CN1020233C - 对时域信号加密和解密的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种对信息信号进行加密和解密的技术，该信息信号按一系列动态信息行来排列，每一行都有一个行计时基准信号。利用一个预定的时间移动函数，动态视象区被相对于相应行的水平同步信号区做时间移动。时间移动信息是通过对时间移动波形的瞬时值进行编码而传送到解密方的。在解扰时，原先的行计时和颜色同步脉冲被丢弃，而产生出新的信号，它们相对于动态视象区有一个时间移动，移动量的大小使得它们有加密前的相对位置。

Description

本发明与在1988年6月7日提出的，被按惯例指定为美国专利申请流水号为№203，676的待审申请“对时域信号加密和解密的方法及装置”中所公开和提出权利要求的发明相关，这里将它列出以供参考。

本发明涉及时域电子信号，例如视象信息信号的处理信号。更确定地说，本发明涉及对这类信号的加密和解密技术，以防止它们被未经许可地使用。

对时域信息信号的加密和解密，已经设计了许多技术。这些技术的目的总是相同的：亦即，防止信号被未经许可地使用。在视象型的信息信号的情形中，要防止的未经许可使用一般是指鉴于信息信号的娱乐价值或教育价值而把它们做视象显示。这类信号难以抵挡以许多方法来被未经许可地使用。例如，如果视象信号通过人造卫星或微波网络进行播放，未经许可的用户就会企图拦截并观看这些信号，而不为订用服务而支付费用。为了对付对广播视象信息被这样地未经许可地使用，已经成功地使用了几种特殊的信号加扰技术。

另一种把视象信息从一个地点传送到另一个地点的方法是通过录像带这个媒介。例如，电影制片公司把电影录像带的母带发送到全世界是十分普通的事。如果录像带在传送途径中被偷窃或“丢失”，则被盗用的机会十分明显。因此希望在把视象信号录制到磁带上去之前，能够先把它加扰，这样，磁带便只能被拥有解扰器和正确密码的用户所使用。这种加扰***必须具有两个重要特性：它必须非常可靠，并且它必须和最好是所有的专业的以及普及的录 像机中的录像/放象电路相兼容。

有许多已知的方法可以加扰视象信号。两个简单的技术是同步信号抑制和同步信号反转，然而，利用基本的视象信号处理技术，这两个技术都能够容易地被攻破，并且在任何情形下它们都不能被记录。另一种技术叫做伪随机视象电平倒转，相对地说它比较难以攻破，但是它却有严重损失象质的缺点，这是因为在录像/放象过程中的非线性性质;还有一种技术是行序互换，也叫做行加扰，其中光栅扫描图像中的行序被加扰。作为一个例子，信息不是按照行序，第一行，第二行，第三行，……等等来依次发送，而是可能按第182行，第99行，第4行……，等等的次序来发送。这种***可以做得非常可靠（即，非常难以攻破），不过它不能应用于任何采用颜色在下原理的录像带格式中，这种原理是依靠行的相邻性来达到放象时的正确颜色复原的。

还有另外一种技术是伪随机行旋转，其中图像中某些以随机方式选取的行以时间的反序（即，从右至左）来发送，而其余的行以正常方式（即从左至右）发送。再有另一种技术叫做具有伪随机选择的间断点的行分段技术，其中每一行都被断开成为两个随机选择的行段，所有的右侧行段首先依次发送，然后发送左侧行段。当这两种视象信号加扰方法应用在任何采用颜色在下记录的格式中时，将在左侧和右侧图像之间引起严重的颜色污染。

除了上述的缺点之外，上述的最后三个技术还有另一个缺点，即那种处理和大多数录像设备所采用的丢失补偿信号处理是不兼容的。然而，在原则上，这三个方法能够应用于不采用颜色在下记录的视象信号处理格式中，例如 专业B型和C型一英寸格式中，这样的使用需要特殊的丢失补偿电路，其中丢失的探知和校正由解扰***来控制。这就需要对放象设备做特殊的改造，它会对一个加密/解密***增加不希望有的花费和复杂性。

上述各种视象加扰技术中没有一个能完全满足一个理想视象加扰***的要求，这些要求是，（1）加扰后的视象能够以任何录像带格式（不论是专业的或普及的）来记录和其后的放象，并能在放象时以可忽略不计的象质损失来解扰;（2）加扰技术在实际上是不能被未经许可的用户所攻破的;以及（3）被加扰的视象在电视制作设备、人造卫星网络和电缆电视网络中的各种处理装置中传送时不会受到影响。

