Brevet FR2701624A1 — publié le 19940819

DISPOSITIF D'ANTIBLOCAGE D'EMBROUILLEURS/DESEMBROUILLEURS DE TYPE AUTOSYNCHRONISANT POUR LA TRANSMISSION SERIE DE SIGNAUX VIDEO NUMERIQUES La présente invention concerne un dispositif d'antiblocage d'embrouilleursldésembrouilleurs utilisés pour la transmission série de signaux vidéo numériques et basés sur un générateur à séquences pseudoaléatoires et de type auto-synchronisant. Lors de la transmission série de signaux numériques, I'utilisation de codes particuliers peut rendre difficile la restitution de ces signaux dans les circuits de réception. II est connu par exemple que l'utilisation du code NRZ (Non Retour à Zéro) n'est pas adaptée à la transmission de données dans le fait, entre autres, que la répartition fréquentielle de l'énergie du signal transmis peut être maximale autour de la fréquence nulle. Ainsi certaines successions de symboles tels que, par exemple les composantes de luminance et de chrominance d'un signal vidéo peuvent créer des composantes basse fréquence de forte amplitude rendant difficile l'emploi de couplages capacitifs. On peut toutefois préférer ces codes du fait de la simplification des équipements de codage. En effet, la répartition fréquentielle de l'énergie du signal est connue dans le cas où les valeurs du signal numérique à des instants différents ne sont pas corrélées et montre que, dans ce cas, I'emploi d'un circuit de restitution simple des signaux est possible. Les signaux vidéo numériques ont pour particularité, entre autres, de correspondre à la transmission des valeurs successives d'un tableau de symboles à deux dimensions représentant les lignes et colonnes d'une image vidéo. Les valeurs correspondant à des colonnes ou des lignes contiguës ou les valeurs successives d'une même zone du tableau sont très fortement corrélées. Les signaux vidéo numériques ne peuvent donc pas être transmis tels quels avec un code NRZ. II est connu que l'utilisation d'embrouilleursldésembrouilleurs dans la transmission de ces signaux remédie partiellement à ce problème en donnant une nature aléatoire aux signaux transmis. L'embrouillage qui a pour rôle de rendre équiprobable la répartition des 0 et des 1 est habituellement basé sur un générateur pseudo-aléatoire (GPA) caractérisé par son polynôme premier de degré k: P(x)=1 +C1 x+C2x2+... Ckxk L'embrouilleur est de type auto-synchronisant s'il transforme la suite de valeurs en à brouiller en une suite sn d'additions et de multiplications modulo 2 telle que: s, = en + C1 5n -1 +c2sn-2+... Ck sn-k Dans la majorité des cas, le signal vidéo brouillé a bien les caractéristiques d'un signal aléatoire.Cependant, dans le cas où la structure du signal incident est telle qu'il comporte un très grand nombre de symboles identiques ou quasi-identiques successifs, la nature aléatoire du signal en sortie de l'embrouilleur n'est pas toujours conservée. L'embrouillage de ce signal incident d.onne, avec une probabilité 1/2k un signal brouillé de même structure. Ces structures particulières correspondent à des portions de ligne pour lesquelles les composantes vidéo prennent un nombre très faible de valeurs différentes. Dans ce cas on trouvera, entre autres, des composantes prenant des valeurs successives identiques. Le signal incident comporte alors des motifs particuliers successifs identiques. Le nombre d'éléments binaires constituant un motif élémentaire dépend du codage des composantes vidéo. II est égal à la périodicité du signal vidéo représentant une image monochrome uniforme. Dans le cas où le signal embrouillé conserve la structure du signal incident, 'embrouillage de deux motifs élémentaires successifs identiques donne deux motifs élémentaires successifs identiques. Ce type de structure est fréquent pour un signal vidéo numérique lorsque ce signal est créé par un système numérique de synthèse d'image par exemple. II peut correspondre à une image comportant une zone uniforme. La solution habituellement retenue est l'emploi de circuits de restitution des signaux conçus de façon spécifique pour traiter un signal vidéo numérique brouillé. La présente invention a pour but d'apporter un remède à cette perte d'efficacité de l'embrouillage, afin de permettre, entre autre, I'utilisation de systèmes de transmission non spécifiques pour le transport des signaux vidéo brouillés. A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif d'antiblocage d'embrouilleursldésembrouilleurs de type autosynchronisant pour la transmission de signaux numériques vidéo caractérisé en ce qu'il comprend: un circuit de comparaison couplé par une première entrée à la sortie de l'embrouilleur et par une deuxième entrée à la sortie de l'embrouilleur par l'intermédiaire d'un dispositif à retard du nombre d'éléments binaires constituant un motif élémentaire du signal vidéo. et un circuit d'inversion de bit des signaux numériques appliqués à l'entrée de l'embrouilleur commandé par le circuit de comparaison lorsque ce dernier détecte un nombre d'égalités successives correspondant à un motif élémentaire dans les signaux brouillés appliqués aux entrées du circuit de comparaison. Le dispositif adjoint à l'embrouilleur a pour rôle de détecter la structure particulière du signal brouillé afin de sortir de cette séquence. Le fait d'inverser un élément binaire en revient à créer une inversion de sn et donc reconfigurer le GPA (qui est chargé par sn) et finalement créer une autre séquence embrouillée parmi les 2 k 1 restantes possibles. Autrement dit, inverser en va donner une nouvelle suite sn parmi les 2 k-1 restantes possibles L'invention a pour principal avantage, en limitant le nombre de motifs embrouillés identiques à deux et donc en rompant, le cas échéant, la structure particulière des signaux embrouillés transmis1 de faciliter la régénération des signaux dans les circuits de réception lorsque les codes de transmission utilisés n'y sont pas bien adaptés. Elle améliore par exemple la réception de signaux vidéonumériques tels que les composantes vidéo d'une image de synthèse codées en NRZ. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui suit faite en regard des figures annexées qui représentent: - la figure 1, un dispositif d'antiblocage adjoint à l'embrouilleur, - la figure 2, un dispositif d'antiblocage adjoint au désembrouilleur. Le dispositif adjoint à l'embrouilleur 1 représenté sur la figure 1 comporte un circuit de comparaison 2 à deux entrées, une première entrée étant couplée directement à la sortie de ltembrouilleur 1 et une deuxième entrée étant reliée à la sortie de l'embrouilleur 1 par l'intermédiaire d'un dispositif à retard 3 qui a pour fonction de retarder d'un motif élémentaire les séquences embrouillées. II comporte également un circuit de mémorisation 4 des égalités successives transmises par le dispositif de comparaison 2 déclenchant un générateur d'impulsion 5 lorsque le nombre d'égalités mémorisées correspond à un motif élémentaire du signal numérique transmis à l'entrée de l'embrouilleur.Une impulsion, de même durée que les bits présentés à l'entrée de l'embrouilleur est alors présentée par le générateur d'impulsion 5 à l'entrée d'un circuit d'inversion de bit 6 placé en amont de l'embrouilleur qui a pour rôle l'inversion d'un élément binaire des signaux numériques appliqués à l'entrée de l'embrouilleur 1. Cette inversion a lieu lorsqu'il y a identité, sur un motif élémentaire, entre la séquence de bits sortant de l'embrouilleur et celle retardée d'un motif par le dispositif à retard 3. Le dispositif adjoint au désembrouilleur 7 représenté sur la figure 2 fonctionne d'une manière analogue à celui représenté sur la figure 1. Il comporte un circuit de comparaison 8 à deux entrées possédant une première entrée couplée à celle du désembrouilleur 7 et une deuxième entrée couplée à l'entrée du désembrouilleur 7 par l'intermédiaire d'un dispositif à retard 9 retardant les séquences embrouillées d'une valeur identique à celle du dispositif à retard 3. II comporte également un circuit de mémorisation 10 qui déclenche un générateur d'impulsions 11 lorsque le nombre d'égalités mémorisées provenant du circuit de comparaison correspond à un motif élémentaire du signal numérique transmis à l'entrée de l'embrouilleur. Le générateur d'impulsions 11 transmet alors une impulsion, de même durée que les bits présentés à la sortie du désembrouilleur 7, a un circuit à retard 12 dont le rôle est de retarder l'impulsion d'une durée égale aux temps de propagation dans l'embrouilleur et le désembrouilleur afin de compenser ces temps de propagation. Le circuit à retard 12 est relié à un circuit d'inversion de bit 13 placé en sortie du désembrouilleur 7 dans le but d'inverser l'élément binaire qui a été une première fois inversé à l'entrée de l'embrouilleur 1. Cette deuxième inversion a