Televize s pomalým skenováním - Slow-scan television

Přenosy SSTV často zahrnují stanici volací značky, RST zprávy o příjmu a radioamatér žargon.

Televize s pomalým skenováním (SSTV) je metoda přenosu obrazu, kterou používá hlavně amatérské rádio operátoři, aby mohli vysílat a přijímat statické obrázky prostřednictvím rádia v černobílý nebo barva.

Doslovný výraz pro SSTV je úzkopásmová televize. Analogový přenos televize vyžaduje nejméně 6 MHz široké kanály, protože přenáší 25 nebo 30 obrazových snímků za sekundu (v NTSC, KAMARÁD nebo SECAM barevné systémy), ale SSTV obvykle trvá pouze maximálně 3 kHz šířka pásma. Jedná se o mnohem pomalejší způsob přenosu statických obrázků, který obvykle trvá přibližně osm sekund až několik minut, v závislosti na použitém režimu, k přenosu jednoho obrazového rámečku.

Protože systémy SSTV fungují hlasové frekvence, amatéři to používají krátkovlnný (také známý jako HF podle amatérské rádio operátoři), VHF a UHF rádio.

Dějiny

Pojem

Koncept SSTV představil Copthorne Macdonald^[1] v letech 1957–58.^[2] Vyvinul první systém SSTV pomocí elektrostatického monitoru a a vidicon trubice. Bylo považováno za dostatečné použít 120 řádků a přibližně 120 pixelů na řádek k přenosu černobílého statického obrazu v rámci telefonního kanálu 3 kHz. První živé testy byly provedeny na 11 metrové šunkové kapele - která byla později předána CB služba v USA. V 70. letech vynalezl dvě formy přijímačů papírových výtisků šunky.

Včasné použití při průzkumu vesmíru

Astronaut Gordon Cooper, přenos SSTV z Faith 7

SSTV byl použit k přenosu snímků odvrácené strany Měsíce z Luna 3.^[3]

Byl povolán první systém kosmické televize Seliger-Tral-D a byl použit na palubě Vostok. Vostok byl založen na dřívějším videotelefon projekt, který používal dvě kamery s perzistentním LI-23 ikonoskop trubky. Jeho výstup byl 10 snímků za sekundu při 100 řádcích na videosignál snímku.

• Systém Seliger byl testován během uvedení 1960 na trh Vostok kapsle, včetně Sputnik 5, obsahující vesmírné psy Belka a Strelka, jehož obrazy jsou často mylně považovány za psa Laika a let 1961 z Jurij Gagarin, první člověk ve vesmíru Vostok 1.
• Vostok 2 a poté použil vylepšený 400řádkový televizní systém označovaný jako Topas.
• Systém druhé generace (Krechet, zahrnující dokovací zobrazení, překrytí dokovacích dat atd.) bylo zavedeno po roce 1975.

Podobný koncept, také pojmenovaný SSTV, bylo použito na Víra 7^[4] stejně jako v prvních letech EU NASA Apollo program.

• Kamera Faith 7 přenášela každé dvě sekundy jeden snímek s rozlišením 320 řádků.^[5]

Pomalý sken NASA z Měsíce

The Televizní kamery Apollo používá SSTV k přenosu obrázků zevnitř Apollo 7, Apollo 8, a Apollo 9, stejně jako Apollo 11 Lunární modul televize z Měsíc. NASA vzala všechny původní pásky a vymazala je pro použití v následujících misích; nicméně Tým pro vyhledávání a obnovu pásek Apollo 11 vytvořený v roce 2003 vystopoval nejkvalitnější záběry mezi převedenými nahrávkami prvního vysílání, dal dohromady nejlepší záběry a poté uzavřel smlouvu se specialistou restaurování filmu společnost vylepšit degradovaný černobílý film a převést jej do digitální formát pro archivní záznamy.^[6]

• Systém SSTV používaný v NASA Rané mise Apollo přenesly deset snímků za sekundu s rozlišením 320 řádků snímků, aby využívaly menší šířku pásma než normální televizní přenos.^{[Citace je zapotřebí ]}
• Rané systémy SSTV používané NASA se výrazně liší od systémů SSTV, které v současnosti používají amatérští rádiové nadšence.

