DE2635039C2 - Fernsehübertragungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fernsehübertragungssystem, bei dem ein herkömmliches Fernsehbild (Videosignal) für sichere Übertragung verschlüsselt wird, mit Einrichtungen am Ursprungsort des Videosignals zur zeitlich zyklischen Verschiebung von zumindest zwei Segmenten des Bildteils des Videosignals auf jeder Zeile des Fernsehbildes und mit Empfangs- und Decodiereinrichtungen am Empfangsort zum Empfang und zur Wiederherstellung des Fernsehbildes zum im wesentlichen ursprünglichen Zustand.

In der AT-PS 1 28 060 ist ein derartiges Fernsehübertragungssystem in groben Zügen bereits dargestellt Die dort geschilderte »Chiffrieranordnung für Fernsehzwecke« arbeitet in der Weise, daß anstatt einer Abtastung des aufzunehmenden Bildes in aufeinanderfolgenden Zeilen die Zeilenabtastung in einer anderen Reihenfolge gemäß einem vorgewählten Chiffriersystem vorgenommen wird, im Bedarfsfalle auch von rechts nach links und umgekehrt. Dadurch ergibt sich eine Chiffrierung der Zeilen, die am Empfangsort durch eine entsprechend konstruierte Gegenchiffrierancrdnung wieder rückgängig gemacht werden kann. Der Chiffriercode liegt jeweils fest, kann aber durch Auswechseln der entsprechenden Bauteile geändert werden.

Diese Anordnung ist jedoch noch nicht voll befriedigend. Zum einen ist die Verschlüsselung von ganzen Zeilen verhältnismäßig leicht auch durch Unbefugte zu entschlüsseln, außerdem sind Störungen bei der Übertragung von Fernsehsignalen, insbesondere Moire-Störungen, durch das bekannte System letztlich nicht zu beseitigen.

Dies gelingt erst dadurch, daß von einer feststehenden Codierung auf eine Zufallscodierung übergegangen wird. Die Zufallscodierung läßt sich am besten durch einen digital arbeitenden Zufallsgenerator erzeugen, und es ist Aufgabe der Erfindung, ein Fernsehübertragungssystem der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß unter Verwendung von digitalen

so vJmsetzungseinrichtungen, wie sie an sich bekannt sind, siehe die US-PS 38 10 174, die Verschlüsselung derart vorgenommen werden kann, daß auf dem Übertragungsweg eintretende Störungen, insbesondere Moire-Störungen, am Empfangsort keine auf dem Fernsehbild sichtbaren Störerscheinungen erzeugen.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß dem Kennzeichenteil des Hauptanspruchs dadurch, daß die Sende- und Codiereinrichtungen (13) für die zyklische Verschiebung des Bildteils des Videosignals einen Analog/Digital-

bo wandler (34), einen nachgeschalteten Speicher (38, 40) zur Aufnahme der vom Wandler (34) erzeugten, die momentane Amplitude des Videosignals repräsentierenden Digitalzahlen, sowie eine durch einen Zufallsgenerator (74, 76) angesteuerte Speicherausleseeinrichtung (78, 80, 52, 54) zum Auslesen der Digitalzahlen aus dem Digitalspeicher (38, 40) in solcher Reihenfolge, daß sich eine zufällige zyklische Verschiebung des Bildteils der ein/einen Zeilen des Videosignals ergibt, umfaßt.

Djes liefert ein Übertragungssystem, bei dem der Bildteil eines jeden Videozeilensignals in zufälliger Weise an sich zyklisch verdreht ist, wodurch zum einen ein unbefugtes Aufnehmen durch nichtautorisierte Personen erschwert, zum anderen aber auch der Einfluß von bestimmten Störungsarten (insbesondere Moire-Störungen) verringert oder ganz vermieden wird. Grundsätzlich kann die Speicherung analog erfolgen, wirtschaftlich sinnvoll ist z. Z. jedoch nur eine Speicherung in Form von Digitalwerten in einem entsprechenden Speicher mit direktem Zugriff. Die nach Zufallsgesetzen erfolgende zyklische Verschiebung (Drehung) wird dadurch erreicht, daß aufeinanderfolgend zuerst die Daten gelesen werden, die dem Zeilensynchronsignal entsprechen, und dann die gespeicherten Bilddaten, beginnend mit einer Adresse, die zufällig ausgewählt wird. Wenn beispielsweise 500 Digitalwerte benutzt werden, um eine Videob;!dzeile darzustellen, wobei 100 für den Synchronisationsteil und 400 für den Bildteil vorgesehen sein mögen, würden diese Werte aufeinanderfolgend in einem Digitalspeicher an den Adressen i bis 500 gespeichert werden. Die nächste Zeile des Videosignal·: wird in ähnlicher Weise digitalisiert und an den Adressen 1 bis 500 in einem zweiten Speicher gespeichert werden.

