DCT(x[n]) C[u] α(u) x[n] cos (2n 1) π u 2N

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1 UNIVERSIDAD DE CASTILLA LA MANCHA Escuela Universitaria Politécnica de Cuenca Ingeniería Técnica de Telecomunicación (Especialidad de Sonido e Imagen) Vídeo Digital Examen de Junio de 2005 PRACTICAS: Del total de 5 puntos necesarios para superar el examen, en los ejercicios de prácticas es obligatorio sumar un mínimo de 1,5.puntos. 1.- Explica brevemente y con tus palabras los procesamientos realizados en las funciones diezma() y zoom() de la práctica 5. Comenta brevemente los resultados obtenidos a lo largo de la práctica (0,7p). 2.- Indica el resultado que se obtiene en el proceso de compresión-descompresión visto en la práctica 7 cuando se eliminan todos los coeficientes de las matrices de coeficientes 8x8, excepto el coeficiente C[0,0] (0,5p). 3.- Indica la influencia que tienen los parámetros involucrados en la función contraste(): La pendiente m, y el punto de coordenadas (X med,y med ) (La función contraste utilizada este curso tiene el formato resultado = contraste(matriz_entrada, m, Ymed) (0,8p) 4.- Explica la manera en que se describe en la norma UIT-BT.R 799 un interfaz 4:4:4 tomando como base el interfaz 4:2:2 descrito en la norma UIT-BT.R 656 (0,5p). 5.- Comenta las diferencias que existen entre los medios de transmisión (cables y conectores) utilizados en los interfaces serie, respecto de los propuestos para los interfaces paralelos en las normas vistas en la práctica 6. Indica si encuentras alguna ventaja o inconveniente en la utilización de unos o de otros. (0,5p). TEORÍA Y PROBLEMAS: 6.- A partir de la definición de la transformada discreta del coseno (DCT) N 1 DCT(x[n]) C[u] α(u) x[n] cos (2n 1) π u n 0 2N explica brevemente qué representa cada uno de los coeficientes C[u] de una DCT aplicada a un vector de tamaño 8. (Puede utilizarse como referencia el método de cálculo de las funciones base.) (1p) 7.- Indica cuales son las propiedades de la DCT que la hacen adecuada para la compresión de imágenes y explica el porqué de dicha adecuación (1p). 1

2 Vídeo Digital 8.- Explica por qué la definición de los distintos perfiles en MPEG-2 permite la adecuación de la relación calidad-compresión al coste de la aplicación que se desee. (1p) 9)- Explica las características que encuentres significativas en lo que se refiere a métodos de compresión en las aplicaciones de producción a nivel de estudio y difusión de la señal de vídeo a los hogares (1p) En una etapa de filtrado digital se encuentra el esquema de bloques de la figura 1. Figura 1 a)- Indica razonadamente el ancho de banda máximo de la señal x1 para que en el sistema no exista solapamiento espectral (0,5p). b)- Calcular la ganancia y la frecuencia de corte de un sistema equivalente al de la figura 1, considerando que el filtro que aparece en dicha figura tiene una frecuencia de corte fcd 1 < 0,25 (1,5p.). c)- Calcular la ganancia y la frecuencia de corte de un sistema equivalente al de la figura 1, considerando que el filtro que aparece en dicha figura tiene una frecuencia de corte fcd 1 > 0,25 (1p.). 2

3 UNIVERSIDAD DE CASTILLA LA MANCHA Escuela Universitaria Politécnica de Cuenca Ingeniería Técnica de Telecomunicación (Especialidad de Sonido e Imagen) Vídeo Digital Examen de Septiembre de 2005 PRACTICAS: Del total de 5 puntos necesarios para superar el examen, en los ejercicios de prácticas es obligatorio sumar un mínimo de 1,5.puntos. 1.- a)- Explica a qué llamamos en tratamiento digital de imágenes: operadores puntuales, operadores locales y operadores globales. (0,4p.) b)- Indica qué utilidades conoces de cada uno de ellos y pon algún ejemplo. (0,6p.) 2.- a)- Explica que utilidad tienen los códigos EAV y SAV en un interfaz digital de televisión. (0,5p.). b)- Indica la información que contienen los bits significativos de estos códigos. (0,5p.) 3.- Explica que efecto produce la cuantificación excesiva del coeficiente C[0,0] cuando comprimimos y descomprimimos imágenes con métodos basados en la Transformada Discreta del Coseno (DCT). Nota importante: Se pregunta por las características que se observan en la imagen resultado, no por el nombre que se le da a dicho efecto. (0,5p.) 4.- En el filtrado de imágenes basado en la FFT aparecía un desplazamiento de la imagen de salida respecto de la entrada. Explica brevemente a qué se debe dicho desplazamiento. (0,5p.) TEORÍA Y PROBLEMAS: 5.- A partir del método de compresión JPEG basado en la DCT, explica qué factor o qué factores afectan al índice de compresión resultante de aplicar dicho método a una imagen. (1p.) 6.- Explica en MPEG-2 de que forma y en qué momento del proceso de compresión se utilizan los códigos de longitud variable (VLC) y los códigos de longitud de recorridos (RLC). (1p.) 7.- Indica qué es un GOP o grupo de fotogramas en MPEG-2 y explica que relación existe entre la definición de un GOP para una aplicación específica y el factor calidad/compresión obtenido en dicha aplicación. (1p.) 3