Postup

Obchodní systémy se ve Spojených státech začaly objevovat v roce 1970, po FCC legalizoval použití SSTV pro pokročilá úroveň amatérských radistů v roce 1968.

SSTV původně vyžadovala dost specializovaného vybavení. Obvykle existoval skener nebo kamera, modem pro vytvoření a příjem charakteristiky Zvuk vytí a katodová trubice z přebytku radar soubor. Speciální katodová trubice by měla „dlouhou perzistenci“ fosfory tím by byl obrázek viditelný asi deset sekund.

The modem generuje zvukové tóny mezi 1 200 a 2 300 Hz z obrazových signálů a obrazové signály z přijatých zvukových tónů. Zvuk by byl připojen k rádiu přijímač a vysílač.

Současné systémy

Moderní systém, který se prosadil od počátku 90. let, používá a osobní počítač a speciální software místo velké části vlastního vybavení. The zvuková karta počítače se speciálním zpracovatelským softwarem funguje jako modem. The obrazovka počítače poskytuje výstup. Malý digitální fotoaparát nebo digitální fotografie poskytují vstup.

1 2 3 4

A spektrogram začátku přenosu SSTV 1 Kalibrační hlavička 2 VIS kód 3 RGB skenovací řádky 4 Synchronizujte pulsy

Modulace

Stejně jako podobné radiofax režimu, SSTV je analogový signál. SSTV používá frekvenční modulace, ve kterém každá jiná hodnota jas v obrazu získá jinou zvukovou frekvenci. Jinými slovy, frekvence signálu se posune nahoru nebo dolů a určí jasnější nebo tmavší pixely. Barvy je dosaženo samostatným odesláním jasu každé barevné složky (obvykle červené, zelené a modré). Tento signál lze přivést do SSB vysílač, který částečně moduluje nosný signál.

Existuje celá řada různých způsobů přenosu, ale ty nejběžnější jsou Martin M1 (populární v Evropě) a Scottie S1 (používá se hlavně v USA).^[7] Při použití jednoho z nich trvá přenos obrazu 114 (M1) nebo 110 (S1) sekund. Některým černobílým režimům trvá přenos obrázku pouze 8 sekund.

Záhlaví

Před obrazem je odeslána kalibrační hlavička. Skládá se z vedoucího tónu 300 milisekund při 1 900 Hz, přestávky 10 ms při 1 200 Hz, dalšího vedoucího tónu 300 milisekund při 1 900 Hz, následovaného digitálním kódem VIS (vertikální intervalová signalizace), který identifikuje použitý režim přenosu. VIS se skládá z bity o délce 30 milisekund. Kód začíná startovacím bitem při 1200 Hz, následovaným 7 datovými bity (LSB za prvé; 1100 Hz pro 1, 1300 Hz pro 0). Sudý paritní bit následuje stop bit při 1 200 Hz. Například bity odpovídající desetinným číslům 44 nebo 32 naznačují, že režim je Martin M1, zatímco číslo 60 představuje Scottie S1.

Scanlines

Pomalé skenování Testovací karta

Převodovka se skládá z vodorovné polohy řádky, skenováno zleva doprava. Barevné komponenty se odesílají samostatně jeden řádek za druhým. Barevné kódování a pořadí přenosu se mohou mezi režimy lišit. Většina režimů používá RGB barevný model; některé režimy jsou černobílé a odesílá se pouze jeden kanál; jiné režimy používají barevný model YC, který se skládá z jas (Y) a chrominancí (R – Y a B – Y). Modulační frekvence se mění mezi 1 500 a 2 300 Hz, což odpovídá intenzitě (jas ) barevné složky. Modulace je analogová, takže i když je horizontální rozlišení často definováno jako 256 nebo 320 pixelů, lze je vzorkovat pomocí libovolné rychlosti. Obrázek poměr stran je běžně 4: 3. Řádky obvykle končí 1 200 Hz horizontálním synchronizačním impulzem 5 milisekund (po odeslání všech barevných složek linky); v některých režimech leží synchronizační pulz uprostřed linky.

