об SSTV

SSTV (Slow Scan Television) - “елевидение c медленной разверткой. ≈сли коротко SSTV, в отличие от бытового телевидени€ - это метод передачи фотоснимков в очень узкой полосе, на частотах, обычно используемых дл€ микрофонных (SSB) св€зей радиолюбител€ми.

SSTV был первоначально изобретен Copthorne Macdonald и вначале использовалс€ в основном радиолюбител€ми, теперь же он примен€етс€ большими группами профессионалов типа ѕолиции и —лужб безопасности. ѕервоначальна€ иде€ состо€ла в том, чтобы найти метод передачи телевизионного изображени€ по отдельному телефонному каналу. Ёто подразумевало, что типичное (в то врем€) шириной 3 ћ√ц телевизионное изображение должно было быть сокращено до 3 к√ц (уменьшение 1000:1). Ёто было решено путем снижени€ скорости развертки, котора€ примен€етс€ при передаче подвижных изображений. ¬ыбор устройства развертки дл€ синхронизировани€ пал на бытовой источник питани€ в 50 или 60 √ц (в зависимости от страны происхождени€). Ёто дало скорость передачи строки 16.6 Hz при 120 или 128 линий в изображении (против тогдашнего стандарта в јнглии - 405 строк (теперь 625) на экране), дава€ новую картинку каждые 7.2 или 8 секунд.

—остав отдельной строки SSTV, с первоначальными техническим требовани€м к 8 секундной передаче следующий: - ћаксимальна€ полоса пропускани€ - 3 к√ц, поэтому ширина диапазона сигналов SSTV ограничена 2.3 к√ц, черному цвету соответствует частота 1500 √ц а белому - 2300 √ц при синхроимпульсе в 1200 √ц значительно ниже уровн€ черного, так что он не был бы видим. —инхроимпульсы посылаютс€ в конце каждой строки - длительностью в 5 мс и в конце каждой картинки - 30 мс.

ќригинал SSTV системы был основан на экс-правительственных радарных экранах и ЁЋ“ с длительным послесвечением. “еперь же большинство SSTV систем - это компьютер, дающий полноцветные картинки с 16 миллионами цветов и времен передачи до нескольких минут дл€ каждого изображени€.

»стори€ форматов

‘ормат 8-секунд / 120-строк

ќсновные стандарты дл€ slow scan tv формировались в период между 1958 и 1961 годами. ќборудованием, дл€ передачи и приема SSTV, в то врем€ служили, вакуумные электронные лампы, которые образовывали большой и т€желый комплекс.

SSTV оборудование 1958 года
SSTV оборудование 1958 года

¬верху на фотографии, ¬ы видете оборудование, которое построил и использовал WB8DQT на W8SH, Michigan State Amateur Radio Club, это был более или менее "стандарт" устройств SSTV дл€ середины 60'х. Ѕольшой монитор дл€ отображени€ картинок на основе электронной трубки, несмотр€ на свой размер, имел в добавок еще и большой т€желый внешний блок питани€, который может быть замечен вдали слева. Ёто был известный "MacDonald ћонитор", который был описан в мартовском номере QST за 1964 год. Ѕольшинство деталей камеры и блока питани€ находитс€ на большом шасси справа. √олова камеры содержит еще несколько ламп, €вл€ющихс€ видео усилителем и модул€тором поднесущей. ¬ то врем€ не имелось никаких комплектов и никаких плат дл€ изготовлени€ конструкции. ¬се, от обрезани€ и сверлени€ отверстий в шасси, до распайки огромного количества проводов "от точки к точке" приходилось делать самому. —егодн€, некоторые люди жалуютс€ по поводу усилий, требуемых, дл€ того чтобы установить дополнительные аппаратные средства в Ё¬ћ. “огда же в 60-ых, надо было потратить недели, а то и мес€цы кропотливого планировани€ проекта (не имелось никаких стандартных решений), постройки и окончательной регулировки устройства. Ќо все таки уже в 1969 имелось, чуть меньше, чем две дюжины SSTV приемопередатчиков во всем мире.

