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慢掃描電視(Slow Scan Television,SSTV)是美國業餘無線電愛好者於1958年提出來的,最初只能用來傳輸黑白圖像,現在則主要傳輸彩色圖像。慢掃描電視技術可以通過普通的3KHz話音通道傳輸畫面,所以業餘無線電愛好者的這項技術也被運用在其它領域中,稱為「靜止畫面傳輸」。

  

  像素(Pixel)

  一幅畫面包含著大量的信息,不可能同時從無線電通道中發送出去,必須把它分割成許多微小的、具有均勻亮度和色彩的單位,按不同的時間順序加以傳送。每一個這樣的最小單位叫做一個像素。

  畫面分割得越細膩,包含的像素越多,畫面的質量就越高。單位時間內傳送的像素越多,要求通道的通頻帶越寬。

  sstv畫面的寬高比為4:3,畫面有效部分多由每行320像素、每幀240行構成。

  掃描(Scan)、行(Line)、幀(Frame)

  在電視、傳真等技術中,自畫面左端到右端的一條水平線上的像素稱為一行。傳送像素的順序通常採用從畫面左上角開始,自左到右、自上到下地,一行一行、逐個像素地傳送,稱為掃描。這樣掃描一次得到的畫面稱為一幀。

  每秒鐘掃描的行數稱為行頻,單位為「行/秒」。每秒鐘掃描的幀數稱為幀頻,單位為「幀/秒」。由於慢掃描電視一幀畫面經常需要很多秒鐘才能傳輸完,所以經常用多少秒鐘來描述畫面的傳輸速度,而不常像ATV和一般電視廣播那樣用幀頻來表達。

  回掃(Fly back)

  一行掃描到最右端后一般需要等待一段恢復時間才開始從下一行最左端開始下一個行掃描周期,這個恢復時間通常稱為行回掃時間。

  一幀掃描到最下端后一般需要等待一段恢復時間才開始從下一幀最上端開始下一個幀掃描周期,這個恢復時間通常稱為幀回掃時間。

  行同步和幀同步(Horizontal Synchronization & Vertical Synchronization)

  掃描傳輸過程中,接收方還原畫面各像素的速度不但要和發射方的速度完全一致,而且每一行、每一幀的起始時刻也要完全一致,這種強迫它們一致的過程分別叫做行同步和幀同步。

  為了實現同步,發送圖象信號時需要在每一行即將開始之前或每一幀即將開始之前穿插發送特殊幅度的脈衝信號,分別稱為行同步脈衝和幀同步脈衝。

  如果接收方的行頻略高於發送方,收到的畫面會上端會向左、下端向右地傾斜,變成平行四邊形。如果接收方的行頻高於發送方太多,傾斜得太厲害,行回掃時間和被嚴重壓縮的圖形會交替形成上端向左、下端向右的粗條紋。如果接收方的行頻偏低,則發生相反的傾斜。

  如果接收方的幀頻高於發送方,收到的畫面會發生向上移動的現象。幀頻高得越多,移動翻滾的速度越快。如果接收方幀頻偏低,則接收到的圖象向下移動翻滾。

  如果收發雙方行頻、幀頻完全一致,但是掃描的初始時刻不同,接收到的畫面穩定,但是在屏幕上的位置不對。

  黑白SSTV的調製

  黑白SSTV通常採用1900Hz的音頻作為副載頻,用掃描得到的圖象信號對其進行調頻(scfm),1200Hz代表同步脈衝,1500Hz代表黑電平,2300Hz代表白電平。然後將此音頻信號送到單邊帶發信機發射出去。

  黑白SSTV常用標準

  常見的黑白SSTV標準有三種:8.5秒(128行)、17秒(256行)和34秒(256行)。清晰度越高,需要的時間越長。

  彩色SSTV的調製

  彩色SSTV的調製方式與黑白SSTV相似,對1900Hz的音頻副載頻進行調頻,1200Hz代表同步脈衝電平,1500Hz代表黑電平,2300Hz代表亮度最大的電平,但是每一行像素的已調載頻信號分成三組,互相之間用很窄的1200Hz分隔信號隔開,它們分別代表不同彩色或亮度,例如在RGB順序傳送方式中分別代表紅、綠、蘭三個色度。最後將此音頻副載頻信號送到單邊帶發信機發射出去。