在上述提供参考的待审美国专利申请流水号№203，676中，公开了一种方法和装置，它提供了一种高度可靠的视象型信息信号的加密和解密技术，该技术和所有的录像带格式和发送***相兼容，并且没有由加扰算法与颜色外差记录中使用的色度连续性（行平均）***的相互作用所引起的图像疵病。根据那里所公开的方法，视象型信息信号通过使视象信号中至少某几行的有效视象区相对于行计时参考（NTSC编码***中的水平同步信号）分别做时间移动来进行加密，并提供所做时间移动的指示，以便进行以后的解密操作。对于彩色视象信息信号，在水平同步信号区和颜色参考信号区的时期内，时间移动被禁止。类似地，对于一场或一帧信息的非动态视象区（即，垂直消隐区）不做时间移动。加密信号的解密是利用与加密处理相反的处理来完成的。为了达到最佳的效果，也为了保证加密方法和其它常用的信号处理技术（特别是盒式录象机的颜色外差***）相兼容，相邻行之间的时间移动量最好限制在±N个次载波周期之内，其中N是一个整数（最好是 0或1）。再有，动态视象的最大累计时间移动是有限制的，这样才不至使动态视象和本行的颜色同步脉冲或水平同步信号参考区相重叠。

虽然上述加密/解密技术是高度有效的，但是为了获得最佳的实现需要在解密方（即电视监视器或电视机）具有一定复杂程度的数字视象电路，这会在整个***上增加不少花费。

本发明包括一种提供高度可靠的视象型信息的加密和解密技术的方法和装置，它和所有的录像带格式和发送***相兼容，没有由加扰算法与颜色外差记录中所使用的色度连续性行平均***互相作用而造成的图像疵病，并且它能够以比前述***低得多的花费来实现。

从方法的角度来说，本发明包含对正常排列的信息信号的加密，这些信号排列成动态信息的一系列相继的行，每一行都有一个行计时基准信号，本方法包括的基本步骤是使信号中至少某些行的动态信息区相对于计时基准信息区分别进行时间移动，本方法还提供在时间移动步骤中所做时间移动的指示，以便能够做以后的解密操作。对于那些是含有行同步信号区和颜色基准信号区的视象信息信号的信息信号，时间移动是相对于各行中的这两个计时区来对有效视象进行的。信息的一场或一帧中的非动态区，即垂直消隐区，是不做时间移动的。

所进行的时间移动的类型可以包括许多缓慢变化函数中的任一个，例如正弦波形式或线性变化的斜坡信号。相对于待处理的输入信号的行频来说，上述信号的变化速率应该要比较慢。对于视象型信号来说，正弦波形信号的频率以不超过20Hz为好，而对于线性变化的斜坡信号，以其斜率能与行频相配为好。所做时间移动的绝对量最好 限制在最大值的范围之内，在NTSC视象信号情形下，该最大值总共不超过4μs（每个方向±2μs）。

在每一场的开始，时间移动波形函数的瞬时值是随着场信息，典型地是在垂直消隐时期内，被送入的。例如，对于正弦时间移动函数，某一指定场的波形起始振幅是在垂直消隐时期内以单个信息字节来传送的，该信息字节若和一个另外分开提供的许可密钥相结合，便能使解扰电路得以综合出加扰波形函数来。解密是加密处理的逆处理，它通过恢复水平同步信号（和颜色同步脉冲）与相应行内的动态视象区之间的原始时间关系来实现。这是通过产生新的行计时基准信号（水平同步信号和颜色同步脉冲）来做到的，这些新信号具有和加密前原来的行计时基准信号相同的对动态视象区的时间关系。所得到的解扰信号仍然含有时基误差，但这些误差是在后续的电视监视器/电视机的同步攫取或校正范围之内的。

本发明的解扰装置可以用十分通用的模拟电路来实现，这使得解扰装置的制造成本低廉，并易于修理。

为了对本发明的性质和优点有更完善的了解，应该参考结合附图进行详细说明。

附图的简要说明如下：

图1是说明本发明应用到视象型信息中某一行上的概图;

图2A～2C是说明正弦时间移动作用在信息的相继三场上时的视觉效果的概图;

图3A～3B是说明加扰信号及解扰信号的概图;

图4是加扰器单元的框图;

图5是说明图3的加扰器单元中的视象输入处理器、 视象输出处理器和同步/计时发生器各部分的较详细的框图;

图6是说明从图4框图中选出的一些波形的一系列波形图;

图7是用来产生时间移动波形的控制器34的一部分的框图;

图8是说明解扰器单元的框图;

