FR2590432A1

FR2590432A1 - Procede et dispositif de decodage et de dechiffrement de signaux ayant subi un codage de type mac et un chiffrement par permutation circulaire autour d'un ou de deux points de coupure, et dispositif de codage et de chiffrement fonctionnant de facon similaire

Info

Publication number: FR2590432A1
Application number: FR8517072A
Authority: FR
Inventors: Gerard Marie; Jean-Pierre Arragon
Original assignee: Laboratoires dElectronique et de Physique Appliquee
Current assignee: Laboratoires dElectronique Philips SAS
Priority date: 1985-11-19
Filing date: 1985-11-19
Publication date: 1987-05-22
Also published as: FR2590432B1

Abstract

PROCEDE DE DECODAGE ET DE DECHIFFREMENT DE SIGNAUX AYANT SUBI UN CODAGE DE TYPE MAC ET UN CHIFFREMENT PAR PERMUTATION CIRCULAIRE A UN OU DEUX POINTS DE COUPURE, C'EST-A-DIRE PAR PERMUTATION CIRCULAIRE INDEPENDANTE DES SIGNAUX DE CHROMINANCE C ET DE LUMINANCE Y A PARTIR D'UNE ABSCISSE A OU D'ABSCISSES RESPECTIVES A ET A EN UTILISANT UNE FREQUENCE D'ECHANTILLONNAGE F. SELON CE PROCEDE, ON UTILISE A LA RECEPTION UNE FREQUENCE D'ECHANTILLONNAGE F DIFFERENTE DE F ET RELIEE A CETTE DERNIERE PAR LA RELATION F QP F, P ET Q ETANT ENTIERS. PAR AILLEURS, LA OU LES NOUVELLES ADRESSES DE POINTS DE COUPURE SONT PRISES EGALES AUX VALEURS ENTIERES LES PLUS PROCHES DU RESULTAT A DE L'OPERATION A PQ A OU DES RESULTATS A ET A DES OPERATIONS A PQ A ET A PQ A. ENFIN, AU DEBUT DE L'ECRITURE EN MEMOIRE DE CHAQUE COMPOSANTE C OU Y, A PARTIR DE L'ABSCISSE A OU DE L'ABSCISSE A OU A RESPECTIVEMENT, LA FREQUENCE D'ECHANTILLONNAGE F SUBIT SOIT UNE AVANCE DE PHASE, SOIT UN RETARD DE PHASE, SELON LA VALEUR DES PARTIES FRACTIONNAIRES DESDITS RESULTATS. APPLICATION : RECEPTEURS D'EMISSIONS DE TELEVISION.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE DECODAGE ET DE DECHIFFREMENT DE SI GNAUX AYANT SUBI UN CODAGE DE TYPE MAC ET UN CHIFFREMENT PAR
PERMUTATION CIRCULAIRE AUTOUR D'UN OU DE DEUX POINTS DE COU
PURE, ET DISPOSITIF DE CODAGE ET DE CHIFFREMENT FONCTIONNANT
DE FACON SIMILAIRE
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de décodage et de déchiffrement de signaux ayant subi d'une part un codage de type MAC et d'autre part un chiffrement par permutation circulaire autour d'un ou de deux point de coupure.

Le codage de signaux vidéo selon le standard MAC (Multiplex Analogique de Composantes) consiste à assurer, pour chacune des lignes de l'image, la transmission successive des composantes analogiques de chrominance et de luminance. Le chiffrement par permutation circulaire consiste à couper, à l'6mission, le signal d'image en un point quelconque et à permuter les deux fragments de ligne utiles ainsi formés, la permutation circulaire inverse étant bien entendu effectuée à la réception pour restituer en clair le signal d'image ainsi brouillé. Ce chiffrement est à un point de coupure lorsqu'une seule des deux composantes de chrominance ou de luminance est fractionnée en deux signaux, ou à deux points de coupure lorsque chacune des deux composantes subit ladite permutation circulaire autour d'un point de coupure qui lui est propre.

Le problème qui se pose est celui de l'chantil- lonnage, à des fréquences différentes à l'émission et à la rè- ception, de signaux de type MAC ayant subi à l'émission un chiffrement. Ce problème peut se rencontrer en effet lorsque l'on voudra par exemple émettre des signaux de télévision codés selon un standard MAC avec un format d'image plus grand que le format 4/3 et/ou avec une résolution plus grande que celle des émissions précédentes, et que l'on voudra que ces émissions soient reçues de façon compatible par les récepteurs de première génération adaptés à un format d'image plus réduit (4/3) et/ou à une absolution plus faible.

Pour donner des exemples concrets, on peut se placer dans le cas où les émissions de première gnration correspondent au standard MAC défini dans la publication
SPB 284 3e version révise (décembre 1984) de L'USER (Union Européenne de Radiodiffusion). Avant codage MAC et chiffrement, les signaux sont échantillonnés à raison d'environ 700 points pour la luminance (fréquence d'échantillonnage 13,5 MHz) et de 350 points pour la chrominance (fréquence d'echantillonnage 6,75 MHz). Lorsque ces signaux sont codes en MAC en utilisant un rapport des taux de compression chrominance à luminance Cc r = Cc = 2, la fréquence d'échantillonnage fO en sortie du
Cy codeur chiffreur est de 20,25 MHz.Le chiffrement est réalisé par permutation circulaire effectuée soit sur les signaux de luminance Y et de chrominance C pris séparément, soit sur l'ensemble des signaux Y et C, ces signaux subissant des décalages temporels multiples d'un intervalle de base To 1/f0 - 49 ns.