Während die zweite Zeile digitalisiert und gespeichert wird, wird die erste Zeile um einen zufälligen Wert gedreht. Die Drehung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Synchronisationsdaten von den Adressen 1 bis 100 ausgelesen werden und dann begonnen wird, die Bilddaten an Adresse 400 auszulesen und nachfolgend die Daten der folgenden Adressen 401 bis 500 und dann 101 bis 399. Während die Daten gelesen werden, wird die Abtastung in ihr analoges Äquivalent umgesetzt und das Ergebnis gefiltert um die gedrehte Videoinformation zu erzeugen. Die zweite in dem zweiten Speicher gespeicherte Zeile wird in ähnlicher Weise gedreht, während der erste Speicher erneut mit einer neuen Zeile geladen wird, und das Verfahren wird für alle aktiven Zeilen des Fernsehbildes wiederholt. Der Punkt innerhalb der gespeicherten Daten, an dem das Auslesen beginnt, wird durch einen Generator für Zufallszahlen gesteuert.

Die Daten können in digitaler Form übertragen werden, normalerweise wird man aber eine Rückumsetzung von digitaler in analoge Form vornehmen.

In diesem Falle wird man am Empfangsort in der Empfangs- und Decodiereinrichtung zunächst wiederum das nunmehr verschlüsselte Signal unter Steuerung des Synchronsignals digitalisieren und in einem Speicher mit direktem Zugriff speichern und dann beim Auslesen die gleiche Drehung vornehmen, die in der Empfangseinrichtung vorgenommen v/urde. Es wird also mit der Auslesung der gespeicherten Daten an dem Punkt begonnen, der dem Beginn der Bildinformation entspricht. Anschließend können die Digitalzahlen wieder in ein Analogsignal umgesetzt werden, um so die ursprüngliche Videoinformation im wesentlichen wiederherzustellen.

Sender und Empfänger haben daher im wesentlichen den gleichen Aufbau.

Wie bei allen Systemen, die eine Zufallscodierung zur Erzeugung eines sicheren Kommunikationssystems verwenden, müssen Informationen übermittelt werden, um Sende- und Empfangseinrichtung miteinander zu synchronisieren. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Übermittlung der notwendigen Synchronisallonsinformation währenc der vertikalen Rücklaufpeliodc. Grundsätzlich gibt diese Information den Startpunkt für den Generator für die Zufallszahlen, der senderseitig benutzt wird, um die Videoinformation in zufälliger Weice zu verschlüsseln. Die Empfangseinrichtung umfaßt einen daran angepaßten Zufallsgenerator, wobei ein Synchronisationscode benutzt wird, um den Startpunkt des Zufallsgenerators, der am Empfänger angeordnet ist, auf den Startpunkt des Generators an der Senderseite zu setzen. Nachdem einmal diese Synchronisation erreicht ist, steht die gesamte Information, die zur Decodierung des verschlüsselten Signals erforderlich ist am Empfänger zur Verfügung.

Andere Übermittlungsmöglichkeiten, beispielsweise über einen getrennten Kanal, sind natürlich auch möglich.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist Es zeigen

Fig. IA und IB ein Diagramm zur Erläuterung des Konzepts des Rotierens einer einzigen Bildzeile einer Videoinformution;

F i g. 2 ein Diagramm zur Erläuteruu^ des Verfahrens, das zur Übertragung der Synchronisatioisinformation benutzt wird;

F i g. 3 ein Blockdiagramm des Grundkonzepte?: des sicheren Fernsehsystems;

Fig.4 -jin Blockdiagramm des Kodierteils des Systems; und

F i g. 5 ein Blockdiagramm des Decodierteils des Systems.

