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Verfahren zum Übermitteln von nur von einem beschränk-
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ten Benutzerkreis benutzbaren Fernsehsignal
Verfahren
zum Uebermitteln von nur von einem beschränkten Benutzerkreis benutzbaren Fernsehsignalen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Uebermitteln von nur von einem
beschränkten Benutzerkreis benutzbaren Fernsehsignalen, wobei in den ausgesandten
Fernsehsignalen die Synchronimpulse codiert werden und gleichzeitig Steuerinformationen
übermittelt werden, mit deren Hilfe bei den Benutzern mittels eines Decodiergerätes
die Synchronimpulse regeneriert werden.
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Es ist oft wünschbar, Fernsehsignale in einer solchen Form zu übermitteln,
dass sie nur von einem beschränkten Benutzerkreis benutzbar sind. Die dem beschränkten
Benutzerkreis angehörenden Benutzer sind beispielsweise Abonnenten, die für den
Empfang bestimmter Fernsehprogramme eine Gebühr entrichten. Es sind jedoch auch
andere beschränkte Benutzerkreise denkbar, beispielsweise für Fernsehübertragungen
aus Spitälern, Lehranstalten, Forschungs- und Industriebetrieben, Börsen usw.
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Es ist bekannt, solche Fernsehsignale vor der Uebertragung zu verändern,
indem darin die Bild- und Zeilen-Synchronimpulse codiert werden. Die Synchronimpulse
in üblichen Fernsehsignalen dienen zur Synchronisation der Bilder und der Zeilen,
zur Pegelregelung (mit der sog. ?1Schwarzschulter?,) und zur Synchronisation der
Farbübertragung (mit dem sog. color burst) sowie gegebenenfalls noch zur Uebertragung
anderer Informationen, z.B. Tonübertragung (sog. spund in sync") oder Informationen
über eine zusätzliche Verschlüsselung des Bildinhaltes. Die Synchronimpulse werden
so codiert, dass damit in einem Fernsehempfänger diese Funktionen mindestens zum
Teil nicht mehr ordnungsgemäss erfüllt werden können. Zum Codieren der Synchronimpulse
kann man diese beispielsweise genügend weit absenken oder vollständig unterdrücken
oder sie in der Polarität umkehren, so dass sie die Synchronisierungsschaltungen
usw. eines Fernsehempfängers nicht mehr betätigen können. Stattdessen
(oder
zusätzlich) kann man die Synchronimpulse auch gegenüber ihren richtigen Lagen zeitlich
verschieben, wobei die Grösse der zeitlichen Verschiebung nach einem Muster ändern
kann. Zu einem so veränderten Fernsehsignal wird gleichzeitig auf einem Hilfsträger
("Steuerträger") die erforderliche Information übermittelt, mit deren Hilfe bei
den Benutzern mittels eines Decodiergerätes die für ein Fernsehgerät richtigen Synchronimpulse
regeneriert werden können.
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Diese Steuerinformation wird in bekannten Verfahren unverschlüsselt
in Form von mit den Synchronimpulsen zeitgleichen Impulsen übermittelt. Die Impulse,
die man nach der Demodulation des Steuerträgers erhält, können also direkt zum Regenerieren
der Synchronimpulse verwendet werden.
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Dadurch kann zwar der Schaltungsaufwand für die Decodiergeräte gering
gehalten werden. Gleichzeitig ergibt sich aber der Nachteil, dass brauchbare Decodiergeräte
von geschickten Bastlern ohne grössere Schwierigkeiten nachgebaut werden können
und zum Signaldiebstahl verwendet werden können.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine verbesserte Verschlüsselung
der Steuerinformation zur Verfügung zu stellen, um den Signaldiebstahl zu erschweren
oder praktisch zu verunmöglichen.
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Das erfindungsgemässe Verfahren, mit dem diese Aufgabe gelöst wird,
ist dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerinformation Markierungsimpulse verwendet
werden, die eine vorgegebene oder vorgebbare zeitliche Lage bezüglich der Synchronimpulse
haben und mit diesen höchstens teilweise zeitlich zusammenfallen.
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Die Synchronimpulse, die im erfindungsgemässen Verfahren codiert
werden, z.B. in der vorstehend angegebenen Weise, dienen wie schon angedeutet zur
Synchronisation der Bilder und der Zeilen sowie gegebenenfalls zur Pegelregelung,
zur Synchronisation der Farbübertragung und/oder zur Uebertragung anderer Informationen,
z.B. Tonübertragung oder Uebertragung von Informationen
über eine
zusätzliche Codierung des Bildinhaltes (durch Zeitverschiebung, Aenderung der Modulationspolarität
o.dgl.).
