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Introduction
SSTV est l’abbréviation de Slow Scan Television (en français: télévision à balayage lent) par opposition à l’abbréviation FSTV (Fast Scan Television - télévision à balayage rapide) plus connue sous le nom d’ATV (Amateur Television). Le principe fondamental de la SSTV est de permettre aux radio-amateurs de transmettre des images fixes à l’aide d’une bande passante réduite correspondant à celle de la parole. De ce postulat émergent les disparités élémentaires qui différencient la SSTV de l’ATV dans le domaine technique et, par conséquent, dans le domaine du matériel nécessaire pour être qrv dans l’un ou l’autre mode...
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Naissance d'une nouveau mode
L’histoire de la SSTV commence en 1957 lorsque Copthorne MacDonald (OM depuis 1951 et étudiant à l’école d’ingénieurs de l’université du Kentucky) feuillette le Bell System Technical Journal dans la bibliothèque de son école. Il y trouve un article relatif à des expériences de transmission par le biais d’une simple ligne téléphonique. Pour la première fois, Copthorne se rend compte que “transmission d’images” n’est pas forcément synonyme de très “très large bande passante”! Une idée germe aussitôt dans son esprit d’OM ingénieux: pourquoi ne pas exploiter ce principe dans une optique radio-amateur?

Copthorne McDonald VY2CM

Avec l’aval du directeur de l’école, Copthorne intègre son projet dans le cours de ses études et profite du matériel disponible dans les ateliers. La conception dure six mois, avec pour Copthorne l’angoisse constante de voir surgir une complication inattendue et fatale. Mais rien de tout cela ne se produit: le système fonctionne!
Les premiers tests se déroulent sur 11 mètres (la bande CB actuelle). Copthorne ne possédant qu’un seul équipement SSTV (et pour cause: il n’en existe pas d’autre!), il enregistre des échantillons d’émission sur cassette audio et les retransmet sur l’air, les résultats s’affichant sur un écran à rémanence (nous sommes en 1957!)
Motivé par sa réussite, Copthorne propose son projet en 1958 au concours pour étudiants de l’American Institute of Electrical Engineers (aujourd’hui plus connu sous l’abbréviation IEEE) et remporte le premier prix.
La SSTV apparaît officieusement dans le monde des radio-amateurs au travers des éditions d’Août et de Septembre 1958 du magazine QST.
Il faudra attendre 1968 pour que la SSTV soit officiellement autorisée sur les bandes HF...
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Matériel nécessaire
Bien que la SSTV existe depuis plusieurs décennies, elle a toujours été quelque peu boudée par les radio-amateurs à cause des coûts importants qu’elle implique et de la complexité technique rendant difficile une conception “home made”... Cette situation pourrait cependant changer du tout ou tout durant les mois à venir. En effet, la démocratisation de l’informatique permet l’implantation des ordinateurs dans un nombre sans cesse croissant de foyers, à plus forte raison dans les repères mystérieux de radio-amateurs toujours à la pointe du progrès technologique! Bonne nouvelle pour ces derniers: l’ordinateur remplace aujourd’hui à très bon compte les équipements SSTV complexes et onéreux de l’époque!
Bien que les équipements traditionnels dédiés à la SSTV existent toujours (notamment le célèbre Robot 1200C), nous nous limiterons à l’approche informatique plus attractive car moins onéreuse à condition, bien sûr, de posséder... un ordinateur!

Le transceiver
Qu’il s’agisse d’un transceiver ondes courtes, VHF ou UHF, en mode SSB ou FM, cela n’a aucune importance! La SSTV utilisant une bande passante réduite de l’ordre de 3 kHz, tous les appareils utilisables en phonie peuvent transmettre de la SSTV. Evidemment, l’utilisation de TX anciens (par exemple dépourvus de filtres) risque de poser quelques problèmes, notamment quant à la qualité des images...

L'ordinateur
Parmi la pléthore de machines disponibles sur le marché, il est important de faire le bon choix et de respecter les caractéristiques suivantes:

odinateur PC compatible IBM
processeur 386 ou supérieur
640K de mémoire au minimum
Ecran VGA couleur
Port de communication libre (COM1 ou COM2)

Le modem
Il s’agit du seul élément spécifique à la SSTV qu’il faudra se procurer ou, mieux, construire soi-même. Cette interface joue simplement le rôle d’interprète entre deux unités qui n’ont pas été conçue pour se comprendre, à savoir le transceiver d’une part et l’ordinateur d’autre part. Cette interface se décline en différents modèles présentant généralement des caractéristiques similaires. Le modèle HAMCOM est bien implanté en HB9 et donne d’excellents résultats.
A noter qu'il existe plusieurs systèmes intégrés fournissant matériel et logiciel. Plusieurs sites SSTV présentent ces systèmes en détails.