Das Konzept der Videoverschlüsselung durch zufällige Zeilendrehung ist in Fig. 1 erläutert. Fig. IA zeigt eine Zeile eines herkömmlichen Fernsehsignals. Die Zeitperioden, die zu der Abtastzeile gehören, sind durch Zahlen unterhalb der Abtastzeile angedeutet. Die Zahlen oberhalb der Zeile entsprechen der Anzahl der Perioden eines 14,32 MHz-Oszillators, mit Null beginnend an der Vorderkante des horizontalen Synchronimpulses. Ein Oszillator dieser Frequenz, die die vierfache Frequenz der Farbunterträgerfrequenz darstellt, wird als ein Signal benutzt, das die Abtastrate festlegt, wenn das Signr¹ digitalisiert wird. Es sei angenommen, daß der aktive Teil (Bildteil) der Fernsehzeile 51,4 Mikrosekunden dauert und daher zwischen den Zählungen 142 und 877 liegt. Die Zählung R ist eine zufällige Zahl, eine zufällige Zählung, die typischerweise in". Bereich von 150-870 liegt

Fig. IB zeigt die Fernsehzeile nach der Drehung. Der Teil der aktiven Zeile zwischen R und 877 wurde zur Vorderseite der aktiven Zeile verschoben. Der Beginn der aktiven Zeile, die bei der Zählung 145 einsetzt, wurde zyklisch herumges:hoben und folgt der Zählung 877. Zwölf Zählungen nach der Zählung R werden die Zählungen sowohl am Beginn der gedrehten Zeile als auch am Ende der gedrehten Zeile wiederholt. Der Zweck der wiederholten Zählungen liegt darin, Frhler durch Störimpulse am Empfänger bei der Rekonstruktion der ursprünglichen Zeile auszuschließen. Fehlerhafte Störungen treten zu Beginn der gedrehten Zeile auf, während diese am Emp'inger aufgenommen wird, weil diesem Teil der Zeile, angedeutet in der Figur durch Zählung R, nicht das Videosignal vorausgeht, das in der ursprünglichen Zeile. Fig. IA, vorausgegangen ist Den wiederholten Zählungen am Ende der gedrehten Zeile geht jedoch der normale Videoinhalt voraus, so daß keine Fehlerimpulse Vorhanden sind. Der Effekt der Fehlerimpulse wird beim Empfänger dadurch beseitigt, daß das Videosignal benutzt wird, das den wiederholten Zählungen am Ende der gedrehten Zeile entspricht und

indem die Videosignale beseitigt werden, die den ersten Zählungen zu Beginn der aktiven Zeile entsprechen. Die Wiederholung von zwölf Abtastungen, wie es in F i g. 1B angedeutet ist, erhöht die Länge der aktiven Zeile von 51,4 Mikrosekunden in Fig. IA und 52 Mikrosekunden in Fig. IB. Um die zwölf zusätzlichen Abtastungen zu berücksichtigen, wurden in F i g. IB drei Abtastungen zu Beginn der ursprünglichen Zeile weggelassen und die Dauer der Schwarzschulter vor dem Synchronisationssignal von 2,2 Mikrosekunden auf 1,6 Mikrosekunden vermindert. Da Fernsehbilder in einem Fernsehmonitor stets etwas größer sind, als der Bildschirm, kann das Weglassen der Abtastungen zu Beginn der Zeile nicht beobachtet werden und die Größe der Schwarzschulter von 1,6 Mikrosekunden ist ebenfalls für normalen Betrieb durchaus ausreichend.

Der Wert der Zählung R verändert sich zufällig von Zeile zu Zeile. Demzufolge wird ein Verfahren zur Syrijedem Bild, beginnend bei Null an der zwei'en Zeile des vertikalen Synchronimpulses in geradzahligen Feldern. Detektoren 18 und 20 erkennen die Zeilenzählung, die dem Beginn des vertikalen Intervalls des ungeraden FeI-des bzw. dem vertikalen Intervall des geradzahligen Feldes entspricht. Die Ausgänge von diesen zwei Detektoren werden mit den Eingängen eines ODER-Verknüpfungsgliedes 26 verbunden, dessen Ausgang den Flipflop 30 setzt. Das Ende des vertikalen Intervalls des

ίο ungeraden Feldes und des vertikalen Intervalls des geraden Feldes werden durch die Detektoren 22 und 24 festgestellt. Die Ausgänge dieser zwei Detektoren werden dem ODER-Verknüpfungsglied 28 zugeführt, dessen Ausgang das Flipflop 30 zurückstellt. Der Ausgang des Flipflop 30 ist ein vertikales Austastsignal, das mit dem Eingangsvideosignal synchronisiert ist. Der Horizontalimpuls von dem Synchronisationstrenncr 10 ist auch mit dem Eingang eines monostabilen Multivibrat-

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1.13 111.1t.1t 1.11

rung des Wertes R benötigt. Fig. 2 zeigt die Einrichtung, um dem Empfänger diese Synchronisationsinformation zu liefern. F i g. 2A zeigt die vertikalen Synchronisations- und Rücklaufperioden des geraden Feldes eines Fernsehbildes. Die kodierte Synchronisationsinformation wird in der letzten Zeile der vertikalen Rücklaufperiode geliefert. Die zufälligen Zählungen, die den Wert von R für jede Zeile bestimmen, werden von einem Zufallsfolgengenerator erzeugt, der senderseitig angeordnet ist. Der Zweck der kodierten Synchronisationsdaten ist der, dci. Empfänger die Stellung in dieser Folge zu Beginn eines jeden geraden Feldes anzuzeigen. Die Daten werden mittels eines binären Synchronisationskodes geliefert, wie in F i g. 2 angedeutet ist.

