Медленное сканирование телевидения - Slow-scan television

Передачи SSTV часто включают станции позывные, RST отчеты о приеме и радиолюбитель жаргон.

Медленное сканирование телевидения (SSTV) - метод передачи изображений, используемый в основном любительское радио операторов, для передачи и приема статических изображений по радио в монохромный или цвет.

Буквальный термин для SSTV - узкополосное телевидение. Аналоговый трансляция Для телевидения требуются каналы шириной не менее 6 МГц, поскольку оно передает 25 или 30 кадров изображения в секунду (в NTSC, PAL или СЕКАМ цветовых систем), но SSTV обычно занимает максимум 3 кГц пропускная способность. Это гораздо более медленный метод передачи неподвижного изображения, который обычно занимает от восьми секунд до пары минут, в зависимости от используемого режима, для передачи одного кадра изображения.

Поскольку системы SSTV работают на голосовые частоты, любители используют его на коротковолновый (также известен как HF от любительское радио операторы), УКВ и УВЧ радио.

История

Концепция

Концепция SSTV была представлена ​​Копторном Макдональдом.^[1] в 1957–58 гг.^[2] Он разработал первую систему SSTV с использованием электростатического монитора и видикон трубка. Было сочтено достаточным использовать 120 строк и около 120 пикселей в строке для передачи черно-белого неподвижного изображения в телефонном канале с частотой 3 кГц. Первые живые тесты были проведены на 11-метровом радиолюбительском оркестре, который позже был передан CB сервис в США. В 1970-х годах две формы приемников бумажных распечаток были изобретены окорока.

Раннее использование в освоении космоса

Астронавт Гордон Купер, передача SSTV от Faith 7

SSTV использовался для передачи изображений обратной стороны Луны с Луна 3.^[3]

Первая космическая телевизионная система получила название Селигер-Трал-Д и использовался на борту Восток. Восток был основан на более раннем видео-телефон проект, в котором использовались две камеры, со стойкой ЛИ-23 иконоскоп трубки. Его вывод составлял 10 кадров в секунду при видеосигнале 100 строк на кадр.

• Комплекс «Селигер» испытывался при пусках 1960 г. Восток капсула, в том числе Спутник 5, содержащий космических собак Белка и Стрелка, изображения которых часто принимают за собаку Лайка и полет 1961 г. Юрий Гагарин, первый человек в космосе на Восток 1.
• Восток 2 и впоследствии использовалась улучшенная телевизионная система на 400 строк, именуемая Топаз.
• Система второго поколения (Кречет, включающие виды стыковки, наложение данных стыковки и т. д.) была введена после 1975 года.

Похожая концепция, также называемая SSTV, использовался на Вера 7^[4] а также в первые годы НАСА Аполлон программа.

• Камера Faith 7 передавала один кадр каждые две секунды с разрешением 320 строк.^[5]

НАСА медленное сканирование изображения с Луны

В Телекамеры Apollo использовал SSTV для передачи изображений изнутри Аполлон 7, Аполлон 8, и Аполлон 9, так же хорошо как Аполлон-11 Лунный модуль телевидение из Луна. НАСА взяло все оригинальные ленты и стерло их для использования в последующих миссиях; Однако Команда поиска и восстановления ленты Apollo 11 сформированный в 2003 году, отследил самые качественные кадры среди преобразованных записей первой трансляции, собрал лучшие кадры, а затем нанял специалиста реставрация пленки компании, чтобы улучшить ухудшенную черно-белую пленку и преобразовать ее в цифровой формат для архивные записи.^[6]

• Система SSTV, используемая в НАСА Ранние миссии Apollo передавали десять кадров в секунду с разрешением 320 кадровых строк, чтобы использовать меньшую полосу пропускания, чем при обычной телевизионной передаче.^{[нужна цитата ]}
• Ранние системы SSTV, используемые НАСА, значительно отличаются от систем SSTV, используемых в настоящее время радиолюбителями.