Le software
Comme pour le modem, il existe assez de logiciels SSTV sur le marché pour faire le bonheur de chacun. L’un des plus populaires, JV-Fax, a le double avantage d’être freeware (donc gratuit) et disponible sur le réseau packet, ainsi que sur un nombre importants de sites internet et de BBS. Les autres logiciels (msScan , GSHPC..) ont tous leurs avantages et leurs défauts par rapport à JV-Fax: à l’utilisateur de faire son propre choix! A noter cependant que la grande majorités de ces logiciels ne fonctionne que sous DOS. Une nouvelle génération de programmes fonctionnants sous windows et utilisant la carte son de l’ordinateur à la place d’un modem est en train de se développer; les résultats semblent concluants. Affaire à suivre!
Il existe plusieurs autres site SSTV consacrés aux différents programmes actuellement disponibles sur le marché. Chacun devrait y trouver son bonheur!

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Considérations techniques
Un monde d'images
Il existe grosso modo deux méthodes pour transmettre des images par le biais des ondes radios (sans entrer dans les détails, on peut raisonnablement apparenter le WEFAX (weather facsimile) à une forme dérivée de la SSTV):
l’ATV (ou FSTV), mode très similaire à la télévision traditionnelle (animation d’images couleur) et nécessitant un bande passante de l’ordre de 5 MHz, ce qui confine la transmission dans la bande UHF;
la SSTV, mode permettant la transmission d’images couleur fixes à l’aide de transceivers classiques, nécessitant donc une bande passante réduite de l’ordre de 3 kHz. Evidemment, l’étroitesse de la bande passante allonge considérablement la durée de transmission (de quelques secondes à plusieurs minutes pour une image selon le protocole de transmission utilisé) et ne garantit pas une qualité d’image irréprochable. On ne peut pas tout avoir!
Principes de base de la transmission d'images
Le mode SSTV cherche dans un premier temps à décomposer l’image sélectionnée pour pouvoir la transmettre au moyen d’un canal de transmission (les ondes radio) et la reconstituer à l’autre extrémité sous sa forme primitive. Etant donné qu’un tel canal ne permet de transmettre qu’un phénomène variant dans le temps, la structure spatiale de l’image doit tout d’abord être convertie en une structure répartie dans le temps et ensuite reconvertie. Cette opération est effectuée par le balayage ligne par ligne de l’image, comme si l’image était découpée en un certain nombre de petites bandes étroites, puis en points (cf. Fig 1), dont la variation de la luminosité est transmise successivement et reconstituée de l’autre côté en lignes complètes. Pour ne pas perdre la richesse des détails d’une image, il faut que cette dernière soit décomposée en un nombre de lignes aussi grand que possible et que chaque ligne compte le plus grand nombre possible de points d’image. Mais plus cette décomposition est grande, plus grandes seront les exigences auxquelles devra satisfaire le canal de transmission. En général, dans le domaine de la SSTV assistée par ordinateur, le pixel est utilisé comme unité de décomposition.

Figure 1. Décomposition d'une image en points

De l'image à la radio et vice-versa
L’étape suivante consiste à coder les unités de décomposition de l’image de telle sorte qu’elles puissent être émises par le transceiver les unes à la suite des autres. Le système de codage utilisé est d’une simplicité étonnante: dans le cas du protocole SSTV 8 secondes noir/blanc utilisé lors des débuts de la SSTV en 1958, on fait correspondre à la couleur noire une fréquence de 1500 Hz, à la couleur blanche la fréquence de 2300 Hz, tous les niveaux de gris se partageant les fréquences comprises entre ces deux bornes (cf. Fig 2)! Le système “balaye” alors l’image pixel après pixel et, au travers du modem, envoie au transceiver les fréquences correspondantes les unes après les autres, d’où les sonorités étranges d’une transmission SSTV! A la réception, le transceiver recueille séquentiellement les différentes fréquences et les transmet à l’ordinateur au travers du modem. Chaque fréquence est reconvertie en niveau de gris et est affichée sur l’écran de la station réceptrice.

