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スロースキャンテレビ（SSTV ）は、主にアマチュア無線家が静止画像を白黒またはカラーで無線で送受信する画像伝送方式です。
SSTV の文字通りの用語は、狭帯域テレビです。アナログ放送テレビは、1 秒あたり 25 または 30 の画像フレームを送信するため、少なくとも 6 MHz 幅のチャネルが必要です ( ITU アナログ放送規格を参照)。ただし、SSTV は通常、最大 3 kHz の帯域幅しか使用しません。これは静止画像送信の非常に遅い方法で、通常、1 つの画像フレームを送信するのに、使用するモードに応じて約 8 秒から 2、3 分かかります。
SSTV システムは音声周波数で動作するため、アマチュアは短波(アマチュア無線家はHFとも呼ぶ)、VHF、UHF無線 でこれを使用します。
歴史
コンセプト
SSTVの概念は、1957年から1958年にかけてコプソーン・マクドナルド[1]によって導入されました。[2]彼は静電モニターとビジコン管を使用した最初のSSTVシステムを開発しました。3kHzの電話チャンネル内で白黒の静止画像を送信するには、120ラインとラインあたり約120ピクセルを使用すれば十分であると考えられました。最初のライブテストは11メートルのアマチュアバンドで実行されましたが、このバンドは後に米国のCBサービスに与えられました。1970年代には、2種類の紙のプリントアウト受信機がアマチュア無線家によって発明されました。
宇宙探査における初期の使用
SSTVはルナ3号から月の裏側の画像を送信するために使用された。[3]
最初の宇宙テレビシステムはセリガー・トラルDと呼ばれ、ボストークで使用されました。ボストークは、LI-23持続型アイコノスコープ管を備えた2台のカメラを使用した以前のビデオ電話プロジェクトに基づいていました。その出力は、1フレームあたり100ラインのビデオ信号で、1秒あたり10フレームでした。
- セリガーシステムは、宇宙犬ベルカとストレルカ（犬ライカと間違われることが多い）を乗せたスプートニク5号を含むボストーク宇宙船の1960年の打ち上げや、ボストーク1号による初の宇宙飛行士ユーリ・ガガーリンの1961年の飛行の際にテストされた。
- ボストーク2号以降は、トパーズと呼ばれる改良された400ラインのテレビシステムを使用しました。
- 1975 年以降、第 2 世代のシステム ( Krechet、ドッキング ビュー、ドッキング データのオーバーレイなどを組み込んだもの) が導入されました。
SSTVとも呼ばれる同様のコンセプトは、フェイス7号[ 4]やNASAの アポロ計画の初期にも使用されました。
- フェイス7のカメラは320ラインの解像度で2秒ごとに1フレームを送信しました。[4]
アポロのテレビカメラはSSTVを使用して、アポロ7号、8号、9号の内部と、月からのアポロ11号月 着陸船のテレビの画像を送信しました。NASAはすべてのオリジナルテープを受け取り、その後のミッションで使用するために消去しましたが、 2003年に結成されたアポロ11号テープ検索および修復チームは、最初の放送の変換された録画の中で最も高品質のフィルムを追跡し、最良の部分をつなぎ合わせ、専門のフィルム修復会社と契約して、劣化した白黒フィルムを強化し、アーカイブ記録用にデジタル形式に変換しました。[5]
- NASAの初期のアポロ計画で使用されたSSTVシステムは、通常のテレビ伝送よりも少ない帯域幅を使用するために、320フレームラインの解像度で毎秒10フレームを転送しました。[6]
- NASA が使用していた初期の SSTV システムは、現在アマチュア無線愛好家が使用している SSTV システムとは大きく異なります。
進行
1968 年にFCC が上級アマチュア無線家 向けに SSTV の使用を合法化した後、1970 年に米国で商用システムが登場し始めました。
SSTV には当初、かなり特殊な装置が必要でした。通常は、スキャナまたはカメラ、特徴的な音声ハウリングを生成および受信するモデム、余剰のレーダーセットのブラウン管が必要でした。特殊なブラウン管には、約 10 秒間画像を映し続ける 「長時間持続」蛍光体が搭載されていました。
モデムは画像信号から 1,200 ～ 2,300 Hz の音声トーンを生成し、受信した音声トーンから画像信号を生成します。音声は無線受信機と送信機に接続されます。
現在のシステム
1990 年代初頭から普及してきた最新のシステムでは、カスタム機器の多くに代わって、パーソナル コンピュータと特別なソフトウェアを使用しています。特別な処理ソフトウェアを備えた PC のサウンド カードはモデムとして機能します。コンピュータの画面が出力を提供します。小型のデジタル カメラまたはデジタル写真が入力を提供します。
変調
同様のラジオファックスモードと同様に、SSTV はアナログ信号です。SSTV は周波数変調を使用し、画像内の異なる明るさの値ごとに異なるオーディオ周波数を取得します。言い換えると、信号周波数は、それぞれより明るいピクセルまたはより暗いピクセルを指定するために上下にシフトします。色は、各色成分 (通常は赤、緑、青) の明るさを個別に送信することによって実現されます。この信号は、搬送信号を部分的に変調するSSB送信機に送ることができます。
