-
Analyse- und Erkennungsverfahren für Verschlüsselungscodes
-
von Fernsehsendungen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die vorliegende Erfindung liegt im Bereich des sogenannten verschlüsselten Fernsehens
und betrifft das ermitteln des Verschlüsselungscodes, der im Rahmen der Fernsehbildverschlüsselung
durch Verwendung von veränderlichen Verzögerungen zwischen dem Bildsignal jeder
Videozeile und dem Zeilensynchonisierpuls verwendet wird, wobei diese Verzögerungen
von einer Zeile zur folgenden nach einem pseudo-zufälligen Code gebildet werden.
Eine solche Verschlüsselung vernichtet den senkrechten Aufbau des Bildes, das unverständlich
wird, da die Zeilen sowohl gegeneinander verschoben sind wie für die gleiche Zeile
von einem Teilbild zum nächsten Teilbild der gleichen Parität im gleichen Zyklus.
Nur ein empfangsseitiger Ausgleich dieser Verzögerungen erlaubt die Synchronisation
der verschiedenen Bildsignale von einer Zeile zur nächsten wieder herzustellen,
wobei der Ausgleichscode selbst vom pseudo-zufälligen Code der Verzögerungen, welcher
bei der Verschlüsselung verwendet wurde, abhängig ist.
-
Solche Verschlüsselungs- und Entschlüsselungs-Vorrichtungen werden
zur Zeit in Europa im Rahmen von Abonnentenfernsehketten verwendet, die nur für
den Empfang durch eine bestimmte Abonnentenkategorie bestimmt sind (vergl. franz.
Pat. 75.34029 und franz. Patentanmeldungen 82.05006 und 82.05007).
-
Die von der Erfindung zu lösende Aufgabe besteht in der Bestimmung
des pseudo-zufälligen Zyklus der bei der Codierung verwendeten Verzögerungen, diesen
einem angepassten Decoder weiterzugeben, der dann fähig ist, aufgrund
der
verschlüsselten Bildsignale ein korrektes Bild zu liefern, und dies, ohne dass die
Notwendigkeit besteht, dass die Verschlüsselungsbehörde bei jeder Aenderung des
Verschlüsselungscodes jedem Abonnenten den neu verwendeten Verschlüsselungscode
mitteilt.
-
Damit diese Erfindung verwendbar ist muss jedoch der pseudo-zufällige
Code der von einer Zeile zur nächsten sich folgenden Verzögerungen zwischen dem
Zeilenbildsignal und dem Synchronisierimpuls dieser gleichen Zeile ein zyklischer
Code sein, das heisst, dass er für eine begrenzte Anzahl T vor Teilbildern aufgesteilt
ist und dass er am Ende dieser T Teilbilder dank einer Zyklus-Synchronisationsangabe
wieder von neuem beginnt, wobei die Zyklus-Synchronisationsangabe von der Bildsendung,
von der Tonsendung oder von beiden zusammen geliefert wird. Zum Beispiel kann der
Zyklus alle sechs Teilbilder neu beginnen und zwar dank einem Pegel von gleichförmigem
Weiss auf der letzten Zeile des Teilbildes am Ende des Zyklus, wobei diese letzte
Teilbildzeile in den fünf anderen Teilbildern des Zyklus schwarz bleibt, wie es
die französische Patentanmeldung 82.05008 nahe legt.
-
Zusätzlich muss noch die Anzahl d der verschiedenen möglichen Verzögerungen
begrenzt sein.Zum Beispiel mit d=3, d.h. drei verschiedenen Verzögerungsarten T1,
T2, T3 mit zum Beispiel T1=0, T2=ls,T3=2s und mit s=1 }4sec.
-
Diese beiden Bedingungen sind tatsächlich im Rahmen der heutigen
europäischen Anwendungen dieses Verschlüsselungsverfahrens erfüllt.
-
Die in Frage stehende Erfindung kann dann zwei Grundausbildungen
aufweisen: - eine Ausbildung für die Sichtanalyse behandelt die Signale derart,
dass das menschliche Auge für jede der Zeilen des Zyklus mit T Teilbildern den Wert
der
Verzögerung oder Verschiebung bestimmt, wobei dann eine Vorrichtung
den beobachteten Verzögerungswert für jede dieser Zeilen im Gedächtnis speichert.
Der gesammte Gedächtnisinhalt aller dieser Verzögerungswerte, nach sich folgenden
Teilbildern und Zeilen geordnet, bildet dann den gesuchten pseudo-zufälligen Code;
- eine Ausbildung für eine automatische Analyse, die erlaubt, das menschliche Auge
durch eine elektronische Schaltung zu ersetzen, die Verzögerungen beurteilen kann,
entweder mit einem Vergleichsverfahren über das Vorhandensein, oder nicht einer
Verzögerung oder Verschiebung zwischen zwei sich folgenden Zeilen im gleichen Teilbild,
oder mit einem Analysenverfahren betreffend eines gegebenen Bereiches eines Austastpegels.
-
Gemäss der ersten der obigen Ausbildungen ist das Verfahren der Erfindung
im Anspruch 1 definiert und die Vorrichtung zur Ausführung des betreffenden Verfahrens
im Anspruch 10. Gemäss der zweiten Ausbildungsform sind ein erstes automatisches
Verfahren der Erfindung im Anspruch 6, ein zweites automatisches Verfahren im Anspruch
9 und die zugehörigen Vorrichtungen zur Ausführung der Verfahren im Anspruch 14
bzw. 17 festgelegt.
