Brevet FR2549332A1 — publié le 19850118

La présente invention se rapporte à un procédé et un dispositif pour empêcher l'enregistrement non autorisé d'un signal vidéo de télévision comportant de manière bien connue, dans chaque intervalle de retour horizontal, une impulsion de synchronisation ligne encadrée par des paliers dont une partie au moins a une amplitude correspondant sensiblement au niveau de noir du signal vidéo. Avec le développement des appareils d'enregistrement de signal vidéo, se pose de plus en plus le problème de la protection de programmes de télévision ou films, souvent coûteux à réaliser, dont il peut être souhaitable d'interdire la copie non autorisée tout en permettant l'utilisation des signaux reçus par un récepteur de télévision classique, sans dispositif particulier de décodage. Par ailleurs, on assiste au développement de réseaux de télédiffusion commerciaux, par voie hertzienne ou par câbles, dans lesquels les émissions ne peuvent être reçues que par certains abonnés spécialement équipés. Pour cela, on connaît déjà des systèmes de brouillage a l'émission et de débrouillage à la réception. Ces systemes permettent la reconstitution du signal vidéo de télévision normal seulement par les récepteurs équipés d'un circuit de décodage adapté. Ceci limite l'utilisation directe des signaux émis aux abonnés autorisés. Cependant, dans de nombreux cas, il peut être nécessaire, pour sauvegarder les intérets des auteurs de programmes ou de films, d'empecher l'enregistrement des signaux débrouillés et la diffusion non contrôlée sous forme de copies qui en résulterait. La présente invention a donc pour objet un procédé et un dispositif pour empêcher l'enregistrement non autorisé d' un signal vidéo de télévision par une modification dudit signal telle qu'elle permette la reproduction directe d'une image satisfaisante par un récepteur de télévision, mais n' autorise pas l'obtention d'une image correcte lorsque ce signal est enregistré puis relu. Un autre objet de l'invention est l'adaptation de tels procédés et dispositifs à un système de télévision à accès contrôlé par brouillage des signaux de télévision émis, en mettant à profit certains éléments de circuit déjà présents dans un tel système. L'invention est basée sur le fait que les appareils d'enregistrement de signaux vidéo de télévision sont prévus avec un circuit de commande automatique de gain à l'enregistrement, qui, par comparaison d'un niveau de référence pendant l'intervalle de retour horizontal, et plus précisément pendant les paliers de suppression, avec le niveau du fond de l'impulsion de synchronisation ligne, détermine l'amplification optimale que doit subir le signal vidéo à enregistrer.Pour empêcher l'enregistrement non autorisé, on prévoit donc de superposer audit niveau de référence un niveau de tension variant aléatoirement, ce qui interdit au circuit de commande automatique de gain de se régler correctement et,par conséquent, se traduit par un signal vidéo enregistré ayant une atténuation importante et variant aléatoirement, d'où une restitution d'image non satisfaisante. Selon l'invention, il est donc prévu un procédé du type mentionné au début, caractérisé en ce qu'il consiste à élaborer un niveau de tension variant aléatoirement dans le temps et à superposer ledit niveau de tension à au moins une portion des parties de palier au niveau de noir. Selon une autre caractéristique de l'invention, on prévoit un dispositif pour empecher l'enregistrement non autorisé d'un signal vidéo de télévision dans un système de télévision à accès contrôlé dans lequel, à 1 1émission, le signal vidéo de télévision est brouillé de manière aléatoire, par permutation d'au moins deux parties de chaque ligne commandée à partir d'un générateur de séquence numérique pseudo-aléatoire, et est débrouillé à la réception par un circuit de décodage qui comporte un convertisseur analogique-numérique recevant le signal vidéo brouillé, des moyens de traitement numérique incluant un générateur de séquence numérique pseudo-aléatoire pour débrouiller le signal vidéo et un convertisseur numérique-analogique pour restituer le