Questões de Engenharia Eletrônica da Centro de Seleção e de Promoção de Eventos UnB (CESPE)

Texto CE-I – questões de 33 a 35

  O advento da tecnologia digital tem proporcionado uma série de facilidades desconhecidas até bem recentemente. A Internet, o CD-player, o DVD, os jogos interativos de computador, a televisão digital de alta definição, a telefonia celular e a tomografia computadorizada são exemplos atuais dessa transformação digital. Entretanto, as versões digitais de sinais como voz, música, TV e filmes, requerem uma imensa quantidade de bits/segundo para armazenar ou transmitir as informações de interesse. Para exemplificar, a tabela acima apresenta os requisitos de diversas fontes de sinal em suas formas originais (não-comprimidas). Nessa tabela, vários números observados, principalmente na última coluna, mostram valores muito altos, demandando grande quantidade de memória para o armazenamento da informação e(ou) tempo de alocação de canal no caso de transmissão.

  A compressão de dados, uma subárea dentro de processamento digital de sinais, estuda a representação eficiente das fontes de sinais. Essa eficiência é buscada no sentido de minimizar as redundâncias de informação das fontes. No sentido de sistemas estocásticos, a redundância pode ser posta como a dependência estatística dos símbolos gerados pela fonte de sinal. Utilizando os recursos e avanços tecnológicos de redes de comunicações, microeletrônica de processadores digitais, computadores e equipamentos de telecomunicações, atualmente, já se tem uma série de ferramentas que fazem uso da compressão de dados para possibilitar a implementação de diversos produtos de mídia digital.

Considerando o texto CE-I, julgue os itens a seguir.

Compressão de sinais e codificação de sinais são termos comumente utilizados como sinônimos para compressão de dados, embora sinais e dados sejam coisas diferentes. Tanto o sinal quanto o dado podem ter uma representação digital e, nesse aspecto, eles não podem ser diferenciados. Por outro lado, os sinais podem, por exemplo, sofrer filtragem para atenuar ou enfatizar determinadas faixas de freqüência. Isso jamais poderia ocorrer com um banco de dados bancário em que estão armazenadas as informações dos clientes.

• C. Certo
• E. Errado

Sinais digitais bidimensionais, como é o caso de imagens, além de requererem um grande esforço computacional em seu processamento, também envolvem uma enorme quantidade de informações (em outras palavras, grande quantidade de bits, como pode ser observado na tabela do texto CE-I), das quais, grande parte é considerada redundante. O padrão de imagem JPEG foi desenvolvido com o objetivo de obter uma representação compactada de imagens estáticas. Com relação à descrição de algumas etapas do codificador desse tipo de imagem, julgue os itens seguintes.

Na codificação JPEG baseline, a imagem é segmentada em blocos de 8 × 8 pixels; em seguida, é calculada a média do segmento que é extraída do bloco original, de forma a gerar um processo com média nula; finalmente, é aplicada a transformada discreta de co-senos (DCT) sobre cada bloco. Cada bloco dá origem, então, a uma matriz de coeficientes transformados.

• C. Certo
• E. Errado

Sinais digitais bidimensionais, como é o caso de imagens, além de requererem um grande esforço computacional em seu processamento, também envolvem uma enorme quantidade de informações (em outras palavras, grande quantidade de bits, como pode ser observado na tabela do texto CE-I), das quais, grande parte é considerada redundante. O padrão de imagem JPEG foi desenvolvido com o objetivo de obter uma representação compactada de imagens estáticas. Com relação à descrição de algumas etapas do codificador desse tipo de imagem, julgue os itens seguintes.

Cada matriz de coeficientes transformados é quantizada segundo as tabelas de quantização. Nesse processo, os coeficientes são divididos pelos valores apresentados na tabela de quantização. Como a operação é realizada em ponto fixo, muitos coeficientes quantizados podem assumir valor nulo, gerando uma matriz esparsa no domínio da DCT.

• C. Certo
• E. Errado

Sinais digitais bidimensionais, como é o caso de imagens, além de requererem um grande esforço computacional em seu processamento, também envolvem uma enorme quantidade de informações (em outras palavras, grande quantidade de bits, como pode ser observado na tabela do texto CE-I), das quais, grande parte é considerada redundante. O padrão de imagem JPEG foi desenvolvido com o objetivo de obter uma representação compactada de imagens estáticas. Com relação à descrição de algumas etapas do codificador desse tipo de imagem, julgue os itens seguintes.