転送モードにはさまざまな種類がありますが、最も一般的なのはMartin M1（ヨーロッパで人気）とScottie S1（主に米国で使用）です。[7]これらのうちの1つを使用すると、画像転送には114秒（M1）または110秒（S1）かかります。一部の白黒モードでは、画像転送にわずか8秒しかかかりません。
ヘッダ
キャリブレーション ヘッダーは、画像の前に送信されます。これは、1,900 Hz の 300 ミリ秒のリーダー トーン、1,200 Hz の 10 ミリ秒のブレーク、1,900 Hz の別の 300 ミリ秒のリーダー トーン、および使用される送信モードを識別するデジタル VIS (垂直間隔信号) コードで構成されます。VIS は、長さが 30 ミリ秒のビットで構成されます。コードは 1,200 Hz のスタート ビットで始まり、その後に 7 つのデータ ビット ( LSB が先頭、1 の場合は 1,100 Hz、0 の場合は 1,300 Hz) が続きます。その後に偶数パリティ ビットが続き、その後に 1,200 Hz のストップ ビットが続きます。たとえば、10 進数 44 または 32 に対応するビットは、モードが Martin M1 であることを意味し、数字 60 は Scottie S1 を表します。
スキャンライン
伝送は、左から右にスキャンされる水平ラインで構成されます。色成分は、1 ラインずつ別々に送信されます。色エンコードと伝送順序は、モードによって異なります。ほとんどのモードではRGB カラー モデルを使用します。一部のモードでは白黒で、1 つのチャネルのみが送信されます。他のモードでは、輝度(Y) と色度(R–Y と B–Y) で構成される YC カラー モデルを使用します。変調周波数は、色成分の強度 (明度) に応じて 1,500 Hz から 2,300 Hz の間で変化します。変調はアナログであるため、水平解像度は 256 ピクセルまたは 320 ピクセルと定義されることが多いですが、任意のレートでサンプリングできます。画像のアスペクト比は、通常 4:3 です。ラインは通常、5 ミリ秒の 1,200 Hz 水平同期パルスで終了します (ラインのすべての色成分が送信された後)。一部のモードでは、同期パルスはラインの中央にあります。
モード
以下は、最も一般的なSSTVモードのいくつかとその違いを示す表です。[7]これらのモードは、同期や周波数、グレー/カラーレベルの対応など、多くの特性を共有しています。主な違いは画像品質で、これは画像の転送にかかる時間に比例し、AVTモードの場合は同期データ転送方法とインターレースの使用によってもたらされるノイズ耐性に関係しています。
¹ Martin モードと Scottie モードでは、実際には 256 本のスキャンラインが送信されますが、最初の 16 本は通常グレースケールです。
AVT ( Amiga Video Transceiverの略) と呼ばれるモード ファミリは、もともと Ben Blish-Williams (N4EJI、当時は AA7AS) によって Amiga コンピュータに接続されたカスタム モデム用に設計され、最終的には AEA 社によって販売されました。
スコッティモードとマーティンモードは、もともとRobot Research CorporationのSSTVユニットのROM拡張として実装されました。マーティンM1モードの正確なラインタイミングはこのリファレンスに記載されています。[8]
Robot SSTV モードは、Robot Research Corporation が自社の SSTV ユニット用に設計しました。
SSTV モードの 4 つのセットはすべて、さまざまな PC 常駐 SSTV システムで使用できるようになり、元のハードウェアに依存しなくなりました。
ＡＶＴ
AVT は「Amiga Video Transceiver」の略称で、IBM PCファミリーが特殊なサウンド カードの助けを借りて十分なオーディオ品質を獲得する前に、世界中で人気を博したAmigaホーム コンピューター用に 1990 年頃に「Black Belt Systems」(米国) によって開発されたソフトウェアおよびハードウェアモデムです。これらの AVT モードは、同期モードであるという点で上記の他のモードとは根本的に異なります。つまり、行ごとの水平同期パルスがなく、代わりに標準の VIS 垂直信号を使用してモードを識別し、その後にフレーム先頭のデジタル パルス列が続きます。このパルス列は、最初に一方方向にカウントしてからもう一方方向にカウントすることでフレーム タイミングを事前に調整します。これにより、32 のうちの任意の 1 つのポイントでパルス列を時間内にロックして、正常に解決または復調することができ、その後、実際の画像データが完全に同期され、通常はインターレース モードで送信されます。