signal vidéo analogique débrouillé.Selon cette caractéristique de l'invention, le dispositif comprend un circuit de conversion de code recevant les séquences fournies par le générateur de séquence numérique pseudo-aléatoire du circuit de décodage et fournissant sous forme numérique ledit niveau de tension variant aléatoirement, un circuit multiplexeur à deux entrées, dont la sortie est reliée à l'entrée du convertisseur numérique-analogique et dont les entrées reçoivent respectivement le signal vidéo numérique traité dans ledit circuit de décodage et le niveau de tension fourni par le circuit de conversion de code, et une logique de commande pour élaborer les signaux de commande du circuit de conversion de code et du circuit multiplexeur à partir des signaux de synchronisation ligne et trame. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints où - la figure 1 représente le schéma général connu d'un circuit de décodage pour un système de télévision à accès contrôlé; - la figure 2 montre des diagrammes de signaux explicatifs de l'invention; - la figure 3 est un schéma du dispositif selon l'invention ; et - la figure 4 montre un schéma plus détaillé dcun élément du dispositif de la figure 3. L'invention va être décrite, sans que cela soit en rien limitatif, dans le cadre d'un système de télévision à accès contrôlé connu, utilisant à chaque ligne une permutation entre deux parties de la ligne délimitées de manière aléatoire. Ce choix a été fait pour la commodité de la description et parce que l'invention s'incorpore de manière particulièrement avantageuse dans un système de ce type. Un tel système est décrit, par exemple,dans la demande de brevet français nO 76 24304 (2 320 676) déposée le 9 août 1976 par la société Westinghouse Electric Corporation et dans le brevet français nO 78 21888 (2 431 809) déposé le 20 juillet 1978 par l'Etablissement Public de Diffusion dit "Télédiffusion de France", Louineau André et Babonneau Gérard. Dans ce système, on permute à l'émission deux parties de chaque ligne, la séparation en deux parties à chaque ligne étant déterminée à l'aide d'un générateur de séquence numérique pseudo-aléatoire. A la réception, on effectue le traitement inverse pour rétablir l'ordre des parties de ligne. Sur la figure 1, est représenté un schéma d'un circuit de décodage à la réception utilisant un traitement numérique du signal. Le signal vidéo composite reçu par les circuits classiques d'un récepteur de télévision est appliqué à un convertisseur analogique-numérique 10. Celui-ci fournit ses signaux alternativement à une des deux mémoires 12 et 13 par l'intermédiaire d'un commutateur 11 commandé à la fréquence de ligne. Les échantillons numériques successifs d'une ligne sont donc stockés cycliquement dans une mémoire, par exemple 12, cependant que les échantillons de la ligne précédente sont lus, avec remise dans l'ordre normal, dans l'autre mémoire, par exemple 13. Les échantillons lus sont envoyés par un commutateur 14, commandé en synehronisme avec le commutateur 11, à un convertisseur numérique-analogique 15 suivi d'un filtre de lissage 16 qui restitue sur la sortie vidéo un signal vidéo analogique débrouillé.Par ailleurs, un circuit séparateur de synchronisation 17 extrait, du signal vidéo reçu, les signaux de synchronisation ligne et trame nécessaires au fonctionnement d'un générateur de séquence numérique pseudo-aléatoire 20 réinitialisé à chaque trame. Les signaux de synchronisation ligne sont envoyés aussi à une horloge 18 fournissant en particulier les signaux d'horloge H nécessaires aux convertisseurs 10 et 15. Cette horloge peut être verrouillée en phase sur la salve à la fréquence de sous-porteuse couleur dans le cas d'un signal de télévision en couleurs ou sur les impulsions de synchronisation ligne dans le cas d'un signal noir et blanc. Les séquences fournies par le générateur 20 sont envoyées à une logique de commande d'adressage 19 qui fournit aux mémoires 12 et 13 les adresses successives nécessaires pour l'écriture cyclique et la lecture avec réorganisation. Comme il est connu par le brevet français nO 78 21888 déjà cité, on peut