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SSTV et SSDV permettent aux radioamateurs de transmettre des photographies par radio avec seulement quelques kilohertz de bande passante. Une technique qui pourrait sembler anachronique à l’époque de la fibre et de la 5G, mais qui reste un formidable terrain d’expérimentation pour comprendre comment une image peut voyager sur les ondes.
La plus connue est la SSTV (Slow-Scan Television), qui regroupe de nombreux modes comme Robot, Martin, Scottie, PD, Wraase ou Pasokon. À ses côtés, la SSDV (Slow Scan Digital Video) adopte une approche entièrement numérique, tandis que la Digital SSTV et HamDRM proposent encore une autre manière de transporter des images par radio.
SSTV, SSDV et HamDRM poursuivent donc le même objectif : transmettre une image avec une bande passante réduite. Mais leurs méthodes d’encodage, de transmission et de décodage sont radicalement différentes.
SSTV : quand un pixel devient une fréquence audio
Le principe de la SSTV analogique est remarquablement simple. Une image est balayée ligne après ligne et la luminosité ou la couleur de chaque pixel est transformée en une fréquence audio.
Typiquement, on retrouve des fréquences voisines de :
- 1200 Hz pour la synchronisation ;
- 1500 Hz pour le noir ;
- 2300 Hz pour le blanc ;
- les valeurs intermédiaires sont représentées par des fréquences intermédiaires.
Principe de la SSTV analogique : chaque ligne de l’image est balayée et convertie en fréquences audio, avant d’être reconstruite ligne par ligne par le récepteur.
Le résultat est ce fameux son SSTV très caractéristique que l’on peut transmettre comme un signal audio ordinaire.
La chaîne d’émission devient : Image → encodeur SSTV → signal audio → émetteur et à la réception : Récepteur → signal audio → décodeur SSTV → image
Un simple ordinateur équipé d’une carte son suffit donc à transformer une station HF ou VHF en station de transmission d’images.
Le VIS annonce le mode utilisé
Avant l’image, la plupart des modes SSTV modernes transmettent une courte séquence appelée VIS (Vertical Interval Signalling).
Elle indique au décodeur quel format va suivre.
Ainsi, le logiciel peut reconnaître automatiquement Martin M1, Robot 36, Scottie S1 ou PD120 et appliquer les bons temps de balayage. Les implémentations modernes utilisent toujours ces codes VIS pour identifier les principaux modes.
Si le début de la transmission est manqué ou fortement brouillé, le VIS peut cependant être perdu. Il reste alors possible de sélectionner manuellement le mode dans de nombreux logiciels.
Robot, Martin et Scottie : les grands classiques
Parmi les dizaines de variantes SSTV créées au fil des décennies, quelques modes sont devenus incontournables.
| Mode | Image typique | Durée approximative |
|---|---|---|
| Robot 36 | 320 × 240 | 36 s |
| Robot 72 | 320 × 240 | 72 s |
| Martin M1 | 320 × 256 | 114 s |
| Martin M2 | 320 × 256 | 58 s |
| Scottie S1 | 320 × 256 | 110 s |
| Scottie S2 | 320 × 256 | 71 s |
| Scottie DX | 320 × 256 | 269 s |
Les Martin et Scottie transmettent successivement les informations de couleur. Robot utilise une représentation luminance/chrominance permettant notamment au célèbre Robot 36 de transmettre une image couleur en seulement 36 secondes.
Scottie DX fait exactement le choix inverse : prendre son temps. Une image demande près de quatre minutes et demie, ce qui privilégie la qualité lorsque les conditions de propagation le permettent.
Les modes PD : davantage de pixels
La famille PD a été développée pour améliorer la définition des images tout en conservant un temps de transmission raisonnable. Son nom vient notamment de ses concepteurs Paul Turner et Don Rotier, mais également de « Public Domain », les spécifications ayant été publiées afin d’encourager leur adoption.
On trouve notamment :
| Mode | Résolution | Durée approximative |
|---|---|---|
| PD50 | 320 × 256 | 50 s |
| PD90 | 320 × 256 | 90 s |
| PD120 | 640 × 496 | 126 s |
| PD160 | 512 × 400 | 161 s |
| PD180 | 640 × 496 | 187 s |
| PD240 | 640 × 496 | 248 s |
| PD290 | 800 × 616 | 289 s |
Le PD120 est particulièrement connu des radioamateurs en raison de son utilisation lors de nombreuses opérations SSTV de l’ISS.
Avec 640 × 496 pixels transmis en un peu plus de deux minutes, le résultat est déjà étonnamment détaillé compte tenu de la faible bande passante employée.
Et il en existe beaucoup d’autres !
L’histoire de la SSTV ne s’arrête pas aux quelques modes que nous rencontrons habituellement.
On trouve notamment les familles Wraase SC-1 et SC-2, Pasokon P3, P5 et P7, AVT, les anciens modes noir et blanc et plusieurs formats expérimentaux. Le Pasokon P7, par exemple, transmet une image 640 × 496 mais demande environ 406 secondes, soit près de sept minutes.