Прогресс

Коммерческие системы начали появляться в США в 1970 году, после FCC легализовали использование SSTV для продвинутый уровень Радиолюбители в 1968 году.

Изначально SSTV требовало довольно много специализированного оборудования. Обычно был сканер или фотоаппарат, модем для создания и получения характеристики. аудио вой, и электронно-лучевая трубка из излишка радар набор. Специальная электронно-лучевая трубка имела бы «долгое время жизни». люминофор таким образом, изображение будет оставаться видимым около десяти секунд.

В модем будет генерировать звуковые тона между 1200 и 2300 Гц из сигналов изображения и сигналы изображения из принятых звуковых тонов. Аудио будет прикреплено к радио получатель и передатчик.

Текущие системы

Современная система, получившая распространение с начала 1990-х годов, использует персональный компьютер и специальные программного обеспечения вместо большей части нестандартного оборудования. В звуковая карта ПК со специальным программным обеспечением для обработки данных, действует как модем. В экран компьютера обеспечивает вывод. Маленький цифровая камера или цифровые фотографии обеспечивают вход.

1 2 3 4

А спектрограмма начала передачи SSTV 1 Заголовок калибровки 2 Код VIS 3 Строки развертки RGB 4 Синхронизирующие импульсы

Модуляция

Как аналогичный радиофакс режим, SSTV - это аналоговый сигнал. SSTV использует модуляция частоты, в котором разные значения яркость на изображении получается другая звуковая частота. Другими словами, частота сигнала сдвигается вверх или вниз, чтобы обозначить более яркие или более темные пиксели соответственно. Цвет достигается за счет передачи яркости каждого компонента цвета (обычно красного, зеленого и синего) отдельно. Этот сигнал можно подать в SSB передатчик, который частично модулирует несущий сигнал.

Существует несколько различных способов передачи, но наиболее распространенными из них являются: Мартин М1 (популярен в Европе) и Скотти S1 (используется в основном в США).^[7] При использовании одного из них передача изображения занимает 114 (M1) или 110 (S1) секунд. В некоторых черно-белых режимах для передачи изображения требуется всего 8 секунд.

Заголовок

Заголовок калибровки отправляется перед изображением. Он состоит из ведущего тона длительностью 300 миллисекунд с частотой 1900 Гц, перерыва в 10 мсек с частотой 1200 Гц, другого ведущего тона продолжительностью 300 миллисекунд с частотой 1900 Гц, за которым следует цифровой код VIS (вертикальный интервал сигнализации), определяющий используемый режим передачи. ВИС состоит из биты длиной 30 миллисекунд. Код начинается со стартового бита 1200 Гц, за которым следуют 7 бит данных (LSB первый; 1100 Гц для 1, 1300 Гц для 0). Даже бит четности затем следует стоповый бит на 1200 Гц. Например, биты, соответствующие десятичным числам 44 или 32, означают, что это режим Martin M1, тогда как число 60 представляет Scottie S1.

Линии сканирования

Медленное сканирование Тестовая карта

Коробка передач состоит из горизонтального линии, сканированное слева направо. Компоненты цвета отправляются отдельно одна строка за другой. Цветовая кодировка и порядок передачи могут различаться в зависимости от режима. В большинстве режимов используется Цветовая модель RGB; некоторые режимы черно-белые, отправляется только один канал; другие режимы используют цветовую модель YC, которая состоит из яркость (Y) и цветность (R – Y и B – Y). Частота модуляции изменяется от 1500 до 2300 Гц в соответствии с интенсивностью (яркость ) цветовой составляющей. Модуляция аналоговая, поэтому, хотя горизонтальное разрешение часто определяется как 256 или 320 пикселей, они могут быть дискретизированы с любой частотой. Изображение соотношение сторон условно 4: 3. Строки обычно заканчиваются импульсом строчной синхронизации 1200 Гц длительностью 5 миллисекунд (после того, как все цветовые компоненты строки были отправлены); в некоторых режимах импульс синхронизации лежит в середине строки.

