Televisión de barrido lento

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La televisión de barrido lento ( SSTV ) es un método de transmisión de imágenes, utilizado principalmente por operadores de radioaficionados , para transmitir y recibir imágenes estáticas vía radio en monocromo o en color.

Un término literal para SSTV es televisión de banda estrecha . La televisión de transmisión analógica requiere canales de al menos 6 MHz de ancho, porque transmite 25 o 30 fotogramas por segundo (consulte las normas de transmisión analógica de la UIT ), pero la SSTV normalmente solo ocupa un máximo de 3 kHz de ancho de banda . Es un método mucho más lento de transmisión de imágenes fijas, que suele tardar entre ocho segundos y un par de minutos, según el modo utilizado, en transmitir un fotograma de imagen.

Dado que los sistemas SSTV funcionan en frecuencias de voz , los radioaficionados los utilizan en ondas cortas (también conocidas como HF por los operadores de radioaficionados ), VHF y UHF .

El concepto de SSTV fue introducido por Copthorne Macdonald ^[1] en 1957-58. ^[2] Desarrolló el primer sistema SSTV utilizando un monitor electrostático y un tubo vidicón . Se consideró suficiente utilizar 120 líneas y aproximadamente 120 píxeles por línea para transmitir una imagen fija en blanco y negro dentro de un canal telefónico de 3 kHz. Las primeras pruebas en vivo se realizaron en la banda de radioaficionados de 11 metros, que luego se entregó al servicio CB en los EE. UU. En la década de 1970, los radioaficionados inventaron dos formas de receptores de impresión en papel .

SSTV se utilizó para transmitir imágenes del lado oculto de la Luna desde Luna 3. [ ^3]

El primer sistema de televisión espacial se denominó Seliger-Tral-D y se utilizó a bordo del Vostok . El Vostok se basaba en un proyecto de videoteléfono anterior que utilizaba dos cámaras, con tubos iconoscopios LI-23 persistentes . Su salida era de 10 fotogramas por segundo a 100 líneas por fotograma de señal de vídeo.

• El sistema Seliger fue probado durante los lanzamientos de 1960 de la cápsula Vostok , incluido el Sputnik 5 , que contenía a los perros espaciales Belka y Strelka , cuyas imágenes a menudo se confunden con la perra Laika , y el vuelo de 1961 de Yuri Gagarin , el primer hombre en el espacio en el Vostok 1 .
• La Vostok 2 y posteriores utilizaron un sistema de televisión mejorado de 400 líneas denominado Topaz.
• Después de 1975 se introdujo un sistema de segunda generación ( Krechet , que incorpora vistas de acoplamiento, superposición de datos de acoplamiento, etc.).

Un concepto similar, también llamado SSTV , se utilizó en Faith 7 , ^[4] así como en los primeros años del programa Apolo de la NASA .

• La cámara Faith 7 transmitía un fotograma cada dos segundos, con una resolución de 320 líneas. ^[4]

Las cámaras de televisión del Apolo utilizaron SSTV para transmitir imágenes desde el interior del Apolo 7 , Apolo 8 y Apolo 9 , así como la televisión del módulo lunar del Apolo 11 desde la Luna . La NASA había tomado todas las cintas originales y las había borrado para usarlas en misiones posteriores; sin embargo, el Equipo de Búsqueda y Restauración de Cintas del Apolo 11 formado en 2003 rastreó las películas de mayor calidad entre las grabaciones convertidas de la primera transmisión, juntó las mejores partes y luego contrató a una empresa especializada en restauración de películas para mejorar la película en blanco y negro degradada y convertirla a formato digital para registros de archivo . ^[5]

• El sistema SSTV utilizado en las primeras misiones Apolo de la NASA transfirió 10 cuadros por segundo con una resolución de 320 líneas de cuadro para utilizar menos ancho de banda que una transmisión de TV normal. ^[6]
• Los primeros sistemas SSTV utilizados por la NASA difieren significativamente de los sistemas SSTV que utilizan actualmente los radioaficionados.

Los sistemas comerciales comenzaron a aparecer en los Estados Unidos en 1970, después de que la FCC legalizara el uso de SSTV para operadores de radioaficionados de nivel avanzado en 1968.

