DE2635039A1

DE2635039A1 - Sicheres fernsehuebertragungssystem

Info

Publication number: DE2635039A1
Application number: DE19762635039
Authority: DE
Inventors: Harold B Shutterly
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1975-08-08
Filing date: 1976-08-04
Publication date: 1977-02-17
Also published as: JPS6118911B2; BR7605113A; CA1097794A; DE2635039C2; GB1503051A; FR2320676B1; US4070693A; FR2320676A1; JPS5222418A

Description

Dipi.-ing. Peter- C. Sroka Dr.-lng. Ernst Stratmann

Patentanwälte

4 Düsseldorf 1 · Schadowplatz 9

.Düsseldorf, 2. Aug. 1976

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Sicheres Fernsehübertragungssystem

Die Erfindung betrifft ein sicheres Fernsehübertragungssystem, bei dem ein herkömmliches Fernsehbild zum Zwecke der sicheren übertragung verschlüsselt wird, was dadurch geschieht, daß die Bildteile einer jeden Abtastzeile um einen zufälligen Wert gedreht werden.

Für manche Anwendungsfälle ist es von Bedeutung, daß bei der übertragung von Fernsehsignalen keine Störungen auftreten. Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zu schaffen, bei dem derartige Störungen nicht auftreten können.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, d. h., es wird ein Fernsehübertragungssystem geschaffen, bei dem ein herkömmliches Fernsehbild zum Zwecke der sicheren übertragung verschlüsselt wird. Erfindungswesentlich ist dabei, daß das System Einrichtungen aufweist, die am Ursprungspunkt des Fernsehbildes angeordnet sind, um zwei Segmente des Videoteils einer jeden Zeile des Bildes zyklisch hinsichtlich der Zeit zu verschieben, wobei die Größe der Segmente in zufälliger Weise ausgewählt wird, um ein verschlüsseltes Bild zu schaffen. Am Empfangspunkt sind Aufnahme- und Entschlüsselungseinrichtungen

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Telefon (0211) 32 08 58 Telegramme Custopat

vorgesehen, um das verschlüsselte Bild aufzunehmen und die zumindest zwei Segmente des Videoteils einer jeden Zeile hinsichtlich der Zeit zyklisch zu verschieben, um damit das Fernsehbild in seinen im wesentlichen ursprünglichen Zustand zurückzubringen.

Dieses System liefert ein sicheres Verfahren für die Übertragung von Fernsehbildern durch zufälliges Drehen des Bildteiles einer jeden Abtastzeile des Fernsehbildes. Gemäß einer vorzugsweisen Ausfuhrungsform der Erfindung wird jede Abtastzeile digitalisiert und die sich ergebenden Digitalzahlen aufeinanderfolgend in einem Digitalspeicher mit direktem Zugriff gespeichert. Die zufällige Drehung wird dadurch erreicht, daß aufeinanderfolgend zuerst die Daten gelesen werden, die dem Zeilensynchronsignal entsprechen, und dann die gespeicherten Bilddaten, beginnend mit einer Adresse, die zufällig ausgewählt wird. Wenn beispielsweise 500 Digitalwerte benutzt werden, um eine Videobildzeile darzustellen, davon 100 für den Synchronisationsteil und 400 für den Bildteil, würden diese Werte aufeinanderfolgend in einem Digitalspeicher an Adressen von 1 - 500 gespeichert werden. Die nächste Zeile des Videosignals würde in ähnlicher Weise digitalisiert und an Adressen 1 - 500 in einem zweiten Speicher gespeichert werden.

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

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- 3 durch einen Generator für Zufallszahlen gesteuert.

Am Empfangspunkt wird jede Abtastzeile in ähnlicher Weise digitalisiert und in einem Speicher mit direktem Zugriff gespeichert und beim Auslesen gedreht. Die gespeicherten Bilddaten werden ausgelesen, indem an einem Punkt begonnen wird, der dem Beginn der Bildinformation entspricht. Die Digitalzahlen werden in ein Analogsignal umgesetzt, um die ursprüngliche Videoinformation wiederzubeschaffen.

