COMUNICAÇÃO DE IMAGEM
INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO
2ª Época - 2000/2001 - 2º Semestre - 11.7.2001 - 13 h
As notas desta prova
sairão até às 14 h do dia 13 de Julho (6ª
feira), no placard e na página Web da cadeira
e a revisão de provas será às 14 h do dia 13 de
Julho (6ª 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 !
I (1 + 0,5 + 1 + 1 val.)
Considere um sistema de televisão analógico
ou digital consoante indicado.
a) Indique de que forma a necessidade de oferecer compatibilidade
inversa ao introduzir a televisão a cores afectou a escolha dos
sinais a transmitir ? E a compatibilidade directa ?
b) Explique porque razão o sistema PAL especifica
2 tipos diferentes de linhas ? (R: Resolver problema dos erros de fase)
c) Explique qual é a principal diferença
entre os sistemas de televisão PAL e SECAM em termos de transmissão
da informação de cor. Qual a grande vantagem da solução
usada em SECAM ?
d) Supondo que tem à sua disposição
a banda actual de um canal de TV analógico, p.e. 6 MHz, indique
quantos canais digitais de resolução ITU-R 601 com codificação
MPEG-2 Vídeo poderão lá ‘caber’ (no máximo)
se se pretender alcançar os objectivos de qualidade estabelecidos
para a norma MPEG-2 Vídeo em termos de qualidade de distribuição
secundária (despreze o débito associado ao áudio).
(R: 2 log2 M)
II (1 + 1 + 0,5 val.)
Considere uma transmissão de fax do grupo 3.
a) Indique qual é e como é determinado
o ritmo de transmissão a usar pelos faxs em presença.
b) Explique que tipo de objectivos pode ter um bloco
de pré-processamento num sistema de transmissão de fax. Que
tipo de cuidados pode simultaneamente ter que ter presentes ?
c) Indique, justificando, em que condições
uma tabela de codificação gerada pelo método de Huffman
para uma fonte com um alfabeto de símbolos todos com a mesma probabilidade
não dá origem a palavras de código com o mesmo número
de bits. (R: Número de símbolos equiprováveis não
é uma potência de 2)
III (1 + 1 + 1 val.)
Suponha que pretende aceder a uma base de dados com imagens
codificadas segundo a norma JPEG. A resolução usada é
720x576 pixels para a luminância e 360x576 pixels para as crominâncias,
com 8 bits por amostra.
a) Indique, justificando, quais os modos do JPEG em que
se encontrarão codificadas as imagens na base de dados com maior
probabilidade, supondo que todo o processo de codificação
pode ser feito ou não com a mesma resolução espacial.
(R: Progressivo e hierárquico)
b) Suponha que o factor de compressão médio
para a luminância e crominâncias é de 10 e 15, respectivamente,
para o modo de codificação sequencial. Suponho ainda que
para o nível mais básico do modo de codificação
progressivo, os factores de compressão passam para o dobro e que
para o nível seguinte os factores de compressão passam para
o triplo daqueles acima referidos. Supondo que em média ‘folheia’
rapidamente 5 imagens na qualidade mais baixa antes de encontrar a imagem
que pretende, que demora 1 s a decidir se uma imagem é a boa ou
não e que a transmissão se faz a 48 kbit/s, indique quanto
tempo demora em média até ter recebido uma imagem na qualidade
máxima, sabendo que se usam apenas 2 níveis de codificação
e contabilizando apenas os tempos de transmissão e de decisão.
(R: 43,4 s)
c) Indique quais seriam as principais consequências
(2) se a norma JPEG usasse uma transformada onde as funções
de base não fossem independentes da imagem a codificar ?
IV (1 + 1 + 1 + 1 val.)
Considere um sistema de videotelefonia segundo a norma
H.261.
a) Indique qual a norma que especifica a arquitectura
dos sistemas videotelefónicos nos quais a norma H.261 é a
única que se refere ao codificador de vídeo. Indique 2 outros
blocos desta arquitectura. (R: H.320)
b) Nesta norma, a gama de valores possíveis para
os vectores de movimento é de –15 a + 15, na vertical e na horizontal.
Indique quais as vantagens (1) e desvantagens (1) de aumentar esta gama
de variação.
c) Indique quais são limitações
impostas por esta norma à detecção de movimento.
d) Indique, justificando, quais as recomendações
feitas por esta norma em relação ao método de controlo
do débito binário disponível. (R: Nenhumas)
V (1,5 + 2 val.)
Considere a norma de codificação para sinais
videotelefónicos e de videoconferência ITU-T H.261.
a) Indique as 3 condições em que a predição
do vector de movimento para a sua codificação diferencial
vale zero. Justifique cada uma delas.
b) Como sabe, o método reconhecido como o mais
eficiente para o controlo do débito binário nesta norma faz
variar o passo de quantificação em função do
enchimento da memória de saída do codificador.
Indique uma expressão matemática adequada
para esta variação tendo em conta os valores que o passo
de quantificação pode tomar nesta norma. Indique explicitamente
3 condições mínimas a que esta expressão deve
obedecer.
Suponha que é contactado pela organização
do EURO’2004 para projectar um sistema digital para armazenamento e processamento
de ‘peças de vídeo’ sobre os jogos de futebol que se vão
realizar. Esta organização informa-o que pretende alguma
flexibilidade em termos de edição - tempo máximo de
acesso a cada imagem inferior a 1 s - e que deseja meter o maior número
possível de ‘peças’ de 3 minutos num disco com 20 Gbyte de
capacidade. A velocidade máxima de leitura do disco é igual
a 5 Mbit/s. Os filmes têm resolução HDTV - 1920x1152
(Y) e 960x1152 (Cr, Cb) a 25 Hz.
Supondo que tem à sua disposição: