Eine patente Lösung
Das Syster Patent
WO 91/13517
METHODE ZUR VIDEOSIGNALVERSCHLÜSSELUNG UND -ENTSCHLÜSSELUNG
Auszug
Die Verschlüsselungsprozedur im Sinne der Erfindung besteht darin, jeder Bildzeile (23 bis 309) eines unverschlüsselt produzierten Halbbildes vor seiner Verschlüsselung eine auf pseudozufällige Weise bestimmte Adresse (B) zuzuordnen, die sich auf die Speicherzeile des Zwischenspeichers bezieht, in der jene Bildzeile auf der Empfangsebene gespeichert werden wird; und den Moment (oder die Abfolge) der Übertragung jener Bildzeile zu bestimmen, damit jene Bildzeile auf Empfangsebene durch ihre Speicherung in der Speicherzeile, der sie zugeordnet wird, die Aussendung der zuvor an der selben Adresse gespeicherten Zeile zum Fernsehgerät hin veranlasst, dieses zum richtigen Moment (oder in der richtigen Abfolgeordnung) um das Bild unverschlüsselt wiederherzustellen.
VERSCHLÜSSELUNGS- UND ENTSCHLÜSSELUNGSVERFAHREN EINES VIDEOSIGNALS
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsverfahren eines Videosignals.
Dieses besteht auf Sendeebene daraus,
- Videosignalsequenzen nach einer Verschlüsselungsfunktion zu verschlüsseln, welche für jede Sequenz verschieden sein kann,
- jede Videosignalsequenz, welche derart verschlüsselt sind, zu senden,
und auf Empfangsebene,
- die gesendeten Videosignalsequenzen zu entschlüsseln.
Die vorliegende Erfindung findet ihre hauptsächliche Anwendung bei PayTV-Sendern, für die es wesentlich ist, ihr Fernsehprogramm zu verschlüsseln und dieses Programm beim Abonnenten, welcher mit einem entsprechendem Dekoder ausgestattet ist und der die Rechte besitzt, die gesendeten Programme zu empfangen, zu entschlüsseln oder zu dekodieren.
Man kennt eine ganze Reihe von Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsverfahren, die darauf abzielen, das Bild unanschaubar und/oder den Ton unverständlich zu machen.
Man kennt beispielsweise ein Verschlüsselungsverfahren, welches daraus besteht, eine bestimmte feststehende Anzahl von Bildzeilen nach einer gegebenen Permutationsfunktion (Permutation = Austausch) zu vertauschen. In diesem Fall besteht die Entschlüsselung daraus, die Umkehrfunktion zu jener Funktion, welche man auf Sendeebene benutzt hat, um die bestimmte Anzahl von Bildzeilen zu vertauschen, anzuwenden. Weil es technisch nicht machbar ist, eine große Anzahl von Bildzeilen zu vertauschen, beschränkt man sich tatsächlich auf etwa 32 vertauschte Zeilen.
Dieses bekannte Verschlüsselungsverfahren, manchmal 'Permutationsverfahren mit festen Blöcken' genannt, präsentiert einen mit der unbequemen Notwendigkeit, auf Empfangsebene einen großen Speicher bereitzustellen, weil man am Ende einer 32-Zeilen-übertragung zum Fernsehgerät hin bereits die folgenden Zeilen gespeichert haben muß, um in der Lage zu sein, sofort den Rest des Bildes zu übertragen. Dieses Verfahren ist relativ einfach auf Sendeebene zu bewerkstelligen, aber es ist die Empfangsebene, auf der sich die Probleme der Zuverlässigkeit, der Sicherheit und der Kosten stellen, wenn man die große Anzahl von Dekodern betrachtet. Darüber hinaus mangelt es diesem Verfahren an Sicherheit gegen bestimmte Formen der Piraterie. Es ist auf wirksame Weise möglich, die Abfolge der Permutationen herauszufinden, selbst wenn diese Abfolge regelmäßig während der Übertragung gewechselt wird.
Man sieht, daß in obigem Beispiel die Entschlüsselungsfunktion quasi dieselbe wie die Verschlüsselungsfunktion ist, denn die zwei Funktionen sind gleichartig und reziprok (= eine Funktion ist die Umkehrfunktion der anderen). Diese Funktion ist darüberhinaus einfach zu knacken, weil sie unabhängig von allen anderen Parametern oder Informationen ist.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Unannehmlichkeiten zu vermeiden, die die Zitierten innehaben.
