IT8422011A1 - Trasmissione e ricezione di segnali video componenti multiplati - Google Patents

Description

DOCUMENTAZIONE

RILEGATA

ae/4/72228

79.972

Descrizione dell ' invenzione avente per titolo :

"Trasmissione e ricezione di segnali video componenti multiplati"

a nome: RCA CORPORATION

a: 30 Roclcefeller Plaza, New YorJ^N.Y. 10020 (USA) di nazionalit? statunitense ed elettivamente domiciliata presso i suoi mandatari :Dr. E. Klausner, Dr.Ing.T.Levrini , Ing.V. Valle, p.i.R. Monti , p. i.S Castelli a Milano, Via Dogana 1

(ufficio Internazionale Brevetti Ing.C.Gregor j S.p.A. ) Deu. il 23.LUG.1984 No

220114/84

RIASSUNTO

? Un segnale componente analogico multiplato(fi-J

? ? gura 3A) comprende una sequenza di componenti compresse temporalmente (Y, R-Y, B-Y). Per la cifratura del segnale, per scopi di sicurezza, le componaiti individuali vengono separatamente ruotate temporalmente (figura 3B). La posizione dei livelli di fissaggio fra le componenti, rimane invariata. Conseguentemente, viene rimossa qualsiasi indicazione per quanto concerne il grado di rotazione.

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce alla trasmissione e alla ricezione di segnali video componenti.

L ' invenzione riguarda, in modo specifico , la cifratura e la decifratura di segnali video componenti analogici multip lati (MAC -multiplexed analog component) GENERALIT?' DELL?INVENZIONE

Deve essere rilevato che ? desiderabile codificare i segnali televisivi per garantire una trasmissione sicura in determinate applicazioni riguardanti , ad esempio, le trasmissioni televisive via cavo , le trasmissioni via satellite e le trasmissioni' teletrasmesse per abbonati , I noti sistemi di codificazione possono venire considerati , generalmente parlando, come del tipo ad alterazione di ampiezza^ o del tipo ad alterazione della sequenza. I codificatori di ampiezza includono , a titolo illustrati vo/ quei codificatori che alterano l ' ampiezza degli impulsi di sincronizzazione verticale od orizzontale o che modulano il segnale video con una forma d'onda di codificazione rappresentata, ad esempio, da una forma d'onda sinusoidale, mentre gli stessi presentano un vantaggio rappresentato dal fatto che il decodificatore pu? essere relai tivamente sempli ce ed economico. Generalmente parlan do, uno svantaggio della codificazione di ampiezza ? rappresentato dal fatto che i codici possono venire alquanto facilmente riconosciuti e decifrati, creando in tal modo. un''mercato nero " potenziale per decodificatori non autorizzati. Da un punto di vista tecnico, la distorsione di ampiezza conferita al segnale video, non pu? venire completamente rimossa da parte del decodificatore e possono venire richieste regolazioni critiche del decodificatore, allo scopo di ridurre la distorsione residua del segnale decodi_ ficato a livelli accettabili. Altre aree problematiche associate ai cifratori del tipo ad alterazione di ampiezza, includono la degradazione del rapporto segnale /rumore e la perdita della gamma dinamica.

I codificatori del tipo ad alterazione della sequenza temporale riordinano la sequenza del segnale video, in modo tale da creare una sequenza non standard dei segnali la quale pu? venire variata casualmente, in modo tale da introdurre un livello di sicurezza molto elevato. Esempi di codificatori di questo tipo includono quelli che invertono la sequenza degli elementi di immagine, o "pixel?, entro una linea, o riga orizzontale, quelli che introducono una trasposizione,o un interscambio(delle linee entro un campo e quelli che operano una trasposizione o una nuova disposizione di segmenti di ogni linea del segnale video, in accordo con quanto descritto nel brevetto statunitense no.4.070.693, rilasciato il 24 Gennaio 1973 a nome H.B. Shutterly, la cui descrizione corrispondente viene intesa incorporata nella presente trattazione, a titolo di riferimento.

Il sistema proposto da Shutterly, per mezzo del quale ? possibile operare una cifratura di una riga di segnali video alla volta (cifratore intra-linea) presenta il vantaggio di richiedere minori requisiti di memoria per il codificatore e il decodificatore nei confronti dei codificatori che alterano le sequenze di righe entro blocchi di linee (cifratore interlinea). In breve, nel sistema Shutterly, ogni li, nea attiva .del segnale video composito viene "ruotata" attorno ad un punto predeterminato, il quale viene variato casualmente di tanto in tanto. Le informazioni riguardanti il punto di rotazione, vengono convogliate durante una linea selezionata dell'intervallo verticale. Il codice di rotazione non indica direttamente, di per s? stesso, il punto di rotazione ma lo stesso viene utilizzato per sincronizzare un generatore di numeri casuali nel decoficatore, con un analogo generatore di. numeri casuali nel codificatore, in modo tale da garantire 1'ottenimento del grado voluto di sicurezza per quanto concerne il punto di rotazione.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione risiede, in parte, nel riconoscimento del fatto che il metodo di codificazione per rotazione intnalinea dei "pixel", applicato ai classici segnali video compositi, si traduce in un codice che pu? essere alquanto facilmente decifrato, come applicato ai segnali video del cosiddetto formato di trasmissione video a componenti analogiche multiplate "MAC"(multiplexed analog component) Nei sistemi di trasmissione video MAC, un segnale video a colori viene trasmesso, ^traverso un canale costituito, ad esempio, da un "transponder " di un satellite, da un sistena di trasmissione via cavo o via etere, da un video-registratore a nastro

(VTR) e cos? via, impiegando componenti analogiche compresse temporalmente, serialmente trasmesse.

Viene preferita la trasmissione seriale per il fatto che, in questo caso, viene richiesto l?impiego di un solo canale. L'uso di componenti compresse temporalmente, per rappresentare i segnali a colori (costituiti, ad esempio, dai segnali Y, R-Y, B-Y o Y, U, V o Y, I Q o R, G, B , e cos? via) consente una riduzione desiderabile nella "diafonia", o interferenza reciproca fra le componenti di luminanza e di crominaza. A questo proposito pu? essere fatto riferimento, in generale, al brevetto statunitense no.4.376.957 intitolato "Transmission System Vith Sequential Time Compresseci Baseband Color", rilasciato il 15 Marzo 1983 a nome Dischert et al e alla domanda di brevetto statunitense no.

509.786 intitolata "A Worldwide Corapatible Synchronizing Signal For Accurate Time Base Correction In An Analog Component Interface Standard" depositata il 30 Giugno 1983 a nome T.M. Gurley, le descrizioni di ognuno dei quali vengono intese incorporate nella presente trattazione, a titolo di riferimento.

Uno scopo dell?invenzione ? quello di ottenere i benefici della codificazione per rotazione intralinea dei pixel, in un sistena di trasmissione video del tipo a componenti analogiche multiplate, senza la perdita della sicurezza della decodificazione, in conformit? con quanto verr? in seguito descritto in dettaglio.

Un metodo di codificazione di un segnale televisivo per la trasmissione, incorporante i principi della presente invenzione comprende il fornire una sorgente di segnali televisivi che devono venir codificati, ogni linea di detto segnale televisivo includendo una componente di luminanza e almeno una componente di crominanza. Vengono previsti un primo ed un secondo percorso per i segnali per consentire un accoppiamento selettivo della component^di luminanza e della componente di crominanza, rispettivamente, a un terminale di uscita, durante intervalli di tempo selezionati, non sovrapponentisi. La componente di luminanza, nel primo per_ corso, viene compressa temporalmente di una data quantit?, mentre la componente di crominanza in detto secondo percorso viene compressa, temporalmente di una quantit? maggiore. La sequenza dei segnali componenti di luminanza, nel primo percorso,viene ruotata indipendentemente dalla rotazione della sequenza del segnale componente di crominanza nel secondo percorso, in modo tale da codificare dette componenti di luminanza e di crominanza, senza alterazione della posizione temporale di detti componenti nella linea codificata di detto segnale televisivo prodotto in corrispondenza di detto terminale di uscita.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La presente invenzione risulter? piu? evidente dall ' analisi della seguente descrizione dettagliata, la quale deve essere considerata in unione ai disegni allegati, nei quali :

le figure 1A e 1B rappresentano forme d'onde serrio ??

plificate illustranti la codificazione per rotazione intralinea di segnali video messi in forma, del tipo MAC ;

le figure 2A e 2B rappresentano forme d 'onda semplificate illustranti la codificazione per rotazione intralinea dei segnali video messi in forma, del tipo MAC , in accordo con l'invenzione; le figure 3A e 3B rappresentano forme d'onda dettagliate illustranti i principi dell' invenzione, applicati ad un s isteria di trasmissione video in cui vengono incluse, in ogni linea tre componenti ;

la figura 4 rappresenta un diagramma a blocchi di un codificatore illustrativo, incorporante la presente invenzione; e

la figura 5 rappresenta un diagramma a blocchi di un decodificatore illustrativo incorporante l 'invenzione in oggetto.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL 'INVENZIONE La figura 1A costituisce una rappresentazione semplificata di una riga di una forma d'onda MAC a ??.ue componenti" (i segnali di sincronizzazione e di tempi fi caz ione del ricevitore, non sono stati illustrati ) . La regione A rappresenta un livello di fissaggio del segnale video che precede la componente di crominanza. Nel sistema a due componenti , le componenti di colore U e V vengono trasmesse su linee alternate, in contrapposizione a quanto si verifica in un sistema a "tre componenti "f nel quale la componente di luminanza ed entrambe le componenti di crominanza vengono trasmesse nella durata di una ioga orizzontale equivalente a circa 63ps. La regione B corrisponde all'inter'/allo del livello di fissaggio fra la componente di crominanza (U o v) e la componente di luminanza Y.

