DE3927338A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur fernsehbildverwuerfelung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verwürfeln von Fernsehbildern durch Verschlüsseln von Bildsignalen der Fernsehsignale in der Weise, daß bei der Schirmbilddarstel­ lung ohne Entschlüsselung keine ursprünglichen Bildstruktu­ ren erkennbar sind, sowie auf eine Schaltungsanordnung zum Ausführen des Verfahrens.

Auf dem kommerziellen, diplomatischen und militärischen Be­ reich bestand von je her die Notwendigkeit, bestimmte Nach­ richten derart zu übermitteln, daß sie nur bestimmten Per­ sonen, nicht aber irgendwelchen Außenstehenden verständlich sind. Zu diesen Zweck wurden für den Briefverkehr und spä­ ter für die Telegraphie vielerlei Codesysteme entwickelt, gemäß denen einzelne Buchstaben oder Zeichen oder ganze Worte gegen andere ausgetauscht wurden, deren eigentliche Bedeutung nur dem Empfänger bekannt war. Später wurden dann für den Fernsprech- oder Sprechfunkverkehr verschiedenerlei Zerhacker, sog. Scrambler, eingesetzt, mit denen eine münd­ liche Nachricht auf der Übertragungsstrecke bis zur Un­ kenntlichkeit verfälscht wurde, so daß sie nur mit einem genau dem Sendegerät entsprechenden Empfangsgerät rekon­ struiert werden konnte. In der letzten Zeit wird wegen des Anstiegs der zu übermittelnden Informationsmenge in zuneh­ mendem Ausmaß die Übertragung von Fernsehbildern, bei­ spielsweise von Dokumenten, technischen Zeichnungen, Daten­ tabellen und dergleichen angewandt.

Infolgedessen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fernsehbildverwürfelungsverfahren und eine Schaltungsanord­ nung hierfür zu schaffen, die den Informationszugriff durch Unbefugte mit hoher Sicherheit verhindert.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen bzw. den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 9 aufgeführten Mitteln gelöst.

Demnach werden erfindungsgemäß die Bildpunkte einer Zeile des ursprünglichen Bilds derart versetzt, daß sie bei einer Schirmbilddarstellung an ganz anderen als den ursprüngli­ chen Stellen auf der Zeile abgebildet werden. Das Schema dieser Versetzung wird von Zeile zu Zeile geändert, so daß auch in vertikaler Richtung die Anordnung der Bildpunkte völlig verändert wird. Auf diese Weise werden die ursprüng­ lichen Bildstrukturen derart verfälscht, daß sie nicht mehr erkennbar sind. Zur Rekonstruktion des ursprünglichen Bilds wird eine zu dem Versetzungsschema gegenläufige Bildpunkte­ versetzung vorgenommen, durch die die Bildpunkte in ihre ursprünglichen Lagen zurückgebracht werden. Die auf diese Weise verwürfelten Fernsehsignale können über beliebige Übertragungskanäle mit der erforderlichen Bandbreite über­ tragen oder auf Band oder auf Speicherplatten gespeichert werden. Da die Bildpunkte bei der Entschlüsselung nur ent­ gegengesetzt, aber ansonsten auf gleiche Weise versetzt werden, hat die Schaltung für das Verschlüsseln und das Entschlüsseln den gleichen Aufbau, so daß sich irgendwelche Abgleich- oder Synchronisierungsvorgänge erübrigen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 veranschaulicht das Prinzip der bei dem Verwürfe­ lungsverfahren angewandten Bildpunkteversetzung.

Fig. 2 zeigt schematisch die Funktion der Schaltungsanord­ nung für das Verwürfelungsverfahren.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanord­ nung für das Verwürfelungsverfahren.

Fig. 4 zeigt eine Adressierschaltung der Schaltungsanord­ nung mit erhöhter Informationsabsicherung.

Fig. 5 und 6 zeigen Teile der Schaltungsanordnung gemäß weiteren Ausführungsbeispielen.

Fig. 7 zeigt ein zum Verwürfeln von Farbfernsehbildern die­ nendes Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung.