Mit diesem Ziel ist das Verfahren im Sinne der Erfindung dadurch charakterisiert, daß, auf Sendeebene, eine primäre Videosequenz mit einer primären Verschlüsselungsfunktion verschlüsselt wird und eine andere Videosignalsequenz mit einer anderen Verschlüsselungsfunktion verschlüsselt wird und auf Empfangsebene, daß die andere Signalsequenz, die mit der anderen Verschlüsselungsfunktion verschlüsselt ist, beim Abspeichern die primäre Signalsequenz, welche mit der primären Verschlüsselungsfunktion verschlüsselt wurde ersetzt. Bei diesem Ersetzen wird die andere Videosignalsequenz, verschlüsselt mit einer richtigen Verschlüsselungsfunktion, welche das Ergebnis der Kombination der primären Verschlüsselungsfunktion mit der anderen Verschlüsselungsfunktion ist, abgespeichert.
Als eine Art der Realisierung der Erfindung besteht jede Verschlüsselungsfunktion daraus, eine Anzahl Bildzeilen hintereinander in einer Ordnung, die anders ist als die normale Ordnung in einem unverschlüsselten Bild, zu senden;
auf Empfangsebene einen Zwischenspeicher (im folgenden Buffer genannt) bereitzustellen, der eine bestimmte Anzahl von Speicherzeilen enthält, wobei jede Speicherzeile eine empfangene Bildzeile speichern kann, dabei löst die Speicherung einer empfangenen Bildzeile die Ausgabe der vorher in dieser Speicherzeile gespeicherten Bildzeile an das Fernsehgerät aus;
für jede gesendete Bildzeile die Adresse der Speicherzeile anzugeben, in welcher diese gesendete Bildzeile gespeichert werden muß und den Augenblick der Ausstrahlung jeder Bildzeile so zu bestimmen, daß sie im Speicher eine vorhergehende Bildzeile in dem Moment ersetzt, in dem diese vorhergehende Bildzeile in der normalen Ordnung an das Fernsehgerät ausgegeben werden muß, damit das unverschlüsselte Bild erzeugt wird.
Als eine Art der Realisierung der Erfindung besteht das Verschlüsselungsverfahren darin:
- die Adresse der Speicherzeile des Zwischenspeichers in dem diese Zeile auf Empfangsebene gespeichert werden wird für jede Bildzeile für mindestens ein Halbbild, welches unverschlüsselt produziert wurde vor seiner Verschlüsselung anzugeben, jene Adresse wird dabei auf pseudozufällige Weise erzeugt;
- den Moment (oder die Abfolge) der Ausstrahlung für diese Bildzeile zu bestimmen, damit, auf Empfangsebene, diese Bildzeile durch ihre Speicherung in der Speicherzeile, der sie zugeordnet wurde, die Ausgabe der vorherigen, an dieser Adresse gespeicherten Bildzeile, auslöst, dieses geschieht derart, daß das unverschlüsselte Bild wiederhergestellt wird.
Als eine Art der Realisierung der Erfindung besteht das Verschlüsselungsverfahren darüber hinaus daraus:
- eine ständig fortgeführte Vergleichstabelle zwischen einmal der Nummer jeder Bildzeile vor der Verschlüsselung für mindestens ein Halbbild der Ausstrahlung, welches unverschlüsselt produziert wurde und andererseits seiner Speicheradresse im Zwischenspeicher auf Empfangsebene, zu führen;
- im Bedarfsfalle in dieser Tabelle Bildzeilen zu streichen, wenn sie schließlich zum Fernsehgerät ausgegeben werden.;
- Stapelspeicher anzulegen, deren Anzahl gleich der Anzahl der Speicherzeilen des Zwischenspeichers ist, welcher auf Empfangsebene benutzt wird;
- in jedem Stapelspeicher nacheinander die Nummer jeder Bildzeile abzulegen, die der, diesem Stapelspeicher entsprechenden Bildzeile beim Empfang des Halbbildes / der Halbbilder zugeordnet werden wird; dieses geschieht beginnend mit der letzten Zeile des Halbbildes / der Halbbilder und man fährt fort bis zur ersten Zeile des ersten Halbbildes;
- dann, wenn alle Stapelspeicher für das Halbbild / die Halbbilder solcherart aufgebaut worden sind, jeden Stapelspeicher beginnend mit dem Boden des Stapelspeichers abzutragen und für jede Bildzeile, die durch besagtes Abtragen derart entnommen wurde, den Moment ihrer Ausstrahlung (oder die Abfolge ihrer Ausstrahlung) zu bestimmen, dabei fällt dieser Ausstrahlungsmoment mit dem Moment zusammen, in dem die Bildzeile, welche im gleichen Stapelspeicher genau über der, welche man gerade abgetragen hat, liegt, auf dem Fernsehgerät ausgegeben werden muß, um das Bild unverschlüsselt zu erzeugen.
Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich im Rahmen einer Beschreibung eines Realisationsbeispiels, die nun folgen wird und durch die beigefügten Zeichnungen, in denen:
Figur 1 im Sinne der vorliegenden Erfindung die Art der Speicherung in einem Buffer des Dekoders repräsentiert;
Figur 2 im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Methode repräsentiert, um das Verschlüsselungsverfahren anzuwenden;
Figur 3 in einer zusammenfassenden Übersicht einen Aufbau repräsentiert, um die Erfindung in die Tat umzusetzen; und
Figur 4 einen Teil eines Aufbaus repräsentiert, um die Erfindung in die Tat umzusetzen.
Eine digitalisierte Bildzeile besteht klassischerweise aus einer großen Anzahl von Samples (zum Beispiel 256 oder 512), aber in der Figur hat man dies zu Anschauungszwecken durch nur 8 Samples "a,b,c,d,e,f,g,h" dargestellt.
Figur 1 repräsentiert eine Adressierungs- und Speicherungsart der empfangenen verschlüsselten Bildzeilen auf der Ebene des Dekoders des Abonnenten. Man erkennt einen Zwischenspeicher 8, gemeinhin Buffer genannt, welcher zum Beispiel aus 32 Speicherzeilen besteht, jede Zeile kann dabei die digitalisierten Informationen einer ganzen Bildzeile speichern.
Im Sinne des Verfahrens der Erfindung wird eine gesendete Zeile Z im Buffer 8 eine vorherige Zeile X ersetzen, die sich in derselben Speicherzeile n des Buffers 8 befindet. Die Speicherung der Bildzeile Z in der Speicherzeile n des Buffers 8 löst die Absendung der vorherigen Zeile X und ihre Ausgabe auf dem Fernsehgerät aus, letzendlich nachdem sie wieder in die richtige Form gebracht bzw. die Verschiebung aufgehoben wurde. Daraus resultiert, daß die Folge der Ausstrahlung der Bildzeilen in Abhängigkeit der Adresse n jeder dieser Zeilen erfolgt, denn eine Zeile Z wird erst dann gesendet, wenn sie in der ihrer Adresse entsprechenden Speicherzeile des Buffers eine vorherige Zeile X ersetzt und das genau in dem Moment geschieht, wo die vorherige Zeile an das Fernsehgerät gesendet werden muß.
Man sieht daher, daß die Abfolge der Ausstrahlung der Zeilen nicht nur eine einfache willkürliche Vertauschung darstellt, sondern aus einer Kombination mit der Adresse jeder Bildzeile, welche sich im Buffer des Empfangsgerätes befindet resultiert. Die Verschlüsselungsfunktion zur Vertauschung der Bildzeilen ist daher relativ und nicht absolut.
Als eine Art der Realisierung der Erfindung und in Bezugnahme auf Figur 2 besteht das Verschlüsselungsverfahren daraus:
a) eine ständig fortgeführte Vergleichstabelle zu führen, zwischen einmal der Nummer L jeder Bildzeile vor der Verschlüsselung für mindestens ein Halbbild der Ausstrahlung, welches unverschlüsselt produziert wurde und andererseits ihrer Speicheradresse B im Zwischenspeicher 8 auf Empfangsebene;
b) in dieser Tabelle Bildzeilen zu streichen, wenn sie schließlich zum Fernsehgerät ausgegeben werden, um die Folgetabelle erstellen zu können;
c) Stapelspeicher P1 bis P32 anzulegen, deren Anzahl (im Beispiel 32) gleich der Anzahl der Speicherzeilen des Zwischenspeichers (oder Buffers) 8 ist, welcher auf Empfangsebene benutzt wird und jedem Stapelspeicher eine Referenz zuzuordnen, die identisch ist mit der Speicherzeile, auf die er sich bezieht;
d) in jedem Stapelspeicher nacheinander die Nummer jeder Bildzeile abzulegen, die der, diesem Stapelspeicher entsprechenden Bildzeile beim Empfang des Halbbildes / der Halbbilder zugeordnet werden wird; dieses geschieht beginnend mit der letzten Zeile des Halbbildes / der Halbbilder (im Beispiel 309, 308, 307, 306, 305, ... 23) und man fährt fort bis zur ersten Zeile des ersten Halbbildes (im Beispiel ist dies die Zeile 23); (in einem Videohalbbild bezeichnet man klassischerweise die aktiven Zeilen eines Halbbildes durch die fortlaufenden Nummerierung von 23 bis 309)
e) dann, wenn alle Stapelspeicher für das Halbbild / die Halbbilder solcherart aufgebaut worden sind, jeden Stapelspeicher (von P1 bis P32) beginnend mit dem Boden des Stapelspeichers abzutragen (im Beispiel beginnt man also beim ersten Stapelspeicher P1 mit 308, dann 306, etc...) und für jede Bildzeile, die durch besagtes Abtragen derart entnommen wurde (zum Beispiel für Zeile 308), den Moment ihrer Ausstrahlung zu bestimmen, dabei fällt dieser Ausstrahlungsmoment mit dem Moment zusammen, in dem die Bildzeile, welche im gleichen Stapelspeicher genau über der, welche man gerade abgetragen hat, liegt, auf dem Fernsehgerät ausgegeben werden muß, um das Bild unverschlüsselt zu erzeugen (im Beispiel ist dieser Ausstrahlungsaugenblick für Zeile 308 jener, in welchem die Zeile 306 an das Fernsehgerät ausgegeben werden muß, um das Bild unverschlüsselt zu erzeugen).