图9是从图6框图中选出的一些波形的一系列波形图;以及

图10是说明解扰器波形综合器的框图。

本发明所基的原理能够通过参考图1，图2A～2C和图3A～3B来得到最好的了解。图1画出了NTSC视象信息的一个行，其中行的动态视象区在水平方向上的比例尺已被压缩。从这个图上可以看出，一个动态视象行（它延展在相邻行的水平同步信号的前沿之间）包含一个颜色同步脉冲基准信号区，后面跟着动态视象。水平同步脉冲的前沿精确地确定了该行的开始，并用作行计时基准。根据本发明，一个行的动态视象区按照一种预先确定的方式被相对于其它行的动态视象区做时间移动。例如，动态视象的正常位置在图1中已画出。在加密时，这个位置或者向超前方向（即，接近于指定行的水平同步信号区）或者向滞后方向（即，向着下一行的水平同步信号区）做时间移动。为了在每一行中能保留动态视象中的大部分，在超前方向上和滞后方向上都设置了对时间移动的相对量和累计量的最大值限制。在本优选实施例中，对于NTSC视象信号，这个最大值是±2μs（总共4μs）。

进行时间移动的方式是预先确定的，为了在解扰后信 号能够被恰当地处理，该方式相对于信息信号的行频来说必须是比较慢的，关于上述处理下面将有更完全的描述。许多不同类型的波型函数都可以用来控制时间移动的大小和方向。这种波型的例子有正弦波波形，矩形波波形，斜坡波形和低频随机或伪随机噪音信号波形。对于那些精通此行的人来说，还将会出现其它恰当形式的时间移动函数。根据经验已经确定，对于目前装备的用来做NTSC信号处理的电视监视器和电视机来说，用来控制时间移动的时变波形的实际最大频率约为20Hz。

图2A～2C概要地画出，当视象信息信号的动态视象区进行了较慢变化的正弦时间移动之后，本发明对一个图象的视觉效果。在这些图中，矩形框代表整个光栅扫描场（包括每一行中不可看到的区域），虚垂直线代表每一行可以看到的区域的起始点的正常位置。实曲线代表使用慢变化正弦时间移动波形时，相继三个场的图象畸变方式。这样的畸变程度足以去除图象的娱乐价值。必须理解到，为了说明问题，图2A～2C中所画出的时间移动的大小已被大为夸张。

图3A和3B画出，被搅和的或加密的信号在接收端进行解密或解扰的方式。参考图3A，那里画出了NTSC视象的三个相继的行，它们已按逐渐增大的移动量做了时间移动。如同在图1中那样，图3A和图3B中的每个行中的动态视象区都只画出了一部分。最上面的那一行表示动态视象区没有作时间移动，并把水平同步信号区的开始点和动态视象区的开始点之间的时间记作t1。下一行，即行N+1，受到了沿滞后方向的时间移动，使得水平同步信号区起始点和动态视象区起始点之间的时间变化为t2，并有t2大于t1。行N+2受到了沿滞后方向的更 多的时间移动，上述时间变为t3，且有t3大于t2。这三个相继行能够代表图2A中概略画出的光栅扫描的上部中的几个行。重要的是要注意到，行N、N+1和N+2中的行计时基准部分都在时间上被对准在一起了：每一行的水平同步信号区的前沿都与其它行的水平同步信号区前沿精确地对准了。颜色同步脉冲区的位置也是这样被精确地对准了。然而，行N+1和N+2的动态视象区却相对于行N的动态视象区被故意错开了。

图3B画出了解扰或解密后同样三个行的信号。如从图中可以看出的那样，三个行的水平同步信号区前沿不再是精确对准的了，而变得互相错开了：不过，对于所有三个行来说，水平同步信号区前沿和动态视象区起始点之间的距离都相同了，也就是都等于t1了。类似地，三个行的颜色同步脉冲在时间上也不再互相对准，而是按与水平同步信号区相同的方式互相错开了。三个行的动态视象区的相对位置都保持相同了。

尽管解扰信号还是相对地错开的，但是水平同步信号和动态视象开始点的精确的相对时间关系t1却保证了，信息的每一行在被后继的电视机或监视器处理之后能够被正确地显示，只要任一给定行的时间误差不超过电视机或监视器同步电路的同步攫取范围。根据经验已经确定，如果用来对信号进行加密的时间移动函数的频率不比20Hz大（对于NTSC编码视象而言），视象各个行的同步就能得到保证。虽然对于其它电视信息信号编码体系（例如PAL或SECAM）可以应用另外的最大频率限制，但是一般的法则是，加密时加到原始信号上的时间移动必须相对于行频是比较缓慢地变化的;换句话说，作为加扰/解扰处理的结果，引入到信号中去的时间误差必须不能 落到后继电视机或监视器的同步电路的同步捕获范围之外。