Figure 2. Codage de la première ligne de la figure 1.

En plus des pixels, le protocole code également des événements importants, à savoir le début de la transmission de l’image, ainsi que la fin de chacune des lignes balayée. Dans le mode SSTV 8 secondes noir/blanc étudié, le début de transmission correspond à une fréquence de 1200 Hz transmise pendant exactement 30 ms. A la réception de ce signal (appelé signal de syncronisation verticale), l’ordinateur de la station réceptrice se prépare à recevoir l’image proprement dite. Ensuite, à la fin de chaque ligne balayée, le système émetteur envoie un signal de 1200 Hz pendant exactement 5 ms. A la réception de ce signal (appelé signal de synchronisation horizontale), l’ordinateur de la station réceptrice “comprend” qu’il est temps de passer à la ligne suivante. Ce principe évite au récepteur de recevoir des images complètement de travers!
Du noir/blanc à la couleur
Il va sans dire que les protocoles actuels (Robot, Wraase, Martin, Scottie,...) codent plus volontiers les couleurs que les niveaux de gris. Techniquement, le principe n’est guère plus compliqué: la couleur est transmise par trois balayages successifs, le premier pour le rouge, le second pour le vert et le dernier pour le bleu, selon le principe de composition RGB (Red Green Blue) des couleurs. Le protocole Robot se différencie quelque peu des autres sur ce point, codant les couleurs selon les principes de luminance et de chrominance, plutôt que selon le système RGB.
Les protocoles
L’échange de données entre plusieurs ordinateurs n’est possible que si toutes les machines respectent des prescriptions et des conventions déterminées. Celles-ci couvrent toute une série de facteurs tels que le code, le système de synchronisation, la vitesse de transmission, la détection d’erreur, etc. Ces conventions ou règles sont appelées procédures de transmission, ou encore protocoles. Les protocoles de transmission SSTV peuvent raisonnablement être groupés en cinq groupes:
Robot
développé avec la gamme d’interfaces SSTV Robot (Californie)
Wraase
développé avec la gamme d’interfaces Wraase (Allemagne)
Martin
développé par l’Anglais Martin Emmerson G3OQD
Scottie
développé par l’Ecossais Eddie Murphy GM3BSC
AVT
développé par Ben Blish-Williams AA7AS avec la gamme d’interfaces SSTV AVT (Montana)
Les modes Wraase, Martin et Scottie présentent beaucoup de similitudes quant aux fréquences de codage et de synchronisation. Ils nécessitent par contre des vitesses de transmission différentes. De manière générale, la qualité de l’image est proportionnelle au temps nécessaire pour la transmission. Le mode Scottie DX, par exemple, spécialisé dans les transmissions longues distances, demande un temps de transmission très important (4’48”).
Outre un codage des couleurs différents, le protocole Robot utilise une séquence de synchronisation verticale plus longue, contenant 7 bits d’information et un bit de parité. Ce système permet une identification automatique du format de l’image transmise, ce qui, pour les systèmes qui reconnaissent ce principe de codage, évite une sélection manuelle du protocole.
Les protocoles AVT (Amiga Video Transceiver) sont, pour leur part, radicalement différents. Ils n’utilisent pas de fréquence de synchronisation horizontale mais se basent sur un système “d’en-tête” digital pour éviter que l’image ne soit reçue avec un décalage. (Le principe de codage des protocoles AVT dépasse le cadre de ce document)
Les OMs d’Amérique du Nord apprécient énormément le protocole Scottie S1 (80% des images sont envoyées dans ce mode). Les 20% restants étant répartis entre les protocoles Scottie S2, Martin M1, Robot 36 et 72.
Les OMs du Japon préfèrent les protocoles Robot et AVT.
En Europe, enfin, le 95% du trafic SSTV est effectué à l’aide du protocole Martin M1.
Annexe A: Fréquences
Fréquences d'appel
La répartition des fréquences SSTV diffère d’un pays à l’autre... En Europe, les fréquences suivantes sont considérées comme des fréquences d’appel SSTV:
3’730 MHz
7’043 MHz
14’230 MHz
21’340 MHz
28’680 MHz
145.500 MHz
Une fois le contact établi avec votre correspondant, il est permis d'utiliser toute fréquence libre située dans la portion phonie de la bande pour démarrer le qso.
Les bandes SSTV les plus populaires semblent être le 20 mètres et le 80 mètres