La figara TB illustra l?effetto della "rotazione" delle componenti dei segnali della figura 1A, attorno al punto K. ?1 istruttivo rilevare che le regioni A e B sono state spostate rispetto all'inizio della linea (T1, un punto di riferimento arbitrario), tale spostamento essendo direttamente indicativo della rotazione degli elementi di immagine o "pixel"

!? I della linea. In modo piu? specifico, il punto di rotazione K della figura 1A, ? delimitato dai punti N ed 0 nel segnale di luminanza Y. In funzione della rotazione (figura 1B), la nuova linea inizia in corrispondenza del punto 0 del segnale di luminanza Y e la stessa progredisce attraverso i punti P, M N, come indicato, in modo tale da formare una nuova sequenza "ruotata " dei segnali, per la linea trasmessa. Il problema illustrato dalle figure 1A e 1B ? rappresentato dal fatto che ? possibile determinare facilmente il grado di rotazione degli elementi dei segnali della linea ruo tata, misurando semplicemente il tempo intercorrente dall 'ultimo impulso di sincronizzazione orizzontale non illustrato , agli intervalli , facilmente riconoscibili del livello di fissaggio

A o B. Come risultato, il codice di cifratura pu? venire facilmente penetrato, incoraggiando il cosiddetto "mercato nero" , con l 'impiego ai decodificatore "pirati" . Questo illustra il problema^ sinora non riconosciuto, rappresentato dal fatto che la rotazione degli elementi di immagine intr alinea, che risulta molto efficace nei sistemi di trasmissione di segnali video compositi , del tipo descritto da Shutterly non risulta efficace per trasmissioni di segnali video nel formato MAC .

Le figure 2A e 23 sono simili alle ?gure 1A e 1B ma illustrano la tecnica di codificazione per rotazione intralinea, proposta dalla presente invenzione. Come pu? essere facilmente rile\rato, gli intervalli fra i livelli di fissaggio A e B , nella linea non codificata (figura 2A) e nella linea codificata (ruotata) figura 2B non convogliano assolutamente alcuna informazione per quanto concerne il grado di rotazione. In altre parole, le regioni dei livelli di fissaggio ? e B non vengono spostate e non vengono in alcun modo ' alterate dal processo di rotazione.

Questo risultato desiderabile, il quale consente l'ottenimento di un elevato livello di sicurezza per il segnale aodificato, viene ottenuto, in conformit? con l1invenzione, per mezzo di una rotazi?ne-di ogni componente individualmente rispetto al proprio punto di rotazione (K e K1). Proiettando questo principio con riferimento ad un sistana a tre componenti, ogni componente viene individualmente ruotate^,rispetto al proprio punto di rotazione (K, K? e K") per ogni com? ponente rispettiva (ad esempio Y, I eQ o Y, U eV, o Y, E-Y e B-Y e cos? via).

Le figure 3A e 3B illustrano un esempio dettagliato dei principi dell'invenzione applicati ad un sistema di trasmissione video, nella forma MAC, a tre componenti, del tipo descritto, ad esempio, nella domanda di brevetto statunitense a nome T.M. Gurley precedentemente citata.

Deve essere rilevato che, come negli esempi riportati nelle figure 2A e 2B, gli " indicatori dei segnali" (livelli di fissaggio) mantengono le loro stesse posizioni nel segnale cifrato (figura 3B), in modo corrispondente a quanto si verifica nel segnale non cifrato (figura 3A), mentre non esistono configurazioni fisse ed identificatili per mezzo delle quali il segnale possa venire decifrato.

In questo sistema, la forma d'onda "non cifrata" (3A) inizia con un impulso di sincronizzazione orizzontale (HS) in corrispondenza di -40 unit? IRE , seguito da un sincro-segnale di riferimento o "burst (T) .

I l burst T presenta valori picco-picco di -20 e 20 unit? IRE e lo stesso viene utilizzato , nel ricevitore decodificatore per sincronizzare un anello ad aggancio di fase (PLL ) il quale fornisce i segnali di tempi-fi -cazione per il decodificatore, mentre lo stesso non rappresenta il classico si nero- segni e di riferimento di colore o "burst" utilizzato nelle trasmissione TV di tipo composito.

La componente di luminanza Y, la componente, di differenza di colore R-Y e la componente di differenza di colore B-Y seguono la componente di tempi fi cazione T nell'ordine indicato. Tuttavia, l'ordine delle componenti non riveste alcuna importanza per quanto concerne l' invenzione in oggetto. Quello che risulta importante ? rappresentato dal fatto che ogni componente individuale risulta ruotata attorno al proprio punto separato di rotazione, tali punti di rotazione essendo rappresentati dal punto K1 per Y , dal punto K2 per R-Y e dal punto K3 per B-Y, mentre tutti i livelli di fissaggio (clampingV nel segnale codificato (figura 33) risultano allineati con i livelli corrispondenti nel segnale non codificato (figura 3A) .

In modo piu' dettagliato, la componente (Y) non codificata inizia in corrispondenza del punto A, con un punto di rotazione K1 in corrispondenza della locazione B , B 1 mentre termina in corrispondenza del punto C. Quando la componente Y viene ruotata, la componente ruotata inizia in corrispondenza del punto B ' . Questo ? seguito dal segmento compreso fra 3 ' e C , dal punto K ' e, successivamente , dal segmento A -3. ' Pertanto , la componente Y inizia, in questo esempio , con la regione B '-C , seguito dal punto A (punto di inizio della forma d'onda non codificata) e dal punto B . Questa rotazione in altre parole, pone gli elementi dell 'ultimo segnale della componente Y in corrispondenza dell' inizio della componente Y nel segnale codificato, quantunque rimanga invariato l'ordine degli elementi di immagine entro ogni segmento ruotato. Ognuna delle componenti Y, R-Y e B-Y presenta i rispettivi punti di rotazione propri.

Deve essere rilevato che tutti i livelli di fissaggio (corrispondenti , ad esempio , a 0 unit? IRE e 50 unit? IRE) , fra le componenti , mantengono le loro esatte posizioni nel segnale componente codificato, come nel segnale componente non codificato. I principi della presente invenzione comportano una utilit? generale nei sistemi di trasmissione video in accordo con il formato MAC precedentemente definito.

La figura 4 illustra la tecnica di codificazione \

mediante rotazione, delle componenti individuali,proposta dall'invenzione, applicata ad un codificatore di trasmissione MAC del tipo descritto nella domanda di brevetto statunitense a nome T.M. Gurley precedentemente citata. Il sistema proposto da Gurley ? rappresentato da un sistema a canale singolo, nel quale le componenti Y, R-Y e B-Y vengono trasmesse durante ogni intervallo di linea.

II codificatore comprende una sorgente di segnali video componenti 400 la quale alimenta una componente di luminanza, Y ad un convertitore analogico/digitale (A/D ) 402 , una prima componente di differenza di colore R-Y ad un convertitore analogico/digitale A/D 404 ed una seconda componente di differenza di colore B-Y ad un convertitore analogico/digitale A/D 40S. La sorgente 400 pu? comprendere, a titolo illustrativo un circuito matriciale per convertire le uscite E, G e B di una telecamera^ o qualsiasi al tra sorgente appropriata di componenti Y, R-Y e B?Y. I convertitori analogico/digitali A/D 402, 404 e 406 possono comprendere classici convertitori "flash" a otto bit. Questi convertitori, adatti per il funzionamento alle frequenze video^sono ben noti e reperibili in commercio.

Le uscite digitalizzate, vale a dire convertite in forma numerica, derivate dai convertitori '502, 404 e 406 vengono alimentate, attraverso i tre percorsi rispettivi rappresentati dal percorso uno, dal percorso due e dal percorso tre, rispettivamente,ad un multiplatore 410 il quale accoppia, selettivamente, i percorsi, ad un terminale di uscita 403.

L'unit? di commutazione a multiplatore 410 riceve i tre segnali Y, R-Y, B-Y dai percorsi rispettivi, come propri segnali di ingresso e alimenta determinati segnali selezionati, fra questi segnali, al terminale 408, attraverso un convertitore digitale /analogico, D/A 412 accoppiato in serie ad una unit? di tenpificazione e di inserimento dei codici 414.