图4是能够提供上述加密操作的加扰***的框图。由图可见，要加密的输入视象被连接到视象输入处理器12的输入端11上。处理器12的功能是，依据增益、直流偏置和带宽对输入视象信号进行规化，并且对出现在输出端13上的视象信号提供稳定的低阻抗缓存单元。此外，输入的垂直和水平同步信号区被处理器单元12从输入视象中分离出来，并作为输入信号加到同步/计时发生器与锁相环单元15上，该单元在图4中将更详细地说明。

在输出端13上出现的处理器单元12的信号输出被连接到通常的NTSC解码器与抗频谱混淆滤波单元16上，其中亮度分量Y和色度正交分量I、Q被分离出来，以便在数字域中进行并行处理。单元16的Y输出连接到模数转换器18上，其中利用在时钟输入线19上所提供的输入采样时钟信号，以预先选定的时钟频率，把亮度从模拟形式转变成数字形式。转换器单元18的输出连接到双口亮度存储器单元20的输入部分。存储器单元20被设计成为这样一种存储器，其中，在每一个存储周期都有一个字从模数转换器18写入到该存储器中，在每一个存储周期又都有一个字从存储器单元20中读出到数模转换器单元22中。亮度存储器单元20的存储容量应该至少等于以所选钟频存储整个一行的亮度信息所需要的多位字（字节）的数目。读出/写入控制信号和多位字寻址信号是由存储控制器单元24向亮度存储器单元20提供的。亮度存储器单元20的输出连接到数模转换器22的输入端，在那里存储器单元20所输出的多位数字或字通过由单元15在时钟输入线23上所提供的时钟信号，以钟频被转换成为模拟采样信号。转换器单元22的输出连接到N TSC编码器与低通滤波器单元25的输入端，在那里亮度信号被结合到I和Q色度分量上，并依据带宽和直流偏置被重新规化。I、Q色度正交分量在单元18′，20′和22′中，以实质上与上面已经描述过的处理亮度分量Y相同的方式进行处理，单元18′，20′和22′的作用形式与单元18、20和22的相同。

同步信号计时单元15用来产生如下用途的输入时钟信号：模数转换器单元18的采样时钟，存储器单元20的读出、写入时钟信号，以及模数转换器单元22的时钟信号。较好的作法是，单元15由一个分立位相探测器、一些采样门、一个误差放大器和一个晶体时钟振荡器组成。

上述各单元通过控制器单元34和许多控制寄存器36与用户接口装置32（例如一个键盘终端）相连接。控制器34包含图7中所示的电路，用来产生使要加密的信号发生时间移动所需的时间移动波形。控制器34还产生一个信息的加密字节，它含有解扰器在产生同样的时间移动波形时所需要的信息。这个字节是用任何合适的加密技术来进行加密的，加密的结果被***到垂直消隐时期中的某些未使用的行中。

图5画出了图4中的视象输入处理器12、视象输出处理器26和同步/计时发生器15中的一些关键部分。由图可见，出现在输入端11上的视象信号被连接到同步分离器31上，在那里水平和垂直同步信号区被探测出来。从同步分离器31输出的垂直同步脉冲触发了垂直脉冲发生器32，它作为复位信号被连接到525分频计数器33（它的作用是行计数器）的输入端。从同步分离器31输出的水平同步脉冲用来驱动水平锁相环35，后者在其第一条输出线36上产生一个给计数器33的时钟信号， 它的频率是行频（31.5kHz）的两倍。水平锁相环35还以行频来产生脉冲，其宽度比正常的水平消隐脉冲的宽度要大2μs（见图6，波形6C），这个脉冲被连接到一对单稳多谐振荡电路40、41的输入端。多谐振荡电路40在输入信号上升沿的触发下，产生宽度为2.0μs的脉冲（波形6D）。多谐振荡电路41在输入信号下降沿的触发下，产生宽度为2.0μs的脉冲（波形6E）。多谐振荡器单元40、41的输出信号通过一个“或”门45，“或”门的输出（波形6F）和“与”门47的一个输入端相连接。“与”门47的另一个输入是从逻辑状态探测单元（最好是一个PROM-可编程只读存储器）50输出的垂直同步门信号。从单元50输出的垂直同步门信号是一个持续时间为九行的，使“与”门47关闭的信号，其作用是在整个垂直同步信号时期内切断“与”门47的输出。