Dans le but d'augmenter la résolution luminance, on peut envisager dans le futur de choisir un rapport r des taux de compression ègal à 4 au lieu de 2. Ceci est déjà possible lorsque les signaux sont transmis en modulation d'amplitude sur des roseaux câbles par exemple. Ce sera également possible dans le futur pour les transmissions par satellites en modulation de fréquence lorsque la sensibilité des recep- teurs aura Bté améliorée et qu'ils pourront restituer, avec un rapport signal sur bruit convenable, des signaux qui auront subi des compressions temporelles d'un facteur 5 au lieu du facteur 3 actuel.Avec ce rapport r = 4, si la fréquence d'échantillonnage et l'intervalle de base utilisés pour le chiffrement restent inchangés, le signal de luminance comportera environ 840 intervalles au lieu de 700. Pour effectuer le ddchiffrement à partir du même intervalle de base qu'à l'émis sion, il faudrait donc disposer dans le récepteur de mémoires de luminance de 840 échantillons au lieu de 700, ce qui n'est pas prévu dans les récepteurs de première génération construits avec des mémoires de 700 échantillons seulement et rend cette solution incompatible avec ces récepteurs.

Pour pouvoir se contenter de mémoires de luminance de 700 échantillons, on peut alors songer à réduire la fréquence d'échantillonnage à la réception à la valeur
5 fr = 6 fo = 16,875 MHz. I1 faut alors modifier les adresses a des points de coupure (données par un générateur d'adresses pseudo-aldatoires) en calculant les nouvelles adresses a'= W a. Comme, à l'émission, il y a, par exemple dans le signal de luminance, 256 adresses possibles sépa- rées par des intervalles égaux à 2 To, la nouvelle adresse a' correspondra deux fois sur trois à une valeur non entière.Dans le cas du signal de chrominance, pour lequel les adresses sont séparées par un intervalle égal à T0, c'est cinq fois sur six que l'adresse a' ne sera pas entière. Comme on ne met en moire qu'un nombre discret d'échantillons (700 pour Y, 175 pour
C), l'adresse réelle utilisée sera la valeur entière de a' la plus proche de sa valeur théorique et l'on fera donc une erreur sur la référence temporelle de chaque ligne qui pourra atteindre un demi-intervalle d'échantillonnage à la réception.Une ligne verticale de l'image sera donc restituée en fait comme une ligne légèrement en zig-zag, l'amplitude crête à crête de ce zig-zag atteignant environ la largeur d'un espace d'échantil- lonnage, c'est-à-dire 1/700e de la largeur d'image dans le cas de la chrominance et 1/175e dans celui de la luminance.

5
Lorsqu'on engendre la fréquence fr = 6 fos la division par 6 donne six possibilités de phase pour la fr- quence fr. I1 y a donc six signaux d'échantillonnage possibles fr0,, fr1,... fr5 qui diffèrent l'un de l'autre d'un écart de phase égal à #/3. Si l'on passe du signal r1 au signal fri+ls on avance de #/3 la phase de la fréquence d'échantillonnage, ce qui revient à avancer d'une valeur égale à Tr/6 les instants d'échantillonnage. Lors de la lecture de la mémoire, cela se traduira sur l'image par un décalage vers la droite de la ligne correspondante d'une distance égale à 1 x 1 de la largeur d'image.

6 700
Un premier but de l'invention est de proposer un procédé de décodage et de déchiffrement de signaux de type MAC chiffrés par permutation circulaire dans lequel on corrige le défaut introduit par le changement de la fréquence d'échantillonnage de réception en profitant de cette possibilité de décaler les lignes restituées.

Le procède selon l'invention est à cet effet, dans le cas d'un chiffrement à deux points de coupure, carac térisé en ce que l'on utilise à la réception une fréquence d'échantillonnage fr différente de f0 et relise à cette dernière par la relation fr = q/p f0, p et q étant entiers, en ce que les nouvelles adresses de points de coupure sont prises égales aux valeurs entières les plus proches des résultats a'c et a'y des opérations a'c = P ac et a'y - P ay, et en ce que,
q q au début de l'écriture en mémoire de chaque composante C ou Y, à partir de l'abscisse a'c ou a'y respectivement, la fréquence d'échantillonnage fr subit soit une avance de phase qui, exprimée en période d'échantillonnage Tr = l/fr, est égale à la partie fractionnaire gc ou gy du résultat a'c ou a'y lorsque ou ou 9y est inférieure à 1/2, ou respectivement inférieure ou égale à 1/2, soit un retard de phase égal à 1 - g, ou 1 - 9y lorsque g, ou gy est supérieure ou égale à 1/2, ou respectivement supérieure à 1/2.

A ce procédé correspond un dispositif de décodage et de déchiffrement prévu pour sa mise en oeuvre, ledit dispositif étant composé essentiellement de circuits d'entrée, dont un convertisseur analogique-numérique qui reçoit les signaux
MAC brouillés, de circuits de traitement de la composante de luminance, de circuits de traitement de la composante de chrominance, et de circuits de commande de déchiffrement, et étant caractérisé en ce que la fréquence d'échantillonnage fr
dudit convertisseur est différente de la fréquence d'echantil-
lonnage correspondante f0 utilisée lors du chiffrement mais reliée à celle-ci par la relation fr = q fo, et en ce qu'il
p comprend des moyens d'ajustement des adresses des points de coupure à des valeurs entières les plus proches des valeurs a'c et a'y, et des moyens d'avance ou de retard de phase à l'échantillonnage selon la valeur de la partie fractionnaire gc ou gy desdites valeurs a'c et a'y.

Dans le cas d'un chiffrement à un point de coupure, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on utilise à la réception une fréquence d'échantillonnage fr différente de f0 et reliée à cette dernière par la relation = = q fO, p et q étant entiers, en ce que la nouvelle
q adresse du point de coupure est prise égale à la valeur entière la plus proche du résultat a' de l'opération a' = q a, et
q en ce que, au début de l'écriture en mémoire de la composante C à partir de l'abscisse a', la fréquence d'échantillonnage fr subit soit une avance de phase qui, exprimée en période d'échantillonnage Tr = I/fr, est égale à la partie fractionnaire g du résultat a' lorsque g est inférieure à 1/2, ou respectivement inférieure ou égale à 1/2, soit un retard de phase égal à 1 - g lorsque g est supérieure ou égale à 1/2, ou respectivement supérieure à 1/2.