Cette diversité s’explique par une recherche permanente de compromis entre quatre paramètres : définition – durée – qualité – résistance aux perturbations.
Que se passe-t-il lorsque le signal SSTV devient mauvais ?
C’est ici qu’apparaît une caractéristique fondamentale de la SSTV analogique.
Il n’y a pas réellement de notion de « fichier correct » ou « fichier incorrect ». Le récepteur dessine l’image au fur et à mesure qu’il reçoit le signal.
Du bruit peut donc produire des points colorés. Une perturbation peut déformer une ligne. Une erreur de synchronisation peut incliner ou décaler l’image.
Mais même avec une transmission médiocre, une partie de la photographie reste souvent reconnaissable.
C’est précisément ce qui différencie profondément la SSTV analogique des systèmes numériques.
SSDV : découpons plutôt le JPEG en paquets
La SSDV (Slow Scan Digital Video) change complètement de philosophie.
L’image n’est plus directement transformée pixel après pixel en fréquences audio. Elle est préalablement encodée sous une forme dérivée du JPEG, puis divisée en petits paquets numériques.
Chaque paquet contient une partie des informations nécessaires à la reconstruction de l’image.
La chaîne devient alors : Image → JPEG adapté → découpage en paquets SSDV → transmission numérique puis : réception des paquets → assemblage → reconstruction de l’image.
La spécification SSDV prévoit notamment des paquets avec correction d’erreurs Reed-Solomon. Dans le format classique avec FEC, 32 octets sont consacrés à cette correction d’erreurs.
Principe de la SSDV : l’image JPEG est découpée en paquets numériques ; même si certains sont perdus, l’image peut être partiellement reconstruite.
Une technique idéale pour les ballons
La SSDV est devenue particulièrement intéressante pour les ballons stratosphériques.
Un ballon peut photographier la Terre puis envoyer progressivement les données de l’image vers plusieurs stations au sol.
Et il n’est pas indispensable qu’une station reçoive seule la totalité de la transmission : dans une infrastructure adaptée, les paquets reçus par plusieurs stations peuvent être réunis.
Le JPEG utilisé par SSDV est également organisé pour faciliter la récupération d’une image lorsque certains paquets sont perdus. La documentation UKHAS décrit précisément cette organisation par blocs JPEG ainsi que le traitement des paquets manquants.
Nous obtenons donc un comportement très différent : SSTV analogique : l’image se dégrade avec le signal.
SSDV : les données correctement reçues restent exactes tandis que les parties correspondant aux paquets irrécupérables peuvent manquer.
Digital SSTV et HamDRM
Une troisième famille mérite notre attention : la SSTV numérique, parfois appelée DSSTV.
Ici encore, on ne transmet plus directement les pixels sous forme de fréquences SSTV. L’image devient un fichier numérique qui est transporté par une modulation numérique adaptée à une liaison radio étroite.
L’une des solutions connues dans le monde radioamateur est HamDRM, dérivée des principes du DRM.
Le logiciel QSSTV, par exemple, permet à la fois l’émission et la réception de SSTV analogique et de HAMDRM, avec compatibilité annoncée avec une grande partie des usages MMSSTV et EasyPal.
La différence avec Martin ou Scottie est fondamentale : nous ne cherchons plus à reproduire approximativement une couleur à partir d’une fréquence reçue, mais à récupérer des données numériques permettant de reconstruire le fichier.
Trois façons de transmettre une image par radio : SSTV analogique, SSDV par paquets et HamDRM numérique.
SSTV, SSDV ou HamDRM ?
Nous pouvons maintenant comparer les trois philosophies.
| Caractéristique | SSTV analogique | SSDV | HamDRM / Digital SSTV |
|---|---|---|---|
| Information | pixels/couleurs | données JPEG par paquets | fichier numérique |
| Transmission | tonalités analogiques | paquets numériques | modulation numérique |
| Image partielle possible | oui | oui | dépend du protocole |
| Dégradation progressive | oui | non, plutôt pertes de données | non, plutôt seuil numérique |
| Correction d’erreurs | non ou très limitée | oui | oui |
| Usage typique | QSO HF/VHF, satellites | ballons | HF numérique |
| Complexité | faible | moyenne | plus élevée |
Il n’existe donc pas un « meilleur » système universel.
Pour transmettre rapidement une image et continuer à voir quelque chose lorsque le signal est médiocre, Robot 36 reste remarquablement efficace.
Afin d’obtenir davantage de détails en SSTV analogique, PD120 ou PD180 sont intéressants.
Pour envoyer des photographies depuis un ballon avec télémétrie et réception distribuée, SSDV est particulièrement bien adaptée.
Enfin, pour rechercher une transmission numérique de fichiers sur HF, HamDRM représente une autre approche.
Comment essayer soi-même ?
L’expérimentation SSTV est aujourd’hui particulièrement accessible.
Une image JPEG ou PNG peut être transformée en audio SSTV par logiciel. Des implémentations libres savent actuellement encoder et décoder Martin, Scottie, Robot, PD, Wraase et même Pasokon. Certaines génèrent simplement un fichier WAV, que l’on peut écouter, transmettre ou injecter dans l’entrée audio d’un émetteur.