F i g. 3 ist ein Funktionsblockdiagramm des erfindungsgemäßen sicheren Fernsehsystems. Die Fernsehkamera 11 liefert ein herkömmliches NTSC-Sigrial an zontalen Bezugsimpuls für das System. Der Taktgenerator 50 liefert ein hochfrequentes Taktsignal von 14,32 MHz für das System. Wenn das Eingangsvideosignal ein Farbfernsehsignal ist. wird der Taktgenerator 50 mit dem 3,58 MHz-Farbunterträger des Videosignals phasenstarr verkoppelt. Für ein schwarz/weiß-Fernsehsignal wird der Oszillator mit den horizontalen Synchronisationssignalphasen starr verkoppelt.

Ein Anü,t>gdigitalumsetzer 34 tastet das Eingangsvideosignal mit der hochfrequenten Taktrate ab und liefert digitale Abtastungen an den Schalter 36. Der Schalter 36 liefert einen Ausgang entweder an den Speicher 38 mit direktem Zugriff (RAM-Speicher = radom access memory) oder an den Speicher 40 mit direktem Zugriff. Der Schalter wird mit Zeilenrate vom Flipflop 68 geschaltet, der durch den Horizontalbezugsimpuls des monostabilen Multivibrators 32 betätigt wird. Somit

ainci V rvrlier, itrii-l np«Kainri/<kliinn ti Y\ot· A iictt^ni) Aar Ul'irA lf*Af* FinCT!inc7CviHf*r»7PilP nhoPtHSlfl ÜFiÖ !Π Ηΐΐ^ίtΐΐ W*

Kodier- und Dreheinrichtung 13 ist ein verschlüsseltes Fernsehsignal im Standardformat. Dieses Signal läuft zu einer Kommunikationseinrichtung 15, die das Signal an eine Dekodiereinrichtung 17 weiterleitet. Diese Einrichtung entschlüsselt das Signal und liefert ein übliches Fernsehsignal an einen Darstellungsmonitor 19.

F i g. 4 ist ein detailliertes Blockdiagramm des mit zufälliger Zeilendrehung arbeitenden Verschlüßlers. Dies entspricht dem Block 13 der F i g. 3. Die Zeitsteuerinformation für den Verschlüßler wird von dem Eingangsvideosignal abgeleitet. Der Synchronisationstrenner 10 leitet von dem Videosignal horizontale und vertikale Synchronisationsimpulse ab, die dem Bildimpulsgenerator 12 zugeführt werden. Der Bildimpulsgenerator 12 erzeugt einen Bildimpuls zu Beginn der zweiien Zeile eines jeden geraden Feldes. Der Bildimpuls wird durch den Bildimpulsgenerator 12 dadurch erzeugt, daß der vertikale Synchronisationsimpuls in einem Tießpaßfilter integriert wird, was einen Ausgangsimpuls eine Zeile nach der Vorderkante des vertikalen Synchronimpulses liefert. Dieser Impuls wird mit dem horizontalen Synchronimpuls kombiniert, um einen Bildimpul: zu jedem geradzahligen Feld zu liefern. Kein Impuls wird von dem vertikalen Impuls bei ungeradzahligen Feldern erzeugt, weil der vertikale Impuls bei ungeradzahügen Feldern um eine halbe Zeilenperiode relativ zu dem horizontalen Synchronimpuls verschoben wird. Der hofiZOntdic itnpülS Von uciTi oynCiirOniSStiOnSirenner ι« wird auch dem Zähler 14 zugeführt, der auch von dem Bildimpuls des Bildimpulsgenerators 12 zurückgestellt u ird. Der Zähler 14 liefert somit eine Zeilenzählung in Form umgesetzt und entweder im Speicher 38 oder im Speicher 40 gespeichert. Die Ausgänge der zwei Speieher mit direktem Zugriff werden alternativ von einem Schalter 42 ausgewählt, der von dem Flipflop 68 hinsichtlich des Schalters 36 in Gegenphase angetrieben wird. Somit wird der Ausgang des Speichers, der gerade nicht mit einer Eingangsvideozeile geladen wird, über den Schalter 42 mit dem Eingang eines Digitalanalogumsetzers 44 verbunden. Dieser Umsetzer setzt die digitalen Abtastungen in analoge Abtastungen um, die dann einem Tiefpaßfilter 46 zugeführt werden, der das Signal glättet und ein fortlaufendes Signal an den Addierer 48 liefert. Der Addierer 43 wird benutzt, um den in F i g 2B dargestellten binären Synchronisationskode zu Zeile 17 hinzuzufügen, der letzten Zeile des vertikalen Austastintervalls in dem geraden Feld. Der Addierer 48 weist auch Einrichtungen auf, um einen Obertragungsbefehlsimpuls kurz vor dem Beginn der aktiven Zeile in jeder rotierten Zeile hinzuzufügen. Dieser Befehlsimpuls kann an einem Empfänger als Zeitbezug in der gleichen Weise benutzt werden, in der ein horizontaler Synchronisationsimpuls gewöhnlich benutzt wird. Dies ist nur notwendig bei speziellen Anwendungen, bei denen der Übertragungsprozeß die Entfernung der normalen Synchronisationssignale beinhaltet, die dann erneut angeordnet werden in möglicherweise leicht unterschiedlicher Position, so daß der normale Synchronisationstaktoczüg relativ zu dem verschlüsselten Videosignal verschoben ist. Der Ausgang des Addierers 48 ist ein Standard NTSC-Videosignal.