 лючем к пониманию самого раннего SSTV стандарта, было то, что изображение могло быть отображено только на радарно-подобной трубке P7 с фосфором, обладающей длительным послесвечением. Ёлектронна€ схема прорисовывала картинку, строка за строкой, на экране радарной лампы.  ак только луч развертки "окрасил" строку, та начнет медленно исчезать. ѕриблизительно через 8 секунд эту строку уже было трудно рассмотреть, даже в слабо освещенной комнате. ѕоэтому 8 секунд, были, таким образом, максимальным временем дл€ того, что бы можно было рассмотреть картинку в целом. ”читыва€ максимальное врем€, за которое видео могло быть передано, остава€сь в пределах полосы частот дл€ голоса, и тот факт, что —еверна€ јмерика использует 60 √ц в сети, у нас была стандартизирована скорость передачи 15 строк в секунду (60/4). ¬ других част€х мира, с частотой 50 √ц в сети, эта норма была установлена в 16.66 строк в секунду (50/3). 15 строк в секунду за 8 секунд соответствует 120 строчной картинке (15 x 8) - "оригиналу" стандартного SSTV изображени€. Ёто немного отличалось от того что было в ≈вропе, но мониторы временнно могли в ручную переключатьс€ дл€ св€зей жител€ми —еверной јмерики или различными DX, и все потому что каждой строке видео сигнала соответствовал свой синхро импульс.

јрт Ѕахмэн, SM0BUO
јрт Ѕахмэн, SM0BUO (—токгольм, Ўвеци€)

јрт Ѕахмэн, SM0BUO (—токгольм, Ўвеци€) - всемирно известна€ перва€ SSTV DX станци€. Ёта картинка была получена на W8SH в 1969 году во врем€ первого двухстороннего SSTV QSO между —Ўј и ≈вропой, котора€ была установлена на 10 метровом диапазоне. ќбратите внимание, что формат изображени€ - по существу квадрат, имеет максимальное преимущество при отображении на круглых трубках.

ѕервое Color SSTV

ћногие SSTV историки, зачастую ошибаютс€, указыва€ что первые успешные опыты по работе цветным SSTV в конце 70-ых проводил G3NOX и другие радиолюбители. ‘актически, впервые цветные картинки были переданы с помощью аналоговых устройств в 1969 в результате параллельных экспериментов, проводимых “эдом  охеном (W4UMF) и ¬эйдом “эром из ќкруга  олумби€, и WB8DQT в ћичигане. –абота, необходима€ дл€ создани€ цветного изображени€, и затем восстанавление его после прием€, была огромна€ (основные процедуры описаны в статье, написанной в декабрьском номере за 1969 год журнала Ham Radio)

первое в мире цветное SSTV изображени
Ёто первое в мире цветное SSTV изображение, произведенное W4UMF в 1969 году,
примен€€ технику subtractive synthesis, с применением yellow, magenta, и cyan составл€ющих.
Art Bachman, SM0BUO (Stockholm, Sweden)
Ёксперименты WB8DQT использовали так называемый additive synthesis, с красными,
зелеными, и синими сигналами. ќни отстали на несколько дней от первого успеха “эда.

ќба эти подхода потребовали большой объем фотографической работы и многих часов проведенных в темной комнате, в процессе подготовки картинки дл€ передачи и восстановлени€ их после приема. Ќесмотр€ на все это, ƒжим Ѕланд (K4YPX) из Ўтата “еннесси очень хотел сделать цветную радиосв€зь, и в конце 1969, состо€лось первое в мире двухстороннее цветное SSTV QSO, между K4YPX и W8SH. ¬от эти исторические кадры:

 артинка K4YPX прин€та€ W8SH)
 артинка K4YPX прин€та€ W8SH
“акой была картинка W8SH в Ўтате “еннесси.
“акой была картинка W8SH в Ўтате “еннесси.

Ќельз€ говорить, что цветное SSTV могло бы стать действительно реально используемым до по€влени€ scan-конвертеров, но основы его были заложены именно тогда.

Robot моделей 70/80

ѕо€вление новых твердотельных радиоэлементов в 70-х годах, резко уменьшило размер и потребл€емую мощность мониторов, камер, и другого SSTV оборудовани€. »спользование печатных плат дл€ схем, также облегчило процесс постройки SSTV оборудовани€. ѕо€вились новые разработки мониторов (W4TB, W9LUO, W6MXV) и несколько компаний начали их производство на коммерческой основе. Ќаиболее успешной из них была компани€ из —ан-ƒиего, Robot Research, Inc. ѕроизводимые ими SSTV мониторы (модели 70) и аналоговые камеры (модели 80), дл€ использовани€ в SSTV, позволили облегчить освоени€ этого вида радиосв€зи, что вызвало значительное увеличение во всем мире станций оборудованных SSTV. ћодель 70 была значительно лучше дисплейной системы P7, и формат картинки был бы неизменен если бы не одна маленька€ деталь. ƒизайн камеры модели 80 делал передачу 128 строчных картинок, увеличива€ полное врем€ кадра до 8.5 секунд - но существующие системы могли принимать их без проблем.

