As notas desta prova sairão até às 10 h do dia 1 de Agosto (2ª feira) no placard e na página Web da cadeira e a revisão de provas será às 10 h do dia 1 de Agosto (2ª feira) no Laboratório de Telecomunicações 4. 

A duração do exame é de 3 h. Responda às seguintes questões apresentando os cálculos que efectuar e JUSTIFICANDO as respostas dadas. Não se deixe ficar ‘preso’ em nenhuma resposta; se necessário, passe à frente para regressar mais tarde à mesma questão. Boa sorte !

I (1 + 1 + 1 val.)

Considere uma transmissão de telecópia usando o método de READ modificado, a 6400 bit/s, para páginas com 1500 linhas, cada uma com 1728 amostras. Suponha que as linhas codificadas unidimensionalmente têm um factor de compressão médio de 15 para os comprimentos pretos e 30 para os brancos e as linhas codificadas bidimensionalmente têm um factor de compressão médio de 25 para os comprimentos pretos e 40 para os brancos.

a)      Indique qual a percentagem mínima de amostras brancas que deve ter cada linha para que o factor de compressão não seja inferior a 10 sabendo que a comunicação a efectuar não aguenta mais de 9 linhas bidimensionalmente codificadas seguidas. (R: 0%)

b)      Supondo agora que a percentagem de amostras brancas por linha é de 75% (em média), determine o tempo médio de transmissão de uma página para a situação em que há resistência máxima a erros de transmissão em termos de codificação. Determine o mesmo tempo para o caso em que a linha se comporta de forma ideal em termos de erros e se maximiza o factor de compressão. (R: 16,985; 11,65)

II (0,5 + 1,5 + 1 + 1 val.)

Considere uma comunicação videotelefónica, segundo a norma ITU-T H.261, usando um débito binário de 40 kbit/s. A sequência é codificada usando a resolução espacial CIF e uma frequência de imagem de 10 Hz. A imagem que tem de transmitir está dividida horizontalmente em 4 partes iguais, sendo as 2ª e última faixas fixas e as 1ª e 3ª partes com movimento. Atendendo a que o codificador faz uma codificação sequencial dos macroblocos, constata-se que os bits de código são gerados uniformemente, nos vários intervalos em que há informação para codificar, não sendo gerados bits nos períodos correspondentes a zonas fixas, com excepção da primeira imagem onde os bits são gerados uniformemente em toda a imagem. Posteriormente à primeira imagem, a faixa da imagem mais acima tem uma menor actividade que a 3ª faixa que se traduz por uma produção de bits que, para cada imagem, é sempre tripla da faixa mais acima, menos activa.

No codificador, os bits de código aguardam a sua transmissão na memória de saída. Sabendo que na codificação da primeira imagem se gastaram 15000 bit, na da segunda 20000 e na da terceira 8000, calcule, justificando:

a)      O instante em que o receptor obtém todos os bits de código correspondentes à 2ª imagem. (R: 875 ms)

b)      A dimensão mínima da memória de saída do codificador para que nunca haja perda de bits na situação acima descrita. (R: 3200 bit)

c)      O atraso inicial de visualização mínimo a aplicar no descodificador supondo que tem disponível à saída do codificador metade da memória determinada na alínea anterior e que o codificador passa a produzir os bits de código para cada imagem, instantaneamente no momento da sua aquisição (codificação infinitamente rápida). (R: 400 ms)

d)      Para um codificador H.261, quais são as grandes escolhas que devem ser feitas ao nível de cada macrobloco ?

III (2,5 val.)

IV (1 + 1 + 1,5 + 1 val.)

Considere a norma de codificação de áudio MPEG-1 Áudio.

a)      Indique quantas músicas completas, codificadas, estéreo, com largura de banda 22 kHz e 16 bit/amostra, com uma duração de 3 minutos poderia armazenar num disco com 200 Mbytes se utilizasse como método de codificação a camada 3 da norma MPEG-1 Áudio para alcançar qualidade transparente em relação ao CD. (R: 75)

b)      Explique porque razão se usa nesta norma uma transformada DCT com sobreposição de janela.

c)      Explique com que objectivo se envia um scale factor por sub-banda áudio. O que aconteceria de negativo se a codificação não usasse estes scale factors ? Qual a principal diferença entre as camadas 1 e 2 em termos da codificação dos scale factors ?

d)      Quais os principais factores (3) que levaria em conta se necessitasse de escolher um das camadas MPEG-1 Áudio para a codificação de áudio numa dada aplicação. (R: qualidade necessária; complexidade aceitável; atraso aceitável; débito disponível)

V (1 + 0.5 + 0.5 + 1 val.)

Considere a família de normas MPEG-2 adoptadas pelo DVB.

a)      Porque razão é a Program Specific Information (PSI) incluída no transport stream transmitida repetidamente ao longo do tempo ? Indique 2 situações em que o utente sente directamente a necessidade desta repetição.

b)      Porque a vantagem de enviar a Program Association Table (PAT) sempre sem protecção, mesmo que todos os programas do transport stream estejam protegidos ?

c)      Para que tipo de aplicações é mais crítica a complexidade dos codificadores de vídeo ? Porquê ?

d)      Explique qual a diferença entre escalabilidade espacial e temporal na norma MPEG-2 Vídeo. Que tipo de serviço na área da norma MPEG2 poderia ver a sua introdução facilitada com o uso da escalabilidade espacial ? Porquê ?

VI (1 + 1,2 + 0,8 val.)

a)        Como sabe, o DVB decidiu recentemente adoptar também a norma H.264/MPEG-4 AVC. Indique quais os perfis H.264/MPEG-4 AVC adoptados e para que condições. Porque razão se terão adoptado 2 perfis H.264/MPEG-4 AVC diferentes ? (R: Main para SDTV e High para HDTV)

b)        Indique, explicando, os 3 principais factores que deverão ter sido considerados na adopção de perfis H.264/MPEG-4 AVC em simultâneo com o anteriormente adoptado perfil MPEG-2 Vídeo. (R: aumento da capacidade de compressão; aumento da complexidade; compatibilidade com terminais existentes)

c)        Qual as principais vantagens (1) e desvantagens (1) da norma H.264/MPEG-4 AVC em relação à norma MPEG-2 Vídeo. (R: Melhor capacidade de compressão e maior complexidade)