Die Fig. 1 veranschaulicht das bei dem Verwürfeln der Fern­ sehbilder angewandte Prinzip und zeigt schematisch den Bildpunkteinhalt von Zeilenabschnitten des Fernsehsignals in der zeitlichen Aufeinanderfolge. Die Daten für die Bild­ punkte oder Bildpunktegruppen werden zunächst in Adressen 0 bis F in der Aufeinanderfolge a eingespeichert. Zum Ver­ schlüsseln werden dann die Daten aus diesen Adressen in ei­ ner von der Adressenfolge a völlig verschiedenen Adressen­ folge b ausgelesen, durch die die Bildpunkte bei der Schirmbilddarstellung des sich ergebenden verschlüsselten Fernsehsignals auf jeweils verschiedene Weise zu anderen als den ursprünglichen Stellen versetzt sind. Dadurch wer­ den die Bildkonturen derart verfälscht, daß der ursprüngli­ che Bildinhalt nicht mehr erkennbar ist. Dies ist bei­ spielsweise aus der Veränderung von durch strichlierte Flä­ chen dargestellten Linien-Bildpunkten ersichtlich. Während bei der ursprünglichen Adressenfolge a horizontal nachein­ ander ein Einzelpunkt, ein Doppelpunkt, ein Dreifachpunkt und wieder ein Einzelpunkt auftreten, treten nach dem Ver­ schlüsseln bei der Adressenfolge b horizontal nacheinander und gegenüber der ursprünglichen Lage versetzt ein Drei­ fachpunkt, ein Einzelpunkt, ein Doppelpunkt und ein Einzel­ punkt auf. Diese Versetzung wird außerdem von Zeile zu Zeile geändert, so daß bei der Schirmbilddarstellung die Konturen auch in vertikaler Richtung bis zur Unkenntlich­ keit verzerrt werden. Zur Entschlüsselung werden die Bild­ punktedaten in Adressen in der Adressenfolge b eingespei­ chert und dann in der der ursprünglichen Adressenfolge a entsprechenden Adressenfolge c ausgelesen, so daß nunmehr die Bildpunkte auf dem Bildschirm wieder an der ursprüngli­ chen Stelle dargestellt werden.

Die Fig. 2 zeigt schematisch die Veränderung eines Zeilen­ signals bei der Verwürfelung des Fernsehbilds. Ein eingege­ benes Zeilensignal ZE, das vereinfacht mit Horizontalsyn­ chronisiersignalen H und einem Graukeil-Bildsignal B darge­ stellt ist, wird in einer Verschlüsselungseinrichtung 1 zu einem verschlüsselten Zeilensignal ZV verformt, das an­ stelle des Bildsignals B ein verschlüsseltes Bildsignal vB enthält, das bei der Abbildung nicht mehr den Graukeil er­ kennen läßt. Dieses verschlüsselte Zeilensignal ZV wird über eine Übertragungsstrecke 2, die die für Fernsehsignale erforderliche Bandbreite haben muß, zu einer Entschlüsse­ lungseinrichtung 3 gesendet, in der die Bildverwürfelung durch einen gegenüber der Verschlüsselung entgegengesetzten bzw. umgekehrten Prozeß rückgängig gemacht wird, so daß am Ausgang ein Zeilensignal ZA erhalten wird, das die gleiche Form wie das eingegebene Zeilensignal ZE hat. Das in der Verschlüsselungseinrichtunq 1 erzeugte verschlüsselte Fern­ sehsignal kann auch in einem Bildspeicher mit einer Dis­ kette, einem Videoband oder dergleichen abgespeichert und erst später über die Entschlüsselungseinrichtung 3 wieder ausgelesen werden. Damit sind die Bildinformationen in dem Bildspeicher 4 gegen den Zugriff Unbefugter geschützt, was für Bilddateien oder dergleichen einen großen Vorteil dar­ stellt.

