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.
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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:
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)