A ce procédé correspond de même un dispositif de décodage et de déchiffrement prévu pour sa mise en oeuvre, ledit dispositif étant composé essentiellement de circuits d'entrée, dont un convertisseur analogique-numérique qui reçoit les signaux MAC brouillés, de circuits de traitement de la composante de luminance, de circuits de traitement de la composante de chrominance, et de circuits de commande de déchiffrement, et étant caractérisé en ce que la fréquence d'dchantillonnage fr dudit convertisseur est différente de la fréquence d'échantillonnage correspondante fO utilisée lors du chiffrement mais reliée à celle-ci par la relation fr = q p et en ce qu'il comprend des moyens d'ajustement de l'adresse du point de coupure à une valeur entière la plus proche de la valeur a', et des moyens d'avance ou de retard de phase à l'échantillonnage selon la valeur de la partie fractionnaire g de ladite valeur a'.

Les procédés et structures ainsi proposés sont avantageux en ce sens qu'on profite effectivement de la possibilité de décalage des lignes restituées en faisant commander le choix de la phase de la fréquence fr par la valeur g de la partie fractionnaire du résultat de l'opération a' = 5a/6.

En effet, suivant que cette valeur est égale à on choisira la fréquence fros frls fr5 > c'est à-dire que l'on introduira une avance égale à 0, t; Tr
5 ... T Tr ce qui permettra de faire coïncider sur deux vert i- cales le début et la fin de chaque ligne. Cela revient à avancer l'instant d'échantillonnage du premier échantillon reçu vers l'échantillon répété (overlap), ce qui n'occasionne pas de discontinuité dans le signal si les références temporelles de la synchronisation et de la vidéo sont bien respectées.

Afin de laisser une certaine tolérance sur cette référence temporelle, il est préférable de répartir les décalages en avance et en retard en choisissant de faire subir à la fréquence fO soit une avance de phase qui, exprimée en période Tr, est égale à g lorsque g est inférieure (inférieure ou égale) à 1/2, soit un retard de phase égal à 1 - g lorsque g est supérieure ou égale (supérieure) à 1/2. L'adresse du point de coupure à prendre en compte est alors la valeur entière immédiatement inférieure à a', lorsque g est inférieure (inférieure ou égale) à 1/2, et immédiatement supérieure à a', lorsque g est supérieure ou égale (supérieure) à 1/2.

La correction du défaut ne sera cependant pas totale lorsque la longueur de la ligne restituée ne sera pas égale à la longueur originelle, ce qui est le cas lorsque, à la fréquence fr, il n'y a pas un nombre entier d'intervalles d'échantillonnage entre le premier échantillon utile reçu et l'échantillon répété (overlap) qui suit le dernier échantillon utile reçu.

L'invention y remédie par une quatrième mesure, le procédé étant alors caractérise en outre en ce que, dans le cas du chiffrement à deux points de coupure, lorsque l'on atteint l'adresse maximale en mémoire de chrominance ou de luminance, l'on recommence l'écriture des échantillons au début de la mémoire de chrominance ou de luminance après avoir marqué un temps d'arrêt correspondant à quelques échantillons de transition et après avoir fait subir à la fréquence d'échantillonnage fr un retard de phase qui, exprimé en période d'échantillonnage Tr = l/fr, est égal à la partie fractionnaire hc ou hy du résultat 6'c ou 6'y de l'opération #'c = p #c ou #'y = p #y, #c étant égal au npmbre d'inter-
q q valles d'échantillonnage, à la fréquence fO, qui séparent le premier échantillon C utile émis de l'échantillon répété qui suit le dernier échantillon C utile émis et by étant égal au nombre d'intervalles d'échantillonnage, à la fréquence fO, qui séparent le premier échantillon Y utile émis de l'échan- tillon répété qui suit le dernier échantillon Y utile émis.

Dans le cas du chiffrement à un point de coupure, cette quatrième mesure est telle que le procédé est caractérisé en ce que, en plus des temps d'arrêt qui correspondent à quelques échantillons de transition et que l'on marque quand on passe de l'écriture dans la mémoire de -chrominance à celle dans la mémoire de luminance puis de l'écriture dans la mémoire de luminance de nouveau à celle dans la mémoire de chrominance, l'on fait subir à la fréquence d'échantillonnage fr, après le premier temps d'arrêt, un retard de phase qui, exprimé en période Tr, est égal à la partie fractionnaire hc du résultat #'c de l'opération #'c = P #c, #c étant égal au nombre d'inter
q valles d'échantillonnage, à la fréquence fO, correspondant à la somme du signal C et de la première transition, et, après le second temps d'arrêt, un retard de phase égal à la partie fractionnaire hy du résultat #'y de l'opération #'y = p/q #y, #y étant égal au nombre d'intervalles d'échantil- lonnage, à la fréquence fO, correspondant à la somme du signal
Y et de la seconde transition.

Un autre but de l'invention est de proposer à l'émission un dispositif de codage et de chiffrement pour émetteur de signaux de télévision selon le standard MAC, destiné à coopérer avec un récepteur comprenant l'un des dispositifs de décodage et de déchiffrement selon la présente invention, et comprenant à cet effet des circuits similaires à ceux de l'un de ces dispositifs de façon à réduire la vitesse -des circuits de traitement et la capacité des mémoires nécessaires.

Les particularités et avantages de l'invention apparattront maintenant de façon plus précise dans la suite de la description, dans laquelle
- les figures 1 et 2 illustrent les propositions de codage et chiffrement de 1'UER de décembre 1984 dans le cas d'un chiffrement respectivement à deux points de coupure et à un seul point de coupure situé dans le signal de chrominance ;
- la figure 3 détaille les principes des procédés de chiffrement à un et deux points de coupure ;
- la figure 4 décrit à titre d'exemple, un dispositif de dé chiffrement fonctionnant aussi bien avec un point qu'avec deux points de coupure.

