图像通信-SSTV硬件


SSTV可以使用跟语音相同的3KHz带宽传送全彩色静止画面,操作人员可以在图像监视设备上直接看到对方的设备、照片及当地的景色,这是一项很有意义的无线电通信活动。由于开展此项活动无须过多的设备和投资,只要一台电脑加上一台无线电通信设备(无线电收发机)就可享受SSTV给你带来的无比快乐.

SSTV基本构成

SSTV的基本构成如下:

1. 图像获取设备:可以是数码像机、扫描仪等直接图片设备,或者经视频卡采集的录像或电视节目图片,甚至是CDROM的免费图像,经过编辑和润色后都可以作为SSTV的素材。
2. 扫描变换器:它是进行A/D、D/A变换,进行编解码的设备。
3. 发送/接收设备:指的是用于业余无线电通信的各类型收发机(当然要求性能良好频率稳定),配天线。 由于计算机的普及和发展,获取精美的图片已经变得非常容易,我们着重看一下扫描变换器是如何编解码的.


SSTV编码与解码

SSTV中最常用也是最易理解的编码方式就是RGB方式,或称彩色顺序制,这种方式将图像分解为扫描线后,再将每条扫描线分解成为三基色单线,然后按照一定的次序,将每条三基色单线的信号变换为不同音调逐一发送出去,发送顺序一般为红色--蓝色--绿色,三基色中的每一种颜色在发送时都使用相同的速率,因而时间也是相等的.SCOTTIE和MARTIN制便是这种方式的代表,根据不同的具体方式其彩色的传送顺序也有所不同.


另外一种常用的方式就是分别传送亮度信号和色差信号的YC制,根据人眼对不同颜色的敏感程度以及亮度方程式,系统只需传送亮度信号和两种色度信号,其中没有传送的一种色度分量可以使用数学方式重建出来,比如传送了亮度信号Y和R,B两种色度信号就可以在接受端重建出G分量


G=(Y-0.3R-0.11B)/0.59

如果传送的不是色度信号而是色差信号,也可以使用两种色差信号R-Y,B-Y重建出G-Y分量

G-Y=-0.51(R-Y)-0.19(B-Y)

事实上,SSTV中YC制的产生是为了有效缩短图片的传送时间而出现的,因此实际使用的YC制对C信号都采用了形势各异的压缩处理,典型的做法是将两路色差信号压缩成一个Y信号的周期来发送,即时间压缩法,或者将两个色度信号在奇偶行分别发送,即所谓的空间压缩.


SSTV制式

下表列出了几乎所有的SSTV制式,有些还在试验当中,因此数据没有最终确定,实际中经常使用的有SCOTTIE的S1和MARTIN的M1,在亚太地区使用最多的就是SCOTTIE的S1,而在欧洲MARTIN的M1最流行,另外ROBOT制式也经常使用,俄和平号空间站的业余无线电就是使用的ROBOT36方式播发SSTV图像的.你可以在这里欣赏和平号空间站的SSTV图片 >>>

 
SSTV方式表
方式组 方式名
彩色类型
时间
( 秒)
扫描线数 单像素占时间
(毫秒)
VIS
标题行
SCOTTIE S1
RGB
110 240 432
60
16
S2
RGB
71 240 275
56
16
S3
RGB
55 240/2 432
52
8
S4
RGB
36 240/2 275
48
8
DX
RGB
269 240 1079
76
16
MARTIN M1
RGB
114 240 454
44
16
M2
RGB
58 240 214
40
16
M3
RGB
57 240/2 454
36
8
M4
RGB
29 240/2 214
32
8
HQ1
Y+C/2
90 240 535
41
16
HQ2
Y+C/2
112 240 666
42
16
ROBOT
BLACK-WHITE
8
BW
8 120 181
2
16
12
BW
12 120 275
6
16
24
BW
24 240 275
10
36
BW
36 240 431
14
ROBOT COLOUR 12
Y+R/B
12 120 183
0
16
24
Y+C/2
24 120 284
4
16
36
Y+R/B
36 240 275
8
16
72
Y+C/2
72 240 431
12
16
AVT 24
RGB
24 120 260
64
16
90
RGB
90 240 489
68
94
RGB
94 200 489
72
188
RGB
188 400 489
76
125
BW
125 400 489
80
16
PASOKON TV
HIGH
RESOLUTION
P3
RGB
203 16+480 208
113
16
P5
RGB
305 16+480 312
114
16
P7
RGB
406 16+480 416
115
16
PD PD50
YC
51 240 286
93
16
PD90
YC
90 240 532
99
16
PD120
YC
126 480 190
95
16
PD160
YC
161 384 382
98
16
PD180
YC
187 480 286
96
16
PD240
YC
248 480 382
97
16
PD290
YC
290 600 286
94
16
WRAASE
SC-1
24
RGB
24 120  
 
