As notas desta prova sairão até às 14 h do dia 27 de Junho (4ª feira), no placard e na página Web da cadeira e a revisão de provas será às 14 h do dia 27 de Junho (4ª feira), junto à Secretaria da Secção de Telecomunicações.
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 !
 
 

Considere uma transmissão de telecópia.
a) Sendo as imagens de telecópia imagens fixas, porque razão acha que não se usa a DCT para reduzir a redundância espacial ?
b) Caracterize uma fonte em termos do seu alfabeto (com mais de 2 símbolos) e das respectivas probabilidades de ocorrência, para a qual o método de Huffman alcança uma eficiência de codificação de 100 %.
c) Indique como varia (e porquê) a sensibilidade aos erros quando se deixa de usar o Método de Huffman Modificado para passar a usar o Método READ Modificado.
 
 

Considere a transmissão de telecópia usando o Método de READ Modificado - norma ITU-T T.5 - a 4800 bit/s, para páginas com 1800 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 15 para os comprimentos pretos e 25 para os brancos e as linhas codificadas bidimensionalmente têm um factor de compressão médio de 20 para os comprimentos pretos e 30 para os brancos, indique quais os factores de compressão globais que se podem alcançar se, devido à necessidade de oferecer resistência a erros, se tiver de se usar um valor de k inferior a 8. (R: FC entre 20,83 e 25,18)
b) Supondo que, devido à necessidade de limitar a propagação de erros se usa k=3, indique qual o tempo de transmissão para uma imagem que é 4 vezes mais eficiente em termos de codificação do que uma ‘imagem média’. (R: 6,7 s)
c) Supondo agora que se faz a transmissão sobre uma rede virtualmente isenta de erros, indique 2 formas de diminuir o tempo de transmissão de uma imagem (excluindo alterações nas fases protocolares iniciais e finais).
 
 

 Considere a norma JPEG para codificação de imagens fotográficas.
a) Explique qual o esquema de codificação em que se baseia o modo sem perdas desta norma. Qual o tipo de informação a enviar como resultado desta codificação ?
b) Qual a principal razão porque o modo sem perdas da norma JPEG apresenta normalmente factores de compressão muito mais baixos que os factores de compressão do modo sequencial (para as mesmas imagens) ?
c) Explique como se representa a posição e o valor de cada coeficiente DCT (AC) a transmitir na codificação de cada bloco de 8x8 amostras.
d) De que forma especial é codificado o coeficiente DC de cada bloco de 8x8 coeficientes DCT. Porquê ?
 
 

Considere uma comunicação videotelefónica, segundo a norma ITU-T H.263, 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: 32000 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)
 
 

Considere que lhe é pedido que projecte um sistema para a visualização de anúncios audiovisuais nas caixas Multibanco, com qualidade razoável e sem limitações de conteúdo.
a) Indique, justificando, qual a norma de codificação de vídeo e as resoluções espacial e temporal que adoptaria. (R: MPEG-1, CIF, 25 Hz)
b) Considerando que pretende minimizar o débito binário de codificação para a qualidade objectivo, indique que factores terá em conta na escolha dos valores de M e N, não esquecendo qual a aplicação em questão. Porquê ?
c) Que tipo de considerações pode fazer em relação a este projecto em termos do tempo de codificação e do atraso de descodificação ? Quais são as consequências destas considerações em relação ao processo de codificação ?
 
 

a) Explique qual a grande diferença entre as normas MPEG-1 e MPEG-2 Vídeo em termos do conteúdo que podem codificar. O que justificou esta diferença ?
b) Explique quais os principais motivos (2) que levaram à especificação de perfis e níveis, no contexto da norma MPEG-2 Vídeo.
c) Explique em que sentido se pode dizer que muitos dos perfis e níveis da norma MPEG-2 Vídeo são hierárquicos.
d) Indique 2 grandes módulos do receptor que as normas DVB têm de especificar para além da adopção das normas MPEG-2. Porquê ?