Die Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Verwürfeln von Fernsehbildern gemäß einem Ausführungsbeispiel. Aus ei­ nem eingegebenen Fernsehsignal FE wird in einer Trennstufe 11 das Bildsignal B herausgegriffen und einem Ana­ log/Digital-Wandler zugeführt. Der Wandler setzt das Bild­ signal unter Ansteuerung durch ein Punktetaktsignal fp mit einer Frequenz von vorzugsweise 10 MHz in digitale Bild­ punktedaten um, die einem ersten Speicherumschalter 13 zu­ geführt werden. Der Speicherumschalter 13 wird durch ein Zeilentaktsignal fz derart geschaltet, daß er die Bildpunk­ tedaten abwechselnd in einen Zeilenspeicher 14 oder einen Zeilenspeicher 15 eingibt. In diese Zeilenspeicher 14 und 15 werden die eingegebenen Bildpunktedaten entsprechend dem Zeilentaktsignal fz im Takt eines Adressentaktsignals fa eingespeichert. Die gespeicherten Bildpunktedaten werden entsprechend dem Zeilentaktsignal fz ausgelesen und über einen zweiten Speicherumschalter 16 einem Digital/Analog- Wandler 17 zugeführt, der die ausgelesenen Bildpunktedaten zu einem analogen verschlüsselten Bildsignal vB umsetzt. Währenddessen werden die in der Trennstufe 11 aus dem Fern­ sehsignal herausgegriffenen Horizontal- und Vertikal-Syn­ chronisiersignale H und V mittels einer Verzögerungsstufe 18 derart verzögert, daß sie im zeitlichen Ablauf wieder den durch das Einspeichern und Auslesen in dem Zeilenspei­ cher 14 oder 15 verzögerten Bildsignalen entsprechen. Die verzögerten Synchronisiersignale H und V und die verzöger­ ten Bildsignale vB aus dem Digital/Analog-Wandler 17 werden in einer Mischstufe 19 zusammengesetzt und als Ausgangs- Fernsehsignal FA ausgegeben. Die von der Trennstufe 11 aus dem eingegebenen Fernsehsignal FE herausgegriffenen Syn­ chronisiersignale H,V werden einem Taktsignalgenerator 20 zugeführt, der daraus das Zeilentaktsignal fz, das Adres­ sentaktsignal fa, das Punktetaktsignal fp und ein Bildtakt­ signal fb erzeugt. Das Adressentaktsignal fa wird in einem Adressenzähler 21 gezählt, der durch das Zeilentaktsignal fz rückgesetzt wird. Das Zeilentaktsignal fz wird von einem Zeilenzähler 22 gezählt, der durch das Bildtaktsignal fb oder ein hinsichtlich der Frequenz geteiltes Bildtaktsignal fb/m rückgesetzt wird. Der Zählstand des Adressenzählers 21 wird einem Adressenfolge-Umschalter 23 als Adressenfolge Al zugeführt. Der Zählstand des Zeilenzählers 22 wird einer Umcodierungsschaltung 24 zugeführt, die im Takt des Adres­ sentaktsignals fa jeweils dem Zählstand entsprechende, von Zeile zu Zeile verschiedene Adressenfolgen A2 abgibt, die dem Adressenfolge-Umschalter zugeführt werden. Der Taktsi­ gnalgenerator 20, der Adressenzähler 21, der Zeilenzähler 22 und die Umcodierungsschaltung 24 bilden somit eine Adressierschaltung, mit der über den Adressenfolge-Umschal­ ter 23 die Zeilenspeicher 14 und 15 für das Einspeichern und das Auslesen adressiert werden. Der Adressenfolge-Um­ schalter gibt die Adressenfolgen A1 und A2 aus dem Adres­ senzähler 21 bzw. der Umcodierungsschaltung 24 unter der Steuerung durch das Zeilentaktsignal fz zeilenweise abwech­ selnd als Einspeicherungsadressen bzw. Ausleseadressen an die Zeilenspeicher 14 und 15 ab. Auf diese Weise wird die schematisch in Fig. 1 dargestellte Bildpunkteversetzung zwischen dem Einspeichern und dem Auslesen erreicht. Die Umcodierungsschaltung 24 ist hierzu derart auszugestalten, daß bei keinem der Zählstände des Zeilenzählers 22 die Adressenfolge A2 der Adressenfolge A1 aus dem Adressenzäh­ ler 21 gleich ist. Die Umcodierungsschaltung 24 kann bei­ spielsweise ein Zähler mit einer Matrix sein, welche in Zu­ fallsverteilung entsprechend dem Zählstand des Zeilenzäh­ lers 22 den Zählstand des internen Zählers zu der Adressen­ folge A2 umsetzt.