Synchrone Zähler 52 und 54 liefern die Adressenin-

formation für die Speicher 38 bzw. 40. Diese Zähler werden zu Beginn einer jeden Eingangsfernsehzeile von dem /7-lmpulsbezug des monostabilen Multivibrators 32 zurückgestellt und von dem Taktgenerator 50 taktgesteuert. Bei jeder gegebenen Eingangsvideozeile liefert einer der zwei Zähler Adresseninformationen an den Speicher mit direktem Zugriff, von dem Eingangsvideosignal golden wird, und der andere Synchronzähler liefert Adreüacninformationen an den Speicher mit direktem Zugriff, der das Ausgangsvideosignal des Versehlüßlers liefert. Wenn der RAM-Speicher 38 die Eingangsvideoinformation aufnimmt, wird der Synchronzähler 52 fortlaufend von dem Taktgenerator für die gesamte Zeilperiode stufenweise erhöht. Während dieser Periode wird die Zählung des Synchronzählers 54 jedoch an verschiedenen Punkten sprungweise geändert, um dem RAM-Speicher 40 die erforderlichen Adressen zu liefern, um das zeilengedrehte Signal an c!cr> Schsltcr 42 zu liefern. 5eir2chtet ϊτϊεπ noch einms! Fig. 1, so ergibt sich eine Sprungfolge, die für die Transformation der Ursprungzeile in Fi g. IA zu der gedrehten Zeile in Fig. IB erforderlich ist, wie sie im folgenden dargestellt ist: Wenn die Zählung des synchronen Zählers 54 den Wert 141 erreicht, springt die Zählung auf den Wert R. Wenn dann die Zählung 877 erreicht, springt die Zählung auf einen Wert von 145 und schließlich, wenn die Zählung R + 12 erreicht, springt die Zählung auf 887. Der Zähler setzt dann seine Zählung fort, bis er von dem nächsten W-Bezugsimpuls zurückgestellt wird.

