ntsc pal bw minimal

import%20marimo%0A%0A__generated_with%20%3D%20%220.25.1%22%0Aapp%20%3D%20marimo.App()%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20import%20os%0A%20%20%20%20import%20urllib.request%0A%20%20%20%20import%20numpy%20as%20np%0A%20%20%20%20import%20matplotlib.pyplot%20as%20plt%0A%20%20%20%20import%20scipy.signal%20as%20signal%0A%0A%20%20%20%20%23%20If%20the%20recording%20isn't%20in%20the%20current%20directory%20it%20gets%20downloaded%20from%20GitHub%2C%20which%20is%20also%20how%20the%20web-based%20marimo%20notebook%20gets%20it%0A%20%20%20%20filename%20%3D%20'ntsc_remy_10MHz_5925Hz_500ksamples_cf32.iq'%0A%20%20%20%20if%20os.path.exists(filename)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20x%20%3D%20np.fromfile(filename%2C%20dtype%3Dnp.complex64)%0A%20%20%20%20else%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20x%20%3D%20np.frombuffer(urllib.request.urlopen('https%3A%2F%2Fraw.githubusercontent.com%2F777arc%2FPySDR%2Frefs%2Fheads%2Fmaster%2Ffigure-generating-scripts%2F'%20%2B%20filename).read()%2C%20dtype%3Dnp.complex64)%0A%20%20%20%20return%20np%2C%20plt%2C%20signal%2C%20x%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20sample_rate%20%3D%2010e6%0A%20%20%20%20color_subcarrier_freq%20%3D%203.579545e6%20%23%20NTSC.%20higher%20than%20luma%20carrier%2C%20not%20relative%20to%20center%20freq%0A%20%20%20%20%23%20color_subcarrier_freq%20%3D%204.43361875e6%20%23%20PAL%20and%20SECAM%0A%20%20%20%20relative_audio_subcarrier_freq%20%3D%203.5e6%20%23%20the%20audio%20might%20show%20up%20at%205.5%2C%206.0%2C%20or%206.5%20MHz%0A%0A%20%20%20%20%23%20NTSC%20constants%0A%20%20%20%20samples_per_line%20%3D%20508%0A%20%20%20%20lines_per_frame%20%3D%20525%0A%20%20%20%20refresh_Hz%20%3D%2030.0%2F1.001%20%23%20almost%20exactly%2029.97%20%23%20not%20exactly%2030%20Hz!!%20makes%20difference%0A%0A%20%20%20%20%23%20PAL%20constants%0A%20%20%20%20%23samples_per_line%20%3D%20512%0A%20%20%20%20%23lines_per_frame%20%3D%20625%20%23%20(576%20visible%20lines)%0A%20%20%20%20%23refresh_Hz%20%3D%2025%0A%0A%20%20%20%20samples_per_frame%20%3D%20samples_per_line%20*%20lines_per_frame%20%2F%2F%202%20%23%20NTSC's%20vertical%20sync%20repeats%20every%20field%20(half-frame)%2C%20not%20every%20full%20frame%0A%20%20%20%20print(%22Samples%20per%20frame%3A%22%2C%20samples_per_frame)%0A%20%20%20%20line_Hz%20%3D%20refresh_Hz%20*%20lines_per_frame%0A%20%20%20%20return%20line_Hz%2C%20sample_rate%2C%20samples_per_frame%2C%20samples_per_line%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(np%2C%20plt%2C%20sample_rate%2C%20x)%3A%0A%20%20%20%20%23%20PSD%20of%20raw%20RF%0A%20%20%20%20plt.rcParams%5B'svg.fonttype'%5D%20%3D%20'none'%0A%20%20%20%20_PSD%20%3D%2010*np.log10(np.abs(np.fft.fftshift(np.fft.fft(x)))**2%20%2F%20(len(x)*sample_rate))%0A%20%20%20%20_f%20%3D%20np.linspace(sample_rate%2F-2%2C%20sample_rate%2F2%2C%20len(_PSD))%0A%20%20%20%20_n%20%3D%204096%0A%20%20%20%20_step%20%3D%20len(_PSD)%20%2F%2F%20_n%0A%20%20%20%20_PSD_plot%20%3D%20_PSD%5B%3A_step*_n%5D.reshape(_n%2C%20_step).mean(axis%3D1)%0A%20%20%20%20_f_plot%20%3D%20_f%5B%3A_step*_n%5D.reshape(_n%2C%20_step).mean(axis%3D1)%0A%20%20%20%20fig1%2C%20_ax%20%3D%20plt.subplots()%0A%20%20%20%20_ax.plot(_f_plot%20%2F%201e6%2C%20_PSD_plot)%0A%20%20%20%20_ax.grid()%0A%20%20%20%20_ax.set_xlim(-4%2C%204)%0A%20%20%20%20_ax.set_ylim(-30%2C%2015)%0A%20%20%20%20_ax.set_xlabel(%22Frequency%20%5BMHz%5D%22)%0A%20%20%20%20_ax.set_ylabel(%22PSD%20%5BdB%5D%22)%0A%20%20%20%20%23if%20os.path.isdir('..%2F_images')%3A%0A%20%20%20%20%23%20%20%20%20fig1.savefig('..%2F_images%2Ffpv_psd_raw_rf.svg'%2C%20bbox_inches%3D'tight')%0A%20%20%20%20fig1%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(np%2C%20x)%3A%0A%20%20%20%20x_demod%20%3D%20np.angle(x%5B1%3A%5D%20*%20np.conj(x%5B%3A-1%5D))%20%23%20FM%20demodulation%0A%20%20%20%20return%20(x_demod%2C)%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(np%2C%20plt%2C%20sample_rate%2C%20x_demod)%3A%0A%20%20%20%20%23%20PSD%20of%20FM%20demodulated%20signal%0A%20%20%20%20plt.rcParams%5B'svg.fonttype'%5D%20%3D%20'none'%0A%20%20%20%20_PSD%20%3D%2010*np.log10(np.abs(np.fft.fftshift(np.fft.fft(x_demod)))**2%20%2F%20(len(x_demod)*sample_rate))%0A%20%20%20%20_f%20%3D%20np.linspace(sample_rate%2F-2%2C%20sample_rate%2F2%2C%20len(_PSD))%0A%20%20%20%20_n%20%3D%202**14%0A%20%20%20%20_step%20%3D%20len(_PSD)%20%2F%2F%20_n%0A%20%20%20%20_PSD_plot%20%3D%20_PSD%5B%3A_step*_n%5D.reshape(_n%2C%20_step).mean(axis%3D1)%0A%20%20%20%20_f_plot%20%3D%20_f%5B%3A_step*_n%5D.reshape(_n%2C%20_step).mean(axis%3D1)%0A%20%20%20%20fig2%2C%20_ax%20%3D%20plt.subplots()%0A%20%20%20%20_ax.plot(_f_plot%20%2F%201e6%2C%20_PSD_plot)%0A%20%20%20%20_ax.grid()%0A%20%20%20%20_ax.set_xlim(0%2C%204.7)%0A%20%20%20%20_ax.set_ylim(-110%2C%20-30)%0A%20%20%20%20_ax.set_xlabel(%22Frequency%20%5BMHz%5D%22)%0A%20%20%20%20_ax.set_ylabel(%22PSD%20%5BdB%5D%22)%0A%20%20%20%20%23if%20os.path.isdir('..%2F_images')%3A%0A%20%20%20%20%23%20%20%20%20fig2.savefig('..%2F_images%2Ffpv_psd_after_fm_demod.svg'%2C%20bbox_inches%3D'tight')%0A%20%20%20%20fig2%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(np%2C%20plt%2C%20sample_rate%2C%20x_demod)%3A%0A%20%20%20%20%23%20PSD%20of%20FM%20demodulated%20signal%2C%20zooming%20into%20the%20low%20freq%20harmonics%0A%20%20%20%20_PSD%20%3D%2010*np.log10(np.abs(np.fft.fftshift(np.fft.fft(x_demod)))**2%20%2F%20(len(x_demod)*sample_rate))%0A%20%20%20%20_f%20%3D%20np.linspace(sample_rate%2F-2%2C%20sample_rate%2F2%2C%20len(_PSD))%0A%20%20%20%20fig3%2C%20_ax%20%3D%20plt.subplots()%0A%20%20%20%20_ax.plot(_f%20%2F%201e6%2C%20_PSD)%0A%20%20%20%20_ax.grid()%0A%20%20%20%20_ax.set_xlim(0%2C%200.1)%0A%20%20%20%20_ax.set_ylim(-70%2C%20-20)%0A%20%20%20%20_ax.set_xlabel(%22Frequency%20%5BMHz%5D%22)%0A%20%20%20%20_ax.set_ylabel(%22PSD%20%5BdB%5D%22)%0A%20%20%20%20%23if%20os.path.isdir('..%2F_images')%3A%0A%20%20%20%20%23%20%20%20%20fig3.savefig('..%2F_images%2Ffpv_psd_after_fm_demod_harmomics.svg'%2C%20bbox_inches%3D'tight')%0A%20%20%20%20fig3%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(plt%2C%20x_demod)%3A%0A%20%20%20%20%23%20nice%20shot%20of%20the%20start%20of%20a%20frame%20and%20several%20lines%0A%20%20%20%20_offset%20%3D%20146880%0A%20%20%20%20_length%20%3D%2020000%0A%20%20%20%20fig4%2C%20_ax%20%3D%20plt.subplots(figsize%3D(12%2C%203))%0A%20%20%20%20_ax.plot(x_demod%5B_offset%3A_offset%2B_length%5D)%0A%20%20%20%20_ax.set_xlabel(%22Sample%22)%0A%20%20%20%20_ax.set_ylabel(%22Amplitude%22)%0A%20%20%20%20%23if%20os.path.isdir('..%2F_images')%3A%0A%20%20%20%20%23%20%20%20%20fig4.savefig('..