DE3927338A1

DE3927338A1 - TV image fading by image signal coding - converts image signals into digital image point data, stored in lines at addresses

Info

Publication number: DE3927338A1
Application number: DE19893927338
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl Ing Haller; Peter Prof Dr Fasshauer
Original assignee: IND TECHNIK IPS GmbH
Current assignee: IND TECHNIK IPS GmbH
Priority date: 1989-08-18
Filing date: 1989-08-18
Publication date: 1991-02-21
Also published as: DE3927338C2

Abstract

The TV signal image signals are so coded that no original image structures are recognisable, on screen display without decoding. The image signals are converted into digital image point data, stored in lines at addresses in a first address sequence. The data are rad out in lines in a second address sequence, differing from the first one. The first and/or second sequence is changed from line to line. The read-out data are converted into analog, coded image signals with a change of the address sequences for the storage and read out. Pref. the image point data for several adjacent image points are stored at an address. USE/ADVANTAGE - For safe coding, with access prevention to unauthorised persons.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verwürfeln von Fernsehbildern durch Verschlüsseln von Bildsignalen der Fernsehsignale in der Weise, daß bei der Schirmbilddarstel lung ohne Entschlüsselung keine ursprünglichen Bildstruktu ren erkennbar sind, sowie auf eine Schaltungsanordnung zum Ausführen des Verfahrens.The invention relates to a method for scrambling of television pictures by encrypting picture signals of the TV signals in such a way that the screen display without decryption, no original image structure ren are recognizable, and on a circuit arrangement for Execute the procedure.

Auf dem kommerziellen, diplomatischen und militärischen Be reich bestand von je her die Notwendigkeit, bestimmte Nach richten derart zu übermitteln, daß sie nur bestimmten Per sonen, nicht aber irgendwelchen Außenstehenden verständlich sind. Zu diesen Zweck wurden für den Briefverkehr und spä ter für die Telegraphie vielerlei Codesysteme entwickelt, gemäß denen einzelne Buchstaben oder Zeichen oder ganze Worte gegen andere ausgetauscht wurden, deren eigentliche Bedeutung nur dem Empfänger bekannt war. Später wurden dann für den Fernsprech- oder Sprechfunkverkehr verschiedenerlei Zerhacker, sog. Scrambler, eingesetzt, mit denen eine münd liche Nachricht auf der Übertragungsstrecke bis zur Un kenntlichkeit verfälscht wurde, so daß sie nur mit einem genau dem Sendegerät entsprechenden Empfangsgerät rekon struiert werden konnte. In der letzten Zeit wird wegen des Anstiegs der zu übermittelnden Informationsmenge in zuneh mendem Ausmaß die Übertragung von Fernsehbildern, bei spielsweise von Dokumenten, technischen Zeichnungen, Daten tabellen und dergleichen angewandt.On the commercial, diplomatic and military Be There has always been a rich need for certain aftermath judge in such a way that they only certain Per other, but not understandable to any outsider are. For this purpose, for mail and late developed for the telegraphy various code systems, according to which single letters or characters or whole Words were exchanged for others, their real ones Meaning was known only to the recipient. Then later for the telephone or radiotelephony of various kinds Chopper, so-called scrambler, used with which a mouth message on the transmission line to the Un recognizability was falsified, so that it only with one Reconfigure the receiver corresponding to the transmitter could be structured. Recently, because of the The amount of information to be transmitted increases the extent of the transmission of television pictures for example of documents, technical drawings, data tables and the like applied.

Infolgedessen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fernsehbildverwürfelungsverfahren und eine Schaltungsanord nung hierfür zu schaffen, die den Informationszugriff durch Unbefugte mit hoher Sicherheit verhindert.As a result, the invention is based on the object Television picture scrambling method and a circuit arrangement to create this, which the information access through Unauthorized persons are prevented with a high degree of security.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen bzw. den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 9 aufgeführten Mitteln gelöst.The object is achieved with the in the characterizing Part of claim 1 listed measures or listed in the characterizing part of claim 9 Means solved.

Demnach werden erfindungsgemäß die Bildpunkte einer Zeile des ursprünglichen Bilds derart versetzt, daß sie bei einer Schirmbilddarstellung an ganz anderen als den ursprüngli chen Stellen auf der Zeile abgebildet werden. Das Schema dieser Versetzung wird von Zeile zu Zeile geändert, so daß auch in vertikaler Richtung die Anordnung der Bildpunkte völlig verändert wird. Auf diese Weise werden die ursprüng lichen Bildstrukturen derart verfälscht, daß sie nicht mehr erkennbar sind. Zur Rekonstruktion des ursprünglichen Bilds wird eine zu dem Versetzungsschema gegenläufige Bildpunkte versetzung vorgenommen, durch die die Bildpunkte in ihre ursprünglichen Lagen zurückgebracht werden. Die auf diese Weise verwürfelten Fernsehsignale können über beliebige Übertragungskanäle mit der erforderlichen Bandbreite über tragen oder auf Band oder auf Speicherplatten gespeichert werden. Da die Bildpunkte bei der Entschlüsselung nur ent gegengesetzt, aber ansonsten auf gleiche Weise versetzt werden, hat die Schaltung für das Verschlüsseln und das Entschlüsseln den gleichen Aufbau, so daß sich irgendwelche Abgleich- oder Synchronisierungsvorgänge erübrigen.According to the invention, the pixels of a line of the original image in such a way that it Screen display on completely different than the original positions on the line. The scheme this offset is changed from line to line so that the arrangement of the pixels also in the vertical direction is completely changed. In this way, the original lichen image structures so distorted that they no longer are recognizable. To reconstruct the original picture becomes a pixel opposite to the displacement scheme made by the pixels in their original locations can be returned. The on this Wise scrambled television signals can pass through any Transmission channels with the required bandwidth over wear or stored on tape or on storage disks will. Since the pixels only decode during decryption opposite, but otherwise offset in the same way has the circuit for encrypting and that Decrypt the same structure so that any There is no need for reconciliation or synchronization processes.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen aufgeführt.Advantageous embodiments of the invention are in the Un claims listed.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to embodiments play explained with reference to the drawing.

Fig. 1 veranschaulicht das Prinzip der bei dem Verwürfe lungsverfahren angewandten Bildpunkteversetzung. Fig. 1 illustrates the principle of the pixel shift applied in the scrambling process.

Fig. 2 zeigt schematisch die Funktion der Schaltungsanord nung für das Verwürfelungsverfahren. Fig. 2 shows schematically the function of the circuit arrangement for the scrambling process.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanord nung für das Verwürfelungsverfahren. Fig. 3 shows an embodiment of the circuit arrangement for the scrambling process.

Fig. 4 zeigt eine Adressierschaltung der Schaltungsanord nung mit erhöhter Informationsabsicherung. Fig. 4 shows an addressing circuit of the circuit arrangement with increased information security.

Fig. 5 und 6 zeigen Teile der Schaltungsanordnung gemäß weiteren Ausführungsbeispielen. Fig. 5 and 6 show parts of the circuit arrangement according to other embodiments.

Fig. 7 zeigt ein zum Verwürfeln von Farbfernsehbildern die nendes Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung. Fig. 7 shows a for scrambling color television pictures the nendes embodiment of the circuit arrangement.

Die Fig. 1 veranschaulicht das bei dem Verwürfeln der Fern sehbilder angewandte Prinzip und zeigt schematisch den Bildpunkteinhalt von Zeilenabschnitten des Fernsehsignals in der zeitlichen Aufeinanderfolge. Die Daten für die Bild punkte oder Bildpunktegruppen werden zunächst in Adressen 0 bis F in der Aufeinanderfolge a eingespeichert. Zum Ver schlüsseln werden dann die Daten aus diesen Adressen in ei ner von der Adressenfolge a völlig verschiedenen Adressen folge b ausgelesen, durch die die Bildpunkte bei der Schirmbilddarstellung des sich ergebenden verschlüsselten Fernsehsignals auf jeweils verschiedene Weise zu anderen als den ursprünglichen Stellen versetzt sind. Dadurch wer den die Bildkonturen derart verfälscht, daß der ursprüngli che Bildinhalt nicht mehr erkennbar ist. Dies ist bei spielsweise aus der Veränderung von durch strichlierte Flä chen dargestellten Linien-Bildpunkten ersichtlich. Während bei der ursprünglichen Adressenfolge a horizontal nachein ander ein Einzelpunkt, ein Doppelpunkt, ein Dreifachpunkt und wieder ein Einzelpunkt auftreten, treten nach dem Ver schlüsseln bei der Adressenfolge b horizontal nacheinander und gegenüber der ursprünglichen Lage versetzt ein Drei fachpunkt, ein Einzelpunkt, ein Doppelpunkt und ein Einzel punkt auf. Diese Versetzung wird außerdem von Zeile zu Zeile geändert, so daß bei der Schirmbilddarstellung die Konturen auch in vertikaler Richtung bis zur Unkenntlich keit verzerrt werden. Zur Entschlüsselung werden die Bild punktedaten in Adressen in der Adressenfolge b eingespei chert und dann in der der ursprünglichen Adressenfolge a entsprechenden Adressenfolge c ausgelesen, so daß nunmehr die Bildpunkte auf dem Bildschirm wieder an der ursprüngli chen Stelle dargestellt werden. Fig. 1 illustrates the principle used in scrambling the television images and shows schematically the pixel content of line segments of the television signal in the chronological order. The data for the picture elements or picture element groups are first stored in addresses 0 to F in the order a. To encrypt the data from these addresses are then read out in an address sequence b that is completely different from the address sequence a, through which the pixels in the screen representation of the resulting encrypted television signal are offset in different ways to other than the original locations. This falsifies the image contours in such a way that the original image content is no longer recognizable. This can be seen, for example, from the change in line pixels represented by dashed areas. While a single point, a colon, a triple point and again a single point occur one after the other in the original address sequence a horizontally, after encryption, the address sequence b occurs horizontally one after the other and is offset by a triple point, a single point, a colon and a single point on. This offset is also changed from line to line, so that the contours are distorted in the vertical direction up to the unrecognizable speed in the screen display. For decryption, the image point data are stored in addresses in the address sequence b and then read out in the address sequence c corresponding to the original address sequence a, so that the pixels are now displayed on the screen at the original position.

Die Fig. 2 zeigt schematisch die Veränderung eines Zeilen signals bei der Verwürfelung des Fernsehbilds. Ein eingege benes Zeilensignal ZE, das vereinfacht mit Horizontalsyn chronisiersignalen H und einem Graukeil-Bildsignal B darge stellt ist, wird in einer Verschlüsselungseinrichtung 1 zu einem verschlüsselten Zeilensignal ZV verformt, das an stelle des Bildsignals B ein verschlüsseltes Bildsignal vB enthält, das bei der Abbildung nicht mehr den Graukeil er kennen läßt. Dieses verschlüsselte Zeilensignal ZV wird über eine Übertragungsstrecke 2, die die für Fernsehsignale erforderliche Bandbreite haben muß, zu einer Entschlüsse lungseinrichtung 3 gesendet, in der die Bildverwürfelung durch einen gegenüber der Verschlüsselung entgegengesetzten bzw. umgekehrten Prozeß rückgängig gemacht wird, so daß am Ausgang ein Zeilensignal ZA erhalten wird, das die gleiche Form wie das eingegebene Zeilensignal ZE hat. Das in der Verschlüsselungseinrichtunq 1 erzeugte verschlüsselte Fern sehsignal kann auch in einem Bildspeicher mit einer Dis kette, einem Videoband oder dergleichen abgespeichert und erst später über die Entschlüsselungseinrichtung 3 wieder ausgelesen werden. Damit sind die Bildinformationen in dem Bildspeicher 4 gegen den Zugriff Unbefugter geschützt, was für Bilddateien oder dergleichen einen großen Vorteil dar stellt. Fig. 2 shows schematically the change in a line signal when scrambling the television picture. An input line signal ZE, which is simplified with horizontal sync signals H and a gray wedge image signal B is Darge, is deformed in an encryption device 1 to an encrypted line signal ZV, which instead of the image signal B contains an encrypted image signal vB, which in the image no longer knows the gray wedge. This encrypted line signal ZV is sent over a transmission link 2 , which must have the bandwidth required for television signals, to a decision-making device 3 in which the image scrambling is reversed by an opposite or opposite process to the encryption, so that a line signal at the output ZA is obtained, which has the same shape as the input line signal ZE. The encrypted remote produced in the Verschlüsselungseinrichtunq 1 sehsignal chain can also in a frame memory with a Dis is stored a video tape or the like and are read out later via the decrypting device 3 again. Thus, the image information in the image memory 4 is protected against unauthorized access, which is a great advantage for image files or the like.