Der Ausgang des synchronen Zählers, der den RAM-Speicher adressiert, welcher das Ausgangssignal liefert, wird von dem Datenselektor 62 ausgewählt, der von dem Flipflop 68 gesteuert wird. Der Ausgang des Datenselektors 62 liefert dann einen Eingang an den Vergleicher 70. Der zweite Eingang für den Vergleicher wird vom Datenselektor 80 geliefert. Die drei Eingänge für den Datenselektor 80 sind die Zählungen, bei denen ein Sprung stattfinden soll. Diese Eingänge werden von einem zweistufigen Zähler 84 ausgewählt. Zu Beginn eines Eingangsfernsehsignals wird der Zeilenzähler 84 von dem Η-Impuls zurückgestellt. Die Ausgänge des Zählers wählen dann die Zählung 1 von dem Datenselektoreingang, d. h, eine Zählung von 141. Diese Zählung wird am Eingang 2 des Vergleichers 70 angelegt. Wenn der Ausgang des Datenselektors 62 gleich dem Ausgang des Datenselektors 80 ist. Hefen der Vergleicher 70 einen Impuls an den monostabilen Multivibrator 72. Der Ausgang des monostabilen Multivibrators 72 treibt einen verzögerten rnonostabiien Schaltkreis 86 an. der den zweistufigen Zähler 84 stufenweise erhöht und auf diese Weise den zweiten Eingang des Datenselektors 80 auswählt Der Ausgang des monostabilen Multivibrators 72 wird auch UN D-Verknüpfungsglieder 64 und 66 zugeführt Diese UND-Verknüpfungsglieder werden von den Ausgängen des Flipflop 68 so gesteuert, daß nur das UND-Verknüpfungsglied, das mit dem Zähler verbunden ist, der den gerade ausgelesenen Speicher mit direktem Zugriff antreibt, geöffnet wird und demzufolge läßt nur dieses UND-Verknüpfungsglied einen Voreinstellimpuls zu dem Synchronzähler durch. Der Dateneingang, der die Zählung bestimmt, auf der der Synchronzähler voreingestellt wird, wird von dem Datenselektor 78 geliefert Dieter Datenselektor wird auch von einem zweistufigen Zähler 84 gesteuert und demzufolge wird bei der ersten Voreinstellung der Synchronzähler auf eine Zählung R eingestellt Diese Zählung R wird von dem Festwertspeicher (ROM) 76 geliefert der von dem Zähler 74 angetrieben wird. Dieser Zähler 74 wird durch jeden horizontalen Bezugsimpuls des monostabilen Multivibrators 32 erhöht, wodurch die nächste Adresse an den Festwertspeicher geliefert und auf diese Weise der nächste Wert von R ausgewählt wird. Die Funktion des verzögerten monostabilen Schaltkreises 86, der den zweistufigen Zähler 84 antreibt, besteht darin, die Erhöhung des Zählers zu verzögern, so daß der Datenselektor 78 die Zählung R liefert, wenn der Voreinstellimpuls dem Synchronzähler zugeführt wird. Wenn die Verzögerung vorbei ist, wird der zweistufige Zähler 84 erhöht und dadurch die Datenselektoren 78 und 80 in die Position zwei gebracht. Dies bewirkt, daß der zweite Eingang für den Vergleicher 70 die Zählung

is 877 ist. Wenn diese Zählung erreicht wird, wird der Prozeß wiederholt und der Synchronzähler auf die Zählung 145 voreingestellt, die der zweite Eingang für den Datenselektor 78 ist. Der dritte Eingang für den Datense- !ekior 80, P. -f !2, wird durch Addieren ^von !2 ?\\ d?r Zählung R im Addierer 82 abgeleitet. Wenn diese Zählung erreicht ist, wird der Synchronzähler auf 887 voreingestellt, der letzten Sprungzählung für diese Zeile.

Von dem Speicher mit direktem Zugriff (RAM), der das eintreffende Videosignal speichert, wird ein Schreibimpuls benötigt. Dieser Impuls wird von dem vom Taktgenerator 50 erzeugten Taktimpuls abgeleitet. Der Taktimpuls wird der Verzögerung 60 zugeleitet, die eine sehr kurze Verzögerung liefert, so daß die synchronen Zähler der nächsten Zählung wechseln können, bevor der Schreibimpuls an die Speicher mit direktem Zugriff angelegt wird. Der Ausgang der Verzögerung 60 wird den UND-Verknüpfungsgliedern 56 und 58 zugeführt, von denen eines auf der jeweiligen Leitung offen und eines geschlossen ist, wie es von dem Flipflop 68 festgelegt ist. Das offene UND-Verknüpfungsglied liefert einen Ausgangsimpuls zu dem Speicher mit direktem Zugriff, der das Eingangsvideosignal bei jedem Taktimpuls speichert. Der Ausgang der Verzögerung 60 läuft auch zum Digitalanalogumsetzer 44 und liefert den synchronisierten Taktimpuls für die Digitalanalogumsetzung.