Le procédé de chiffrement à deux points de coupure consiste, à l'émission, à fractionner sur chaque ligne de balayage les deux composantes de chrominance et de luminance, indépendamment l'une de l'autre, chacune en deux signaux consécutifs dont le premier est alors retardé de la durée du second et le second avancé de la durée du premier.Ce procédé est mis en dvidence sur la figure 3, où la figure 3a montre le signal vidéo de type MAC, non brouillé, pour une ligne de balayage, et la figure 3b ce même signal mais brouillé : par rapport au signal non brouillé composé du mot de synchronisation A, de la période de référence B, du signal de chrominance
CD et du signal de luminance EF (ces deux derniers signaux étant représentés avec des formes quelconques, bien distinctes pour la compréhension du traitement effectue), le signal brouillé est donc transmis selon la séquence ABDCFE qui n'affecte pas la période de référence. Le traitement à la réception consiste alors à assurer le rétablissement des séquences CD et EF, pour la reconstitution en clair des composantes de chrominance et de luminance de la ligne de balayage considérée.

Dans le cas du procédé de chiffrement à un point de coupure, seule la composante chrominance est fractionnée.

La figure 3c montre comme le signal brouillé est alors transmis selon la séquence ABDEFC, la première partie C du signal de chrominance étant alors transmise après la fin de la transmission du signal de luminance EF qui ne subit aucune coupure. Comme précédemment, le traitement à la réception consiste à assurer le rétablissement des séquences CD et EF.

Cette reconstitution est possible à l'aide du dispositif de déchiffrement représenté sur la figure 4 qui peut fonctionner aussi bien avec un point qu'avec deux points de coupure et qui comprend les éléments essentiels d'un décodeur classique numérique de signaux vidéo de type MAC auxquels sont associés un compteur modifié d'adressage écriture des mémoires, un générateur de séquences numériques pseudoaléatoires et, pour la commande de ce dernier, un circuit de con trôle d'accès. Plus précisément, ce dispositif de déchiffre- ment est composé des éléments suivants
1. des circuits d'entrée
(a) un convertisseur analogique-numérique 100 qui reçoit les signaux MAC brouillés
(b) un commutateur 10 à trois entrées ;;
2. des circuits de traitement de la composante de luminance
(c) un ensemble de trois voies en parallèle 110, 120,
130, qui relient les trois sorties de ce commuta
teur 10 aux trois entrées d'un commutateur 20, les
première et deuxième voies 110 et 120 comprenant
respectivement une première et une deuxième mémoire
Y1 et Y2 de stockage de la composante de luminance,
adressées alternativement par l'intermédiaire de
commutateurs 30 et 40 par un compteur d'écriture 300
et un premier compteur de lecture 310, alors que la
troisième voie 130 est une voie directe
(d) un premier convertisseur numériqueranalogique 140 qui
reçoit la sortie du commutateur 20 et délivre le si
gnal de luminance couramment appelé Y 3. des circuits de traitement de la composante de chromi
nance
(e) un ensemble de deux voies en parallèle 210 et 220
qui, par l'intermédiaire d'une troisième et d'une
quatrième mémoires C1 et C2 de stockage de la com
posante de chrominance adressées alternativement par
l'intermédiaire de commutateurs 80 et 90 par le
compteur d'écriture 300 et un deuxième compteur de
lecture 320, sont reliées respectivement aux deux
entrées d'un commutateur 50, la sortie de ce
commutateur étant reliée d'une part à l'entrée
d'une ligne à retard numérique 230 commandée par le
compteur de lecture 320 (et réalisée par exemple sous
forme d'un registre à décalage) pour retarder de la
durée d'une ligne la composante de chrominance, et
d'autre part à la première entrée respectivement d'un
commutateur 60 et d'un commutateur 70 dont l'autre
entrée reçoit la sortie de ladite ligne à retard ;;
(f) des deuxième et troisième convertisseurs numériques
analogiques 240 et 250 qui reçoivent la sortie des
commutateurs 60 et 70 respectivement et délivrent les
signaux de différence de couleur couramment appelés U
et V
4. des circuits de commande de déchiffrement
(g) un compteur 330 des lignes à l'intérieur de chaque
trame ;
(h) un générateur de séquences numériques pseudoaléa
toires 400 synchronisé par l'intermédiaire du
compteur de lignes 330
(i) un circuit de contrôle d'accès 410 qui fournit au gé
nérateur de séquences pseudoaiéatoires un mot de de-
part constituant la clé de chiffrement.

Dans le cas d'un chiffrement avec deux points de coupure, le fonctionnement du dispositif de déchiffrement ainsi composé est le suivant. Le générateur de séquences pseudoalëa- toires 400, qui est synchronisé par le compteur 330 et qui re çoit du circuit de contrôle d'accès 410 la clé déchiffrée par celui-ci dès la réception des signaux MAC brouillés, génère un mot numérique pseudoaléatoire dont on déduit les deux abscisses ac et ay des points de fractionnement des composantes analogiques de chrominance et de luminance, obtenus lors du brouillage à l'émission.Dès lors, à la réception des signaux, on écrit la fraction D, en commençant à l'adresse de l'abscisse ac puis la fraction C en commençant par l'adresse 0 ; cette écriture est effectuée successivement dans la mémoire
C1 ou la mémoire C2 suivant la parité de la ligne, à l'aide du compteur d'écriture 300 commandé par le générateur de séquences pseudoaléatoires 400 et adressant l'une ou l'autre des deux mémoires en fonction de la position du commutateur 80.

L'écriture de la composante de chrominance étant achevée, on écrit de même, successivement dans la mémoire Y1 ou la mémoire Y2 suivant la parité de la ligne et à l'aide du même compteur d'écriture 300 qui adresse l'une ou l'autre de ces deux mémoires en fonction de la position du commutateur 30, la fraction F en commençant à l'adresse de l'abscisse ay puis la fraction E en commençant par l'adresse 0.