Die Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Verwürfeln von Fernsehbildern gemäß einem Ausführungsbeispiel. Aus ei nem eingegebenen Fernsehsignal FE wird in einer Trennstufe 11 das Bildsignal B herausgegriffen und einem Ana log/Digital-Wandler zugeführt. Der Wandler setzt das Bild signal unter Ansteuerung durch ein Punktetaktsignal fp mit einer Frequenz von vorzugsweise 10 MHz in digitale Bild punktedaten um, die einem ersten Speicherumschalter 13 zu geführt werden. Der Speicherumschalter 13 wird durch ein Zeilentaktsignal fz derart geschaltet, daß er die Bildpunk tedaten abwechselnd in einen Zeilenspeicher 14 oder einen Zeilenspeicher 15 eingibt. In diese Zeilenspeicher 14 und 15 werden die eingegebenen Bildpunktedaten entsprechend dem Zeilentaktsignal fz im Takt eines Adressentaktsignals fa eingespeichert. Die gespeicherten Bildpunktedaten werden entsprechend dem Zeilentaktsignal fz ausgelesen und über einen zweiten Speicherumschalter 16 einem Digital/Analog- Wandler 17 zugeführt, der die ausgelesenen Bildpunktedaten zu einem analogen verschlüsselten Bildsignal vB umsetzt. Währenddessen werden die in der Trennstufe 11 aus dem Fern sehsignal herausgegriffenen Horizontal- und Vertikal-Syn chronisiersignale H und V mittels einer Verzögerungsstufe 18 derart verzögert, daß sie im zeitlichen Ablauf wieder den durch das Einspeichern und Auslesen in dem Zeilenspei cher 14 oder 15 verzögerten Bildsignalen entsprechen. Die verzögerten Synchronisiersignale H und V und die verzöger ten Bildsignale vB aus dem Digital/Analog-Wandler 17 werden in einer Mischstufe 19 zusammengesetzt und als Ausgangs- Fernsehsignal FA ausgegeben. Die von der Trennstufe 11 aus dem eingegebenen Fernsehsignal FE herausgegriffenen Syn chronisiersignale H,V werden einem Taktsignalgenerator 20 zugeführt, der daraus das Zeilentaktsignal fz, das Adres sentaktsignal fa, das Punktetaktsignal fp und ein Bildtakt signal fb erzeugt. Das Adressentaktsignal fa wird in einem Adressenzähler 21 gezählt, der durch das Zeilentaktsignal fz rückgesetzt wird. Das Zeilentaktsignal fz wird von einem Zeilenzähler 22 gezählt, der durch das Bildtaktsignal fb oder ein hinsichtlich der Frequenz geteiltes Bildtaktsignal fb/m rückgesetzt wird. Der Zählstand des Adressenzählers 21 wird einem Adressenfolge-Umschalter 23 als Adressenfolge Al zugeführt. Der Zählstand des Zeilenzählers 22 wird einer Umcodierungsschaltung 24 zugeführt, die im Takt des Adres sentaktsignals fa jeweils dem Zählstand entsprechende, von Zeile zu Zeile verschiedene Adressenfolgen A2 abgibt, die dem Adressenfolge-Umschalter zugeführt werden. Der Taktsi gnalgenerator 20, der Adressenzähler 21, der Zeilenzähler 22 und die Umcodierungsschaltung 24 bilden somit eine Adressierschaltung, mit der über den Adressenfolge-Umschal ter 23 die Zeilenspeicher 14 und 15 für das Einspeichern und das Auslesen adressiert werden. Der Adressenfolge-Um schalter gibt die Adressenfolgen A1 und A2 aus dem Adres senzähler 21 bzw. der Umcodierungsschaltung 24 unter der Steuerung durch das Zeilentaktsignal fz zeilenweise abwech selnd als Einspeicherungsadressen bzw. Ausleseadressen an die Zeilenspeicher 14 und 15 ab. Auf diese Weise wird die schematisch in Fig. 1 dargestellte Bildpunkteversetzung zwischen dem Einspeichern und dem Auslesen erreicht. Die Umcodierungsschaltung 24 ist hierzu derart auszugestalten, daß bei keinem der Zählstände des Zeilenzählers 22 die Adressenfolge A2 der Adressenfolge A1 aus dem Adressenzäh ler 21 gleich ist. Die Umcodierungsschaltung 24 kann bei spielsweise ein Zähler mit einer Matrix sein, welche in Zu fallsverteilung entsprechend dem Zählstand des Zeilenzäh lers 22 den Zählstand des internen Zählers zu der Adressen folge A2 umsetzt. FIG. 3 shows a circuit arrangement for scrambling television images according to an embodiment. From an input television signal FE, the image signal B is picked out in a separating stage 11 and fed to an analog / digital converter. The converter converts the image signal under control of a point clock signal fp with a frequency of preferably 10 MHz into digital image point data, which are fed to a first memory switch 13 . The memory switch 13 is switched by a line clock signal fz such that it inputs the pixel data alternately into a line memory 14 or a line memory 15 . The input pixel data corresponding to the line clock signal fz in time with an address clock signal fa are stored in these line memories 14 and 15 . The stored pixel data are read out in accordance with the line clock signal fz and fed via a second memory switch 16 to a digital / analog converter 17 , which converts the read pixel data into an analog encoded image signal vB. In the meantime, the horizontal and vertical sync signals H and V picked out in the isolating stage 11 from the television signal are delayed by means of a delay stage 18 in such a way that, over time, they are again delayed by the storing and reading out in the line memory 14 or 15 image signals correspond. The delayed synchronization signals H and V and the delayed image signals vB from the digital / analog converter 17 are composed in a mixer 19 and output as the output television signal FA. The picked out from the separation stage 11 from the input television signal FE Syn chronisiersignale H, V are supplied to a clock signal generator 20, the resulting fz the line clock signal which Adres sentaktsignal fa, fp the points clock signal and generates an image clock signal fb. The address clock signal fa is counted in an address counter 21 , which is reset by the line clock signal fz. The line clock signal fz is counted by a line counter 22 , which is reset by the image clock signal fb or a frequency-divided image clock signal fb / m. The count of the address counter 21 is supplied to an address sequence switch 23 as the address sequence A1. The count of the line counter 22 is fed to a transcoding circuit 24 which, in time with the address sent clock signal fa, outputs the address sequence A 2 corresponding to the count, which varies from line to line and is supplied to the address sequence switch. The clock signal generator 20 , the address counter 21 , the line counter 22 and the transcoding circuit 24 thus form an addressing circuit with which the line memories 14 and 15 for the storing and reading out are addressed via the address sequence switch 23 . The address sequence switch gives the address sequences A 1 and A 2 from the address counter 21 or the transcoding circuit 24 under the control by the line clock signal fz line by line alternately as storage addresses or readout addresses to the line memories 14 and 15 . In this way, the pixel shift shown schematically in FIG. 1 between the storage and the reading out is achieved. The transcoding circuit 24 is to be designed in such a way that the address sequence A 2 of the address sequence A 1 from the address counter 21 is not the same at any of the count states of the line counter 22 . The recoding circuit 24 can be, for example, a counter with a matrix, which converts the count of the internal counter to the address sequence A 2 in case distribution according to the count of the line counter 22 .