Der Ausgang des ROM-Adressenzählers 74 (ROM = read only memory = Festwertspeicher) wird auch als paralleler Eingang dem Schieberegister 90 zugeführt Die ROM-Adressenzählung auf Zeile 17 eines jeden geraden Feldes wird aus dem Schieberregister 90 ausgelesen und dem Ausgangsvideosignal mit Hilfe des Addierers 48 hinzugefügt. Dies liefert Informationen zur Synchronisierung des ROM-Adressenzählers in einem Empfänger, so daß die zufällig gedrehten Zeilen wieder entschlüsselt werden können. Zeile 17 ist nun bereit, aus einem der Speicher mit direktem Zugriff ausgelesen zu werden, wenn der Detektor 16 die Eingangszeile 18 erkennt Dies trifft zu, weil es eine Zeilenverzögerung gibt, während die Videoinformation rotiert wird. Der Ausgang des Detektors 16 öffnet das UND-Verknüpfungsglied 96. Der verzögernde monostabile Schaltkreis 92 treibt den monostabilen Schaltkreis 94 an, der einen 50-Mikrosekundeneingangsimpuls an das UND-Verknüpfungsglied 96 liefert Wenn dieses Verknüpfungsglied offen ist, schaltet der 50-iv»ikrosekundenimpuls einen durch 16 teilenden Zähler 88 ein, der Taktimpulse an das Schieberegister 90 leitet Die Verschiebeimpulse folgen mit einer Rate von 895 kHz aufeinander und sie steuern die ROM-Adresse heraus, die dem Addierer 48 zur Verknüpfung gestellt wird.

Der Detektor 98 erkennt eine Zählung von 136 aus dem Datenselektor 62. Bei dieser Zählung triggert R

den monostabilen Schaltkreis 100, der einen 0,4 Mikrosekunden breiten Übertragungsbefehlsimpuls an den Addierer 48 liefert. Dieser Übertragungsbefehlsimpuls wird zu dem Videosignal hinzugefügt, kurz bevor die aktive Zeile auftritt, wie bereits erläutert.

Während der vertikalen Intervalle wird das Signal des Flipflop 30 benutzt, um den monostabilen Schaltkreis Τλ und auch den mnnostabilen Schaltkreis 100 zu unterdrücken. Infolgedessen gibt es keine zufällige Drehung von Zeilen während des vertikalen Intervalls und keine Übertragungsbefehlsimpulse werden hinzugefügt.

Fig. 5 ist ein detailliertes Blockdiagramm des Entschlüßlers, der dem Block 17 der F i g. 3 entspricht. Die grundlegende Arbeitsweise des Entschlüßlers ist im wesentlichen identisch zu der des Verschlüßlers und infolgedessen wird die Erläuterung der Betriebsweise nicht wiederholt. Zur Erleichterung des Verständnisses wurden gleiche Bezugszahlen zur Identifizierung von ähnlichen Funktionen in den F i g. 4 und 5 verwendet, mit der Ausnahme einer Strichnotierung bei den Bezugszahlen der Fig.5 zur Anzeige, daß das Gerät Teil des Entschlüßlers ist. Es ist auch notwendig, daß der Speicher mit direktem Zugriff 56' eine zur zufälligen Zählung, die senderseitig geliefert wird, komplementäre Zählung liefert. Wenn beispielsweise die zufällige Zählung bei einer gegebenen Adresse am Sender R ist, ist die entsprechende Zählung am Entschlüßler 141 + 878 - R. Diese Zählung kann als erster Eingang für den Datenselektor 78' angesehen werden. Eine andere Änderung ist die, daß der Addierer 82 der F i g. 4 bei F i g. 5 nicht benötigt wird, da keine Abtastungen bei der Entschlüßlung wiederholt werden. Einige der übrigen Zählungen für die Datenselektoren 78 und 80 sind ebenfalls zwischen den Fig.4 und 5 geringfügig geändert. Dies war deshalb erforderlich, damit die wiederholten Abtastungen am Ende der gedrehten Zeile ausgewählt und die entsprechenden Abtastungen zu Beginn der Zeile weggelassen werden, wie bereits erläutert wurde.

Die Synchronisierung des ROM-Adrpssenzählers am Empfänger wird durch Erkennung des binären Synchronisationskodes und durch Verwendung dieses Kodes zur Festsetzung des Beginns der Zählung des ROM-Adressenzählers 74' erreicht. Das Eingangsvideosignal wird einer Schwellwerteinrichtung 102' zugeführt, die einen binären Ausgang liefert, der den Kodesynchronisationsdaten auf Eingangszeile 17 entspricht. Diese Zeile wird vom Detektor 16' erkannt, der das U N D-Verknüpfungsglied 96' öffnet und den Takt dem Teiler 88' zuführt, der wiederum die Daten seriell in das Schieberegister 90 hineinsteuert. Wenn der Aus^Hii^sim^uls so von dem monostabilen Schaltkreis 94' endet, wird der auf die Hinterflanke reagierende monostabile Schaltkreis 104' ausgelöst, woraufhin dieser einen Impulseingang zürn U N D-Verknüpfungsglied 106' liefert. Dies öffnet das UND-Verknüpfungsglied 106', so daß der nächste //-Impuls, der dem Beginn der Zeile 18 entspricht, eintrifft und ein Ausgangsimpuls geliefert wird, der den ROM-Zähler 74' voreinstellt. Der Dateneingang zum ROM-Zähler wird durch den Parallelausgang des Schieberegisters 90' geliefert der die von dem übertragenden Signal gelieferten Kodesynchrondaten enthält.