Die gleiche Schaltungsanordnung kann ohne wesentliche Ände­ rungen auch als Entschlüsselungseinrichtung 3 eingesetzt werden. In diesem Fall wird mittels eines Signals V/E an der Umcodierungsschaltung 24 statt der zum Verschlüsseln angewandten Adressenfolge die hierzu gegenläufige Adressen­ folge gewählt oder die Umcodierungsschaltung dementspre­ chend ausgetauscht. Nach dem Auslesen mit der zu dem Ver­ schlüsseln gegenläufigen Adressenfolge entsteht an dem Digital/Analog-Wandler 17 ein Ausgangssignal, das dem ur­ sprünglichen Bildsignal B entspricht. Diese Funktionsweise der Schaltungsanordnung ist in Fig. 3 durch die Darstellung der betreffenden Signale in eckigen Klammern dargestellt.

In dem Taktsignalgenerator 20 werden unter Ansteuerung durch die Synchronisiersignale H und V das Punktetaktsignal fp und das Adressentaktsignal fa vorzugsweise derart er­ zeugt, daß die Frequenz des ersteren doppelt so hoch oder ein ganzteiliges Vielfaches der Frequenz des letzteren Si­ gnals ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß jeweils eine Speicheradresse mehreren Bildpunktedaten zugeordnet ist. Dies ergibt den Vorteil, daß eine hohe Bildpunkteabtastfre­ quenz zum Erreichen einer hohen Auflösung gebildet werden kann, ohne daß danach Pegelsprünge mit einer Frequenz auf­ treten, die außerhalb der üblichen Bandbreite von Fernseh­ übertragungskanälen liegt.

Anstelle der beiden Zeilenspeicher 14 und 15 können auch jeweils mehrere Zeilenspeicher eingesetzt werden, die über entsprechend mehrpolige Speicherumschalter nacheinander bildpunktweise geladen bzw. abgerufen werden. Eine solche Gestaltung hätte den Vorteil, daß "langsamere" Speicher verwendet werden könnten, bei denen die Zeiten zum Ein­ speichern und Auslesen länger sein dürfen.

Die Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 für eine weiter verbesserte Informationsabsi­ cherung. Gemäß Fig. 4 wird die Umcodierungsschaltung 24 nach Fig. 3 durch eine Adressierschaltung mit einer Schlüs­ selcode-Eingabevorrichtung 25, einem ersten Pseudozufalls­ generator 26, einem Codespeicher 27, einem zweiten Pseudo­ zufallsgenerator 28 und einer Umcodierungsmatrix 29 er­ setzt. An der Eingabevorrichtung 25 wird ein bestimmter Schlüsselcode eingegeben, der dem ersten Pseudozufallsgene­ rator 26 als Anfangswert zugeführt wird. Der Pseudozufalls­ generator 26 wird durch das Zeilentaktsignal fz fortge­ schaltet und durch das Bildtaktsignal fb oder das hinsicht­ lich der Frequenz geteilte Bildtaktsignal fb/m rückgesetzt. Das Ausgangssignal des Pseudozufallsgenerators 26 adres­ siert den Codespeicher 27, der in Zufallsverteilung Code­ wörter enthält, welche von den eingegebenen Adressierungs­ daten verschieden sind. Die Ausgangsdaten des ersten Pseu­ dozufallsgenerators 26 werden ferner als Anfangswert dem zweiten Pseudozufallsgenerator 28 zugeführt, der durch das Adressentaktsignal fa getaktet wird. Die Umcodierungsmatrix 29 bildet aus dem Codewort des Codespeichers 27 und den Ausgangsdaten des zweiten Pseudozufallsgenerators 28 zei­ lenweise abwechselnd Adressen mit der zweiten Adressenfolge A2 für das Auslesen bei dem Verschlüsseln bzw. das Einspei­ chern bei dem Entschlüsseln. Bei dieser Gestaltung der Adressierschaltung ist eine Entschlüsselung nur dann mög­ lich, wenn für die Verschlüsselung und die Entschlüsselung völlig gleiche erste und zweite Pseudozufallsgeneratoren und Umcodierungsmatrizen, "inverse" Codespeicher und der gleiche Schlüsselcode verwendet werden. Durch dieses Mehr­ fachsystem von sich überlagernden Zufallsprozessen ist sowohl die optimale Bildverwürfelung als auch ein Maximum an Entschlüsselungssicherheit gewährleistet. Da es prak­ tisch unmöglich ist, alle vorstehend genannten Bedingungen hinsichtlich des Schaltungsaufbaus und des Schlüsselcodes nachzuahmen, ergibt sich eine optimale Bildinformationsab­ sicherung. Wenn bei dieser Ausführungsform der erste Pseu­ dozufallsgenerator durch das Bildtaktsignal fb rückgesetzt wird, entsteht in dem verwürfelten Bild ein stehendes Mu­ ster. Es ist jedoch günstiger, wenn an dem Bildschirm ein durchlaufendes Muster entsteht. Dies wird dadurch erreicht, daß der erste Pseudozufallsgenerator 26 erst nach mehreren Vollbildern, nämlich durch das frequenzgeteilte Bildtaktsi­ gnal fb/m rückgesetzt wird, so daß an dem Bildschirm meh­ rere, beispielsweise sechs auf völlig verschiedene Weise verwürfelte Bilder erscheinen. Zur Synchronisierung ist dann allerdings für die Entschlüsselung ein besonderes Syn­ chronisiersignal für den Beginn der Bilderfolge einzufügen.

