TELECÓPIA: CODIFICAÇÃO E TRANSMISSÃO DE IMAGEM BINÍVEL Fernando Pereira Instituto Superior TécnicoT
Telecópia OBJECTIVO Transmissão eficiente de imagens fixas, binível através dos suportes de comunicação mais comuns: rede telefónica e rede de dados.
História da Telecópia (1) 1843 - Primeira patente de um sistema de telecópia (Inglaterra, nº 9745) atribuída ao Sr. Alexander Bain - o telefone ainda não tinha sido inventado - 1876! Principais problemas a resolver, à época, eram: fonte de potência, varrimento, sincronização, canal de transmissão (linha telegráfica). 1865 - Primeiro sistema comercial, entre Lion e Paris. 1876 - Aparece o telefone... 1911 - Aparece o primeiro modulador para a transmissão de fax através da linha telefónica. 1900... - Ao longo do século XX sucedem-se os avanços tecnológicos relacionados com as diversas partes dum sistema de fax.
História da Telecópia (2) 1969 - Surge o primeiro fax digital 1974 e 1976 - Fax analógico - grupos 1 e 2 - é normalizado. 1980 - A normalização do fax digital de grupo 3 vai permitir a grande explosão deste equipamento. 1984 - Normalização dos fax de grupo 4 com vista à transmissão via redes digitais. 1991 - Sucedem-se os melhoramentos no grupo 3. Os fax de grupo 3 conquistam 99.7 % do mercado com mais de 20 milhões de terminais.
Scanning O scanner converte a imagem a preto e branco no papel num sinal eléctrico. O valor amostrado para cada pixel depende da imagem (luminância) na superfície correspondente a cada fotosensor. Os faxs do grupo 3 usam hoje uma tira de fotosensores correspondente a uma linha em vez dum fotosensor que se desloca ao longo da linha. O tempo de leitura duma página A4 é de 5-10 s.
Tecnologias de Scanning CCD (charge( charge-coupled coupled device) - Tem como grande desvantagem a distância mínima entre a imagem e a lente, que determina a dimensão mínima do fax. CIS (contact( image sensor) - A largura da faixa de sensores é idêntica à da página o que evita a distância mínima dos CCD e garante igual focagem em todas as zonas da imagem.
Impressão (1) A impressão da imagem na recepção é uma das partes mais críticas no desempenho final do fax pois determina em grande medida a opinião dos utentes. Nos fax do grupo 3, a tecnologia mais comum já não é a impressão em papel térmico (de fraca qualidade), usando-se hoje normalmente a impressão em papel comum através de jacto-de-tinta ou laser como se de uma vulgar impressora se tratasse.
Impressão (2) IMPRESSÃO EM PAPEL TÉRMICO: T A cabeça de impressão possui um conjunto de elementos resistivos alinhados segundo a largura do papel que tocam o papel térmico. Um impulso de corrente através dum elemento resistivo provoca o seu aquecimento, marcando apropriadamente o papel. IMPRESSÃO EM PAPEL NORMAL: Transferência térmica - uma película de transferência térmica acompanha o papel transferindo para ele uma marca de tinta ao contacto com a cabeça aquecida. Laser - sistema semelhante às impressoras; caro e volumoso para os fax. Jacto-de-tinta - apresenta-se como uma alternativa interessante face aos recentes desenvolvimentos nas impressoras com esta tecnologia