Es sollte bemerkt werden, daß der verzögernde monostabile Schaltkreis 92' auf der Empfängerseite eine Periode von 10,1 Mikrosekunden besitzt, gegenüber den 9,5 Mikrosekunden auf der Senderseite. Dies dient dazu, den Taktimpuls zur Mitte der Datenbits auf der Kodierzeile zu verschieben.

Dor Detektor 98. der nwnosiabile Schaltkreis 100 und der Addierer 48 der F i g. 4 werden im Empfänger nicht benötigt und sind 'nfolgedessen in Fig. 5 nicht enthalten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. FerDsehübertragungssystem, bei dem ein herkömmliches Fernsehbild (Videosignal) für sichere Übertragung verschlüsselt wird, mit Sende- und Codiereinrichtungen (13) am Ursprungsort des Videosignals zur zeitlich zyklischen Verschiebung von zumindest zwei Segmenten des Bildteils des Videosignals auf jeder Zeile des Fernsehbildes, und mit Empfangs- und Decodiereinrichtungen (17) am Empfangsort zum Empfang und zur Wiederherstellung des Fernsehbildes zum im wesentlichen ursprünglichen Zustand, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Codiereinrichtungen (13) für die zyklische Verschiebung des Bildteils des Videosignals einen Analog/Digitalwandler (34), einen nachgeschalteten Speicher (38, 40) zur Aufnahme der vom Wandler (34) erzeugten, die momentane Amplitudi des Videosignals respräsentierenden nicritqWohlAn «rtu/if» p'inp Hitrr*h f>inf>n 7Hf^iIIcCTAnPrSt-

tor (74,76) angesteuerte Speicherausleseeinrichtung (78, 80, 52, 54) zum Auslesen der Digitalzahlen aus dem Digitalspeicher in solcher Reihenfolge, daß sich eine zufällige zyklische Verschiebung des Bildteils der einzelnen Zeilen ergibt, aufweist

2. Fernsehübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangs- und Decodiereinrichtung (17) einen Speicher (38', 40', Fig.5) zur Aufnahme der empfangenen, zyklisch verschobenen Oigitalzahlen sowie eine durch einen Zufallsgenerator (74', 76') angesteuerte Speicherauswahleinrichtung (78', 80', 52', 54') zum Auslesen der Digitalzahlen aus dem Digitalspeicher in solcher Reihenfolge, daß sich die zyklische Verschiebung aufhebt, aufweist.

3. Fernsehübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Codiereinrichtungen (13) ausgangsseitig einen Digital- Analog-Wandler (44) und die Empfangs- und Decodiereinrichtungen (17) eingangsseitig einen Analog-Digital-Wandler (34') besitzen.

4. Fernsehübertragungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangs- und Decodiereinrichtungen (17) ausgangsseitig einen Digital-Analog-Wandler (44') besitzen.

5. Fernsehübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansteuersignal (R) des Zufallsgenerators (74, 76) vom Zeilensignal (Horizontalsignal) getaktet wird.

6. Fernsehübertragungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufallsgenerator (74', 76') der Empfangs- und Decodiereinrichtung (17) zusätzlich ein Codesignal erhält, das einen Wert repräsentiert, um den jede Zeile des Bildsignals zyklisch verschoben wurde.

7. Fernsehübertragungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Codesignal während der vertikalen Rücklaufperiode von der Sende- und Codiereinrichtung (12) zur Empfangs- und Decodiereinrichtung (17) übertragen wird.

8. Fernsehüberlragungssystem nach Anspruch '!, dadurch gekennzeichnet, daß das Codesignal aus einer seriell übertragenen Digitalzahl besteht.

9. Fernsehübertragungssystem nach einem der Ansprüche I bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherung in der Sende- und Codiereinrichtung (12) sowie an der Kmpfaiigs- und Decodiereinrichtung (17) in einem Schieberegister erfolgt wobei Einrichtungen vorgesehen sind, um die gespeicherte Information synchron zu zirkulieren.

10. Fernsehübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß zu Beginnend am Ende der zyklisch verschobenen Zeile jeweils mehrere Abtastwerte wiederholt werden.