conserver un schéma par blocs pratiquement identique en remplaçant les mémoires 12 et i3 par des circuits à retard numériques ou analogiques selon que les circuits 10 et 15 sont des convertisseurs en numérique ou que le circuit 10 est un échantillonneur. Dans ces cas, la logique 19 est une simple logique de commande de la mise en boucle des circuits à retard pour rétablir l'ordre des échantillons. Le diagramme a) de la figure 2 représente un signal vidéo classique du type noir et blanc pour simplifier la description (on a donc omis la sous-porteuse couleur). Ce signal comprend, de façon connue, des signaux de lignes d'image L et des intervalles de retour horizontal séparant ces lignes. Pendant ces intervalles de retour, sont transmises des impulsions de synchronisation de ligne SL dont le fond est au niveau de synchronisation. Ces impulsions sont encadrées par des paliers P5 qui sont à un niveau de suppression très sensiblement égal au-niveau de noir. Comme on l'a mentionné dans l'introduction, les appareils d'enregistrement de signaux vidéo de télévision utilisent en général le niveau de suppression des paliers pour servir de niveau de référence à leurs circuits de commande automatique de gain. Le palier utilisé est le plus souvent celui qui suit l'impulsion de synchronisation SL. Selon l'invention et comme cela est représenté en b) de la figure 2, on superpose à chaque palier P5 un niveau de tension PV variant aléatoirement dans le temps.Un signal vidéo ainsi modifié ne peut plus être enregistré correctement car un appareil d'enregistrement, considérant le niveau PV comme le niveau de suppression, atténuera fortement le signal enregistré et ce,d'une manière variant aléatoirement dans le temps avec le niveau de tension PV. Cependant, un tel signal vidéo modifié est toujours utilisable sans modification par un récepteur de télévision normal pour restituer directement une image, un récepteur normal n'étant pas sensible aux variations du niveau du palier de suppression. On a représenté, pour la commodité du dessin, un niveau de tension PV variant d'une ligne à l'autre.Mais il est évident qu'une telle variation sera en général à une fréquence trop élevée pour que le circuit de commande automatique de gain d'un appareil d'enregistrement puisse suivre ces variations. Aussi, dans la pratique, on ne modifiera le niveau de tension PV que toutes les N lignes, N étant choisi pour être adapté à la bande passante habituelle des circuits de commande automatique de gain. Bien sûr, bien que l'on ait représenté un niveau de tension PV superposé à pratiquement tout le palier arrière, on peut facilement comprendre qu'il est nécessaire d'insérer ce niveau de tension seulement sur la partie de palier utilisée par les appareils d'enregistrement pour régler leur gain.Ainsi, si le signal vidéo est un signal de télévision en couleurs et si donc une partie du palier arrière est occupée par la sous-porteuse couleur ou une salve de celle-ci, on pourra n'insérer le niveau de tension PV qu'entre l'impulsion de synchronisation ligne et la sous-porteuse, si c1 est cette partie de palier de suppression qui est utilisée par les appareils d'enregistrement. La figure 3 représente le dispositif selon l'invention conforme au procédé exposé ci-dessus, qui peut être adjoint au circuit de décodage de la figure 1 pour interdire l'enregistrement non autorisé du signal vidéo débrouillé par le circuit de décodage. On n'a repris sur cette figure que les éléments de la figure 1, avec leurs numéros de référence, nécessaires à la compréhension. Le signal vidéo débrouillé, sous forme numérique, est fourni par le commutateur 14 à un circuit multiplexeur MUX à deux entrées dont l'autre entrée reçoit, sous forme numérique également, le niveau de tension P v variant aléatoirement. La sortie du multiplexeur MUX est envoyée au convertisseur numérique-analogique 15. Le niveau de tension PV est fourni par un circuit de conversion de code C0C qui reçoit les séquences fournies par le générateur de séquence numérique pseudo-aléatoire 20 du circuit de décodage. Le multiplexeur MUX et le circuit de conversion de code C0C sont commandés par des signaux fournis par une logique de commande LC recevant les signaux de synchronisation ligne et trame venant du séparateur de synchronisation 17. Le fonctionnement du dispositif découle facilement des principes décrits plus haut. Le générateur 20 fournit à chaque ligne un code, par exemple à dix éléments binaires, au circuit de décodage de la figure 1. Ce code est aussi envoyé au circuit de conversion de code COC. Celui-ci en déduit un niveau de tension sous forme numérique à p éléments binaires, p étant le nombre d'éléments binaires utilisés pour le codage numérique du signal vidéo dans le circuit de décodage. Cette conversion de code peut s'effectuer de diverses manières bien connues de l'homme de l'art. Par exemple, on peut conserver certains éléments binaires des codes fournis par le générateur de séquence numérique pseudo-aléatoire 20, par exemple les éléments binaires de plus fort poids, et compléter à p éléments binaires par des éléments binaires 0. Les codes ainsi élaborés à chaque ligne ne sont pas tous utilisés ; en effet, le niveau de tension codé présent à la sortie du circuit C0C n'est modifié que toutes les N lignes sous la commande de la logique de commande LC et prend alors la valeur élaborée à cet instant par le circuit COC.La logique de commande élabore également des impulsions de commande du multiplexeur MUX qui sont les impulsions de synchronisation ligne convenablement retardées et mises en forme pour que le multiplexeur MUX raccorde sa seconde entrée à sa sortie au moment correspondant au palier dont le niveau est à modifier dans le signal vidéo débrouillé. La réalisation de la logique de commande est donc évidente. On peut noter que si l'on ne veut pas que la séquence des niveaux de tension qui se reproduit périodiquement soit trop courte, on doit choisir N tel que le nombre de lignes par trame et le nombre N n'aient aucun diviseur commun. La figure 4 explicite une structure possible du circuit de conversion de code COC. Celui-ci comprend un circuit d'aiguillage 30 qui prélève certains éléments binaires parmi les dix éléments binaires BO à B9 composant chaque code fourni par le générateur de séquence numérique pseudo-aléatoire 20. Ces éléments binaires, dans l'ordre reçu ou dans un autre ordre, constituent avec des éléments binaires fixés à la valeur 0, tel Cp, les p éléments binaires CO à Cp-l donnant la valeur numérique d'un niveau de tension variant aléatoirement. Ces éléments binaires sont envoyés à p bascules 31 de type D commandées par la logique de commande. Celle-ci envoie comme signaux de commande des signaux d'horloge à la fréquence de ligne divisée par N. Ainsi, chaque impulsion d'horloge commande l'inscription dans les bascules du niveau qui est présent à leur entrée à cet instant. Ces bascules fournissent donc ce niveau numérique au multiplexeur MUX jusqu'à l'impulsion d'horloge suivante. Il est clair que, bien que l'invention ait été décrite dans le cadre d'un système de télévision à accès contrôlé dans lequel le circuit de décodage à la réception possède déjà un générateur de séquence numérique pseudo-aléatoire, elle s'applique également à tout système de télévision normal où le niveau de tension variant aléatoirement est ajouté à l'émission, l'émetteur comportant alors un dispositif selon 1 invention avec son propre générateur de séquence numérique pseudoaléatoire. Le procédé selon l'invention peut également être utilisé pour modifier le signal vidéo enregistré sur une bande mère et rendre sa reproduction très difficile. Dans le cas où les appareils d'enregistrement de signal vidéo utiliseraient d'autres types de niveau de réf é- rence que le niveau de suppression horizontal, on pourrait également modifier de tels niveaux par un niveau de tension variant aléatoirement, selon les principes de l'invention sans sortir du cadre de celle-ci. Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit n'est donc nullement limitatif de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour empêcher l'enregistrement non autorisé d'un signal vidéo de télévision comportant dans chaque intervalle de retour horizontal une impulsion de synchronisation ligne encadrée par des paliers dont une partie au moins a une amplitude correspondant sensiblement au niveau de noir du signal vidéo, caractérisé en ce qu'il consiste à élaborer un niveau de tension (Pv) variant aléatoirement dans le temps et à superposer ledit niveau de tension à au moins une portion des parties de palier (P5) au niveau de noir. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit niveau de tension (Pv) variant aléatoirement est superposé sur toutes les parties de palier (pis) au niveau de noir. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, pour un système de télévision à accès contrôlé dans lequel le signal vidéo de télévision est brouillé de manière aléatoire à l'émission et est débrouillé à la réception par un circuit de décodage utilisant un générateur de séquence numérique pseudo-aléatoire, synchronisé avec le générateur de séquence numérique pseudo-aléatoire utilisé à l'émission, caractérisé en ce que ledit niveau de tension (Pv) variant aléatoirement est élaboré à partir dudit générateur de séquence numérique pseudoaléatoire (20) du circuit de décodage. 4. Procédé selon la revendication 3, pour un système de télévision dans lequel le circuit de décodage effectue un traitement du signal vidéo sous forme numérique avant de reconvertir le signal vidéo traité en un signal vidéo analogique débrouillé, caractérisé en ce que ledit niveau de tension (Pv) variant aléatoirement est inséré sous forme numérique par multiplexage avec le signal vidéo traité, avant la reconversion sous forme analogique. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit niveau de tension (Pv) variant aléatoirement change de valeur à la fréquence de ligne. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit niveau de tension (Pv) variant aléatoirement change de valeur toutes les N lignes, N étant choisi pour être adapté à la bande passante des circuits de commande automatique de gain des appareils d'enregistrement de signaux vidéo. 7. Dispositif pour empêcher l'enregistrement non autorisé d'un signal vidéo de télévision dans un système de télévision à accès contrôlé dans lequel, à l'émission, le signal vidéo de télévision est brouillé de manière aléatoire, par permutation d'au moins deux parties de chaque ligne commandée à partir d'un générateur de séquence numérique pseudoaléatoire, et est débrouillé à la réception par un circuit de décodage qui comporte un convertisseur analogique-numérique recevant le signal vidéo brouillé, des moyens de traitement numérique incluant un générateur de séquence numérique pseudo-aléatoire pour débrouiller le signal vidéo et un convertisseur numérique-analogique pour restituer le signal vidéo analogique débrouillé, ledit dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé-en ce qutil comprend un circuit de conversion de code (COC), recevant les séquences fournies par le générateur de séquence numérique pseudo-aléatoire (20) du circuit de décodage (10 à 20) et fournissant sous forme numérique ledit niveau de tension (Pv) variant aléatoirement, un circuit multiplexeur (MUX) à deux entrées, dont la sortie est reliée à l'entrée du convertisseur numérique-analogique et dont les entrées reçoivent respectivement le signal vidéo numérique traité dans ledit circuit de décodage et ledit niveau de tension fourni par le circuit de conversion de code, et une logique de commande (LC) pour élaborer les signaux de commande du circuit de conversion de code (COC) et du circuit multiplexeur (MUX) à partir des signaux de synchronisation ligne et trame. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit circuit de conversion de code (COC) comprend un circuit de sélection d'éléments binaires (30), fournissant un mot de p éléments binaires (C0 à Cp-l) représentant la valeur numérique dudit niveau de tension (Pv) à partir d'au moins certains des éléments binaires (BO à B9) des codes fournis par le générateur de séquence numérique pseudoaléatoire (20), et une mémoire (31) enregistrant lesdits mots de p éléments binaires et les restituant sur l'entrée du circuit multiplexeur (MUX) sous la commande de la logique de commande (LC).