Tipos de Telecopiadores (Norma ITU-T T T.0) Telecopiadores que usam como suporte da transmissão a rede telefónica GRUPO 1 - Utilizam modulação de banda lateral dupla sem qualquer processo de compressão da banda útil do sinal transmitido; transmissão duma página A4 em cerca de 6 minutos, usando uma resolução de 3.85 linhas/mm (norma T.2) GRUPO 2 - Utilizam técnicas de compressão da largura de banda (banda lateral vestigial) para obter um tempo de transmissão de cerca de 3 minutos, para um documento A4, com resolução de 3.85 linhas/mm; exclui-se qualquer processamento do sinal de imagem para redução de redundância (norma T.3) GRUPO 3 - Utilizam processos de redução de redundância do sinal de imagem antes da modulação do sinal a enviar para a linha; documento A4 em cerca de 1 minuto (norma T.4) Telecopiadores que usam como suporte da transmissão a rede de dados GRUPO 4 GRUPO 4 - Usam técnicas de redução de redundância e operam sobre redes de dados, assegurando a transmissão dum documento, virtualmente isenta de erros (normas T.5 e T.6)
O Protocolo de Comunicação A Norma T.30 estabelece o protocolo para a transmissão de documentos por telecópia através da rede telefónica. Etapa A - Estabelecimento da ligação: manual ou automática Etapa B - Procedimentos preliminares: fases de identificação e de comando Etapa C - Transmissão da mensagem: apresenta 2 aspectos distintos mas simultâneos Etapa C1 - Sincronização, detecção e correcção de erros e 'vigilância' do estado da linha Etapa C2 - Transmissão da mensagem propriamente dita Etapa D - Procedimentos finais: confirmação da recepção, mais páginas e sinalização do fim do protocolo Etapa E - Libertação da comunicação
Etapas do Protocolo de Comunicação Fase A Fase B Fase C1 Fase C2 Fase D Fase E Transmissão da mensagem Procedimento Fax INÍCIO Ligação Fax FIM
Protocolo dos Grupos 1 e 2 CNG - Sinal de chamamento - de 3.5 em 3.5 s envia-se durante 0.5 s uma sinusóide de 1100 Hz CED - Sinal de resposta - sinusóide de 2100 Hz durante 2.6 a 4 s GI - Sinal de Identificação do Grupo - de 4.5 em 4.5 s envia-se durante 1.5 s uma sinusóide de 1650 Hz (grupo 1) ou 1850 Hz (grupo 2) GC - Sinal de Aceitação do Grupo Identificado - sinusóide de 1300 Hz (grupo 1) ou 2100 Hz (grupo 2) durante 1.5 a 10 s CFR - Indicação da Disponibilidade para Receber - sinusóide de 1850 Hz (grupo 1) ou 1650 Hz (grupo 2) durante 3 s EOM - Indicação do Fim da Mensagem - sinusóide de 2100 Hz durante 2.6 a 4 s MCF - Sinal de Confirmação da Mensagem Recebida - sinusóide de 1850 Hz (grupo 1) ou 1650 Hz (grupo 2) durante 3 s
Protocolo do Grupo 3 CNG - Sinal de chamamento - de 3.5 em 3.5 s envia-se durante 0.5 s uma sinusóide de 1100 Hz CED - Sinal de resposta - sinusóide de 2100 Hz durante 2.6 a 4 s DIS - Digital Identification Signal - caracterização do terminal receptor em termos das capacidades normalizadas DCS - Digital Command Signal - determina as características da ligação face às capacidades do emissor e receptor TCF - Training Check - sequência de treino para análise da linha e determinar o ritmo binário a usar; consiste numa sequência de 0's com duração de 1.5 s CFR - Confirmation to Receive - confirma os procedimentos preliminares e o início da transmissão EOP - End-of-Procedure - indica o fim da transmissão de uma página e que, não havendo mais páginas, se passará, após confirmação, à etapa E MCF - Message Confirmation - confirma recepção duma página e disponibilidade para mais DCN - Disconnect - desencadear da etapa E e libertação da ligação
Protocolo do Grupo 3 Em todas as etapas do protocolo, à excepção da transmissão da mensagem propriamente dita e da etapa de estabelecimento da comunicação, utiliza-se sinalização com codificação binária com uma estrutura de trama HDLC (High-Level Data Link Control). As regras básicas do protocolo são: Uma trama facultativa deve ser sempre acompanhada de uma trama obrigatória sendo esta sempre transmitida em último lugar. Um terminal que receba tramas facultativas e não as reconheça deve rejeitá-las, utilizando as tramas obrigatórias no decorrer do protocolo. As tramas usam sempre bit stuffing com excepção da flag de delimitação.
