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technique

Le logiciel permettant cette fonc-tionnalité s’appelle “Multipsk” :c’est un programme téléchar-geable sur le site Internet del’auteur : http://f6cte.free.frA la fin de ce papier sont pré-sentées quelques copies d’écrandu programme.

SSTV numérique : objectifsgénéraux du protocole decompression et de transmis-sion d'image "Run" - Version 1(Copyright © 2005 PatrickLindecker Bures-sur-YvetteFrance)1) Le but n'est pas ici de trans-mettre le fichier binaire d'uneimage déjà compressé mais● de charger un fichier imagesous la forme d'un tableau de"pixels", ● de le compresser de la maniè-re la plus appropriée pour destransmissions radio,● d'assurer sa transmission, puissa réception.2) La transmission de l'imagecompressée doit se faire, préfé-rentiellement, par un modenumérique ne produisant aucuneerreur de transmission. Le Packeten mode connecté répond à cebesoin. La transmission se feradonc entre 2 OM en modePacket "connecté".Cependant, ce protocole pour-ra être également utilisé via desmodes de transmission fiables(comme le PSK63F ou lePSK220F) qui permettront toutde même des transmissionsd'images (même si, du fait deserreurs, l'image peut présenterdes imperfections).3) Un SWL ou un OM à l'écoutedoit pouvoir décoder l'image

numérique, mais avec unrisque d'erreurs puisque lesdonnées mal reçues ne serontpas répétées (en Packet), doncil faut nécessairement que● les changements de lignespuissent être identifiés et défi-nissent le type d'image com-pressé (couleurs, nuances degris ou noir et blanc),● les numéros de lignes soienttransmis.L'unité de compression choisieici est la ligne, ce qui exclut uncodage de type JPEG (transfor-mation DCT sur des blocs de8x8 pixels).4) Un SWL ou un OM à l'écoutedoit pouvoir décoder l'imagealors même que la transmissiona déjà démarré, ce qui exclut descodages prenant en compte desdonnées précédemment trans-mises (codage prédictif), hormiscelles de la ligne courante.5) La transmission pourra sefaire en couleurs, en nuancesde gris ou en noir et blanc (dutype "fax HF").6) En couleurs et en nuances degris, la compression ne doitaffecter que très faiblement laqualité de l'image (différenceentre l'original et la copie nondiscernable sans examen précis).En noir et blanc, il ne doit pas yavoir de perte due à la com-pression (copie identique àl'original, ceci pour trans-mettre, par exemple, des sché-mas électroniques).7) La taille de l'image transmisedoit être comprise entre 8x6 et320x256 (ce dernier formatétant celui utilisé en SSTV ana-logique classique).Nota 1 : le taux de compres-sion est toujours rapporté à une

image où chaque pixel est codésur 24 bits (format classiqueBMP "bitmap 24 bits").Par exemple, une image cou-leur 40 x 30 sera codée initia-lement (avant compression) sur28800 (40 x 30 x 24) bits.

Nota 2 : ces objectifs limitent lechoix de la méthode de com-pression à des méthodes simples.Celle choisie est appelée RLE("Run Length Encoding" ou, enfrançais "Codage par plage")d'où le nom de ce protocole :"Run". Les taux de compression obte-nus sont donc intéressants maismodestes : typiquement 3,5pour des images couleurs, 7 ennuances de gris, 25 en noir etblanc, plus faible pour desimages photographiques et plusfort pour des images synthé-tiques. Par ailleurs, plus l'imageest petite, plus le taux de com-pression est faible, et inverse-ment.

Spécifications détaillées du protocole de compression etde transmission d'image "Run"I) Procédé pour la compressionet la transmission d'une imageen couleursNotations<L> : largeur de l'image (limitée à 320 pixels) expriméepar 3 chiffres<H> : hauteur de l'image (limitée à 256 pixels) expriméepar 3 chiffresY : composante "Luminance Y"sur 8 bits initialementCb : composante "ChrominanceCb" sur 8 bits initialementCr : composante "ChrominanceCr" sur 8 bits initialement