Una sorgente di segnali di tempificazione 416 fornisce i segnali di orologio ai convertitori A/D (e anche ai rotatori e ai compressori temporali, presenti nei vari percorsi, in conformit? a quanto verr? in seguito descritto). La sorgente 416 alimenta pure i segnali di selezione^attraverso il canale omnibus 418 al commutatore MUX 410 ed alimenta i segnali di sincronizzazione orizzontale e verticale (HS, VS); un segnale " burst" alla frequenza di riferimento e i segnali di abilitazione dei livelli di fissaggio, all'inseritore 414. attraverso il canale omnibus 420. Ognuno dei tre percorsi di circolazione dei segnali include una connessione serie di un rotatore e di un compressore temporale (422 , 424 nel percorso uno; 426, 423 nel percorso due e 430, 432 nel percorso tre). I compressori temporali, di tipo digitale ed analogico, come pure i rotatori delle seguenze dei segnali, rappresentato elementi ben noti nel settore. Alcuni esempi di questi dispositivi sono stati riportati nei brevetti e nella domanda di brevetto precedentemente citati. L'inseritore 414 risulta pure accoppiato in modo tale da ricevere i segnali dei codici di rotazione K1, 12 e K3 generati da una sorgente dei codici di rotazione 450, tali segnali venendo pure alimentati ai rotatori 422, 426 e 430, rispettivamente. In breve, pu? essere rilevato die i compressori temporali del codificatore 424, 423 e 432 comprimono, temporalmente, le componenti video Y, R-Y e B-Y per fattori pari a 2:1 , 4:1 e 4:1 rispettivamente. La sorgente 416 aziona il multiplatore MUX 410 per seiezionare, sequenzialmente, le uscite del primo percorso, del secondo percorso e del terso percorso, per l'applicazione al convertitore digitale/analogico D/A 412.

L?inseritore 414 somma i segnali H3, VS e il segnale alla frequenza di riferimento e provvede al fissaggio del livello sotto il controllo della sorgente 416.

In accordo con la presente invenzione, la sorgente dei codici del rotatori 450 alimenta i codici di rotazione K1 , IC2 e K3 ai rotatori degli elementi dei segnali 422 , 426 e 430 i quali, indipendentemente fra di loro, determinano la rotazione degli elementi dei segnali della componente Y nel percorso uno, la componente B-Y nel percorso due e la componente

B-Y nel percorso tre. Conseguentemente, non si verifica alcuna variazione nelle posizioni relative delle comp?nenti(o nei livelli di fissaggio dei segnali componenti, quando ruotati, in accordo con quanto precedentemente descritto con riferimento alla figura 3, e, pertanto, non esiste alcun indizio nella posizione del segnale componente contenuto nei segnali codificati presenti in corrispondenza del terminale di uscita dOS.

La sorgente dei codici per i rotatori 450 alimenta pure i codici di rotazione K1 , K2 e K3 all?inseritore 414 dei segnali, per la trasmissione durante l?intervallo verticale del segnale video di uscita, in corrispondenza del terminale 408, La sicurezza dei'codici di rotazione pu? venire migliorata per mezzo della tecnica precedentemente descritta, di Shutterly, oppure i codici di rotazione possono venire convogliati con l?ausilio di altri mezzi rappresentati , ad esempio, da un canale di trasmissione separato, da una memoria a sola lettura, programmata permanentemente p da qualsiasi altro sistema di trasmissione sicuro. Nei confronti della presente invenzione, come precedentemente indicato, riveste importanza il fatto che ogni componente trasmessa venga ruotata, o altrimenti codificata in un modo tale da non alterare la posizione temporale delle componenti trasmesse.

Il sistema di codificazione di sicurezza dei segnali video, nel formato MAC, schematizzato nella figura 4, pu? venire accoppiato al decodificatore attraverso un ponte di comunicazione via satellite, attraverso un sistema di trasmissione diretto via cavo o attraverso qualsiasi altro appropriato canale di comunicazione. La figura 5 riporta uno schema esemplificativo di un appropriato decodificatore utilizzabile congiuntamente al codificatore rappresentato nella .figura 4.

In conf onni t? a quanto rappresentato nella figura 5, il segnale codificato viene alimentato al terminale di ingresso 502 collegato ad un rigeneratore del segnale di tempificazione 504, al convertitore analogico/digitale A/D 506 e ad un rivelatore dei codici dei rotatori 508. Il rigeneratore del segnale di tempi fi caz ione 504 include un anello ad aggancio di fase PLL ed opportuni contatori e lo stesso risulta sensibile alla componente alla frequenza di riferimento del segnale codificato di ingresso, per la generazione dei segnali di orologio per gli espansori , i rotatori e i convertitori digitali nel decodificatore. I l rigeneratore 504 comanda pure il rivelatore dei codici dei rotatori 508 , durante l 'appropriata linea dell' intervallo verticale, per la decodificazione dei codici di rotazione K1 , K2 e K3.

L ?uscita del convertitore analogico/digitale 506 viene applicata - ad. un demultiplatore, o unit? di commutazione 510 la quale risulta controllata dal rigeneratore 504 in modo tale da accoppiare selettivamente 1' uscita del aonvertitore 506 ai percorsi per i segnali uno, due e tre, rispettivamente, in sincronismo con la trasmissione dei segnali componenti Y, E-Y eB-Y rispettivamente . Il percorso imo ind? de un primo convertitore digitale/analogico 514 presentante una uscita accoppiata ad un terminale d? uscita 505 per la componente Y e un ingresso accoppiato, tramite una connessione serie di un rotatone degli elementi del segnale 516 e un espansore temporale 1 : 2 51 c , all 'uscita per la componente Y dell'unit? di commutazione 510. Nei percorsi due e tre, rispettivamente, i convertitori di gi tal e/ analogico D/A 520 e 526 , i rotatori 522, 523 e gli espansori temporali 524 e 530 , sono collegati in modo analogo. Tuttavia, gli espansori temporali per i segnali di differenza di colore del rosso e del blu E-Y, B-Y provvedono ad una espansione di 1 :4, nei confronti del fattore di espansione 1 : 2 associato all'espansore della componente Y nel percorso uno.

I l principio di funzionamento del decodificatore delle componenti , schematizzato nella figura 5 , ri' sulta essenzialmente in accordo con quanto descritto nella domanda di brevetto a nome Gurlev salvo per la presenza del rivelatore dei codici dei rotatori 508 e per la presenza dei rotatori degli elementi dei segnali componenti individuali 516 , 522 e 528.

I tre codici di rotazione convogliati durante l'intervallo verticale del segnale di ingresso alimentato al terminale 502, vengono rivelati per mezzo del rivelatore dei codici di rotazione 508 e convogliati verso i tre rotatori delle componenti 516, 522 e 5?G nel primo, nel secondo e nel terzo percorso, rispettivamente, i quali provocano la rotazione dei rispettivi elementi dei segnali Y, R-Y e B-Y in un senso oppohD alla rotazione originale, in modo tale da provvedere alla decodificazione delle componenti individuali Y, R-Y e B-Y.

Deve essere sottolineato il fatto che l'applicazione dei principi dell'invenzione al sistema Gurley a tre componenti Y, R-Y, B-Y rappresenta soltanto un esempio specifico dell?invenzione in oggetto. La rotazione delle componenti individuali di crominanza e di luminanza nei sistemi di trasmis sione video analogico multiplato(MAV- multiplexed analog video) garantisce la semplicit? della caratteristica di cifratura intralinea dei sistemi di trasmissione delle componenti ma evita il problema;precedentemente citato, dello spostamento temporale delle componenti in proporzione alla rotazione intralinea, fornendo in tal modo un indizio per quanto concerne lo spostamento temporale o la rotazione richiesta per la decodificazione. In altre parole, la presente invenzione porta i sistemi di trasmissione di componenti al livello della sicurezza caratteristica dai classici sistemi di trasmissione di segnali video compositi, con rotazione di riga di tipo tradizionale. I principi della presente invenzione comportano una utilit? generale e gli stessi possono venire applicati a sistemi a due o a tre componenti, come precedentemente indicato e possono pure venire applicati a componenti includenti le componenti Y,I eQ o Y, U eV come pure all?esempio dato delle componenti Y, R-Y, e 3-Y.

RIVENDICAZIONI

1. Metodo per la codificazione di un segnale televisivo a colori, per la trasmissione, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi:

(a) fornire una sorgente (400) di segnali televisivi a colori(figura 2A) che devono venire codificati, ogni linea di detto segnale televisivo includendo una componente di luminanza e almeno una componente di crominanza;

(b) fornire un primo percorso per i segnali e almeno un ulteriore percorso per i segnali per accoppiare, selettivamente detta componente di luminanza(Y) e la componente oppure ogni componente di crominanza (R-Y, O B-Y) rispettivamente, ad una uscita (408 ) durante intervalli di tempo selezionati , non sovrapponentisi ;

(c) comprimere, temporalmente (424) , detta componente di crominanza in detto primo percorso ^ di una quantit? predeterminata e comprimere, temporalmente , (428 o 432) la componente , oppure ogni componente di crominanza nel percorso ulteriore, oppure in ognuno degli ulteriori percorsi , di una quantit? superiore ad una quantit? predeterminata; e

d) ruotare, temporalmente, in modo indipendente (422, 426 , 430 , 450 )detta sequenza del segnale componente di luminanza, in detto primo percorso e ruotare , temporalmente , la componente, oppure ognuna delle componenti del segnale di crominanza nell' ulteriore percorso , o in ognuno degli ulteriori percorsi per i segnali , in modo tale da codificare dette componenti di luminanza e di crominanza senza alterazione della posizione temporale di dette componenti nella linea codificata di detto segnale televisivo prodotto in corrispondenza di detta uscita (408 ) (Fig. 2B) .