Eine weiter verbesserte Verfälschung des Fernsehbilds und damit eine verbesserte Bildinformationsabsicherung ergeben sich gemäß Fig. 5 dadurch, daß dem eigentlichen Bild ein Tarnbild mit einem völlig anderen Bildinhalt überlagert wird. Gemäß Fig. 5 ist hierzu dem Analog/Digital-Wandler 12 ein Bildumschalter 31 vorgeschaltet, der durch das Bild­ taktsignal geschaltet wird und abwechselnd oder in Abstand von mehreren Bildern oder Halbbildern anstelle des Bildsi­ gnals B für das zu verwürfelnde Bild ein Bildsignal aus ei­ ner Tarnbildsignalquelle 30 abgibt, welches dann auf glei­ che Weise wie das Nutzbildsignal verschlüsselt wird, so daß dem verwürfelten Bild ein ebenso verwürfeltes Tarnbild überlagert ist. Auch in diesem Fall muß dem verwürfelten Fernsehsignal ein Synchronisiersignal hinzugefügt werden, mit welchem bei der Entschlüsselung das Tarnbildsignal aus­ geblendet wird.

Eine ähnliche verbesserte Bildinformationsabsicherung kann gemäß Fig. 6 dadurch erreicht werden, daß dem Nutzbild ein Rauschbild überlagert wird. Hierzu wird gemäß Fig. 6 dem eingangsseitigen Speicherumschalter 13 ein Datenumschalter 33 vorgeschaltet, welcher im Bildtakt oder im Takt mehrerer Bilder zwischen den Bildpunktedaten aus dem Analog/Digital- Wandler 12 und digitalen Rauschdaten aus einem digitalen Rauschgenerator 32 umschaltet. Bei der Schirmbilddarstel­ lung des verwürfelten Bilds werden dadurch die Strukturen oder Konturen des ursprünglichen Bilds noch stärker unter­ drückt bzw. noch mehr verschwommen dargestellt, so daß eine Erkennung des Bildinformationsinhalts unmöglich ist. Auch in diesem Fall ist dem verschlüsselten Fernsehsignal ein Synchronisiersignal für das Ausschalten des Rauschbildan­ teils hinzuzufügen.

Gemäß der Darstellung in Fig. 7 kann die beschriebene Schaltungsanordnung auch auf einfache Weise zu einer Ver­ würfelung von Farbfernsehbildern eingesetzt werden. Bei der Verschlüsselung eines Farbfernsehsignals ergibt sich ein Fernsehsignal, das auch den Farbhilfsträger bzw. Farbträger in verschlüsselter Form enthält. Zur Wiedergabe nach dem Entschlüsseln ist jedoch die Farbträgersynchronisierung er­ forderlich, die bei der direkten Übertragung mittels des Farbsynchronisiersignals herbeigeführt wird, das dem Farb­ fernsehsignal nach der NTSC- oder PAL-Norm auf der hinteren Schwarzschulter des Fernsehsignals beigefügt ist. Zur ein­ wandfreien Wiedergabe muß daher dieses Farbsynchronisiersi­ gnal bis zu dem Endgerät übertragen werden. Zu diesem Zweck werden gemäß Fig. 7 aus der Verschlüsselungseinrichtung 1 oder der Entschlüsselungseinrichtung 3 die Synchronisiersi­ gnale H und V in eine Impulsformerschaltung 34 eingegeben, die daraus Schaltimpulse bildet, welche zeitlich mit dem Farbsynchronisiersignal übereinstimmen. Diese Schaltimpulse steuern ein Schaltglied 35 derart, daß dieses die mittels eines Hochpaßfilters 36 aus dem Fernsehsignal herausgefil­ terten Farbsynchronisiersignale durchläßt. Die durchgelas­ senen Farbsynchronisiersignale werden in einer Laufzeitaus­ gleichstufe 37 zeitlich an das verschlüsselte Fernsehsignal aus der Verschlüsselungseinrichtung 1 oder das entschlüs­ selte Fernsehsignal aus der Entschlüsselungseinrichtung 3 derart angeglichen, daß sie nach dem Einfügen in dieses Fernsehsignal in einer Mischstufe 38 wieder ihre ursprüng­ liche Lage im Signalkurvenverlauf einnehmen.