Die gleiche Schaltungsanordnung kann ohne wesentliche Ände rungen auch als Entschlüsselungseinrichtung 3 eingesetzt werden. In diesem Fall wird mittels eines Signals V/E an der Umcodierungsschaltung 24 statt der zum Verschlüsseln angewandten Adressenfolge die hierzu gegenläufige Adressen folge gewählt oder die Umcodierungsschaltung dementspre chend ausgetauscht. Nach dem Auslesen mit der zu dem Ver schlüsseln gegenläufigen Adressenfolge entsteht an dem Digital/Analog-Wandler 17 ein Ausgangssignal, das dem ur sprünglichen Bildsignal B entspricht. Diese Funktionsweise der Schaltungsanordnung ist in Fig. 3 durch die Darstellung der betreffenden Signale in eckigen Klammern dargestellt.The same circuit arrangement can also be used as a decryption device 3 without significant changes. In this case, the opposite address sequence is selected by means of a signal V / E on the transcoding circuit 24 instead of the address sequence used for encryption, or the transcoding circuit is exchanged accordingly. After reading out with the opposite address sequence to the key, an output signal arises at the digital / analog converter 17 which corresponds to the original image signal B. This mode of operation of the circuit arrangement is shown in FIG. 3 by the representation of the relevant signals in square brackets.

In dem Taktsignalgenerator 20 werden unter Ansteuerung durch die Synchronisiersignale H und V das Punktetaktsignal fp und das Adressentaktsignal fa vorzugsweise derart er zeugt, daß die Frequenz des ersteren doppelt so hoch oder ein ganzteiliges Vielfaches der Frequenz des letzteren Si gnals ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß jeweils eine Speicheradresse mehreren Bildpunktedaten zugeordnet ist. Dies ergibt den Vorteil, daß eine hohe Bildpunkteabtastfre quenz zum Erreichen einer hohen Auflösung gebildet werden kann, ohne daß danach Pegelsprünge mit einer Frequenz auf treten, die außerhalb der üblichen Bandbreite von Fernseh übertragungskanälen liegt.In the clock signal generator 20 , the point clock signal fp and the address clock signal fa are preferably generated under the control of the synchronization signals H and V such that the frequency of the former is twice as high or an integral multiple of the frequency of the latter signal. In this way it is achieved that a memory address is assigned to several pixel data. This gives the advantage that a high Pixel Abtastfre frequency can be formed to achieve a high resolution without subsequent level jumps occur at a frequency that is outside the usual bandwidth of television transmission channels.

Anstelle der beiden Zeilenspeicher 14 und 15 können auch jeweils mehrere Zeilenspeicher eingesetzt werden, die über entsprechend mehrpolige Speicherumschalter nacheinander bildpunktweise geladen bzw. abgerufen werden. Eine solche Gestaltung hätte den Vorteil, daß "langsamere" Speicher verwendet werden könnten, bei denen die Zeiten zum Ein speichern und Auslesen länger sein dürfen. Instead of the two line memories 14 and 15 , a plurality of line memories can also be used in each case, which are loaded or called up successively pixel by pixel via corresponding multipole memory switches. Such a design would have the advantage that "slower" memory could be used, in which the times for storing and reading out may be longer.

