2022-04-15

Video over HF 構想

Video on HF 構思:

能在短波上面運作的業餘模式,最早有 CW (Morse Code), AM Phone, SSB Phone,以及後來的 RTTY/SSTV 甚至是 FAX。如今已是 2022 年,是時候在短波上挑戰 Fast Scan TV 啦!

DRM 傳輸模式:

在短波上廣播較大資料量 (> 9600bps) 的其中一個方式就是 DRM 廣播,DRM 廣播模式標準中制定了好幾種調變模式,對應不同傳播方式的需求。

DRM 不同模式的對應速率 (Source: Wikipedia)

理論上選擇 Mode B, Protection Class 3 的 27.4kbps 應該是足夠的。不過,由於信號是 10 或 20kHz 寬,和窄頻 FM 語音差不多,所以使用可能會被限制在 10m (28 & 29MHz) 頻段。

視訊/音訊編碼選擇:

規格:

  • 視訊:
    • 320x180 (16:9) / 240x180 (4:3) / 180x180 (1:1)
    • 10fps (VFR), YUV420, Buffer size < 32k
    • H.265 Codec, Main Profile, 16kbps
  • 音訊:
    • OPUS, 8kbps Mono

音訊編碼的部份,由於 OPUS 這類編碼器在低位元率 (< 16kbps) 的音質夠好了,因此直接選擇 8kbps 的 OPUS。

至於視訊編碼,就有點完蛋了。以 320x180 的解析度來說,320 * 180 * 1.5 (YUV420) 每張畫面總共有 84.375KiB,而每秒有 10fps,所以每秒原始資料有 843.75KiB/s!因此壓縮率必須高達 421.875 倍的壓縮,理所當然的輸出品質不可能好到哪裡去。

即使目前的視訊編碼(H.265, AV1 等)很強大了,但面對這種低到靠腰的位元率來說依然很困難。

如果想要自己編碼看看影片檔案,參考一下出來的視訊畫質,可以使用這裡的 FFmpeg 腳本: https://gist.github.com/NeoChen1024/0d12d63b545717ed781e63a20cbbf1de

硬體:

由於需要在 Host 上即時編碼 H.265 到這麼低的位元率,還想盡量保持品質,於是至少需要 AMD Ryzen 5 4500U 這種等級的 CPU 效能。RF 部份,由於發射頻寬大約 10/20kHz,基本上只能找 SDR TX 了。

命名:

我也不知道這個模式應該叫什麼好,也許應該說是 "Video DRM" 或 "ATV DRM" 之類的吧。

人員:

這樣一個專案明顯是我這種平凡大學生寫不出來的,所以還是得找到願意一起來搞這些玩意的人。有興趣參與的話,可以在 Telegram 或是其他管道聯繫我。

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