Brevet FR2533099A1 — publié le 19840316

PROCEDE DE BROUILLAGE D'IMAGES DE TELEVISION ET DISPOSITIF DE DECHIFFRAGE D'IMAGES AINSI BROUILLEES La présente invention concerne un nouveau procédé de brouillage d'imagesde télévision dans le cas o les signaux vidéo de chaque ligne de balayage composant ces images sont transmis par multiplexage temporel des composantes analogiques de chrominance et de luminance Elle concerne également un dispositif de déchiffrage d'images de télévision brouillées selon ce procédé. La demande de brevet français no 78 21 888 déposée le 20 juillet 1978 au nom de l'Etablissement Public de Diffusion dit "Télédiffusion de France" et publiée le 15 février 1980 sous le N O 2 431 809 décrit un procédé de brouillage d'images de télévision dans lequel, comme le montrent les figures 1 et 2 de ladite - demande, chaque signal d'image d'une ligne du balayage est, à l'émission, coupé en un point quelconque (dont la position est par exemple déduite d'un mot de N bits fourni par un générateur de séquences numériques pseudoaléatoires) puis subit une permutation circulaire des deux fragments de ligne utiles ainsi formés A la réception, la permutation circulaire inverse est effectuée afin de restituer en clair l'image ainsi brouillée. Ce procédé, déjà appliqué aux systèmes de transmission PAL et SECAM, pourrait l'être à d'autres types de transmission, et notamment au système de multiplexage temporel de composantes ana- logiques (dit M A C d'après l'expression anglaise équivalente "Multiplexed Analogue Components") proposé dans le rapport 116/81 - UDC 621 396 946 "Direct television broadcasts by satellite desirability of a new transmission standard" par K Lucas et M D. Windram, Independant Broadcasting Authority (IBA), Crawley Court, Winchester, Hants, 5021 2 QA, ou également, plus récemment, dans l'article "Television systems for D B S" paru dans la revue "The Radio and Electronic Engineer", Vol 52, no 7, juillet 1982, p 311 et suivantes Ce système M A C assure la transmission successive, pour chaque ligne de balayage, des composantes chrominance et lumi- nance, séparées par une courte période de référence (dite de clam- ping) au niveau du noir; un exemple de signal M A C est représen- té sur la figure 5 du rapport cité Malheureusement, l'application ainsi envisagée conduit à un système de brouillage insuffisamment difficile à décrypter, lorsqu'on ne connaît pas la clé, en raison de la présence de ladite période de référence qu'il est assez aisé de repérer dans les signaux chiffrés. Le but de l'invention est de remédier à ce défaut et de proposer un procédé de brouillage applicable de façon vraiment efficace aux signaux M A C, ainsi qu'un dispositif de déchiffrage d'images de télévision brouillées à l'aide de ce procédé. L'invention concerne à cet effet un procédé de brouil- lage d'images de télévision pour lesquelles les signaux vidéo de chaque ligne de balayage sont du type dit M A C, c'est-à-dire à multiplexage temporel des composantes analogiques de chrominance et de luminance, caractérisé en ce qu'à l'émission lesdites composan- tes sont, sur chaque ligne, l'une puis l'autre, chacune fraction- nées en deux signaux consécutifs C et D d'une part et F et G d'au- tre part, dont le premier, C ou F, est alors retardé de la durée du second et le second, D ou G, avancé de la durée du premier, les périodes de référence B et E qui précèdent respectivement ces com- posantes étant exemptées de ce traitement, les positions des points de fractionnement étant déduites de séquences numériques pseudo- aléatoires, et ledit traitement étant destiné à être appliqué en sens inverse à la réception pour la restitution simultanée des si- gnaux de luminance Y et de différence de couleur U et V. Les particularités de cette invention, ainsi définies, vont apparaître de façon plus précise dans la description qui suit et dans les dessins annexés, donnés à titre d'exemple et dans les- quels: les figures la et lb représentent respectivement, pour une ligne de balayage, un exemple de signal vidéo de type M A C, non brouillé, et ce même signal mais brouillé conformément au pro- cédé selon l'invention; la figure 2 montre un exemple de réalisation d'un dis- positif de déchiffrage de signaux vidéo ainsi brouillés. Le procédé de transmission de signaux M A C prévoit, pour chaque ligne de balayage, comme le montre par exemple la fi- gure 5 déjà citée du rapport IBA, la transmission successive d'un mot de synchronisation ligne, d'une période de référence au niveau zéro de chrominance, du signal de chrominance, d'une période de référence au niveau du noir, et du signal de luminance Les avan- tages d'une telle structure de signal apparaissent en page 8, co- lonne 2, du rapport, et