저속 주사 텔레비전

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SSTV 전송 방법은 종종 방송국 호출부호, RST 코드 수신 보고서, 아마추어 무선 활동가의 은어로 쓰이기도 한다.

저속 주사 텔레비전(SSTV)은 아마추어 무선 운영가가 주로 사용하는 영상 전송 방법으로 모노크롬이나 컬러의 정적 사진을 무선을 통해 전송하거나 받는 방식이다.

기술적으로 사용하는 SSTV는 주로 협대역 텔레비전에서 이용한다. 아날로그 텔레비전 방송은 초당 25~30프레임의 사진을 보내기 때문에(NTSC, PAL, SÉCAM 인코딩 방식) 6 MHz의 광대역 채널이 필요하나, SSTV의 경우에는 오직 3 kHz의 대역폭만 필요하다. 그 대신 보통 하나의 이미지 프레임을 보내는 방법에 따라 다르지만 평균 전송 시간이 8에서 30초로 정지 화상을 보내는 느린 방법이다.

SSTV 시스템이 아마추어 음성 주파수에서 작동하기 때문에 아마추어에서 단파 방송(아마추어 무선 활동가들에게서 HF로 알려짐), VHF, UHF에서 사용한다.

역사

개념

SSTV의 개념은 1957년~1958년에 콥튼 멕도날드가 처음 제안했다. 멕도날드는 최초로 전자기 모니터와 비드콘 튜브를 이요한 SSTV 시스템을 개발했다. 그 당시에는 120선만으로도 충분했기 때문에 3 kHz 전화 채널에서 한줄 당 120픽셀의 흑백 정지사진을 송신하도록 했다. 최초의 라이브 테스트는 11미터 햄 밴드에서 이루어졌으며 나중에는 미국의 시민 밴드 라디오에서 이 서비스를 제공했다. 1970년대에는 HAM에서 2가지의 종이 인쇄물 수신기가 만들어졌다.

우주 탐사에서 초기 사용

Faith 7에서 송신한 우주비행사 고든 쿠퍼의 SSTV 사진

SSTV는 루나 3호에서 달 뒷면의 영상을 전송하는 데 사용되었다.

최초의 우주 텔레비전 시스템은 Seliger-Tral-D라 불렸으며 보스토크 우주선에 탑재되었다. 보스토크는 지속성 LI-23 아이코노스코프 튜브를 사용하는 두 대의 카메라를 갖춘 초기 영상전화 프로젝트를 기반으로 했다. 출력은 100라인/프레임에서 초당 10프레임의 영상 신호였다.

SSTV라고도 명명된 유사한 개념이 Faith 7에도 사용되었으며, 미국 항공 우주국의 아폴로 프로그램 초기에도 사용되었다.

  • Faith 7 카메라의 전송 속도는 320라인 해상도에서 2초당 1프레임이었다.
달에서 전송된 NASA의 저속 주사 영상

아폴로 텔레비전 카메라는 아폴로 7호, 아폴로 8호, 아폴로 9호 내부의 영상을 전송하는 데 SSTV를 사용했으며 아폴로 11호의 아폴로 달 착륙선 텔레비전 영상도 달에서 전송했다. NASA는 원본 테이프를 모두 지우고 다음 임무를 위해 재사용했지만 2003년에 구성된 아폴로 11호 분실 테이프 조사 및 복원팀이 첫 방송의 변환된 녹화본 중 가장 품질이 좋은 필름을 찾아내고 전문가급 필름 복원 업체를 통해 훼손된 흑백 필름을 향상시켜 디지털 형식으로 보존했다.

  • NASA의 초기 아폴로 임무에서 사용된 SSTV 시스템은 일반적인 TV 전송보다 적은 대역폭을 사용하기 위해 320라인 해상도에서 초당 10프레임을 전송했다.
  • NASA가 사용한 초기 SSTV 시스템은 오늘날 아마추어 무선 동호인이 사용하는 현재의 SSTV 시스템과는 크게 다르다.

발전

상업용 시스템은 연방 통신 위원회가 1968년에 아마추어 무선 상급자의 SSTV 사용을 합법화한 이후 1970년부터 미국에서 나타나기 시작했다.