Opérations :1) Après avoir ouvert le fichierau format BMP (ou JPG maistransformé par le programmeen "bitmap"), on commencepar transformer les pixels expri-més à l'aide des 3 couleurs fon-damentales R (Rouge), V (Vert),B (Bleu) en composantes Lumi-nance Y et Chrominances Cb,Cr (comme en compressionJPEG).2) Pour chacune des compo-santes Y, Cb, Cr, on passe d'uneamplitude sur 8 bits à uneamplitude sur 5 bits (en deçàde 5 bits l'image est altérée),soit pour 0 : "00000" et pour 31 :"11111".Nota : la faible dégradation del'image tient donc au passagede 16.777.216 couleurs à32.768 couleurs, en mode cou-leurs ou de 256 à 32 nuancesde gris en mode "dégradés degris".3) L'unité de base supportant lacompression étant la ligne, onrépète cette opération autantde fois qu'il y a de pixels sur laligne.A ce niveau, on dispose doncpour chaque ligne de 3 chaînesbinaires (une par composanteY, Cb et Cr) composées d'am-plitudes comprises entre 0 et31. Pour une composante (Y,Cbou Cr), il y a autant d'ampli-tudes que de pixels dans laligne.Exemple : "1 1 1 1 1 1 1 5 5 64 2 2 2 2...".4) Pour chacune des 3 compo-santes de chaque ligne, oneffectue le traitement RLE ("RunLength Encoding") suivant :On détermine le nombre d'am-plitudes (N) successives demême valeur et on fait précé-der cette valeur du nombre Net du bit 0. De même, on déter-mine le nombre (N) d'ampli-tudes successives correspon-dant à des valeurs toujours dif-férentes et on fait précéder cesvaleurs du nombre N et du bit 1.

PROTOCOLE DE TRANSMISSIOND’IMAGES NUMÉRIQUESF6CTE, Patrick LINDECKER

Dans cet article, je décris un protocole de transmission d’images numériquesappelé “Run” qui a pour principales originalités, d’une part, de pouvoir s’intégrer dans un texte et, d’autre part, de pouvoir être décodé à n’importequel moment en cours de la transmission. Les modes de transmission supportant ce protocole sont, actuellement, le Packet (300 et 1200 bauds),le PSK63F et le PSK220F.

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RADIO-REF N°780 - septembre 2005

Le nombre N maximum corres-pond à 2L -1 (par exemple,"111" si L=3). Le nombre N=0n'est jamais, évidemment, utilisé.La longueur L du nombre Npeut varier entre 3 et 6 bits.Chaque longueur L est testéevis-à-vis du critère de meilleurtaux de compression puis stoc-kée sur 2 bits ("00" pour 3 bits à"11" pour 6 bits).Exemple : "1 1 1 1 1 1 1 5 5 64 2 2 2 2..." s'écrit (en décimal)après traitement : "0 7 1 0 2 5 1 2 6 4 0 4 2, "0 7 1" s'écrivant en binaire, siL=3 : "000000001" et si L=4 :"0011100001".5) Une ligne, sous forme binai-re (appelée "LB" par la suite),est composée des éléments sui-vants :* le signal de début d'une ligneen couleurs :"100000000000000000001"(19 "0"),* le numéro de ligne (entre 1 et256 sur 8 bits : "00000000"pour 1 et "11111111" pour 256),* le nombre N (2 bits),* la chaîne binaire luminance Y,* la chaîne binaire chrominanceCb,* la chaîne binaire chrominanceCr.6) Il faut maintenant transmettrel'image sous forme binaire.Avant cela, il faut prévenir lecorrespondant ou ceux à l'écou-te de l'envoi d'une image.Pour cela, l'image doit être pré-cédée d'un préfixe, du type,"Run<CHR(1)><L>x<H>C"pour une image couleurs ("C")de dimensions <L>x<H>, utili-sant le protocole "Run". Par exemple, le préfixe"Run320x256C" pourrait êtregénéré par le programme.