%2F_images%2Ffpv_time_domain.svg'%2C%20bbox_inches%3D'tight')%0A%20%20%20%20fig4%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(plt%2C%20samples_per_line%2C%20x_demod)%3A%0A%20%20%20%20%23%20zoomed%20into%201%20line%0A%20%20%20%20_offset%20%3D%20400%0A%20%20%20%20_length%20%3D%20samples_per_line%20%2B%20150%0A%20%20%20%20fig5%2C%20_ax%20%3D%20plt.subplots(figsize%3D(12%2C%203))%0A%20%20%20%20_ax.plot(x_demod%5B_offset%3A_offset%2B_length%5D)%0A%20%20%20%20_ax.set_xlabel(%22Sample%22)%0A%20%20%20%20_ax.set_ylabel(%22Amplitude%22)%0A%20%20%20%20%23if%20os.path.isdir('..%2F_images')%3A%0A%20%20%20%20%23%20%20%20%20fig5.savefig('..%2F_images%2Ffpv_time_domain_one_line.svg'%2C%20bbox_inches%3D'tight')%0A%20%20%20%20fig5%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(%0A%20%20%20%20line_Hz%2C%0A%20%20%20%20np%2C%0A%20%20%20%20plt%2C%0A%20%20%20%20sample_rate%2C%0A%20%20%20%20samples_per_frame%2C%0A%20%20%20%20samples_per_line%2C%0A%20%20%20%20signal%2C%0A%20%20%20%20x_demod%2C%0A)%3A%0A%20%20%20%20%23%20Filter%20out%20audio%20from%20demodded%20signal%0A%20%20%20%20h%20%3D%20signal.firwin(301%2C%203e6%2C%20fs%3Dsample_rate)%20%23%20for%20the%2010%20Mhz%20recording%0A%20%20%20%20x_video%20%3D%20np.convolve(x_demod%2C%20h%2C%20'same')%0A%0A%20%20%20%20%23%20Resample%20luma%20and%20chroma%20to%20exactly%20L%20samples%20per%20line%0A%20%20%20%20resampling_rate%20%3D%20samples_per_line%20%2F%20(sample_rate%20%2F%20line_Hz)%0A%20%20%20%20resampling_rate%20*%3D%201.00003%20%23%20fixes%20the%20drift%2C%20not%20100%25%20sure%20where%20it%20comes%20from%2C%20perhaps%20sample%20clock%20offset%0A%20%20%20%20x_video%20%3D%20signal.resample(x_video%2C%20int(len(x_video)*resampling_rate))%0A%20%20%20%20print(%22Resampling%20rate%3A%22%2C%20resampling_rate)%0A%0A%20%20%20%20%23%20crop%20to%201%20frames%20worth%20of%20samples%0A%20%20%20%20if%20True%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20manually_tuned_offset%20%3D%20122250%20%23%20for%20both%20frame%20sync%20and%20horizontal%20sync%0A%20%20%20%20%20%20%20%20x_video%20%3D%20x_video%5Bmanually_tuned_offset%3Amanually_tuned_offset%2Bsamples_per_frame%5D%0A%0A%20%20%20%20%23%20reshape%20into%202D%0A%20%20%20%20x_video%20%3D%20x_video%5B%3Alen(x_video)%20-%20(len(x_video)%20%25%20samples_per_line)%5D%20%23%20trim%20to%20multiple%20of%20samples_per_line%0A%20%20%20%20frame%20%3D%20x_video.reshape(-1%2C%20samples_per_line)%20%23%20type%3A%20ignore%0A%0A%20%20%20%20%23%20Normalize%20to%200-255%20and%20convert%20to%20uint8%0A%20%20%20%20frame_norm%20%3D%20frame%20-%20np.min(frame)%0A%20%20%20%20frame_norm%20%3D%20frame_norm%20%2F%20np.max(frame_norm)%0A%20%20%20%20frame_uint8%20%3D%20(frame_norm%20*%20255).astype(np.uint8)%0A%0A%20%20%20%20%23%20Display%20as%20single%20image%20with%20fixed%20scaling%0A%20%20%20%20fig6%2C%20_ax%20%3D%20plt.subplots()%0A%20%20%20%20_ax.imshow(frame_uint8%2C%20cmap%3D'gray'%2C%20aspect%3D'auto'%2C%20vmin%3D0%2C%20vmax%3D255)%0A%20%20%20%20_ax.axis('off')%0A%20%20%20%20%23if%20os.path.isdir('..%2F_images')%3A%0A%20%20%20%20%23%20%20%20%20fig6.savefig('..%2F_images%2Ffpv_image_no_sync.svg'%2C%20bbox_inches%3D'tight')%0A%20%20%20%20%23%20%20%20%20fig6.savefig('..%2F_images%2Ffpv_image_one_frame.svg'%2C%20bbox_inches%3D'tight')%0A%20%20%20%20fig6%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(plt)%3A%0A%20%20%20%20%23%20Kept%20in%20its%20own%20cell%2C%20otherwise%20marimo%20would%20display%20the%20figures%20twice%0A%20%20%20%20plt.show()%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0Aif%20__name__%20%3D%3D%20%22__main__%22%3A%0A%20%20%20%20app.run()%0A