2. Metodo per decodificare un segnale televisivo a colori presentante una componente di luminanza e almeno una componente di crominanza trasmessa sotto forma di una componente sequenziale nel tempo, in cui ogni componente viene separatamente codificata per rotazione di elementi del segnale entro la componente (Fig. 2B), caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi:

(a) fornire un primo percorso per accoppiare la componente di luminanza (Y) di detto segnale televisivo ad una uscita (508), durante un primo perio do di tempo;

(b) fornire almeno un ulteriore percorso per accoppiare la componente, oppure ognuna delle componenti di crominanza (R-Y,B-Y) di detto segnale televisivo, ad una uscita (510, 512) durante un secondo periodo di tempo, detto secondo periodo di tempo essendo distanziato da detto primo periodo di tempo di un periodo predeterminato, durante il quale il segnale televisivo viene fissato ad un dato livello di fissaggio; e

(c) ruotare (516, 522, 504, 508) gli elementi del segnale di detta componente di luminanza(Y) entro detto primo periodo di tempo, in modo tale da ripristinare detto segnale di luminanza alla propria sequenza temporale originale e ruotare, separatamente, gli elementi del segnale della componente o di ognuna delle componenti di crominanza (R-?) entro detto secondo periodo di tempo in un senso tale da ripristinare la componente, oppure ognuna delle componaiti di crominanza alla propria sequenza temporale originale (Fig. 2A).

3. Apparato per la codificazione di un segnale televisivo a colori per trasmissioni, caratterizzato dal fatto che comprende:

(a) una sorgente (400) di segnali televisivi a colori (Fig 2A) che devono venire codificati, ogni linea di detto segnale televisivo includendo una componente di luminanza (Y) e almeno una componente di crominanza;

(b) un primo percorso per i segnali e almeno un ulteriore percorso per i segnali per accoppiare, selettivamente, detta componente di luminanza e la componente di crominanza, oppure ognuna delle componenti di crominanza (R-Y, B-Y) rispettivamente, ad una uscita (408), durante intervalli di tempo selezionati, non sovrapponentisi;

(c) mezzi per comprimere temporalmente detta componente di luminanza (Y) e detto primo percorso di una quantit? predeterminata e comprimere, temporalmente, la componente di crominanza, oppure ognuna delle componenti di crominanza (R-Y, B-Y) nell'ulteriore percorso o in ognuno degli ulteriori percorsi, secondo una quantit? maggiore, di valore predeterminato; e

(d) mezzi per ruotare temporalmente, in modo indipendente, detta sequenza del segnale componente di luminanza (Y) in detto primo percorso e ruotare, temporalmente la componente, oppure ognuna delle componenti del segnale di crominanza (R-Y,B-Y) nell 'ulteriore percorso^o in ognuno degli ulteriori percorsi per i segnali, in modo tale da codificare dette componenti di luminanza (Y) e di crominanza (R-Y, B-Y) senza alterazione della posizione temporale di dette componenti nella linea codificata di detto segnale televisivo prodotto in corrispondenza di detta uscita (403) (Fig. 2B).

4. Apparato per decodificare un segnale televisivo a colori presentante una componente di luminanza e almeno una componente di crominanza trasmesse, sotto forma di componenti sequenziali nel tempo, in cui ogni componente risulta separatamente codificata mediante rotazione degli elanenti dei segnali entro la componente (Fig 2B), detto apparato essendo caratterizzato dal fatto che comprende:

(a) un primo percorso per accoppiare la componente di luminanza (Y) di detto segnale televisivo ad una uscita, durante un primo periodo di tempo;

(b) almeno un ulteriore percorso per accoppiare la componente di crominanza oppure ognuna delle componenti di crominanza (510, 512) di detto segnale televisivo, ad una uscita (510, 512), durante un secondo periodo di tempo, detto secondo periodo di tempo essendo distanziato da detto primo periodo di tempo di un periodo predeterminato, durante il quale il segnale televisivo viene fissato ad un dato livello di fissaggio; e

(c) mezzi (516, 522, 504 , 503) per la rotazione degli, elementi dei segnali di detta componente di luminanza (Y) entro detto primo periodo di tempo, in modo tale da ripristinare detto segnale di luminanza nella propria sequenza temporale originale e per ruotare separatamente gli elementi dei segnali della componente o di ognuna delle componenti di crominanza (Y) entro detto seconda periodo di tempo, in un senso tale da ripristinare la componente, oppure ognuna delle componenti di crominanza alla corrispondente sequenza temporale originale, (figura 2A).

5. Sistema televisivo caratterizzato dal fatto che comporta un apparato di codificazione conforme con la rivendicazione 3 ed un apparato di decodificazione conforme con la rivendicazione 4.

6. Sistema per trasmissioni televisive a colori caratterizzato dal fatto che comprende:

(a) una sorgente (400) di un segnale televisivo a colori, in forma di componenti;

(b) mezzi (432, 420, 424) per la compressione temporale delle componenti di detto segnale televisivo per mezzo di rispettive quantit?, allo scopo di consentire la trasmissione seriale delle componenti di ogni linea entro ogni intervalb di linea;

(c) mezzi (450, 423, 424) per ruotare temporalmente, in modo separato, la sequenza dei segnali di ogni componente di ogni linea;

(d) mezzi di trasmissione (410, 412, 414, 416) per convogliare, serialmente, le componenti compresse temporalmente e ruotate temporalmente, in modo individuale, ad un mezzo ricevitore (figura 5) detto mezzo ricevitore includendo;

(e) mezzi (510) per separare le componenti convogliate serialmente e individualmente rotate temporalmente; e

(f) mezzi per ruotare temporalmente (516, 522, 528, 503, 504) e per espandere temporalmente (530, 524, 513) ognuna di dette componenti separate, in modo

complementare, nei confronti di detta rotazione V temporale e di detta conpressione temporale per prime citate.

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a Ufficio Provetti 6 Marcili statunitense

1''-Data: 5 giungo 1984

CON LA PRESENTE SI CERTIFICA CHE l'allegato costi

tu i SOR una copia fed?le tratta dalla documentazion e di questo ufficio della Domanda di Harold LLoyd S calf o Harold Blatter, ouale originariamente depositai 0 il 29 luglio 198 3 . avente il numero di serie 517. 114, relativamente a Sistema Sicuro di Trasmissione pe r Segnali Formato Video Componenti Analogici * lui ticiati (MAC).

Per autorit?, del

C OT.TMI S S AR 10 DI BREVETTI E HAT :CHI Firmato: M. Mmddleton

Ufficiale certificante. ?

Sigi Ilo.

RCA 79.972

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1 recante la data del 25 luglio 1983?

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sione e alla ricezione di segnaci video componenti.

L 'invenzione riguarda, m modo specifico, la cifra-

* tura e la/decifratura^dl segnali vi deci componenti analogici multiplati (?IACf -multi^lexed analag^component ) GENERALIT? ' DELL ? INVENZIONE

Deve essere rilevato che ? desiderabile codificare i segnali televisivi per garantire una trasmissione sicura in determinate applicazioni riguardanti , ad esempio , le trasmissioni televisive via cavo , le trasmissioni via satellite e le trasmissioni teletrasmesse per abbonati . I noti sistemi di codificazione possono venire considerati , generalmente parlando, come del tipo ad alterazione di ampiezza^ o del tipo ad alterazione della sequenza. I codificatori di ampiezza includono , a titolo illustrativo quei codificatori che alterano l ' ampiezza degli impulsi di sincronizzazione verticale od orizzontale o che modulano il segnale video con una forma d'onda di codificazione rappresentata, ad esempio , da una forma d'onda sinusoidale, mentre gli stessi presentano un vantaggio rappresentato dal fatto che il decodificatore pu? essere relativamente semplice ed economico. Generalmente parlan do, uno svantaggio della codificazione di ampiezza ? rappresentato dal fatto che i codici possono venire alquanto facilmente riconosciuti e decifrati, creando in tal modo. un"mercato nero " potenziale per decodificatori non autorizzati. Da un punto di vista tecnico, la distorsione di ampiezza conferita al segnale video, non pu? venire completamente rimossa da parte del decodificatore e possono venire richieste regolazioni critiche del decodificatore, allo scopo di ridurre la distorsione residua del segnale decodi, ficaio a livelli accettabili. Altre aree problematiche associate ai cifratori del tipo ad alterazione di ampiezza, includono la degradazione del rapporto segnale /rumore e la perdita della gamma dinamica. I codificatori del tipo ad alterazione della sequenza temporale riordinano la sequenza del segnale video, in modo tale da creare una sequenza non standard dei segnali la quale pu? venire variata casualmente, in modo tale da introdurre un livello di sicurezza molto elevato. Esempi di codificatori di questo tipo includono quelli che invertono la sequenza degli elementi di immagine, o "pixelw, entro una linea, o riga orizzontale, quelli che introducono una trasposizione,o un interscambio,delle linee entro un campo e quelli che operano una trasposizione o una nuova disposizione di segmenti di ogni linea del segnale video, in accordo con quanto descritto nel brevetto statunitense no.-4.070.693, rilasciato il 24 Gennaio 1978 a nome H.B. Shutterly, la cui descrizione ?corrispondente viene intesa incorporata nella presente trattazione, a titolo di riferimento.