Die Fig. 7 zeigt ferner ein Tiefpaßfilter 39, das der Ver­ schlüsselungseinrichtung 1 oder der Entschlüsselungsein­ richtung 3 vorgeschaltet ist. Das Tiefpaßfilter vor der Verschlüsselungseinrichtung 1 hat die Funktion eines "Antialiasingfilters", das Oberwellenanteile insbesondere des Farbträgers unterdrückt, die vor allem bei CCD-Farbka­ meras auftreten und die bei der Signalabtastung mit beispielsweise 10 MHz in der Verschlüsslungseinrichtung Störkomponenten innerhalb des Bildfrequenzbereichs ergeben würden. Das Tiefpaßfilter vor der Entschlüsselungseinrich­ tung wird derart ausgelegt, daß eine bei der Signalabta­ stung entstehende Differenzfrequenz von beispielsweise 5,6 MHz zwischen der Abtastfrequenz von beispielsweise 10 MHz und der Farbträgerfrequenz von 4,4 MHz unterdrückt wird, da sonst der Signalanteil mit dieser Differenzfrequenz als Mo­ dulation im Farbkanal erscheinen und auf dem Bildschirm ein Störmuster hervorrufen würde. Das Tiefpaßfilter kann auch für normale Schwarz/Weiß-Fernsehsignale vorteilhaft einge­ setzt werden, da damit ähnliche Überlagerungserscheinungen unterdrückt werden können.

Eine weitere gegen unbefugte Entschlüsselung abgesicherte Schaltungsanordnung kann auf nicht dargestellte Weise der­ art gestaltet werden, daß eine Vielzahl von Zeilenspeichern durch entsprechend vielpolige Speicherumschalter angewählt wird, wobei die Aufeinanderfolge der Speicher bei dem Aus­ lesen gegenüber derjenigen bei dem Einspeichern verschieden ist, wodurch im verschlüsselten Bild die Zeilen vertauscht sind. Es können Zeilenspeicher in der Anzahl der Zeilen ei­ nes Bilds oder Halbbilds eingesetzt werden. Die Verzöge­ rungsstufe für die Synchronisiersignale ist dann dement­ sprechend auszulegen. Eine noch weiter verbesserte Informa­ tionsabsicherung ist dadurch erzielbar, daß ähnlich wie die Bildpunktestellen auf den Zeilen auch die Lagen der Zeilen in den Zeilengruppen oder im Bild unter Pseudozufallsver­ teilung vertauscht werden.

Zum Verwürfeln von Fernsehbildern werden ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung angegeben, mit denen die Bildsi­ gnale der Fernsehsignale derart verschlüsselt werden, daß bei der Schirmbilddarstellung ohne entsprechende Entschlüs­ selung die ursprünglichen Bildstrukturen nicht mehr zu er­ kennen sind. Zu diesem Zweck werden aus den Bildsignalen gewonnene digitale Bildpunktedaten zeilenweise in einer er­ sten Adressenfolge eingespeichert und dann in einer völlig anderen zweiten Adressenfolge ausgelesen, wobei die erste und/oder zweite Adressenfolge von Zeile zu Zeile geändert wird. Die ausgelesenen Bildpunktedaten werden zu verschlüs­ selten Bildsignalen umgesetzt, die durch Vertauschen der Adressenfolgen für das Einspeichern und das Auslesen ent­ schlüsselt werden können. Eine weitere Bildinformationsab­ sicherung kann dadurch vorgenommen werden, daß das ver­ schlüsselte Bild mit einem Tarnbild oder einem Rauschbild überlagert wird. Bei dem Verwürfeln von Farbfernsehbildern wird das Farbsynchronisiersignal unverschlüsselt übertra­ gen.