À la réception, la sortie audio du récepteur est envoyée vers la carte son. Le logiciel reconnaît le VIS et reconstruit progressivement l’image.
Des solutions comme QSSTV assurent émission et réception SSTV/HamDRM, tandis que des décodeurs existent également directement sous forme de modules pour des logiciels SDR.
Pour la SSDV, la démarche est différente : un encodeur transforme l’image en paquets SSDV et le décodeur reconstitue progressivement le JPEG à partir des paquets reçus. La documentation UKHAS fournit le format des paquets, le format JPEG particulier et le mécanisme de correction Reed-Solomon.
La même photographie, trois philosophies
Imaginons finalement que nous voulions transmettre exactement la même photographie.
En Martin M1, chaque ligne et chaque composante de couleur deviennent une succession de tonalités. Après environ 114 secondes, l’image est terminée.
En PD120, nous utilisons toujours de la SSTV analogique, mais obtenons une image de 640 × 496 pixels après environ 126 secondes.
En SSDV, la photographie est compressée puis découpée en paquets numériques. Le récepteur assemble les morceaux qu’il parvient à récupérer.
Avec HamDRM, enfin, nous sommes encore davantage dans le domaine de la transmission numérique de données : l’objectif est de transporter correctement le fichier plutôt que de reproduire directement le balayage d’une image.
C’est finalement ce qui rend la transmission lente d’images si passionnante pour l’expérimentateur radio.
Derrière une même question — « comment envoyer cette photographie par radio ? » — se cachent des solutions techniques radicalement différentes, inventées à plusieurs décennies d’intervalle.
Et malgré Internet, les smartphones et les transmissions à plusieurs gigabits par seconde, entendre une image arriver lentement dans le haut-parleur puis la voir apparaître ligne après ligne sur l’écran conserve quelque chose d’assez magique.
Pour aller plus loin
Documentation et protocoles
SSTV Handbook — Un ouvrage technique très complet pour approfondir le fonctionnement de la Slow Scan Television, les différents modes, le WEFAX et les transmissions numériques.
https://sstv-handbook.com/
UKHAS — SSDV — Une référence particulièrement intéressante pour comprendre la SSDV : structure des paquets, compression JPEG, paquets manquants et correction d’erreurs Reed-Solomon.
https://ukhas.org.uk/doku.php?id=guides:ssdv
Classic SSTV — PD Modes — Paul Turner, G4IJE, raconte la naissance des modes PD et en fournit les caractéristiques techniques. Indispensable pour comprendre PD90, PD120, PD180 ou PD240.
https://www.classicsstv.com/pdmodes.php
Logiciels pour émettre et décoder
MMSSTV — Windows — L’un des grands classiques de la SSTV radioamateur. Il permet de recevoir, décoder, préparer et transmettre des images dans de nombreux modes SSTV.
https://hamsoft.ca/pages/mmsstv.php
QSSTV — Linux / macOS — Logiciel libre permettant aussi bien l’émission que la réception. Il prend en charge la SSTV analogique mais également HAMDRM/DSSTV.
https://github.com/ON4QZ/QSSTV
Open-SSTV — Windows / Linux / macOS — Projet open source moderne assurant à la fois l’encodage et le décodage. Il prend en charge 22 modes, dont Robot 36, Martin, Scottie, PD, Wraase et Pasokon.
https://github.com/bucknova/Open-SSTV
SSTV Encoder — Android — Une solution très pratique pour transformer directement une photographie du smartphone en signal SSTV. L’application gère notamment Martin 1/2, Robot 36/72, Scottie 1/2/DX et les modes PD50 à PD290. Elle peut également enregistrer le signal produit sous forme de fichier WAV.
https://play.google.com/store/apps/details?id=om.sstvencoder
Robot36 — Android — Le complément naturel de SSTV Encoder pour la réception : le smartphone écoute le signal SSTV et reconstruit progressivement l’image. Le projet est open source.
https://github.com/xdsopl/robot36
Pour les expérimentateurs et développeurs
SSTV Encoder 2 — code source — Le code source de l’encodeur Android constitue également une excellente base pour comprendre comment une image est réellement transformée en signal SSTV.
https://github.com/olgamiller/SSTVEncoder2
sstv-encoder — Kotlin — Une bibliothèque particulièrement intéressante pour l’expérimentation : elle transforme directement les pixels d’une image en signal audio PCM et annonce 35 modes répartis dans huit familles SSTV, dont Martin, Scottie, Robot, PD, Pasokon, Wraase, AVT et les anciens modes monochromes.
https://github.com/SEKY443/sstv-encoder
Open-SSTV — code et ligne de commande — En plus de son interface graphique, Open-SSTV permet d’expérimenter directement avec des fichiers : une image peut être encodée en WAV et un enregistrement SSTV WAV décodé en image PNG. Une excellente base pour comprendre concrètement l’encodage et le décodage SSTV.
https://github.com/bucknova/Open-SSTV
