschaltung 55 gesendeten Auswahlsignal aus und gibt somit einen decodierten Wert und eine Codelänge zu der Steuerungsschaltung 55 aus. Zusätzlich gibt der Decodierer 54 die Bitinformation eines zu entschlüsselnden Codes zu der Steuerungsschaltung 55 aus. Die Steuerungsschaltung 55 gibt einen decodierten Wert zu der Bildwiedergabevorrichtung 56 aus, wenn der decodierte Code nicht zu entschlüsseln ist und gibt eine Anweisung für die Verschiebung der Codelänge des decodierten Codes zu der Verschiebeeinrichtung 52 aus. Wenn ein decodierter Code zu entschlüsseln ist, sendet die Steuerungsschaltung 55 ein Steuerungssignal zu dem Zufallszahlengenerator 53 als Reaktion auf das von dem Decodierer 54 ausgegebene Signal, so daß die Exklusiv-ODER-Schaltung 57 eine logische Exklusiv-ODER-Verknüpfung durch Verwenden einer Reihe durch den Zufallszahlengenerator 53 erzeugten Zufallszahlen ausführt. Zu diesem Zeitpunkt sendet die Steuerungsschaltung 55 nicht ein Verschiebesignal zu der Verschiebeeinrichtung 52, so daß das gleiche Signal wieder von der Verschiebeeinrichtung 52 ausgegeben wird. Das wieder von der Verschiebeeinrichtung 52 ausgegebene Signal wird durch die Exklusiv-ODER-Schaltung 57 entschlüsselt, von dem Decodierer 54 korrekt decodiert und zu der Steuerungsschaltung 55 ausgegeben. Die Steuerungsschaltung 55 sendet ein korrekt decodiertes Signal zu der Bildwiedergabevorrichtung 56 und eine Anweisung zum Verschieben der Codelänge des decodierten Signals zu der Verschiebeeinrichtung 52. Die Bildwiedergabevorrichtung 56 führt eine Signalverarbeitung wie eine inverse DCT basierend auf einem durch die Steuerungsschaltung 55 gelieferten, decodierten Wert aus.
Wie oben beschrieben, decodiert der Decodierer 54 in dem zweiten dargestellten Beispiel jeden in einem eingegebenen Schlüsselsignal enthaltenen Code und die Steuerungsschaltung 55 erfaßt einen verschlüsselten Teil basierend auf dem durch den Decodierer 54 erzeugten Ergebnis. Nach Empfang des erfaßten Ergebnisses geben der Zufallszahlengenerator 53 und die Exklusiv-ODER-Schaltung 57 die Entschlüsselung frei und der Decodierer 54 decodiert dann den empfangenen Code erneut. Entsprechend ist die Anzahl von Decodierungen und diejenige von Codebüchern klein und zusätzlich wird eine Entschlüsselungsverarbeitung ausgeführt, bevor jeder Code decodiert wird. Somit führt die Vorrichtung des zweiten Darstellungsbeispiels die Entschlüsselungsverarbeitung schneller als die dritte Ausführungsform aus.
Eine Entschlüsselungsvorrichtung entsprechend dem dritten Darstellungsbeispiel ist unten anhand von Fig. 13 beschrieben. Die Entschlüsselungseinrichtung umfaßt einen Puffer 58 zum vorübergehenden Speichern eines eingegebenen Signales, eine Verschiebevorrichtung 59 zum Verschieben des empfangenen Signales um die verarbeitete Anzahl von Bits, um somit das Ergebnis zu einer Exklusiv-ODER-Schaltung 57 auszugeben, einen Zufallszahlengenerator 60 zum Erzeugen einer Reihe von Zufallszahlen, die mit denen bei der Verschlüsselung übereinstimmen, die Exklusiv-ODER-Schaltung 61 zum Ausführen einer logischen Exklusiv-ODER-Verknüpfung unter Verwendung einer Reihe von durch den Zufallszahlengenerator 60 erzeugten Zufallszahlen, einen Vorzeichenbitprozessor 62 zum Wiedergeben eines Vorzeichenbits, einen Decodierer 63 zum Decodieren jedes Codes eines eingegebenen Signales, eine Steuerungsschaltung 64 zum Steuern der entsprechenden Vorrichtungen basierend auf den eingegebenen Signalen und Ausgeben eines decodierten Ergebnisses, und eine Bildwiedergabevorrichtung 65 zum Wiedergeben eines Bildes basierend auf dem Ergebnis der Decodierung.