Sur réception de ce préfixe, leprogramme passe en mode"décodage d'une image numé-rique" et n'interprète plus lesbits reçus comme étant dutexte.Note : ce préfixe a uniquementun caractère informatif pour lesOM et SWL à l'écoute. En effet,comme, par hypothèse, le déco-dage peut démarrer durant latransmission de l'image, d'autreséléments doivent permettre deretrouver les caractéristiques del'image :* les signaux de début de ligne

fournissent le type d'image(couleurs, nuances de gris ounoir et blanc) et permettent auprogramme de passer en mode"décodage d'une image numé-rique",* le nombre de lignes est déduitde la réception du signal de find'envoi de l'image,* la largeur des lignes en pixelsest déduite au décodage.Les règles sur ce préfixe sont les suivantes :* les 3 premiers caractères im-primables ("Run") sont fixes. Ilssont suivis du caractère nonimprimable fixe CHR(1). Ces 4caractères permettent de discri-miner l'envoi d'une image decelui d'un texte.Nota : pour donner plus declarté au texte et pour amélio-rer la synchronisation, on feraprécéder ces caractères de sixespaces.* ils sont suivis du format del'image qui est composé d'unnombre formé de 3 chiffres("040", par exemple), représen-tant la largeur de l'image (<L>),suivi du signe "x" (petit "X")suivi d'un nombre formé de 3chiffres ("030", par exemple),représentant la hauteur del'image (<H>).La largeur de l'image doit êtrecomprise entre "008" et "320",sa hauteur entre "006" et "256",* la lettre suivante (obligatoire)vaut "C" s'il s'agit d'une imagecouleurs, "G" pour une imageen nuances de gris, "B" pourune image en noir et blanc.Un espace est transmis aprèscette dernière lettre. Il est justedestiné au décodage de cecaractère.Nota : en préalable au préfixe,on pourra, éventuellement,envoyer une description suc-cincte de l'image ou un com-mentaire.7) Une fois le préfixe envoyé,on envoie les lignes binaires(LB) de la ligne 1 à la dernièreligne (≤256) puis deux fois lesignal de fin d'envoi de l'imageavec le bit "0" entre les 2 :"100000000000000000000000001" (25 "0") puis "0" puis"100000000000000000000000001".Nota : au cours de la réceptiond'une image, si l'on n'a pasdécodé de signaux de fin d'en-voi ou de début de ligne durant

30 secondes, le programmerepasse en réception de texte.Le décodage se fera, bien sûr,dans le sens inverse du codage,à partir de la chaîne binairecomprise entre deux signauxde début de ligne (cf. 5) ) ouentre le dernier signal de débutde ligne et le signal de fin d'en-voi de l'image (cf. 7) ).

II) Procédé pour la compres-sion et la transmission d'uneimage en niveaux de grisPréliminaire : on part toujoursd'une image couleur 24 bits.Il s'agit du même procédé quepour la compression d'imagesen couleurs, excepté les élé-ments suivants :* seule la chaîne Luminance (Y)est transmise. Lors du décoda-ge, on considérera que leschrominances (Cb et Cr) sontégales à 128,* le signal de début d'une ligneen nuances de gris est :"10000000000000000001" (18 "0"),* le préfixe sera du type"Run<CHR(1)><L>x<H>G"("Run320x256G", par exemple)(avec six espaces devant).

III) Procédé pour la compres-sion d'une image et la trans-mission d'une image en noir etblanc (du type "Fax HF")Préliminaire : on part toujoursd'une image couleur 24 bits.Opérations :1) Après avoir ouvert le fichierau format BMP (ou JPG maistransformé par le programmeen "bitmap"), on commencepar transformer les pixels expri-més à l'aide des 3 couleurs fon-damentales R (Rouge), V (Vert),B (Bleu) en composantesLuminance Y et ChrominancesCb, Cr (comme en compressionJPEG).2) Sur la composante Y, on défi-nit un niveau binaire "0" si leniveau de Y est <=127 et unniveau binaire "1" si le niveaude Y est >=128.L'unité de base supportant lacompression étant la ligne, onrépète cette opération autantde fois qu'il y a de pixels sur laligne. On va donc obtenir unesuite binaire, par exemple :"11111100000...".3) On effectue le traitementRLE ("Run Length Encoding")suivant :

