Brevet FR2539938A1 — publié le 19840727

PROCEDE DE PROTECTION DU VIDEOSIGNAL D'UNE EMISSION DE TELEVISION NOTAMMENT A PEAGE ET DISPOSITIF METTANT UN OEUVRE UN TEL PROCEDE La présente invention concerne un procédé de protection du vidéosignal d'une émission de télévision notamment à péage. Elle concerne aussi un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. II apparaît de nos jours un marché de programmes de télévision dont la réception n'est possible que par un public remplissant certaines conditions comme l'acquisition d'un droit de péage ou l'appartenance à une corporation donnée, etc. Il est alors nécessaire de brouiller l'image transmise pour que seul le public remplissant les conditions prévues de réception puisse disposer d'une image de bonne qualité. L'émission doit être indéchiffrable pour tout autre public. De nombreux dispositifs de brouillage ont été expérimentés depuis quelques années. Mais ils présentent l'inconvénient d'être coûteux pour être difficiles à déchiffrer. La présente invention apporte remède à cet inconvénient majeur de l'art antérieur. En effet elle concerne un procédé de protection du signal vidéo d'une émission de télévision notamment à péage. L'invention est caractérisée en ce que le codage, ou le brouillage de l'émission est réalisé sur la seule partie basse fréquence du vidéosignal. II est aussi moins coûteux de coder une bande étroite de fréquences, que toute la bande comme dans l'art antérieur. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description et des figures qui sont: - La figure 1 :une représentation du spectre du vidéo signal, -La figure 2 : quatre diagrammes de signaux de lignes selon l'invention, - La figure 3: un schéma d'un dispositif émetteur mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, - La figure 4 : un schéma d'un dispositif récepteur mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. Le vidéosignal de télévision en couleurs comporte principalement un signal de luminance et un signal de chrominance. Le signal de chrominance est un signal haute fréquence à bande relativement étroite. Par contre le signal de luminance est un signal iarge bande qui recouvre partiellement le spectre du signal de chrominance. Les brouillages et les codages proposés dans l'art antérieur portant sur le vidéosignal entier, dans toute sa bande de fréquence, ne peuvent fournir un procédé convenable de protection des émissions de télévision à péage convenables pour les marchés grand public. En effet ceux- réclament des coûts de fabrication les plus faibles possibles. Or la largeur de bande du vidéosignal oblige à utiliser un échantillonage à environ 20 MHz avec huit éléments binaires pour effectuer la conversion numérique.Les convertisseurs analogiques numériques de vidéosignal sont coûteux et nécessitent un certain nombre de circuits de mise en oeuvre. La présente invention a l'avantage de montrer que le codage peut ne porter que sur la partie basse fréquence du spectre du vidéosignal. Son brouillage permet, ainsi que le montrent les réalisations obtenues, une protection efficace de l'émission de télévision. A la figure 1 on a représenté le spectre S des signaux de télévision. Un tel spectre comporte une première enveloppe 2 qui représente l'enveloppe du signal de luminance et une seconde enveloppe 3 qui contient le spectre du signal de chrominance. En se limitant à une sélection basse fréquence I du signal de luminance on va obtenir un codage suffisant pour protéger l'émission de télévision. A la figure 2 a on a représenté un signal temporel représentant l'évolution du signal de luminance pendant le balayage d'une ligne. A l'origine 0 de ce signal on trouve l'impulsion de synchronisation puis le début A du signal de luminance. Dans l'exemple choisi, le signal de luminance croît linéairement du point A au point C. A la fin du balayage, on débute la ligne de balayage suivante par une impulsion de synchronisation. Dans une réalisation préférée du procédé selon I'invention, on utilise un codage du type dit à décalage circulaire de lignes Pour cela, on sélectionne un point de coupure B visible à la figure 2 a. Puis, on réalise une ligne de balayage codée idéale qui sera transmise sur le canal de transmission.Une telle ligne comporte deux parties DE,EF qui correspondent respectivement à la partie BC et à la partie AB de la ligne de balayage réelle idéale. Dans l'art antérieur, pour réaliser une telle circulation de la ligne, on réalise d'abord une numérisation des échantillons de la ligne réelle AC sur toute la bande de fréquence du signal. Puis on sélectionne le point de coupure B, et on enregistre l'ensemble des échantillons dans une mémoire numérique. La transmission est faite par la lecture de la ligne de balayage enregistrée d'abord à partir du point B jusqu'au point C puis ensuite du point A au point B. On obtient ainsi une ligne de balayage transmise de la forme de celle représentée à la figure 2 b. II faut noter que cette opération connue dans l'art antérieur est selon l'invention appliquée à la