f) man kann in einem großen Zwischenspeicher alle Bildzeilen des Halbbilds / der Halbbilder abhängig von dem Moment ihrer Ausstrahlungin anlegen und sobald man alle Zeilen des Halbbilds / der Halbbilder angelegt hat, genügt es, die Bildzeilen in der Reihenfolge in der sie in diesem Speichers stehen zu senden.
Ein Anwendungsbeispiel, um dieses Verfahren umzusetzen ist auf schematische Weise in Figur 3 dargestellt. In diser Figur erkennt man einen Mikroprozessor 14, einen Schreib/Lesespeicher (RAM) 16 und einen Festwertspeicher (ROM) 15. Der Festwertspeicher 15 enthält ein Programm aus logischen Anweisungen, um die Logikoperationen im Mikroprozessor 14 durchzuführen, diese Logikoperationen setzen das vorausgehend beschriebene Verfahren um. Der Schreib/Lesespeicher 16 dient dazu, die während des Programmablaufs verarbeiteten Variablen zu speichern. Ein solcher Aufbau ist klassisch. Alles zusammen erzeugt zum Schluß, unter Zuhilfenahme eines Schreib/Lesespeichers am Dualport 17, eine Folge von Nummern von Bildzeilen (im Beispiel die Folge 23, 28, 305, ... 29), welche die Abfolge der Bildzeilen so wiedergeben, wie sie nacheinander gesendet werden müssem, um beim Empfang das Bild in unverschlüsselter Weise in einem Dekoder, der gleichzeitig einen entsprechenden Entschlüsselcode empfängt, wiederherzustellen.
Figur 4 illustriert eine bestimmte Art der Realisation eines anderen Teils des Aufbaus, um das Verfahren im Sinne der Erfindung umzusetzen.
In diesem Teil erkennt man einen Eingang S1, an welchen das unverschlüsselte Bild angeliefert wird, welches in der Sendestation geliefert wird. Dieses Bild wird digitalisiert, indem es einen Analog-Digital-Wandler 10 durchläuft und die Zeilen (zum Beispiel die Zeilen des Halbbildes 23 bis 309) werden nacheinander im Buffer 11 abgespeichert. Während dieser Speicherung wird ein anderer identischer Buffer 12, in welchem ein vorheriges Halbbild gespeichert ist, in der Auslese-Reihenfolge der Zeilen, welche durch das Verschlüsselungsverfahren der Erfindung (mit Hilfe des Aufbaus aus Figur 3) vorgegeben ist, ausgelesen und jede ausgelesene Zeile durchläuft einen Digital-Analog-Wandler 13 bevor sie ausgestrahlt wird, diese
Ausstrahlung ist verschlüsselt, weil die Zeilen nicht in ihrer natürlichen Reihenfolge ausgestrahlt werden (Zeilen 23, 24, ...309).
Man kann auch 3 Buffer anstelle von zwei Buffern 11 und 12 benutzen, damit man über Zeit für den Transfer von einem Buffer zum nächsten verfügt.