-
Im Rahmen dieses Patentes und entsprechend den üblichen technischen
Begriffen nennen wir "Austastpegel" den Teil der Videozeile der am Ende der vorderen
Flanke des Zeilensynchronisierpulses beginnt und am Anfang des Bildsignals dieser
gleichen Videozeile endet, wobei angenommen wird, dass diese Zeile nicht verschlüsselt
oder korrekt entschlüsselt vorliegt.
-
Ein solcher Austastpegel enthält also keine Bildinformation und dient
als Schwarzreferenz. Wenn wir uns auf einen "Austastpegel" für eine verschlüsselte
Videozeile beziehen, so meinen wir diesen Teil der Videozeile,
der
am Ende der steigenden Flanke des Zeilensynchronisierpulses beginnt und der die
gleiche Dauer aufweist wie der Austastpegel einer nicht verschlüsselten oder korrekt
entschlüsselten Videozeile.
-
Das zweite automatische Analysen- und Erkennungsverfahren des Verschlüsselungscodes
von Fernsehsendungen besteht dann darin, nacheinander mittels einem angepassten
Decoder alle verschiedene mögliche Verschlüsselungscode am verschlüsselten Videobild
auszuprobieren und mit einem gegebenen Code an einerbestimmtenAnzahl von derart
decodierten Teilbildern die'Anwesenheit eines Bildsignals auf einem bestimmten Analysenbereich
des Austastpegels von gewissen Zeilen zu suchen, wobei eie Analysenvorrichtung eingesetzt
wird, welche die Anwesenheit eines solchen Bildsignals auf einer analysierten Zeile
als Kennzeichen der Verwendung einer falschen Entschlüsselung durch den angepassten
Decoder interpretiert.
-
Somit erlaubt die Anwesenheit eines solchen Bildsignals im bestimmten
Analysenbereich desAustastpegels für eie einzige der geprüften Zeile und für den
verwendeten Code diesen Code als falsch zu eliminieren und zur Analyse des folgenden
Codes überzugehen.
-
Ein solches Verfahren ist insbesonderem brauchbar wenn die Anzahl
der verschiedenen möglichen pseudo-zufälligen Code klein ist, und wenn zwischen
jedem dieser verschiedenen Code bedeutende Unterschiede bestehen, und dies ist im
besonderen erfüllt, wenn diese Code selbst von einer pseudo-zufälligen Generatorschaltung
geliefert sind, die fähig ist, die Verschlüsselungsfolge für einen kompleten Zyklus
aufgrund eines relativ kurzen Auslöseschlüssels zu erzeugen. (Solche Generatoren
von pseudozufälligen Coden werden gegenwärtig in Europa im Rahmen von verschlüsselten
Fernsehsendungen verwendet, wobei
die Verschlüsselung in der Einfügung
von von einer Zeile zur nächsten veränderlichen Verzögerungen zwischen dem Bildsignal
der Videozeile und dem Zeilen-Synchronisierpuls besteht).
-
Solche pseudo-zufällige Generator-Schaltungen verwenden verschiedene
logische Verfahren, die es genügt zu wiederholen, wobei die Analyse nur noch verlangt,
nacheinander jeden der verschiedenen möglichen Auslöseschlüsseln zu prüfen (zum
Beispiel wenn der Auslöseschlüssel als Wort von 1i bit ausgedrückt wird, so sind
211 oder 2048 verschiedene mögliche Schlüssel vorhanden, die es genügt, nacheinander
zu prüfen. Sofern jede Prüfung ein Analysenteilbild benötigt, so braucht es im maximum
41 Sekunden um den richtigen Schlüssel und dadurch den verwendeten Verschlüsselungscode
zu erkennen, und dies ist eine relativ kurze Zeit).
-
Damit die Erfindung besser verstanden wird, werden nun Ausführungen
der Erfindung im Detail beschrieben, wobei man auf die Figuren bezug nimmt, in welchen
die Figur 1 eine Analysen- und Erkennungsvorrichtung des Verschlüsselungscodes für
das Verfahren der Sichtanalyse darstellt, die Figur 2 ein Signal darstellt, welches
erlaubt, einen Index auf einer Zeile zu erzeugen, die Figur 3 eine automatische
Analysen- und Erkennungsvorrichtung des Verschlüsselungscodes für ein erstes automatisches
Analysenverfahren darstellt, die Figur 4 das Resultat einer Signalsubstraktion zwischen
zwei benachbarten Zeilen eines korrekten oder eines entschlüsselten Teilbildes und
zwischen zwei benachbarten verschlüsselten oder falsch entschlüsselten Zeilen darstellt,
wobei das erste automatische Analysenverfahren verwendet wurde,
die
Figur 5 eine automatische Analysen- und Erkennungsvorrichtung des Verschlüsselungscodes
für ein zweites automatisches Analyseverfahren darstellt und die Figur 6 verschiedene
Videozeilen im Rahmen des zweiten automatischen Verfahrens darstellt.
