CMP1103 - Lista de exercíos 2

Prévia do material em texto

Lista de exercícios 
Disciplina: CMP1103 – Sistemas Multimídia 
Professora: Angélica da Silva Nunes 
 
MPEG 
1. Sabendo que a codificação de vídeo busca reduzir as informações redundantes presentes no vídeo, 
caracterize os seguintes tipos de redundância, justificando a sua aplicabilidade na compressão de 
vídeo. 
a. Redundância Espacial b. Redundância Temporal
2. Em que consiste a técnica de Compensação/Estimação de Movimento utilizada na Compressão de 
Vídeo? 
3. Caracterize as diferenças entre o MPEG-1 e o MPEG-2 quanto a: 
a. Objetivo do padrão 
b. Taxa de bits por segundo 
c. Resolução da imagem 
4. Por que razão o MPEG necessita de um clock de sincronização? 
5. Quais são os tipos de quadros de imagem no MPEG? 
6. Considere 3 situações de compressão de um vídeo: 
Caso 1: vídeo comprimido apenas com quadros do tipo I 
Caso 2: vídeo comprimido com quadros do tipo I e do tipo P 
Caso 3: vídeo comprimido com quadros do tipo I, do tipo P e do tipo B 
Classifique em ordem crescente os 3 casos de compressão quanto a: 
a. Taxa de compressão 
b. Taxa de processamento 
7. Por que razão os quadros do tipo I devem ocorrer a intervalos de tempo regulares na compressão 
MPEG? 
8. Um erro de 1 bit em um quadro MPEG pode afetar outros quadros além daquele no qual o erro ocorre? 
Explique sua resposta 
9. Definir: 
a. GOP b. Distância M entre quadros âncora 
10. Considere a figura abaixo: 
 
a. Qual a sequência de decodificação desse vídeo? 
b. O quadro P4 está ancorado em qual quadro? 
c. O quadro P7 está ancorado em qual quadro? 
d. O quadro B5 está ancorado em qual quadro? 
e. O quadro B2 está ancorado em qual quadro? 
11. Qual o tamanho de um macrobloco usado na compressão MPEG? E de um bloco? 
12. A comparação entre macroblocos de quadros consecutivos no MPEG é feita usando somente a 
luminância, a somente a crominância ou ambos (luminância e crominância)? 
13. Quais as condições para existência de um macrobloco? 
14. Suponha um vídeo constituído pela sequência de quadros abaixo: 
 
Como a técnica de compensação de movimento pode ser usada na compressão desse vídeo pelo 
MPEG? 
a. Analise a questão considerando o canto superior esquerdo desse vídeo. 
b. Repita a análise considerando os pixels localizados na região das patas do cavalo 
15. Que tipo de informação é armazenado na matriz de diferenças no MPEG? 
16. Em que consiste as técnicas 4:2:0 e 4:2:2 usados no MPEG-2? 
17. Em que consiste o perfil SNR usado no MPEG-2? 
18. Cite 2 diferenças entre o MPEG e o MPEG-2. 
19. Cite 2 diferenças entre o MPEG-2 e o MPEG-4. 
20. Leia a frase abaixo: 
“Para se compreender o MPEG-4 é necessário aceitar que qualquer cena pode ser desmontada nos 
seus componentes: atores (3D), cenário (2D) mobiliário (3D) e adereços (3D) que podem ser 
individualizados; por exemplo o mobiliário pode ser retirado de um catálogo de um fabricante e não 
existir fisicamente.” 
Explique como essa concepção foi usada na compressão MPEG-4. 
 
O Audio – Propriedades Físicas do Áudio 
21. Relacione os parâmetros perceptuais do som, com as características de uma onda analógica 
a. Intensidade: b. Altura: 
22. O que é o Timbre de um som? 
23. O que é a envoltória de uma onda analógica? 
24. Por que razão se filtra um som antes da sua digitalização? 
25. Relacione e defina os 4 tipos de filtros de frequência. 
26. Considere dois sinais de áudio, um com frequência baixa e outro com frequência alta. Que propriedade 
do áudio é representada pela frequência? Como o ouvido percebe esses dois sinais de áudio? 
27. As ondas analógicas abaixo representam dois sons com a mesma duração em segundos. Identifique 
quais dos sons representam um som grave e um som agudo. Justifique. 
 
28. Na figura abaixo a onda na cor amarela representa um sinal de áudio com duração de 1 segundo. Os 
pontos na cor verde representam amostras tomadas neste sinal objetivando a sua digitalização. 
 
 
a. Qual a frequência do sinal de áudio (onda amarela)? 
b. Qual a frequência de amostragem (onda verde)? 
c. Compare a frequência de amostragem da figura com a frequência de amostragem de Nyquist? 
Existe algum problema? Qual? 
29. As duas ondas analógicas das imagens abaixo representam 1 segundo de dois sons distintos. (1,0 
ponto) 
 
 
a. Qual som é mais agudo? Justifique 
b. Qual som tem maior intensidade? Justifique 
 
O Audio – Digitalização e compressão 
30. O que é o ruído de quantização? 
31. Calcule o valor do SNRdB , nas seguintes situações: SNRdB = 6,02nb + 1,76 
a. Quantização de um som com 6 bits por amostra 
b. Quantização de um som com 8 bits por amostra 
c. Quantização de um som com 512 níveis de amplitude 
d. Quantização de um som com 2048 níveis de amplitude 
32. O que causa o ruído de quantização na digitalização de áudio? 
33. Complete a frase abaixo: 
O erro introduzido pelo número finito de bits por amostra é chamado__________. Ele é ___________ 
proporcional ao no de bits por amostra. 
34. Que tipo de informação é pode ser extraída da curva do limite de audibilidade? 
 
35. Por que razão a taxa de amostragem de um CD de áudio é de 44,1 kHz? 
36. Calcule o tamanho de um arquivo de áudio digitalizado sem compressão com as seguintes 
características: 
a. Taxa de amostragem de 44,1 kHz 
b. 16 bits por amostra 
c. Duração de 4 minutos 
37. Quais os tipos de mascaramento usados na percepção psicoacústica? 
38. O que é limite de audibilidade? 
39. Considerando a figura abaixo, qual o limite de audibilidade aproximado em dB de um sinal de áudio com 
frequência de: 
a. 20 Hz 
b. 50 Hz 
c. 1 kHz 
d. 2 kHz 
e. 5 kHz 
 
 
40. O que é SMR? 
41. Quais são as opções de quantidade de canais na compressão MP3? 
42. Descreva as 3 fases da compressão MP3. 
43. Explique a frase abaixo, descrevendo a razão na diferença na taxa de bits por segundo. 
“O MP3 pode compactar um CD de rock 'n roll até 96 kbps com pouca perda de qualidade perceptível, 
mesmo para os fãs de rock 'n roll sem qualquer deficiência auditiva. Para um concerto de piano, são 
necessários pelo menos 128 kbps.” (Tanenbaum, Redes de Computadores, 2004, p. 512) 
44. Calcule o tamanho de um arquivo de áudio digitalizado sem compressão com as seguintes 
características: 
a. Taxa de amostragem de 22 kHz 
b. 16 bits por amostra 
c. Duração de 5 minutos 
45. Calcule o tamanho de um arquivo de áudio MP3, digitalizado com as seguintes características: (1,0 
ponto) 
a. Taxa de amostragem de 44,1 kHz 
b. 16 bits por amostra 
c. Duração de 4 minutos 
d. Taxa de compressão = 8