|
Привет всем поклонникам SSTV и других цифровых видов связи!
Спасибо Игорю, EX2U. Прочитав его бюллетень, я обратил внимание на ранее мне неизвестную информацию о новом виде SSTV, так называемом HDSSTV.
Поиск в интернете по этому ключевому слову привел всего лишь на
одну-единственную страничку. На ней в полном объеме Бэри Сэндерсон
(Barry Sanderson) KB9VAK собрал и выложил всю информацию, впервые
озвученную на ежегодном хэмфэсте в Дэйтоне (2001 Dayton Hamvention
Presentation). Материал оформлен датой 8 Мая 2001 года, так что
неудивительно, что мало кто о нем знает. Вероятно тот, кто имеет доступ
к абсолютно свежим изданиям QST, просто не обратил внимания на эту
cтатью, тем более, что в журнальном варианте она выглядела скорее
анонсом, нежели рабочим материалом. Интересующихся отсылаю к
первоисточнику: http://svs.net/wyman/examples/hdsstv/index.html
Теперь понемногу о том, что мне удалось понять и проверить.
Во-первых - это не есть в чистом виде "новый вид SSTV". Скорее, я бы
назвал его новым (в радиолюбительской практике, в других областях этот и
ему подобные методы давно применяются) методом кодирования информации
для передачи ее на КВ. Разработкой и тестированием метода занималась и
занимается группа радиолюбителей из Америки и Австралии:
W9NTP Dr. Don Miller
W8ZCF Farrel Winder
W0LMD Dr. Robert Suding
KB4YZ Dave Jones
VK3LM John Wilson
VK3CQE Alf Coupe
VK4CS Jim Schafer
W4HTB Hank Cantrell
Метод базируется на двухуровневом кодировании Рида-Соломона
(Reed-Solomon coding). Для тех, кому теория кодирования хорошо знакома,
этот метод не будет откровением. Применены два уровня: внешний (306,178)
и внутренний (8,4). Почему именно так - объяснение на этой же странице
по ссылке: Why 2 levels of coding. Увы, я не могу полностью привести
перевод всего материала - лимит личного времени. У меня передо мной
около 80 листов распечаток с сайта с текстами, диаграммами и формулами..
Надеюсь, извинили?..
Кодированная с избытком информация поступает на так называемый модулятор
(не надо стразу представлять себе принципиальных схем, все о чем я веду
речь реализовано программно). Применена девятиступенчатая фазовая
модуляция по восьми звуковым поднесущим. Т.е. в канале передачи
одновременно "звучат" восемь тонов:
590 Гц
820 Гц
1050 Гц
1280 Гц
1510 Гц
1740 Гц
1970 Гц
2200 Гц
На приемной стороне принятая информация программно декодируется с
получением максимально достоверной точности. Предложенная авторами
программа кодирования имеет возможность кодировать выходную информацию с
разными уровнями избыточности: 5, 10, 20, 30 и 40 процентов.
Соответственно, степень защищенности информации в канале также разная -
чем больше избыточность, тем больше вероятность стопроцентного
восстановления информации.
Вот вкратце, что там есть из теории. Естественно, на сайте все гораздо
глубже и подробнее - но это уже для желающих.
Теперь для нетерпеливых - "как это делается"?
Скажу сразу - никакого упоминания о типичном SSTV интерфейсе пользователя
нет и в помине. Как я уже упоминал, разговор идет лишь о концепции,
основном принципе и деталях алгоритмики.
В эфир передается заранее сгенерированый звуковой файл в формате ".wav"
с 16-ти битовыми выборками на частоте сэмплирования 11025 Гц. На
приемной стороне сигнал с трансивера посредством звуковой карты
записывается в этом же формате в файл с таким-же расширением (допустимо
расширение ".sw"). Затем полученный файл обрабатывается программой
декодирования и в результате получаем практически копию исходного,
переданного файла графического формата.
Для желающих экспериментировать, что нужно?
Linux Операционная система
gcc Компилятор Си
xxgdb Отладчик
gnuplot Построитель графиков
Xfree86 XWindows System
xv Манипулятор изображений
xpaint Графический редактор
gs Конвертор печати
tcl Командный язык
gawk Язык программирования
fvwm Windows manager
xfm Файл-менеджер под XWindows
xterm Эмулятор терминала
mc Миднайт Коммандер
joe Текстовый редактор
xwave Запись и редактирование звука
sox Звуковой конвертор форматов
Для тех, кто знаком с Линуксом - ничего специфичного здесь нет. Разве
что, xwave может быть заменена на одну из аналогичных программ. Главное,
чтобы она удачно собралась в той версии дистрибутива, в которой вы
работаете.
Основная программа кодирования - это написанная под tcl программа
make-pm7b-wav. Она в нужной последовательности и с необходимыми
параметрами запускает ТРИ программы одна за другой.