“与”门47的输出连接到消隐开关52上，用来使正常消隐时间的两端各延长2μs。虽然这会使得前一行有效视象的尾端和当前行有效视象的前端有一些损失，但是这个损失并不严重。消隐开关52的输出（波形6H）连接到上述（参考图4）NTSC解码器16的输入端，还连接到颜色同步脉冲门电路55的输入端。颜色同步脉冲门电路55是在单稳多谐振荡器单元57的控制输出信号（波形6I）的控制下工作的，该控制输出信号是一个开始于水平同步信号尾端的、宽度为3.5μs的脉冲，它用来控制输入视象信号中的颜色同步脉冲区是否输入到锁相副载波振荡器电路59中。振荡器电路59以八倍于名义副载波频率的频率产生副载波信号，振荡器电路59的输出用作模数转换单元18、18′数模转换单元22、 22′，存储控制器单元24，行计数器30，以及任何需要同步时钟的其它电路的时钟信号。振荡电路59的输出还连接到八分频调谐电路61的输入端，后者的输出提供锁相输入颜色同步脉冲的3.58MHz次载波。这个副载波（波形6J）连接到NTSC解码和编码电路16和25上。

多谐振荡器电路57的输出还连接到后沿箝位电路63上，用来使得在颜色同步脉冲时期内能够箝位。

多谐振荡器电路40的输出作为激励输入被连接到单稳多谐振荡器电路65（以输入信号的下降沿触发）上，后者产生具有正常宽度（11μs;波形6G）的水平消隐脉冲。多谐振荡器电路65的输出通过“或”门66连接到视象开关电路68的控制输入端。另一个通过“或”门66提供给开关电路68的输入端的是由逻辑状态探测器单元50所产生的垂直消隐门信号。垂直消隐门信号是一个持续时间为21行、产生于每一场的垂直消隐时期内的激活信号。

视象开关电路68的功能是在两种时间移动视象信号版本中挑选一种：一种版本是通过视象倒转器电路70的，另一种版本是不通过视象倒转器电路70的。来自NTSC编码单元25（图4）的视象信号连接到后沿箝位电路72的输入端，后者还受到多谐振荡器电路57的输出的控制。后沿箝位电路72的输出连接到开关68的两个输入端上：视象信号直接连接到HI（高）端74上，以及视象信号通过视象倒转器电路70后连接到LO（低）端75上。

开关68的输出（波形6L、6N）通过视象放大器78后作为视象信号输出，以备后用（典型地说或者用于 播放或者用于磁带记录）。

如前面已经指出，时间移动是在数字域中以同步的方式对亮度和色度正交分量进行的。在进行了时间移动之后，数字信号被转换到模拟域中，并在编码器电路25中重新结合起来。然后已时间移动过的视象信号在其动态视象区时间内被倒转器电路70和开关68所倒转，从而产生了被时间移动了的和倒转了的加扰视象信号，如图6中的波形6L和6N所示。特别地，波形6K画出了对动态行视象做了超前方向时间移动后的结果。波形6L画出了，把这个时间移动后的信号在有效视象时期内通过视象倒转器电路70后的结果。类似地，波形6M画出了使动态行视象沿滞后方向做时间移动的结果，而波形6N画出了把这个时间移动后的信号通过视象倒转电路70，以使动态视象区倒转的结果。

参考图7，用来产生时间移动波形的控制器34部分包含一个能够产生用来确定时间移动函数的，任何适当较低频率的波形的低频噪音信号发生器101。如前所述，这种函数可以包括正弦波形，斜坡，矩形脉冲或随机噪音波形。这种装置的技术是众所周知的，不再做进一步说明。由低频噪音信号发生器101所产生的信号连接到模数转换器103上，它以每个信息场采样一次的速度使发生器101的输出信号振幅数字化。采样是由控制器输入端104上的信号来控制的。这个控制信号是从逻辑状态探测器单元50（图5）上得到的，在一个优选实施例中，它包含一个在垂直消隐时期中的某一个行（例如行21）时间内产生的脉冲。来自模数转换器103的采样输出通过一个20Hz低通滤波器105连接到第二个模数转换器106的输入端。模数转换器106由具有水平同步信 号频率的时钟脉冲（例如图6的波形6B）进行时钟控制。模数转换器106的输出通过控制寄存器36连接到存储控制器24，用来控制实际作用于每一行有效视象区的时间移动大小。