8
48
RGB
48 240  
 
16
96
RGB
96 240  
 
16
WRAASE
SC-2
30
R/2+G+B/2
30 240/2 368
51
8
60
R/2+G+B/2
60 240 368
59
16
120
R/2+G+B/2
120 240 735
63
16
180
RGB
180 240 735
55
16
J.A.       480  
 
 
PROSKAN J120
RGB
120 240  
 
16 
WINPIXPRO GVA125
BW
125 480  
 
 
GVA125
RGB
125 240  
 
16 
GVA250
RGB
250 480  
 
 
MSCAN TV1        
 
 
TV2        
 
 
 

SSTV实现

一幅静止的图像经过上面的编码转化成带宽很窄的音频信号后,输送到电台进行调制,最终变成无线电信号发射出去,在接收端电波经解调后恢复成发射前的音频信号,使用解码器解调后形成图像.最初完成SSTV接收使用了超长余辉的雷达显示管,图像无法保存并且很快消失,后来由于存储芯片的诞生配合专用的SSTV变换器,图像可以显示在普通电视机上.这些变换器至今还在使用,比如Robot1200C,SUPERSCAN2001和TSC-70,建伍公司生产的VC-H1手持变换器内置摄像头和显示器可以跟手持电台配合在旅途中使用.

   

SSTV动手作

个人电脑的普及使SSTV可以借助于声卡来充当AD和DA转换器,编解码工作则由计算机来担任,这种配置成本低,性能好,操作简便。因此是国内无线电通信爱好者的首选方案。
下面我将就这种配置的硬件设置及软件选择作具体介绍。

硬件设置 硬件/软件系统必要条件

操作系统: Windows95或者Windows NT4.0。
CPU :486X66以上,DX/100,Pentium(推荐) 。
内存:至少8MB(最好12MB以上) 。
显卡:15,16,24或者32bit(高彩或真彩) 。
声卡:16位声卡及或部份8声位卡也可以 (Soundblaster-Pro则无法用!)。
电台:SSB短波电台或VHF FM电台(或手持机).


符合了以上条件接着要做的是你需要自制电台跟电脑之间的信号接口,自制信号接口有很多种线路可选,其中最简单的办法是将声卡和收发信机使用两条音频线直接相连(注:音频线需进行屏蔽):

声卡线路输出---电台线路输入(或MIC插口)
声卡线路输入---电台线路输出(或外接耳机插孔)


如果信号过强可以在音频连线中使用电阻进行适当衰减,以免信号失真使接收或发出的图像不清楚。
另外还要做一根PTT线用来控制电台的收发状态,在发送SSTV时能够使电台自动切换状态,这条线做起来也非常简单,只需按照附图连好电路后装入所使用的RS232插头内引出线即可。
有些电台具有VOX(声控)功能不使用这根线也可以工作。

具体接线见附图:





RS232接口的DTR、RTS、GND脚的位置表:
 
RS232接口 9PIN 25 PIN
RTS 第7 PIN 第4 PIN
DTR 第4 PIN 第20 PIN
GND 第5 PIN 第7 PIN


三条线做好后按图连接. 硬件的工作就完成了,下面轮到软件了
 

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