Python实现图片编码为SSTV音频信号:原理与实操指南

SSTV 示意图

本文已发布至个人博客  使用 Python 将图片编码为 SSTV 音频信号:从原理到实践 – zhangli的个人博客

什么是 SSTV?

慢扫描电视(Slow Scan Television, SSTV) 是一种通过音频信号传输静态图像的技术,广泛应用于业余无线电通信和极地探险等低带宽场景。与传统视频不同,SSTV 需要数秒到数分钟传输单张图片,因此被称为“慢扫描”。

本文将介绍如何使用 Python 和 pysstv 库,将任意图片转换为 SSTV 音频信号,并生成 WAV 文件。

环境准备

1. 安装依赖库

确保已安装以下库:

pip install pysstv Pillow
  • pysstv:SSTV 编码/解码的核心库

  • Pillow:Python 图像处理库

  • 2. 代码准备

    以下是完整的 SSTV 编码代码:

    from pysstv.color import MartinM1
    
    from PIL import Image
    
    def encode_sstv(image_path, output_audio_path):
    
        # 打开图片并预处理
    
        image = Image.open(image_path)
    
        if image.mode != 'RGB':
    
            image = image.convert('RGB')
    
        image = image.resize((320, 256))  # 调整分辨率
    
        
    
        # 创建编码器并生成音频
    
        sstv = MartinM1(image, 44100, 16)
    
        sstv.write_wav(output_audio_path)
    
        print(f"SSTV音频已保存到 {output_audio_path}")
    
    # 使用示例
    
    encode_sstv('input.png', 'output.wav')#修改为图片路径以及输出音频路径

    代码详解

    步骤 1:图像预处理

    SSTV 对图像有严格的格式要求,代码中通过以下步骤完成预处理:

    1. 转换为 RGB 模式
    if image.mode != 'RGB':
    
        image = image.convert('RGB')

    原因:SSTV 需要 RGB 通道数据,非 RGB 格式(如灰度图、RGBA)会导致编码错误。

    2. 调整分辨率
    image = image.resize((320, 256))
  • 分辨率要求:MartinM1 是 SSTV 的一种常见模式,其标准分辨率为 320×256。不同模式可能有不同要求:

  • Robot36: 320×240

  • ScottieS1: 320×256

  • 步骤 2:创建 SSTV 编码器

    sstv = MartinM1(image, 44100, 16)
  • 参数说明

  • image: 预处理后的 PIL 图像对象

  • 44100: 音频采样率(Hz),CD 音质标准值

  • 16: 音频位深(比特),推荐值为 16

  • 支持的 SSTV 模式

    pysstv 提供多种编码模式,例如:

  • MartinM1:广泛使用的彩色模式,传输时间约 114 秒

  • Robot36:黑白模式,传输时间约 36 秒

  • ScottieS1:彩色模式,传输时间约 110 秒

  • 可通过替换 MartinM1 为其他模式类名切换。

    步骤 3:生成音频文件

    ite_wav(output_audio_path)
  • 输出格式:生成 WAV 格式音频文件,可直接通过无线电设备或扬声器播放。


  • 实战演示

    示例 1:编码图片

    假设有一张 input.png,运行代码:

    encode_sstv('input.png', 'output.wav')

    生成的 output.wav 可通过以下方式播放:

  • 使用无线电设备发射

  • 通过扬声器播放并用 SSTV 解码软件,如 QSSTV接收

  • 示例 2:验证音频文件


    说实话画质不好(

    常见问题

    1. 图像颜色失真

    原因:SSTV 的色度带宽较低,无法保留高清色彩细节。

    解决方案:编码前增加图像锐化或对比度增强。

    2. 音频播放无反应

    原因:扬声器或解码软件不支持低频/高频信号。

    解决方案:确保音频设备的频率响应范围包含 1500-2300 Hz。

    3. 编码时间过长

  • 优化技巧:降低采样率(如 22050 Hz),但可能影响解码稳定性。


  • 延伸阅读

  • SSTV 协议规范(https://www.sstv-handbook.com/)

  • pysstv 官方文档(https://github.com/dnet/pysstv)

  • 作者:zhangli_WATNG

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