模数转换器103的输出还通过门电路108（它在行21时期内打开）连接到加密器110上，后者为时间移动字节信号提供上述的加密处理。加密器110的输出通过视象放大器78（图5）被加到视象信号上。这样，每一场开始处的时间移动波形振幅信息的加密字节便和加扰后的视象信号及其它计时信号一起被发送给各个解扰装置。

图8画出了用来对接收到的，经过上述加密处理后的信号进行解密的解扰单元。解扰器和图5所示的加扰器有许多共同的单元，对于这些单元这里使用了同样的数字代号。图8所示的解扰器的目的是恢复每个视象行的水平同步信号区、颜色同步脉冲区和该行的动态视区之间的原来的时间关系。现在结合图9中的波形图来说明这个操作。

输入端11上的输入视象信号连接到同步分离器31的输入端和后沿箝位电路63的输入端。同步分离器31的输出连接到垂直脉冲发生器32的输入端、水平锁相环35的输入端、用来驱动后沿箝位电路63的3.5μs单稳多谐振荡器57的输入端，以及解扰波形综合器电路80的输入端。对综合器电路80的第二个输入是由用户（即订户）所产生的许可密钥信号，它用来对被控制器34加密过的时间移动波形数据的输入字节进行解密。这个密钥是以任何可靠的方式（即电子方法、信件、电话之类的方式）分开地告诉订户的。对综合器80的另一个输入是视象输入11，它含有关于信息场开始处时间移动波形 瞬时值的信息。如同将在下面结合参考图10做更全面的描述的那样，综合器电路80产生原来进行加扰的波形，作为电压比较器单元82的输入，这个电压在给定场按照时间移动波形的性质而变化。例如，如果加密时使用了正弦时间移动波形，那么在解密时便需要同样的正弦波形，以便为给定场的每一行产生变化的参考电压。在下一场的开始时，在接收到的视场信号的垂直消隐时期内提供了一个关于时间移动波形信息的新的字节，这个信息被连接到综合器电路80中。

水平锁相环电路35产生一个第一输出脉冲（波形9H），它的宽度等于6.0μs，但在位相上相对于水平同步脉冲超前一个预定的量（在优选实施例中为1.5μs）。这个信号通过输出线37提供给1.5μs单稳多谐振荡器电路83的输入端，还提供给斜坡发生器电路85的输入端。斜坡发生器电路85以线性速率产生斜坡电压（波形9I），该斜坡电压连接到电压比较器82的另一输入端。当发生器85输出的斜坡电压电平与来自综合器电路80的参考电压相匹配时，电压比较器82产生一个输出信号，用来触发一个9μs单稳多谐振荡器电路88。多谐振荡器电路88产生重新定位过的、准备加到视象信号上去的水平同步脉冲（波形9L），这个同步脉冲连接到水平同步信号与颜色同步脉冲发生器89的一个输入端上。多谐振荡器电路88的输出也连接到一个0.9μs单稳多谐振荡器电路90的输入端，而电路90的输出（波形9M）连接到单稳多谐振荡器电路92的输入端。电路92的输出（波形9N）连接到颜色同步脉冲发生器电路94的输入端，后者控制来自振荡器电路59的具有副载波频率的颜色同步脉冲信号是否能进入到水平同步 信号和颜色同步脉冲混合器电路89的另一个输入端去。混合器电路89的输出含有已经相对于该行的动态信息区进行了恰当的重新定时的水平同步信号和颜色同步脉冲，它被连接到视象开关电路68″的输入端74上。

多谐振荡器电路83的输出（波形9J）连接到单稳多谐振荡器电路65的输入端，后者产生确定正常水平消隐时间的宽度为11μs的脉冲（波形9K）。该信号和多谐振荡器电路87的输出一起通过“或”门66，传向“与”门95的第一个输入端。“与”门95的另一个输入端是由逻辑状态探测器50所产生的垂直同步门信号，这个信号使“与”门95在每一场的垂直同步信号的九行时间内，不让控制信号传向视象开关68″。这样，每当多谐振荡器电路65或87出现输出脉冲信号（波形9K、9R）时，视象开关68″就能从常闭端75转换成另一端74。每当开关68″接向端74时，水平同步信号和颜色同步脉冲混合器电路89的输出便连接到视象输出放大器78。否则，来自视象开关68′的动态视象输出便连接到视象输出放大器78。

视象开关68′有两个视象信号输入：通过了后沿箝位电路63的直接视象信号（波形9P），或者由倒转器70提供的倒转的视象信号（波形9Q），开关68′的状态由输出自逻辑状态探测器50的垂直消隐门信号来控制。每当出现这个信号时，开关68′便连接到端74上，让直接视象信号通过。在所有其余时间里，来自倒转器电路70的倒转视象信号便通过端75而连接到开关68′的输出端。

工作时，输入的水平同步信号和颜色同步脉冲被图8中的解扰器电路所遗弃，而新的水平同步信号和颜色同步 脉冲则以相对于输入行有效视象区的正确时间关系被产生。由混合器电路89所提供的新同步信号和颜色同步脉冲作为重建视象信号的新的同步信号和颜色同步脉冲区而经过端74被连接到开关68″上。在动态视象时期，输入视象信号被倒转器70所倒转，并被连接到视象输出放大器78，以重建整个的行。在一个场的垂直消隐区的最后12行的时期内，动态视象行直接通过第一个和第二个视象开关68′和68″。在给定场的垂直同步门信号区时期内，“与”门95关闭，不让综合出来的水平同步信号和颜色同步脉冲加到输入视象信号中去。

图10画出了包含有解扰波形综合器80的一些分单元。如图所示，输入视象信号连接到数据提取器112的输入端，后者探测在各场的行21中的信息，该信息规定了时间移动波形在那一场开始处的振幅。由于这个数据具屑用苄问，它要和许可密钥一起被连接到解密器114的输入端上，该密钥是由订户/用户以任意适当的手段（例如键盘）所提供的。从解密器114解密后的数字振幅值连接到一个20Hz低通滤波器的输入端，后者复制或者恢复慢变化时间移动波形。20Hz低通滤波器116的输出连接到电压比较器82上，作为参考波形电压。

现在可以清楚地看出，本发明提供了一种对视象型信号进行加密和解密的完全可靠的技术，它和所有的录像带格式及发送***完全兼容，它至少产生了足以排除一个节目的娱乐价值的图象损失。此外，因为解扰器中几乎所有的电路原件和分单元都是现今常用的电路和元件，所以加扰单元的生产和修理成本都比较低。

虽然上面已经对本发明的优选实施例提供了充分而全面的描述，但是对于那些精通此道的人们来说，各种改型， 另外的结构和等效的结构仍会出现。例如，虽然已经规定最大的总超前和滞后时间移动为±2μs，但也能够选择其它的值。一般地说，所采用的最大总超前和滞后量愈大，则自进行时间移动的前一行的尾部以及本行的前部所丢失的动态信息也愈多。因此，不要把上面的描述和说明当做是对本发明范围的限制，这个范围将在所附的权利要求书中定义。

Claims (18)

1、一种对原先加密过的信息信号进行解密，以便对它进行使用的方法，所述加密过的信息信号包括原始信息信号的加密版本，原始信息信号是按一系列相继的动态信息行来排列的，每一行都有一个行计时基准信号，所述加密信号是通过把原始信息信号中的至少某些行相对于行计时基准信号以一种预定的使一系列相继行中每一行的时间移动值与前一行不同的方式做时间移动来产生的，所述解密方法包括下述步骤：

(a).提供对给定行所做的时间移动的指示；以及

(b).通过在每一行中特意产生一个时间不精确对准的(新)行计时基准信号作时间移动指示并把所述的时间不精确对准的(新)行计时基准信号与信息行相结合，来恢复每一行的行计时基准信号与信息行之间的原来时间关系。

2、根据权利要求1的方法，其中所述加密过的信息信号是含有行同步信号区的视象信息信号，该行同步信号区在加密处理中不做时间移动;以及所述的恢复步骤（b）包含删除所收到的行同步信号区和***新的行同步信号区的步骤。

3、根据权利要求1的方法，其中所述加密过的信息信号是含有颜色基准信号区的视象信息信号，颜色基准信号区在加密处理时不做时间移动;以及其中所述恢复步骤（b）包含删除接收到的颜色基准信号区，产生新的基准颜色信号区以及把所述新的颜色信号区和信息行相结合的步骤。

4、根据权利要求1的方法，其中所述加密过的信息信号是含有许多非动态视象信号行的视象信息信号，非动态视象信号行在加密处理时不做时间移动;以及，其中所述恢复步骤（b）包含让非动态视象信号行不受干扰的步骤。

5、一种对原先加密过的信息信号进行解密，以便对它进行使用的***，所述加密过的信息信号包括原始信息信号的加密版本，原始信息信号是按一系列相继的动态信息行来排列的，每一行都有一个行计时基准信号，所述加密信号是通过把原始信息信号中的至少某几行相对于行计时基准信号以预定的使一系列相继行中每一行的时间移动值与前一行不同的方式做时间移动来产生的，所述***包括：