Režimy

Níže je tabulka některých nejběžnějších režimů SSTV a jejich rozdílů.^[7] Tyto režimy sdílejí mnoho vlastností, jako je synchronizace a / nebo frekvence a korespondence úrovně šedé / barvy. Jejich hlavním rozdílem je kvalita obrazu, která je úměrná času potřebnému k přenosu obrazu a v případě režimů AVT souvisí s metodami synchronního přenosu dat a odolností proti šumu způsobenou použitím prokládání.

Rodina režimů s názvem AVT (pro Amiga Video Transceiver) původně navrhl Ben Blish-Williams (N4EJI, poté AA7AS) pro vlastní modem připojený k počítači Amiga, který nakonec prodala společnost AEA.

Režimy Scottie a Martin byly původně implementovány jako vylepšení ROM pro jednotku SSTV společnosti Robot corporation. Přesná časování řádků pro režim Martin M1 jsou uvedena v této referenci.^[8]

Režimy Robot SSTV byly navrženy společností Robot corporation pro jejich vlastní jednotku SSTV.

Všechny čtyři sady režimů SSTV jsou nyní k dispozici v různých systémech SSTV rezidentů PC a již nezávisí na původním hardwaru.

AVT

AVT je zkratka pro "Amiga Video Transceiver", softwarový a hardwarový modem původně vyvinutý společností "Black Belt Systems" (USA) kolem roku 1990 pro Amiga domácí počítač populární po celém světě před IBM PC rodina získala dostatečnou kvalitu zvuku pomocí speciálních zvukové karty. Tyto režimy AVT se radikálně liší od ostatních výše zmíněných režimů tím, že jsou synchronní, to znamená, že nemají horizontální synchronizační impuls na řádek, ale místo toho k identifikaci režimu používají standardní vertikální signál VIS, následovaný digitálním digitálním prvkem sled impulzů, který předem zarovná načasování rámce spočítáním nejprve jedním směrem a poté druhým, což umožňuje, aby pulzní sled byl uzamčen v čase v jakémkoli jediném bodě z 32, kde může být úspěšně vyřešen nebo demodulován, po kterém odešlou obrazová data v plně synchronním a typicky prokládaném režimu.

Prokládání, žádná závislost na synchronizaci a rekonstrukce řádků dává režimům AVT lepší odolnost proti šumu než kterýkoli z ostatních režimů SSTV. Celoobvodové snímky lze rekonstruovat se sníženým rozlišením, i když až polovina přijatého signálu byla ztracena kvůli pevnému bloku rušení nebo prolínání kvůli funkci prokládání. Například nejprve jsou odeslány liché řádky, potom sudé řádky. Pokud dojde ke ztrátě bloku lichých řádků, sudé řádky zůstanou a lze provést rozumnou rekonstrukci lichých řádků jednoduchou vertikální interpolací, což má za následek plný rámec řádků, kde sudé řádky nejsou ovlivněny, dobré liché řádky jsou a špatné liché řádky byly nahrazeny interpolací. Toto je významné vizuální zlepšení oproti ztrátě neobnovitelného souvislého bloku linek v neprokládaném režimu přenosu. Interlace je volitelná variace režimu, avšak bez ní je velká část odolnosti proti šumu obětována, ačkoli synchronní charakter přenosu zajišťuje, že přerušovaná ztráta signálu nezpůsobí ztrátu celého obrazu. Režimy AVT se používají hlavně v Japonsku a Spojených státech. K dispozici je celá sada z hlediska počtu černobílých, barevných a skenovaných řádků 128 a 256. Barevné pruhy a pruhy ve stupních šedi mohou být volitelně překryty nahoře a / nebo dole, ale pro obrazová data je k dispozici celý rámeček, pokud provozovatel zvolí jinak. U přijímacích systémů, kde načasování nebylo zarovnáno s načasováním příchozího obrazu, systém AVT zajišťoval opětovné načasování a zarovnání po přijetí.