En un principio, la SSTV requería un equipo bastante especializado. Normalmente se trataba de un escáner o una cámara, un módem para crear y recibir el aullido de audio característico y un tubo de rayos catódicos de un radar sobrante . El tubo de rayos catódicos especial tendría fósforos de "larga persistencia" que mantendrían una imagen visible durante unos diez segundos.

El módem generaría tonos de audio entre 1.200 y 2.300 Hz a partir de señales de imagen, y señales de imagen a partir de tonos de audio recibidos. El audio se conectaría a un receptor y transmisor de radio .

Un sistema moderno, que ha ganado terreno desde principios de los años 90, utiliza una computadora personal y un software especial en lugar de gran parte del equipo personalizado. La tarjeta de sonido de una PC, con un software de procesamiento especial, actúa como módem . La pantalla de la computadora proporciona la salida. Una pequeña cámara digital o fotografías digitales proporcionan la entrada.

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Un espectrograma del comienzo de una transmisión SSTV 1 Encabezado de calibración 2 Código VIS 3 Líneas de escaneo RGB 4 Pulsos de sincronización

Al igual que el modo de radiofax similar, la SSTV es una señal analógica . La SSTV utiliza modulación de frecuencia , en la que cada valor diferente de brillo en la imagen obtiene una frecuencia de audio diferente. En otras palabras, la frecuencia de la señal se desplaza hacia arriba o hacia abajo para designar píxeles más brillantes o más oscuros, respectivamente. El color se logra enviando el brillo de cada componente de color (generalmente rojo, verde y azul) por separado. Esta señal se puede enviar a un transmisor SSB , que en parte modula la señal portadora .

Existen varios modos de transmisión diferentes, pero los más comunes son el Martin M1 (popular en Europa) y el Scottie S1 (utilizado principalmente en los EE. UU.). ^[7] Con uno de ellos, la transferencia de una imagen demora 114 (M1) o 110 (S1) segundos. Algunos modos en blanco y negro demoran solo 8 segundos en transferir una imagen.

Antes de la imagen se envía un encabezado de calibración que consta de un tono de guía de 300 milisegundos a 1900 Hz, una pausa de 10 ms a 1200 Hz, otro tono de guía de 300 milisegundos a 1900 Hz, seguido de un código digital VIS (señalización de intervalo vertical) que identifica el modo de transmisión utilizado. El VIS consta de bits de 30 milisegundos de longitud. El código comienza con un bit de inicio a 1200 Hz, seguido de 7 bits de datos ( LSB primero; 1100 Hz para 1, 1300 Hz para 0). Sigue un bit de paridad par y luego un bit de parada a 1200 Hz. Por ejemplo, los bits correspondientes a los números decimales 44 o 32 implican que el modo es Martin M1, mientras que el número 60 representa a Scottie S1.

Una transmisión consta de líneas horizontales , escaneadas de izquierda a derecha. Los componentes de color se envían por separado, una línea después de otra. La codificación de color y el orden de transmisión pueden variar entre modos. La mayoría de los modos utilizan un modelo de color RGB ; algunos modos son en blanco y negro, con un solo canal enviado; otros modos utilizan un modelo de color YC, que consta de luminancia (Y) y crominancia (R–Y y B–Y). La frecuencia de modulación varía entre 1.500 y 2.300 Hz, correspondiente a la intensidad ( brillo ) del componente de color. La modulación es analógica, por lo que, aunque la resolución horizontal se define a menudo como 256 o 320 píxeles, se pueden muestrear utilizando cualquier tasa. La relación de aspecto de la imagen es convencionalmente 4:3. Las líneas suelen terminar en un pulso de sincronización horizontal de 1.200 Hz de 5 milisegundos (después de que se hayan enviado todos los componentes de color de la línea); en algunos modos, el pulso de sincronización se encuentra en el medio de la línea.

A continuación se muestra una tabla con algunos de los modos SSTV más comunes y sus diferencias. ^[7] Estos modos comparten muchas propiedades, como la sincronización y/o la correspondencia entre frecuencias y niveles de gris/color. Su principal diferencia es la calidad de la imagen, que es proporcional al tiempo que se tarda en transferir la imagen y en el caso de los modos AVT, relacionada con los métodos de transmisión de datos sincrónicos y la resistencia al ruido que confiere el uso del entrelazado.