Figur 1
B 8
+--+--+--+--+--+--+--+--+
1 | | | | | | | | |
+--+--+--+--+--+--+--+--+
2 | | | | | | | | |
+--+--+--+--+--+--+--+--+
3 | | | | | | | | |
+--+--+--+--+--+--+--+--+
| | | | | | | | |
Z | | | | | | | | |
+--+--+--+--+--+--+--+--+ +--+--+--+--+--+--+--+--+ X
|a'|b'|c'|d'|e'|f'|g'|h'| n |a |b |c |d |e |f |g |h | --> TV
+--+--+--+--+--+--+--+--+ +--+--+--+--+--+--+--+--+
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
+--+--+--+--+--+--+--+--+
30 | | | | | | | | |
+--+--+--+--+--+--+--+--+
31 | | | | | | | | |
+--+--+--+--+--+--+--+--+
32 | | | | | | | | |
+--+--+--+--+--+--+--+--+
Figur 2
+-----+----+
| L | B |
+-----+----+
| 309 | 2 |
| 308 | 1 | <-- 9
| 307 | 30 |
| 306 | 1 |
| 305 | 32 |
| - | - |
| 23 | - |
+-----+----+
P31
+-----+
P1 | - |
+-----+ +-----+
| - | P2 | - | P32
+-----+-----+ +-----+-----+
| - | - | | - | - |
+-----+-----+ +-----+-----+
| 306 | - | P30 | - | - |
+-----+-----+ +-----+-----+-----+
| 308 | 309 | | 307 | - | 305 |
+-----+-----+ +-----+-----+-----+
1 2 - - - - - - - - - - - 30 31 32
Figur 3
14 15 16
+-------+ +-------+ +-------+
| MP | | ROM | | RAM |
+-------+ +-------+ +-------+ 17
| | | +---------+ 18
| | | | RAM | +-----+
+------------+-----------+---------->| dual |---->| 23 |
| port | | 28 |
+---------+ | 305 |
| 4 |
| 33 |
| 126 |
| - |
| - |
| - |
| - |
| 29 |
+-----+
Figur 4
11
+----------------------------------+
23 +----------------------------------+
+----------------------------------+
10 +----------------------------------+
S1 +--------+ + +
------->| A/N | ------> + +
+--------+ +----------------------------------+
+----------------------------------+
+----------------------------------+
+----------------------------------+
309 +----------------------------------+
12
+----------------------------------+
23 +----------------------------------+
+----------------------------------+
13 +----------------------------------+
S2 +--------+ + +
<-------| N/A | ------> + +
+--------+ +----------------------------------+
+----------------------------------+
+----------------------------------+
+----------------------------------+
309 +----------------------------------+
WO 91/13517
VIDEO SIGNAL SCRAMBLING AND UNSCRAMBLING DEVICE
PROCEDE D'EMBROUILLAGE ET DE DESEMBROUILLAGE D'UN SIGNAL VIDEO
Abstract
A scrambling method wherein each image line (23-309) of a frame
having been produced in unscrambled form before being scrambled, is
given the pseudorandomly determined address (B) of the memory line
in the storage memory (8) in which said image line is to be stored
on reception; and wherein the moment (or the running order) for
broadcasting said image line is determined so that on reception,
the image line causes, because it is stored in the memory line to which
it was addressed, the image line previously stored at the same address
to be output to the television set at the right moment (or in the right
order) so that an unscrambled picture is reconstructed.
Abrege
Le procede d'embrouillage selon l'invention consiste a affecter,
a chaque ligne d'image (23 a 309) d'une trame produite en clair avant
son embrouillage, l'adresse (B) determinee de facon pseudo-aleatoire
de la ligne de memoire de la memoire de stockage (8) dans laquelle cette
ligne d'image sera stockee au niveau de la reception; et a determiner
l'instant (ou l'ordre de passage) de l'emission de cette ligne d'image
pour que, au niveau de la reception, cette ligne d'image provoque,
par son stockage dans la ligne de memoire ou elle est adressee, l'envoi
sur le televiseur de la ligne d'image stockee prealablement a la meme
adresse, au bon instant (ou selon le bon ordre de passage) pour
restituer l'image en clair.
PROCEDE D'EMBROUILLAGE ET DE DESEMBROUILLAGE D'UN SIGNAL VIDEO
La presente invention concerne un procede d'embrouillage et de
desembrouillage d'un signal video consistant, au niveau de l'emission,
a embrouiller des sequences du signal video selon une fonction
d'embrouillage determinee pouvant etre differente pour chaque sequence,
a diffuser chaque sequence du signal video ainsi embrouillee, puis,
au niveau de la reception, a desembrouiller les sequences du signal
video diffuse.
La presente invention trouve son application principalement
dans les systemes de television a peage pour lesquels il est essentiel
de brouiller l'emission video et de debrouiller ou decoder l'emission
chez le souscripteur qui est muni d'un decodeur approprie et qui dispose
du droit de regarder l'emission diffusee.
On connait un certain nombre de procedes d'embrouillage et de
desembrouillage correspondant visant a rendre incomprehensible l'image
et/ou leur audition inconfortable.
On connait par exemple un procede d'embrouillage consistant a
permuter un certain nombre constant de lignes de l'image video, selon
une fonction de permutation determinee. Dans ce cas, le desembrouillage
consiste a effectuer la fonction inverse de celle utilisee au niveau
de l'emission pour permuter ce certain nombre de lignes d'images. Comme
il n'est pas techniquement facile de permuter ainsi un grand nombre de
lignes d'images, on se limite actuellement a environ 32 lignes pemutees.