ne seront pas repris ici, le principal d'entre eux étant cependant le caractère successif de la transmis- sion qui entraîne la disparition de l'enchevêtrement des spectres de chrominance et de luminance; cette imbrication nécessitait en effet des traitements bien connus mais relativement complexes pour la reconstitution de l'image à la réception. Le procédé de brouillage selon l'invention 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 évidence sur la figure 1, o la figure la montre le signal vidéo de type M A C, non brouillé, pour une ligne de balayage, et la figure lb ce même signal mais brouil-, lé: par rapport au signal non brouillé composé du mot de synchro- nisation A, des périodes de référence B et E, du signal de chromi- nance CD et du signal de luminance FG (ces deux derniers signaux étant représentés avec des formes quelconques, bien distinctes pour la compréhension du traitement effectué), le signal brouillé est donc transmis selon la séquence ABDCEGF, qui n'affecte pas les pé- riodes de référence Le traitement à la réception consiste alors à assurer le rétablissement des séquences BCD et EFG, pour la recons- titution en clair des composantes de chrominance et de luminance de la ligne de balayage considérée. Cette reconstitution est possible à l'aide du dispositif de déchiffrage représenté sur la figure 2 et qui comprend les éléments essentiels d'un décodeur classique numérique de signaux vidéo de type M A C auxquels sont associés, selon l'invention, une modification du compteur d'adressage écriture des mémoires, un générateur de séquences numériques pseudoaléatoires et, pour la commande de ce dernier, un circuit de contrôle d'accès Plus précisément, ce dispositif de déchiffrage est composé des éléments suivants: ( 1) des circuits d'entrée (a) un convertisseur analogique-numérique 100 qui reçoit les signaux M A C brouillés; (b) un commutateur 10 à trois sorties ( 2) des circuits de traitement de la composante de luminance: (c) un ensemble de trois voies en parallèle 110, , 130, qui relient les trois sorties de ce commutateur 10 aux trois entrées d'un commutateur 20, les première et deuxième voies 110 et 120 comprenant respectivement une première et une deuxième mémoire Y 1 et Y 2 de stockage de la composante de luminance, adressées alternativement 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 numérique-analogique qui reçoit la sortie du commutateur 20 et délivre le signal de luminance couramment appelé Y; - ( 3) des circuits de traitement de la composante de chrominance (e) un ensemble de deux voies en parallèle 210 et 220 qui, par l'intermédiaire d'une troisième et d'une quatrième mémoire C et C 2 de stockage de la composante de chrominance 1 2 adressées alternativement 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 com- mutateur 70 dont l'autre entrée reçoit la sortie de ladite ligne à retard (f) des deuxième et troisième convertisseurs numéri- ques-analogiques 240 et 250 qui reçoivent la sortie des commuta- teurs 60 et 70 respectivement et délivrent les signaux de dif- férence de couleur couramment appelés U et V; ( 4) des circuits de commande de déchiffrage (g) un compteur 330 des lignes à l'intérieur de chaque trame; (h) un générateur de séquences numériques pseudo- aléatoires 400 synchronisé par l'intermédiaire du compteur de lignes 330; (i) un circuit de contrôle d'accès 410 qui fournit au générateur de séquences pseudoaléatoires un mot de départ constituant la clé de chiffrage. Le fonctionnement du dispositif de déchiffrage ainsi composé est le suivant Le générateur de séquences pseudoaléatoires 400, qui est synchronisé par le compteur 330 et qui reçoit du cir- cuit de contrôle d'accès 410 la clé déchiffrée par celui-ci dès la réception des signaux M A C brouillés, génère un mot numérique aléatoire dont on déduit les deux abscisses xi et x 2 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 période de référence B en début de mémoire, puis la fraction D, en commençant à l'adresse de itabs- cisse x 1, et-la fraction C entre B et D; cette écriture est ef- fectuée successivement dans la mémoire Ci ou la mémoire C 2 sui- vant 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 po- sition d'un commutateur 80. L'écriture de la composante de chrominance étant ache- vée, on écrit de même, successivement dans la mémoire Y 1 ou la mémoire Y 2 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 d'un commutateur 30, la période de référence E en début de mémoire, puis la fraction G en commen- çant à l'adresse de l'abscisse x 2, et la fraction F entre E et G. 2533 099 Enfin, pour restituer les signaux luminance et chromi- nance, on relit simultanément dans l'ordre croissant des adresses les mémoires Y 1 et C 