Wie bei allen Systemen, die eine Zufallskodierung zur Erzeugung eines sicheren Kommunikationssystems verwenden, müssen Informationen übermittelt werden, um die Systeme miteinander zu synchronisieren. Bei diesem System wird die notwendige Synchronisierungsinformation während der vertikalen Rücklaufperiode übermittelt. Grundsätzlich gibt diese Information den Startpunkt für den Generator für die Zufallszahlen, der senderseitig benutzt wird, um die Videoinformation in zufälliger Weise zu drehen. Das Empfangssystem umfaßt einen daran angepaßten Zufallszahlengenerator. Der Synchronisationskode wird benutzt, um den Startpunkt des Zufallszahlengenerators, der am Empfänger angeordnet ist, auf den Startpunkt des Generators zu setzen, der senderseitig angeordnet ist. Nachdem einmal diese Synchronisation erreicht wurde, steht die gesamte Information, die zur Dekodierung des verschlüsselten Signals erforderlich ist, am Empfänger zur Verfügung.

Bei anderen Ausführungsformen könnten die digitalisierten Bildinformationen am Sender und am Empfänger in einem Schieberegister gespeichert werden, wobei entsprechende Vorkehrungen getroffen werden, um dies Register zu schieben und zu rezirkulieren, um die gewünschte Rotation der Information zu erreichen. Es sollte auch möglich sein, Systeme aufzubauen, die vollständig analog arbeiten, wenn geeignete Analogspeicher zu vertretbaren Kosten zur Verfügung stehen.

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

Es zeigen:

Fig. 1A und 1B

ein Diagramm zur Erläuterung des Konzepts des Rotierens einer einzigen Bildzeile einer Videoinformation;

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung des Verfahrens, das zur Übertragung der Synchronisationsinformation benutzt wird;

Fig. 3 ein Blockdiagramm des Grundkonzeptes des sicheren Fernsehsystems;

Fig. 4 ein Blockdiagramm des Kodierteils des Systems; und Fig. 5 ein Blockdiagramm des Dekodierteils des Systems.

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

Fig. 1B zeigt die Ferns'ehzeile nach· der Drehung. Der Teil der aktiven Zeile zwischen R und 877 wurde zur Vorderseite der aktiven

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Zeile verschoben. Der Beginn der aktiven Zeile, die bei der Zählung 145 einsetzt, wurde zyklisch herumgeschoben und folgt der Zählung 877. Zwölf Zählungen nach der Zählung R werden die Zählungen sowohl am Beginn der gedrehten Zeile als auch am Ende der gedrehten Zeile wiederholt. Der Zweck der wiederholten Zählungen liegt darin, Fehler durch Störimpulse am Empfänger bei der Rekonstruktion der ursprünglichen Zeile auszuschließen. Fehlerhafte Störimpulse treten zu Beginn der gedrehten Zeile auf, während diese am Empfänger aufgenommen wird, weil diesem Teil der Zeile, angedeutet in der Figur durch Zählung R, nicht das Videosignal vorausgeht, das in der ursprünglichen Zeile, Fig. 1A, vorausgegangen ist. Den wiederholten Zählungen am Ende der gedrehten Zeile geht jedoch der normale Videoinhalt voraus, so daß keine Fehlerimpulse vorhanden sind. Der Effekt der Fehlerimpulse wird beim Empfänger dadurch beseitigt, daß das Videosignal benutzt wird, das den wiederholten Zählungen am Ende der gedrehten Zeile entspricht und indem die Videosignale beseitigt werden, die den ersten wenigen Zählungen zu Beginn der aktiven Zeile entsprechen. Die Wiederholung von zwölf Abtastungen, wie es in Fig. 1B angedeutet ist, erhöht die Länge der aktiven Zeile von 51,4 Mikrosekunden in Fig. 1A auf 52 Mikrosekunden in Fig. 1B. Um die zwölf zusätzlichen Abtastungen zu berücksichtigen, wurden in Fig. IB drei Abtastungen zu Beginn der ursprünglichen Zeile weggelassen und die Dauer der Schwarzschulter vor dem Synchronisationssignal von 2,2 Mikrosekunden auf 1,6 Mikrosekunden vermindert. Da Fernsehbilder in einem Fernsehmonitor stets etwas größer sind, als der Bildschirm, kann das Weglassen der Abtastungen zu Beginn der Zeile nicht beobachtet werden und die Größe der Schwarzschulter von 1,6 Mikrosekunden ist ebenfalls für normalen Betrieb durchaus ausreichend.