Após a quantização dos coeficientes da DCT, os coeficientes de cada bloco são ordenados segundo uma varredura em ziguezague, formando um vetor de coeficientes quantizados.

• C. Certo
• E. Errado

Sinais digitais bidimensionais, como é o caso de imagens, além de requererem um grande esforço computacional em seu processamento, também envolvem uma enorme quantidade de informações (em outras palavras, grande quantidade de bits, como pode ser observado na tabela do texto CE-I), das quais, grande parte é considerada redundante. O padrão de imagem JPEG foi desenvolvido com o objetivo de obter uma representação compactada de imagens estáticas. Com relação à descrição de algumas etapas do codificador desse tipo de imagem, julgue os itens seguintes.

Como o coeficiente DC ainda apresenta uma redundância residual e uma amplitude significativa quando comparado aos coeficientes AC, ele é codificado de forma integral, alocando-se uma maior quantidade de bits para descrevê-lo, ou seja, a codificação desse coeficiente diz respeito a sua amplitude quantizada. Já os coeficientes AC podem ser codificados de maneira diferencial, ou seja, de um bloco para outro é calculada a diferença entre os coeficientes AC desses blocos vizinhos. Essa diferença é a informação a ser codificada e não a amplitude dos coeficientes.

• C. Certo
• E. Errado

Sinais digitais bidimensionais, como é o caso de imagens, além de requererem um grande esforço computacional em seu processamento, também envolvem uma enorme quantidade de informações (em outras palavras, grande quantidade de bits, como pode ser observado na tabela do texto CE-I), das quais, grande parte é considerada redundante. O padrão de imagem JPEG foi desenvolvido com o objetivo de obter uma representação compactada de imagens estáticas. Com relação à descrição de algumas etapas do codificador desse tipo de imagem, julgue os itens seguintes.

A seqüência de coeficientes quantizados é codificada utilizando-se o algoritmo Runlength e gerando-se uma seqüência intermediária de símbolos. Finalmente, essa seqüência de símbolos é codificada segundo a técnica Lempel- Ziv-Welch (LZV) e pode ser armazenada e(ou) transmitida.

• C. Certo
• E. Errado

De forma geral, aplicações como TV, teleconferência e vídeo também vêm tecnologicamente caminhando no sentido da implementação digital. Entretanto, como pode ser constatado na tabela do texto CE-I, o tratamento de vídeo na forma digital envolve uma grande quantidade de bits. Por outro lado, cada quadro do vídeo exibe uma redundância intrínseca típica que também pode ser observada na linha temporal, ou seja, de quadro para quadro. Podese, então, pensar em comprimir o vídeo, minimizando-se a redundância intraframe (dentro de cada quadro) e interframe (entre frames distintos). Desde a década de 70 do século passado, tem-se pesquisado e desenvolvido técnicas de compressão de vídeo para tornar realizável as propostas digitais. A compressão de vídeo pode ser vista, em poucas palavras, como a compressão de uma seqüência de imagens que se sucedem segundo uma variável temporal. Vários padrões foram desenvolvidos ou ainda estão em estudo. No que se refere aos padrões de compressão de vídeo, julgue os itens que se seguem.

A estrutura básica do MPEG-1, método de compressão de vídeo proposto pelo moving picture experts group (MPEG), é muito similar ao proposto pelo ITU-T, norma H-261. A imagem, seja ela a original ou a diferença entre a imagem original e a predição pelo algoritmo de compensação de movimento, é segmentada em blocos de 16 × 16 pixels (elementos de imagem) e a cada segmento é aplicada a transformada discreta de co-senos. Os blocos são organizados em macroblocos, que são também definidos de maneira análoga à norma H-261. A norma define o tamanho do macrobloco como um valor fixo. O macrobloco é constituído por quinze blocos de 16 × 16 pixels. Sobre o nível de macrobloco, é aplicado o algoritmo de compensação de movimento. Os coeficientes transformados são quantizados e transmitidos para o sistema receptor.