La familia de modos denominada AVT (por Amiga Video Transceiver ) fue diseñada originalmente por Ben Blish-Williams (N4EJI, entonces AA7AS) para un módem personalizado conectado a una computadora Amiga, que finalmente fue comercializado por la corporación AEA.

Los modos Scottie y Martin se implementaron originalmente como mejoras de ROM para la unidad SSTV de Robot Research Corporation. Los tiempos de línea exactos para el modo Martin M1 se dan en esta referencia. ^[8]

Los modos Robot SSTV fueron diseñados por Robot Research Corporation para sus propias unidades SSTV.

Los cuatro conjuntos de modos SSTV ahora están disponibles en varios sistemas SSTV residentes en PC y ya no dependen del hardware original.

AVT es una abreviatura de "Amiga Video Transceiver", módem de software y hardware desarrollado originalmente por "Black Belt Systems" (EE. UU.) alrededor de 1990 para el ordenador doméstico Amiga popular en todo el mundo antes de que la familia IBM PC obtuviera suficiente calidad de audio con la ayuda de tarjetas de sonido especiales . Estos modos AVT difieren radicalmente de los otros modos mencionados anteriormente, en que son sincrónicos, es decir, no tienen un pulso de sincronización horizontal por línea sino que utilizan la señal vertical VIS estándar para identificar el modo, seguido de un tren de pulsos digitales que conduce el cuadro que prealinea la temporización del cuadro contando primero en un sentido y luego en el otro, lo que permite que el tren de pulsos se bloquee en el tiempo en cualquier punto único de 32 donde se puede resolver o demodular con éxito, después de lo cual envían los datos de imagen reales, en un modo completamente sincrónico y típicamente entrelazado.

El entrelazado, la ausencia de dependencia de la sincronización y la reconstrucción entre líneas proporcionan a los modos AVT una mejor resistencia al ruido que cualquiera de los otros modos SSTV. Las imágenes de fotograma completo se pueden reconstruir con una resolución reducida incluso si se perdió hasta la mitad de la señal recibida en un bloque sólido de interferencia o desvanecimiento debido a la función de entrelazado. Por ejemplo, primero se envían las líneas impares y luego las pares. Si se pierde un bloque de líneas impares, las líneas pares permanecen y se puede crear una reconstrucción razonable de las líneas impares mediante una simple interpolación vertical, lo que da como resultado un fotograma completo de líneas donde las líneas pares no se ven afectadas, las líneas impares buenas están presentes y las líneas impares malas se han reemplazado con una interpolación. Esta es una mejora visual significativa con respecto a la pérdida de un bloque de líneas contiguas no recuperables en un modo de transmisión no entrelazado. El entrelazado es una variación de modo opcional, sin embargo, sin él, se sacrifica gran parte de la resistencia al ruido, aunque el carácter sincrónico de la transmisión garantiza que la pérdida intermitente de la señal no provoque la pérdida de toda la imagen. Los modos AVT se utilizan principalmente en Japón y Estados Unidos. Existe un conjunto completo de ellos en términos de blanco y negro, color y recuentos de líneas de escaneo de 128 y 256. Las barras de color y las barras de escala de grises se pueden superponer opcionalmente en la parte superior o inferior, pero el cuadro completo está disponible para los datos de imagen a menos que el operador elija otra cosa. Para los sistemas de recepción donde la sincronización no estaba alineada con la sincronización de la imagen entrante, el sistema AVT proporcionaba una resincronización y alineación posteriores a la recepción.

Utilizando un receptor capaz de demodular la modulación de banda lateral única , se pueden escuchar transmisiones SSTV en las siguientes frecuencias:

Videos externos
Vídeo que muestra imágenes y el sonido que se genera al enviarlas como audio SSTV en YouTube

Una muestra de transmisión SSTV

Una imagen de una puesta de sol enviada como Martin M1.

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  Imagen codificada en sistema B/N 8.
• 
  Una imagen SSTV recibida por una estación de aficionados transmitida desde la ISS utilizando el modo PD-120.
• 
  La imagen resultante después de la decodificación de la transmisión SSTV de muestra.
• 
  Un análisis espectral de la transmisión SSTV de muestra

En el videojuego Portal de Valve de 2007 , hubo una actualización de Internet de los archivos del programa el 3 de marzo de 2010. Esta actualización planteó el desafío de encontrar radios ocultas en cada cámara de prueba y llevarlas a ciertos lugares para recibir señales ocultas. Las señales ocultas se convirtieron en parte de un análisis de estilo ARG por parte de los fanáticos del juego que insinuaba una secuela del juego: algunos sonidos eran cadenas de código Morse que implicaban el reinicio de un sistema informático, mientras que otros podían decodificarse como imágenes SSTV de baja calidad a propósito. Cuando algunas de estas imágenes decodificadas se juntaron en el orden correcto, reveló un hash MD5 decodificable para un número de teléfono del sistema de tablón de anuncios (425) 822-5251. Proporciona múltiples imágenes de arte ASCII relacionadas con el juego y su posible secuela. ^{[10] [11] [12]} La secuela, Portal 2 , se confirmó más tarde. Según una imagen SSTV de un nodo de comentarios oculto de Portal 2 , el BBS se ejecuta desde una computadora basada en Linux y está conectado a un módem de 2400 bit/s de 1987. Está conectado en la cocina de un desarrollador de Valve no especificado. Mantuvieron módems de repuesto en caso de que uno fallara, y uno lo hizo. El BBS solo envía alrededor de 20 megabytes de datos en total.

En la secuela antes mencionada, Portal 2 , hay cuatro imágenes SSTV. Una se transmite en una guarida de Rattman. Cuando se decodifica, esta imagen es una pista muy sutil hacia el final del juego. La imagen es de un Cubo Compañero Ponderado en la Luna. Las otras tres imágenes se decodifican de un nodo de comentarios en otra guarida de Rattman. Estas 3 imágenes son diapositivas con viñetas sobre cómo se realizó el ARG y cuál fue el resultado, como cuánto tiempo tardó Internet combinado en resolver el rompecabezas (el tiempo promedio de finalización fue de 7 horas y media). ^[13]

En otro videojuego, Kerbal Space Program , hay una pequeña colina en el hemisferio sur del planeta "Duna", que transmite una imagen SSTV en color en formato Robot 24. Representa a cuatro astronautas de pie junto a lo que es o bien el módulo de aterrizaje lunar de las misiones Apolo, o bien una pirámide inacabada. Sobre ellos se encuentra el logotipo del juego y tres círculos. ^[14] Emite sonido si hay un objeto cerca de la colina. ^{[ cita requerida ]}

Caparezza , un compositor italiano, insertó una imagen en la pista fantasma de su álbum Prisoner 709 .

El lanzamiento de Aphex Twin 2 Remixes de AFX contiene una pista que muestra una imagen SSTV que tiene texto sobre los programas utilizados para realizar el lanzamiento, así como una imagen de Richard sentado en un sofá.

• Televisión amateur
• Escritor del infierno
• Televisión de banda estrecha
• Radiofax
• Radioteletipo
• Onda corta
• Repetidor SSTV
• Videotelefonía

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Cámaras SSTV World Ham/11mtr: https://worldsstv.com/

• eng075 - Estación de sstv de 11 mtr de Norfolk, Reino Unido, informes de señales de sstv en vivo
• Escaneo lento en vivo para SSTV en vivo de todo el mundo y mucho más
• SSTV desde la Estación Espacial Internacional enumera imágenes recibidas desde la Estación Espacial Internacional a través de SSTV
• Comunicación de imágenes en ondas cortas: un manual gratuito en línea para radioaficionados sobre SSTV, WEFAX y SSTV digital

Software del módem:

• MMSSTV para Microsoft Windows
• Ham Radio Deluxe para Microsoft Windows
• RX-SSTV Archivado el 7 de febrero de 2015 en Wayback Machine para Microsoft Windows
• QSSTV Archivado el 27 de diciembre de 2014 en Wayback Machine para Linux
• Cocoa multimodo para Mac OS X
• MultiScan para Mac OS X
• Robot36 para Android (sistema operativo) (solo decodificación)
• Codificador SSTV para Android (sistema operativo) (solo codificación)
• Codificador/decodificador SSTV para iPhone / iPad