Die Wirkungsweise der Entschlüsselungseinrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau ist unten beschrieben. Ein eingegebenes Signal ist das gleiche wie dasjenige des ersten Darstellungsbeispiels. Das eingegebene Signal wird in dem Puffer 58 gespeichert, welcher eine vorbestimmte Anzahl von Bits zu der Verschieberichtung 59 jedesmal dann ausgibt, wenn der Puffer 51 ein Anforderungssignal von der Verschiebevorrichtung 59 empfängt. Die Verschiebevorrichtung 59 verschiebt das eingegebene Signal entsprechend einer von der Steuerungsschaltung 64 gesendeten Anweisung und gibt konstant Bits parallel mit einem als nächsten zu decodierenden Bit am Anfang davon zu der Exklusiv-ODER-Schaltung 61 aus. Wenn die Anzahl der in der Verschiebevorrichtung 59 gespeicherten Bits geringer als ein vorbestimmtes Bit wird, gibt die Verschiebevorrichtung 59 ein Anforderungssignal zu dem Puffer 58 aus. Basierend auf einem decodierten Wert und einem von dem Decodierer 63 gelieferten, dessen Codelänge anzeigenden Signales gibt die Steuerungsschaltung 64 eine Anweisung zu der Verschiebevorrichtung 59 aus, so daß die von der Verschiebevorrichtung 59 verarbeitete Bitlänge verschoben wird. Zusätzlich erfaßt die Steuerungsschaltung 64 basierend auf einem von dem Decodierer 63 gelieferten Signal einen verschlüsselten Teil und steuert somit den Zufallszahlengenerator 60 und den Vorzeichenbitprozessor 62. Das von der Steuerungsschaltung 64 auszuführende Steuerungsverfahren ist unten beschrieben. Hinsichtlich des "det_dc_differential"-Signales gibt die Steuerungsschaltung 64, basierend auf der Decodierungsinformation des "dct_dc_size luminance"-Signales oder "dct_dc_size_chrominance"-Signales, welche eine Code unmittelbar vor dem "dct_dc_differential"-Signal angeben, ein Signal zu dem Zufallszahlengenerator 60 aus, so daß die Exklusiv-ODER-Schaltung 61 eine logische Exklusiv-ODER-Verknüpfung der Signale sequentiell von einem Signal am Anfang einer Reihe von Signalen, die von der Verschiebevorrichtung 59 auszugeben sind, entsprechend der Decodierungsinformation, welche die zu decodierenden Bits anzeigt, ausführt. Hinsichtlich des Quantisierungsmaßstabs wird der Zufallszahlengenerator 60 gesteuert, so daß die Zufallszahlen auf die Berechnung der logischen Exklusiv-ODER-Verknüpfung der nächsten fünf Bits angewendet werden, wenn erkannt wird, daß Bits eines Codes mit fester Länge sequentiell decodiert werden und ein Quantisierungsmaßstab als nächstes eingegeben wird. Hinsichtlich der Koeffizientenkomponente der DCT ist der Decodierer 63 mit einem Codebuch, zum Wiederherstellen der Information von Bitmusters vor einem Vorzeichenbit versehen. Das die Information von Bitmustern anzeigende Decodierungssignal wird zu der Steuerungsschaltung 64 gesendet. Die Steuerungsschaltung 64 erfaßt das nächste 1-Bit als ein Vorzeichen und erlaubt dem Vorzeichenbitprozessor 62, zu arbeiten, und sendet ein Steuerungssignal zu dem Zufallszahlengenerator 60 und sendet Zufallszahlen zu dem Vorzeichenbitprozessor 62. Nur wenn die Zufallszahl "1 " ist, invertiert der Vorzeichenbitprozessor 62 das Vorzeichenbit um somit das invertierte Vorzeichenbit zu dem Decodierer 63 auszugeben. Der Decodierer 63 erzeugt ein Decodierungssignal basierend auf dem Vorzeichenbit und dem Wert eines decodierten Teiles, um somit das erzeugte Decodierungssignal zu der Steuerungsschaltung 64 auszugeben. Im Fall des Bewegungsvektors ist in dem Decodierer 63 ein Codebuch aus Mustern vorgesehen, in welchen das Vorzeichenbit eines den Wert des in Fig. 4 gezeigten Bewegungsvektors anzeigenden Codes ausgeschlossen ist. Der Decodierer 63 decodiert Codierungen und sendet die decodierten Werte und die Codelängen zu der Steuerungsschaltung 64. Bestimmt das folgende eine Bit als ein Vorzeichenbit und erlaubt dem Vorzeichenbitprozessor 62 zu arbeiten und sendet ein Steuerungssignal zu dem Zufallszahlengenerator 60. Der Zufallszahlengenerator 60 sendet Zufallszahlen zu dem Vorzeichenbitprozessor 62. Der Vorzeichenbitprozessor 62 invertiert ein Vorzeichenbit nur dann, wenn die Zufallszahl "1" ist und gibt somit das Ergebnis zu dem Decodierer 63 aus. Dann gibt die Steuerungsschaltung 64 ein Steuerungssignal zu der Verschiebevorrichtung 59 aus, so daß ein nachfolgender Erweiterungscode in den Decodierer 63 eingegeben wird. Basierend auf dem decodierten Wert und dem Erweiterungscode des Vorzeichenbits erzeugt der Decodierer 63 ein korrektes Decodierungssignal und gibt somit das Decodierungssignal zu der Steuerungsschaltung 64 aus. Der korrekt decodierte Wert wird zu der Bildwiedergabevorrichtung 65 gesendet. Die Steuerungsschaltung 64 erlaubt dem Decodierer 63, das Codebuch vergleichbar mit der ersten Ausführungsform auszuwählen.
Wie oben beschrieben erfaßt die Steuerungsschaltung 64 basierend auf einem von dem Decodierer 63 decodierten vorherigen Code einen verschlüsselten Teil eines zu verarbeitenden Codes und der Schlüssel wird freigegeben und eine Wiedergabe wird durch den Zufallszahlengenerator 60, die Exklusiv-ODER-Schaltung 61 und den Vorzeichen-Bitprozessor 62 verwirklicht. Als Ergebnis ist nur ein Codebuch zum Lesen eines längenveränderlichen Codes in dem Decodierer 63 erforderlich. Somit wird ähnlich mit der ersten Ausführungsform und dem ersten Darstellungs beispiel eine kompakte Schaltung verwendet. Da es abweichend von dem zweiten Darstellungsbeispiel nicht erforderlich ist, das Codebuch zweifach anzusprechen, kann zusätzlich eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung verwirklicht werden. Da weiterhin das in dem Decodierer 63 verwendete Codebuch nicht das Vorzeichenbit erfordert, ist es nicht erforderlich, eine große Anzahl von Speicher zu belegen.
Eine Verschlüsselungsvorrichtung entsprechend dem vierten Darstellungsbeispiel ist unten anhand von Fig. 14 beschrieben. Die Verschlüsselungseinrichtung umfaßt einen Codedetektor 66 zum Unterscheiden eingegebener Signale voneinander und Lesen der Bitanzahl eines Signals, eine Steuerungsschaltung 67 zum Bestimmen, ob der gegenwärtige Code eines eingegebenen Signals verschlüsselt ist oder nicht, basierend auf dem von dem Codedetektor 66 erfaßten Ergebnis und Steuern von AN oder AUS der Verschlüsselung, eine Signalumschaltvorrichtung 68 zum Umschalten von Verarbeitungen eingegebener Signale voneinander basierend auf dem Ausgangssignal der Steuerungsschaltung 67, einen Zufallszahlengenerator 69, eine zyklische Verschiebevorrichtung 70 zum Ausführen einer zyklischen Verschiebung entsprechend dem Ausgangssignal des Zufallszahlengenerators 69 und eine Exklusiv-ODER-Schaltung 71.
Die Wirkungsweise der Verschlüsselungseinrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau ist unten beschrieben. Der Codedetektor 66 hat ein Codewiedergabe-Codebuch zum Lesen des Inhalts sämtlicher Daten eingegebener Signale und Erfassen der durch ein eingegebenes Bit angezeigten Information um somit die Information zu der Steuerungsschaltung 77 auszugeben. Wenn das codierte Blockmustersignal erfaßt wird, selektiert die Steuerungsschaltung 67 eine Verarbeitung wie einen zu verschlüsselnden Code entsprechend einem von dem Codedetektor 66 gelieferten Signal und steuert die Signal-Umschaltvorrichtung 68, um somit ein Steuerungssignal zu dem Zufallszahlengenerator 69 auszugeben, das die Ausgabe einer zum Verschlüsseln erforderlichen Zufallszahl anzeigt. Das von der Steuerungsschaltung 67 auszuführende Verfahren wird unten beschrieben.
Wenn ein nicht zu verschlüsselnder Code erfaßt wird, erlaubt die Steuerungsschaltung 67 der Signal-Umschaltvorrichtung 68, ein Signal auszugeben, das anzeigt, daß ein eingegebenes Signal mit einem Anschluß (c) verbunden wird und das eingegebene Signal wird von der Signal-Umschaltvorrichtung 68 ausgegeben, ohne verarbeitet zu werden. Wenn ein "codiertes Blockmuster"-Signal eingegebener Signale erfaßt wird, sendet die Steuerungsschaltung 67 eine Anweisung, daß das "codierte Blockmuster"-Signal mit einem anderen Anschluß von der Signal- Umschaltvorrichtung 68 verbunden wird, um das Signal zu verschlüsseln, und gibt somit eine Anweisung zu dem Zufallszahlengenerator 69 aus, so daß der Zufallszahlengenerator 69 Zufallszahlen erzeugt. Wenn ein zu verarbeitendes Signal 4 : 2 : 0 ist, gibt die Steuerungsschaltung 67 ein Steuerungssignal zu der Signal-Umschaltvorrichtung 68 aus, so daß das eingegebene Signal mit dem Anschluß (a) verbunden wird. Die Steuerungsschaltung 67 gibt dann die Information der Codelänge des Signales und eine Anweisung zum Erzeugen einer Zufallszahl von einem Bit zu dem Zufallszahlengenerator 69 aus. Als Reaktion auf das Ausgangssignal der Steuerungsschaltung 67 gibt der Zufallszahlengenerator 69 die Zufallszahl von einem Bit zu der Exklusiv-ODER-Schaltung 71 unter Verwendung des Schlüssels aus, so daß die Zufallszahl mit einem Bit auf das letzte Bit des Codes angewendet wird. In dem Fall von "111", "01011", "01010", "01001 " und "01000" wird der Code nicht verschlüsselt und das eingegebene Signal wird mit dem Anschluß (c) der Signal-Umschaltvorrichtung 68 verbunden. Wenn ein zu verarbeitendes Signal 4 : 2 : 2 oder 4 : 4 : 4 ist, gibt die Steuerungsschaltung 67 ein Steuerungssignal zu der Signal-Umschaltvorrichtung 68 aus, so daß das eingegebene Signal mit dem Anschluß (b) der Signal-Umschaltvorrichtung 68 verbunden wird und zusätzlich gibt die Steuerungsschaltung 67 eine Anweisung zu dem Zufallszahlengenerator 69 aus, so daß der Zufallszahlengenerator 69 eine Zufallszahl aus vier Bits erzeugt. Der Zufallszahlengenerator 69 erzeugt die Zufallszahl aus vier Bits unter Verwendung des Schlüssels und sendet die Zufallszahl mit vier Bits zu der zyklischen Verschiebungsvorrichtung 70. Die zyklische Verschiebungsvorrichtung 70 verschiebt