• C. Certo
• E. Errado

De forma geral, aplicações como TV, teleconferência e vídeo também vêm tecnologicamente caminhando no sentido da implementação digital. Entretanto, como pode ser constatado na tabela do texto CE-I, o tratamento de vídeo na forma digital envolve uma grande quantidade de bits. Por outro lado, cada quadro do vídeo exibe uma redundância intrínseca típica que também pode ser observada na linha temporal, ou seja, de quadro para quadro. Podese, então, pensar em comprimir o vídeo, minimizando-se a redundância intraframe (dentro de cada quadro) e interframe (entre frames distintos). Desde a década de 70 do século passado, tem-se pesquisado e desenvolvido técnicas de compressão de vídeo para tornar realizável as propostas digitais. A compressão de vídeo pode ser vista, em poucas palavras, como a compressão de uma seqüência de imagens que se sucedem segundo uma variável temporal. Vários padrões foram desenvolvidos ou ainda estão em estudo. No que se refere aos padrões de compressão de vídeo, julgue os itens que se seguem.

Enquanto o MPEG-1 foi especificamente proposto para o armazenamento em mídia digital, o MPEG-2 objetivou prover de forma genérica um padrão dedicado para vídeo a baixa taxa, como é o caso do videofone. Conceitualmente, o algoritmo do MPEG-2 é similar ao do MPEG-1; entretanto, ele é limitado à resolução típica de videofone, ou seja, quadro de 256 × 256 pixels.

• C. Certo
• E. Errado

De forma geral, aplicações como TV, teleconferência e vídeo também vêm tecnologicamente caminhando no sentido da implementação digital. Entretanto, como pode ser constatado na tabela do texto CE-I, o tratamento de vídeo na forma digital envolve uma grande quantidade de bits. Por outro lado, cada quadro do vídeo exibe uma redundância intrínseca típica que também pode ser observada na linha temporal, ou seja, de quadro para quadro. Podese, então, pensar em comprimir o vídeo, minimizando-se a redundância intraframe (dentro de cada quadro) e interframe (entre frames distintos). Desde a década de 70 do século passado, tem-se pesquisado e desenvolvido técnicas de compressão de vídeo para tornar realizável as propostas digitais. A compressão de vídeo pode ser vista, em poucas palavras, como a compressão de uma seqüência de imagens que se sucedem segundo uma variável temporal. Vários padrões foram desenvolvidos ou ainda estão em estudo. No que se refere aos padrões de compressão de vídeo, julgue os itens que se seguem.

O algoritmo MEPG-3, popularmente conhecido como MP-3, constitui uma evolução da codificação de áudio do MPEG-2 e deu origem a um novo padrão de codificação de áudio, atualmente muito difundido na Internet.

• C. Certo
• E. Errado

De forma geral, aplicações como TV, teleconferência e vídeo também vêm tecnologicamente caminhando no sentido da implementação digital. Entretanto, como pode ser constatado na tabela do texto CE-I, o tratamento de vídeo na forma digital envolve uma grande quantidade de bits. Por outro lado, cada quadro do vídeo exibe uma redundância intrínseca típica que também pode ser observada na linha temporal, ou seja, de quadro para quadro. Podese, então, pensar em comprimir o vídeo, minimizando-se a redundância intraframe (dentro de cada quadro) e interframe (entre frames distintos). Desde a década de 70 do século passado, tem-se pesquisado e desenvolvido técnicas de compressão de vídeo para tornar realizável as propostas digitais. A compressão de vídeo pode ser vista, em poucas palavras, como a compressão de uma seqüência de imagens que se sucedem segundo uma variável temporal. Vários padrões foram desenvolvidos ou ainda estão em estudo. No que se refere aos padrões de compressão de vídeo, julgue os itens que se seguem.

O padrão MPEG-4 provê uma modelagem mais abstrata para a codificação de sinais multimídia. O algoritmo trata a cena multimídia como uma coleção de objetos. Esses objetos podem ser visuais, como, por exemplo, o plano de fundo de uma imagem, ou podem ser aurais, como, por exemplo, a voz, a música e um ruído de fundo. Cada um desses objetos pode ser codificado independentemente por meio de diferentes técnicas, gerando conjuntos elementares de seqüências de bits. Essas seqüências de bits descritivas dos objetos são multiplexadas no sentido de descrever a cena em forma codificada. A linguagem denominada formato binário para cenas (BIPS), que se baseia na modelagem de realidade virtual (VRML), tem sido desenvolvida e aperfeiçoada pelo MPEG para a descrição de cenas.

• C. Certo
• E. Errado