Enfin, pour restituer les signaux de luminance et chrominance, on relit simultanément dans l'ordre croissant des adresses les mémoires Y1 et C1, ou Y2 et C2, à l'aide des compteurs 310 et 320. Les fréquences de lecture des mémoires luminance et chrominance sont choisies de telle sorte que les signaux utiles EF et CD sont restitués en un temps correspondant au temps de balayage utile de la ligne, soit 52 microsecondes environ dans le standard européen actuel 625 lignes. La fréquence de lecture chrominance est donc inf6- rieure à la fréquence de lecture luminance qui elle-même est inférieure à la fréquence d'écriture du compteur 300.Le compteur de lecture 320 adresse les mémoires C1 et c2 alternati liement par l'intermédiaire du commutateur 90, et le compteur 310 les mémoires Y1 et Y2 alternativement par l'intermédiaire du commutateur 40.

On notera ici que les neuf commutateurs 10 à 90 sont commandés par le compteur 330, mais ces liaisons de commande ne sont pas représentées, afin de ne pas surcharger la figure 4.

La présence de la ligne à retard numérique 230 n'est pas liée au déchiffrement lui-même ; cette ligne à retard est prévue pour permettre la restitution simultanée, en sortie des convertisseurs numériques-analogiques 240 et 250, des signaux de différence de couleur U et V qui sont transmis alternativement. La commande de cette ligne à retard 230 est assurée par le compteur de lecture 320 des mémoires C1 et C2.

Dans le cas d'un chiffrement avec un seul point de coupure, situé dans le signal de chrominence, le générateur de séquences pseudoaléatoires génère un mot numérique pseudoaléatoire dont on déduit l'abscisse a du point de fractionnement de la composante analogique de chrominance. Dès-lors, à la réception des signaux, on écrit la fraction du signal qui arrive en premier dans la mémoire de chrominance C1 ou C2, en commençant à l'adresse de l'abscisse a. Quand on atteint l'adresse maximale de la mémoire de chrominance, on observe un temps d'arrêt correspondant à une période de transition entre signaux chrominance et luminance puis on inscritila suite du signal dans la mémoire de luminance Y1 ou Y2, en commençant par l'adresse O et en finissant par l'adresse la plus élevée.

Quand on atteint l'adresse maximale de la mémoire de luminance, on observe un deuxième temps d'arrêt correspondant à la deuxième période de transition entre signaux de luminance et de chrominance, puis on poursuit la mise en mémoire du signal dans la mémoire de chrominance en commençant par l'adresse 0. La restitution simultanée des signaux de luminance et de chrominance se fait de façon identique au cas du chiffrement à deux points de coupure décrit ci-dessus.

Sur la figure 1, qui montre la forme d'onde du signal de modulation à l'émission dans le cas du chiffrement à deux points de coupure, on a désigné par A l'intervalle d'alignement du signal, C la durée du signal de chrominance, Y celle du signal de luminance et LS le dernier échantillon à mdmoriser. Le nombre d'intervalles, à la fréquence d'échantillonnage fO = 20,25 MHz, que l'on doit considérer est égal à :

<tb> <SEP> 352 <SEP> intervalles <SEP> C, <SEP> soit <SEP> 349 <SEP> échantillons <SEP> utiles <SEP> et
<tb> (a) <SEP> 3 <SEP> transitions
<tb> <SEP> 700 <SEP> intervalles <SEP> Y, <SEP> soit <SEP> 697 <SEP> échantillons <SEP> utiles <SEP> et
<tb> <SEP> 3 <SEP> transitions.
<tb>

En choisissant un rapport des taux de compression r = Cc/Cy = 4, on peut avoir soit

<tb> <SEP> 212 <SEP> intervalles <SEP> C, <SEP> soit <SEP> 209 <SEP> échantillons <SEP> utiles <SEP> et
<tb> (b) <SEP> 3 <SEP> transitions
<tb> <SEP> 840 <SEP> intervalles <SEP> Y, <SEP> soit <SEP> 837 <SEP> échantillons <SEP> utiles <SEP> et
<tb> <SEP> 3 <SEP> transitions
<tb> soit

<tb> <SEP> 213 <SEP> intervalles <SEP> C, <SEP> soit <SEP> 210 <SEP> échantillons <SEP> utiles <SEP> et
<tb> (c) <SEP> # <SEP> 3 <SEP> transitions
<tb> <SEP> 839 <SEP> intervalles <SEP> Y, <SEP> soit <SEP> 836 <SEP> échantillons <SEP> utiles <SEP> et
<tb> <SEP> 3 <SEP> transitions
<tb>
En choisissant une fréquence d'échantillonnage à

<SEP> 5
<tb> la <SEP> réception <SEP> fr <SEP> = <SEP> 6 <SEP> fo, <SEP> le <SEP> nombre <SEP> d'intervalles <SEP> devient
<tb> #' <SEP> = <SEP> 5/6 <SEP> soit:
<tb> dans <SEP> le <SEP> cas <SEP> (b) <SEP> 176 <SEP> 2 <SEP> intervalles <SEP> C
<tb> 700 <SEP> 3 <SEP> " <SEP> <SEP> Y
<tb> <SEP> 177 <SEP> ll <SEP> C <SEP>
<tb> dans <SEP> le <SEP> cas <SEP> c699 <SEP> " <SEP> Y
<tb> <SEP> Pour <SEP> que <SEP> le <SEP> dernier <SEP> échantillon <SEP> utile <SEP> écrit,
<tb> situé juste avant la coupure, soit géométriquement distant exactement d'un intervalle d'échantillonnage du premier échantillon utile écrit, situé juste après la coupure, il faut que ce dernier échantillon écrit soit distant temporellement exactement d'un intervalle d'échantillon Tr de l'échantillon répété (overlap) qui le suit et qui coïncide géométriquement sur l'image avec le premier échantillon reçu. Comme tous les échantillons utiles devront être équidistants, le seul moyen de rattraper éventuellement une valeur non entière de l'intervalle d'échantillonnage total est de faire porter la partie non entière sur les intervalles de transition soit