-
Das Verfahren mit Sichtanalyse besteht darin, nacheinander jede der
T Teilbilder des pseudo-zufälligen Codes und für jedes der Teilbilder nacheinander
jede der Zeilen des Teilbildes zu untersuchen, um für jede dieser Zeilen die bestehende
Verschiebung zu erkennen und sie in einem Gedächtnis an einem ihr im Zyklus entsprechenden
Platz zu speichern. Ist dieser Analysenvorgang auf allen Zeilen der T Teilbildern
des Zyklus durchgeführt, so stellt die Gesamtheit der registrierten und in der Reihenfolge
der Teilbildern und der Zeilen geordneten Verschiebungswerten den gesuchten Verschlüsselungscode
dar.
-
Die Figur 1 stellt eine starke, schematisierte Ansicht einer Vorrichtung
gemäss Erfindung, zur Durchführung dieses Verfahrens gemäss Erfindung, dar.
-
Diese Vorrichtung umfasst a) Eine Synchronisationstrennschaltung
1, welche erlaubt, die Zeilensynchronisierpulse in 2 und die Teilbildersynchronisierpulse
in 3 vom verschlüsselten Videobild 100 zu trennen, b) eine Synchronisationstrennschaltung
4 zur Trennung des Synchronisierpulses des Codierzyklus, die selbst von der Art
der Videoangabe zur Zyklussynchronisation, die von der Verschlüsselungsbehörde vorgesehen
wurde, abhängig ist und die fähig ist, die Zyklussynchronisierpulse zu liefern.
(Im beschriebenen Beispiel ist dies eine Videoangabe auf der letzten Zeile des letzten
Teilbildes des Zyklus), c) einen Videoschalter (analoge Tor-Schaltung) 5, welche
erlaubt, am Bildschirm 200 nur dasjenige in Prüfung befindliche Teilbild der T Teilbilder
des Zyklus
erscheinen zu lassen, wobei die Zeilen der T-1 anderen
Teilbilder des Zyklus ausgelöscht und durch einen gleichmässigen Graupegel, dank
der in 7 vorgesehenen Vorrichtung, ersetzt werden. Ein solcherVideoschalter erlaubt
zudem, die auf eier gleichen Zeile auf einem Teilbild zum nächsten gleicher Parität
eines gleichen Zyklus die beobachteten Verschiebungen auszuschalten; somit bleibt
jede der gesichtete Zeile am Bildschirm mit fester Verschiebung und das menschliche
Auge kann eine präzise Analyse der absoluten Verschiebung von jeder der Zeilen des
gewählten Teilbildes vornehmen. Das gleichförmige Grau erlaubt seinerseits eine
zu starke Aenderung der Bildhelligkeit zwischen zwei gewählten Teilbildern, wegen
dem Verlust der ausgelöschten T-1 zwischen liegenden Teilbildern/ zu vermeiden,
wodurch das Auge ausserordentlich ermüdet werden könnte, wegen dem resultierenden,alle
T Teilbildern wiederkehrenden periodischem Flimmern. Der so vorgeschlagene Videoschalter
ist direkt durch eine Teilbilderauswählschaltung 9 gesteuert, d) Eine Teilbilderauswählschaltung
9, welche erlaubt, einerseits dank den Synchronisierpulsen 2 und 3 den Videoschalter
5 am Anfang jeder Videozeile und jedes Teilbildes zu schalten, derart, dass die
Zeilen- oder Teilbild-Synchronisationsangaben durchgelassen werden, und andererseits,
dank der von der Zählschaltung 50 gelieferten Angabe des Teilbildes des Zyklus,
welche zu wählen ist, sowohl den Videoschalter 5 für die ganze Dauer des gewählten
Teilbildes zu schalten, als auch der Zeilenwählschaltung 11 die Zeilensynchronisierpulse
der Zeilen dieses Teilbildes zu liefern, t,) eine Zeilenmarkierschaltung , um die
in Analyse befindliche Zeile mittels Anzeige am Bildschirm einer Ueberlagerung auf
einem Teil dieser Zeile von einem
rechteckigen weissen Index, zu
kennzeichnen.
-
Eine solche Schaltung besteht aus einem Indexgenerator 15, der von
einer Indexsteuerschaltung 13 gesteuert ist, welche nur eine doppelte monostabile
Schaltung ist, welche gemäss Figur 2 die Lagebestimmung des Index zur Zeit ts und
für eine Dauer t2 auf der in Analyse befindlichen Zeile bestimmt. Diese Indexsteuerschaltung
ist selbst durch eine Zeilenwählschaltung 11 gesteuert, f) Eine Zeilenwählschaltung
11, welche die Auslösung der Indexsteuerschaltung 13 und durch sie des Indexgenerators
15 im Augenblick des Durchgangs der in Analyse befindlichen Zeile zugehörigen Videoinformationen
veranlasst.