Modems - Grupo 3 O modem tem como função receber a informação digital e representála num formato de sinal conveniente (através de modulação) para transmitir na linha telefónica. Os modems de uso obrigatório no grupo 3 são o V.27 ter para a transmissão da imagem a 4.8 e 2.4 kbit/s e o V.21 para a sinalização inicial a 300 bit/s. Os fax do grupo 3 testam automaticamente as condições da transmissão através duma sequência de treino. O ritmo usado é o mais alto que é aceite simultaneamente pelos dois faxs em presença e que garante condições de transmissão mínimas aceitáveis.
Modems - Grupo 3 Débito binário (bit/s) Débito de símbolo (baud) Bit/símbolo Tipo de modem Portadora Banda (Hz) 14400 2400 6 V.17 1800 550-3050 12000 2400 5 V.17 1800 550-3050 9600 2400 4 V.29 1700 450-2950 7200 2400 3 V.29 1700 450-2950 4800 1600 3 V.27ter 1800 950-2650 2400 1200 2 V.27ter 1800 1150-2450 Largura de Banda Corresponde ao canal telefónico
Diagrama de Fases - Modems do Grupo 3 V.17 V.29
Telecópia do Grupo 4 Os terminais de telecópia do grupo 4 operam sobre redes de dados, virtualmente isentas de erros, devido à implementação de protocolos com controlo de erros. Os telecopiadores de grupo 4 deverão funcionar como terminais I/O de computadores remotos. Algumas aplicações dos telecopiadores de grupo 4: Mail electrónico - a rede de dados é usada para troca de 'correio. Armazenamento e procura - os documentos podem estar armazenados num computador e acedidos através dum fax remoto. Integração de texto e imagem - o fax pode digitalizar imagens para o computador que processa e a seguir o mesmo fax distribui. Reconhecimento de caracteres - documentos digitalizados podem ser armazenados depois do reconhecimento dos caracteres. A comunicação entre terminais do grupo 4 é assegurada através do MODELO OSI que garante a comunicação entre quaisquer 2 terminais através da rede de dados.
Os Telecopiadores do Grupo 4 e o Modelo OSI
Binível ou Multinível? Testes subjectivos permitiram concluir que o melhor compromisso entre a resolução e o número de bits/amostra de forma a obter a mais elevada qualidade, para um dado valor de bits/imagem, consiste no uso de apenas 2 níveis/amostra e elevada resolução para originais de boa qualidade e mais níveis/amostra para originais de fraca qualidade.
Diagrama de Blocos de um Sistema Digital de Telecópia Imagem Scanner Amostragem e Quantif. Préprocess. Codificador de fonte Modulador Imagem Reprodução Pósprocess. Descodif. de fonte Desmo dulador REDE
Tipos de Imagem BINÍVEL (preto e branco) - o sinal de luminância referente a cada pixel é codificado como 1 ou 0 MULTINÍVEL (tons de cinzento) - a cada pixel é associado um nível duma escala de cinzentos que terá como extremos, o preto e o branco; a codificação binária duma escala com N níveis de cinzento exige um número de bits dado por I = log 2 N, e.g. 256 níveis requerem 8 bit/amostra CORES SATURADAS (sim/não) - num sistema aditivo com 3 cores primárias, a informação de cor referente a cada pixel é enviada em 3 bits que indicam a presença ou ausência de cada cor primária CORES NÃO SATURADAS CORES NÃO SATURADAS - a cada cor primária é associada uma escala de saturações, havendo que transmitir 3 I bits sendo I = log 2 N, onde N é o número de níveis de saturação de cada cor primária
Digitalização do Sinal de Imagem A quantificação permite obter um sinal digital a partir da saída analógica amostrada do sistema de varrimento e precede necessariamente a codificação. A quantificação com nível de decisão fixo pode causar distorções, p.e. se houver variações na iluminação ou reflectância do papel ao longo da página. Os métodos de quantificação podem ser avaliados em função de: Qualidade subjectiva da representação a 2 níveis Factor de compressão para a imagem quantificada Complexidade do algoritmo de quantificação Forma como certas dificuldades como fraco contraste, 'caracteres ruidosos', 'papel com ruído' e gradações de luminosidade são resolvidas
Técnicas de Quantificação (1) LIMIAR DE DECISÃO FIXO - O limiar, que pode ser válido para toda a imagem ou apenas parte dela, depende do histograma das ocorrências de níveis de cinzento no sinal a ser quantificado; este método é bem sucedido para imagens muito contrastadas. LIMIAR DE DECISÃO VARIÁVEL VEL - DITHERING - Este processo melhora substancialmente a qualidade subjectiva de imagens com tons de cinzento já que a variação do limiar de decisão em toda a gama de cinzentos permite que o valor médio numa zona de cinzento se aproxime do seu valor real.