Режимы

Ниже приводится таблица некоторых наиболее распространенных режимов SSTV и их различий.^[7] Эти режимы имеют много общих свойств, таких как синхронизация и / или частоты и соответствие уровней серого / цвета. Их главное отличие заключается в качестве изображения, которое пропорционально времени, затраченному на передачу изображения, и в случае режимов AVT, связанное с методами синхронной передачи данных и помехоустойчивостью, обеспечиваемой использованием чересстрочной развертки.

Семейство режимов называется AVT (для Видео трансивер Amiga) был первоначально разработан Беном Блиш-Уильямсом (N4EJI, затем AA7AS) для пользовательского модема, подключенного к компьютеру Amiga, который в конечном итоге был продан корпорацией AEA.

Режимы Скотти и Мартин изначально были реализованы как улучшения ROM для модуля SSTV корпорации роботов. Точная синхронизация линии для режима Martin M1 приведена в этом справочнике.^[8]

Режимы Robot SSTV были разработаны корпорацией Robot для их собственного подразделения SSTV.

Все четыре набора режимов SSTV теперь доступны в различных системах SSTV, установленных на ПК, и больше не зависят от исходного оборудования.

АВТ

AVT - это аббревиатура от Amiga Video Transceiver, программно-аппаратного модема, первоначально разработанного компанией Black Belt Systems (США) около 1990 года для Amiga домашний компьютер, популярный во всем мире до IBM PC семья добилась достаточного качества звука с помощью специальных звуковые карты. Эти режимы AVT радикально отличаются от других режимов, упомянутых выше, в том, что они являются синхронными, то есть в них нет импульса горизонтальной синхронизации для каждой строки, а вместо этого используется стандартный вертикальный сигнал VIS для идентификации режима, за которым следует цифровой начальный кадр. Последовательность импульсов, которая предварительно выравнивает синхронизацию кадра, считая сначала в одну сторону, а затем в другую, позволяя синхронизировать последовательность импульсов в любой точке из 32, где она может быть успешно разрешена или демодулирована, после чего они отправляют фактические данные изображения в полностью синхронном и обычно чересстрочном режиме.

Чересстрочная развертка, отсутствие зависимости от синхронизации и межстрочная реконструкция обеспечивают режимам AVT лучшую помехоустойчивость, чем любые другие режимы SSTV. Полнокадровые изображения можно реконструировать с уменьшенным разрешением, даже если половина принятого сигнала была потеряна в сплошном блоке помех или затухании из-за функции чересстрочной развертки. Например, сначала отправляются нечетные строки, затем четные. Если блок нечетных строк теряется, четные строки остаются, и разумная реконструкция нечетных строк может быть создана простой вертикальной интерполяцией, в результате чего получается полный кадр строк, где четные строки не затрагиваются, хорошие нечетные строки присутствует, а плохие нечетные строки заменены интерполяцией. Это значительное визуальное улучшение по сравнению с потерей невосстановимого непрерывного блока строк в режиме передачи без чересстрочной развертки. Чересстрочная развертка - это необязательный вариант режима, однако без него большая часть помехоустойчивости приносится в жертву, хотя синхронный характер передачи гарантирует, что прерывистая потеря сигнала не приведет к потере всего изображения. Режимы AVT в основном используются в Японии и США. Существует полный их набор с точки зрения количества черных и белых, цветных и строк сканирования 128 и 256. Цветные полосы и полосы серого могут быть наложены сверху и / или снизу, но полный кадр доступен для данных изображения, если только оператор выбирает иначе. Для приемных систем, в которых синхронизация не была согласована с синхронизацией входящего изображения, система AVT предусматривала повторную синхронизацию и согласование после приема.