Claims (21)

1. Verfahren zum Verwürfeln von Fernsehbildern durch Verschlüsseln von Bildsignalen der Fernsehsignale derart, daß bei der Schirmbilddarstellung ohne Entschlüsselung keine ursprünglichen Bildstrukturen erkennbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bildsignale in digitale Bildpunktedaten umge­ setzt werden,
daß die Bildpunktedaten zeilenweise an Adressen in ei­ ner ersten Adressenfolge gespeichert und die gespeicherten Bildpunktedaten zeilenweise aus den Adressen in einer von der ersten Adressenfolge verschiedenen zweiten Adressen­ folge ausgelesen werden, wobei die erste und/oder zweite Adressenfolge von Zeile zu Zeile geändert wird, und
daß die ausgelesenen Bildpunktedaten zu analogen ver­ schlüsselten Bildsignalen umgesetzt werden, die zur Ent­ schlüsselung wie die Bildsignale, jedoch unter Vertauschen der Adressenfolgen für das Einspeichern und das Auslesen verarbeitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Adresse jeweils die Bildpunktedaten für minde­ stens zwei benachbarte Bildpunkte gespeichert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste oder zweite Adressenfolge durch Um­ stellen der Adressen der zweiten bzw. ersten Adressenfolge unter Pseudo-Zufallsverteilung gebildet wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die erste und/oder zweite Adres­ senfolge von Zeile zu Zeile durch Umstellen der Adressen in Pseudo-Zufallsverteilung geändert wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die erste und/oder zweite Adres­ senfolge von Zeile zu Zeile über mehrere Halbbildperioden fortgesetzt geändert wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bildsignale für ein Halbbild und Tarnbildsignale für mindestens ein anderes Halbbild ab­ wechselnd verschlüsselt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildpunktedaten für ein Halbbild und digitale Rauschsignale für mindestens ein Stör-Halbbild abwechselnd gespeichert und ausgelesen werden.

8. Verfahren zum Verwürfeln von Farbfernsehbildern nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Farbfernsehsignalen die Farbsynchronisiersi­ gnale vor dem Verschlüsseln oder Entschlüsseln herausge­ griffen und nach einem Zeitangleich den verschlüsselten bzw. entschlüsselten Bildsignalen hinzugefügt werden.

9. Schaltungsanordnung zum Verwürfeln von Fernsehbildern gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Analog/Digital-Wandler (12) zum Umsetzen von Bildsi­ gnalen (B) in Bildpunktedaten,
mindestens zwei Zeilenspeicher (14, 15) zur Aufnahme der Bildpunktedaten für eine Zeile,
zwei Speicherumschalter (13, 16) zum zeilenweisen Wechseln der Zeilenspeicher bei dem Einspeichern bzw. Auslesen, eine Adressierschaltung (20 bis 22, 24; 20, 21, 25 bis 29), die Adressiersignale für die Adressen der Zwischenspeicher in einer ersten und mindestens einer davon verschiedenen zweiten Adressenfolge (A1, A2) erzeugt, wobei mindestens eine der Adressenfolgen von Zeile zu Zeile verändert ist,
einen Adressenfolge-Umschalter (23), der mit den Adressier­ signalen die Zwischenspeicher zeilenweise abwechselnd zum Einspeichern in die Adressen in der ersten Adressenfolge bzw. zum Auslesen aus den Adressen in der zweiten Adressen­ folge adressiert, und
einen Digital/Analog-Wandler (17) zum Umsetzen der ausgele­ senen Bildpunktedaten in analoge Bildsignale.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Entschlüsseln von mit der gleichen Schal­ tungsanordnung verschlüsselten Bildsignalen der Adressen­ folge-Umschalter (23) derart umstellbar ist, daß die Adres­ senfolgen für das Einspeichern und das Auslesen vertauscht sind.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilenspeicher (14,15) zur Aufnahme von Bildpunktedaten für Gruppen aus jeweils mindestens zwei benachbarten Bildpunkten an jeweils einer Adresse ausgebil­ det sind und daß die Adressierschaltung (20 bis 22, 24; 20, 21, 25 bis 29) die Adressiersignale im Takt der Bildpunk­ tedaten für die Bildpunktegruppen erzeugt.

