CMP1103 - Lista de exercíos 1

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Lista de exercícios 
Disciplina: CMP1103 – Sistemas Multimídia 
Professora: Angélica da Silva Nunes 
 
Aula 1: Introdução à Multimídia 
1. O que você entende por Multimídia? 
2. Caracterize cada um dos seguintes tipos de produtos multimídia: 
a. Títulos b. Aplicativos c. Sites 
3. Qual a diferença entre títulos lineares e títulos multimídia? 
4. Quais as características únicas do computador, como meio de apresentação de conteúdo multimídia? 
 
Aula 2: Revisão sobre dados e sinais 
1. Um sinal periódico completa um ciclo em 0,001s. Qual é a frequência desse sinal? 
2. Compare um sinal analógico com um sinal digital? 
3. Qual a diferença entre um sinal periódico analógico simples e um Sinal periódico analógico composto? 
4. Complete as frases abaixo: 
5. Num gráfico no domínio da frequência, o eixo vertical mede a __________________ e o eixo horizontal 
mede a _______________________ 
6. Num gráfico no domínio do tempo, o eixo vertical mede a ____________________ e o eixo horizontal 
mede o ____________________. 
7. Desenhe o sinal abaixo no domínio da frequência. 
 
8. Um certo canal de TV possui largura de banda de 6 MHz. Se enviarmos um sinal digital utilizando esse 
canal, qual é a taxa de transmissão de dados se utilizarmos: 1 harmônico, 3 harmônicos e 5 
harmônicos? Considere um canal sem ruído 
 
Aula 3: Conversão analógico para digital 
1. Quais são as 3 etapas de um codificador PCM? 
2. Qual é a taxa de amostragem numa codificação PCM, se a faixa de frequência varia de 1000 Hz a 4000 
Hz? 
3. Utilizando o Teorema de Nyquist, determine a taxa de amostragem para os seguintes sinais analógicos: 
a. Um sinal analógico em um canal passa baixa com largura de banda de 2000 Hz 
b. Um sinal analógico com frequência variando de 2000 Hz a 6000 Hz 
c. Um sinal que é uma linha horizontal num gráfico no domínio do tempo 
d. Um sinal que é uma linha vertical num gráfico no domínio da frequência 
4. Um sinal analógico é amostrado para conversão analógico-digital. Cada amostra é representada por 4 
níveis de sinalização. Quantos bits necessários para representar cada amostra? Se a taxa de 
amostragem é de 8000 amostras por segundo, qual o taxa de transmissão? 
5. Utilizando o teorema de Nyquist, determine a taxa de amostragem para os seguintes sinais analógicos: 
a. Um sinal analógico passa-baixa com largura de banda de 2000 Hz 
b. Um sinal analógico passa-banda com largura de banda variando 2000 Hz a 6000 Hz 
6. Um dos fatores que asseguram a precisão da 
reconstrução de um sinal PCM é a: 
a. Largura de banda do canal 
b. Frequência da portadora 
c. Quantidade de bits por amostra 
d. Taxa de bauds 
 