-
Eine solche Zeilenauswählschaltung berücksichtigt die Angabe über
die zu wählende Zeile des Teilbildes, welche von der Zählschaltung 50 kommt und
erhält von der Teilbildauswählschaltung 9 die Zeilensynchronisierpulse der Zeilen
des gewählten Teilbildes, g) verschiedene Eingabeschalter 20, welche von Hand die
Eingabe der beobachteten Verschiebungswerten für jede der geprüften Zeilen gestatten,
wobei selbstverständlich so soviel Schalter oder Schalterkombinationen vorhanden
sind wie es verschiedene mögliche Verschiebungen gibt. Die Angaben werden dann direkt
zum Gedächtnis 66 übertragen, wo sie an einer der Zeile des Teilbildes des Zyklus,
auf welche sie sich bezieht, entsprechenden Adresse gespeichert werden und die Analyse
der folgenden Zeile im Zyklus durch Inkrementierung der Zählschaltung 50 gestattet
wird. Ein besonderer Schalter 21 erlaubt die Analyse zu starten, wobei das Gedächtnis
66 bereit ist, die gewählte Verschiebung an der ersten Zeile des ersten Teilbildes
entsprechenden Stelle durch Rückführung auf Null des Zählers zu speichern, wobei
alle früher gespeicherten Angaben entweder einfach ausgelöscht oder in ein
anderes
Gedächtnisregister vor dem Auslöschen des Arbeitsregisters verschoben werden. Man
kann auch zwei zusätzliche Schalter vorsehen, der eine für den Vorschub der Zählschaltung,
der andere für die Rückschaltung der Zählschaltung, womit die zu prüfende Zeile
verändert werden kann.
-
h) Ein Gedächtnis und eine Zählerschaltung 50 zur Steuerung des Gedächtnisses,
damit im Lauf der Analyse eine Zeile nach der anderen die beobachtete Verschiebung
gespeichert wird und jeder der vorgängig gespeicherten Verschiebungswerten einem
angepassten Decoder im Augenblick des Videodurchganges der ihm entsprechenden Zykluszeile
geliefert werden kann.
-
Die Zählerschaltung erlaubt der Teilbildauswählschaltung 9 und der
Zeilenwählschaltung 11 die Angabe des in Analyse begriffenen Teilbildes oder der
in Analyse Degriffenen Zeile mitzuteilen. Diese Zählerschaltung empfängt die Teilbild-,
Zeilen- und Zyklussynchronisierpulse (3 resp. 2, resp. die von 4 geliefert werden),
sowie die Inkrementierungspulse, die bei jeder neuen Eingabe am Wählgerät 20 entstehen.
-
Ein Verfahren, das die beschriebene Vorrichtung verwendet, erlaubt
also am Schluss der Analyse den pseudozufälligen bei der Sendung verwendeten Verschlüsselungszyklus
zu erkennen.
-
Ein solches Verfahren ist natürlich nur von Interesse, wenn der verwendete
pseudo-zufällige Code während längerer Zeit unverändert besteht (zum Beispiel in
der Grössenordnung eines Monats), weil doch das Verfahren eine relativ lange Zeit
beansprucht, um den gesuchten pseudo-zufälligen Code zu erhalten (zum beispiel wenn
t=6 Teilbilder und 1 Sekunde für die Analyse jeder Zeile nötig ist, so braucht es
gesamthaft zirka
31 Minuten Arbeit um den ganzen Code zu erhalten).
-
Ein solches Verfahren kann endlich in Echtzeit mit einem angepassten
Decoder 30 gekuppelt werden, derart, dass am Bildschirm im Fortlauf der Analyse
eines Teilbildes den schon analysierten Teil in entschlüsselter Form erscheint.
Dazu erkennt die Schaltung 40 die Inbetriebsetzung des angepassten Decoders 30 und
erlaubt dem Schalter 41 derart zu schalten, dass die verschlüsselten Videoinformationen
100 durch die vom angepassten Decoder gelieferten Videoinformationen ersetzt werden1
wobei diese letzten Videoinformationen die Verschiebung der noch nicht analysierten
Zeilen des Zyklus beibehält, wobei das Gedächtnis für diese Zeilen eine maximale
Verschiebung, entsprechend dem auf Null zurückgeführtes Gedächtnis und entsprechend
einer Kompensationsverzögerung null für den angepassten Decoder liefert. Die Gesamtheit,
gebildet von der Erfindung und vom angepassten angekuppelten Decoder, kann als ein
Video-Spiel betrachtet werden, welches darin besteht, so schnell wie möglich das
entschlüsselte Bild erscheinen zu lassen.
-
Eine vereinfachte Variante dieser Verfahren und Vorrichtung für die
Sicht-Analyse und Erkennung des Verschlüsselungscodes kann in die Tat umgesetzt
werden, wenn einerseits die Anzahl der verschiedenen möglichen pseudo- zufälligen
Code begrenzt ist und mit N bezeichnet wird, und wenn andererseits irgendwelche
zwei Code, ausgewählt unter den N verschiedenen möglichen pseudozufälligen Code,
an einer bestimmten Stelle des Zyklus nie mehr als n, für beide Code gleiche, sich
folgende Verschiebungswerte aufweisen. Es genügt dann, die beschriebene Sichtanalyse
gemäss der Erfindung auf n sich folgenden Zeilen des Zyklus, die an dieser bestimmten
Stelle
des Zyklus sich befinden, und noch eine zusätzliche an die n Zeilen angrenzende
Zeile zu beschränken, wobei die zusätzliche Zeile an die erste oder an die letzte
der n Zeilen angrenzend sein kann; damit kann die Zählerschaltung 50 in dieser vereinfachten
Variante die Sichtanalyse auf diese n+1 Zeilen des Zyklus beschränken und die einen
Microprozessor enthaltende Erkennungsschaltung 55 nach dem Ende dieser Analyse steuern,
um in Abhängigkeit der n+1 im Gedächtnis 66 gespeicherten Werten denjenigen der
N verschiedenen möglichen pseudozufälligen Code, der bei der Verschlüsselung verwendet
wurde, zu bestimmen. Diese Bestimmung erfolgt durch Vergleich dieser von der Analyse
ermittelten n+1 Verschiebungswerten nacheinander mit jeder der N Serien von n+1
Verschiebungswerten, die er im Gedächtnis besitzt und die jedem der N verschiedenen,
an dieser Stelle des Zyklus möglichen pseudo-zufälligen Code entsprechen.