Der Wert der Zählung R verändert sich zufällig von Zeile zu Zeile. Demzufolge wird ein Verfahren zur Synchronisation des Empfängers mit der zufälligen Änderung des R-Wertes benötigt. Fig. 2 zeigt die Einrichtung, um dem Empfänger diese Synchronisationsinformation zu liefern, Fig. 2A zeigt die vertikalen Synchronisations- und Rücklaufperioden des geraden Feldes eines

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Fernsehbildes. Die kodierte Synchronisationsinformation wird in der letzten Zeile der vertikalen Rücklaufperiode geliefert. Die zufälligen Zahlungen, die den Wert von R für jede Zeile bestimmen, werden von einem Zufallsfolgengenerator erzeugt, der senderseitig angeordnet ist. Der Zweck der kodierten Synchronisationsdaten ist der, dem Empfänger die Stellung in dieser Folge zu Beginn eines jeden geraden Feldes anzuzeigen. Die Daten werden mittels eines binären Synchronisationskodes geliefert, wie in Fig. 2 angedeutet ist.

Fig. 3 ist ein Funktionsblockdiagramm des erfindungsgemäßen sicheren Fernsehsystems. Die Fernsehkamera 11 liefert ein herkömmliches NTSC-Signal an eine Kodier- und Dreheinrichtung Der Ausgang der Kodier- und Dreheinrichtung 13 ist ein verschlüsseltes Fernsehsignal im Standardformat. Dieses Signal läuft zu einer Kommunikationseinrichtung 15, die das Signal an eine Dekodiereinrichtung 17 weiterleitet. Diese Einrichtung entschlüsselt das Signal und liefert ein übliches Fernsehsignal an einen Darstellungsmonitor 19.

Fig. 4 ist ein detailliertes Blockdiagramm des mit zufälliger Zeilendrehung arbeitenden Verschlüßlers. Dies entspricht dem Block 13 der Fig. 3. Die Zeitsteuerinformation für den Verschlüßler wird von dem Eingangsvideosignal abgeleitet. Der Synchronisations trenner 10 leitet von dem Videosignal horizontale und vertikale Synchronisationsimpulse ab, die dem Bildimpulsgenerator 12 zugeführt werden. Der Bildimpulsgenerator 12 erzeugt einen Bildimpuls zu Beginn der zweiten Zeile eines jeden geraden Feldes. Der Bildimpuls wird durch den Bildimpulsgenerator dadurch erzeugt, daß der vertikale Synchronisationsimpuls in einem Tiefpaßfilter integriert wird, was einen Ausgangsimpuls eine Zeile nach der Vorderkante des vertikalen Synchronimpulses liefert. Dieser Impuls wird mit dem horizontalen Synchronimpuls kombiniert, um einen Bildimpuls zu jedem geradzahligen Feld zu liefern. Kein Impuls wird von dem vertikalen Impuls bei ungeradzahligen Feldern erzeugt, weil der vertikale Impuls bei ungeradzahligen Feldern um eine halbe Zeilenperiode relativ

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zu dem horizontalen Synchronimpuls verschoben wird. Der horizontale Impuls von dem Synchronisationstrenner 10 wird auch dem Zähler 14 zugeführt, der auch von dem Bildimpuls des Bildimpulsgenerators 12 zurückgestellt wird. Der Zähler 14 liefert somit eine Zeilenzählung in jedem Bild, beginnend bei Null an der zweiten Zeile des vertikalen Synchronimpulses in geradzahligen Feldern. Detektoren 18 und 20 erkennen die Zeilenzählung, die dem Beginn des vertikalen Intervalls des ungeraden Feldes bzw. dem vertikalen Intervall des geradzahligen Feldes entspricht. Die Ausgänge von diesen zwei Detektoren werden mit den Eingängen eines ODER-Verknüpfungsgliedes 26 verbunden, dessen Ausgang den Flipflop 30 setzt. Das Ende des vertikalen Intervalls des ungeraden Feldes und des vertikalen Intervalls des geraden Feldes werden durch die Detektoren 22 und 24 festgestellt. Die Ausgänge dieser zwei Detektoren werden dem ODER-Verknüpfungsglied zugeführt, dessen Ausgang das Flipflop 30 zurückstellt. Der Ausgang des Flipflop 30 ist ein vertikales Austastsignal, das mit dem Eingangsvideosignal synchronisiert ist. Der Horizontalimpuls von dem Synchronisationstrenner 10 ist auch mit dem Eingang eines monostabilen Multivibrators 32 verbunden. Dieser Schaltkreis liefert einen horizontalen Bezugsimpuls für das fystem. Der Taktgenerator 50 liefert ein hochfrequentes Taktsignal von 14,32 MHz für das System. Wenn das Eingangsvideosignal ein Farbfernsehsignal ist, wird der Taktgenerator 50 mit dem 3,58 MHζ-Farbuntertrager des Videosignals phasenstarr verkoppelt. Für ein schwärz/weiß-Fernsehsignal wird der Oszillator mit den horizontalen Synchronisationssignalphasen starr verkoppelt.

Ein Analogdigitalumsetzer 34 tastet das Eingangsvideosignal mit der hochfrequenten Taktrate ab und liefert digitale Abtastungen an den Schalter 36. Der Schalter 36 liefert einen Ausgang entweder an den Speicher 38 mit direktem Zugriff (RAM-Speiäher = random access memory) "oder an-den Speicher 40 mit direktem Zugriff .Der-Schalter wird mit-Zeilenrate vom Flipflop 68 geschal-, tet, der'diuirGh den Horizontälbezügsimpuls des'■ monostabilen Multivibrators. 32; betätigt-wird. Somit wird jede Eingangsvideozeile

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abgetastet und in digitale Form umgesetzt und entweder im Speicher 38 oder im Speicher 40 gespeichert. Die Ausgänge der zwei Speicher mit direktem Zugriff werden alternativ von einem Schalter 42 ausgewählt, der von dem Flipflop 68 hinsichtlich des Schalters 36 in Gegenphase angetrieben wird. Somit wird der Ausgang des Speichers, der gerade nicht mit einer Eingangsvideozeile geladen wird, über den Schalter 42 mit dem Eingang eines Digitalanalogumsetzers 44 verbunden. Dieser Umsetzer setzt die digitalen Abtastungen in analoge Abtastungen um, die dann einem Tiefpaßfilter 46 zugeführt werden, der das Signal glättet und ein fortlaufendes Signal an den Addierer 48 liefert. Der Addierer 48 wird benutzt, um den in Fig. 2B dargestellten binären Synchronisationskode zu Zeile 17 hinzuzufügen, der letzten Zeile des vertikalen Austastintervalls in dem geraden Feld. Der Addierer 48 weist auch Einrichtungen auf, um einen Übertragungsbefehlsimpuls kurz vor dem Beginn der aktiven Zeile in jeder rotierten Zeile hinzuzufügen. Dieser Befehlsimpuls kann an einem Empfänger als Zeitbezug in der gleichen Weise benutzt werden, in der ein horizontaler Synchronisationsimpuls gewöhnlich benutzt wird. Dies ist nur notwendig bei speziellen Anwendungen, bei denen der Übertragungsprozeß die Entfernung der normalen Synchronisationssignale beinhaltet, die dann erneut angeordnet werden in möglicherweise leicht unterschiedlicher Position, so daß der normale Synchronisationstaktbezug relativ zu dem verschlüsselten Videosignal verschoben ist. Der Ausgang des Addierers 48 ist ein Standard NTSC-Videosignal.