<tb> <SEP> 176 <SEP> 2 <SEP> intervalles <SEP> C <SEP> = <SEP> 174 <SEP> échantillons <SEP> utiles
<tb> 3 <SEP>
<tb> dans <SEP> le <SEP> cas <SEP> (b) <SEP> + <SEP> 2 <SEP> transitions
<tb> <SEP> 700 <SEP> intervalles <SEP> Y <SEP> = <SEP> 697 <SEP> échantillons <SEP> utiles
<tb> <SEP> + <SEP> 3 <SEP> transitions
<tb> <SEP> 177 <SEP> 1 <SEP> cas <SEP> (c) <SEP> intervalles <SEP> C <SEP> = <SEP> 175 <SEP> échantillons <SEP> utiles
<tb> dans <SEP> le <SEP> cas <SEP> (c) <SEP> + <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> <SEP> transitions
<tb> <SEP> 2
<tb> <SEP> 699 <SEP> intervalles <SEP> Y <SEP> = <SEP> 696 <SEP> échantillons <SEP> utiles
<tb> <SEP> 6 <SEP> + <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> transitions
<tb> <SEP> 6
<tb>
Cette modification de l'intervalle de transition peut être obtenue très simplement en changeant la phase de la fréquence d'échantillonnage fr appliquée au convertisseur analogique-numerique 100 de la figure 4 lorsque l'on arrive en bout de mémoire et que l'on va écrire les échantillons suivants au début de la mémoire, après avoir marqué un temps d'arrêt de quelques échantillons de transition.En pratique, cela reviendra à effectuer les temps d'arrêts et les retards ou avances de phase suivants

<tb> <SEP> pour <SEP> C, <SEP> arrêt <SEP> durant <SEP> 3 <SEP> échantillons <SEP> et
<tb> dans <SEP> le <SEP> cas <SEP> (b) <SEP> avance <SEP> de <SEP> 1 <SEP>
<tb> <SEP> 3
<tb> <SEP> pour <SEP> Y, <SEP> arrêt <SEP> durant <SEP> 3 <SEP> échantillons <SEP> sans
<tb> <SEP> retard <SEP> ni <SEP> avance
<tb> <SEP> pour <SEP> C, <SEP> arrêt <SEP> durant <SEP> 3 <SEP> échantillons <SEP> et
<tb> dans <SEP> le <SEP> cas <SEP> (c) <SEP> avance <SEP> de <SEP> 1Tr <SEP>
<tb> <SEP> pour <SEP> Y, <SEP> arrêt <SEP> durant <SEP> 3 <SEP> échantillons <SEP> et
<tb> <SEP> retard <SEP> de <SEP> 1/6 <SEP> #r. <SEP>
<tb>

On voit que l'on peut choisir ici le nombre d'échantillons de transition à la réception égal au nombre d'échantillons de transition à l'émission et introduire soit un retard de phase égal, en fraction de Tr, à la partie fraction naire h du résultat de l'opération d' = 5 lorsque h est inf6-
6 rieur à 1/2, soit une avance égale à 1 - h lorsque h est supérieur ou égal à 1/2.

On peut remarquer que ces sauts de phase ne pré- sentent pas de difficulté plus importante que ceux déjà prévus en fonction de l'abscisse du point de coupure car, dans le cas du chiffrement à deux points de coupure, il était déjà néces- saire en général d'effectuer un saut de phase entre l'échan- tillonnage du signal de chrominance et celui du signal de luminance qui avaient subi chacun des permutations circulaires à partir d'adresses différentes.

Dans le cas où la fréquence d'échantillonnage fr, à la réception, est différente de celle fO, à l'émission, avec fr =-q e fO, les sauts de phase de la fréquence d'échantil
q lonnage fr appliquée au convertisseur analogique-numérique 100 de la figure 4 sont donc commandés à la fois par les adresses générées par le générateur de séquences pseudoaléatoires 400, pour les sauts de phase appliqués au moment de l'écriture en mémoire à partir des abscisses de coupure, et par le compteur d'écriture 300, pour les sauts de phase appliqués au moment de l'écriture en début de mémoire. C'est ce que schématisent, sur la figure 4, les liaisons qui vont du générateur 400 et du compteur 300 au convertisseur 100.

Pour déterminer la valeur de phase de fr qu'il faut choisir au moment de l'écriture en mémoire à partir de l'abs- cisse de coupure, le générateur de séquences pseudoaléatoires 400 doit être muni d'un circuit de multiplication par p et de division par q des adresses ac et ay qu'il fournit. La valeur entière la plus proche du résultat des opérations est envoyée au compteur d'écriture 300 pour commander les abscisses auxquelles démarre l'écriture dans la mémoire Y1 ou Y2 et dans la mémoire C1 ou C2. Les valeurs fractionnaires des résultats des opérations sont envoyées au convertisseur analogique-nume- rique 100 pour choisir la phase de la fréquence d'échantillonnage fr.

En ce qui concerne les sauts de phase appliqués entre l'écriture en fin et en début de mémoire, comme ils ont des valeurs fixes, ils sont inscrits dans des mémoires mortes dans le compteur d'écriture 300 et leur valeur est envoyée au convertisseur analogique-numérique 100 au moment où le compteur d'écriture 300 arrive à l'abscisse maximale d'écriture dans la mémoire C1 ou C2 et dans la mémoire Y1 ou Y2, de façon que, au moment où l'écriture reprend en début de mémoire, la fréquence d'échantillonnage fr appliquée au convertisseur 100 puisse subir le saut de phase désiré.