-
Ist der Code einmal identifiziert, so liefert die Erkennungsschaltung
eine für diesen Code spezifische Angabe dem Generator 61,der pseudo-zufällige Code
erzeugt und der selbst dem angepassten Decoder 30 die dem Code entsprechenden Verschiebungswerte
liefert, und zwar jeden Wert im Augenblick des Durchgangs der Videosendung der ihm
entsprechenden Zykluszeile, und dies dank den Zeilen-, Teilbilder- und Zyklussynchronisierpulse,
die er erhält. Der angepasste Decoder 30 erlaubt dann dank dieser Verschiebungswerten
die von 100 gelieferte Fernsehsendung ordentlich zu entschlüsseln und die entschlüsselte
Fassung direkt dem Fernsehgerät 200 zu liefern.
-
Das automatische Analysenverfahren erfordert, dass die Anzahl der
verschiedenen möglichen pseudozufälligen Code nicht unbegrenzt ist.
-
Das Verfahren besteht in diesem Fall darin, dass nacheinander jeder
der verschiedenen möglichen Code mit Hilfe eines angepassten Decoders geprüft wird
(siehe französische Patentanmeldung Nr. 83 05 006) um für einen gegebenen Code auf
einer bestimmten Anzahl von Teilbildern mittels einer in der Erfindung beschriebenen
Vorrichtung zur zeilenweisen Analyse, die Anwesenheit oder die Abwesenheit von Verschiebungen
auf dem erhaltenen Videobild zu prüfen.
-
Im Fall, dass eine Mindestanzahl von Verschiebungen beobachtet wird,
wird der Code als falsch ausgeschieden und es wird ein anderer Code geprüft, im
entgegengesetzten Fall würde der Code als der richtige bezeichnet.
-
Ein solches Verfahren ist insbesondere verwendbar, wenn die Anzahl
der verschiedenen möglichen pseudo-zufälligen Code klein ist und wenn unter diesen
Code merkliche Unterschiede bestehen; dies ist insbesondere erfüllt, wenn diese
Code selbst von einem pseudo-zufälligen Codegenerator erzeugt werden, der fähig
ist, die Folge eines Verschlüsselungscodes eines vollständigen Zyklus aufgrund eines
relativ kurzen Auslöseschlüssels zu bilden. Solche Generatoren werden heute tatsächlich,
wie weiter oben geschildert, eingesetzt.
-
Solche pseudo-zufällige Generatoren verwenden verschiedene logische
Verfahren, welche es genügt nachzubilden, wobei dann die Analyse nur noch erfordert,
jeden der verschiedenen möglichen Auslöseschlüssel nacheinander zu prüfen (zum Beispiel
wenn der Auslöseschlüssel in der Form eines 11 bit-Wort ausgedrückt wird, gibt es
211 also 2048 verschiedene mögliche Auslöseschlüssel, die es genügt, einen nach
dem anderen
zu prüfen. Wenn jede der Prüfungen die Analyse eines
Teilbildes erfordert, so braucht es maximal 41 Sekunden, um den richtigen Auslöseschlüssel
zu erkennen um somit den verwendeten Verschlüsselungscode zu erkennen, und das ist
relativ schnell).
-
Die Figur 3 stellt eine stark schematisierte Ansicht einer Vorrichtung
gemäss Erfindung, um das automatische Analysenverfahren gemäss Erfindung auszuführen,
dar.
-
Eine solche Vorrichtung umfasst a) eine Synchronisations-Trennschaltung,
welche erlaubt, aufgrund eines Videobildes 100 die Zeilen- und Teilbild-Synchronisierpulse
2 resp. 3 zu erhalten, b) eine Synchronisations-Trennschaltung des Codierzyklus
4, wobei die Synchronisationen selbst von der Art der Videoinformation der Zyklussynchronisation,
die von der Verschlüsselungsbehörde vorgesehen wurde, abhängig ist (im beschriebenen
Beispiel eine Videoangabe in der letzten Zeile des letzten Teilbildes des Zyklus)
und wobei die Trennschaltung die Zyklussynchronisierpulse liefern kann, c) ein Codegenerator
60, der in der Lage sämtliche verschiedene mögliche pseudo-zufällige Code zu bilden
oder abzuleiten. Ein solcher Generator erhält die Zeilen-, Teilbilder- und Zyklussynchronisierpulse
2, resp. 3, resp von 4 erzeugt, d) ein angepasster Decoder 30, der aufgrund des
richtigen vom Generator 60 gebildeten Verschlüsselungscode des Videobildes in der
Lage ist, ein perfekt entschlüsseltes Videobild zu liefern. In der Analysenphase
empfängt dieser angepasste Decoder 30 die zu prüfende Code von Generator 60 und
überträgt zum Analysator 300 das mit dem Entschlüsselungscode behandelte Videobild,
wobei als Entschlüsselungscode der in Prüfung
befindliche Verschlüsselungscode
verwendet wird, e) einen Unterbrecher 70, mit welchem der Codegenerator wieder auf
Null gesetzt werden kann, um somit die ganze Analyse von ihrem Anfang an zu starten,
f) einen Bildanalysator 300, welcher folgendes umfasst - ein Unterdrückungsfilter
des Unterträgers Farbe 10.