4 Vídeo Digital 8.- En una aplicación concreta de transmisión de datos digitales, se estudia estadísticamente la probabilidad de aparición de cada símbolo. Los resultados de dicho estudio estadístico son los que aparecen en la tabla siguiente. Simbolo Probabilidad Simbolo Probabilidad A B 10% 15% C D 25% 50% Según esta tabla se decide aplicar una codificación Huffman para comprimir el tren de datos resultante. a)- Encontrar un código Huffman apropiado para esta codificación según las probabilidades de aparición de la tabla. (0.75p) b)- Calcular el factor de compresión conseguido con esta codificación. (0.75p) 9)- Se pretende digitalizar una imagen bidimensional que tiene un espectro en la frecuencia como el que aparece en la figura 1. a)- Calcula la matriz de periodicidad P para el muestreo ortogonal más eficiente. (0,75p) b)- Dibuja el espectro en el caso en que utilizasemos como vectores de muestreo los siguientes: T 1 =(1/2 1/4) T ms. y T 2 =(1/2-1/4) T ms. (1p). Figura 1 c)- Indica cual de los dos métodos es el más eficiente en base a las densidades de muestreo resultantes. (0,75p) 4

5 UNIVERSIDAD DE CASTILLA LA MANCHA Escuela Universitaria Politécnica de Cuenca Ingeniería Técnica de Telecomunicación (Especialidad de Sonido e Imagen) Vídeo Digital Examen de Diciembre de 2005 PRACTICAS: Del total de 5 puntos necesarios para superar el examen, en los ejercicios de prácticas es obligatorio sumar un mínimo de 1,5.puntos. 1.- En las siguientes expresiones aparecen, por un lado una matriz de coeficientes C(u,v) y por el otro la matriz de cuantificación por defecto del método MPEG-2. Indica a partir de ellas, y considerando que los coeficiente se numeran desde el C(0,0) al C(7,7), cual sería el valor del coeficiente C[2, 2] que se almacenaría y cual sería el coeficiente que se obtendría después de la decuantificación (0,5p.) C[u,v] MPEG La cuantificación excesiva del coeficiente C(0,0) de los bloques 8x8 en la compresión JPEG provoca el llamado "efecto bloque". Explica las características que presenta una imagen comprimida en JPEG en la que es evidente dicho efecto. (0,5p) 3.- En la norma UIT-R BT.656 referente a los interfaces de comunicación digital de vídeo aparecen los bits F, V, y H con los siguientes significados: F=0 durante la trama 1 F=1 durante la trama 2 V=0 fuera de la supresión de trama vertical V=1 durante la supresión de trama vertical H=0 en SAV H=1 en EAV a)- Indica a qué se refiere con trama 1 y 2 (0,25p). b)- Indica a qué se refiere con dentro y fuera de supresión de trama (0,25p). c)- A partir del cuadro siguiente indica entre qué líneas se encontrará la combinación FVH=100, y si esta combinación se encontrará al principio, al final o en el centro de cada línea digital (0,5p). 5

6 Vídeo Digital (Nota: Cada línea digital comienza después de la última muestra activa. Ver la figura siguiente) 4.- En la función cambiacolor() diseñada en la práctica de operadores puntuales se aplicaba un factor a cada valor RGB de cada píxel con el fin de modificar su color. Que parámetros hemos de utilizar para variar la tonalidad hacia más verdoso? Que parámetros hemos de utilizar para aclarar una imagen sin modificar su tonalidad? (1p.). 6

7 Examen de Diciembre de 2005 TEORÍA Y PROBLEMAS: 5.- En la codificación de una imagen de tipo B en MPEG-2: a)- A qué llamamos imagen de predicción y de qué forma se compone. (0,5p.) b)- En qué consiste la codificación diferencial y en qué momento del proceso de codificación MPEG-2 se utiliza. (0,5p) c)- Cual es la información obtenida de una imagen que se almacena, o se transmite al receptor. (0,5p.) 6.- En qué consiste la codificación MJPEG?. Qué necesidad existe de incorporar un bucle de control de flujo binario en este tipo de codificación? (1p.) 7.- En una determinada aplicación se necesita digitalizar una señal bidimensional cuyo espectro frecuencial abarca la zona de la figura 7.1 con anchos de banda B Ωx = B Ωy = 4πKrad/s. a)- Suponiendo muestreo ortogonal, calcular la matriz de muestreo P más eficiente posible. (1p) Figura 7.1. b)- Obtener la matriz de pulsaciones U y dibujar las repeticiones del espectro en el caso de utilizar el muestreo no ortogonal más eficiente posible. (1p) 8.- En una etapa de filtrado digital se encuentra el esquema de bloques de la figura 8.1. Figura 8.1 a)- Indica razonadamente el ancho de banda digital máximo de la señal x1 para que en el sistema no exista solapamiento espectral (0,5p). b)- Calcular la ganancia y la frecuencia de corte de un sistema equivalente al de la figura 8.1, considerando que el filtro que aparece en dicha figura tiene una frecuencia de corte fcd 1 < 0,5. Utilizar como ancho de banda de entrada el obtenido en el apartado (a) (1,5p.). c)- Qué ventajas aporta al sistema la utilización de un diezmado anterior al filtrado paso bajo como en el sistema expuesto? (0,5p.) 7