В результате порождается звуковой файл. Для примера, если кодируется
файл test.png - на выходе получится файл pm7b20_test.png.wav, где цифра
20 указывает уровень избыточности, заданный вами.
Декодирование на приемной стороне осуществляется программой
pm7b-demod-decode. Результатом ее выполнения являются два файла: копия
графического файла с той или иной степенью достоверности и текстовый
файл анализа процесса декодирования. Глубина анализа задается при
компиляции самой программы-декодера. Этот файл может являтся входным для
gnuplot, которая в свою очередь может представить большинство информации
об ошибках и восстановлениях в виде графиков и диаграмм.
Что проделано мной?
Ну, во-первых, пришлось поработать программой "PartitionMagic"и
освободить несколько гигабайт на винчестере. На них и установил Линукс.
Где-то пару лет назад я в целях самообразования работал с дистрибутивом
"RedHat". Учитывая прошлый опыт, я выбрал "Slackware" - принципиальной
разницы между дистрибутивами нет, есть разница в мелочах, сильно
затрудняющих совместимость.
Затем проинсталировал взятое на оригинальном сайте программное
обеспечение. Небольшое различие в дистрибутах Линукса (math.h) легко
исправилось "ручками". Процесс компиляции прошел нормально и без ошибок.
Итак, я теперь готов оказывать посильную помощь (увы, как механическое
пианино) всей команде разработчиков и тестеров.
Что я заметил?
Вот тут вот я и понял, что это все не более чем концепт, причем довольно
сырой. Для начала я "извлек" из страницы автора образцовый рисунок
формата ".png" и преобразовал его в файл ".wav" Все сработало! Выход
звуковой карты переключил на усилитель и решил прослушать, как же
все-таки ЭТО звучит. Гм.. Хрр-трр-прр - очень похоже на типичную
пакетную передачу, и в то же время сигнал особенный, таких я не слышал.
Заголовочная часть позволяет безошибочно на слух определить именно этот вид.
Увы, засилье компьютеризации оставило меня без магнитофона (вся
"домашняя" музыка на компактах или эмпеги) - не на чем было симитировать
канал. Решил просто переименовать порожденный звуковой файл в любое
другое название. "Натравил" на него pm7b-demod-decode.. О диво! В
каталоге появился файл с первоначальным именем! Т.е. тот же самый .png -
файл. Собственно, чему удивлятся - ведь именно это и старались получить
авторы.
Взял я другой файл, чуток побольше. К примеру, из своей библиотеки для
SSTV обмена (а должен заметить, что авторский файл был размером около 2
килобайт - формат ".png" идеально подходит для графических файлов с
высокой регулярностью. Позже закралась мысль, а ведь на подгонку
похоже..) я взял картинку типичного ".jpg" формата размером около 25
килобайт. Кодирование и преобразование моей картинки длилось.. 4 минуты!
(CPU Celeron-466, 128M RAM) Мда... Да и с декодированием не сложилось.
Во время выполнения программы вместе с сообщением "Terminated" программа
"вывалилась" в оболочку, оставив какой-то мусор под названием
pm7b-scratch.
Итак, у меня сложилось впечатление, что программы еще сыроваты, для
демонстрации результатов были взяты те файлы, на которых все "летело со
свистом", что до полного окончания еще очень далеко. Настораживает
последовательный метод решения задачи кодирования. В принципе это и
должно занимать массу времени. Путей применения данной концепции в SSTV
в привычной для нас форме пока не видно.
Однако:
- Как мало я еще знаю в этой области
- Как много знают те, кому по роду профессиональной деятельности
приходится подобными разработками заниматься
- И кто знает, что нас ожидает за очередным поворотом технократической
гонки?..
Подвожу итог:
Ох как было бы неплохо подключить сюда и наших ребят. Хотя бы для первых
шагов - повторить то, что уже прошли американцы и австралийцы. Не говорю
уже, чтобы продолжить работы в этом направлении.
Кто имеет возможность и знания - прошу связаться со мной для пробных
работ в эфире. К сожалению, условия проживания таковы, что мне доступны
лишь два диапазона - 40 и 20 метров. В основном я работаю на 20 метрах.
Связаться со мной можно или по пакетной сети: [email protected]
или по электронной почте: [email protected] [email protected]
С нетерпением жду от вас предложений и соображений.
Виктор Голутвин (UT1WPR), г.Львов
p.s.
Особую благодарность хочу выразить Сидорчуку Ю.И., чье мужество и терпение
позволили мне хоть чуть-чуть приблизиться к основным понятиям в области
избыточного кодирования. Остается лишь сожалеть, что он не коротковолновик.
Но процесс его "вовлечения" идет... :-)
|