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Gemäss der Erfindung werden also als Steuerinformationen Markierungsimpulse
übermittelt, die wenigstens mit einem Teil der codierten Synchronimpulse nicht zeitlich
zusammenfallen. Die zum Regenerieren aller Synchronimpulse erforderlichen Impulse
können im Decodiergerät selbst z.B. mit Hilfe eines Quarzoszillators und von Teilern
erzeugt werden. Diese Impulserzeugung kann mit im Decodiergerät von den Markierungsimpulsen
abgeleiteten Steuerimpulsen synchronisiert werden.
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Für eine solche Ableitung von Steuerimpulsen muss dem Decodiergerät
natürlich die genaue zeitliche Lage der Horizontal- und Vertikal-Synchronimpulse
des Fernsehsignals bezüglich der Markierungsimpulse bekannt sein.
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Die zeitliche Lage der Markierungsimpulse bezüglich der Synchronimpulse
kann im Sender und im Decodiergerät fest vorgegeben sein. Bereits in dieser Weise
ist die Sicherheit gegen Nachbau des Decodiergerätes, in welchem die Impulserzeugung
und -synchronisation zweckmässig mittels einer kundenspezifischen integrierten Schaltung
erfolgen kann, beträchtlich erhöht.
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Eine noch grössere Sicherheit kann erreicht werden, wenn die zeitliche
Lage der Markierungsimpulse bezüglich der Synchronimpulse im Sender und im Decodiergerät
vorgebbar ist und von Zeit zu Zeit, vorzugsweise nach einer unregelmässig wechselnden
Funktion, geändert wird. Die Aenderung kann jeweils im Sender bewirkt wer-
den
und den Decodiergeräten durch ein Einstellsignal angezeigt werden, welches die Decodiergeräte
auf die neue relative zeitliche Lage einstellen kann. Das Einstellsignal kann z.B.
ein digitales Signal sein, das gewünschtenfalls auf beliebige Art nochmals verschlüsselt
sein kann.
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Die Uebermittlung von solchen Einstellsignalen kann gewünschtenfalls
zusammen mit bekannten Adressierungsverfahren dazu dienen, einzelne Decodiergeräte
freizugeben oder zu sperren.
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Die Lage codierung der Markierungsimpulse kann anderseits auch dazu
benützt werden, mehrere beschränkt zugängliche Bernsehprogramme voneinander zu unterscheiden.
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Die Markierungsimpulse können in Abhängigkeit von der Frequenzkonstanz
und -genauigkeit der Impulserzeugung im Decodiergerät wiederholt werden, z.B. einmal
oder mehrere Male pro Bild oder einmal pro Zeile. Auch weniger als einmal pro Bild
ist möglich; es muss lediglich jeder Markierungsimpuls jeweils die gleiche zeitliche
Lage bezüglich der Horizontal- und Vertikal-Synchronimpulse haben.
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In einer einfachen Ausführungsform könnten die Vertikal-Synchronimpulse
selbst als Markierungsimpulse verwendet werden. In den ausgesandten Fernsehsignalen
würden also nur die Horizontal-Synchronimpulse in der Amplitude und/oder in der
zeitlichen Lage verändert.
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Im Decodiergerät würde es dann genügen, Impulse für die Regeneration
der Horizontal-Synchronimpulse zu erzeugen.
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Ansonsten können die Markierungsimpulse gleich wie die Steuerinformationen
in bekannten Verfahren auf einem Steuerträger übermittelt werden; sie können aber
auch zusammen mit den Bildsignalen, z.B. in einer der Leerzeilen im Vertikal-Intervall,
übermittelt werden.
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Beide Möglichkeiten sind auch für die beschriebenen Einstellsignale
gegeben.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der
Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
Fig. 1 bis 3 je
ein Blockschema einer Schaltung zum Verändern von Fernsehsignalen in einem Sender,
z.B.
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in einer Zentrale eines Eabelfernsehunternehmens, Fig. 4 bis 6 je
ein Blockschema eines Decodiergerätes und Fig. 7 ein detailliertes Blockschema der
Impulsaufbereitungsschaltung eines Decodiergerätes.