インターレース、同期への依存なし、およびインターライン再構成により、AVT モードは他のどの SSTV モードよりも優れたノイズ耐性を備えています。インターレース機能により、受信信号の半分が干渉またはフェードの固まりで失われた場合でも、解像度を下げてフル フレーム画像を再構成できます。たとえば、最初に奇数ラインが送信され、次に偶数ラインが送信されます。奇数ラインのブロックが失われた場合、偶数ラインはそのまま残り、単純な垂直補間によって奇数ラインの妥当な再構成を作成できます。その結果、偶数ラインは影響を受けず、良好な奇数ラインが存在し、不良な奇数ラインは補間によって置き換えられたフル フレームのラインが得られます。これは、非インターレース送信モードで回復不可能な連続ライン ブロックが失われる場合に比べて、視覚的に大幅に改善されます。インターレースはオプションのモード バリエーションですが、インターレースを使用しない場合、ノイズ耐性が大幅に犠牲になります。ただし、送信の同期特性により、断続的な信号損失によって画像全体が失われることはありません。 AVT モードは主に日本と米国で使用されています。白黒、カラー、および 128 と 256 の走査線数に関して、AVT モードの完全なセットがあります。カラー バーとグレースケール バーは、オプションで上部および/または下部に重ねることができますが、オペレーターが別の選択をしない限り、フル フレームが画像データに使用できます。タイミングが受信画像のタイミングと一致しない受信システムの場合、AVT システムでは受信後の再タイミングと調整が提供されます。
その他のモード
周波数
単側波帯変調を復調できる受信機を使用すると、SSTV 送信を次の周波数で聞くことができます。
メディア
| 外部ビデオ | |
|---|---|
 SSTV オーディオとして送信したときに生成される画像とサウンドを示すビデオ。YouTubeで |
-
B/W 8 システムでエンコードされた画像。 -
PD-120 モードを使用して ISS から送信され、アマチュア局によって受信された SSTV 画像。 -
サンプル SSTV 送信をデコードした後の結果の画像。 -
サンプルSSTV伝送のスペクトル解析
大衆文化において
Valve の 2007 年のビデオゲームPortalでは、2010 年 3 月 3 日にプログラム ファイルのインターネット アップデートが行われた。このアップデートでは、各テスト チャンバーに隠された無線機を見つけて特定のスポットに持って行き、隠された信号を受信するという課題が与えられた。隠された信号は、ゲームのファンによるARGスタイルの分析の一部となり、ゲームの続編を示唆した。一部の音は、コンピュータ システムの再起動を暗示するモールス信号文字列であり、他の音は意図的に低品質の SSTV 画像としてデコードできた。これらのデコードされた画像のいくつかを正しい順序で組み合わせると、掲示板システムの電話番号 (425)822-5251 のデコード可能な MD5 ハッシュが明らかになった。これは、ゲームとその潜在的な続編に関連する複数のASCII アート画像を提供している。 [10] [11] [12]続編のPortal 2が後に確認された。Portal 2の隠された解説ノード SSTV 画像によると、BBS は Linux ベースのコンピューターから実行されており、1987 年製の 2,400 ビット/秒のモデムに接続されています。このモデムは、Valve 開発者のキッチンで接続されています。モデムが故障した場合に備えて予備のモデムを用意しておき、実際に故障しました。BBS は合計で約 20 メガバイトのデータしか送信しません。
前述の続編であるPortal 2には、4つのSSTV画像があります。1つはラットマンの巣穴で放送されています。この画像を解読すると、ゲームの結末への非常に微妙なヒントが得られます。この画像は、月にある重み付きコンパニオンキューブです。他の3つの画像は、別のラットマンの巣穴の解説ノードから解読されています。これらの3つの画像は、ARGがどのように行われたか、そしてその結果がどうだったか、インターネットを組み合わせてパズルを解くのにどれくらいの時間がかかったか（平均完了時間は7時間半でした）などの箇条書きのスライドです。[ 13 ]
別のビデオゲーム「カーバル・スペース・プログラム」では、南半球の惑星「ドゥナ」に小さな丘があり、ロボット24形式のカラーSSTV画像を送信しています。そこには、アポロ計画の月着陸船か未完成のピラミッドのどちらかの隣に立つ4人の宇宙飛行士が描かれています。彼らの上にはゲームのロゴと3つの円があります。[14]丘の近くにある物体があると音が鳴ります。[要出典]
イタリアのソングライター、カパレッツァは、自身のアルバム「Prisoner 709」のゴーストトラックに画像を挿入した。
Aphex Twin のリリース2 Remixes by AFX には、リリースの作成に使用されたプログラムに関するテキストとソファに座っているリチャードの写真を含む SSTV 画像を表示するトラックが含まれています。
参照
参考文献
- Glidden, Ramon (1997 年 9 月)。「スロースキャンテレビを始める」QST。2005年 4 月 28 日にアクセス。
- 「スロースキャンの定義」オンライン医学辞典。2005 年 4 月 28 日にアクセス。
- ターナー、ジェレミー (2003 年 12 月)。「07: メンフィスの Televista、ニューヨークの New Center for Art Activities、カナダのビクトリアの Open Space Gallery における初期のテレマティック アートについての Tav Falco とのインタビュー。」宇宙: テレマティック アートの過去、現在、未来。2005 年 4 月 28 日にアクセス。
