Chapter 11 · 영상 방식 · 음성 대역

SSTV: 그림을 한 줄씩 소리로

SSTV는 저속 주사 텔레비전(Slow Scan Television)의 약자입니다. 한 장의 그림을 음성 대역의 신호로 바꾸어 천천히 보냅니다.

픽셀이 어떻게 무선 신호가 되나?

그림을 위에서 아래로 여러 줄로 나눔→각 줄의 밝기·색 정보를 음향 톤의 변화로 바꿈→HF에서는 보통 SSB 음성 통로로 송신→수신 프로그램이 톤을 해석해 한 줄씩 그림 복원

널리 쓰이는 아날로그 SSTV는 그림 데이터를 음향 톤의 주파수 변화에 실어 보냅니다. 이를 SSB 송신기에 넣으면 RF에서는 SSB 신호가 됩니다. SSTV를 설명할 때는 영상 정보를 음향 톤으로 바꾸는 과정과, 무전기로 RF 신호를 보내는 과정을 구분해야 합니다. HF에서는 SSB가 흔하고 VHF에서는 FM도 사용합니다. ARRL 영상 방식 설명

왜 이렇게 느릴까?

T_{\mathrm{image}}\approx N_{\mathrm{lines}}\,t_{\mathrm{line}}

그림 한 장을 보내는 시간은 줄 수와 한 줄을 보내는 시간을 곱한 값입니다. 예를 들어 256줄을 줄당 0.5초로 보내면 약 128초가 걸립니다. 이는 계산을 보여 주는 예시이며 실제 시간은 Martin·Scottie 등 모드와 색상 인코딩에 따라 달라집니다. 일반 TV처럼 초당 여러 장을 보내려면 훨씬 넓은 대역폭이 필요합니다. SSTV는 좁은 음성 대역을 쓰는 만큼 그림 한 장을 보내는 데 오래 걸립니다.

수신 그림이 기울어지는 이유

모드가 틀리거나 송수신기의 시간 기준이 조금 다르면 각 줄의 시작점이 조금씩 밀립니다. 아래쪽으로 갈수록 어긋남이 누적되어 그림이 사선으로 보입니다. 수신 프로그램에서 모드를 맞추고 동기·기울기를 보정하면 이런 어긋남을 줄일 수 있습니다.

줄 주사와 기울어짐 직접 보기

아날로그 SSTV는 밝기를 음향 주파수로 바꿉니다. 검정은 1500 Hz, 흰색은 2300 Hz이고 그 사이 밝기는 비례하는 주파수입니다. 각 줄의 앞에는 1200 Hz 동기 펄스가 있어 수신기가 줄의 시작을 압니다. 수신기는 모드가 정한 줄 시간에 맞춰 화면을 그리므로, 송신기와 수신기의 음향 표본화 시계가 조금만 달라도 줄마다 시작점이 같은 양씩 밀립니다.

\Delta x_{\text{줄}} \approx \varepsilon\,\frac{T_{\text{줄}}}{T_{\text{화소}}}, \qquad \Delta x_{\text{맨 아래}} \approx \varepsilon\, N_{\text{줄}}\, \frac{T_{\text{줄}}}{T_{\text{화소}}}

\varepsilon는 두 시계의 상대 오차, T_{\text{화소}}는 화소 하나를 보내는 시간입니다. Martin 1은 한 줄(약 446 ms)에 녹·청·적 세 색을 따로 보내므로 화소 하나가 약 0.46 ms이고, 줄 시간은 화소 시간의 약 976배입니다. 시계 오차가 100 ppm(0.01%)만 되어도 256줄을 받는 동안 약 25화소가 밀립니다. 수신 프로그램의 기울기 보정은 이 \varepsilon를 추정해 되돌리는 기능입니다.

SIMULATOR

SSTV 수신 화면과 줄 하나의 톤

모드
한 장 전송 시간—
줄 시간—
받은 줄—
맨 아래 줄 밀림—
그림은 가로 160화소로 줄여 그렸고, 시간은 보기 속도만큼 빠르게 흐릅니다. 시계 오차를 0으로 두면 똑바로 그려지고, ±100 ppm만 되어도 사선이 눈에 보입니다. “기울기 보정”은 수신 프로그램처럼 ε를 추정해 0으로 되돌립니다. 잡음을 키우면 톤 주파수가 흔들려 밝기 점이 생기는데, 이것이 약한 신호의 SSTV 그림이 지글거리는 이유입니다.

시작 신호와 모드 이름

SSTV 신호의 앞부분에는 수신기가 화면의 줄 길이와 색상 방식을 알아내도록 돕는 동기 및 모드 식별 정보가 들어갑니다. 많이 보이는 Martin 1, Scottie 1, Robot 36은 그림을 스캔하는 서로 다른 규칙의 이름입니다. 이 숫자는 화질 순위를 뜻하지 않습니다. 수신 소리가 들려도 화면이 제대로 안 나오면 수신 프로그램의 모드 인식과 오디오 경로를 먼저 봅니다.

ARRL SSTV 안내

‘느린 TV’라는 이름의 배경

1950년대에 컵 맥도널드는 HF의 좁은 통로로 정지 영상을 보내는 방식을 개발했습니다. 한 장을 오래 스캔해 대역폭을 줄인다는 발상입니다. 컴퓨터와 사운드카드가 보급되면서 화면 변환용 전용 장치 없이도 SSTV를 접하기 쉬워졌습니다. ARRL ATV 핸드북의 연표 · ARRL의 SSTV 회고

수신부터 해보기

WebSDR이나 자신의 수신기에서 음향을 받아 SSTV 프로그램에 입력합니다. 송신 음향이 너무 크면 SSB 송신기가 과변조되어 그림이 찌그러지고 주변 신호에도 영향을 줍니다. 먼저 저장된 SSTV 음향 파일이나 실제 수신 신호를 복호해 보는 편이 구조를 이해하기 쉽습니다.

SSTV 프로그램과 자료 →

용어

주사(scan): 그림을 한 줄씩 시간 순서대로 읽거나 그리는 과정.

동기(sync): 송수신기의 줄 시작과 속도를 맞추는 신호.

VIS: 수신기가 사용할 SSTV 모드를 알아내는 식별 신호.

확인 퀴즈

256줄을 줄당 0.45초로 보내는 SSTV 그림 한 장의 전송 시간은?

256 \times 0.45 \approx 115\ \mathrm{s}입니다. Martin 1이 이 정도입니다.

아날로그 SSTV에서 흰색 화소는 대략 어떤 음향 주파수로 보내나요?

검정 1500 Hz, 흰색 2300 Hz이고, 1200 Hz는 줄 시작을 알리는 동기 펄스에 씁니다.

수신 그림이 위에서 아래로 갈수록 한쪽으로 기울어집니다. 가장 가능성 높은 원인은?

줄마다 같은 양씩 시작점이 밀려 누적되므로 사선이 됩니다. 신호가 약하면 기울기보다 잡음 점이 늘어납니다.

SSTV 모드 이름(Martin 1, Scottie 1, Robot 36)이 뜻하는 것은?

모드마다 주사 규칙이 다르고, 송신 시작의 VIS 코드로 수신기가 모드를 알아냅니다. 숫자는 화질 순위가 아닙니다.