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In den Schaltungen gemäss Fig. 1 bis 3 wird jeweils ein Videosignal
auf einer Leitung 1 zugeführt und in einem Bildmodulator 2 auf einen hochfrequenten
Träger aufmoduliert. Das modulierte Hochfrequenzsignal wird über eine Codierungsschaltung
5 einem Ausgang 4 zugeführt. Die Codierungsschaltung 3 kann beispielsweise ein schaltbares
Dämpfungsglied sein, das z.B.
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zwischen einer Dämpfung 0 und einer Dämpfung 6 db umschaltbar ist.
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In einer Impulsaufbereitungsschaltung 5 werden aus den im Videosignal
auf Leitung 1 enthaltenen Synchronimpulsen Schaltimpulse abgeleitet, die über eine
Leitung 6 der Codierungsschaltung 3 zugeführt werden, um im modulierten Hochfrequenzsignal
die Synchronimpulse zu codieren (z.3. um wenigstens einen Teil der Synchronimpulse
um beispielsweise 6 db abzusenken).
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Ferner werden in der Impulsaufbereitungsschaltung 5 Markierungsimpulse
erzeugt, z.B. wie schon erwähnt einmal pro Bildperiode des Videosignals oder auch
häufiger oder weniger häufig, die bezüglich der Synchronimpulse im Video signal
eine vorbestimmte zeitliche Lage haben. Die Markierungsimpulse werden auf eine Leitung
8 abgegeben.
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In Fig. 1 werden die Markierungsimpulse in einem Steuerträgermodulator
9 auf einen Steuerträger aufmoduliert, der in einem Steuerträgergenerator 10 erzeugt
wird. Der vom Modulator 9 abgegebene modulierte Steuerträger wird zusammen mit dem
codierten Fernsehsignal über die Ausgangsleitung 4 übermittelt.
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In den Fig. 2 und 3 werden die von der Schaltung 5 abgegebenen Markierungsimpulse
jeweils in einer Ver-
schlüsselungsschaltung 11 zusätzlich verschlüsselt,
indem sie zeitlich verschoben werden, wobei die Grösse der Verschiebung vorgebbar
ist und von Zeit zu Zeit geändert werden kann. Bei jeder Aenderung der Grösse der
Verschiebung erzeugt die Schaltung 11 jeweils gleichzeitig ein Einstellsignal, das
die Aenderung anzeigt und das zusammen mit den verschlüsselten Markierungsimpulsen
auf eine Leitung 12 abgegeben wird. Das Einstellsignal kann wie schon erwähnt ein
digitales Signal sein, das gewünschtenfalls seinerseits nochmals verschlüsselt werden
kann und/oder zusammen mit einer Adresse übermittelt werden kann.
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In Fig. 2 werden die verschlüsselten Markierungsimpulse zusammen
mit den Einstellsignalen gleich wie in Fig. 1 im Modulator 10 auf einen Steuerträger
aufmoduliert, der dann über die Ausgangsleitung 4 übermittelt wird.
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In Fig. 3 werden die verschlüsselten Markierungsimpulse und die Einstellsignale,
welche in Leerzeilen in Vertikal-Intervallen des Videosignals liegen, in einem Impulseinblender
13 in das Videosignal eingeblendet, bevor dieses dem Bildmodulator 2 zugeführt wird.
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In den Schaltungen gemäss Fig. 1 bis 3 sind die Codierungsschaltungen
3 jeweils nach dem Bildmodulator 2 angeordnet und wirken auf das modulierte Hochfrequenzsignal,
um in diesem die Synchronimpulse zu codieren.
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Selbstverständlich ist es aber auch möglich, geeignete Codierungsschaltungen
vor dem Bildmodulator 2 anzuordnen und damit im Videosignal vor der Modulation die
Synchronimpulse zu codieren (z.B. wenigstens zum Teil abzusenken, zu unterdrücken,
in der Polarität umzukehren, zeitlich zu verschieben usw.).
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In den Fig. 4 bis 6 sind Decodiergeräte dargestellt, die dazu dienen,
vor einem Fernsehempfänger in Fernsehsignalen, in denen vor der Aussendung die Synchronimpulse
codiert worden sind, die Synchronimpulse zu regenerieren.