zyklisch den Code des codierten Blockmusters mit der durch das von dem Zufallszahlengenerator 69 ausgegebene Signal angezeigten Häufigkeit, um somit das Ergebnis auszugeben. Vergleichbar mit dem Signal 4 : 2 : 0 ist die Länge des Codes gleich derjenigen eines Originalcodes und die Position jedes Blockes wird in eine falsche Position konvertiert. Das wie oben erzeugte Signal wird an der Codeposition des originalen "codierten Blockmusters" eingesetzt und von der Verschlüsselungsvorrichtung ausgegeben.
Wie oben beschrieben werden die Codes "111", "01011", "01010", "01001 " und "01000" in dem Fall des Signals von 4 : 2 : 0 nicht verarbeitet. Zufallszahlen werden auf das letzte Bit der verbleibenden Codes für einen Codewechsel in solch einer Weise angewendet, daß die Codelänge eines verschlüsselten Signales gleich derjenigen eines nicht verschlüsselten Signals ist und die Anzahl von Blöcken unverändert bleibt. Die zyklische Verschiebevorrichtung 70 verschiebt zyklisch den Code des codierten Blockmusters in dem Fall des Signals 4 : 2 : 2 oder 4 : 4 : 4. Somit bleibt die Anzahl von "1" in dem Code unverändert und daher kann eine Signalver arbeitung leicht verwirklicht werden. Da die vorausschauende Codierung bei dem Codierungsverfahren des MPEG-Standards verwendet wird, wird die Position eines Blockes in einem wiedergegebenen Signal verschoben und ein vorausschauendes Fehlersignal wird zu einem vorausgesehenen Wert addiert. Daher kann eine Verschlüsselung effektiv ausgeführt werden.
In dem vierten Darstellungsbeispiel werden, wenn ein Teil eines längenvariabel codierten Wortes bitinvertiert ist, Zufallszahlen auf ein Bit angewendet, welches einem in dem Codebuch vorgesehen Codewort entspricht. Beim Konvertieren eines Codewortes in ein Codewort ohne Ändern der Codelänge kann jedoch nicht nur die Umwandlungstabelle verwendet werden, um das gesamte Codewort durch ein abweichendes Codewort zu ersetzen, sondern weiterhin kann jede andere Einrichtung verwendet werden. Fig. 15 zeigt ein Beispiel des Aufbaus einer Vorrichtung, wenn eine Umwandlungstabelle verwendet wird. Die Vorrichtung umfaßt eine Umwandlungstabelle 72, UND-Schaltungen 73 und 74, eine Exklusiv-ODER- Schaltung 75, eine NOT-Schaltung 76 und einen Zufallszahlengenerator 77. Bei diesem Aufbau wird der Zufallszahlengenerator beim Entscheiden, ob ein eingegebenes Signal in ein Schlüsselsignal konvertiert wird oder nicht verarbeitet wird, gesteuert.
In dem vierten Darstellungsbeispiel werden mit dem MPEG-Standard konforme Daten in die Vorrichtung eingegeben, aber auch Daten mit einem längenvariablen Wort wie Kompressionsbilddaten oder ein Tonsignal können verarbeitet werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann nicht nur ein verschlüsselter Parameter sondern ebenfalls Daten einschließlich eines längenveränderlichen Wortes verschlüsselt werden, ohne dessen Codelänge zu erhöhen. Da ein standardisierter Vorgang fortlaufend ausgeführt wird, kann eine Verschlüsselung in einem vergleichbaren Verfahren bei standardisiertem MPEG 1 und MPEG 2 verwirklicht werden, obwohl die Spezifikation des MPEG-Standard in einigem Umfang geändert sein kann. Obwohl Daten eines längenveränderlichen Codes in der Zukunft im MPEG-Standard verändert sein können, kann eine Verschlüsselung unter Beachtung jedes Parameters ausgeführt werden.