seule partie basse fréquence du signal de luminance. Dans un exemple de réalisation, on a limité la bande passante du signal à coder dans la bande passante de O à 500 KHz. Une telle définition permet de réaliser un échantillonnage à un MHz seulement. On peut alors utiliser des circuits à faible bande passante, et donc peut coûteux. En fait à cause de la limitation de la bande passante du vidéosignal et de la bande passante des circuits utilisés pour le brouillage, la forme de la ligne transmise vraie est représentée à la figure 2 c. A l'émission sur le canal de transmission, on émet simultanément par mélange la partie haute fréquence (s'étendant à partir de 500 KHz) et la partie basse fréquence (de 0 à 500 KHz) seule codée. La reconstitution se fait en sélectionnant la partie basse fréquence s'étendant de Q à 500 KHz du signal brouillé et en appliquant une lecture inverse de l'émission sur le canal de transmission. A la figure 2 d on a représenté une ligne de balayage reconstruite vraie. On note l'existance d'un creux qui se situe au niveau B du point de coupure réalisé sur la ligne de balayage réelle à l'émission. Ce creux correspond à la transition appliquée à la construction du codage par la discontinuité au point E du diagramme 2 b. Ce défaut peut être corrigé par un moyen connu. D'autres codages peuvent être utilisés, qui sont connus largement des réalisations de l'art antérieur. L'originalité de la présente invention est de faire porter ce codage ou ce brouillage sur la seule partie basse fréquence du signal de luminance. A la figure 3 on a représenté un dispositif de codage à l'émission selon l'invention. Un tel dispositif comporte notamment une entrée 10 du vidéosignal réel et une sortie 33 du vidéosignal brouillé protégé avant son émission sur le canal de transmission. Le dispositif selon l'invention comporte principalement un séparateur de voies 11, un ensemble - 18, destiné au codage ou au brouillage de la partie basse fréquence du signal de luminance et un mélangeur 13 de la partie haute fréquence du vidéosignal avec le signal basse fréquence de luminance brouillé. Il comporte aussi une ligne à retard 12 dont le retard est adapté au temps de codage du signal basse fréquence de luminance. Dans un exemple de réalisation, le séparateur de voies Il comporte un filtre passe-haut dont la sortie est connectée à la ligne à retard 12 et permet la sortie de la partie haute fréquence du vidéosignal. Il comporte aussi un filtre passe-bas 19 destiné à sélectionner dans le vidéosignal la partie basse fréquence du signal de luminance. Cette partie basse fréquence est transmise par la sortie 21 à un convertisseur analogique numérique 14 dont le bus 23 de sortie est connecté à une mémoire 15 à lecture-écriture. Un pilote 18 commande les opérations de convertion du convertisseur analogique numérique 14 et d'enregistrement de la mémoire 15. A la fin de l'enregistrement de la ligne de balayage réelle, le pilote 18 bloque la fonction d'écriture de la mémoire 15 et valide l'opération de lecture, Le bus des adresses de la mémoire 15 est activé par un générateur d'adresses 17. Le générateur d'adresses 17 reçoit du pilote 18 par un bus 28 l'adresse du point de coupure désiré. Puis il émet une séquence d'adresses croissantes qui commence à partir du point de coupure jusqu'au bout de la ligne enregistrée puis poursuit du début de la ligne enregistrée jusqu'à l'échantillon précédent le point de coupure. Sur la sortie 24 la ligne de balayage transmise est encore sous forme numérique. Le pilote 18 commande un convertisseur 16 numérique analogique qui convertit le contenu de la mémoire en un signal analogique de balayage correspondant à la partie basse fréquence du signal de luminance qui est ici codé.Sa sortie 25 est transmise à un filtre antirepliement 31 puis au mélangeur 13. Le mélangeur 13 comprend, dans un exemple de réalisation, et un additionneur connecté respectivement à la sortie de la ligne à retard 12 et à la sortie du filtre 31. La sortie de l'additionneur 32 est connectée à la sortie 33 du dispositif selon l'invention. A la figure 4 on a représenté un dispositif de réception selon l'invention. Un tel dispositif permet, quand il est activé par un moyen d'autorisation de réception, à un particulier de recevoir l'émission de télévision payante. Un tel dispositif de réception comporte une entrée 50 du vidéosignal brouillé et une sortie 54 du vidéosignal transmis prêt à être utilisé par le récepteur de télévision couleurs. Il correspond principalement un séparateur de voies 51, un dispositif 55 - 60 de décodage de la partie basse fréquence du signal de luminance et un mélangeur 53. Il comporte aussi une ligne à retard 52 dont le retard appliqué à la partie haute fréquence du vidéo signal est égal au temps de décodage du dispositif 55 - 60.Le séparateur de voies 51 comporte un filtre passe-haut 63 qui sélectionne la partie haute fréquence du vidéosignal qui n'a pas été affecté par le codage à circulation de lignes. Il comporte aussi un filtre passe-bas 62 qui sélectionne cette partie codée. Cette partie basse fréquence est fournie à un convertisseur analogique numérique 55 dont le bus de sortie est transmis à une mémoire 56 à lecture-écriture qui est commandé par un pilote 60 de manière à enregistrer les échantillons sélectionnés de la partie basse fréquence du signal de luminance codé. Quand la mémoire 56 a enregistré une ligne complète de balayage, le pilote 60 qui est asservi par un moyen 61 commande le générateur d'adresses 59 pour qu'il fournisse au bus d'adresse 66 la liste des adresses à lire de façon à reconstruire une ligne de balayage vraie.Cette liste comporte d'abord les adresses suçcessives des échantillons du début jusqu'à la coupure de la ligne réelle, puis celles de la coupure à la fin de la ligne de balayage. Cette suite d'échantillons reconstruisant la ligne de balayage vraie est fournie à un dispositif de correction 57 du défaut décrit à la figure 2 d. A la sortie de ce dispositif on dispose d'un convertisseur numérique analogique 58 qui fourni le décodage du signal basse fréquence de luminance à un filtre antirepliement 67 puis au mélangeur 53. Le mélangeur 53 comporte un additionneur 68 de la partie haute fréquence du vidéosignal fourni par la sortie de la ligne à retard 52 d'une part et de la partie basse fréquence décodée du signal de luminance fourni par la sortie du filtre passe-bas 67.La sortie de l'additionneur 68 est connecté à la sortie 54 du dispositif de décodage selon l'invention. Pour la synchronisation du récepteur sur l'émetteur, les pilotes 18 et 60 comportent chacun le même générateur de mots pseudo aléatoires. Le pilote 60 est dit asservi car il reçoit du pilote 18 le mot de chargement qui initialise les séquences communes des deux générateurs de mots pseudo aléatoires. La transmission de ce mot de chargement peut être assurée pendant les périodes de synchronisation de lignes de balayage. D'autre part, la séquence décrite de lecture-écriture ne tient pas compte de la vitesse de travail du pilote et de la mémoire. En fait, dès la seconde ligne de balayage, le travail est entrelacé, chaque mémoire étant lue sur la ligne en cours de codage (ou de décodage) puis inscrite à une adresse convenable sur la ligne suivante. Le retard fourni à la voie haute fréquence est réalisé préférentiellement sur l'émetteur seul. Les retards du codage et de décodage sont cumulés à l'émission, ce qui simplifie le récepteur qui, lui, est vendu au public. On reporte donc la complexité sur l'émetteur qui est unique. REVENDICATIONS 1. Procédé de protection du vidéosignal d'une émission de télévision notamment à péage, caractérisé en ce qu'on sélectionne une partie basse fréquence du signal et qu'on applique un codage à cette seule partie. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la borne haute de la bande basse fréquence sélectionnée est au plus égale à I MHz. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le codage réalisé est du type à décalage circulaire de ligne. 4. Dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'émetteur ou le récepteur comporte un séparateur(ll- 51) du vidéosignal en une bande basse fréquence et une bande haute fréquence, un circuit de codage (14 - 18 ou 55 - 60) placé sur la voie basse fréquence et un mélangeur (13 ou 53). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la voie haute fréquence comporte une ligne à retard (12 ou 52) dont le retard est égal au temps de codage et/ou de décodage, effectué sur la voie basse fréquence. 6. Dispositif selon le revendication 4, caractérisé en ce que le codage étant numérique à décalage par circulation de ligne, chaque circuit de codage comporte successivement un convertisseur analogique/numérique (14 ou 55), une mémoire ( 15 ou 56) à écriture-lecture, un convertisseur numérique/analogique (16 ou 68) et un générateur d'adresses (17 ou 59) commandés par un pilote (18 ou 60). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le pilote (18) fournit, par un générateur pseudo-aléatoire, L'adresse d'un point de coupure pour chaque ligne ou chaque groupe de lignes de balayage, la mémoire (15) étant initialement chargée par N échantillons d'une ligne de balayage réelle, le circuit de codage transmettant une ligne de balayage à composante basse fréquence de la luminance codée par décalage circulaire, la mémoire (56) stockant, par un récepteur autorisé, la composante basse fréquence de la luminance de la dite ligne codée qui est alors lue dans l'ordre de la ligne réelle. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit de codage (57) de correction des défauts dOs au codage. 9. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le retard dû au codage est composé par une ligne à retard (31) sur la voie haute fréquence à l'émission et celui dû au décodage, par une ligne à retard (67) sur la voie haute fréquence à la réception. 10. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les retards dûs au codage ou au décodage sont cumulés et composés par une unique ligne à retard placée sur la voie haute fréquence d'émission.