Técnicas de Quantificação (2)
Pré-Processamento Processamento para Redução do Ruído (1) A transmissão frequente de imagens de má qualidade provoca a diminuição dos factores de compressão devido à diminuição da redundância/correlação espacial na imagem. O pré-processamento pode ser aplicado ao sinal multi-nível de saída do scanner ou ao sinal já quantificado a 2 níveis. O processamento a 2 níveis é mais simples mas não permite a eliminação de certos tipos de distorção por se ter já perdido parte da informação.
Pré-Processamento Processamento para Redução do Ruído (2) Alisamento lógico l por maioria - O valor alisado do pixel é determinado pelo valor da maioria (mais de metade) dos pixels na sua vizinhança. Alisamento lógico l selectivo - O valor alisado para o pixel é determinado por maioria (p.e. remoção de pixels isolados) ou pela presença de configurações específicas em branco ou preto na vizinhança do pixel com vista a evitar a eliminação de contornos finos (p.e. o valor alisado por maioria não é adoptado quando um contorno é detectado).
Codificação de Imagem Digital EXACTA (lossless( lossless) - Codificação com preservação total da informação na imagem NÃO EXACTA OU APROXIMADA (lossy( lossy) - Codificação sem preservação total da informação na imagem ainda que não necessariamente com degradação da qualidade subjectiva A codificação exacta pode usar técnicas de pré-processamento desde que reversíveis ou aplicadas antes da obtenção do sinal tomado como original.
Codificar: os Símbolos e os Bits Imagem Original Gerador de Símbolos (Modelo) Símbolos Codificador Entrópico Bits
Codificação de Imagens de Telecópia Digital GRUPO 3 MÉTODO DE HUFFMAN MODIFICADO (MHM) - Método de codificação unidimensional baseado na transmissão dos comprimentos das sequências de pixels brancos e pretos, usando codificação de Huffman. GRUPO 4 - OPÇÕES DO GRUPO 3 MÉTODO READ MODIFICADO (MRM) - Método de codificação bidimensional baseado na transmissão das variações da posição dos pixels de transição (B-P ou P-B), em relação à linha anterior; de k em k linhas faz-se codificação unidimensional. MÉTODO READ MODIFICADO-MODIFICADO (MRMM) - Semelhante ao MRM mas sem codificação unidimensional periódica.
Método de Huffman Modificado: Os Símbolos A lógica por detrás da codificação dos comprimentos pretos e brancos em cada linha é a transmissão das fronteiras na imagem, embora de forma indirecta. Cada linha é modelada como uma sequência de conjuntos de pixels pretos ou brancos cujo comprimento deve ser transmitido.