SSTV는 원래 상당한 특수 장비가 필요했다. 일반적으로 스캐너나 카메라, 특징적인 오디오 하울링 소리를 생성하고 수신하는 모뎀, 잉여 레이더 세트에서 가져온 음극선관이 사용되었다. 특수 음극선관은 약 10초 동안 영상을 유지하는 '잔상' 형광체를 가졌다.

모뎀은 영상 신호에서 1,200~2,300Hz 사이의 오디오 톤을 생성하고, 수신된 오디오 톤에서 영상 신호를 생성했다. 오디오는 라디오 수신기 및 송신기에 연결되었다.

현재의 시스템

1990년대 초부터 보급된 현대적 시스템은 커스텀 장비 대부분을 개인용 컴퓨터와 특수 소프트웨어로 대체한다. PC의 사운드 카드가 특수 처리 소프트웨어와 함께 모뎀 역할을 한다. 컴퓨터 모니터가 출력을 제공하고, 소형 디지털 카메라나 디지털 사진이 입력을 제공한다.

1
2
3
4
SSTV 전송 시작 부분의 스펙트로그램
1
Calibration header
2
VIS code
3
RGB scanlines
4
Sync pulses

변조

유사한 무선 팩시밀리 모드와 마찬가지로 SSTV는 아날로그 신호이다. SSTV는 주파수 변조를 사용하며 영상의 명도가 다를 때마다 다른 오디오 주파수가 할당된다. 즉, 신호 주파수가 위나 아래로 이동하며 각각 더 밝거나 어두운 픽셀을 지정한다. 컬러는 각 색상 구성 요소(보통 적색, 녹색, 청색)의 명도를 별도로 전송하여 구현한다. 이 신호는 단측파대 변조 송신기에 입력할 수 있으며 이는 반송파를 부분적으로 변조한다.

전송 모드는 다양하지만 가장 일반적인 모드는 Martin M1(유럽에서 인기)과 Scottie S1(미국에서 주로 사용)이다. 이를 사용하면 영상 전송에 114초(M1) 또는 110초(S1)가 소요된다. 일부 흑백 모드는 영상 전송에 8초밖에 걸리지 않는다.

헤더

영상 전송 전에 캘리브레이션 헤더가 전송된다. 이는 1,900Hz에서 300밀리초의 리더 톤, 1,200Hz에서 10ms의 휴지기, 다시 1,900Hz에서 300밀리초의 리더 톤으로 구성되며 이후 전송 모드를 식별하는 디지털 VIS(수직 간격 신호) 코드가 뒤따른다. VIS는 30밀리초 길이의 비트로 구성된다. 코드는 1,200Hz의 시작 비트로 시작하며, 7개의 데이터 비트(최하위 비트 우선, 1은 1,100Hz, 0은 1,300Hz)가 뒤따른다. 이후 짝수 패리티 비트가 오고 1,200Hz의 정지 비트로 끝난다. 예를 들어 십진수 44 또는 32에 해당하는 비트는 Martin M1 모드를 의미하고, 60은 Scottie S1을 나타낸다.

스캔라인

저속 주사 테스트 카드

전송은 왼쪽에서 오른쪽으로 스캔되는 수평 라인으로 구성된다. 색상 구성 요소는 한 줄씩 별도로 전송된다. 색상 인코딩과 전송 순서는 모드에 따라 다를 수 있다. 대부분의 모드는 RGB 색상 모델을 사용하며, 일부 흑백 모드는 하나의 채널만 전송한다. 다른 모드는 휘도(Y)와 색차(R–Y 및 B–Y)로 구성된 YC 색상 모델을 사용한다. 변조 주파수는 색상 구성 요소의 강도(명도)에 따라 1,500Hz와 2,300Hz 사이에서 변한다. 변조는 아날로그 방식이므로 수평 해상도가 보통 256 또는 320픽셀로 정의되더라도 어떤 속도로든 샘플링할 수 있다. 영상 가로세로비는 관습적으로 4:3이다. 라인은 일반적으로 (라인의 모든 색상 구성 요소가 전송된 후) 5밀리초의 1,200Hz 수평 동기 펄스로 종료되며, 일부 모드에서는 동기 펄스가 라인 중간에 위치한다.

모드

아래 표는 가장 일반적인 SSTV 모드와 그 차이점을 나타낸 것이다. 각 모드는 동기화, 주파수, 명도/색상 단계 대응 등 많은 속성을 공유한다. 가장 큰 차이는 영상 품질인데 이는 전송 시간에 비례하며 AVT 모드의 경우 동기식 데이터 전송 방식과 인터레이스 사용으로 인한 노이즈 저항성과 관련이 있다.

계열개발자이름색상시간라인
AVT 벤 블리시-윌리엄스, AA7AS / AEA 8BW 또는 R, G, B 중 18 s128×128
16wBW 또는 R, G, B 중 116 s256×128
16hBW 또는 R, G, B 중 116 s128×256
32BW 또는 R, G, B 중 132 s256×256
24RGB24 s128×128
48wRGB48 s256×128
48hRGB48 s128×256
104RGB96 s256×256
Martin 마틴 에머슨 - G3OQD M1RGB114 s240¹
M2RGB58 s240¹
Robot Robot SSTV 8BW 또는 R, G, B 중 18 s120
12YUV12 s128 휘도, 32/32 색차 × 120
24YUV24 s128 휘도, 64/64 색차 × 120
32BW 또는 R, G, B 중 132 s256 × 240
36YUV36 s256 휘도, 64/64 색차 × 240
72YUV72 s256 휘도, 128/128 색차 × 240
Scottie 에디 머피 - GM3SBC S1RGB110 s240¹
S2RGB71 s240¹
DX RGB 269 s 320 x 256
¹ Martin 및 Scottie 모드는 실제 256개의 스캔라인을 전송하지만, 처음 16개는 보통 그레이스케일이다.

AVT(Amiga Video Transceiver)라고 불리는 모드 계열은 원래 벤 블리시-윌리엄스(N4EJI, 당시 AA7AS)가 아미가 컴퓨터에 연결할 커스텀 모뎀용으로 설계했으며, 결국 AEA 사에서 상용화되었다.

Scottie 및 Martin 모드는 원래 Robot Research Corporation의 SSTV 유닛을 위한 ROM 확장 기능으로 구현되었다. Martin M1 모드의 정확한 라인 타이밍은 해당 참조 자료에 나와 있다.

Robot SSTV 모드는 Robot Research Corporation에서 자사 SSTV 유닛을 위해 설계했다.

네 가지 SSTV 모드 세트 모두 이제 PC 기반 SSTV 시스템에서 사용할 수 있으며 더 이상 기존에 구현하던 하드웨어에 의존하지 않는다.

AVT

AVT는 "Amiga Video Transceiver"의 약자로, 1990년경 "Black Belt Systems"(미국)에서 아미가 홈 컴퓨터용으로 처음 개발한 소프트웨어 및 하드웨어 모뎀이다. 아미가는 IBM PC 호환기종이 특수 사운드 카드의 도움으로 충분한 오디오 품질을 갖추기 전 전 세계적으로 인기가 많았다. 이 AVT 모드는 위에서 언급한 다른 모드와 근본적으로 다른데 동기식이라는 점이다. 즉, 라인별 수평 동기 펄스가 없고 모드를 식별하기 위해 표준 VIS 수직 신호를 사용한다. 이후 프레임 선두 디지털 펄스 트레인이 따라오는데 이는 프레임 타이밍을 미리 정렬하여 펄스 트레인이 해결되거나 복조될 수 있는 32개 지점 중 어느 한 곳에서 시간에 맞춰 잠기게 한다. 그 후 동기식 및 일반적으로 인터레이스 모드에서 실제 영상 데이터를 전송한다.