  多數畫面的有效部分由每行320像素、每幀240行構成。

  彩色SSTV常用方式

  彩色SSTV有若干種常用的方式。它們的信號傳送方法有些差別,以達到不同的效果。常見方式舉例如下。

  Robot 36、Robot 72:它們和電視廣播一樣傳送輝度(Y)和色差信號(R-Y,B-Y),每幀傳輸時間分別為36秒和72秒。速度較快,常用於競賽。

  Scottie S1、Scottie S2:採用RGB順序傳送,每幀傳送時間分別為110秒、71秒。

  AVT:採用RGB順序傳送,每幀傳送時間為90秒、128秒……

  Martin M1、Martin M2:採用RGB順序傳送,每幀傳送時間分別為114秒、58秒。

  採用RGB順序傳送方式的圖象質量比採用輝度-色差的好,圖象解析度越好,傳送時間越長。

  SSTV通信所需的設備

  除了業餘無線電收發信機外,早期黑白SSTV通信的發送端需要配用飛點掃描管、包括副載頻調製器和同步發生器的專用控制器,接收端需要配用包括副載頻解調器和同步分離電路的專用控制器,以及長餘暉顯像管。

  後來出現了在接收控制器內加入存儲器、配用普通顯像管的接收系統。

  近年來,由於個人計算機(PC)性能的大大提高,尤其是帶有數字信號處理能力的音效卡的出現,使得SSTV的信號收發處理工作都可以由PC機內部的硬體在適當的SSTV通信軟體的控制下完成,所以現在所需的收發信機以外的設備的器材只是一台個人計算機機和一套連接收發信機和個人計算機的介面電路。

  SSTV通信對個人計算機的要求

  CPU速度133MHz以上,RAM容量32MB以上,帶有創新(Creative)SB16兼容音效卡,帶有一個空閑的RS232串列通信介面,配用Windows95/98操作系統。

  配用的常見SSTV軟體有W95SSTV,Win PixPro,ChromaPix,WinSkan等。

  適用於W95SSTV的SSTV安全介面

  鑒於電磁兼容性(EMC)的要求,現代計算機等電子設備的電源電路都裝有一種防止延著電源線向外輻射干擾電波的濾波器,並要求設備外殼良好接地。但是,萬一當設備外殼接地不良時,例如有些老式二線式電源接線板,或者使用牆上的雙孔電源插座時,設備外殼就會帶電。如果兩台設備的接地情況不同,那麼在用電纜連接兩台設備時有可能燒毀介面電路。為了保證計算機介面的安全,推薦使用如下的SSTV介面電路來連接業餘無線電收發信機和計算機。

  適用於W95SSTV的簡易介面

  如果小心謹慎使用,下面的簡易介面同樣可以工作。但是為了計算機介面的安全,插拔收發信機和計算機之間的介面連線時應該遵守下列注意事項:

  1,首先用一根導線將收發信機的地線(外殼)與計算機的保護地(外殼的金屬部分)可靠地連接起來;

  2,或者:首先徹底拔掉計算機以及連在計算機上的所有設備的電源插頭,並且徹底拔掉收發信機以及連在收發信機上的所有設備的電源插頭。注意:光關掉收發信機和計算機的電源開關而不徹底拔電源插頭(或徹底拉掉總電源開關),是不能切斷機內電源濾波器的,因而也是不能保證設備介面安全的。

  SSTV常用頻率

  3.528MHz、7.033MHz、14.230MHz±6KHz、18.160MHz、21.340MHz±6KHz、24.980MHz、28.680MHz、50.300MHz。

  操作注意事項

  接收端與發送端的收發信機和計算機軟體均應正確設置和調諧,否則可能收不到正確的畫面,例如設置錯邊帶可能會收不到圖象,調諧太不準確可能會是畫面同步錯誤而發生錯位、扭曲,調諧出的音頻信號頻率偏低可能會使畫面變暗,調諧出的音頻信號頻率偏高可能會使畫面偏白。

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