Il sistema proposto da Shutterly, per mezzo del quale ? poss?bile operare una cifratura di una riga di segnali video alla volta (cifratore intra-linea) presenta il vantaggio di richiedere minori requisiti di memoria per il codificatore e il decodificatore nei confronti dei codificatori che alterano le sequenze di righe entro blocchi di linee (cifratore interlinea). In breve, nel sistena Shutterly, ogni li_ nea attiva .del segnale video composito viene "ruotata" attorno ad un punto predeterminato, il quale viene variato casualmente di tanto in tanto. Le informazioni riguardanti il punto di rotazione, vengono convogliate durante una linea selezionata dell'intervallo verticale. Il codice di rotazione non indica direttamente, di per s? stesso, il punto di rotazione ma lo stesso viene utilizzato per sincronizzare un generatore di numeri casuali nel decoficatore, con un analogo generatore di. numeri casuali nel codificatore, in modo tale da garantire l'ottenimento del grado voluto di sicurezza per quanto concerne il punto di rotazione.

SOMMARIO DELL?INVENZIONE

La presente invenzione risiede, in parte , nel riconoscimento del fatto che il metodo di codificazione per rotazione intr.alinea dei "pixel" , applicato ai classici segnali video compositi, si traduce in un codice che pu? essere alquanto facilmente decifrato, come applicato ai segnali video del cosiddetto formato di trasmissione video a componenti analogiche multiplate "MAC " (multiplexed analog component) Nei sistemi di trasmissione video MAC , un segnale video a colori viene trasmesso , ^traverso un canale costituito , ad esempio, da un " transponder " di un satellite, da un sistema di trasmissione via cavo o via etere, da un video -regi stratore a nastro (VTR) e cos? via, impiegando componenti analogiche compresse temporalmente, serialmente trasmesse.

Viene preferita la trasmissione seriale per il fatto che, in questo caso, viene richiesto l' impiego di un salo canale. L 'uso di componenti compresse temporalmente , per rappresentare i segnali a colori (costituiti , ad esempio, dai segnali Y, R-Y, B-Y o Y, U , V o Y, I Q o R, G, B , e cos? via) consente una riduzione desiderabile nella "diafonia" , o interferenza reciproca fra le componenti di luminanza e di crominaza. A questo proposito pu? essere fatto riferimento, in generale, al brevetto statunitense no. 4.376.957 intitolato "Transmission System With Sequential Time Compresseci Baseband Color", rilasciato il 15 Marzo 1983 a nome Dischert et al e alla domanda:di brevetto statunitense no.

509.786 intitolata "A Worldwide Compatible Synchronizing Signal For Accurate Time Base Correction In An Analog Component Interface Standard" depositata il 30 Giugno 1983 a nome T.M. Gurley, le descrizioni di ognuno dei quali vengono intese incorporate nella presente,trattazione, a titolo di riferimento.

Uno scopo dell?invenzione,? quello di ottenere i benefici della codificazione per rotazione intralinea dei pixel, in un sistema di trasmissione video del tipo a componenti analogiche multiplate, senza la perdita della sicurezza della decodificazione, in conformit? con quanto verr? in seguito descritto in dettaglio.

Un metodo di codificazione di un segnale televisivo per la trasmissione, incorporante i principi della presente invenzione comprende il fornire una sorgente di segnali televisivi che devono venir codificati, ogni linea di detto segnale televisivo includendo una componente di luminanza e almeno una componente di crominanza. Vengono previsti un primo ed un secondo percorso per i segnali per consentire un accoppiamento selettivo della component?&i. luminanza e della componente di crominanza, rispettivamente, a un terminale di uscita, durante intervalli di tempo selezionati, non sovrapponentisi. La componente di luminanza, nel primo per_ corso, viene compressa temporalmente di una data quantit?, mentre la componente di crominanza in detto secondo percorso viene compressa, temporalmente di una quantit? maggiore. La sequenza dei segnali componenti di luminanza, nel primo percorso,viene ruotata indipendentemente dalla rotazione della sequenza del segnale componente di crominanza nel secondo percorso, in modo tale da codificare dette componenti di luminanza e di crominanza, senza alterazione della posizione temporale di detti componenti nella linea codificata di detto segnale televisivo prodotto in corrispondenza di detto terminale di uscita?

BREVE DESCRIZIONE; DEI DISEGNI

La presente invenzione risulter? piu? evidente dall' analisi della seguente descrizione dettagliata, la quale deve essere considerata in unione ai disegni allegati , nei quali :

le figure 1A e 1B rappresentano forme d'onde sem0o& \ CL?^P plificate illustranti 2cp? \f codificazione per rotazione intralinea di segnali video messi in forma, del tipo MAC ;

le figure 2A e 2B rappresentano forme d'onda semplificate illustranti ??Voodif reazione per rotazione intralinea dei segnali video messi in forma, del tipo MAC ; i>n>-a?etJi^S^?n^l+fnVenz7rOn:eile figure 3 A e 3B rappresentano forme d'onda dettagliate illustranti i principi' dell* invenzione, applicati ad un sistema di trasmissione video in cui vengono incluse, in ogni linea tre componenti ;

la figura 4 rappresenta un? diagramma a blocchi di un codificatore ?rllustr ative , incorporante la presente invenzione; e

la figura 5 rappresenta un diagramma a blocchi di un decodificatore ?-llus trati-vo- incorporante

1 'invenzione in oggetto.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL 'INVENZIONE La figura 1A costituisce una rappresentazione semplificata di una riga di una forma d 'onda MAC a 't?ue componenti" (i segnali di sincronizzazione e di tempi fi caz ione del ricevitore, non sono stati illustrati ) . La regione A rappresenta un livello di fissaggio del segnale video che precede la componente di crominanza.YNel sistema a due componenti , le componenti di colore U e V vengono trasmesse su linee alternate, in contrapposizione a quanto si verifica in un sistema a "tre componenti ", nel quale la componente di luminanza ed entrambe le componenti di crominanza vengono trasmesse nella durata di una riga orizzontale equivalente a circa 63y.s. La regione B corrisponde all?intervallo del livello di fissaggio fra la componente di crominanza (U o V) e la componente di luminanza Y.

La figura 1B illustra l?effetto della "rotazione" delle componenti dei segnali della figura 1A, attorno al punto K. 3? istruttivo rilevare che le regioni A e 3 sono state spostate rispetto all?inizio della linea (Ti, un punto di riferimento arbitrario), tale spostamento essendo direttamente indicativo della rotazione degli elementi di immaginer? "pixel" della linea. In modo piu' specifico, il punto di rotazione K della figura 1A, ? delimitato dai punti N ed 0 nel segnale di luminanza Y. In funzione della rotazione (figura 1B), la nuova linea inizia in corrispondenza del punto 0 del segnale di luminane za Y e la stessa progredisce attraverso ? punti P, M li, come indicato, in modo tale da formare una nuova sequenza "ruotata " dei segnali, per la linea trasmessa. Il problema illustrato dalle figure 1A e 1B ? rappresentato dal fatto che ? possibile determinare facilmente il grado di rotazione degli elementi dei segnali della linea ruotai a, misurando semplicemente il tempo intercorrente dall 'ultimo impulso di sincronizzazione orizzontale non illustrato , agli intervalli , facilmente riconoscibili del livello di fissaggio

A o B. Come risultato, il codice di cifratura pu? venire facilmente penetrato, incoraggiando il cosiddetto "mercato nero" , con l 'impiego di decodificatore "pirati" . Questo illustra il problema, sinora non riconosciuto, rappresentato dal fatto che la rotazione degli elementi di immagine intr alinea, che risulta molto efficace nei sistemi di trasmissione di segnali video compositi , del tipo descritto da Shutterly non risulta efficace per trasmissioni di segnali video nel formato MAC .

Le figure 2A e 2B sono simili alle figure 1A e 1B ma illustrano la tecnica di codificazione per rotazione in tralinea, proposta dalla presente invenzione. Come pu? essere facilmente rilevato , gli intervalli fra i livelli di fissaggio A e B, nella linea non codificata (figura 2A) e nella linea codificata (ruotata) figura 2B non convogliano assolutamente alcuna informazione per quanto concerne il grado di rotazione. In altre parole, le regioni dei livelli di fissaggio A e B non vengono spostate e non vengono in alcun modo ' alterate dal processo di rotazione.

Questo risultato desiderabile, il quale consente l?ottenimento di un elevato livello di sicurezza per il segnale codificato, viene ottenuto, in conformit? con l'invenzione, per mezzo ai una rotazi?ne di ogni componente individualmente rispetto al proprio punto di rotazione (K e K'). Proiettando questo principio con riferimento ad-un sistona a tre componenti, ogni componente viene individualmente ruotate^rispetto al proprio punto di rotazione (K, K' e K") per ogni com? ponente rispettiva (ad esempio Y, I eQ o Y, U eV, o Y, R-Y e B-Y e cos? via).

Le figure 3A e 3B illustrano un esempio dettagliato dei principi dell'invenzione applicati ad un sistema di trasmissione video, nella forma MAC, a tre componenti, del tipo descritto, ad esempio, nella domanda di brevetto statunitense a nome T.M. Gurley precedentemente citata.

Deve essere rilevato che, come negli esempi riportati nelle figure 2A e 2B, gli " indicatori dei segnali" (livelli di fissaggio) mantengono le loro stesse posizioni nel segnale cifrato (figura 3B), in modo corrispondente a quanto si verifica nel segnale non cifrato (figura 3A), mentre non esistono configurazioni f?sse ed identificatili per mezzo delle quali il segnale possa venire decifrato.

In questo sistana, la forma d'onda "non cifrata" (3A) inizia con un impulso di sincronizzazione orizzontale (HS) in corrispondenza di -40 unit? IRE , seguito da un sincro-segnale di riferimento o "burst (T) .

Il burst T presenta valori picco-picco di -20 e 20 unit? IRE e lo stesso viene utilizzato , nel ricevitore decodificatore per sincronizzare un anello ad aggancio di fase (PLL) il quale fornisce i segnali di t empi fi -cazione per il decodificatore, mentre lo stesso non rappresenta il classico sincro-segn?e di riferimento di colore o "burst" utilizzato nelle trasmissione TV di tipo composito.

La componente di luminanza Y, la componente, di differenza di colore R-Y e la componente di differenza di colore B-Y seguono la componente di tempi fi cazione T nell'ordine indicato. Tuttavia, l 'ordine delle componenti non riveste alcuna importanza per quanto concerne l'invenzione in oggetto. Quello che risulta importante ? rappresentato dal fatto che ogni componente individuale risulta ruotata attorno al proprio punto separato di rotazione, tali punti di rotazione essendo rappresentati dal punto K1 per Y , dal punto K2 per R-Y e dal punto K3 per B-Y, mentre tutti i livelli di fissaggio (clampingV nel segnale codificato (figura 3B) risultano allineati con i livelli corrispondenti a

nel segnale non codificato (figura 3A) .

In modo piu* dettagliato, la componente (Y) non fc codificata inizia in corrispondenza del punto A,

con un punto di rotazione K1 in corrispondenza della locazione B , B ' mentre termina in corrispondenz a del punto C. Quando la componente Y viene ruotata, la componente ruotata inizia in corrispondenza del punto B ' . Questo ? seguito dal segmento compreso fra B ' e C, dal punto K 1 e, successivamente , dal segmento A -B. ' Pertanto, la componente Y inizia, in questo esempio, con la regione B f-C , seguito dal punto A (punto di inizio della forma d'onda non codificata) e dal punto B . Questa rotazione in altre parole, pone gli elementi dell 'ultimo segnale della componente Y in corrispondenza dell 'inizio della componente Y nel segnale codificato, quantunque rimanga invariato l'ordine degli elementi di immagine entro ogni segmento ruotato . Ognuna delle componenti Y, R-Y e B-Y presenta i rispettivi punti di rotazione propri .

Deve essere rilevato che tutti i livelli di fissaggio ( corrispondenti , ad esempio, a 0 unit? IRE e 50 unit? IRE ) , fra le componenti , mantengono le loro esatte posizioni nel segnale componente codificato, come nel segnale componente non codificato. I principi della presente invenzione comportano una utilit? generale nei sistemi di trasmissione video in accordo con il formato MAC precedentemente definito.

La figura 4 illustra la tecnica di codificazione mediante rotazione, delle componenti individualiproposta dall'invenzione, applicata ad un codificatore di trasmissione MAC del tipo descritto nella domanda di brevetto statunitense a noma T.M. Gurley precedentemente citata. Il sistema proposto da Gurley ? rappresentato da un sistema a canale singolo, nel quale le componenti Y, R-Y e B-Y vengono trasmesse durante ogni intervallo di linea.

II codificatore comprende una sorgente di segnali video componenti 400 la quale alimenta una componente di luminanza, Y ad un convertitore analogico/digitale (A/D ) 402 , una prima componente di differenza di colore R-Y ad un convertitore analogico/digitale A/D 404 ed una seconda componente di differenza di colore B-Y ad un convertitore analogico/digitale A/D 406. La sorgente 400 pu? comprendere, a titolo illustrativo un circuito matriciale per convertire le uscite R, G e B di una telecamera^ o qualsiasi al tra sorgente appropriata di componenti Y, R-Y e B-Y. I convertitori analogico/digitai A/D 402, 404 e 406 possono comprendere classici convertitori "flash" a otto bit. Questi convertitori adatti per il funzionamento alle frequenze video,sono ben noti e reperibili in commercio.

LeNuscite digitalizzate, vale a dire convertite in forma numerica, derivate dai convertitori 402, 404 e 406 vengono alimentate, attraverso i tre percorsi rispettivi Vappresentati dal percorso Lino, dal percorso due e dal percorso tre, rispettivamente,ad ? multiplatore 41<\ ?1 quale accoppia, selettivamente, i percorsi, ad un\j:erminale ci uscita 408/

L?unit? di commutazione a m?ltiplatore/410 riceve ? tre segnali Y, R-Y, BVY dai percorsi rispettivi, come propri segnali di ingresso & alimenta determinati segnali selezionati, fra questi segiali, al terminale 408, attraverso un convertitore digitale /analogico, D/A 412 accoppiato in serie ad una unit? di tempificazione e di inserimento del codici 414.

Una sorgente di' segnali di ter^pific azione 416 forni sce i segnali di orologio ai conventi tori A/D (e anche ai rotatori e ai compressori temporali , presenti nei vari percorsi , in conformit? a quanto verr? in eguitor descritto) . La sorgente 416 alimenta pure i ?,? ignite?.digitali.7.7atfi dei convertitori 402, 404 p.406 sono accoppiate, attraverso tre rispetti-*

vi percorsi (percorso uno, percorso due e percorse) ?

tre, rispettivamente) ad un terminale di uscita 1 ADR- T,a Sfileraione del percorso viene fornita attraverso una unit? di commutazione a mu.ltiplatore ? 410, la quale riceve i tre segnali dai percorsisi in corrispondenza dei propri ingressi ed alimenta determinati segnali selezionat\i frax i segnali al terminale 408 attraverso il convertitore digitale,/ analogico D/A 412 accoppiato in serie ad una unit di tempificazione e di inserimento dei codici 414? lina,sorgente di segnali di tempifi->

cazione 416 fornisce segnali di orologio ai con-'

vertitori anetiogici/digitali A/D (ed anche ai rotatori e ai compressori, come verr? descritto in seguito). La sorgente 416 alimenta pure l

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segnali di selezione^attraverso il canale omnibus -rlG^al commutatore MUX 410 ed alimenta i segnali di sincronizzazione orizzontale e verticale (HS, VS)^ un segnale " burst" alla frequenza di riferimento e i segnali di abilitazione dei livelli di fissaggio, all?inseritore 414, attraverso il canale omnibus 420. Ognuno dei tre percorsi di circolazione dei segnali include una connessione serie di un rotatore e di un compressore -^ rSp?raie (422 , 424 nel percorso uno; 426, 428 nel percorso due e 430, 432 nel percorso tre). I compressori temporali, di tipo digitale ed analogico, come pure i rotatori delle sequenze dei segnali, rappresentato elementi ben noti nel settore. Alcuni esenpi di questi dispositivi sono stati riportati nei brevetti e nella domanda di brevetto precedentemente citati. L?inseritore 414 risulta pure accoppiato in modo tale da ricevere i segnali dei codici di rotazione K1, IC2 e K3 generati da una sorgente dei codici di rotazione 450, tali segnali venendo pure alimentati ai rotatori 422, 426 e 430, rispettivamente. In breve, pu? essere rilevato che i compressori tcape>-r?ii del codificatore 424, 428 e 432 comprimono, tenporalrnente, le componenti video Y, R-? e B-Y per fattori pari a 2:1 , 4:1 e 4:1 rispettivamente. La sorgente 416 aziona il multiplatore MUX 410 per seiezionare, sequenzialmente, le uscite del primo percorso, del secondo percorso e del terso percorso, per l?applicazione al convertitore digitale/analogico D/A 412. L'inseritore 414 somma i segnali HS, VS e il segnale alla frequenza di riferimento e provvede al fissaggio del livello sotto il controllo della sorgente 416.

In accordo con la presente invenzione, la sorgente dei codici del rotatori 450 alimenta i codici di rotazione K1 , K2 e K3 ai rotatori degli elementi dei segnali 422 , 426 e 430 i quali, indipendentemente fra di loro, determinano la rotazione degli elementi dei segnali della componente Y nel percorso uno, la componente B-Y nel percorso due e-la componente

B-Y nel percorso tre. Conseguentemente, non si verifica alcuna variazione nelle posizioni relative delle comp?nenti o nei livelli di fissaggio dei segnali componenti, quando ruotati, in accordo con quanto precedentemente descritto con riferimento alla figura 3, e, pertanto, non esiste alcun indizio nella posizione del segnale componente contenuto nei segnali codificati presenti in corrispondenza del terminale di uscita 408.

La sorgente dei codici per i rotatori 450 alimenta pure i codi?i di rotazione K1 , K2 e K3 all?inseritore 414 dei segnali, per la trasmissione durante l'intervallo verticale del segnale video di uscita, in corrispondenza del terminale 408. La sicurezza dei codici di rotazione pu? venire migliorata per mezzo della tecnica precedentemente descritta, di Shutterly, oppure i codici di rotazione possono venire convogliati con l'ausilio di altri mezzi rappresentati , ad esempio, da un canale di trasmissione separato, da una memoria a sola lettura, programmata permanentemente Q da qualsiasi altro sistema di trasmissione sicuro. Nei confronti della presente invenzione, come precedentemente indicato, riveste importanza il fatto che ogni componente trasmessa venga ruotata, o altrimenti codificata in un modo tale da non alterare la posizione temporale delle componenti trasmesse.

Il sistema di codificazione di sicurezza dei segnali video, nel formato MAC, schematizzato nella figura 4, pu? venire accoppiato al decodificatore attraverso un ponte di comunicazione via satellite, attraverso un sistema di trasmissione diretto via cavo o attraverso qualsiasi altro appropriato canale di comunicazione. La figura 5 riporta uno schema esemplificativo di un appropriato decodificatore utilizzabile congiuntamente al codificatore rappresentato nella figura 4.

In conformit? a quanto rappresentato nella figura 5 , il segnale codificato viene alimentato al terminale di ingresso 502 collegato ad un rigeneratore del segnale di tempi fi caz ione 504, al convertitore analogico/digitale A/D 506 e ad un rivelatore dei codici dei rotatori 508. Il rigeneratore del segnale di tempi fi caz ione 504 include un anello ad aggancio di fase- FLL ed opportuni contatori e lo stesso risulta sensibile alla componente alla frequenza di riferimento del segnale codificato di ingresso, per la generazione dei segnali di orologio per gli espansori , i rotatori e i convert iteri digitali nel decodificatore . Il rigeneratore 504 comanda pure il rivelatore dei codici dei rotatori 508 , durante l 'appropriata linea dell' intervallo verticale, per la decodificazione dei codici di rotazione K1 , K2 e ICS.

L 'uscita del convertitore ana?oaico/digitale 506 viene applicata, a <?/?? demultiplatoreV o unit? di commutazione Jj40 l?\quale risulta controllata dal rigenerante 504 in modOs^t^e^diar^ppiareN^lettivamdnte 1 ' uscita del converti tore 506 ai peroprsi per i segnali uno, end e tre, rispettivamente, ir?^? ?? ?.?? ?, ?/T? ROfi vi finp. fippl i p.qt fi fi.d lina unit? di ..?????? U- - __

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sincronismo con la trasmissione dei segnali componenti Y, R-Y eB-Y rispettivamente . Il percorso uno ind? de un primo convertitore digitale/analogico 514 presentante una uscita accoppiata ad un terminale di uscita 508 per la componente Y e un ingresso accoppiato, tramite una connessione serie di un rotatone degli elementi del segnale 516 e un espansore temporale 1:2 518, all'uscita per la componente Y dell?unit? di commutazione 510. Nei percorsi due e tre, rispettivamente, i convertitori digitale/analogaco D/A 520 e 526, i rotatori 522, 528 e gli espansori temporali'524 e 530, sono collegati in modo analogo. Tuttavia, gli espansori atemporali per ? segnali di differenza di colore del rosso e del blu 3- Y-provvedono ad una espansione di 1:4, nei confronti del fattore di espansione 1:2 associato all'espansore della componente Y nel percorso uno.

Il principio di funzionamento del decodificatore delle componenti, schematizzato nella figura 5, risulta essenzialmente in accordo con quanto descritto nella domanda di brevetto a nome Gurley salvo per la presenza del rivelatore dei codici dei rotatori 508 e per la presenza dei rotatori degli elementi dei segnali componenti individuali 516, 522 e 528.

I tre codici di rotazione convogliati durante l'intervallo verticale del segnale di ingresso alimentato al terminale 502, vengono rivelati per mezzo del rivelatore dei codici di rotazione 508 e convogliati verso i tre rotatori delle componenti 516, 522 e 523 nel primo, nel secondo e nel terzo percorso, rispettivamente, i quali provocano la rotazione dei rispettivi elementi dei segnali Y, R-Y e B-Y in un senso opposto alla rotazione originale, in modo tale da provvedere alla decodificazione delle componenti individuali Y, R-Y e B-Y.

Deve essere sottolineato il fatto che l'applicazione dei principi dell'invenzione al sistema Gurley a tre componenti Y, R-Y, B-Y rappresenta soltanto un esempio specifico dell?invenzione in oggetto. La rotazione delle componenti individuali di crominanza e di luminanza nei sistemi di trasmissione video analogico multiplato(MAV- multiplexed analog video) garantisce la semplicit? della caratteristica di cifratura intralinea dei sistemi di trasmissione delle componenti ma evita il problema^precedentemente citato, dello spostamento temporale delle componenti in proporzioni alla rotazione intralinea, fornendo in tal modo un indizio per quanto concerne lo spostamento temporale o la rotazione richiesta per la decodificazione. In altre parole, la presente invenzione porta i sistemi di trasmissione di componenti al livello della sicurezza caratteristica dei classici sistemi di trasmissione di segnali video compositi , con rotazione di riga di tipo tradizionale. I principi della presente invenzione comportano una utilit? generale e gli stessi possono venire applicati a sistemi a due o a tre componenti , come precedentemente indicato e possono pure venire applicati a componenti includenti le componenti Y, I e Q o Y, U e V come pure all ' esempio dato delle componenti Y, R-Y, e 3-Y.

RIVENDICAZIONI

1 . Metodo per la codificazione di un segnale televisivo a colori, per la trasmissione, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi:

(a) fornire una sorgente (^??') di segnali televisivi a colori che devono venire codificati, ogni linea di detto segnale televisivo includendo una componente di luminanza e almeno una componente di crominanza;

(b) fornire un primo percorso per i segnali e almeno un ulteriore percorso per i segnali per accoppiare, selettivamente detta componente di luminanz

e la componente oppure ogni componente di crominanza rispettivamente, ad una uscita (6?&) durante intervalli di tempo selezionati, non sovrap-%?

? ponentisi ;

1 (c) comprimere, temporalmente detta componente di crominanza in detto primo percorso/ di una quantit? predeterminata e comprimere, temporalmente ,

$6^0 la componente , oppure ogni componente di crominanza nel percorso ulteriore, oppure in ognuno degli ulteriori percorsi , di una quantit? superiore ad una quantit? predeterminata; e

d) ruotare, temporalmente , in modo indipendente 4307~^?50 ) detta sequenza del segnale componente di luminanza, in detto primo percorso e ruotare, temporalmente, la ''^componente, pppnre-'-ogmma del segnale di crominanza j?el?4'?UL-^e??^^re^e?ic^r^-r^Q--?Tis^agnia40oa?g.ii-udrterieri perco^iedr per i segnali , in modo tale da codificare dette componenti di luminanza e di crominanza senza alterazione della posizione temporale di dette componenti nella linea codificata di detto segnale televisivo prodotto in corrispondenza di detta uscita

2, Metodo per decodificare un segnale televisivo a colori <pres en tante- U??a mmpnnpwt^ Hi Tjnrri npjny.a p ? dimeno una?componente -di?erominan&a:trasmesse sotto forma di una componente sequenziale nel tempo, in cui ogni componente viene separatamente codificata per rotazione di elementi del segnale entro la componente caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi:

(a) fornire un primo percorso per accoppiare la componente di luminanza fcf) di detto segnale televisivo ad una uscita , durante un primo perio do di tempo;

(b) fornire almeno un ul-t-erieTe percorso per accoppiare *?? componaite,^-Q^pure?egnuna--?e-llo com ? ponenti-di crominanza _(l%?Y,D-?) di detto segnale televisivo, ad luna uscita (-51Q-,? durante un secondo periodo di tempo, detto secondo periodo di tempo essendo distanziato da detto primo periodo di tempo di un periodo predeterminato, durante il quale il segnale televisivo viene fissato ad un dato livello di fissaggio; e

(c) ruotare 8) gli elementi del segnale di detta componente di luminanza('jr)' entro detto primo periodo di tempo, in modo tale da ripristinare detto segnale di luminanza alla propria sequenza temporale originale e ruotare, sep aratamente, gli elementi del segnale della V??mponente o?di ognuna delio componenti di crominanza G&??") entro detto secondo periodo di tempo in un senso tale da ripristinare la componente, oppure ognuna delle componenti di crominanza alla propria sequenza temporale originale ???-??*?2A-).

