スロースキャンテレビ
SSTV 送信には、多くの場合、局のコールサイン、RST受信レポート、アマチュア無線の専門用語が含まれます。

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法です。

SSTVの文字通りの用語は、狭帯域テレビジョンです。アナログ放送のテレビジョンは、1秒間に25または30枚の画像フレームを送信するため、少なくとも6MHz幅のチャンネルを必要とします（ITUアナログ放送規格を参照）。一方、SSTVは通常、最大3kHzの帯域幅しか必要としません。これは静止画伝送の非常に低速な方法であり、1枚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通常約8秒から数分かかります。

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 ]によって提唱されました。[ 2 ]彼は静電モニターとビジコン管を用いた最初のSSTVシステムを開発した。3kHzの電話回線で白黒静止画を送信するには、120本のラインと1ラインあたり約120ピクセルで十分であると判断されました。最初の実機テストは11メートルのアマチュア無線バンドで行われ、このバンドは後に米国のCBサービスに譲渡されました。1970年代には、アマチュア無線家によって2種類の紙プリントアウト受信機が発明されました。

宇宙探査における初期の使用

宇宙飛行士ゴードン・クーパー、フェイス7からのSSTV放送

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Seliger-Tral-Dと呼ばれ、ボストークに搭載されました。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台のカメラを用いた以前のビデオ電話プロジェクトをベースとしていました。出力は10フレーム/秒、1フレームあたり100ラインのビデオ信号でした。

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 ]
NASAの月面スロースキャン画像

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、アポロ11号月着陸船の月からのテレビ画像を送信しました。NASAはオリジナルのテープをすべて回収し、その後のミッションで使用するために消去していましたが、 2003年に結成されたアポロ11号テープ検索修復チームは、最初の放送の変換された録画の中で最も画質の良いフィルムを探し出し、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鮮明化し、アーカイブ記録用の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1秒あたり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。

進歩

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は当初、かなり特殊な機器を必要としました。通常は、スキャナーまたはカメラ、特徴的な音声ハウリングを生成・受信するためのモデム、そして余剰のレーダー装置から取り出したブラウン管が必要でした。この特殊なブラウン管には、約10秒間映像を映し続けることができる 「長残光」蛍光体が搭載されていました。

モデムは、画像信号から1,200～2,300Hz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。生成された音声トーンは、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現代的なシステムでは、多くのカスタム機器の代わりにパソコンと専用ソフトウェアを使用します。専用の処理ソフトウェアを搭載したパソコンのサウンドカードがモデムとして機能します。出力はパソコン画面から得られ、入力は 小型デジタルカメラやデジタル写真から得られます。

1
2
3
4
SSTV送信開始時のスペクトログラム
1
キャリブレーションヘッダー
2
VISコード
3
RGBスキャンライン
4
同期パルス

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、画像内の異なる輝度値ごとに異なる音声周波数が割り当てられます。つまり、信号周波数は上下にシフトすることで、それぞれ明るいピクセルと暗いピクセルを指定します。色は、各色成分（通常は赤、緑、青）の輝度を個別に送信することで実現されます。この信号はSSB送信機に入力することができ、SSB送信機は搬送信号を部分的に変調します。

伝送モードには様々な種類がありますが、最も一般的なのはMartin M1（ヨーロッパで普及）とScottie S1（主に米国で使用されている）です。[ 7 ]これらのモードを使用すると、画像転送にはM1で114秒、S1で110秒かかります。白黒モードによっては、わずか8秒で画像転送できるものもあります。

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 ミリ秒のリーダトーン、1,200 Hz の 10 ミリ秒のブレーク、1,900 Hz の 300 ミリ秒のリーダトーン、そして使用される伝送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30 ミリ秒長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、1,100 Hz が 1、1,300 Hz が 0) が続きます。その後に偶数パリティビットが続き、最後に 1,200 Hz のストップビットが続きます。例えば、10 進数の 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、60 は Scottie S1 を表します。