인터레이스, 동기화 미의존, 라인 간 복원은 AVT 모드에 다른 SSTV 모드보다 나은 노이즈 저항성을 제공한다. 인터레이스 기능 덕분에 수신 신호의 1/2이 간섭이나 페이딩으로 손실되더라도 전체 프레임 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어 홀수 라인을 먼저 보내고 그다음 짝수 라인을 보낼 때, 홀수 라인 블록이 손실되어도 짝수 라인은 남아있어 간단한 수직 보간법을 통해 홀수 라인을 합리적으로 재구성할 수 있다. 이는 인터레이스되지 않은 전송 모드에서 복구 불가능한 연속 블록의 라인을 잃는 것보다 시각적으로 훨씬 개선된 결과이다. 인터레이스는 선택적 모드 변형이지만, 이를 사용하지 않으면 노이즈 저항성의 상당 부분을 희생하게 된다. 다만 전송의 동기적 특성 덕분에 간헐적인 신호 손실이 전체 영상의 손실로 이어지지는 않는다. AVT 모드는 주로 일본과 미국에서 사용된다. 흑백, 컬러, 128 및 256 스캔라인 수에 대한 전체 세트가 존재한다. 컬러 바와 그레이스케일 바를 상단이나 하단에 선택적으로 오버레이할 수 있지만, 운영자가 다르게 선택하지 않는 한 전체 프레임은 영상 데이터용으로 사용 가능하다. 수신 시스템의 타이밍이 들어오는 영상의 타이밍과 일치하지 않는 경우를 위해, AVT 시스템은 수신 후 재타이밍 및 정렬 기능을 제공했다.

기타 모드

계열개발자이름시간 [sec]해상도색상VISVIS+P
PD 폴 터너, G4IJE
돈 로티어, K0HEO-SK		 PD50 50.000000 320 x 256 G, R-Y, B-Y
PD9089.989120320 x 2569999
PD120126.103040640 x 4969595
PD160160.883200512 x 40098226
PD180187.051520640 x 4969696
PD240248.000000640 x 49697225
PD290 289.000000 800 x 616

주파수

단측파대 변조 복조가 가능한 수신기를 사용하여 SSTV 전송을 다음 주파수에서 청취할 수 있다.

밴드주파수측파대
80미터3.845MHz (유럽은 3.73)LSB
43미터6.925MHz (해적방송)USB
40미터7.171MHz (유럽은 7.165)LSB
40미터7.181MHz (General 등급 운영자 포함 제안 주파수)LSB
40미터7.214MHz 호주 디지털 SSTV 주파수 (Easypal 및 DIGTRX)LSB
20미터14.23MHz 주파수 1 아날로그USB
20미터14.227 및 14.233MHz 주파수 2 아날로그 (14.23 혼잡 완화)USB
15미터21.34MHzUSB
11미터27.700 국제 SSTV 호출 주파수 +/- 30khzUSB
10미터28.68MHzUSB

대중 문화에서

밸브의 2007년 비디오 게임 포탈에는 2010년 3월 3일에 인터넷 업데이트가 있었다. 이 업데이트는 각 테스트 챔버에 숨겨진 라디오를 찾아 특정 지점으로 가져가 신호를 수신하는 과제를 제공했다. 여기서 나오는 신호를 팬이 분석한 결과 게임의 속편을 암시하는 대체 현실 게임 스타일의 여러 자료로 이어졌다. 일부 소리는 컴퓨터 시스템 재시동을 암시하는 모스 부호였고, 다른 소리는 의도적으로 저품질의 SSTV 영상으로 디코딩할 수 있다. 이 디코딩된 영상을 올바른 순서로 조합하자 게시판 시스템 전화번호 (425)822-5251에 대한 MD5 해시가 드러났다. 이 번호는 게임과 속편과 관련된 여러 아스키 아트 이미지를 제공했다. 속편 포탈 2는 나중에 확인되었다. 포탈 2의 숨겨진 코멘터리 노드 SSTV 영상에 따르면 BBS는 리눅스 기반 컴퓨터에서 실행되며 1987년형 2,400bit/s 모뎀에 연결되어 있다. 이는 밸브 개발자의 주방에 설치되어 있었다. 고장 시를 대비해 여분 모뎀을 두었는데 실제 고장이 발생하기도 했다. BBS는 총 20메가바이트 정도의 데이터만 전송한다.

속편인 포탈 2에는 4개의 SSTV 영상이 있다. 하나는 래트맨의 은신처에서 방송된다. 디코딩하면 이 영상은 게임의 결말에 대한 아주 미묘한 힌트를 준다. 영상은 달 위의 웨이티드 컴패니언 큐브이다. 나머지 3개의 영상은 다른 래트맨 은신처의 코멘터리 노드에서 디코딩된다. 이 3개의 영상은 ARG가 어떻게 진행되었는지, 결과는 어떠했는지(전 세계 유저가 퍼즐을 푸는 데 걸린 평균 시간은 71⁄2시간)에 대한 슬라이드이다.

다른 비디오 게임인 커벌 스페이스 프로그램에는 "Duna" 행성 남반구의 작은 언덕에 Robot 24 형식의 컬러 SSTV 영상을 전송하는 곳이 있다. 여기에는 아폴로 미션의 달 착륙선이거나 미완성 피라미드 옆에 서 있는 4명의 우주비행사가 그려져 있다. 그 위에는 게임 로고와 3개의 원이 있다. 언덕 근처에 물체가 있으면 소리를 낸다. 게임의 최신 버전(1.12)부터는 이 언덕이 신호를 더 이상 전송하지 않는다.

이탈리아 작곡가 Caparezza는 자신의 앨범 Prisoner 709의 고스트 트랙에 영상을 삽입했다.

에이펙스 트윈의 앨범 2 Remixes by AFX에는 SSTV 영상이 포함된 트랙이 있는데, 여기에는 릴리스를 만드는 데 사용된 프로그램에 대한 텍스트와 소파에 앉아 있는 리처드의 사진이 있다.

서바이벌 호러 비디오 게임 시그널리스에는 디코딩 시 숨겨진 열쇠를 찾고 비밀 엔딩을 잠금 해제하는 데 사용할 수 있는 여러 SSTV 라디오 전송이 포함되어 있다.

같이 보기

각주

  1. ↑ Miller, Don. “SSTV history.”. 2006년 5월 9일에 확인함.
  2. ↑ “보관된 사본”. 2009년 11월 9일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2014년 1월 2일에 확인함.
  3. ↑ Luna 3. 보관됨 2007-09-29 - 웨이백 머신.
  4. 1 2 Sven Grahn. “The Mercury-Atlas-9 slow-scan TV experiment”. 《Space Radio Notes》.
  5. ↑ Andrew Letten (2010년 10월 26일). “'Lost' Apollo 11 Moonwalk tapes restored”. Cosmos Online. 2014년 7월 20일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2010년 11월 4일에 확인함. SYDNEY: After a three-year search for the lost Apollo 11 tapes and an exhaustive six-year restoration project, digitally remastered footage of the historic Moonwalk is almost ready to be broadcast.
  6. ↑ Peltzer, K.E. (April 1966). “Apollo Unified S-Band System” (PDF). 2023년 12월 6일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서.
  7. 1 2 Langner, John. “SSTV Transmission Modes.”. 2003년 2월 16일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2006년 5월 8일에 확인함.
  8. ↑ Cordesses, L. and R (F2DC) (2003). “"Some Thoughts on "Real-Time" SSTV Processing."”. 《QEX》. 2008년 9월 2일에 확인함.
  9. ↑ Turner, Paul. “The development of the PD modes”. 2021년 6월 5일에 확인함.
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  11. ↑ Mastrapa, Gus (2010년 3월 2일). “Geeky Clues Suggest Portal Sequel Is Coming”. 《와이어드》. 2010년 3월 3일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2010년 3월 2일에 확인함.
  12. ↑ Gaskill, Jake (2010년 3월 3일). “Rumor: Valve To Make Portal 2 Announcement During GDC 2010”. 《X-Play》. 2018년 1월 8일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2010년 3월 3일에 확인함.
  13. ↑ SSTV 소프트웨어로 영상을 디코딩한 사용자의 결과. http://forums.steampowered.com/forums/showthread.php?t=1854243 보관됨 2015-04-16 - 웨이백 머신. Retrieved 2012-08-14.
  14. ↑ Decoding the KSP SSTV signal - 유튜브
  15. ↑ “Kerbal Space Program Wiki”. 《Kerbal Space Program Wiki》.
  16. ↑ “Signalis: How To Get The Secret Ending”. 《GameSkinny》. 2026년 1월 31일에 확인함.

참고 문헌

외부 링크

모뎀 소프트웨어: