INSTITUTO SUPERIOR
TÉCNICO
Ano lectivo de 2005/2006 - 2º Semestre
2ª Época - 8 de Julho de 2006
(sábado) - 9 h
LERCI: As
notas desta prova sairão até às 17 h
do
dia 13 de Julho (5ª feira) na página
Web da cadeira e a revisão de provas
será às 17.30 h do dia 13 de Julho (5ª feira) na
sala 0.15.
LEEC: As
notas desta prova sairão até às 17 h
do
dia 12 de Julho (4ª feira) na página
Web da cadeira e a revisão de provas
será às 18 h do dia 12 de Julho (4ª feira) no
Laboratório de
Telecomunicações 4.
I (1,5 + 0,5 + 1 val.)
Considere
um sistema de televisão analógica.
a)
Deduza,
justificando, uma expressão para calcular a largura de banda do
sinal de vídeo considerando
que este sistema usa imagens progressivas (e não
entrelaçadas) e que a
‘resolução’ horizontal é superior à
‘resolução’ vertical em termos subjectivos
em p %.
b)
Indique,
justificando, qual a relação entre a largura do sistema
acima e um sistema em
tudo semelhante menos no facto de as imagens serem entrelaçadas
com 2 campos, ainda
que tendo o mesmo número total de linhas por imagem. (R: Banda
igual)
c)
Indique
quais as vantagens (1) e desvantagens (1) de usar imagens
entrelaçadas com 3
campos (e não com 2 campos como usualmente) se se mantiver o
número de imagens
por segundo, por exemplo 25 imagens por segundo.
II (1 + 1 + 1 val.)
Considere
uma transmissão de telecópia usando o Método de
READ Modificado, a 3600 bit/s,
para páginas com 2000 linhas, cada uma com 1728 amostras.
Suponha que, em
média, cada linha tem 70% dos pixels brancos.
a)
Supondo
que as linhas codificadas unidimensionalmente têm um factor de
compressão médio
de 12 para os comprimentos pretos, que a codificação dos
comprimentos pretos
alcança, em média, metade da compressão dos
comprimentos brancos e que a
codificação bidimensional dá origem a factores de
compressão, em média 50% mais
elevados em relação à codificação
unidimensional, indique qual o valor mínimo
de k que pode ser usado para protecção contra erros (1
linha
unidimensionalmente codificada em cada k transmitidas), sabendo que se
deseja,
no mínimo, um factor de compressão global médio de
30. (R: Nenhum k é possível)
b)
Considerando
os factores de compressão da alínea anterior, indique
agora qual o valor máximo
de k que se pode usar supondo que se pretende garantir
ressincronização, em média,
pelo menos uma vez em cada 2500 bits de dados. (R: 39)
c)
Supondo
que o sistema descrito na alínea a) está a operar com k=
2 e TMVL = 0 ms,
indique qual o custo adicional no tempo de transmissão de uma
página (em
média), quando se passa a usar um fax com TMVL = 30 ms, sabendo
que quer para
as linhas codificadas unidimensionalmente, quer para as linhas
codificadas
bidimensionalmente, há 25% das linhas que gastam, em
média, apenas 75% do número
mínimo de bits para TMVL = 30 ms. (R: 3,75)
III (1 + 1 + 1 + 1 val.)
a)
Qual o
número
médio de bits por pixel (considerando luminância e
crominâncias) que se gasta
numa imagem 4:2:0 a 8 bit/amostra quando codificada com um factor de
compressão
global (luminância e crominâncias) de 16 ? E se o factor de
compressão for 20
para a luminância e 12 para as crominâncias ? (R: 0,75 e
0,733)
b)
Qual a
diferença entre um sistema de codificação de
imagem com perdas e sem perdas ?
Qual dos 2 sistemas é tipicamente mais importante/usado ?
Porquê ?
c)
Indique
um impacto normativo e um não-normativo na
codificação de imagem fotográfica
JPEG do facto do ser humano é menos sensível às
altas frequências que às baixas
frequências ?
d)
Porque
se
usa codificação entrópica em muitos codificadores
de fonte, nomeadamente também
nos codificadores JPEG ? Qual a grande desvantagem da
codificação entrópica em
ambientes móveis ?
IV (2,5 val.)
Suponha
que é contactado por uma empresa que pretende instalar um
sistema de
videoconferência entre as suas sedes nas várias capitais
Europeias usando
linhas com o menor débito médio possível para a
qualidade de imagem considerada
aceitável. O atraso
aquisição-visualização máximo
aceitável é de 150 ms. A
resolução a usar é a resolução CIF -
352x288 (Y) e 176´144 (CB, CR) - a 25 Hz
(8 bit/amostra). Supondo que tem à sua disposição,
oferecendo a qualidade de
vídeo considerada aceitável:
1.
Um
sistema H.263 que lhe oferece factores de compressão
médios de 15 e 25 para a
luminância e crominâncias, respectivamente; os factores de
compressão críticos
(imagens mais difíceis) são 8 e 10 para a
luminância e crominâncias,
respectivamente.
2.
Um
sistema MPEG-2 Vídeo com N = M = 3 e que lhe oferece um factor
de compressão de
10 e 20, respectivamente para a luminância e crominâncias,
nas tramas I e um
factor de compressão de 30 e 40, respectivamente para a
luminância e crominâncias,
nas tramas B e P (valores médios e críticos semelhantes).
Indique,
justificando, qual a solução que vai propôr ao seu
cliente para lhe poder
satisfazer da forma mais económica possível, em termos de
débito binário, as
necessidade indicadas supondo que a transmissão se faz sempre ao
débito (médio)
da codificação. (R: H.263)
V (1 + 1 + 1 + 1,5 val.)
Considere
um sistema de televisão digital do tipo DVB-T.
a)
Indique
quantas músicas completas, estéreo, comprimidas, com
largura de banda 22 kHz e
16 bit/amostra, com uma duração de 3 minutos pode
armazenar num disco com 200
Mbytes se utilizar como método de codificação a
camada 3 da norma MPEG-1 Áudio
(MP3) para alcançar qualidade transparente em
relação ao CD (adopte um factor
de compressão razoável). (R: 75)
b)
Quantos
bytes
se gastam na codificação de uma sequência de
vídeo a cores com 30 minutos se
esta tiver resolução espacial de 576x720
amostras para a luminância, formato de
subamostragem da crominância 4:2:0, 25 Hz, 8 bit/amostra, e se o
factor de
compressão para a luminância for 30 e para as
crominâncias o dobro desse valor
? (R: 777,6 Mbytes)
c)
Sabendo
que uma dada solução DVB-T consegue ‘inserir’ 5 Mbit/s de
fonte num canal com 8
MHz, indique justificando que débito binário
poderá ‘inserir’ se todos os
parâmetros se mantiverem constantes com excepção da
taxa de codificação que
passa de ½ para 2/3 e a modulação que deixa de ser
QPSK para passar a ser
64-QAM. (R: 20 Mbit/s)
d)
Se
tivesse que escolher com base no débito binário
útil (de fonte) entre uma
solução usando um taxa de codificação
½ e modulação 64-QAM e outra solução
usando uma taxa de codificação 5/6 e
modulação QPSK (todos os outros parâmetros
iguais) qual escolheria e porquê ? Se lhe dissessem que a
transmissão passaria
a ser via satélite, ficaria mais ou menos confiante na
solução que adoptou ? Porquê
? (R: Solução 1)
VI (1 + 0,5 + 0,5 + 1 val.)
Considere a norma de
codificação H.264/MPEG-4 AVC.
a)
Em
relação aos slice groups definidos no
H.264/AVC, indique duas formas de tirar vantagem deste conceito.
b)
Explique
qual a principal vantagem da definição do modo trama do
tipo 2 para a
codificação de conteúdo entrelaçado.
c)
Explique
porque razão se usa uma Transformada Hadamard 4´4 adicional para os coeficientes DC de luminância em
MBs codificados com
o modo Intra 16´16.
d)
Indique,
justificando, qual é a principal
diferença,
em termos de normas, entre um filtro de redução do efeito
de bloco (deblocking) inserido no loop de
descodificação e um filtro
aplicado à imagem descodificada fora do loop
de descodificação.