スキャンライン

スロースキャンテストカード

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 行ずつ別々に送信されます。色エンコードと伝送順序は、モード間で異なる場合があります。ほとんどのモードはRGB カラー モデルを使用します。一部のモードは白黒で、1 つのチャネルのみが送信されます。その他のモードは、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 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モードとその相違点を示した表です。[ 7 ]これらのモードは、同期や周波数、グレーレベルとカラーレベルの対応など、多くの特性を共有しています。主な違いは画質です。画質は画像転送に要する時間に比例し、AVTモードの場合は同期データ伝送方式とインターレースの使用によるノイズ耐性に関係します。

家族開発者名前色時間線
AVT ベン・ブリッシュ・ウィリアムズ、AA7AS / AEA 8BWまたはR、G、Bのいずれか1つ8秒128×128
16週BWまたはR、G、Bのいずれか1つ16秒256×128
16時間BWまたはR、G、Bのいずれか1つ16秒128×256
32BWまたはR、G、Bのいずれか1つ32秒256×256
24RGB24秒128×128
48ワットRGB48秒256×128
48時間RGB48秒128×256
104RGB96秒256×256
マーティン マーティン・エマーソン - G3OQD M1RGB114秒240¹
M2RGB58秒240¹
ロボット ロボットSSTV 8BWまたはR、G、Bのいずれか1つ8秒120
12YUV12秒128輝度、32/32彩度×120
24YUV24秒128輝度、64/64彩度×120
32BWまたはR、G、Bのいずれか1つ32秒256 × 240
36YUV36秒256輝度、64/64彩度×240
72YUV72秒256輝度、128/128彩度×240
スコッティ エディ・マーフィ - GM3SBC S1RGB110秒240¹
シーズン2RGB71秒240¹
DX RGB269秒 320×256
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参考文献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 つのセットすべてが、さまざまな PC 常駐 SSTV システムで利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」の略で、1990 年頃に Black Belt Systems (米国) によって世界中で人気を博したAmigaホーム コンピュータ向けに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。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音質を獲得する以前から、AVT は Amiga モデムのソフトウェアおよびハードウェア モデムとして利用されていました。これらの AVT モードは、同期モードである点で前述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、次に反対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 の任意の 1 つのポイントでパルス列を時間的にロックして、正常に解決または復調できるようになります。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、そしてインターライン再構成により、AVTモードは他の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、干渉やフェードによるブロック状の受信信号の最大半分が失われた場合でも、解像度を落としてフルフレーム画像を再構成できます。例えば、最初に奇数ラインを送信し、次に偶数ラインを送信します。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を適切に再構成できます。その結果、偶数ラインは影響を受けず、良好な奇数ラインは残り、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画像が得られます。これは、非インターレース伝送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と比べて、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、これを使用しない場合、ノイズ耐性が大幅に犠牲になります。ただし、伝送の同期特性により、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、走査線数128本と256本など、様々なモードが用意されています。カラーバーとグレースケールバーは、オプションで上部または下部に重ねて表示できますが、オペレータが別途指定しない限り、フレーム全体を画像データとして使用できます。受信システムでタイミングが入力画像のタイミングとずれている場合、AVTシステムは受信後の再タイミングとアライメント機能を提供します。

その他のモード

家族開発者名前時間[秒]解決色VISVIS+P
PD [ 9 ]ポール・ターナー、G4IJEドン・ロティエ、K0HEO- SKPD50 50.000000 320×256 G、RY、BY
PD9089.989120320×2569999
PD120126.103040640×4969595
PD160160.883200512×40098226
PD180187.051520640×4969696
PD240248.000000640×49697225
PD290 289.000000 800×616

周波数

単側波帯変調を復調できる受信機を使用すると、次の周波数で SSTV 送信を聞くことができます。

バンド頻度サイドバンド
80メートル3.845 MHz（ヨーロッパでは3.73）LSB
43メートル6.925 MHz（海賊ラジオ）USB
40メートル7.171 MHz（ヨーロッパでは7.165）LSB
40メートル7.181 MHz（一般クラスの免許者も対象とした新しい提案周波数）LSB
40メートル7.214 MHz オーストラリアのデジタル SSTV 周波数 (Easypal および DIGTRX)LSB
20メートル14.23 MHz 周波数 1 アナログUSB
20メートル14.227 MHzと14.233 MHzの周波数2アナログは14.23の混雑を緩和するUSB
15メートル21.34 MHzUSB
11メートル27.700 国際 SSTV 通話 +/- 30khzUSB
10メートル28.68 MHzUSB