Die Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 für eine weiter verbesserte Informationsabsi cherung. Gemäß Fig. 4 wird die Umcodierungsschaltung 24 nach Fig. 3 durch eine Adressierschaltung mit einer Schlüs selcode-Eingabevorrichtung 25, einem ersten Pseudozufalls generator 26, einem Codespeicher 27, einem zweiten Pseudo zufallsgenerator 28 und einer Umcodierungsmatrix 29 er setzt. An der Eingabevorrichtung 25 wird ein bestimmter Schlüsselcode eingegeben, der dem ersten Pseudozufallsgene rator 26 als Anfangswert zugeführt wird. Der Pseudozufalls generator 26 wird durch das Zeilentaktsignal fz fortge schaltet und durch das Bildtaktsignal fb oder das hinsicht lich der Frequenz geteilte Bildtaktsignal fb/m rückgesetzt. Das Ausgangssignal des Pseudozufallsgenerators 26 adres siert den Codespeicher 27, der in Zufallsverteilung Code wörter enthält, welche von den eingegebenen Adressierungs daten verschieden sind. Die Ausgangsdaten des ersten Pseu dozufallsgenerators 26 werden ferner als Anfangswert dem zweiten Pseudozufallsgenerator 28 zugeführt, der durch das Adressentaktsignal fa getaktet wird. Die Umcodierungsmatrix 29 bildet aus dem Codewort des Codespeichers 27 und den Ausgangsdaten des zweiten Pseudozufallsgenerators 28 zei lenweise abwechselnd Adressen mit der zweiten Adressenfolge A2 für das Auslesen bei dem Verschlüsseln bzw. das Einspei chern bei dem Entschlüsseln. Bei dieser Gestaltung der Adressierschaltung ist eine Entschlüsselung nur dann mög lich, wenn für die Verschlüsselung und die Entschlüsselung völlig gleiche erste und zweite Pseudozufallsgeneratoren und Umcodierungsmatrizen, "inverse" Codespeicher und der gleiche Schlüsselcode verwendet werden. Durch dieses Mehr fachsystem von sich überlagernden Zufallsprozessen ist sowohl die optimale Bildverwürfelung als auch ein Maximum an Entschlüsselungssicherheit gewährleistet. Da es prak tisch unmöglich ist, alle vorstehend genannten Bedingungen hinsichtlich des Schaltungsaufbaus und des Schlüsselcodes nachzuahmen, ergibt sich eine optimale Bildinformationsab sicherung. Wenn bei dieser Ausführungsform der erste Pseu dozufallsgenerator durch das Bildtaktsignal fb rückgesetzt wird, entsteht in dem verwürfelten Bild ein stehendes Mu ster. Es ist jedoch günstiger, wenn an dem Bildschirm ein durchlaufendes Muster entsteht. Dies wird dadurch erreicht, daß der erste Pseudozufallsgenerator 26 erst nach mehreren Vollbildern, nämlich durch das frequenzgeteilte Bildtaktsi gnal fb/m rückgesetzt wird, so daß an dem Bildschirm meh rere, beispielsweise sechs auf völlig verschiedene Weise verwürfelte Bilder erscheinen. Zur Synchronisierung ist dann allerdings für die Entschlüsselung ein besonderes Syn chronisiersignal für den Beginn der Bilderfolge einzufügen. Fig. 4 shows a modification of the circuit arrangement of FIG. 3 for a further improved information security. According to FIG. 4, the Umcodierungsschaltung 24 is shown in Fig. 3 by an addressing circuit having a Keyring selcode input device 25, a first pseudo-random generator 26, a code memory 27, a second pseudo-random generator 28 and a Umcodierungsmatrix 29 it sets. A specific key code is entered on the input device 25 and is supplied to the first pseudo random generator 26 as an initial value. The pseudo random generator 26 is switched on by the line clock signal fz and is reset by the image clock signal fb or the image clock signal fb / m divided in terms of frequency. The output signal of the pseudo-random generator 26 addresses the code memory 27 , which contains code words in random distribution, which are different from the entered addressing data. The output data of the first pseudo random generator 26 are also fed as an initial value to the second pseudo random generator 28 , which is clocked by the address clock signal fa. The transcoding matrix 29 forms from the code word of the code memory 27 and the output data of the second pseudo-random generator 28 line by line alternately addresses with the second address sequence A 2 for reading out when encrypting or storing in decrypting. With this design of the addressing circuit, decryption is only possible if completely identical first and second pseudo-random generators and recoding matrices, "inverse" code memories and the same key code are used for the encryption and decryption. This multiple system of overlapping random processes ensures both optimal image scrambling and maximum decryption security. Since it is practically impossible to imitate all of the above-mentioned conditions with regard to the circuit structure and the key code, this results in an optimal image information protection. In this embodiment, if the first pseudo random generator is reset by the image clock signal fb, a standing pattern is created in the scrambled image. However, it is more beneficial if a continuous pattern appears on the screen. This is achieved in that the first pseudo-random generator 26 is only reset after several frames, namely by the frequency-divided image clock signal fb / m, so that several images, for example six images scrambled in completely different ways, appear on the screen. For synchronization, however, a special synchronization signal for the start of the image sequence must be inserted for decryption.