Dans le cas d'un signal ayant subi un chiffrement par permutation circulaire à un seul point de coupure situé dans le signal de chrominance, le nombre d'intervalles d'ëchan- tillonnage entre le premier échantillon C utile et l'échantil- lon répété qui suit le dernier échantillon C utile comprend, comme on peut le voir sur la figure 2 qui illustre (de façon similaire au cas de la figure 1) les propositions de 1'UER de décembre 1984
349 échantillons de chrominance séparés en 2 parties C1 et C2
697 échantillons de luminance
2 x 5 échantillons de transition C2-Y et Y-C1 soit en tout 1056 intervalles.

En choisissant un rapport des taux de compression r = Cc/Cy = 4 on peut, par exemple, répartir ces intervalles comme suit :
215 intervalles, soit 210 échantillons C utiles et
5 transitions
841 intervalles, soit 836 échantillons Y utiles et
5 transitions
En choisissant une fréquence d'échantillonnage à 5 la réception fr = 6 fo, ces nombres d'intervalles deviennent
5 respectivement 179 1 et 700 5 qui peuvent être répartis, par
6 6 exemple, comme suit
175 échantillons C suivis de 4 6 transitions
696 échantillons Y suivis de 4 5 transitions
6 pour que les positions du premier échantillon C en mémoire et du premier échantillon Y en mémoire, après déchiffrement, coïncident sur l'image avec les positions des premiers points
C et Y utiles échantillonnés à la fréquence f0 dans le codeur.

Pour assurer le raccord correct entre les différentes parties du signal, il suffit donc de prévoir, par exemple, 4 échantillons de transition aux passages C2-Y et Y-C1 et de prévoir, en outre, un retard de 1 #r, de la fréquence fr à
6
5 la fin de la première transition et un retard de 6 Tr à la fin de la seconde.

Comme pour le déchiffrement avec deux points de coupure, dans le cas où la fréquence d'échantillonnage fr, à la réception, est différente de celle fO, à l'émission, avec fr = p fo, le générateur de séquences pseudoaléatoires 400
q de la figure 4 doit être muni d'un circuit de multiplication par p et de division par q de l'adresse a qu'il fournit pour le déchiffrement à un seul point de coupure. La valeur entière la plus proche du résultat des opérations est envoyée au compteur d'écriture 300 pour commander l'abscisse à laquelle démarre l'écriture dans la mémoire C1 ou C2.La valeur fractionnaire du résultat de l'opération est envoyée au convertisseur analogique-numerique 100 pour choisir la phase de la fréquence d'échantillonnage r
En ce qui concerne les sauts de phase appliqués entre les écritures en fin de mémoire de chrominance et en début de mémoire de luminance et entre les écritures en fin de mémoire de luminance et en début de mémoire de chrominance, comme ils ont des valeurs fixes, ils sont inscrits dans des mémoires mortes dans le compteur d'écriture 300 et leurs valeurs sont envoyées au convertisseur analogique-numérique 100 au moment où le compteur d'écriture 300 arrive à l'abscisse maximale d'écriture dans la mémoire C1 ou C2 puis dans la mémoire Y1 ou Y2 de façon que, au moment ou l'écriture reprend en début de la mémoire suivante, la fréquence d'échantillonnage fr appliquée au convertisseur 100 puisse subir le saut de phase désiré.

Dans le but de simplifier la réalisation du système, il est possible de réduire le nombre de phases utilisées en pratique pour fr : on peut par exemple n'utiliser que trois phases différant l'une de l'autre de 2a/3 , l'erreur introduite sera égale à + 12 Tr ce qui se traduira sur l'image par un épaississement d'un trait vertical égal à 1 x 1 de la largeur d'image en luminance, ce qui n'est cer 6 700 tainement pas perceptible.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de décodage et de déchiffrement de signaux ayant subi un codage de type MAC et un chiffrement par permutation circulaire à deux points de coupure, c'est-à-dire par permutation circulaire indépendante des signaux de chrominance C et de luminance Y à partir d'abscisses respectives ac et ay en utilisant une fréquence d'échantillonnage fo, caractérisé en ce que l'on utilise à la réception une fréquence d'échantillonnage fr différente de f0 et reliée à cette dernière par la relation fr = q fO, p et q étant entiers, en ce w que les nouvelles adresses de points de coupure sont prises égales aux valeurs entières les plus proches des résultats a'c et a'y des opérations a'c = p ac et a'y = p ay et en ce que, au q q début de l'écriture en mémoire de chaque composante C ou Y, à partir de l'abscisse ale ou a'y respectivement, la fréquence d'échantillonnage fr subit soit une avance de phase qui, expri mée en période d'échantillonnage Tr = 1/fr, est égale à la partie fractionnaire g, ou gy du résultat a'c ou a'y lorsque g, ou 9y est inférieure à 1/2, ou respectivement inférieure ou égale à 1/2, soit un retard de phase égal à 1 - gc ou 1 - gy lorsque gc ou gy est supérieure ou égale à 1/2, ou respectivement supérieure à 1/2.

2. Procédé de décodage et de déchiffrement de signaux ayant subi un codage de type MAC et un chiffrement par permutation circulaire à un point de coupure, c'est-h-dire par permutation circulaire de l'ensemble des signaux de chrominance C et de luminance Y à partir d'une abscisse a située dans le signal de chrominance en utilisant une fréquence d'échantillonnage fo, caractérisé en ce que l'on utilise à la réception une fréquence d'échantillonnage fr différente de f0 et reliée à cette dernière par la relation fr = p fo, p et q q étant entiers, en ce que la nouvelle adresse du point de coupure est prise égale à la valeur entière la plus proche du résultat a' de l'opération a' = P a et en ce que, au début de