Ce procede connu d'embrouillage, parfois appele procede de
permutation a blocs fixes, presente l'inconvenient de necessiter de
disposer, au niveau de la reception, d'une memoire de grande taille,
parce que, au moment de la fin de l'envoi sur le televiseur d'une
sequence de 32 lignes, il faut disposer des lignes memorisees suivantes
pour pouvoir envoyer immediatement la suite de l'image. Ce procede est
relativement simple a mettre en oeuvre au niveau de l'emission, mais c'est
au niveau de la reception que les problemes de fiabilite, de securite et
de cout se posent, vu le grand nombre de decodeurs. Par ailleurs, ce
procede manque de securite contre certaines formes de piratage. Il est
en effet possible de retrouver l'ordre des permutations, meme si cet ordre
chage frequemment au cours de l'emission.
On voit que dans l'exemple ci-dessus la fonction de desembrouillage
est quasiment la meme que la fonction d'embrouillage puisque les deux
fonctions sont de mem nature et sont reciproques. Cette fonction est par
ailleurs simple a pirater parce qu'elle est independante de tous autres
parametres ou de toutes autres informations.
La presente invention vise a eviter les inconvenients qui viennent
d'etre cites.
Dans ce but, le procede selon l'invention est caracterise en ce que,
au niveau de l'emission, une premiere sequence video est embrouillee selon
une premiere fonction d'embrouillage et une autre sequence du signal video
est embrouillee selon une autre fonction d'embrouillage, et au niveau de
la reception, l'autre sequence du signal embrouillee selon l'autre fonction
d'embrouillage vient se stocker en remplacant la premiere sequence du signal
video embrouillee selon la premiere fonction d'embrouillage et, lors de ce
remplacement, l'autre sequence du signal video est stockee de facon
embrouillee selon une fonction reelle d'embrouillage qui est egale a une
combinaison determinee de la premiere fonction d'embrouillage et de l'autre
fonction d'embrouillage.
Selon une forme de realisation de l'invention, chaque fonction
d'embrouillage consiste a diffuser successivement un groupe de lignes de
l'image video selon un ordre different de l'ordre normal correpondant a
l'image en clair, a disposer au niveau de la reception une memoire de
stockage (appelee par la suite buffer) comprenant un nombre determine
de lignes de memoire, chaque ligne de memoire pouvant stocker une ligne
d'image recue, le stockage d'une ligne d'image recue provoquant l'envoi sur
un televiseur de la ligne precedemment stockee dans cette ligne de memoire,
a indiquer, pour chaque ligne d'image diffusee, l'adresse de la ligne de
memoire dans laquelle cette ligne d'image diffusee doit etre stockee et
a determiner l'instant d'emission de cette ligne d'image de facon qu'elle
vienne remplacer dans la memoire une ligne d'image precedente au moment
ou cette ligne d'image precedente doit etre envoyee sur le televiseur
dans l'ordre normal des lignes d'image por generer l'image en clair.
Selon une forme de realisation de l'invention, au niveau de
l'emission, le procede d'embrouillage consiste a : affecter, pour chaque
ligne d'image d'au moins une trame d'image produite en clair avant son
embrouillage, l'adresse de la ligne de memoire de la memoire de stockage
dans laquelle cette ligne d'image sera stockee au niveau de la reception,
cette adresse etant determinee de facon pseudo-aleatoire ; et determiner
l'instant de l'emission (ou l'ordre d'emission) de cette ligne d'image
pour que, au niveau de la reception, cette ligne d'image provoque,
par son stockage dans la ligne de memoire correspondant a son adresse,
l'envoi sur le televiseur de la ligne d'image stockee prealablement a la meme
adresse de facon a restituer l'image en clair.
Selon une forme de realisation de l'invention, au niveau de
l'emission, le procede d'embrouillage consiste en outre a : maintenir en
permanence une table de correspondance entre d'une part le numero de chaque
ligne d'image d'au moins une trame de l'emission produite en clair avant
son embrouillage et d'autre part son adresse de stockage dans la memoire
de stockage au niveau de la reception ; eliminer eventuellement de cette
table les lignes d'image lorsqu'elles sont finalement envoyees sur le
televiseur ; agencer un nombre de piles egal au nombre de lignes de
memoire de la memoire de stockage utilisee au niveau de la reception ;
empiler dans chaque pile successivement le numero de chaque ligne d'image
qui sera adressee a la ligne de memoire correspondant a cette pile lors
de la reception de la ou des trames, effectuer cela en commencant par la
derniere ligne de la ou des trames et empiler ainsi jusqu'a la premiere
ligne de la premiere trame ; puis, lorsque toutes les piles sont ainsi
constituees pour la ou les trames, proceder au desempilement de chaque
pile en commencant par le bas de la pile et determiner, pour chaque ligne
d'image ainsi extraite d'une pile par ledit desempilement, l'instant de
sa diffusion (ou son ordre de diffusion), cet instant de diffusion etant
celui correspondant a l'instant ou la ligne d'image situee dans la meme pile
juste au-dessus de celle que l'on vient de desempiler doit etre envoyee
sur le televiseur pour generer l'image en clair.
La presente invention sera mieux comprise en se referant maintenant
a la description d'un exemple de realisation qui va suivre et aux dessins
annexes dans lesquels :
la figure 1 represente le mode de stockage dans un buffer du decodeur,
selon la presente invention;
la figure 2 represente un moyen pour effectuer le procede
d'embrouillage selon la presente invention ;
la figure 3 represente un schema synoptique d'un dispositif pour
la mise en oeuvre de l'invention ; et
la figure 4 represente une partie du dispositif pour la mise en
oeuvre de l'invention.
Une ligne d'image numerisee comprend classiquement un grand nombre,
par exemple 256 ou 512, echantillons numerises, mais on a represente dans
les figures seulement huit echantillons, "a,b,c,d,e,f,g,h" dans un but
pedagogique.
En figure 1, on a represente un mode d'adressage et de stockage des
lignes d'image embrouillees recues au niveau du decodeur du souscripteur.
On distingue une memoire de stockage 8, appelee communement un buffer,
comprenant par exemple 32 lignes de memoire, chaque ligne pouvant stocker
les informations numerisees d'une ligne d'image entiere.
Selon le procede de l'invention, une ligne Z diffusee vient remplacer
dans le buffer 8 une ligne X precedente situee dans la meme ligne de memoire n
du buffer 8. Le stockage de la ligne d'image Z dans la ligne de memoire n du
buffer 8 provoque la sortie de la ligne d'image precedente X et son envoi sur
le televiseur, eventuellement apres remise en forme ou annulation de rotation.
Par consequent, l'ordre d'emission des lignes d'image est fonction de
l'adresse n de chacune de ces lignes, puisque chaque ligne Z ne sera
diffusee que lorsqu'elle viendra en remplacement, dans la ligne de memoire
du buffer correspondant a son adresse, d'une ligne precedente X seulement
a l'instant ou la ligne precedente devra etre envoyee sur le televiseur.
On voit donc que l'ordre d'emission des lignes n'est pas simplement
permute arbitrairement mais resulte d'une combinaison avec l'adresse de
chaque ligne d'image dans le buffer present dans le dispositif de reception.
La fonction d'embrouillage par permutation des lignes d'image est donc
relative et non absolue.
Selon une forme de realisation de l'invention et en se reportant
a la figure 2, au niveau de l'emission, le procede d'embrouillage consiste a :
a) maintenir a jour en permanence une table de correspondance entre
le numero L de chaque ligne d'image d'au moins une trame de l'emission
produite en clair avant son embrouillage et son adresse B de stockage dans
la memoire de stockage 8 au niveau de la reception ;
b) eliminer de cette table les lignes d'image lorsqu'elles sont
finalement envoyees sur le televiseur, afin de pouvoir constituer une
table suivante ;
c) agencer un nombre (dans cet exemple, 32) de piles P1 a P32
egal au nombre de lignes de memoire de la memoire de stockage (ou buffer) 8
utilisee au niveau de la reception, et donner une reference a chaque pile
identique a la ligne de memoire qui lui correspond ;
d) empiler dans chaque pile successivement le numero de chaque ligne
d'image qui sera adressee a cette pile lors de la reception de la ou
des trames, en commencant par la derniere ligne de la ou des trames (dans cet
exemple 309, 308, 307, 306, 305, ... 23) et en empilant ainsi jusqu'a la
premiere ligne de la premiere trame (dans cet exemple, la premiere ligne
est la ligne 23) ; (dans une trame video on designe classiquement les
lignes actives d'une trame par les reperes allant de 23 a 309)
e) puis, lorsque toutes les piles sont ainsi constituees pour la ou
les trames, proceder au desempilement de chaque pile (de P1 a P32) en
commencant par le bas de la pile (dans cet exemple, pour la premiere pile P1,
on commence donc par extraire 308, puis 306, etc...), et determiner, pour
chaque ligne d'image ainsi extraite d'une pile par ledit desempilement
(par exemple pour la ligne 308), l'instant de sa diffusion , cet instant de
diffusion etant celui correspondant a l'instant ou la ligne d'image situee
dans la meme pile juste au-dessus de celle que l'on desempile doit etre
envoyee sur le televiseur pour former l'image en clair (dans cet exemple
pour la ligne 308, l'instant de diffusion de cette ligne 308 est celui
pour lequel la ligne 306 doit etre envoyee sur le televiseur pour former
l'image en clair).
f) on peut arranger alors dans une memoire de grande taille toutes
les lignes d'image de la ou des trames en fonction de l'instant ou chacune
devra etre diffusee, et lorsque l'on a ainsi arrange toutes les lignes de
la ou des trames il suffit de diffuser les lignes d'image selon leur
arrangement dans cette memoire.