12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressierschaltung (20 bis 22, 24; 20, 21, 25 bis 29) einen durch Zeilentaktsignale (fz) rücksetzbaren Adressenzähler (21) enthält, der Adres­ sentaktsignale (fa) mit der mit der Anzahl der Adressen je Zeile multiplizierten Zeilenfrequenz zählt und dessen Zähl­ stand die Adressiersignale für eine der Adressenfolgen (A1, A2) bildet.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Adressierschaltung (20 bis 22, 24) einen Zeilenzähler (22) zum Zählen der Zeilentaktsignale (fz) und eine durch dessen Zählstand gesteuerte und durch die Adres­ sentaktsignale (fa) getaktete Umcodierungsschaltung (24) enthält, deren Ausgangssignal die Adressiersignale für eine andere der Adressenfolgen (A1, A2) bildet.

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Adressierschaltung (20, 21, 25 bis 29) einen ersten Pseudozufallsgenerator (26), der einen An­ fangswert aus einer Schlüsselcode-Eingabevorrichtung (25) erhält, mit dem Zeilentaktsignal (fz) getaktet wird und mit einem Bildtaktsignal (fb) oder einem frequenzgeteilten Bildtaktsignal (fb/m) rückgesetzt wird,
einen Codespeicher (27), in dem in Zufallsverteilung Code­ wörter gespeichert sind, die durch die Ausgangsdaten des ersten Pseudozufallsgenerators abgerufen werden,
einen zweiten Pseudozufallsgenerator (28), der als Anfangs­ wert die Ausgangsdaten des ersten Pseudozufallsgenerators erhält und mit dem Adressentaktsignal getaktet ist, und eine Umcodierungsmatrix (29) enthält, die die Codewörter aus dem Codespeicher und die Ausgangsdaten des zweiten Pseudozufallsgenerators zu Adressiersignalen für eine der Adressenfolgen (A1, A2) umsetzt.

15. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Adressenfolge-Umschal­ ter (23) die Zeilenspeicher (14, 15) jeweils zum Einspei­ chern mit der gleichen Adressenfolge wie bei dem unmittel­ bar vorangehenden Auslesen adressiert.

16. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, gekennzeichnet durch eine Tarnbildsignalquelle (30) und einen Bildumschalter (31), der an den Eingang des Ana­ log/Digital-Wandlers (12) im Bildtakt oder im Takt mehrerer Bilder abwechselnd das Bildsignal (B) oder das Tarnbildsi­ gnal anlegt.

17. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, gekennzeichnet durch einen digitalen Rauschgenerator (32) und einen Datenumschalter (33), der dem Speicherum­ schalter (13) für das Einspeichern in die Zeilenspeicher (14, 15) im Bildtakt oder im Takt mehrerer Bilder abwech­ selnd die Bildpunktdaten aus dem Analog/Digital-Wandler (12) oder Rauschdaten aus dem Rauschgenerator zuführt.

18. Schaltunqsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 17 zum Verwürfeln von Farbfernsehbildern, gekennzeichnet durch eine Impulsformerschaltung (34) zum Erzeugen von Schaltim­ pulsen, die zeitlich mit dem Farbsynchronisiersignal des Fernsehsignals übereinstimmen, ein Hochpaßfilter (36) zum Duchlassen des Farbträgers, ein mit den Schaltimpulsen an­ gesteuertes Schaltglied (35) zum Durchlassen des Ausgangs­ signals des Hochpaßfilters, eine Laufzeitausgleichstufe (37) zum zeitlichen Angleichen des Schaltglied-Ausgangssi­ gnals an das Ausgangssignal des Digital/Analog-Wandlers (17) und eine Mischstufe (38) zum Zumischen des angegli­ chenen Schaltglied-Ausgangssignals zu dem Ausgangssignal des Digital/Analog-Wandlers.

19. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, gekennzeichnet durch ein vorgeschaltetes Tiefpaßfilter (39) zum Unterdrücken von hochfrequenten Eingangssignalkom­ ponenten.

20. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Zeilenspei­ cher (14, 15) durch die Speicherumschalter (13, 16) bei dem Einspeichern in einer anderen Reihenfolge als bei dem Aus­ lesen angewählt sind.

21. Schaltungsanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anzahl der Zeilenspeicher der Anzahl der Zeilen eines Bilds oder Halbbilds entspricht.