q l'écriture en mémoire de la composante C à partir de l'abscisse a', la fréquence d'échantillonnage fr subit soit une avance de phase qui, exprimée en période d'échantillonnage #r = 1/fr, est égale à la partie fractionnaire g du résultat a' lorsque g est inférieure à 1/2, ou respectivement inférieure ou égale à 1/2, soit un retard de phase égal à 1 - g lorsque g est supérieure ou égale à 1/2, ou respectivement~supérieure à 1/2.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque l'on atteint l'adresse maximale en mémoire de chrominance ou de luminance, l'on recommence l'écriture des échantillons au début de la mémoire de chrominance ou de luminance après avoir marqué un temps d'arrêt correspondant à quelques échantillons de transition et après avoir fait subir à la fréquence d'échantillonnage fr un retard de phase qui, exprimé en période d'échantillonnage Tr = l/fr} est égal à la partie fractionnaire hc ou hy du résultat 6'c ou 6'y de l'opé- ration 6'c = P dc ou d'y = P #y, #c étant égal au nombre d'in

q q bre d'intervalles d'échantillonnage, à la fréquence fO, qui séparent le premier échantillon C utile émis de l'echantil- lon répété qui suit le dernier échantillon C utile émis et étant égal au nombre d'intervalles d'échantillonnage, à la fréquence fo, qui séparent le premier échantillon Y utile émis de l'échantillon répété qui suit le dernier échantillon

Y utile émis.

4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, en plus de temps d'arrêt qui correspondent à quelques échantillons de transition et que l'on marque quand on passe de l'écriture dans la mémoire de chrominance à celle dans la mémoire de luminance puis de l'écriture dans la mémoire de luminance de nouveau à celle dans la mémoire de chrominance, l'on fait subir à la fréquence d'échantillonnage fr, après le premier temps d'arrêt, un retard de phase qui, exprime en période Tr, est égal à la partie fractionnaire hc du résultat 6'c de l'opération #'c = P #c, #c étant égal au nom

q bre d'intervalles d'échantillonnage, à la fréquence fo, correspondant à la somme du signal C et de la première transition, et, après le second temps d'arrêt, un retard.de phase égal à la partie fractionnaire hy du résultat 6'y de l'opération #'y = p #y, #y étant égal au nombre d'intervalles d'échantil- lonnage, à la fréquence fo, correspondant guzla somme du signal

Y et de la seconde transition.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que, p et q étant premiers entre eux et q étant divisible par 2, par 3 ou par 4, l'on n'utilise que q, q, ou q états de phase de la fréquence d'échantillonnage 2 3 4 2 fr, les avances et retards considérés étant multiples de q Tr, 3 #r ou 4 #r les avances ou retards choisis étant les plus q q proches des valeurs calcules à partir des parties fractionnaires des résultats des opérations du type a' = P a et #' = p

q q

6.Procédé selon l'une des revendications 1, 3 et 5, caractérisé en ce que, à la réception, le nombre d'échantillons de transition, à la fréquence fr, est égal au nombre d'échantillons de transition, à la fréquence fo, insérés à l'émission, multiplié par la fraction p et arrondi à la q valeur entière inférieure ou à la valeur entière supérieure.

7. Dispositif de décodage et de déchiffrement pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1, 3, 5 ou 6, ledit dispositif étant composé essentiellement de circuits d'entrée, dont un convertisseur analogique-numérique qui reçoit les signaux MAC brouillés, de circuits de traitement de la composante de luminance, de circuits de traitement de la composante de chrominance, et de circuits de commande de déchiffrement, et étant caractérisé en ce que la fréquence d'échantillonnage fr dudit convertisseur est différente de la fréquence d'échantillonnage correspondante f0 utilisée lors du chiffrement mais reliée à- celle-ci par la relation f r = 9

p et en ce qu'il comprend des moyens d'ajustement des adresses des points de coupure à des valeurs entières les plus proches des valeurs a'c et a'y, et des moyens d'avance ou de retard de phase à l'échantillonnage selon la valeur de la partie fractionnaire gc ou gy desdites valeurs a'c et aty.

8. Procédé selon l'une des revendications 2 et 4, caractérisé en ce que, p et q étant premiers entre eux et q étant divisible par 2, par 3 ou par 4, l'on n'utilise que q, q, ou q états de phase de la fréquence d'échantillonnage 2 3 4 fr, les avances et retards considérés étant multiples de 2

Tr, 3 4 q Tr ou q Tr et les avances ou retards choisis étant les plus proches des valeurs calculées à partir des parties fractionnaires des résultats des opérations a' = 2 a et 6' = P

q q

9.Procédé selon l'une des revendications 2, 4 et 8, caractérisé en ce que, à la réception, le nombre d'échantillons de transition, à la fréquence fr, est égal au nombre d'échantillons de transition, à la fréquence fO, insérés à l'émission, multiplié par la fraction P et arrondi à la

q valeur entière inférieure ou à la valeur entière supérieure.

10. Dispositif de décodage et de déchiffrementpour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 2, 4, 8 et 9, ledit dispositif étant composé essentiellement de circuits d'entrée, dont un convertisseur analogique-numérique qui reçoit les signaux MAC brouillés, de circuits de traitement de la composante de luminance, de circuits de traitement de la composante de chrominance, et de circuits de commande de d- chiffrement, et étant caractérisé en ce que la fréquence d'échantillonnage fr dudit convertisseur est différente de la fréquence d'échantillonnage correspondante fO utilisée lors du chiffrement mais reliée à celle-ci par la relation fr = 9

p et en ce qu'il comprend des moyens d'ajustement de l'adresse du point de coupure à une valeur entière la plus proche de la valeur a', et des moyens d'avance ou de retard de phase à l'échantillonnage selon la valeur de la partie fractionnaire g de ladite valeur a'.

11. Dispositif de codage et de chiffrement pour émetteur de signaux de télévision selon le standard MAC, destiné à coopérer avec un récepteur comprenant un dispositif de décodage et de déchiffrement selon l'une des revendications 7 et 10 et comprenant à cet effet des circuits similaires à ceux dudit dispositif de décodage et de déchiffrement de façon à réduire la vitesse des circuits de traitement et la capacité des mémoires nécessaires.