- サーキシアン、ジョン。月からのテレビジョンは、2007 年 7 月 10 日にWayback Machineにアーカイブされました。パークス天文台によるアポロ 11 号ミッションの支援。最終更新日: 2005 年 10 月 21 日。
注記
- ^ 「Copthorne Macdonald's Home Page」 2014年1月2日。2014年1月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ ミラー、ドン。「SSTVの歴史」。2006年5月9日閲覧。
- ^ Luna 3. 2007年9月29日にWayback Machineにアーカイブされました。
- ^ ab Sven Grahn. 「マーキュリー・アトラス9号のスロースキャンTV実験」。Space Radio Notes。
- ^ Andrew Letten (2010-10-26). 「失われたアポロ11号の月面歩行テープが復元」Cosmos Online。 2014年7月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2010年11月4日閲覧。
シドニー：失われたアポロ11号のテープを3年間捜索し、6年間の徹底的な修復プロジェクトを経て、歴史的な月面歩行のデジタルリマスター映像がほぼ放送できる状態になりました。
- ^ Peltzer, KE (1966年4月). 「アポロ統合Sバンドシステム」(PDF) 。 2023年12月6日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。
- ^ ab Langner, John. 「SSTV Transmission Modes」。2003年2月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2006年5月8日閲覧。
- ^ Cordesses, L. and R (F2DC) (2003). 「「リアルタイム」SSTV処理に関する考察」」QEX . 2008年9月2日閲覧。
{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link) - ^ Turner, Paul. 「PDモードの開発」。2021年6月5日閲覧。
- ^ Leahy, Brian (2010-03-01). 「Portal パッチでモールス信号と実績が追加 – Portal 2 の憶測が始まる」Shacknews . 2010-03-02閲覧。
- ^ Mastrapa, Gus (2010-03-02). 「Geeky Clues Suggest Portal Sequel Is Coming」. Wired . 2010-03-02閲覧。
- ^ Gaskill, Jake (2010-03-03). 「噂: Valve が GDC 2010 で Portal 2 を発表」X-Play。 2018-01-08 時点のオリジナルよりアーカイブ。2010-03-03閲覧。
- ^ あるユーザーが SSTV ソフトウェアを使用して画像をデコードした結果。http://forums.steampowered.com/forums/showthread.php?t=1854243 2015 年 4 月 16 日にWayback Machineにアーカイブされました。2012 年 8 月 14 日に取得。
- ^ YouTubeで KSP SSTV 信号をデコードする
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、スロースキャンテレビに関連するメディアがあります。
ワールドハム/11mtr SSTV カメラ - https://worldsstv.com/
- eng075 - 英国ノーフォーク 11 mtr sstv 放送、ライブ sstv 信号レポート
- ライブスロースキャン[奪取]は世界中のライブSSTVとその他多数を配信します
- 国際宇宙ステーションからのSSTVは、SSTV経由で国際宇宙ステーションから受信した画像をリストします。
- 短波による画像通信 - SSTV、WEFAX、デジタル SSTV用のオンライン無料アマチュア無線ハンドブック
モデムソフトウェア:
- Microsoft Windows用 MMSSTV
- Microsoft Windows用 Ham Radio Deluxe
- RX-SSTV は、Microsoft WindowsのWayback Machineで 2015-02-07 にアーカイブされました
- QSSTV は 2014-12-27 にLinuxのWayback Machineにアーカイブされました
- Mac OS X用マルチモード Cocoa
- Mac OS X用マルチスキャン
- Android用 Robot36 (オペレーティング システム) (デコードのみ)
- Android用 SSTV エンコーダー(オペレーティング システム) (エンコードのみ)
- iPhone / iPad用SSTVエンコーダー/デコーダー