Un exemple de dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede est
illustre de facon schematique dans la figure 3. Dans cette figure, on
distingue un microprocesseur 14, une memoire vive (RAM) 16 et une memoire
morte (ROM) 15. La memoire morte 16 contient un programme de traitement
logique permettant de mettre en oeuvre les operations logiques a effectuer
dans le microprocesseur 14, ces operations logiques correspondant au procede
decrit precedemment. La memoire vive 16 sert a stocker les donnees variables
au cours du deroulement du programmes. Une telle disposition est classique.
Cet ensemble produit en sortie, par l'intermediaire d'une memoire vive a
port dual 17, la suite des numeros de lignes d'image (dans cet exemple
la suite 23, 28, 305, ... 29) correspondant a la suite des lignes d'image
telles qu'elles doivent etre successivement diffusees de facon a
reconstituer a la reception l'image en clair dans un decodeur qui recoit
simultanament un code correspondant de desembrouillage.
La figure 4 illustre un mode de realisation particulier d'une autre
partie du dispositif pour la mise en oeuvre du procede selon l'invention.
Dans cette partie, on distingue une voie d'entree S1 fournissant l'image en
clair fournie dans la station emettrice. Cette image est numerisee au travers
d'un convertisseur analogique-numerique 10, et est stockee selon des lignes
successives (par exemple les lignes de trame 23 a 309) dans un buffer 11.
Pendant ce stockage, un autre buffer identique 12 dans lequel a ete stockee
une trame precedente est decharge selon un ordre de dechargement des lignes
(23 a 309) qui est determine selon le procede d'embrouillage de l'invention
(a l'aide du dispositif de la figure 3), et chaque ligne dechargee passe
a travers un convertisseur numerique-analogique 13 avant d'etre diffusee,
la diffusion etant brouillee du fait que les lignes ne sont pas emises dans
l'ordre naturel (lignes 23, 24, ...309).
On peut aussi utiliser trois buffers au lieu des deux buffers 11 et
12, afin de disposer de temps pendant le passage d'un buffer au suivant.
Figure 1
B 8
+--+--+--+--+--+--+--+--+
1 | | | | | | | | |
+--+--+--+--+--+--+--+--+
2 | | | | | | | | |
+--+--+--+--+--+--+--+--+
3 | | | | | | | | |
+--+--+--+--+--+--+--+--+
| | | | | | | | |
Z | | | | | | | | |
+--+--+--+--+--+--+--+--+ +--+--+--+--+--+--+--+--+ X
|a'|b'|c'|d'|e'|f'|g'|h'| n |a |b |c |d |e |f |g |h | --> TV
+--+--+--+--+--+--+--+--+ +--+--+--+--+--+--+--+--+
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
+--+--+--+--+--+--+--+--+
30 | | | | | | | | |
+--+--+--+--+--+--+--+--+
31 | | | | | | | | |
+--+--+--+--+--+--+--+--+
32 | | | | | | | | |
+--+--+--+--+--+--+--+--+
Figure 2
+-----+----+
| L | B |
+-----+----+
| 309 | 2 |
| 308 | 1 | <-- 9
| 307 | 30 |
| 306 | 1 |
| 305 | 32 |
| - | - |
| 23 | - |
+-----+----+
P31
+-----+
P1 | - |
+-----+ +-----+
| - | P2 | - | P32
+-----+-----+ +-----+-----+
| - | - | | - | - |
+-----+-----+ +-----+-----+
| 306 | - | P30 | - | - |
+-----+-----+ +-----+-----+-----+
| 308 | 309 | | 307 | - | 305 |
+-----+-----+ +-----+-----+-----+
1 2 - - - - - - - - - - - 30 31 32
Figure 3
14 15 16
+-------+ +-------+ +-------+
| MP | | ROM | | RAM |
+-------+ +-------+ +-------+ 17
| | | +---------+ 18
| | | | RAM | +-----+
+------------+-----------+---------->| dual |---->| 23 |
| port | | 28 |
+---------+ | 305 |
| 4 |
| 33 |
| 126 |
| - |
| - |
| - |
| - |
| 29 |
+-----+
Figure 4
11
+----------------------------------+
23 +----------------------------------+
+----------------------------------+
10 +----------------------------------+
S1 +--------+ + +
------->| A/N | ------> + +
+--------+ +----------------------------------+
+----------------------------------+
+----------------------------------+
+----------------------------------+
309 +----------------------------------+
12
+----------------------------------+
23 +----------------------------------+
+----------------------------------+
13 +----------------------------------+
S2 +--------+ + +
<-------| N/A | ------> + +
+--------+ +----------------------------------+
+----------------------------------+
+----------------------------------+
+----------------------------------+
309 +----------------------------------+
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