As notas desta prova sairão até às 14 h do dia 28 de Julho (3ª feira), no placard da cadeira e a revisão de provas será às 14 h do dia 28 de Julho (3ªfeira), 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. Nunca fique ‘preso’ em nenhuma pergunta; se necessário, passe à frente para regressar mais tarde à mesma questão. Boa sorte !
 

Indique, justificando, se as seguintes afirmações são verdadeiras ou falsas:

a) "Quando se dimensiona um sistema de televisão, o número de linhas por imagem é principalmente determinado pela largura de banda." (R: Falso)
b) "O fenómeno da cintilação implica o uso de mais linhas por imagem, segundo um valor determinado pelo factor de Kell." (R: Falso)
c) "O entrelaçamento assegura a diminuição da cintilação sem aumentar a largura de banda exigida." (R: Verdade)
d) "O sistema PAL afecta as imagens originais, por alterar a saturação das cores recebidas." (R: Verdade)
 

Considere a norma JPEG para codificação de imagens fotográficas.

a) Explique quais são e como funcionam os 2 métodos possíveis para a implementação do modo progressivo. (R: Selecção espectral e aproximações sucessivas)
b) Indique de que forma seleccionaria o modo de predição a ser usado no contexto do modo de codificação sem perdas. De que modo agiria se quisesse evitar que os erros de transmissão se propagassem demasiado na imagem descodificada ? (R: Usando um critério de erro mínimo; uso unicamente do modo sem predição)
c) Explique as possíveis vantagens e desvantagens de usar mais do que 8 modos de predição no modo de codificação sem perdas.
 

Considere um sistema de videotelefonia usando a norma ITU-T H.261 para codificação do sinal de vídeo, com resolução 352x288 pixels para a luminância e metade desta resolução em cada direcção para as crominâncias (8 bit/amostra), a 10 Hz. Suponha que o factor de compressão médio (medido sobre todos os macroblocos da imagem), na ausência de quaisquer restrições externas sobre os modos de codificação, é de 10 para a luminância e 15 para a crominância. Despreze os bits de cabeçalho de trama e de GOB.

a) Suponha que em cada imagem são codificados, em média, 200 macroblocos. Indique qual é o factor de compressão médio global (luminância e crominâncias), medido sobre os macroblocos efectivamente codificados. (R: 5,68)
b) Ainda na situação da alínea anterior, e para garantir maior protecção contra erros, um em cada 10 macroblocos transmitidos é obrigatoriamente codificado em modo intra. Supondo que a compressão em modo intra é 50% menos eficiente (metade do factor de compressão) do que a compressão média determinada na alínea a), determine qual o factor de compressão correspondente a esta situação, referido a toda a imagem. (R: 10,22)
c) Se, por razões de edição, lhe pedissem para codificar todos os macroblocos, de todas as tramas, em modo intra, qual seria o débito binário gerado ? (R: 4,28 Mbit/s)
d) Indique qual a dimensão da memória de saída a usar no codificador, nas condições da alínea anterior, se se pretender um atraso inicial de visualização no receptor (máximo) de 200 ms. (R: 0,43 Mbit)
 

Considere um fluxo binário codificado de acordo com a norma H.261. Explique o que acontece se:

a) o descodificador descodificar este fluxo supondo que o endereçamento dos macroblocos é feito de modo absoluto. Porquê ?
b) o descodificador descodificar este fluxo supondo que os vectores de movimento são transmitidos de modo absoluto. Porquê ?
c) o descodificador descodificar este fluxo trocando as coordenadas x e y ao descodificar os vectores de movimento. Porquê ?
 

Considere a norma ISO/MPEG-1 para gravação digital de vídeo a 25 Hz.

a) Porque razão o algoritmo de codificação vídeo descrito nesta norma especifica 3 tipos de tramas, consoante as ferramentas de codificação usadas.
b) Explique porque razão o débito binário disponível não é igualmente distribuído pelos 3 tipos de tramas. (R: Porque tendo os 3 tipos de trama forças de compressão diferentes, só se pode alcançar qualidade constante distribuindo os bits de forma não uniforme)
c) Considere que se usa o algoritmo MPEG1, a 25 Hz, e se tem M= 2. Se às tramas I forem atribuídos 3 vezes mais bits que às tramas P e às tramas P forem atribuídos 4 vezes mais bits que às tramas B (tudo em média) e o número médio de bits disponíveis por macrobloco em cada trama B for 50, calcule o valor mínimo de N se se pretender que o débito binário, só para a informação de vídeo, não exceda 1.8 Mbit/s (considere que cada trama tem 396 macroblocos). (R: 8)
 

Suponha que a sua empresa foi contactada pela Expo’98 para projectar o sistema de vídeo que alimenta o écran gigante da Praça Sony. A transmissão digital será feita em alta definição - 1920x1152 (Y) e 960x1152 (Cr, Cb) a 25 Hz (8 bit/amostra). Suponha que tem à sua disposição, oferecendo a qualidade de imagem considerada aceitável para cada trama, um codificador MPEG-2 oferecendo os factores de compressão indicados na tabela junta. Sabe-se ainda que, para limitar a propagação de erros, é necessário codificar pelo menos uma trama em modo Intra em cada 300 ms e que, para se verificarem os factores de compressão da tabela, não devem ser usadas mais de 3 tramas B seguidas e que se deve sempre usar uma trama P entre 2 tramas I. Supondo que se pretende minimizar o débito binário da linha a alugar para o efeito, indique:
 

a) Os valores de M e N que caracterizam a estrutura temporal (regular) de tramas I, P e B a usar. (R: N = 6 e M = 3)
b) O débito binário médio correspondente à estrutura temporal da alínea anterior. (R: 45,47 Mbit/)
c) O atraso inicial de visualização a usar no receptor, supondo que a transmissão se efectua ao débito determinado na alínea anterior, que se mantém o valor de N e se faz M=N, e que os factores de compressão críticos para as tramas I (imagens mais "difíceis") são 10% mais baixos que os factores de compressão médios indicados na tabela (são iguais para os outros tipos de tramas). Despreze os tempos de codificação e descodificação. (R: 305 ms)