Synchrone Zähler 52 und 54 liefern die Adresseninformation für die Speicher 38 bzw. 40. Diese Zähler werden zu Beginn einer jeden Eingangsfernsehzeile von dem H-Impulsbezug des monostabilen Multivibrators .32 zurückgestellt und von dem Taktgenerator 50 taktgesteuert. Bei jeder gegebenen Eingangsvideozeile liefert einer der zwei Zähler Adresseninformationen an den Speicher mit direktem Zugriff, der von dem Eingangsvideosignal geladen wird, und der andere Synchronzähler liefert Adresseninformationen an den,Speicher mit direktem Zugriff, der das Ausgangsvideosignal, des Verschlüßlers liefert. Wenn der RAM-Speicher 38 die

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Eingangsvideoinformation aufnimmt, wird der Synchronzähler 52 fortlaufend von dem Taktgenerator für die gesamte Zeitperiode stufenweise erhöht. Während dieser Periode wird die Zählung des Synchronzählers 54 jedoch an verschiedenen Punkten sprungweise geändert, um dem RAM-Speicher 40 die erforderlichen Adressen zu liefern, um das zeilengedrehte Signal an den Schalter 42 zu liefern. Betrachtet man noch einmal Fig. 1, so ergibt sich eine Sprungfolge, die für die Transformation der Ursprungszeile in Fig. 1A zu der gedrehten Zeile in Fig. 1B erforderlich ist, wie sie im folgenden dargestellt ist: Wenn die Zählung des synchronen Zählers 54 den Wert 141 erreicht, springt die Zählung auf den Wert R. Wenn dann die Zählung 877 erreicht, springt die Zählung auf einen Wert von 145 und schließlich, wenn die Zählung R + 12 erreicht, springt die Zählung auf 887. Der Zähler setzt dann seine Zählung fort, bis er von dem nächsten H-Bezugsimpuls zurückgestellt wird.

Der Ausgang des synchronen Zählers, der den RAM-Speicher adressiert, welcher das Ausgangssignal liefert, wird von dem Datenselektor 62 ausgewählt, der von dem Flipflop 68 gesteuert wird. Der Ausgang des Datenselektors 62 liefert dann einen Eingang an den Vergleicher 70. Der zweite Eingang für den Vergleicher wird vom Datenselektor 80 geliefert. Die drei Eingänge für den Datenselektor 80 sind die Zählungen, bei denen ein Sprung stattfinden soll. Diese Eingänge werden von einem zweistufigen Zähler ausgewählt. Zu Beginn eines Eingangsfernsehsignals wird der Zeilenzähler 84 von dem Η-Impuls zurückgestellt. Die Ausgänge des Zählers wählen dann die Zählung 1 von dem Datenselektoreingang, d. h., eine Zählung von 141. Diese Zählung wird am Eingang 2 des Vergleichers 70 angelegt. Wenn der Ausgang des Datenselektors 62 gleich dem Ausgang des Datenselektors 80 ist, liefert der Vergleicher 70 einen Impuls an den monostabilen Multivibrator 72. Der Ausgang des monostabilen Multivibrators 72 treibt einen verzögerten monostabilen Schaltkreis 86 an, der den zweistufigen Zähler 84 stufenweise erhöht und auf diese Weise den zweiten Eingang des Datenselektors 80 auswählt. Der Ausgang des monostabilen Multivibrators 72 wird auch UND-Verknüpfungs-

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gliedern 64 und 66 zugeführt. Diese UND-Verknüpfungsglieder werden von den Ausgängen des Flipflop 68 so gesteuert, daß nur das UND-Verknüpfungsglied, das mit dem Zähler verbunden ist, der den gerade ausgelesenen Speicher mit direktem Zugriff antreibt, geöffnet wird und demzufolge läßt nur dieses UND-Verknüpfungsglied einen Voreinstellimpuls zu dem Synchronzähler durch. Der Dateneingang, der die Zählung bestimmt, auf der der Sychronzähler voreingestellt wird, wird von dem Datenselektor 78 geliefert. Dieser Datenselektor wird auch von einem zweistufigen Zähler gesteuert und demzufolge wird bei der ersten Voreinstellung der Synchronzähler auf eine Zählung R eingestellt. Diese Zählung R wird von dem Festwertspeicher (ROM) 76 geliefert, der von dem Zähler 74 angetrieben wird. Dieser Zähler 74 wird durch jeden horizontalen Bezugsimpuls des monostabilen Multivibrators erhöht, wodurch die nächste Adresse an den Festwertspeicher geliefert und auf diese Weise der nächste Wert von R ausgewählt wird. Die Funktion des verzögerten monostabilen Schaltkreises 86, der den zweistufigen Zähler 84 antreibt, besteht darin, die Erhöhung des Zählers zu verzögern, so daß der Datenselektor die Zählung R liefert, wenn der Voreinstellimpuls dem Synchronzähler zugeführt wird. Wenn die Verzögerung vorbei ist, wird der zweistufige Zähler 84 erhöht und dadurch die Datenselektoren 78 und 80 in die Position zwei gebracht. Dies bewirkt, daß der zweite Eingang für den Vergleicher 70 die Zählung 877 ist. Wenn diese Zählung erreicht wird, wird der Prozeß wiederholt und der Synchronzähler auf die Zählung 145 voreingestellt, die der zweite Eingang für den Datenselektor 78 ist. Der dritte Eingang für den Datenselektor 80, R + 12, wird durch Addieren von 12 zu der Zählung R im Addierer 82 abgeleitet. Wenn diese Zählung erreicht ist, wird der Synchronzähler auf 887 voreingestellt, der letzten Sprungzählung für diese Zeile.

Von dem Speicher mit direktem Zugriff (RAM), der das eintreffende Videosignal speichert, wird ein Schreibimpuls benötigt. Dieser Impuls wird von dem vom Taktgenerator 50 erzeugten Taktimpuls abgeleitet. Der Taktimpuls wird der Verzögerung 60 zugeleitet, die eine sehr kurze Verzögerung liefert, so daß die * synchronen

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Zähler der nächsten Zählung wechseln können, bevor der Schreibimpuls an die Speicher mit direktem Zugriff angelegt wird. Der Ausgang der Verzögerung 60 wird den UND-Verknüpfungsgliedern 56 und 58 zugeführt, von denen eines auf der jeweiligen Leitung offen und eines geschlossen ist, wie es von dem Flipflop 68 festgelegt ist. Das offene UND-Verknüpfungsglied liefert einen Ausgangsimpuls zu dem Speicher mit direktem Zugriff, der das Eingangsvideosignal bei jedem Taktimpuls speichert. Der Ausgang der Verzögerung 60 läuft auch zum Digitalanalogumsetzer 44 und liefert den synchronisierten Taktimpuls für die Digitalanalogumsetzung .

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

Der Detektor 98 erkennt eine Zählung von 136 aus dem batenselefetor 62. Bei dieser Zählung triggert R den monostabilen Schalt-.kreis 100, der einen .0,4 Mikrosekunden breiten Übertragungs-

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befehlsimpuls an den Addierer 48 liefert. Dieser Übertragungsbefehlsimpuls wird zu dem Videosignal hinzugefügt, kurz bevor die aktive Zeile auftritt, wie bereits erläutert.

Während der vertikalen Intervalle wird das Signal des Flipflop 30 benutzt, um den monostabilen Schaltkreis 72 und auch den monostabilen Schaltkreis 100 zu unterdrücken. Infolgedessen gibt es keine zufällig Drehung von Zeilen während des vertikalen Intervalls und keine Übertragungsbefehlsimpulse werden hinzugefügt.