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Den Decodiergeräten werden mit Videosignalen und
gegebenenfalls
Steuerinformationen (Markierungsimpulsen und eventuell Einstellsignalen) modulierte
Hochfrequenzsignale, gegebenenfalls zusammen mit einem modulierten Steuerträger,
jeweils über eine Leitung 14 zugeführt. Die Hochfreqeunzsignale werden in einem
Verstärker 15 verstärkt und über eine Decodierungsschaltung 16 einer Ausgangsleitung
17 zugeführt, an die ein Fernsehempfänger angeschlossen werden kann. Die Decodierungsschaltung
16 kann beispielsweise in schaltbares Dämpfungsglied sein, wenn die Synchronimpulse
im Fernsehsignal durch Absenken codiert sind. Ein solches Dämpfungsglied kann z.B.
zwischen einer Dämpfung 0 und einer Dämpfung 6 db umschaltbar sein, und der Verstärker
15 kann das Fernsehsignal um 6 db verstärken.
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Der Decodierungsschaltung 16 werden über eine Leitung 18 Schaltimpulse
zugeführt, die mit den codierten Synchronimpulsen im Fernsehsignal zeitlich zusammenfallen.
Diese Schaltimpulse werden von den ebenfalls auf der Leitung 14 zugeführten Markierungsimpulsen
abgeleitet. Die Markierungsimpulse werden in einem Steuerträger-Empfänger und -Demodulator
19 gewonnen und auf eine Leitung 20 abgegeben.
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In Fig. 4 ist angenommen, dass die Markierungsimpulse bezüglich der
codierten Synchronimpulse im Fernsehsignal eine fest vorgegebene zeitliche Lage
haben.
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Eine Impulsaufbereitungsschaltung 21 leitet aus den Markierungsimpulsen
die Schaltimpulse ab, die mit den codierten Synchronimpulsen zeitlich. zusammenfallen.
In der Regel enthält die Schaltung 21 eine Impulserzeugerschaltung zum Erzeugen
von Impulsen mit der Zeilenfreguenz (Horizontalablenkfrequenz, in Mitteleuropa 15
625 Hz) und von Impulsen mit der Bildfrequenz (Vertikalablenkfrequenz, in Europa
50 Erz). Die Impulserzeugung wird mit Steuerimpulsen synchronisiert, die von einer
Synchronisierschaltung innerhalb der Impulsaufbereitungsschaltung 21 in einem vorgegebenen
zeitlichen Abstand nach dem Empfang von Markierungsimpulsen erzeugt werden.
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Das Decodiergerät gemäss Fig. 5 ist im wesent-
lichen
gleich aufgebaut und hat die gleiche Punktion wie dasjenige von Fig. 4. Der Unterschied
besteht darin, dass die zeitliche Lage der von der Impulsaufbereitungsschaltung
21' abgegebenen Schaltimpulse bezüglich der empfangenen Markierungsimpulse vorgebbar
ist. Mittels Schaltern 22 können verschiedene zeitliche Abstände vorgegeben werden
für die Erzeugung der Steuerimpulse (zum Synchronisieren der Schaltimpulserzeugung)
jeweils nach dem Empfang von Markierungsimpulsen.
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Auch das Decodiergerät gemäss Fig. 6 ist wieder im wesentlichen gleich
aufgebaut. Es besitzt eine Impulsaufbereitungsschaltung 21", in der die zeitliche
lage der abgegebenen Schaltimpulse bezüglich der empfangenen Markierungsimpulse
ebenfalls vorgebbar ist. Die Lage wird jedoch nicht wie bei der Schaltung von Fig.
5 manuell eingestellt, sondern mittels eines digitalen Einstellsignals, das der
Schaltung 21" auf einer Leitung 23 zugeführt wird. Das Einstellsignal wird zusammen
mit den Markierungsimpulsen auf einen Steuerträger aufmoduliert übermittelt und
im Empfänger und Demodulator 19 empfangen und demoduliert. (Wie schon erwähnt könnten
das Einstellsignal und/oder die Markierungsimpulse stattdessen auch in das Videosignal
eingeblendet mit dem Fernsehsignal übermittelt werden.) Bei Verwendung des Decodiergerätes
gemäss Fig. 6 kann die Lage der Markierungsimpulse bezüglich der Synchronimpulse
des Fernsehsignals im Sender von Zeit zu Zeit geändert werden und gleichzeitig jeweils
ein Einstellsignal an das Decodiergerät übermittelt werden, welches Einstellsignal
in der Schaltung 21" die Synchronisierschaltung neu einstellt, so dass die Schaltimpulse
wieder mit den codierten Synchronimpulsen zeitlich zusammenfallend erzeugt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Impulsaufbereitungsschaltung 21" ist
in Fig. 7 schematisch dargestellt.