メディア

外部ビデオ
ビデオアイコンSSTVオーディオとして送信したときに生成された画像とサウンドを示すビデオ。YouTube
  • B/W 8 システムでエンコードされた画像。
    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。
    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画像。
    サンプル SSTV 送信をデコードした後の結果画像。
  • サンプルSSTV透過スペクトル解析
    サンプルSSTV透過スペクトル解析

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地点に持って行き、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であり、他の音は意図的に低品質のSSTV画像として解読できた。これらの解読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の解読可能な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のSSTV画像によると、このBBSはLinuxベースのコンピューターで動作しており、1987年製の2,400ビット/秒モデムに接続されています。このモデムは、Valve社の開発者のキッチンに設置されています。彼らはモデムの故障に備えて予備のモデムを用意しており、実際に故障したのはそのうちの1台でした。BBSは合計で約20メガバイトのデータしか送信していません。

前述の続編『ポータル2』には、4枚のSSTV画像が存在する。そのうち1枚はラットマンの隠れ家で放送されている。この画像を解読すると、ゲームの結末を示唆する非常に微妙なヒントが提示される。この画像は月面にある重み付きコンパニオンキューブである。他の3枚の画像は、別のラットマンの隠れ家にある解説ノードから解読されたものである。これらの3枚の画像は、ARGの実施方法と結果（インターネット全体でパズルを解くのにかかった時間（平均完了時間は7時間半）など）を箇条書きでまとめたスライドである。[ 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、そこからRobot 24形式のカラーSSTV画像が送信されています。丘には、アポロ計画の月着陸船か未完成のピラミッドと思われるものの横に立つ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つの円が描かれています。[ 14 ]丘の近くに物体があると音が鳴ります。ゲームの最新バージョン（1.12）では、丘からの信号は送信されなくなりました。[ 15 ]

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。

サバイバルホラービデオゲーム「シグナリス」には複数のSSTV無線送信が含まれており、これを解読すると隠された鍵を見つけて秘密のエンディングを解除することができます。[ 16 ]

参照

参考文献

注記

  1. ^ 「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。
  2. ^ミラー、ドン. 「SSTVの歴史」 . 2006年5月9日閲覧。
  3. ^ Luna 3 . 2007年9月29日アーカイブ、Wayback Machineにて。
  4. ^ a bスヴェン・グラーン. 「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 .
  5. ^アンドリュー・レッテン (2010-10-26)。」「失われた」アポロ11号の月面歩行テープが復元された」。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年間にわたる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った。
  6. ^ 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) 。
  7. ^ a b 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。
  8. ^ 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: 数値名: 著者リスト (リンク)
  9. ^ターナー、ポール. 「PDモードの開発」. 2021年6月5日閲覧。
  10. ^ Leahy, Brian (2010年3月1日). 「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年3月2日閲覧。
  11. ^ Mastrapa, Gus (2010年3月2日). 「Geeky Clues Suggest Portal Sequel Is Coming」 . Wired . 2010年3月2日閲覧。
  12. ^ Gaskill, Jake (2010年3月3日). 「噂：ValveがGDC 2010でPortal 2を発表」 . X-Play . 2018年1月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2010年3月3日閲覧。
  13. ^あるユーザーがSSTVソフトウェアを使っ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。2012年8月14日閲覧。
  14. ^ YouTubeでKSP SSTV信号をデコードする
  15. ^ 「Kerbal Space Program Wiki」 . Kerbal Space Program Wiki .
  16. ^ 「Signalis: 秘密のエンディングをゲットする方法」 GameSkinny . 2026年1月31日閲覧。
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/11メートルSSTVカメラ - https://worldsstv.com/

G0HWC sstv 情報 - https://www.dxzone.com/dx16792/g0hwc-s-sstv-site.html

モデムソフトウェア:

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