O Modelo Simbólico MHM Vídeo Original Gerador de Símbolos (Modelo) Símbolos Codificador Entrópico Bits Uma imagem de telecópia é representada como uma sucessão de linhas independentes, sendo cada uma delas representada como uma sucessão alternada dos comprimentos de pixels brancos e pretos (começa-se sempre com branco para manter sincronismo de tom).
Codificação Entrópica A Codificação Entrópica codifica os símbolos emitidos pela fonte tendo em conta a sua distribuição estatística. Não degrada o sinal ou seja é exacta/reversível (+) Oferece compressão em termos estatísticos (-) Produz um fluxo de bits altamente não uniforme (-) Dificulta a sincronização (-)
O que diz a Teoria da Informação A Teoria da Informação indica um limite inferior para o comprimento médio do código que permite codificar m mensagens duma fonte de informação, cada uma delas com probabilidade p i. Esse limite é dado pela entropia da fonte de informação calculada através de: H = Σ p i log 2 ( 1/p i ) bit/símbolo que apresenta as seguintes propriedades: mede a quantidade de informação média transportada por cada símbolo é uma função convexa das probabilidade p i o seu valor máximo ocorre quando todos os p i são iguais o seu valor máximo é log 2 m bits/símbolo A Teoria da Informação não indica como encontrar o código que corresponde a este valor, mas existem métodos que permitem encontrar códigos que se aproximam deste valor tanto quanto se desejar.
Codificação de Comprimento Variável (VLC) A cada símbolo é atribuída uma palavra de código que pode ter um comprimento diferente. A compressão é obtida atribuindo palavras curtas aos símbolos mais frequentes e vice-versa. Os códigos considerados devem ser: Unicamente descodificáveis - deve existir apenas um modo pelo qual uma dada concatenação de VLCs pode ser descodificada. Instantâneos - cada palavra de código pode ser descodificada sem qualquer dependência a palavras de código subsequentes Nenhuma palavra de código pode ser o início de outra palavra de código! Exemplo de código não unicamente descodificável: Palavras de código: A - '0' ; B - '01' ; C - '11' ; D - '00', E - '10' Fluxo de bits: 0000110... Descodificações possíveis: AAAACA ; DDCA ; ADBE ;...
Codificação de Huffman H = Σ pi log2 ( 1/pi) bit/símbolo A codificação de Huffman permite obter palavras de código com um comprimento médio de palavra próximo da entropia o que significa que a obtenção do código requer o conhecimento da estatística do sinal. Entropia = 1,157 bit/símbolo (H H = Σ p i log 2 ( 1/p i ) bit/símbolo) Comprimento médio do código = 1,3 bit/símbolo Eficiência = 1,157/1,3 = 89%
Codificação de Huffman: : Exemplo Símbolo Probab. Código 1 2 3 4 a 2 a 6 a 1 a 4 a 3 a 5 0.4 1 0.4 1 0.4 1 0.4 1 0.6 0 0.3 0 0 0.3 0 0 0.3 0 0 0.3 0 0 0.4 1 0.1 0 1 1 0.1 0 1 1 0.2 0 1 0 0.3 0 1 0.1 0 1 0 0 0.1 0 1 0 0 0.1 0 1 1 0.06 0 1 0 1 0 0.1 0 1 0 1 0.04 0 1 0 1 1 H = M i= 1 p i log 2 1 p i bits = 2.14 bit/símbolo Comprimento médio do código = 0.4 1 + 0.3 2 + 0.1 3 + 0.1 4 + 0.06 5 + 0.04 5 = 2.2 bit/símbolo Eficiência = 2.14 / 2.2 = 97.3%
Codificação de Huffman: Extensão 2ª Ordem Entropia = 1,157 bit/símbolo Comprimento médio do código de 2ª ordem = 2,33 bit/símbolo ext. Comprimento médio do código = 2,33/2 = 1,165 bit/símbolo Eficiência = 1,157/1,165 = 99,3 %
Método de Huffman Modificado O factor de compressão máximo para o MHM é dado pela Teoria da Informação por FC máx = 1/H pixel = (c( b + c p )/ (H( b + H p ) = <antes>/<depois> supondo que se usam 2 tabelas de codificação em virtude das estatísticas dos comprimentos brancos e pretos serem muito diferentes (c b e c p são os comprimentos médios dos comprimentos brancos e pretos). Para o MHM, usa-se a codificação entrópica de Huffman. Para diminuir a dimensão das tabelas de Huffman, simplificando a implementação, codificam-se em modo diverso os comprimentos superiores a 63 pixels.