提供关于对给定行所做时间移动的指示的装置;以及

通过时间移动指示恢复行计时基准信号和信息行之间的原来时间关系的装置，所述恢复装置包含产生产生一个相应于每一行的时间不精确对准的（新）的行计时基准信号的装置和把所述新的行计时基准信号与信息行相结合的装置。

6、根据权利要求5的***，其中提供恢复行计时基准信号和原时间基准信号间许可时基准误差的装置，所说的时基误差可以被电视接收机校正。

7、根据权利要求1的方法，其中提供恢复行计时基准信号和原时间基准信号间许可时基误差的步骤，所说的时基误差可以被电视接收机校正。

8、一个对信息信号加密以防止未经许可者使用它的***，所说***接收原始信息信号，原始信号是按一系列相继的动态信息行来排列的，每一行都有一个行计时基准信号，所述***包括：

将每一行中的动态信息信号相对于它那行的行计时基准信号作时间移动，其中每行的动态信息信号按一种予先确定的在一系列相继行中一行的时间移动值不同于前一行的时间移动值的方式来生成时间移动的装置，和将时间移动值的指示扦进信息信号的装置;

其中某一行相对于一系列相继行中任一行的时间移动最大值是一个予先确定值，并且其中的加密信息信号可被一个接收机解密，并且相继行中的时间移动值的变化率是在接收机中同步电路的攫取范围之内。

9、根据权利要求8的***，其中的时间移动值的指示被加密扦入予先确定长度的数据中。

10、根据权利要求8的***，其中的原始信息信号是NTSC标准电视信号，并且予先确定的时间移动最大值是4μs。

11、根据权利要求8的***，其中的时间移动值的指示是以加密形式扦入垂直消隐区中的未使用行中。

12、根据权利要求8的***，其中指示扦入一行中不占动态信息部分处。

13、一个对已加过密的视象信号进行的解密并能使用视象信号的***，所说的加密视象信号包括用每一行中的时间移动值都不同于先前行的时间移动值的予定的方式使视象信号中至少某些行的动态视象部分相对于行的同步部分作时间移动，***包括：

接收视象信号并且从视场中提取予先确定的一行的装置;

接收一个密钥和提取了的行并且从中提供相对于视象信号的时间移动数据的装置;

对时间移动数据处理的装置;

相应于每一行的处理过的时间移动数据产生同步和颜色脉冲的装置;和

接收视象信号并且也接收生成的同步和颜色脉冲信号，并且遗弃在视象信号中原有的同步和颜色脉冲信号和替代位于由对每一经过时间移动的行处理的装置的输出决定的视象信号中的每一行的时间移动值而变成时间不对准的位置处产生的同步和颜色脉冲信号的装置。

14、根据权利要求5的***，其中每一行的行计时基准是由那一行的加密版本中的时间移动值造成时间不对准的。

15、根据权利要求8的***，其中一系列相继行中的时间移动值按正弦函数变化。

16、根据权利要求8的***，其中一系列相继行中的时间移动值的变化速率不超过每秒20周。

17、一种对原先加密过的信息进行解密，以便对它进行使用的***，所述加密过的信息信号包括原始信息信号的加密版本，原始信号是按一系列相继的动态信息行来排列的，每一行都有一个行计时基准信号，所述加密信号是通过把原始信息信号中的至少某些行相对于行计时基准信号以一种予定的使相继行中每一行的时间移动值与前一行的时间移动值不同的方式做时间移动来产生的，所说的***包括：

提供一个加于给定行上的时间移动值的指示的装置;和

通过指示时间移动值恢复行计时基准信号和信息行之间的原来时间关系的装置，所述恢复装置包含产生一个在每一行中由所在行的加密版本中的时间移动量决定的时间不对准的行计时基准信号的装置，和把时间不精确对准的行计时基准信号与信息行相结合的装置。

18、一种加密原始信息信号以防止未经许可使用它的方法，所说的原始信息信号是按一系列相继的动态信息行来排列的，每一行都有一个行计时基准信号，方法包括的步骤是：

在每一行中相对于那一行的行计时基准信号对动态信息信号作时间移动，其中每一行中的动态信息信号以予定的使相继行中一行的时间移动值与前一行的时间移动值不同的方式作时间移动;和

扦入一个时间移动值的指示到信息信号中;

其中在一系列相继行中一行相对于其中的任一其它行的最大时间移动值是予先确定的，并且其中加密的信息信号可被接收机解密，并且在相继行中时间移动值的变化速率在接收机的同步电路攫取范围之内。

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