-
Es handelt sich um einen Sperrkreis zu 4,286 MHZ für SECAM, 4,43
MHZ für PAL und 3,58 MHZ für NTSC.
-
Ein solcher Filter erlaubt die Farbkomponente abzutrennen, um nur
die Helligkeit zu behalten; - eine Verzögerungsleitung mit dem Verzögerungswert
entsprechend einer Zeilenperiode (64 pos für PAL oder SECXM, 63,5 *s für NTSC, welche
entweder eine Ladungsübertragungs-Leitung, die von einem Uhrengenerator gesteuert
wird, oder eine mit Modulator und Demodulator ausgerüstete Leitung mit akustischer
Verzögerung , sein kann.
-
Eine solche Verzögerungsleitung hat die Aufgabe, jede Videozeile
derart zu verzögern, dass sie mit der folgenden Videozeile des gleichen Teilbildes
verglichen werden kann. Die verzögerte Videozeile geht also in el und die folgende
nicht verzögerte Videozeile, mit welcher sie verglichen wird, in e2 durch; - eine
Subtraktionsschaltung 16 mit der Aufgabe, diese 2 sich folgende, und in el resp.
e2 erscheinende Videozeilen eines gleichen Teilbildes zu subtrahieren, um nur die
zu analysierende Differenz zu behalten.
-
Wie es die Figur 4 zeigt, ist das Ergebnis dieser Subtraktion beinahe
Null, wenn keine Verschiebung vorhanden ist und wenn die von diesen zwei Zeilen
gelieferten Informationen beinahe identisch sind (Fall links) aber im Gegenteil
bei einer Zeitverschiebung to zwischen diesen zwei Zeilen (Fall rechts), liefert
die Subtrakrion
als Differenz für jedes der senkrechten Details,
Jie auf diesen Zeilen vorkommen ) positive und negative Zeilensegmente der Dauer
to - einen Tor-Generator 18, der in Abhängigkeit der Zeilen- und Teilbildersynchronisierpulse
, 2 resp. 3, die Aufgabe hat, die Tor-Schalter 14,14' derart auszulösen, dass vom
ankommenden Videosignal nur eine gewisse Anzahl Zeilen für jedes Teilbild und nur
einen mittleren Teil für jede dieser Zeilen behalten wird, Der erste Tor-Schalter
14, der vom Tor-Generator 18 ausgelöst wird, hat die Aufgabe, nur eine gewisse Anzahl
Zeilen für jedes Teilbild und nur einen mittleren Teil der Videoangaben, die von
der Subtraktionsschaltung 16 kommen, zu behalten, wie es die Figur 4 gemäss den
Beispielen A und B für diese Zeilen darstellt; - (d-1) Analysenkanäle mit Frequenzselektion,
die parallel angeordnet sind, wobei jeder für eine der (d-1) verschiedenen möglichen
Verschiebungszeiten spezifisch ist (die Verschiebung Null wird nicht berücksichtigt).
Jeder dieser (d-1) Kanäle besteht aus einem Bandpassfilter 22, der einer der möglichen
Verschiebungszeiten angepasst- ist und vom Eingangssignal nur den spezifisch mit
dieser Verschiebungszeit verbundenen Teil bewahren soll, aus einem für die Polarität
unempfindlichen Detektor 23, der die Anwesenheit dieses Signals feststellen soll,
aus einem Pegeldetektor mit Schwelle und Integrator 24, der in der Lage ist, die
diese Schwelle überschreitenden Verschiebungsangaben zu integrieren und die logische
Entscheidungsschaltung 45 über
das Erreichen des Integrationspegels
zu informieren, - einen Uebergangszähler bestehend aus . einem zweiten Tor-Schalter
14', der vom gleichen Tor-Generator 18 ausgelöst wird und der erlaubt, nur eine
bestimmte Anzahl der Zeilen für jedes Teilbild und nur einen mittleren Teil der
Videoangaben von jeder dieser Zeilen zu berücksichtigen, . einem Schwellendetektor
51, der erlaubt, nur den Anteil des berücksichtigten Videosignals, welches grösser
als diese Schwelle ist, zu behalten, . einem Bandpass-Filter 52, welcher erlaubt,
nur die feinen Details des Bildes, diejenige die rasch durchgehen, durchzulassen,
,einem Zähler 53, welcher erlaubt, der logischen Entscheidungsschaltung 45 vom Analysenwertder
in Prüfung befindlichen Zeile erst zu berichten, wenn eine Mindestanzahl von feinen
Details erhalten wurden. Dieser Zähler wird automatisch bei jeder neuen Zeile dank
dem Zeilensynchronisierpuls 2 auf Null zurückgestellt, - eine logische Entscheidungsschaltung
45, welche,für eine bestimmte Anzahl von analysierten Teilbildern, die Anzahl der
Zeilen, die vom Uebergangszähler als passend für die Analyse beurteilt wurden und
die Anzahl der von den (d-1) Analysenkanälen bemerkten Verschiebungen in der Gesamtheit
dieser Zeilen berücksichtigt, um den Codegenerator 60 mittels eines zwei-bit Wortes
über das Resultat der Analyse dieser Teilbilder zu berichten. Die Codeerkennungsangabe
erfolgt für den richtigen Code in der Form 01; für einen falschen Code in der Form
10 und endlich die Angabe einer Analysenwiederholung mit dem gleichen Code in der
Form :00
Eine solche Vorrichtung erlaubt schlussendlich und nach
einer unterschiedlichen Analysendauer, die abhängig ist von der Anzahl zu prüfenden
Codes, bevor der richtige gefunden wird und von der Qualität der berücksichtigten
Bilder, in bezug auf die Analyse (da eine Mindestanzahl von feinen Details notwendig
ist), den richtigen Verschlüsselungscode zu erkennen und ihn danach einem angespassten
Decoder für die Entschlüsselung der so verschlüsselten Fernsehsendungen weiterzugeben.