On détermine le nombre debits (N) successifs de mêmevaleur et on fait précéder cettevaleur du nombre N et du bit 0.De même, on détermine lenombre de bits (N) successifscorrespondant à des valeurs debits toujours différentes et onfait précéder ces bits (en fait lepremier bit suffit) du nombre Net du bit 1. La longueur L du nombre Npeut varier entre 3 et 6 bits.Chaque longueur L est testéevis-à-vis du critère de meilleurtaux de compression puis stoc-kée sur 2 bits ("00" pour 3 bits à"11" pour 6 bits).S'il s'agit d'une chaîne de bitsdifférents, on code le premierbit (les autres bits se déduisanttrivialement).Le nombre N maximum corres-pond à 2L -1 (par exemple,"111" si L=3). Le nombre N=0n'est jamais, évidemment, utilisé.Si la longueur d'une chaîne debits identiques est inférieure aumaximum (2L -1 ), le bit suivantune chaîne de bits identiquesn'est pas codé (puisque savaleur est triviale) et de mêmepour une chaîne de bits diffé-rents.Exemple : "1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0"s'écrit (en décimal) après traite-ment : "0 7 1 0 4 1 1 2 1 1 2 1",et en binaire, si L=4 : "001111 001001 100101100101"Nota : il y a, de ce fait, uneambiguïté sur la position dudernier bit. Un pixel noir sup-plémentaire peut donc, éven-tuellement, apparaître en fin deligne. Cependant, le programmepourra, après considération deplusieurs lignes, déterminer lavraie longueur de ligne et sup-primer ce pixel.4) Une ligne, sous forme binaire(appelée "LB" par la suite), estcomposée des éléments sui-vants :* le signal de début d'une ligneen noir et blanc est :"1000000000000000001" (17 "0"),* le numéro de ligne (entre 1 et256 sur 8 bits : "00000000"pour 1 et "11111111" pour 256),* le nombre N (2 bits),* la chaîne binaire luminanceY.

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5) Il faut maintenant transmettrel'image sous forme binaire.Avant cela, il faut prévenir lecorrespondant de l'envoi d'uneimage. Pour cela, l'image doit êtreprécédée d'un préfixe, parexemple : "Run320x256B" pourune image noir et blanc ("B") dedimensions 320x256, utilisantle protocole de compression"Run" (avec six espaces devant).Les règles sur ce préfixe ont étédonnées précédemment.6) Une fois le préfixe envoyé,on envoie les lignes binaires(LB) de la ligne 1 à la dernièreligne (≤256) puis deux fois lesignal de fin d'envoi de l'imageavec le bit "0" entre les 2 : "100000000000000000000000001" (25 "0") puis "0" puis"100000000000000000000000001".Nota : au cours de la réceptiond'une image, si l'on n'a pasdécodé de signaux de fin d'en-voi ou de début de ligne durant30 secondes, on repasse enréception de texte.

Lors du décodage, on considé-rera que les chrominances (Cbet Cr) sont égales à 128.

IV) Notes générales1) Les 3 signaux de début deligne et le signal de fin d'envoide l'image (bit 1 X bit 1 avec Xcomposé de 17, 18, 19 ou 25bits "0") sont complètement liésau protocole décrit précédem-ment puisqu’ils permettent dedétecter les différents typesd'image (couleurs, nuances degris et noir et blanc) ainsi quela fin d'envoi de l'image.Donc, ces 4 séquences de bitsdoivent être uniques sur lesmodes de transmission (commeen PSK63F et en PSK220F) oùle protocole "Run" est utilisé. Nota : la probabilité de rencon-trer ces séquences de bits esttrès faible et celle d'être validépar le "Chek-Sum" en Packet esttotalement négligeable.2) Actuellement la versionMultipsk 3.9 implante ce proto-cole uniquement sur les modesPSK63F, PSK220F et Packet(300 et 1200 bauds).

microphone oreilletteLe Coréen Samsung a fabriqué uneoreillette Bluetooth pour téléphonemobile intégrant un microphone et

un haut-parleur. Originalité: lemicrophone ne capte pas les sons

véhiculés dans l'air, mais par laboîte crânienne du porteur. Cette

technique dite de "conductionosseuse" permet de filtrer jusqu'à

90% des perturbations sonores pourne transmettre que la parole du

locuteur et ce dans les environne-ments les plus bruyants.

conduits de lumièreDes sociétés ont construit des

conduits de lumière souples permettant de guider la lumière

issue de la puce lumineuse placéesur son circuit imprimé jusqu'à un

panneau pouvant être distant de100 à 250 mètres.

Fabricant Lumex ou Optosource.

diode Schottky + transistor Mos

Toshiba a fabriqué un transistorMos intégrant sur la même puce

une diode Schottky, créant ainsi unnouveau composant baptisé

MOSBD. Cette première mondiale permettraitd'augmenter le niveau d'intégration

des applications portables et le rendement des convertisseurs de

tension.

BRÈVES

BXC

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