1, ou Y 2 et C 2, 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 FG 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 inférieure 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 C 1 et C 2 alternativement par l'intermédiaire d'un commutateur 90, et le -compteur 310 les mémoires Y 1 et Y 2 alternativement par l'inter- médiaire d'un 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 2. La présence de la ligne à retard numérique 230 n'est pas liée au déchiffrage lui-même; cette ligne à retard est prévue pour permettre la restitution simultanée, en sortie des convertisseurs numériquesanalogiques 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 C et C Comme dans la demande de brevet citée, et dans le but d'éliminer les défauts qui peuvent résulter du fractionnement des composantes de chrominance et de luminance, on aura intérêt à répé- ter à la fin des fractions C et F une courte partie du début des fractions D et G respectivement Pour que la durée du signal trans- mis reste inchangée, il faudra alors supprimer t la fin des signaux D et G deux parties de signal de durées égales respectivement à celles des parties répétées. REVENDICATIONS 1 Procédé de brouillage d'images de télévision pour les- quelles les signaux vidéo de chaque ligne de balayage sont du type dit M A C, c'est-à-dire à multiplexage temporel des composantes analogiques de chrominance et de luminance, caractérisé en ce qu'à l'émission lesdites composantes sont, sur chaque ligne, l'une puis l'autre, chacune fractionnées en deux signaux consécutifs C et D d'une part et F et G d'autre part, dont le premier C ou F est alors retardé de la durée du second et le second D ou G avancé de la du- rée du premier, les périodes de référence B et E qui précèdent res- pectivement ces composantes étant exemptées de ce traitement, les positions des points de fractionnement étant déduites de séquences numériques pseudoaléatoires, et ledit traitement étant destiné à être appliqué en sens inverse à la réception pour la restitution simultanée des signaux de luminance Y et de différence de couleur U et V. 2 Dispositif de déchiffrage d'images de télévision brouil- lées selon le procédé de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est composé des éléments suivants: ( 1) des circuits d'entrée comprenant euxmêmes (a) un convertisseur analogique-numérique-qui reçoit en entrée les signaux M A C brouillés (b) un premier commutateur à trois sorties ( 2) des circuits de traitement de la composante de luminance, comprenant (c) un ensemble de trois voies en parallèle qui re- lient les trois sorties du premier commutateur aux trois entrées d'un second commutateur, les première et deuxième voies comprenant respectivement une première et une deuxième mémoire de stockage de la composante de luminance adressées alternativement par un compteur d'écriture et un premier compteur de lecture, alors que la troisième voie est une voie directe (d) un premier convertisseur numérique-analogique qui reçoit la sortie du deuxième commutateur et délivre le signal de luminance Y; ( 3) des circuits de traitement de la composante de chrominance, comprenant: (e) un ensemble de deux voies en parallèle et qui, par l'intermédiaire d'une troisième et d'une quatrième mémoire de stockage de la composante de chrominance adressées alternativement par le compteur d'écriture et un deuxième compteur de lecture, sont reliées respectivement aux deux entrées d'un commutateur dit cin- quième, la sortie de ce cinquième commutateur étant reliée d'une part à l'entrée d'une ligne à retard numérique, commandée par le deuxième compteur de lecture pour retarder de la durée d'une ligne la composante de chrominance, et d'autre part à la première entrée respectivement d'un sixième commutateur et d'un septième com- mutateur dont l'autre entrée reçoit la sortie de ladite ligne à retard; (f) des deuxième et troisième convertisseurs numé- riques-analogiques qui reçoivent la sortie des sixième et septième commutateurs respectivement et délivrent les signaux de différence de couleur U et V ( 4) des circuits de commande de déchiffrage, compre- nant (g) un compteur des lignes à l'intérieur de chaque trame (h) un générateur de séquences numériques pseudoaléatoires synchronisé par l'intermédiaire de ce compteur de lignes (i) un circuit de contrôle d'accès qui fournit au générateur de séquences pseudoaléatoires un mot de départ consti- tuant la clé de chiffrage, et caractérisé en ce que le compteur d'écriture est prévu pour adresser les mémoires en fonction des abscisses des points de fractionnement des composantes de chrominance et de luminance, ces abscisses étant déduites des séquences numériques pseudoaléatoires fournies par ledit générateur.