-
Ein solcher Verfahren ist also erst sinnvoll vom Moment an, wo die
Zeitdauer des automatischen Suchens des Verschlüsselungscodes kurz ist, gemessen
an der Zeit während welcher er zur Anwendung kommt (zum Beispiel für einen einen
Monat gültigen Verschlüsselungscode eine Analysendauer von zirka 30 Minuten). Sollte
jedoch der Verschlüsselungscode schnell gewechselt werden aber Immer innert einer
beschränkten Anzahl n von verschiedenen Coden gewählt werden (z.B. n=8), die für
eine relativ längere Dauer (z.B. ein Monat) feststehen würden, und wenn eine besondere
Angabe, spezifisch für diesen der n Coden, der in einem bestimmten Moment verwendet
wird4 mittels der Video-Information, der Ton-Information oder beiden zusammen, und
dies vor oder bei jeder Codeänderung,übertragen wird, so bleibt es möglich, gemäss
der Erfindung zu verfahren, wenn die Bedingung erfüllt ist, dass für jedes analysierte
Teilbild derjenige in Verwendung stehende Code, von den n möglichen, berücksichtig
wird und die Analyse gemäss n Unterstufen-Analysen, von welchen es möglich wäre,
von einem Code zu irgendwelchemanderen überzuwechseln, wobei im Gedächtnis die bereits
auf jede dieser Unterstufen durchgeführten Analysen gespeichert blieben und dies
bis
die Werte der n Coden erhalten sind, fortgeführt wird.
-
Es wird dann genügen, jeden, aufgrund der Information, welche den
verwendeten unter den n Code spezifiziert, zu bilden, und während der zugehörigen
Einsatzdauer einem angepassten Decoder weiterzuleiten um ein vollständig entschlüsseltes
Bild der verschlüsselten Ausgangsfassung zu erhalten.
-
Betrachten wir nun das zweite automatische Analysen- und Erkennungsverfahren.
-
Auf der Figur 6 sieht man, vom Standpunkt der Helligkeit, im Rahmen
eines Verschlüsselungsbeispiels mit 3 Verzögerungszeiten (O,T,2T) und für ein schematisches
Bildsignal, dessen Anfang ein mittlerer Weisspegel ist, die Gesamtheit verschiedener
Videozeilen, die mit einem, das verschlüsselte Videobild behandelnde, angepassten
Decoder erhalten wurden, und zwar sowohl bei Verwendung des richtigen Verschlüsselungscodes
(E) oder eines falschen Verschlüsselungscodes (G) in bezug auf die Gesamtheit der
verschiedenen Videozeilen, die bei der Verschlüsselung (F) erhalten werden können.
Das Beispiel (E) stellt ebenfalls die Videozeilen, wie sie bei fehlender Verschlüsselung
und immer unter dem Gesichtswinkel der Helligkeit empfangen werden, dar.
-
H stellt den Austastpegel undP einen Bereich des Austastpegels dar,
auf welchem die Analyse durchgeführt werden kann, wobei jeder gewählte Analysenbereich
des Austastpegels mindestens einen Teil dieses Bereiches P enthalten muss, um betriebsfähig
zu sein.
-
Die Figur 5 stellt eine Vorrichtung für die automatische Analyse
und Erkennung des Verschlüsselungscodes ;emäss dem zweiten automatischen Analysenverfahren
mittels 1suchen eines Bereiches des Austastpegels dar.