Eine weiter verbesserte Verfälschung des Fernsehbilds und damit eine verbesserte Bildinformationsabsicherung ergeben sich gemäß Fig. 5 dadurch, daß dem eigentlichen Bild ein Tarnbild mit einem völlig anderen Bildinhalt überlagert wird. Gemäß Fig. 5 ist hierzu dem Analog/Digital-Wandler 12 ein Bildumschalter 31 vorgeschaltet, der durch das Bild taktsignal geschaltet wird und abwechselnd oder in Abstand von mehreren Bildern oder Halbbildern anstelle des Bildsi gnals B für das zu verwürfelnde Bild ein Bildsignal aus ei ner Tarnbildsignalquelle 30 abgibt, welches dann auf glei che Weise wie das Nutzbildsignal verschlüsselt wird, so daß dem verwürfelten Bild ein ebenso verwürfeltes Tarnbild überlagert ist. Auch in diesem Fall muß dem verwürfelten Fernsehsignal ein Synchronisiersignal hinzugefügt werden, mit welchem bei der Entschlüsselung das Tarnbildsignal aus geblendet wird.A further improved falsification of the television picture and thus an improved image information security result according to FIG. 5 in that a camouflage picture with a completely different picture content is superimposed on the actual picture. According to FIG. 5, the analog / digital converter 12 is preceded by a picture switch 31 , which is switched by the picture clock signal and alternately or at intervals of several pictures or fields instead of the picture signal B for the picture to be scrambled, a picture signal from egg ner Outputs camouflage image signal source 30 , which is then encrypted in the same manner as the useful image signal, so that the scrambled image is superimposed with an equally scrambled camouflage image. In this case too, a synchronization signal must be added to the scrambled television signal, with which the camouflage signal is faded out during decryption.

Eine ähnliche verbesserte Bildinformationsabsicherung kann gemäß Fig. 6 dadurch erreicht werden, daß dem Nutzbild ein Rauschbild überlagert wird. Hierzu wird gemäß Fig. 6 dem eingangsseitigen Speicherumschalter 13 ein Datenumschalter 33 vorgeschaltet, welcher im Bildtakt oder im Takt mehrerer Bilder zwischen den Bildpunktedaten aus dem Analog/Digital- Wandler 12 und digitalen Rauschdaten aus einem digitalen Rauschgenerator 32 umschaltet. Bei der Schirmbilddarstel lung des verwürfelten Bilds werden dadurch die Strukturen oder Konturen des ursprünglichen Bilds noch stärker unter drückt bzw. noch mehr verschwommen dargestellt, so daß eine Erkennung des Bildinformationsinhalts unmöglich ist. Auch in diesem Fall ist dem verschlüsselten Fernsehsignal ein Synchronisiersignal für das Ausschalten des Rauschbildan teils hinzuzufügen.A similar improved image information protection can be achieved according to FIG. 6 by superimposing a noise image on the useful image. For this purpose, according to FIG. 6, a data switch 33 is connected upstream of the input-side memory switch 13 , which switches between the pixel data from the analog / digital converter 12 and digital noise data from a digital noise generator 32 in the image clock or in the sequence of several images. When the scrambled image of the scrambled image, the structures or contours of the original image are suppressed even more strongly or displayed even more blurry, so that recognition of the image information content is impossible. In this case too, the encrypted television signal is to be added in part to a synchronization signal for switching off the noise picture.

Gemäß der Darstellung in Fig. 7 kann die beschriebene Schaltungsanordnung auch auf einfache Weise zu einer Ver würfelung von Farbfernsehbildern eingesetzt werden. Bei der Verschlüsselung eines Farbfernsehsignals ergibt sich ein Fernsehsignal, das auch den Farbhilfsträger bzw. Farbträger in verschlüsselter Form enthält. Zur Wiedergabe nach dem Entschlüsseln ist jedoch die Farbträgersynchronisierung er forderlich, die bei der direkten Übertragung mittels des Farbsynchronisiersignals herbeigeführt wird, das dem Farb fernsehsignal nach der NTSC- oder PAL-Norm auf der hinteren Schwarzschulter des Fernsehsignals beigefügt ist. Zur ein wandfreien Wiedergabe muß daher dieses Farbsynchronisiersi gnal bis zu dem Endgerät übertragen werden. Zu diesem Zweck werden gemäß Fig. 7 aus der Verschlüsselungseinrichtung 1 oder der Entschlüsselungseinrichtung 3 die Synchronisiersi gnale H und V in eine Impulsformerschaltung 34 eingegeben, die daraus Schaltimpulse bildet, welche zeitlich mit dem Farbsynchronisiersignal übereinstimmen. Diese Schaltimpulse steuern ein Schaltglied 35 derart, daß dieses die mittels eines Hochpaßfilters 36 aus dem Fernsehsignal herausgefil terten Farbsynchronisiersignale durchläßt. Die durchgelas senen Farbsynchronisiersignale werden in einer Laufzeitaus gleichstufe 37 zeitlich an das verschlüsselte Fernsehsignal aus der Verschlüsselungseinrichtung 1 oder das entschlüs selte Fernsehsignal aus der Entschlüsselungseinrichtung 3 derart angeglichen, daß sie nach dem Einfügen in dieses Fernsehsignal in einer Mischstufe 38 wieder ihre ursprüng liche Lage im Signalkurvenverlauf einnehmen.As shown in Fig. 7, the circuit arrangement described can also be used in a simple manner for a dicing of color television images. When a color television signal is encrypted, a television signal is obtained which also contains the color subcarrier or color carrier in encrypted form. For playback after decoding, however, the color carrier synchronization is required, which is brought about in direct transmission by means of the color synchronization signal, which is attached to the color television signal according to the NTSC or PAL standard on the back porch of the television signal. For a perfect reproduction, this color synchronizing signal must therefore be transmitted to the terminal. For this purpose, according to FIG. 7, the synchronizing signals H and V are input from the encryption device 1 or the decoding device 3 into a pulse shaping circuit 34 , which forms switching pulses therefrom, which coincide in time with the color synchronization signal. These switching pulses control a switching element 35 in such a way that this passes the color synchronization signals filtered out from the television signal by means of a high-pass filter 36 . The read-through color synchronization signals are equalized in a time-of-flight equalization stage 37 to the encrypted television signal from the encryption device 1 or the decrypted television signal from the decryption device 3 in such a way that after insertion into this television signal in a mixing stage 38 they return to their original position in the signal curve take in.

