Система кодування та декодування відеоінформації

Изобретение относится к области телевидения и может быть использовано в абонентских и специальных телевизионных системах. Известна система кодирования и декодирования видеоинформации, содержащая на передающей стороне датчик телевизионного сигнала, последовательно соединенные первый инвертор, первый электронный коммутатор, передатчик, выход датчика телевизионного сигнала подключен к входу первого инвертора и ко второму входу первого электронного коммутатора, первый генератор псевдослучайной последовательности, выход которого подключен к третьему входу первого электронного коммутатора, синхрогенератор, первый выход которого подключен к управляющему входу датчика телевизионного сигнала, на приемной стороне - приемник, второй инвертор, выход которого подключен к первому входу второго электронного коммутатора, вход второго инвертора соединен со вторым входом второго электронного коммутатора, видеоусилитель, вход которого подключен к выходу электронного коммутатора, а первый выход - к первому входу воспроизводящего блока, второй генератор псевдослучайной последовательности, выход которого подключен к третьему входу электронного коммутатора, селектор синхроимпульсов, вход которого подключен ко второму выходу видеоусилителя, а первый выход - ко второму входу воспроизводящего блока [1]. Однако известная система обладает недостаточно высокой защищенностью передаваемой видеоинформации от несанкционированного доступа. Задачей предполагаемого изобретения является усовершенствование устройства за счет обеспечения возможности регулярной смены рабочего кода, формирование кода дешифровки на приемной стороне в виде логической функции двух кодовых слов, одно из которых хранится в закрытом от постороннего доступа постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), а также за счет специальной организации записи начального кодового слова в регистр хранения и затем в генератор псевдослучайной последовательности (ПСП), что приведет к повышению защищенности передаваемой видеоинформации от несанкционированного доступа. Для этого в систему кодирования и декодирования видеоинформации, включающую на передающей стороне датчик телевизионного сигнала, последовательно соединенные первый инвертор, первый электронный коммутатор, передатчик, выход датчика телевизионного сигнала подключен к входу первого инвертора и ко второму входу первого электронного коммутатора, первый генератор псевдослучайной последовательности, выход которого подключен к третьему входу первого электронного коммутатора, синхрогенератор, первый выход которого подключен к управляющему входу датчика телевизионного сигнала, на приемной стороне - приемник, второй инвертор, выход которого подключен к первому входу второго электронного коммутатора, вход второго инвертора соединен со вторым входом второго электронного коммутатора, видеоусилитель, вход которого подключен к выходу электронного коммутатора, а первый выход - к первому входу воспроизводящего блока, второй генератор псевдослучайной последовательности, выход которого подключен к третьему входу электронного коммутатора, селектор синхроимпульсов, вход которого подключен ко второму выходу видеоусилителя, а первый выход - ко второму входу воспроизводящего блока, согласно изобретению, введены на передающей стороне блок установки рабочего кода, n выходов которого соединены с n входами начальной установки первого генератора псевдослучайной последовательности, управляющий и тактовый входы первого генератора псевдослучайной последовательности соединены соответственно со вторым и третьим выходами синхрогенератора, выход первого электронного коммутатора подключен ко входу передатчика, на приемной стороне - блок постоянной памяти, n выходов которого подключены к первым n входам вычислителя, блок установки индивидуального кода, n выходов которого подключены ко вторым n входам вычислителя, регистр временного хранения кода, n информационных входов которого подключены к n выходам вычислителя, а n выходов - к n входам начальной установки второго генератора псевдослучайной последовательности, формирователь одиночного импульса, выход которого соединен с управляющими входами регистра временного хранения кода и блока постоянной памяти, а вход подключен к источнику питания, управляющий и тактовый входы второго генератора псевдослучайной последовательности соединены соответственно со вторым и третьим выходами селектора синхроимпульсов, выход приемника подключен ко входу инвертора. На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенной системы. Система кодирования и декодирования видеоинформации содержит: на передающей стороне датчик 1 телевизионного сигнала, последовательно соединенные первый инвертор 2 и первый электронный коммутатор 3, передатчик 4. причем выход датчика 1 телевизионного сигнала подключен ко входу первого инвертора 2 и ко второму входу первого электронного коммутатора 3, а выход первого электронного коммутатора 3 подключен ко входу передатчика 4, первый генератор 5 псевдослучайной последовательности, выход которого подключен к третьему входу первого электронного коммутатора 3, синхрогенератор 6, первый выход которого подключен к управляющему входу датчика 1 телевизионного сигнала, а второй и третий выходы соединены соответственно с управляющим и тактовым входами первого генератора 5 псевдослучайной последовательности. и блок 7 установки рабочего кода, n выходов которого подключены к n входам начальной установки первого генератора 5 псевдослучайной последовательности, а на приемной стороне - приемник 8, второй инвертор 9, выход которого подключен к первому входу второго электронного коммутатора 10, а вход второго инвертора 9 соединен со вторым входом второго электронного коммутатора 10, видеоусилитель 11, вход которого подключен к выходу электронного коммутатора 10, а первый выход - к первому входу воспроизводящего блока 12, второй генератор 13 псевдослучайной последовательности, выход которого подключен к третьему входу электронного коммутатора 10. селектор 14 синхроимпульсов, вход которого подключен ко второму выходу видеоусилителя 11, а первый выход - ко второму входу воспроизводящего блока 12, блок 15 постоянной памяти, n выходов которого подключены к первым n входам вычислителя 16, блок 17 установки индивидуального кода, n выходов которого подключен ко вторым n входам вычислителя 16, регистр 18 временного хранения кода, n информационных входов которого подключены к n выходам вычислителя 16, а n выходов - к n входам начальной установки второго генератора 13 псевдослучайной последовательности, и формирователь 19 одиночного импульса, выход которого соединен с управляющими входами регистра 18 временного хранения кода и блока 15 постоянной памяти, а вход подключен к источнику питания, при этом управляющий и тактовый входы генератора 13 псевдослучайной последовательности соединены соответственно со вторым и третьим выходами селектора 14 синхроимпульсов, а выход приемника 8 подключен ко входу второго инвертора 9. Система кодирования и декодирования видеоинформации работает следующим образом. На передающей стороне видеосигнал от датчика 1 телевизионного сигнала подключается электронным коммутатором 3 к передатчику 4 непосредственно или через инвертор 2. Длительность указанных подключений определяется законом образования "1" и "0" на вы ходе генератора 5 псевдослучайной последовательности (ПСП), который выполнен в виде линейного сдвигового регистра с обратными связями. В качестве сдвигающих (тактовы х) импульсов используются строчные синхроимпульсы, поступающие на тактовый вход от генератора 5 синхроимпульсов. Управляющий вход генератора 5 псевдослучайной последовательности соединен с выходом кадровых синхроимпульсов генератора 6. Кадровым синхроимпульсом осуществляется запись в генератор 5 через его входы начальной установки начального кодового слова от блока 7 установки рабочего кода. Таким образом, в каждом кадре полярность сигналов строк чередуется в соответствии с расположением элементов "0" и "1" в сегменте ПСП, выбранном в соответствии с начальным словом, задаваемым блоком 7 начальной установки рабочего кода. Очевидно, что число элементов К в сегменте равно числу строк в кадре. Длительность самой ПСП при этом равна N=2n-1, где n - число ячеек сдвигового регистра генератора 5 псевдослучайной последовательности. В силу свойств ПСП количество неповторяющихся сегментов, выбираемых из нее указанным способом, будет равно 2n-1. В конкретной технической реализации, выполненной авторами, n=20, что обеспечивает получение 1048575 неповторяющихся кодовых сегментов. На приемной стороне сигнал преобразуется. усиливается и детектируется в приемнике 8. Электронный коммутатор 10 совместно с инвертором 9 инвертируют полярность видеосигнала по тому же закону, что и на передающей стороне. Синхронную работу генератора 13 псевдослучайной последовательности обеспечивает селектор 14 синхроимпульсов, выделяющий из полного видеосигнала кадровые и строчные синхроимпульсы, которые поступают соответственно на управляющий и тактовый входы генератора 13 ПСП. Начальное кодовое слово на входы начальной установки генератора ПСЛ подается из регистра 18 временного хранения кода. Для обеспечения повышенной скрытности и защиты от несанкционированного доступа к передаваемой видеоинформации начальное кодовое слово, необходимое для выбора определенного сегмента ПСП, не сообщается абоненту, а формируется как логическая функция двух двоичных слов, одно из которых (индивидуальный код аппарата) записано в Блок 15 постоянной памяти, защищенный от постороннего доступа, а второе является индивидуальным кодом пользователя и сообщается ему на определенных условиях. Индивидуальный код пользователя устанавливается в блоке 17 установки индивидуального кода. Вычислитель 16 формирует из поступающих на его входы двоичных слов начальное кодовое слово, используемое для последующей установки генератора 13 псевдослучайной последовательности. Таким образом, только изготовитель, которому известно, какой код хранится в блоке 15 постоянной памяти данного абонентского устройства (индивидуальный код аппарата), а также какая логическая функция реализуется вычислителем 16 и каким в данный период работы коммерческой ТВ системы является начальный блок псевдослучайной последовательности, может вычислить индивидуальный код пользователя конкретного абонентского устройства. В реализованном техническом решении возможное число таких неповторяющихся индивидуальных кодов составляет 1048575. Чтобы исключить возможность раскрытия кода путем перебора вариантов используется формирователь 19 одиночного импульса, вход которого подключается к выходу источника питания. Сформированный при включении источника питания этим формирователем импульс подается на управляющий вход блока 15 постоянной памяти, в результате чего на выходе последнего формируется двадцатиразрядное двоичное слово (индивидуальный код аппарата). Вычислитель 16 формирует из данного логического слова и индивидуального кода пользователя начальное кодовое слово, необходимое для установки генератора 13 ПСП, которое тем же одиночным импульсом, возникающим на выходе формирователя 19 в момент включения литания, записывается в регистр 18 временного хранения кода. Очевидно, что в формировании начального кодового слова участвуе т индивидуальный код пользователя, установленный до включения аппаратуры. Таким образом, попытка поиска кода путем перебора возможных сочетаний потребует порядка миллиона включений и выключений аппарата. Расшифрованный декодирующей схемой приемной части системы сигнал с выхода электронного коммутатора 10 поступает через видеоусилитель 11 на воспроизводящий блок 12, которым является кинескоп телевизора. В случае изменения на передающей стороне рабочего кода пользователю сообщается требуемый для правильной дешифровки видеоинформации вариант индивидуального кода. Общее число неповторяющихся кодов абонентской ТВ системы в реализованном авторами техническом решении составляет 1048575.