COMUNICAÇÃO DE IMAGEM

INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO

2º Exame, 1ª Época - 1995/96 - 2º Semestre - 10.7.96 - 13 h


As notas desta prova sairão até às 24 h do dia 18 de Julho, junto da Secretaria da Secção de Telecomunicações, e a revisão de provas será às 14 h do dia 19 de Julho no Laboratório de Telecomunicações 2.
A duração do exame é de 2 h 45 min.
Responda às seguintes questões apresentando os cálculos que efectuar e JUSTIFICANDO as respostas dadas. Nunca fique ‘preso’ em nenhuma pergunta; se necessário, passe à frente para regressar mais tarde à mesma questão. Boa sorte !
 

I (1.5+ 1.5 val.)

Como a maior parte dos sistemas de telecomunicações, também a televisão se tem confrontado ao longo dos anos com a necessidade de reduzir ao mínimo os ‘gastos’ em largura de banda.

a) Indique as principais características do utente (3) que ‘ajudam’ o sistema televisivo nesta ‘batalha’. De que modo ? (R: Capacidade limitada de ver detalhes, facilidade em adquirir a ilusão de movimento e menor sensibilidade à cor em relação à luminância)
b) Diz-se hoje em dia que as modernas técnicas de compressão permitem aumentar o número de canais de televisão transmitidos numa dada banda, por exemplo nos 6 MHz que correspondem normalmente à banda de um sinal de televisão analógico. Indique, justificando, quais são os principais factores (3) que determinam o número de canais de TV digital que podem ser postos na banda correspondente a um canal de TV analógico. (R: Algoritmo de compressão, técnica de modulação e nível de qualidade aceitável)
 

II (1.5+ 1+ 1 val.)

Considere uma transmissão de facsimile.

a) Sendo as imagens de facsimile imagens fixas, porque razão acha que não se usa a DCT para reduzir a redundância espacial ? (R: Desadequação entre DCT e características das imagens)
b) Indique uma situação (com mais de 2 símbolos) em que o método de Huffman atribui palavras de código com um número idêntico de bits a todos os símbolos a codificar, tendo todos estes probabilidades diferentes. (R: 0,24; 0,26; 0,23; 0,27)
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. (R: Aumenta a sensibilidade por se explorar a redundância entre linhas)
 

III (1+ 1.5+ 1.5 val.)

Considere a transmissão de imagens fotográficas, com resolução de 720x576 pixels para a luminância e metade desta resolução na direcção horizontal para as crominâncias (mesma resolução vertical), através de um canal com 2 Mbit/s.

a) Considerando que o canal está disponível 10 s e que se usa um algoritmo de codificação com factores de compressão de 20 e 15, respectivamente, para a luminância e crominâncias (8 bits/amostra), indique quantas imagens a cores se conseguirá transmitir. (R: 51 imagens)
b) Supondo que necessita de transmitir nos mesmos 10 s o dobro das imagens correspondentes à alínea a), indique se será mais conveniente para isso aumentar o ritmo do canal para o dobro ou o factor de compressão da luminância para o dobro (supondo que este aumento do factor de compressão ainda assim conduz a uma qualidade aceitável). (R: Aumentar ritmo do canal para o dobro)
c) Se nos mesmos 10 s transmitir imagens de complexidade média usando o modo sem perdas da norma JPEG, indique aproximadamente quantas imagens conseguirá transmitir. (R: 6 imagens)
 

IV (1.5+ 1+ 1.5 val.)

Considere um algoritmo de codificação de vídeo semelhante ao usado na norma CCITT H.261. Para uma dada sequência de imagens mediram-se as probabilidades das diversas classes de macroblocos usadas, tendo-se obtido os resultados indicados na tabela.

a) Determine duas possíveis tabelas de código a utilizar para transmitir a classe dos macroblocos, considerando que se usa o método de Huffman.
 

Tipo
Classe
Probabilidade
A
Intra
0.3
B
Inter
0.5
C
Inter + Comp. Mov.
0.1
D
Inter + Comp.Mov. + Filtro
0.1

b) Indique para que serve a característica de decisão para a compensação de movimento e qual o seu efeito nas probabilidades apresentadas na tabela. (R: Serve para decidir o uso ou não da compensação de movimento)
c) Esclareça qual a diferença em termos de normalização (p.e. na norma H.261) entre a detecção e a compensação de movimento. Em que consistem estes processos ? (R: A detecção de movimento não é normativa mas a compensação é)
 

V (3.5 val.)

Suponha que é contactado por um banco que pretende instalar um sistema de videoconferência entre as suas agências usando linhas com o menor débito médio possível para a qualidade de imagem considerada aceitável. O atraso emissão-recepção máximo aceitável, medido como a diferença máxima entre os momentos de aquisição e visualização de uma imagem, nomeadamente da primeira, é de 100 ms. A resolução a usar é a resolução CIF - 352x288 (Y) e 176x144 (Cr, Cb) a 25 Hz (8 bit/amostra).

Supondo que tem à sua disposição, oferecendo a qualidade de imagem considerada aceitável:
 

Indique, justificando, qual a solução que vai propôr ao seu cliente para lhe poder satisfazer as necessidade indicadas. (R: H.261)
 

VI (0.5+ 0.5+ 0.5+ 0.5 val.)

Considere a norma MPEG2 e indique, justificando, se as seguintes afirmações são verdadeiras ou falsas:

a) "A norma MPEG2 de vídeo estabeleceu como critério base em termos de qualidade da imagem que a qualidade do sinal codificado com 8 a 10 Mbit/s deve ser aceitável para distribuição secundária." (R: Falso)
b) "A norma MPEG2 de vídeo, tal como a norma MPEG1, só considera formatos de imagem correspondentes a varrimentos progressivos da imagem." (R: Falso)
c) "Na norma MPEG2 de vídeo, o conceito de escalabilidade refere-se à possibilidade de obter uma reprodução sem perdas do sinal de vídeo, descodificando apenas algumas partes da informação comprimida." (R: Falso)
d) "Em aplicações assimétricas, é aceitável que a complexidade se concentre sobretudo no descodificador atendendo a que o fluxo de informação tem uma topologia ponto - multi-ponto." (R: Falso)