SSTV


SSTV ist eine Entwicklung von Funkamateuren um, wie bei FAX, unbewegte Bilder in einem Telefoniekanal zu übertragen. Dabei stützt sich SSTV auf Bild- und Zeilen-Synchronimpulse, so daß von einem Fernsehverfahren gesprochen werden kann. Durch die geringe Übertragungsbandbreite (max. 3 kHz) ist nur eine sehr langsame Abtastung möglich, so daß lediglich Standbilder ohne weitere Begleitinformationen (z.B. Ton) übertragen werden können. In der Anfangszeit von SSTV wurden nur schwarzweiße Bilder mit einer Auflösung von 120 Zeilen zu je 120 Pixeln übertragen. Dafür wurden sieben bis acht Sekunden benötigt. Durch Verdoppeln der Zeilenzahl, Verdoppeln der Bildpunkte pro Zeile bzw. durch beide Maßnahmen gleichzeitig kamen später Übertragungszeiten von 16 und 32 Sekunden für ein Bild zustande.

Zur Übertragung farbiger SSTV-Bilder wurde zunächst mit einem bildsequentiellen Verfahren experimentiert, bei dem das Farbbild in einen Rot-, Grün- und Blauauszug zerlegt wurde. Diese drei Auszüge wurden anschließend als drei Schwarzweiß-Bilder nacheinander gesendet und auf der Empfangsseite wieder zu einem Farbbild zusammengesetzt. Dabei wird das empfangene Farbbild erst nach der Übertragung des dritten Farbauszugs erkennbar.

Der deutsche SSTV-Pionier Volker Wraase, DL2RZ, entwickelte in der Folgezeit ein zeilensequentielles Verfahren, das in abgewandelter Form den heute allgemein üblichen Übertragungsstandard repräsentiert. Auch hier wird das Bild in drei Farbauszüge zerlegt, die zeilenweise in der Folge Rot, Grün, Blau gesendet werden. Die eindeutige Zuordnung der drei Auszüge zum entsprechenden Bildspeicher auf der Empfangsseite wird mit einem modifizierten Synchronisationsimpuls vor der Rot-Zeile realisiert.

Wesentliche Weiterentwicklungen kamen von den britischen Funkamateuren Eddie ("Scottie") Murphy, GM3SBC, und Martin Emmerson, G3OQD, die mit neuen Verfahren die Übertragung der SSTV-Bilder störunanfälliger machen wollten. Die Anzahl der zu sendenden und auszuwertenden Synchronisationssignale wurde minimiert. Auf diese Weise können SSTV-Bilder annähernd freilaufend übertragen werden. Diese neuen Verfahren hielten als sogenannte "New Modes" bzw. "Free-Run-Modes" relativ schnell Einzug in die SSTV-Praxis der Funkamateure.

Der heute massgebliche Übertragungsstandard stützt sich auf die Entwicklung von Martin Emmerson, G3OQD. Von seinen vier Modi wird der Modus "Martin 1" in aller Welt bevorzugt verwendet. Die Farbfolge bei den Martin-Modi ist Grün-Blau-Rot (GBR) im Gegensatz zur sonst üblichen Farbfolge Rot-Grün-Blau (RGB). Die Übertragung eines "Martin-1-Bildes" dauert 114 Sekunden und stellt einen guten Kompromiß zwischen Übertragungszeit und Auflösung dar.

Für die Realisierung des SSTV-Betriebs können spezielle SSTV-Geräte mit allen Funktionen und Schnittstellen für Bildaufnahme- und -wiedergabe oder Heimcomputer verwendet werden. Bei der Verwendung von Computern und der reichlich vorhandenen Software mit den angebotenen bzw. beschriebenen Konvertern ist der zusätzliche technische und finanzielle Aufwand relativ gering.

Die Anruffrequenzen für SSTV-Betrieb auf der Kurzwelle sind 3730, 7040, 14230, 21340, und 28680 kHz. Aktivitäten sind täglich zu beobachten. Allerdings treffen sich auf denselben Anruffrequenzen auch FAX-Freunde. Kollisionen und Mißverständnisse werden vermieden, wenn Sendeart und Übertragungsnorm vor der Aussendung eines Bildes angesagt werden.

Begannen die ersten SSTV-QSOs noch mit 120 Zeilen, voll analoger Signalverarbeitung und lang nachleuchtenden runden Radarbildröhren zur Schwarz/Orange-Bilddarstellung - die übrigens nur im abgedunkeltem Raum zu "genießen" war -, sowie Magnetbandgeräten zur Bildspeicherung, so verlief die Entwicklung zu digitaler Bildverarbeitung und -speicherung hin. Eine große Rolle nahmen dabei digital arbeitende Geräte mit Zwischenspeicherung und einem Umsetzer ein, die die Betrachtung auf Fernsehbildschirmen erlaubten. Die Digitalisierung brachte eine geringe Vergrößerung der Zeilenzahl und Bildpunkte pro Zeile auf je 128 bei einer Zeilenfrequenz von 16,7 Hz. Die Übertragung eines solchen (Schwarz/Weiß-)Bildes dauert 8 s.