lieu lorsque le dispositif détecte deux motifs embrouillés successifs identiques. Une application possible du dispositif selon l'invention est donnée ci-après à titre d'exemple. Dans le cas particulier de transmission des 4 composantes de luminance et chrominance Y1 Y2 Cb Cr d'un signal vidéo numérique (standard D1 défini par la recommandation 601 du CCIR) échantillonnées sur 10 bits, la structure particulière correspond à des motifs de longueur 40 éléments binaires. Dans ce cas, pour casser la structure des séquences à motifs particuliers, pour un embrouilleur de type série par exemple (entrées/sorties série), le dispositif de comparaison 2 va effectuer une comparaison bit à bit de ses deux entrées, la deuxième entrée étant retardée des 40 éléments binaires par le dispositif à retard 3. 40 égalités successives créent alors l'inversion de bit en entrée de l'embrouilleur. Le dispositif adjoint au désembrouilleur fonctionne d'une manière analogue. Pour un embrouilleur de type parallèle (entrées/sorties parallèles de mots de 10 bits), le dispositif de comparaison 2 compare 2 mots de 10 bits, le deuxième mot étant retardé de 4 mots par le dispositif à retard 3. Quatre égalités successives créent une inversion d'un bit choisi (par construction) sur une des dix entrées parallèles de l'embrouilleur. La transmission série est assurée par un sérialiseur en aval de l'embrouilleur et un désérialiseur en amont du désembrouilleur. Le dispositif adjoint au désembrouilleur fonctionne d'une manière analogue. Les modes de réalisation décrits précédemment ne sont pas uniques. Par exemple il est tout aussi envisageable de ne pas utiliser le dispositif adjoint au désembrouilleur si l'on admet que la dégradation d'un bit des séquences reçues reste acceptable pour l'exploitation des signaux. D'autre part, la comparaison sur un motif élémentaire peut être réalisée sur plusieurs motifs. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'antiblocage d'embrouilleursldésembrouilleurs de type autosynchronisant pour la transmission de signaux numériques vidéo caractérisé en ce qu'il comprend: - un premier circuit de comparaison (2) couplé par une première entrée à la sortie de l'embrouilleur (1) et par une deuxième entrée à la sortie de l'embrouilleur (1) par l'intermédiaire d'un premier dispositif à retard (3) du nombre d'éléments binaires constituant un motif élémentaire du signal vidéo, et un premier circuit d'inversion de bit (6) des signaux numériques appliqués à l'entrée de l'embrouilleur (1) commandé par le circuit de comparaison (2) lorsque ce dernier détecte un nombre d'égalités successives correspondant à un motif élémentaire. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un premier circuit de mémorisation (4) des égalités successives couplé entre le premier circuit de comparaison (2) et le premier circuit d'inversion de bit (6). 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un premier générateur d'impulsions (5) couplé entre le circuit de comparaison (2) et le circuit d'inversion de bit (6), déclenché lorsque le nombre d'égalités successives détectées par le circuit de comparaison (2) correspond à un motif élémentaire et commandant le circuit d'inversion de bit (6). 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comprend: - un deuxième circuit de comparaison (8) couplé par une première entrée à l'entrée du désembrouilleur (7) et par une deuxième entrée à l'entrée du désembrouilleur (7) par l'intermédiaire d'un deuxième dispositif à retard (9) du nombre d'éléments binaires constituant un motif élémentaire du signal vidéo, - un deuxième circuit d'inversion de bit (13) des signaux numériques en sortie du désembrouilleur (7) commandé par le circuit de comparaison (8) lorsque ce dernier détecte un nombre d'égalités successives correspondant à un motif élémentaire. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième circuit de mémorisation (10) des égalités successives couplé entre le deuxième circuit de comparaison (8) et le deuxième circuit d'inversion de bit (13). 6 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième générateur d'impulsion (11) couplé entre le deuxième circuit de comparaison (8) et le deuxième circuit d'inversion de bit (13), déclenché lorsque le nombre d'égalités successives détectées par le circuit de comparaison (8) correspond à un motif élémentaire et commandant le circuit d'inversion de bit (13).