-
Eine solche Vorrichtung umfasst a) Eine Synchronisier-Trennschaltung
1, welche erlaubt, aufgrund des Videobildes 100 die Zeilen-Synchronisierpulse in
2 und die Teilbilder-Synchronisierpulse in 3 zu erhalten, b) eine Trennschaltung
der Zyklussynchronisation, die selbst abhängig ist von der Art der Videoangaben
zur Zyklussynchronisierung, die von der Verschlüsselungsbehörde gewählt wurde (im
beschriebenen Beispiel ist es eine Videoinformation auf der letzten Zeile des letzten
Teilbildes des Zyklus). Diese Trennschaltung ist in der Lage, die Zyklussynchronierpulse
zu liefern, c) einen Code-Generator 60, der fähig ist, alle verschiedenen möglichen
pseudo-zufälligen Code zu bilden oder abzuleiten. Ein solcher Generator erhält die
Zeilen-, Teilbilder- und Zyklussynchronisierpulse 2, resp.3, resp. von4 stammend,
d) einen angepassten Decoder, der in der Lage ist, mittels des richtigen Verschlüsselungscodes
aus dem Generator 60 ein vollständig entschlüsseltes Videobild abzugeben. Während
der Analyse erhält dieser angepasste Decoder 30 die zu prüfenden Code vom Generator
60 und überträgt zum Analysator 300' das gemäss dem Entschlüsselungscode behandelte
Videobild, wobei der Entschlüsselungscode vom verwendeten Verschlüsselungscode abhängig
ist. Der angepasste Decoder erhält die Zeilen-Synchronisierpulse 2 von der Synchronisier-Trennschaltung
1, e) einen Schalter 70, welcher erlaubt, den Code-Generator auf Null zurückzuführen
und somit die ganze Analyse wieder von vorne zu beginnen, und einen Bildschirm 200,
welcher erlaubt, das Bild nach durchgeführter Decodierung anzuzeigen,
f)
einen Bildanalysator 300', dadurch gekennzeichnet, dass er folgendes umfasst - Einen
Sperrfilter des Unterträgers Farbe 10. Es handelt sich um einen Sperrkreis auf 4,286
tEZ für SECAM, 4,43 IGHZ für PAL und 3,58 MHZ für NTSC.
-
Ein solcher Filter erlaubt die Chrominanz (oder Farbangaben) zu sperren
um nur die Helligkeit zu behalten, - eine Angleichschaltung zu schwarz 26, welche
erlaubt, die gleichförmigen Komponente des Signals zu liefern, - eine Vergleichsschaltung
27, welche einen logischen Pegel 1 liefert wenn der Signalpegel einen bestimmten
Referenzpegel überschreitet, - einen Tor-Generator 18, welcher erlaubt, für jedes
Teilbild nur gewisse Zeilen und für diese Zeilen nur einen bestimmten Bereich des
Austastpegels in der Analyse zu berücksichtigen. Dieser Tor-Generator liefert einen
logischen Pegel 1 innerhalb den Zeitabschnitten, die in der Analyse berücksichtigt
werden, - eine logische Schaltung "UND" 28, welche einerseits die Informationen,
die vom Tor-Generator stammen, andererseits die Informationen der Vergleichsschaltung
behandelt, - eine Entscheidungsschaltung 29, welche in Abhängigkeine der Anzahl
der pro Teilbild erhaltenen Pulse den Code-Generator 60 über das Resultat der Analyse
dieses Teilbildes in Form eines 2-bit Wortes informiert. Die Information, dass die
Erkennung den Code als richtig beurteilt, wird in der Form 01 angegeben, dass der
Code falsch in der Form 10 und dass die Prüfung desgleichen Codes wiederholt
werden
soll in der Form 00, wobei der letzte Fall zutrifft wenn eine ungenügende Anzahl
von Teilbildern in der Codeanalyse berücksichtigt werden konnte.
-
Eine solche Vorrichtung erlaubt schlussendlich und nach einer wechselnder
Analysedauer, die von der Anzahl zu prüfenden Coden bevor der richtige gefunden
wird und von der Qualität der berücksichtigten Zeilen in bezug auf die Analyse (ein
Minimum von Helligkeit ganz am Anfang des Bildsignals ist notwendig), abhängig ist,
den richtigen Verschlüsselungscode zu erkennen und danach ihn einem angepassten
Decoder für die Entschlüsselung von so verschlüsselten Fernsehsendungen weiterzugeben.
-
Bin solches Verfahren ist sinnvoll gemäss den Betrachtungen, die
weiter oben beim ersten automatischen Verfahren angestellt wurden.
-
Die Verfahren und Vorrichtungen gemäss der Erfindung können auch
bei der Suche nach dem Verschlüsselungscode verwendet werden, wenn die Fernsehsendungen
nicht nur, wie in der Einleitung der Ansprüchen 1, 6 und 9 angegeben, verschlüsselt
sind, aber auch ein Verfahren der Polaritätsumkehrung des Videosignals (wie in der
französischen Patentanmeldung Nr. 75 34 029 beschrieben) angewandt wird, wobei eine
oder verschiedene bestimmte Zeilen des Zyklus dermassen behandelt werden, aber für
jeden Zyklus die gleichen Zeilen. Solche Polaritätsumkehrungen können entweder vom
Beobachter, der eine Sichtanalyse vornimmt, oder von einer einfachen Schaltung erkannt
werden. Das Signal kann dann durch Korrektur dieser Polaritätsumkehr wieder hergestellt
werden, womit die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung angewandt
werden können. Die Angabe, dass eine bestimmte Zeile des Zyklus eine Polaritätsumkehr
aufweist, kann
leicht in einem Gedächtnis gespeichert werden, das
das Gedächtnis zur Speicherung der Verschiebungswerte ergänzt; die Angabe kann dem
angepassten Decoder derart weitergegeben werden, dass die Umkehr der Polarität gleichzeitig
mit der Kompensation der Verschiebungen korrigiert wird.
-
Man muss auch bemerken, dass ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen,
es möglich ist, nach dem Verfahren gemäss Erfindung mit weniger als d-1 Frequenzselektiven
Analysenkanälen vorzugehen, sobald man sicher ist, mit den benützten Analysenkanälen
und für alle verschiedenen moglichen Coden - mit Ausnahme des richtigen - eine Mindestanzahl
von Verschiebungen pro Gruppe von analysierten Teilbildern festzustellen.
-
- Leerseite -