Inzwischen werden in 96 s bis 180 s auf den Kurzwellenbereichen weltweit Bilder in brillanter Farbqualität mit hoher Auflösung (256 x 256Bildpunkte) übertragen und das wie bisher im normalen SSB-Sprachkanal. Es hat sich aber, ähnlich wie bei einer Fax-Übertragung, der sogenannte "free run"-Betrieb durchgesetzt, der einen wesentlich störsicheren Bildaufbau gewährleistet.

An der Art der SSTV-Übertragung hat sich im Grundprinzip seit seiner Einführung bis heute nichts geändert. Sie geschieht wie bei einem herkömmlichen Fernsehbild zeilenweise von oben links nach unten rechts, wobei selbst das von der runden Radarröhre initiierte Seitenverhältnis von 1:1 auch bei den schon einigen Jahren üblichen 32-s-Schwarz/Weiß- Bildern (256 Zeilen x 256 Pixel) erhalten geblieben ist, ergänzt durch ein 2:1-Format im 16-s-Bild mit 128 Zeilen und 256 Bildpunkten. In den heute üblichen Modes haben die Bilder ein Seitenverhältnis von 4 zu 3, deshalb wird im allgemeinen ein Format von 341 x 256 Pixel verwand. Wie beim Fernsehen gibt es Zeilen- und Bildsynchronimpulse, die einen ordentlichen Bildaufbau gewährleisten sollen (1,2 kHz; unverändert 5 ms am Zeilen- bzw. 50 ms am Bildanfang). Bei dem Fax-Betrieb entlehnten free run-Betrieb genügt für das Einphasen bereits ein einziger Synchronton.

Außerdem ergibt sich ein wesentlich stabilerer Bildaufbau, weil infolge Störungen oder geringerer Signalstärke unsauber übertragene Synchrontöne nicht mehr zu gegeneinander versetzten Zeilen und einem zerrissenen Bild führen - bei den zum Teil überbelegten Amateurfunkbändern ein wichtiger Aspekt.

Quarzstabilisierte und gegebenenfalls justierte Referenzfrequenzen im sendenden und empfangenden Gerät sorgen dafür, daß die Zeilenfrequenzen exakt übereinstimmen. Schlimmstenfalls kann sich der Bildrand im Empfänger nicht sofort in der richtigen Position befinden, was sich durch manuelle Korrektur oder Nachbearbeitung des Bildes beheben läßt. Auch die alten Definitionen für die zum Bildinhalt gehörenden Modulationsfrequenzen von 1,5 kHz, entsprechend Schwarz, bis 2,3 kHz, entsprechend Weiß bestehen - schon wegen des als Prämisse geltenden SSB-Übertragungskanals - fort. Bei einem Schwarz/Weiß-Bild im 8-s-Modus muß der Computer 128 Bildpunkte x 128 Bildzeilen verarbeiten. Dabei kann jeder Bildpunkt noch zwischen Schwarz und Weiß in Graustufen variieren. Das Minimum sind vier Graustufen, gute Bilder erhält man ab 16. Heute hat sich sowohl bei Farbe als auch bei Schwarz/Weiß eine Verdopplung der Zeilenzahl und Bildpunkte durchgesetzt: das Format 256 x 256 kann als üblich gelten. Ein Schwarz/Weiß-Bild dauert dann 32 s, ein Farbbild 96 s bis 180 s. Letzteres wird, wie beim Fernsehen aus den Farbanteilen Rot, Grün und Blau zusammengesetzt. Die Übertragung erfolgt dabei allerdings für die drei Farben ohne Kunstgriffe zeilensequentiell. Dadurch kann man den Bildaufbau quasi live miterleben. Die Normen sind weltweit leider nicht einheitlich. Hinzu kommen immer wieder Neuheiten und Verbesserungen, nicht zuletzt ist das ja auch ein Verkaufsargument. So gibt es den Martin- (G3OQD), den "Wraase"-Mode (DL2RZ), Scottie- (GM3SBC), Robot- (USA-Firma), AVT-Mode (Amiga Video Transmission, auch ATV-Mode Amiga Transmit Video genannt) u. a. Das Beste wird sich vermutlich durchsetzen, so in Europa der Martin-Mode. Gründe sind vor allen Dingen der free run-Betrieb und damit verbunden die Einstiegsmöglichkeit bei verpaßtem oder gestörten Bild-(Start-)Synchronimpuls. Da nur bei jeder Grünzeile ein Synchronimpuls gesendet wird, können auch Stationen, die nur in Schwarz/Weiß QRV sind, das Bild nutzen (Grünbild, 32-s-Betrieb). Der farbtüchtige "Empfänger" erkennt so, welche Farbe gerade gesendet wird und kann sie im richtigen Speicher ablegen.

Die gängigsten Modi:

  • 8-s-Bild (Schwarz/Weiß)
  • 32-s-Bild (Schwarz/Weiß)
  • 64-s-Bild (Schwarz/Weiß)
  • Martin-Mode (in Europa gängig)
  • Scottie-Mode (in USA gängig)
  • 120-s-Wraase (SC2-Mode)
  • 180-s-Wraase (SC2-Mode)