3. Apparato per la codificazione di un segnale televisivo \ colori per trasmissioni, caratterizzato dal fatto che\comprende:

(a) una sorgente (400) di segnali /televisivi a colori (Fig 2A) cli^ devono venire codificati, ogni linea di detto segnale televisivo includendo una com-

\ /

ponente di luminanza (\) e almeno una componente di crominanza;

(b) un primo percorso p?r i segnali e almeno un ulteriore percorso per i segnali per accoppiare, se-

/ \

1ettivamente, detta:'componenteVi luminanza e la componente di crominanza, oppure ognuna delle componenti di crominanza .(R-Y, B-Y) rispettiv?mente, ad una

/ t \\

uscita (408 )/, durante intervalli di tempo selezionati ,

/"

non sovrapponentisi;

(c) mezzi per comprimere temporalmente detta componente di luminanza (Y) e detto primo percorso di una Quantit? predeterminata e comprimere, temporalmente, la componente di crominanza, oppure ognuna delle componenti di crominanza (R-Y, B-Y) nell?ulterio- 5 -? . Si Rtfifflfl. per -hraRini qqi nni tei evi-RIVA, a colori caratterizzato dal fatto di oomrrKnr? ere: 9

(a) una sorgente di un segnale tele-

t

? visivo a colori, in forma di componenti;

(?) mezzi per la compressione tempore TJ?_ , o

delle componenti del suddetto segnale televisivo

per mezzo di una ciuantit?, allo scopo di consentir e

la trasmissione seriale delle componenti di ogni

linea entro ogni intervallo di linea:

(c) mezzi per cifrare in modo separai 0

ogni componenti di ogni linea;

(d) mezzi di trasmissione per convogliare; serialmente, le componenti compresse temporalmente e cifrate, in modo individuale, ad un

mezzo ricevitore, il suddetto mezzo ricevitore ineludendo:

(e) mezzi per separare le componenti

Tsrai*vw?-Tx:-x-WKSig convogliate serialmente e individui .1-me?sta cifrate temporalmente; e

(f) mezzi per di cifrare e ner esrandere temporalmente ognuna delle suddette componenti pp.paratp..

-

? - ? - 1 - - - ? - ? - - - - - .yt s - - - - -/

/

ESTRATTO DELLA SCOPERTA

La caratteristica di sicurezza di

?

1 un sistema di trasmissione video composito a rot: _

1

zione intra-linea viene ottenuta in un sistema d: .

*

?-' trasmissione a componenti analogici multiplati

(l.IAV-multiplexed Analog component) ruotando sena: '?atamente ciascuna compoBB?ite video (di luminanza

e di crominanza) , in modo tal6 da mantenere i livelli di fissaggio tra le componenti invariate

quando le componenti video vengono codificate, r:

muovendo in tal modo eventuali tracce riguardo a!

grado di rotazione ed aumentando il livello di s:

curezza, guadagnando nel contempo i vantaggi di i ma

ridotta diafonia tra tra le componenti di luminai Lza

e di crominanza c?ratt erisiaia dei sistemi di trasmissione video composita tradizionali.

Timbro dell'ufficio brevetti statunitense recante

la data del 7 marzo IQfiA.

RCA 7Q.Q7?

DTCHT ARATONE E LETTERA RT IRCARTCO

Tn. r.nmp. sotto menzi on-rto inventore. _ d i oh i aro _ cor a

la nrp.oe.ntp ohm; j . -

T.Q mia noi fi r.-n 73 i ? mi o iiriiri 770 _ 00 g~f: i i _

1

?-? 1 1

c l. FI. mia cittadinanza sono riportati aui di segui

accanto al mio nome.

? o

P-r Dichiaro di ritenere di essere assolutameete

ir

E' ?1inventore originale, primo ed unico (se soltant0

i un nome ? riportato qui di seguito) oppure un inventore originale, primo ed in comune ((se pi? nomi

nono riportati qui di seguito) dell'oggetto che ?

rivendicalo e per il quale si intende chiedere il

? brevetto, sull'invenzione intitolata

SISTEMA SICURO DI TRASMISSIONE PER SEGNALI PORIIITO VIDEO COMPONENTI ANALOGICI MULTI-PLATI (MAC)

le cui descrizione ? stata depositata il 25/7/83

come domanda avente il Numero di serie. ed ? stata.rettificata il. oppure, se non qui id(ntifica.ta.-jr con la data di deposito e il numero di

serie, ? allegata alla presente.

Dichiaro di aver revisionato e di_ essere

ni corrente del contenuto della descrizione sopr;L

identificata, comprese le rivendicazioni, come_

I

rettificato da nualsiasi eventuale rettificata s^>?

- ?JnJ-rl-Cp citata,. - -? - 1j

Pivhiaro di essere a conoscenza del mio ]

11_ d--overe che mi impone di chiarire_quals.i.asi._i.n.for-f I1-milione in min possesso che possa essere importante . . ..

j

??cx&KXk !

i

' t - s -a.? 'Pini ? r-? 11 A rifili a pTfi r-?firvb p. flonanfin. in ari? cordo nnn 1 1 art . 17 CRR 1-16(4^-?

finn la presente io rivendico i benefici t li ?.

priorit? ir base all1 art. 1*5 USC par. 119 di aualsiasi domanda, estera. di_ brevetto o certificato di invr,Ti7.imfl ai annata noi di seguito e dichiaro di ?STSITT aver pure i dentificato qui di seguito qualsis lai domanda di brevetto o certificato di invenzioni u depositata da me o dai miei rappresentanti o cessi onari. relativamente alla presente invenzione. avente ma data di. deposito anteriore a Quella del? la domanda sulla quale si rivendicata la priorit? ?

1 NESSUNA DOMANDA.

Dior la presente i.o rivendico i benefici ir base ad 11 art . ^ USC, par. 1?0 di eventuali do mapde ??-fe-isf-ra-Rr statun.it ensi elencate qui di seguito e, per quanto riguarda 1* orsetto di ciascuna dell a ri vend inazioni della presente domanda che non si zi stato descritto nella precedente domanda statunit ense , nel modo previsto dal primo paragrafo dell' art. 35 USC par. 112f dichiaro di essere a conoscenza del mi o dovere che mi impone di chiarire aualsiasi in _ formazione importante, come definito dall'art. 37 CRT? l.lfifa) che sia intervenuta tra la data di de !PQ-si o della domanda precedente e 1&. data di deposit 0

nazionale o internazionale PCT di questa donando,.

NESSUNA. DO'ifflSA

Con la presente io dichiaro che tutte le r

dichiarazioni rilasciate in questo modulo di mia conosOenza sono vere e che tutta le dichiarazioni ri? lasciate su informazioni e credenze sono ritenute vere; ed inoltre che oneste dichiarazioni sono stote rilasciate essendo a conoscenza del fatto che le dichiarazioni false intenzionali e simili cos? rilaeC1ct? te sono punibili con multa o con prigione, oppure con entrambe, in conformit? con la scetion 18 USC par. 1001 e che tali dichiarazioni false intenziorali possono pregiudicare la validit? della domanda, ncnch? il rilascio di qualsiasi brevetto in merito.

Con la rresente io nomino, individualmerte 1 n ani1attivariteli?,e i seguenti signori, il cui indi-1 rizzo ? HCA Corporation, Patent Operations, P.O.

POTT Princeton, New Jersey 08540. miei agenti, con nifino potere di sostizuinne e di revoca, a prc? seguire la presente domanda ed a trattare tutte

le operazioni ad essa connesse con l'ufficio breve:t?* ti e marchi degli Stati Uniti;

E.??. '.Vhitacre numero di registrazione 11.462

? ?V.H. T.Ieise numero di registrazione 27.574 R.O. Hoalter numero di registrazione 26.719_

Claims (1)

1. r '? * -4? -

   T?. "Ihj , ...

   > v - ? -t? W-W?T? ? (1 r vsn ,! n 1J ?? ?*'? ?+ M;-? i'1 nn -V

   pRtan? O^firsti nns

   p,o, Pnr 43?

   Bri n c stori, W cyv ,T er s ey 08 540

   Nomo nnr.plf.-hn de,! primo inviintnrfi o inventore u?

   nino: HAROT.T) LT.OYD STZALF

   Firma d fili ' inventore : Har?ld T.llovd Soalf

   Oittazinanza: U.S.A.

   Data: 18 seminio 1984

   Torli ri zzo postai a; 813 ?.Vestmore Drive

   Indianapolis,. Indiana

   ?Resi der?da.: Marion,, Indiana 46224

   Noma corvini ctn del secondo inventore o inventore

   V *'P"

   ima: comune: HAROLD SBATTER

   Firma dell'inventore: Harold Blatter

   Cittadinanza: Stati Uniti

   Data: 18 gennaio 1984

   Indirizzo postale: 2220 Brewster Road, Indianapo lis,

   Indiana i

   Resdinza: Marion. Indiana 46260. j

   PER ??^?????, CONFORME

   : ^\Uwt