Die Fig. 7 zeigt ferner ein Tiefpaßfilter 39, das der Ver schlüsselungseinrichtung 1 oder der Entschlüsselungsein richtung 3 vorgeschaltet ist. Das Tiefpaßfilter vor der Verschlüsselungseinrichtung 1 hat die Funktion eines "Antialiasingfilters", das Oberwellenanteile insbesondere des Farbträgers unterdrückt, die vor allem bei CCD-Farbka meras auftreten und die bei der Signalabtastung mit beispielsweise 10 MHz in der Verschlüsslungseinrichtung Störkomponenten innerhalb des Bildfrequenzbereichs ergeben würden. Das Tiefpaßfilter vor der Entschlüsselungseinrich tung wird derart ausgelegt, daß eine bei der Signalabta stung entstehende Differenzfrequenz von beispielsweise 5,6 MHz zwischen der Abtastfrequenz von beispielsweise 10 MHz und der Farbträgerfrequenz von 4,4 MHz unterdrückt wird, da sonst der Signalanteil mit dieser Differenzfrequenz als Mo dulation im Farbkanal erscheinen und auf dem Bildschirm ein Störmuster hervorrufen würde. Das Tiefpaßfilter kann auch für normale Schwarz/Weiß-Fernsehsignale vorteilhaft einge setzt werden, da damit ähnliche Überlagerungserscheinungen unterdrückt werden können. Fig. 7 also shows a low-pass filter 39 , which is upstream of the encryption device 1 or the decryption device 3 . The low-pass filter in front of the encryption device 1 has the function of an "anti-aliasing filter" which suppresses harmonic components, in particular of the color carrier, which occur especially in CCD color cameras and which would result in interference components within the image frequency range when scanning signals with, for example, 10 MHz in the encryption device. The low-pass filter in front of the decryption device is designed such that a difference frequency arising in the Signalabta stung of, for example, 5.6 MHz between the sampling frequency of, for example, 10 MHz and the color carrier frequency of 4.4 MHz is suppressed, otherwise the signal component with this difference frequency as Modulation would appear in the color channel and cause an interference pattern on the screen. The low-pass filter can also be used advantageously for normal black / white television signals, since it can be used to suppress similar overlay phenomena.

Eine weitere gegen unbefugte Entschlüsselung abgesicherte Schaltungsanordnung kann auf nicht dargestellte Weise der art gestaltet werden, daß eine Vielzahl von Zeilenspeichern durch entsprechend vielpolige Speicherumschalter angewählt wird, wobei die Aufeinanderfolge der Speicher bei dem Aus lesen gegenüber derjenigen bei dem Einspeichern verschieden ist, wodurch im verschlüsselten Bild die Zeilen vertauscht sind. Es können Zeilenspeicher in der Anzahl der Zeilen ei nes Bilds oder Halbbilds eingesetzt werden. Die Verzöge rungsstufe für die Synchronisiersignale ist dann dement sprechend auszulegen. Eine noch weiter verbesserte Informa tionsabsicherung ist dadurch erzielbar, daß ähnlich wie die Bildpunktestellen auf den Zeilen auch die Lagen der Zeilen in den Zeilengruppen oder im Bild unter Pseudozufallsver teilung vertauscht werden.Another secured against unauthorized decryption Circuit arrangement can in a manner not shown be designed that a variety of line memories selected by a corresponding multi-pole memory switch the sequence of the memories when the read differently from that when saving is what swaps the lines in the encrypted image are. Line memories can be stored in the number of lines image or field can be used. The delays The level for the synchronization signals is then demented to interpret speaking. A further improved informa tion assurance can be achieved by similar to that Pixel positions on the lines also the positions of the lines in the line groups or in the picture under Pseudo Random Ver division can be interchanged.

Zum Verwürfeln von Fernsehbildern werden ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung angegeben, mit denen die Bildsi gnale der Fernsehsignale derart verschlüsselt werden, daß bei der Schirmbilddarstellung ohne entsprechende Entschlüs selung die ursprünglichen Bildstrukturen nicht mehr zu er kennen sind. Zu diesem Zweck werden aus den Bildsignalen gewonnene digitale Bildpunktedaten zeilenweise in einer er sten Adressenfolge eingespeichert und dann in einer völlig anderen zweiten Adressenfolge ausgelesen, wobei die erste und/oder zweite Adressenfolge von Zeile zu Zeile geändert wird. Die ausgelesenen Bildpunktedaten werden zu verschlüs selten Bildsignalen umgesetzt, die durch Vertauschen der Adressenfolgen für das Einspeichern und das Auslesen ent schlüsselt werden können. Eine weitere Bildinformationsab sicherung kann dadurch vorgenommen werden, daß das ver schlüsselte Bild mit einem Tarnbild oder einem Rauschbild überlagert wird. Bei dem Verwürfeln von Farbfernsehbildern wird das Farbsynchronisiersignal unverschlüsselt übertra gen.A method and is used to scramble television images specified a circuit arrangement with which the Bildsi signals of the television signals are encrypted in such a way that in the screen display without appropriate decisions the original picture structures can no longer be created are known. For this purpose, the image signals digital pixel data obtained line by line in one Most stored address sequence and then in a completely read another second address sequence, the first and / or changed the second address sequence from line to line becomes. The pixel data read out are encrypted rarely implemented image signals by swapping the Address sequences for storing and reading out ent can be coded. Another image information from backup can be made by ver keyed image with a camouflage or noise image is superimposed. When scrambling color television pictures the color synchronization signal is transmitted unencrypted gene.