7. Se os valores máximo e mínimo de um PCM 
são +127 e -127, quantos bits, quantos bits 
devem ser utilizados no código de 
representação binário? (0,5 ponto) 
a. 6 
b. 7 
c. 8 
d. 9 
8. Se o espectro de frequência de um sinal tem largura de banda de 500 Hz, com a maior frequência em 
600 Hz, de acordo com o teorema de Nyquist qual deve ser a taxa de amostragem desse sinal? 
9. Se os valores máximo e mínimo de um PCM são +31 e -31, quantos bits devem ser usados no código 
de representação binário? 
10. Um sinal analógico é amostrado a uma taxa de 8000 amostras por segundo. Cada amostra é 
representada em 4 níveis. Quantos bits são necessários para representar cada amostra? Qual a taxa de 
bits por segundo resultante do processo de conversão analógico-digital? 
11. Quando o presidente americano Franklin Roosevelt fez seu discurso inaugural – “a [única coisa de que 
precisamos ter medo é o próprio medo ...” – isso levou cerca de 23 minutos. Na forma impressa, esse 
discurso ocupa aproximadamente 4 páginas. A parte que é impressa em uma página possui cerca de 
10,16 cm de largura e 18,034 cm de altura. Existem aproximadamente 77 caracteres por linha e cerca 
de 2 linhas por centímetro na vertical. Suponha que você desejasse representar o discurso em uma 
enciclopédia em CD-ROM. 
a. Quantos bytes seriam necessários para armazenar uma gravação do discurso em PCM, 
sem compactação? Considere 1 canal de voz passa baixa com 22 KHz de largura de banda 
e 64.000 níveis de amplitude. Use a taxa de amostragem de Nyquist 
b. Suponha que o discurso tenha sido armazenado como uma imagem texto, escaneado 
conforme especificado anteriormente em 1200 pixels por polegada, tanto na horizontal 
quanto na vertical (1 polegada=2,54 cm) e que a imagem seja armazenada em preto e 
branco (sem tons de cinza). Considere a imagem sem compactação Quanto espaço de 
armazenamento de CD-ROM é necessário para essa representação? 
Aula 4: Amostragem e quantização de imagens 
1. Em que consiste o processo de amostragem na digitalização de uma imagem? 
2. Em que consiste o processo de quantização na digitalização de uma imagem? 
3. Considere o processo de quantização na digitalização de uma imagem monocromática. Quantos níveis 
de cinza serão obtidos se for usado 
a. 4 bits por pixel b. 5 bits por pixel c. 8 bits por pixel 
4. Uma imagem monocromática tem 240x320 pixels. Qual o tamanho da imagem digitalizada se for usado 
64 níveis de cinzento? Considere digitalização sem compressão 
5. Em que situação ocorre o efeito de Aliasing na digitalização de imagens? 
6. Explique como é efetuada a redução da resolução espacial de imagens? 
7. Como pode-se reduzir o efeito de Aliasing no processo de redução da resolução espacial de imagens? 
 
Aula 5: Sistemas de Cores 
1. Descreva os seguintes sistemas de representação da imagem, 
a. RGB b. CMYK c. HLS 
2. Indique os usos dos sistemas RGB e CMYK. 
3. Qual a diferença entre sistemas aditivos e subtrativos de cores? 
4. Se um pixel é codificado no sistema RGB com os seguintes valores (0,455; 0.800;0.600), qual o valor 
correspondente desse pixel no sistema de cores CMY? 
5. Como determinar se um pixel é colorido ou escala de cinza no sistema RGB? 
6. Como determinar se um pixel é colorido ou escala de cinza no sistema CMY? 
7. Como determinar se um pixel é colorido ou escala de cinza no sistema HLS? 
 
Aula 6: Compressão da imagem - JPEG 
1. Descreva as etapas de um Sistema geral de compressão de imagens 
2. Considere uma imagem simples 4x8 pixels, em que cada pixel é representado por uma sequência de 8 
bits. A tabela abaixo mostra a codificação dos pixels dessa imagem 
21 21 95 169 95 243 243 243 
21 21 95 169 95 243 243 243 
21 21 95 169 95 243 243 243 
21 21 95 169 95 243 243 243 
 
a. Comprimir essa imagem utilizando a codificação RLE, considerando a leitura dos pixels por 
colunas; 
b. Comprimir essa imagem utilizando a codificação de Huffman. 
3. Calcule a taxa de compressão e a redundância relativa dos dados considerando os dois métodos de 
compressão do exercício anterior 
4. Quais são as etapas da codificação JPEG? 
5. Por que razão é feita a conversão do sistema cores RGB para o sistema de cores YIQ, antes de realizar 
a compressão JPEG? 
6. Qual o do bloco na codificação JPEG? 
7. Qual a finalidade da Transformada Discreta do Cosseno (DCT) na compressão JPEG? 
8. Qual a finalidade da leitura em zigzag na compressão JPEG? 
9. Dada a matriz de coeficientes DCT e a matriz de quantização, efetuar o processo de quantização. 
 
10. Efetuar a leitura em zigzag da matriz de coeficientes DCT quantizados a seguir: 
 
11. Tomando como referência a resposta da questão anterior (questão 10) efetuar a compressão RLE dos 
coeficientes AC, de acordo com a compressão JPEG. 
12. Em qual etapa da compressão JPEG ocorre perda de parte da informação?