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

Die Synchronisierung des ROM-Adressenzählers am Empfänger wird

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durch Erkennung des binären Synchronisationskodes und durch Verwendung dieses Kodes zur Festsetzung des Beginns der Zählung des ROM-Adressenzählers 74' erreicht. Das Eingangsvideodignal wird einer Schwellwerteinrichtung 102¹ zugeführt, die einen binären Ausgang liefert, der den Kodesynchronisationsdaten auf Eingangszeile 17 entspricht. Diese Zeile wird vom Detektor 16¹ erkannt, der das UND-Verknüpfungsglied 96' öffnet und den Takt dem Teiler 88' zuführt, der wiederum die Daten seriell in das Schieberegister 90 hineinsteuert. Wenn der Ausgangsimpuls von dem monostabilen Schaltkreis 94' endet, wird der auf die Hinterflanke reagierende monostabile Schaltkreis 104' ausgelöst, woraufhin dieser einen Impulseingang zum UND-Verknüpfungsglied 106' liefert. Dies öffnet das UND-Verknüpfungsglied 106¹, so daß der nächste Η-Impuls, der dem Beginn der Zeile 18 entspricht, eintrifft und ein Ausgangsimpuls geliefert wird, der den ROM-Zähler 74' voreinstellt. Der Dateneingang zum ROM-Zähler wird durch den Parallelausgang des Schieberegisters 90' geliefert, der die von dem übertragenen Signal gelieferten Kodesynchrondaten enthält.

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

Der Detektor 98, der monostabile Schaltkreis 100 und der Addierer 48 der Fig. 4 werden im Empfänger nicht benötigt und sind infolgedessen in Fig. 5 nicht enthalten.

Paterifarisprü ehe:

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Claims

a t e η t a' η s ρ r ü c h e ;

Sicheres Fernsehübertragungssystem, bei dem ein herkömmliches Fernsehbild für sichere übertragung verschlüsselt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das System Einrichtungen (13) enthält, die am Ursprungsort für das Fernsehbild angeordnet sind und zumindest zwei Segmente des Videoteils auf jeder Zeile des Fernsehbildes zyklisch hinsichtlich der Zeit verschieben, wobei die Größe der Segmente zufällig ausgewählt wird, um ein verschlüsseltes Bild zu erzeugen, und durch Empfangs- und Dekodiereinrichtungen (17), die am Empfangspunkt angeordnet sind und das verschlüsselte Bild empfangen und zur Wiederherstellung des Fernsehbildes zu im wesentlichen dem ursprünglichen Zustand die zumindest zwei Segmente des Videoteils auf jeder Zeile hinsichtlich der Zeit zyklisch verschieben.

Fernsehübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrichtungen (13) für die zyklische Verschiebung des Videoteils des Fernsehsignals Einrichtungen (34) enthalten, die das Fernsehsignal abtasten und mehrere Digitalzahlen erzeugen, die die momentane Amplitude des Signals anzeigen; weiterhin Einrichtungen (38, 40) zum Speichern der Digitalzahl in einem Speicher; und Einrichtungen (42) zum Auslesen der Digitalzahl· aus dem Digitalspeicher in einer Reihenfolge, die die zyklische Verschiebung ergibt.

Fernsehübertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das System Digitalanalogumsetzereinrichtungen (44) aufweist, um die Digitalzahl in ein Analogsignal umzusetzen, um ein analoges, zyklisch verschobenes Fernsehsignal erzeugen.

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4. Fernsehübertragungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das System Einrichtungen (48) aufweist, um zu dem Fernsehsignal einen Kode hinzuzufügen, der es den Entschlüsselungseinrichtungen ermöglicht, den Wert festzustellen, um den jede Zeile des Signals gedreht wurde.

5» Fernsehübertragungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kode aus einer seriell übertragenen Digitalzahl besteht.

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