Claims

1. A method for scrambling television pictures by encrypting picture signals of the television signals in such a way that no original picture structures are recognizable in the screen picture display without decoding, characterized in that
that the image signals are converted into digital pixel data,
that the pixel data are stored line by line at addresses in a first address sequence and the stored pixel data are read line by line from the addresses in a second address sequence different from the first address sequence, the first and / or second address sequence being changed from line to line, and
that the read out pixel data are converted to analog encrypted image signals, which are processed for decryption like the image signals, but with the address sequences being swapped for storing and reading out.

2. The method according to claim 1, characterized in that that at each address the pixel data for min at least two neighboring pixels are saved.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized indicates that the first or second address sequence is replaced by Um set the addresses of the second or first address sequence is formed under pseudo-random distribution.

4. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that the first and / or second addresses order from line to line by changing the addresses in Pseudo random distribution is changed.

5. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that the first and / or second addresses Sequence from line to line over several field periods is continuously changed.

6. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that the image signals for one field and camouflage signals for at least one other field are alternately encrypted.

7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the pixel data for one field and digital noise signals for at least one interference field alternately stored and read out.

8. Method of scrambling color television images according to one of the preceding claims, characterized in that that from the color television signals the color synchronizers gnale before encryption or decryption grabbed and after a while the encrypted or decrypted image signals can be added.

9. Circuit arrangement for scrambling television pictures according to the method of claim 1, characterized by an analog / digital converter ( 12 ) for converting picture signals (B) into pixel data,
at least two line memories ( 14 , 15 ) for recording the pixel data for one line,
two memory switches ( 13 , 16 ) for line-by-line change of the line memory when reading or reading, an addressing circuit ( 20 to 22 , 24 ; 20 , 21 , 25 to 29 ), the addressing signals for the addresses of the intermediate memories in a first and at least one different second address sequence (A 1 , A 2 ) of which is generated, at least one of the address sequences being changed from line to line,
an address sequence switch ( 23 ), which addresses the intermediate memories line by line with the addressing signals alternately for storing in the addresses in the first address sequence or for reading from the addresses in the second address sequence, and
a digital / analog converter ( 17 ) for converting the read pixel data into analog image signals.

10. Circuit arrangement according to claim 9, characterized in that for decrypting with the same scarf arrangement coded image signals of the address sequence switch ( 23 ) can be changed such that the addresses are reversed for storing and reading out.

11. The circuit arrangement according to claim 9 or 10, characterized in that the line memories (14,15) respectively of an address are det ausgebil for recording image dot data for groups each consisting of at least two adjacent pixels and that the addressing circuit (20 to 22, 24; 20 , 21 , 25 to 29 ) generates the addressing signals in time with the pixel data for the pixel groups.

12. Circuit arrangement according to one of claims 9 to 11, characterized in that the addressing circuit (20 to 22, 24; 20, 21, 25 to 29) includes a through line clock signals (fz) resettable address counter (21), the Adres sentaktsignale (fa ) with the line frequency multiplied by the number of addresses per line and its count stood the addressing signals for one of the address sequences (A 1 , A 2 ) forms.

13. Circuit arrangement according to claim 12, characterized in that the addressing circuit ( 20 to 22 , 24 ) has a line counter ( 22 ) for counting the line clock signals (fz) and a by the count and controlled by the address clock signals (fa) transcoding circuit ( 24 ), whose output signal forms the addressing signals for another of the address sequences (A 1 , A 2 ).

14. Circuit arrangement according to claim 12, characterized in that the addressing circuit ( 20 , 21 , 25 to 29 ) a first pseudo random generator ( 26 ) which receives an initial value from a key code input device ( 25 ) with the line clock signal (fz) is clocked and reset with an image clock signal (fb) or a frequency-divided image clock signal (fb / m),
a code memory ( 27 ) in which code words are stored in random distribution, which are retrieved by the output data of the first pseudo random generator,
a second pseudo random generator ( 28 ), which receives the output data of the first pseudo random generator as an initial value and is clocked with the address clock signal, and contains a transcoding matrix ( 29 ) which contains the code words from the code memory and the output data of the second pseudo random generator to address signals for one of the address sequences (A 1 , A 2 ).

15. Circuit arrangement according to one of claims 9 to 14, characterized in that the address sequence switch ter ( 23 ) addresses the line memory ( 14 , 15 ) each for Einspei chern with the same address sequence as in the immediate bar previous reading.

16. Circuit arrangement according to one of claims 9 to 15, characterized by a camouflage signal source ( 30 ) and a picture switch ( 31 ), which at the input of the analogue / digital converter ( 12 ) alternately the picture signal or the clock of several pictures the picture signal ( B) or creates the camouflage signal.

17. Circuit arrangement according to one of claims 9 to 16, characterized by a digital noise generator ( 32 ) and a data switch ( 33 ), the Speicherum switch ( 13 ) for storing in the line memory ( 14 , 15 ) in the image clock or in a clock cycle Images alternately feeds the pixel data from the analog / digital converter ( 12 ) or noise data from the noise generator.

18. Circuit arrangement according to one of claims 9 to 17 for scrambling color television images, characterized by a pulse shaping circuit ( 34 ) for generating switching pulses which coincide with the color synchronization signal of the television signal, a high-pass filter ( 36 ) for passing the color carrier, one with the Switching pulses to the controlled switching element ( 35 ) for passing the output signal of the high-pass filter, a delay compensation stage ( 37 ) for temporal adjustment of the switching element output signal to the output signal of the digital / analog converter ( 17 ) and a mixer stage ( 38 ) for mixing the angegli Switching element output signal to the output signal of the digital / analog converter.

19. Circuit arrangement according to one of claims 9 to 18, characterized by an upstream low-pass filter ( 39 ) for suppressing high-frequency input signal components.

20. Circuit arrangement according to one of claims 9 to 19, characterized in that more than two Zeilenspei cher ( 14 , 15 ) are selected by the memory switch ( 13 , 16 ) when reading in a different order than when reading from.

21. Circuit arrangement according to claim 20, characterized records that the number of line memories the number of Lines of a picture or field.