 артинка передана€ на Robot-оборудовании
 артинка передана€ на Robot-оборудовании

”читыва€ разрешающую способность основного формата SSTV, картинки портретного типа были наиболее практичными и многие станции увеличили пределы доступной разрешающей способности кадров. ¬ы можете видеть картинку переданную Gene, W1VRK из штата Massachussetts - станци€ имела Robot-оборудование.

„ерно-белые приемные конвертеры

ѕоскольку цифровые схемы стали более доступными, а пам€ть с малыми объемами упали в цене, экспериментаторы начали рассматривать концепцию цифрового SSTV конвертора. »де€ проста - оцифровывать вход€щую SSTV картинку и сохран€ют ее в пам€ти. ќкончательные данные могут считыватьс€ из пам€ти с очень высокими скорост€ми, дава€ хорошее изображение на любом черно-белом телевизоре или мониторе.

“ак как исходные изображени€ имели только 128 строк, а пам€ти было недостаточно (было дорого), все ранние конвертеры отцифровывали сигнал с 128 пиксел€ми в строке, создава€ 128 x 128 цифровой формат, который соответствовал квадратному коэффициенту сжати€ дисплеев P7.  аждый пиксель был кодирован как 4-бита, чтобы он мог отобразить 16 градаций серого. ќкончательные изображени€ были грубы по сегоднешним стандартам, но это делалось дл€ того, чтобы было возможно использовать стандартные телевизоры в качестве диспле€, при нормальном освещении комнаты.

128bw

Ётот 128x128x16(градаций серого) формат был прин€т дл€ первого успешного коммерческого конвертора, Robot 400.  онвертор 400 помимо всех необходимых схем аудио переключений, также имел схемы дл€ фиксировани€ или "захвата" изображений со стандартной b/w TV камеры. Ёто была законченна€ SSTV станци€ в коробке скромных размеров. “еперь было чрезвычайно просто начать работать SSTV ведь 400-й стоил приблизительно $800 (и это в долларах середины 70-х), к которому ¬ы должны были добавить только монитор/телевизор и камеру. Ёто еще больше увеличило число SSTV станций во всем мире.

÷ифровые чипы пам€ти продолжили увеличиватьс€ в объеме и падали в цене, и скоро стало возможно иметь три блока пам€ти - достаточных дл€ того, чтобы сохран€ть красные, зеленые, и синие данные картинок. ƒобавили схемы дл€ мультиплексировани€ в RGB, NTSC, или PAL, и ¬ы имели цвет!

128color

ƒаже в этой ранней стадии, различные экспериментаторы имели свои собственне идеи относительно того, как форматировать такое цветное изображение дл€ передачи и приема - так по€вились различные режимы передачи этих 128 x 128 цветных изображений.

„тобы не отстать, Robot бросает в атаку 450C цветной конвертер (и 400C окрашивающее расширение дл€ существующего 400-ого) - но они выбрасывают и целую св€зку новых цветных форматов, по€вл€ютс€ и черно-белые с более высокой разрешающей способность, а с по€влением известных 1200C, и цветных с более высокими разрешающими способност€ми.

ѕодобно 800 фунтовой горилле, цветные режимы –обота станут новым "стандартом", но с теперь уже знакомым пр€моугольным коэффициентом сжати€ и 260 + цвета, и коды VIS в начале каждого изображени€, с использованием которых конвертер мог автоматически обнаруживать используемый режим:

alison

“ак что каждый был счастлив - правда? ≈два ли! Ёкспериментаторы, особенно в ¬еликобритании, думали, что имелись лучшие способы передачи цвета и ухода от необходимости вызывать каждую строку, не говор€ уже о том, как обработать цветные изображени€ с низким разрешением и как форматировать сигналы в услови€х плохого прохождени€. “аким образом по€вились Martin и Scottie режимы, осуществлены через новый EPROMS Robot 1200's CPU! EPROMS обрабатывает Martin, Scottie, и Robot форматы, плюс Volker Wrasse форматы, которые были все еще попул€рны в √ермании! Ёта относительна€ стабильность продолжалась, пока не начинают примен€ть компьютеры дл€ приема изображени€.

Amiga - перва€ система, котора€ позвол€ла прилично работать с цветным SSTV. Amiga разработчиками, в дополнение к уже имеющимус€ широкому диапазону существующих режимов, добавлена целое семейство новых - AVT режимов, названых по имени, системы Amiga AVT SSTV (интерфейс + программное обеспечение). AVT режимы были "секретные" (стандарты не были опубликованы), но в конечном счете они были декодированы и добавлены в Martin и Scottie EPROMs дл€ 1200.