Частоты

Использование приемника, способного демодулировать однополосная модуляция, Передачи SSTV можно услышать на следующих частотах:

Средства массовой информации

Внешнее видео
Видео, показывающее изображения и звук, генерируемый при их отправке в виде звука SSTV. на YouTube

Закодированное изображение в системе Ч / Б 8

	Образец передачи SSTV Изображение заката, отправленное как Martin M1.
Проблемы с воспроизведением этого файла? Увидеть помощь СМИ.

Полученное изображение после декодирования передачи образца SSTV

Спектральный анализ пропускания образца SSTV

В популярной культуре

В видеоигре Valve 2007 года Портал 3 марта 2010 г. произошло обновление программных файлов в Интернете. Это обновление стало проблемой; эта задача заключалась в том, чтобы найти скрытые радиоприемники в каждой испытательной камере и доставить их в определенные места для приема скрытых сигналов. Скрытые сигналы стали частью ARG -стилевой анализ фанатами игры, намекающий на продолжение игры - некоторые звуки были азбука Морзе строки, которые подразумевали перезапуск компьютерной системы, в то время как другие могли быть декодированы как преднамеренно низкокачественные изображения SSTV. Когда некоторые из этих декодированных изображений были собраны вместе в правильном порядке, обнаружился декодируемый хэш MD5 для Электронная доска объявлений телефон, (425) 822-5251. Он предоставляет несколько ASCII искусство изображения, относящиеся к игре и ее потенциальному продолжению.^[9][10][11] Продолжение, Портал 2, позже было подтверждено. Согласно скрытому комментарию узла SSTV изображение из Портал 2, BBS работает с компьютера на базе Linux и подключена к модему со скоростью 2400 бит / с 1987 года. Она подключена на кухне неуказанного разработчика Valve. У них были запасные модемы на случай, если один выйдет из строя, а другой - нет. BBS отправляет всего около 20 мегабайт данных.

В вышеупомянутом продолжении Портал 2, есть четыре образа SSTV. Один транслируется в логове Раттмана. В декодированном виде это изображение является очень тонким намеком на конец игры. На изображении изображен взвешенный куб-компаньон на Луне. Остальные три изображения декодированы из узла комментариев в другом логове Раттмана. Эти 3 изображения представляют собой слайды с маркированными пунктами о том, как была создана ARG и каков был результат, например, сколько времени потребовалось объединенному Интернету, чтобы решить головоломку (среднее время выполнения составляло 7 1/2 часов).^[12]

В другой видеоигре Kerbal Space Program, в южном полушарии на планете «Дюна» находится небольшой холм, передающий цветное изображение SSTV в формате Robot 24. На нем изображены четыре астронавта, стоящих рядом с тем, что является либо Лунным спускаемым аппаратом из миссий Аполлона, либо незаконченной пирамидой. Над ними - логотип игры и три круга.^[13] Он издает звук только в том случае, если объект касается вершины холма.^{[нужна цитата ]}

Caparezza, итальянский автор песен, вставил изображение на Призрачный след его альбома Заключенный 709.

Смотрите также

• Любительское телевидение
• Hellschreiber
• Узкополосное телевидение
• Радиофакс
• Радиотелетайп
• Коротковолновый
• Ретранслятор SSTV
• Видеотелефония

использованная литература

Заметки

внешние ссылки

• Медленное сканирование в реальном времени для Live SSTV со всего мира и многое другое
• SSTV с Международной космической станции перечисляет изображения, полученные с Международной космической станции через SSTV
• Обмен изображениями на коротких волнах - бесплатный онлайн-справочник любительского радио для SSTV, WEFAX и цифровой SSTV

Программное обеспечение модема:

• MMSSTV для Майкрософт Виндоус
• Радиолюбитель Делюкс для Майкрософт Виндоус
• RX-SSTV для Майкрософт Виндоус
• QSSTV для Linux
• MultiMode Какао для Mac OS X
• Мультискан для Mac OS X