Frekvence

Pomocí přijímače schopného demodulovat modulace jedním postranním pásmem, SSTV přenosy lze slyšet na následujících frekvencích:

Média

Externí video
Video zobrazující obrázky a zvuk generovaný při jejich odesílání jako zvuk SSTV. na Youtube

Zakódovaný obrázek v systému černobíle 8

	Ukázka přenosu SSTV Obraz západu slunce odeslaný jako Martin M1.
Máte potíže s přehráváním tohoto souboru? Vidět mediální pomoc.

Výsledný obrázek po dekódování ukázkového přenosu SSTV

Spektrální analýza přenosu vzorku SSTV

V populární kultuře

Ve videohře z roku 2007 společnosti Valve Portál, 3. března 2010 proběhla internetová aktualizace programových souborů. Tato aktualizace byla výzvou; touto výzvou bylo najít skryté rádia v každé testovací komoře a přivést je na určitá místa, aby přijímaly skryté signály. Skryté signály se staly součástí ARG - analýza stylu fanoušky hry naznačující pokračování hry - některé zvuky byly Morseova abeceda řetězce, které implikovaly restartování počítačového systému, zatímco jiné mohly být dekódovány jako záměrně nekvalitní obrazy SSTV. Když byly některé z těchto dekódovaných obrázků sestaveny ve správném pořadí, odhalilo to dekódovatelný hash MD5 pro a Systém BBS telefonní číslo, (425) 822-5251. Poskytuje několik ASCII umění obrázky týkající se hry a jejího možného pokračování.^[9][10][11] Pokračování, Portál 2, bylo později potvrzeno. Podle skrytého komentáře uzlu SSTV obrázek z Portál 2, BBS běží z počítače založeného na Linuxu a je propojen s modemem 2400 bps z roku 1987. Je napojen na blíže neurčenou vývojářskou kuchyň Valve. Nechali si náhradní modemy pro případ, že by jeden selhal, a druhý ano. BBS posílá celkem pouze asi 20 megabajtů dat.

Ve výše uvedeném pokračování Portál 2, existují čtyři obrázky SSTV. Jeden je vysílán v Rattmanově doupěti. Při dekódování je tento obrázek velmi jemným náznakem ke konci hry. Obrázek je z kostky Vážené společníky na Měsíci. Další tři obrázky jsou dekódovány z uzlu komentáře v jiném Rattmanově doupěti. Tyto 3 obrázky jsou snímky s odrážkami o tom, jak bylo provedeno ARG a jaký byl výsledek, například jak dlouho trvalo řešení hádanky kombinovaným internetem (průměrná doba dokončení byla 7 1/2 hodiny).^[12]

V jiné videohře Kerbal Space Program, na planetě „Duna“ je na jižní polokouli malý kopec, který přenáší barevný obraz SSTV ve formátu Robot 24. Zobrazuje čtyři astronauty stojící vedle toho, co je buď Lunar Lander z misí Apollo, nebo nedokončená pyramida. Nad nimi je logo hry a tři kruhy.^[13] Zvuk vydává, pouze pokud se nějaký předmět dotkne vrcholu kopce.^{[Citace je zapotřebí ]}

Caparezza, italský skladatel, vložil obrázek na stopa duchů jeho alba Vězeň 709.

Viz také

• Amatérská televize
• Hellschreiber
• Televize s úzkou šířkou pásma
• Radiofax
• Typ radiotelety
• Krátkovlnný
• Opakovač SSTV
• Videotelefonie

Reference

Poznámky

externí odkazy

• Živé pomalé skenování pro Live SSTV z celého světa a načte více
• SSTV z Mezinárodní vesmírné stanice uvádí seznam snímků přijatých z Mezinárodní vesmírné stanice prostřednictvím SSTV
• Obrazová komunikace na krátkých vlnách - online bezplatná příručka pro radioamatéry pro SSTV, WEFAX a digitální SSTV

Software modemu:

• MMSSTV pro Microsoft Windows
• Ham Radio Deluxe pro Microsoft Windows
• RX-SSTV pro Microsoft Windows
• QSSTV pro Linux
• MultiMode kakao pro Mac OS X
• MultiScan pro Mac OS X