 огда IBM аналоги наконец станов€тс€ достаточно хорошими чтобы обрабатывать цветное SSTV, бедные разработчики должны были включать все множесто режимов, которые €вл€ютс€ результатом этой хронологии, не говор€ уже о более новых, с более высокой разрешающей способностью форматов, поскольку SVGA дисплеи превосхо€т разрешающую способность почтенного Robot-1200.

¬от почему мы имеем так много SSTV режимов. Ќеужели мы нуждаемс€ в этом многообразии? ƒо тех пор пока SSTV сообщество (по всему миру) не сможет подчистить список до его основных тем, мы продолжим иметь дело с экраном, полным параметрами, 90% из которых ¬ы никогда не будете использовать.

—ловарь SSTV терминов

AVT Amiga видео трансивер. (1) »нтерфейс и программное обеспечение дл€ использовани€ с компьютером Amiga фирмы Commodore, разработанный Ben Blish-Williams, AA7AS, и изготовленный Advanced Electronics Applications (AEA). (2) семейство SSTV режимов передачи, сначала представленных с AVT.

Back Porch ѕромежуток между информационным сигналом строки передаваемой картинки и горизонтальным синхроимпульсом.

Chrominance ÷ветова€ составл€ющую видеосигнала. –ежимы Robot color передают €ркость пиксел€ (€ркость, символ "Y") и цветность (цветоразностные сигналы R-Y и B-Y) раньше чем RGB сигнал (красный, зеленый, синий).

Demodulator ”стройство (дл€ SSTV) декодирует изображение и синхронизирующую информацию из полученного сигнала звуковой частоты.

Frame ќдна полна€ картинка (сверху до низа). Ќапример, в Scottie S1 имеетс€ 240 линий развертки в frame.

Frame Sequential –анн€€ схема передачи цветного SSTV , котора€ посылала три отдельных изображени€ с красными, зелеными, и синими составл€ющими. “еперь устарела.

Front Porch ѕустой промежуток при передаче строки картинки до горизонтального синхроимпульса.

FSTV Ѕыстрое “≈Ћ≈¬»ƒ≈Ќ»≈, часто называемое ATV (Ћюбительское “елевидение). ќбеспечивает полный видеосигнал за счет больших требований к ширине полосы излучени€. Ќе может »спользоватьс€ на  ¬ или низких ” ¬ диапазонах.

Line Sequential ћетод передачи цветного SSTV, при котором посылаетс€  расна€, «елена€ и —ин€€ строки развертки, последовательно дл€ каждой строки.

Luminance —оставл€юща€ €ркости видеосигнала. ќбычно она вычисл€етс€ как Y (€ркость) = 0.59 * G («еленый) + 0.30 * R ( расный) + 0.11 * B (—иний).

Martin —емейство SSTV режимов разработанных Martin Emmerson, G3OQD, из јнглии.

NTSC (National Television System Committe) “елевизионный стандарт прин€тый в —еверной јмерике и японии.

PAL(Phase Alternation Line) “елевизионный стандарт использующийс€ в основном в ≈вропе.

Pixel ќдин элемент картинки отображаемый на дисплее. “очка отображаема€ на экране компьютерного монитора или печатаема€ принтером.

P7 Monitor ќчень длинна€ ЁЋ“ используема€ в самих ранних диспле€х SSTV.

RGB  расный, «еленый, —иний. ѕопул€рна€ модель разложени€ цветов. Ѕольшое количество цветов возможно получить путем смешени€ в различных пропорци€х  расного, «еленого, —инего.

Robot јбривиатура оборудовани€ дл€ SSTV выпускаемого Robot Research. —емейство SSTV режимов анонсированных с данным оборудованием.

Scan Converter ”стройство преобразующее один видео стандарт в другой. ƒл€ примера, Robot 1200C преобразует NTSC в SSTV.

Scottie —емейство SSTV режимов разработанное Ed Murphy, GM3BSC, из Ўотландии.

SECAM —тандарт телевидени€ прин€тый по ‘ранции и —Ќ√.

Slant correction ѕроцедура коррекции наклона картинки при приеме/передаче в некоторых программах SSTV.

SSTV “елевидение с медленной разверткой. »нформаци€ о картинке передаетс€ с помощью простого звукового сигнала.

VIS (Vertical Interval Signalling) ѕеред кадровым синхроимпульсом, до передачи картинки, цифровой пакет содержащий информацию о формате последующей картинки. ћногие приемные SSTV системы используют его дл€ автоматического выбора режима. ¬первые использован в Robot 1200C.

Wraase —емейство SSTV режимов используемых в Wraase SC-1 и SC-2 конвертерах разработанных Volker Wraase, DL2RZ, из Wraase Electronik, √ермани€.

____________________

ѕодготовлено по материалам WB8DQT и EU6TV