Claims

1. Verschlüsselungs-Sendevorrichtung mit einer Verschlüsselungseinrichtung zum Verschlüsseln von Daten einschließlich längenveränderlichen Codes und einer Entschlüsselungseinrichtung zum Wiederherstellen eines verschlüsselten Signales, welches durch die Verschlüsselungsvorrichtung erzeugt wurde, in ein nicht verschlüsseltes Signal, wobei die Verschlüsselungsvorrichtung eine Umwandlungsvorrichtung (9) umfasst, zum Umwandeln eines Teiles oder sämtlicher Codes von Daten einschließlich längenveränderlicher Codes in lesbare Codes, von denen jeder eine Länge gleich derjenigen eines Originalcodes aufweist und einen abweichenden Wert von demjenigen des Originalcodes angibt; und wobei die Entschlüsselungseinrichtung eine entgegengesetzte Umwandlung zu der durch die Verschlüsselungseinrichtung ausgeführten Umwandlung ausführt.

2. Verschlüsselungsvorrichtung mit einer Umwandlungseinrichtung (9) zum Auswählen eines Teils oder sämtlicher Codes von Daten einschließlich längenveränderlichen Codes und Umwandeln von jedem der ausgewählten Codes in einen lesbaren Code mit einer Länge gleich derjenigen eines Originalcodes und Angabe eines Wertes, welcher von demjenigen des Originalcodes abweicht.

3. Verschlüsselungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Umwandlungseinrichtung (9) längenveränderliche Codes auswählt, welche zu verschlüsseln sind, die in den Daten enthalten sind, und jeden der ausgewählten, längenveränderlichen Codes in einen Code umwandelt, welcher in einem Codebuch vorgesehen ist, mit einer Länge gleich derjenigen eines originalen, längenveränderlichen Codes und unter Angabe eines Wertes, der von demjenigen des originalen, längenveränderlichen Codes abweicht.

4. Verschlüsselungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher die Umwandlungseinrichtung (9) eine Umwandlungstabelle (72) zum Umwandeln des Codewortes von jedem der längenveränderlichen Codes in ein in dem Codebuch vorgesehenes Codewort mit einer Länge gleich derjenigen eines orignalen Codewortes, enthält.

5. Verschlüsselungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher die Umwandlungseinrichtung eine Bit-Invertierungeinrichtung (13) zum Invertieren eines Bits des längenveränderlichen Codes in solch einer Weise, dass der Code eines invertierten Bits in dem Codebuch lesbar ist, enhält.

6. Verschlüsselungsvorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher die Bit-Invertierungseinrichtung ein Vorzeichenbit des längenveränderlichen Codes invertiert, welches durch den längenveränderlichen Code angegebene positive und negative Werte anzeigt.

7. Verschlüsselungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher die Umwandlungseinrichtung (9) einen längenveränderlichen Code jedes Codes von Kompressions-Bilddaten einschließlich längenveränderlich codierten Daten in einen Code umwandelt, der in einem Codebuch vorgesehen ist, mit einer Länge gleich derjenigen eines originalen, längenveränderlichen Codes und unter Anzeige eines Wertes, der von demjenigen des originalen, längenveränderlichen Codes abweicht.

8. Verschlüsselungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher ein zu verschlüsselnder Code fester Länge aus den Daten einschließlich längenveränderlichen Codes und Codes fester Länge ausgewählt wird, so dass der ausgewählte Code mit fester Länge verschlüsselt wird.

9. Verschlüsselungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher ein zu verschlüsselnder Code mit fester Länge selektiv aus den Codes der Kompressions-Bilddaten einschließlich längenveränderlich codierten Daten verschlüsselt wird.

10. Verschlüsselungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher die Umwandlungseinrichtung einen Zufallszahlengenerator (2; 14) und eine Exklusiv-ODER-Vorrichtung (4) beinhaltet, so dass ein zu verschlüsselnder Code unter Verwendung einer Reihe von Zufallszahlen logisch Exklusiv-ODER-verknüpft wird.

11. Verschlüsselungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Umwandlungseinrichtung einen Umwandlungscodierer (12) zum Codieren von Originaldaten, welche durch jedes Codewort angegeben werden, zum Umwandeln des Codewortes jedes Codes in ein in dem Codebuch vorgesehenes Codewort mit einer Länge gleich derjenigen des originalen Codewortes und unter Angabe eines von dem originalen Codewort abweichenden Wertes und eine Packungsvorrichtung (15) zum Anordnen und Lesen codierter Codes, um somit eine Datenfolge entsprechend einer Regel zu erzeugen, aufweist.