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.

 

VI (2,5 + 1 val.)

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:

a) Indique, justificando, qual a solução que vai propôr ao seu cliente se a aplicação do sistema se limitar ao processamento das ‘peças’. (R: MPEG-2)
b) Acha que o sistema proposto pode também servir para ‘alimentar’ directamente o sistema de visualização a instalar nos estádios de futebol. (R: Não)