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Die Schaltung gemäss Fig. 7 enthält einen Quarzoszillator 24, der
beispielsweise ein 8 MEz-Signal abgibt, das einem ersten Teiler 25 zugeführt ist.
Der
Ieiler 25 wird jeweils von den Markierungsimpulsen, von denen
im vorliegenden Beispiel einer pro Bild übermittelt wird, zurückgestellt. Der Teiler
25 gibt eine Impulsreihe mit einer Frequenz von beispielsweise 125 kHz an einen
zweiten Teiler 26 sowie an einen programmierbaren Zähler 27 ab.
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Ein digitales Einstellsignal, das gewünschtenfalls seinerseits verschlüsselt
und/oder mit einer Adresse versehen sein kann, wird einer digitalen Datenauswertungsschaltung
28 zugeführt. Diese gibt an ihrem Ausgang auf Frogrammierleitungen 29 und 30 hohe
und tiefe Potentiale entsprechend dem Einstellsignal ab.
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Die Frogrammierleitungen 29 sind mit dem Zähler 27 verbunden und legen
in diesem eine Endzahl fest. In gleicher Weise sind die Programmierleitungen 30
mit einem zweiten Zähler 31 verbunden, um in diesem eine Endzahl festzulegen.
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Der Zähler 27 wird von jedem Markierungsimpuls gestartet, zählt dann
die vom Teiler 25 zugeführten 125 kHz-Impulse bis zur festgelegten Endzahl und gibt
bei Erreichen dieser Endzahl einen Steuerimpuls an den zweiten Teiler 26 ab, um
diesen zurückzustellen.
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Der zweite Teiler 26 gibt, beginnend mit jedem zugeführten Stuerimpuls
(d.h. in durch das Einstellsignal vorgegebenem zeitlichem Abstand nach jedem Markierungsimpuls),
Impulse mit der Zeilenfrequenz 15 625 Hz ab, die in einer Impulsformerstufe 32 zu
Schaltimpulsen zum Regenerieren der Horizontal-Synchronimpulse im Fernsehsignal
geformt werden.
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Der zweite programmierbare Zähler 31 wird ebenfalls von jedem Markierungsimpuls
gestartet, zählt dann die vom zweiten Teiler 26 abgegebenen 15 625 Hz-Impulse bis
zu seiner festgelegten Endzahl und gibt bei Erreichen dieser Endzahl (d.h. wieder
in durch das Einstellsignal vorgegebenem zeitlichen Abstand nach jedem Markierungsimpuls)
ebenfalls einen Steuerimpuls ab. Dieser Steuerimpuls, der im vorliegenden Beispiel
einmal pro Bild auftritt, ist direkt einer Impulsformerstufe 33
zugeführt,
die daraus einen Schaltimpuls zum Regenerieren eines Vertikal-Synchronimpulses im
Fernsehsignal formt.
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Die von den Impulsformerstufen 32 und 33 abgegebenen Schaltimpulse
werden in einem Additionsglied 34 addiert und über die Leitung 18 der Decodierungsschaltung
16 zugeführt.
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Die Synchronimpulse können im Fernsehsignal wie schon erwähnt auch
anders als durch Absenken codiert sein. Entsprechend wäre dann die Decodierungsschaltung
16 anstelle eines schaltbaren Dämpfungsgliedes eine andere schaltbare Einrichtung,
z.B. eine ein- und ausschaltbare Laufzeitleitung, wenn die Synchronimpulse durch
zeitliche Verschiebung codiert sind. (Bei sich ändernder Grösse der zeitlichen Verschiebung
könnte die Decodierungsschaltung verschiedene LaufzeitMitungen enthalten, die selektiv
ein- und ausschaltbar sind.) Die Synchronimpulsregeneration im Decodiergerät könnte
auch, statt im hochfrequenten Fernsehsignal, im Videosignal vorgenommen werden.
Das Fernsehsignal würde also vor der Decodierungsschaltung 16 demoduliert.
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Das von der Decodierungsschaltung 16 abgegebene Videosignal mit den
regenerierten Synchronimpulsen könnte einem Videoeingang eines Fernsehempfängers
zugeführt werden. Für einen Empfänger ohne Videoeingang könnte im Decodiergerät
das Videosignal mit den regenerierten Synchronimpulsen wieder auf einen hochfrequenten
Träger aufmoduliert werden.
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