MHM - Palavras de Código C Terminais... 63
MHM - Palavras de Código C de Zona
Imagens de Teste da ITU-T
Imagens de Teste da ITU-T
Imagens de Teste da ITU-T
Imagens de Teste da ITU-T
MHM: Factor de Compressão Doc. Características da imagens originais de teste do CCITT Comp. médio brancos Comp. médio pretos Entropia brancos Entropia pretos FC máx 1 156.3 6.793 5.451 3.592 18.02 2 257.1 14.31 8.163 4.513 21.41 3 89.81 8.515 5.688 3.572 10.62 4 39.00 5.674 4.698 3.124 5.712 5 79.16 6.986 5.740 3.328 9.5 6 138.5 8.038 6.204 3.641 14.89 7 45.32 4.442 5.894 3.068 5.553 8 85.68 70.87 6.862 5.761 12.4 Características das imagens reais de teste do CCITT Doc. Comp. médio Comp. Entropia Entropia FC máx FC real brancos médio pretos brancos pretos 1 134.6 6.79 5.23 3.592 16.02 15.16 2 167.9 14.02 5.989 4.457 17.41 16.67 3 71.5 8.468 5.189 3.587 9.112 8.35 4 36.38 5.673 4.574 3.126 5.461 4.911 5 66.41 6.966 5.280 3.339 8.513 7.927 6 90.65 8.001 5.063 3.651 11.32 10.78 7 39.07 4.442 5.320 3.068 5.188 4.99 8 64.30 60.56 4.427 5.31 11.52 8.665
MHM: Sensibilidade aos Erros O período de recuperação do sincronismo é definido como o número de bits de código entre o começo da palavra corrompida pelo erro e o fim da palavra onde a recuperação do sincronismo acontece.
Método Read Modificado: os Símbolos S O Método READ (relative addressing) Modificado explora a redundância vertical existente na imagem para alcançar factores de compressão mais elevados. O MRM é um método de codificação linha a linha no qual a posição de cada elemento de variação na linha é codificado: em relação à posição do correspondente elemento de variação na linha de referência (anterior) em relação ao elemento de variação anterior na linha a ser codificada
MRM: Elementos de Variação Define-se um elemento (pixel) de variação como aquele cujo tom é diferente do elemento de variação anterior na mesma linha. O algoritmo MRM usa 5 elementos de variação situados quer na linha de referência quer na linha a ser codificada: a 0 - é o elemento de referência ou de partida na linha a ser codificada; a sua posição é definida pelo modo de codificação precedente. No começo da linha a ser codificada, a 0 é colocado num elemento de variação imaginário branco situado imediatamente antes do primeiro pixel da linha a ser codificada a 1 - é o elemento de variação imediatamente a seguir a a 0 na linha a ser codificada; tem o tom oposto de a 0 e é o próximo elemento de variação a ser codificado a 2 - é o pixel de variação imediatamente à direita de a 1 b 1 - é o primeiro pixel de variação na linha de referência à direita de a 0 e tendo o mesmo tom de a 1 b 2 - é o pixel de variação imediatamente à direita de b 1
MRM: Modos de Codificação MODO VERTICAL - Há boa correlação com a linha de referência - a posição de a 1 é codificada relativamente à posição de b 1. A distância a 1 -b 1 pode tomar 7 valores diferentes: 0, ± 1, ± 2 e ± 3. MODO DE PASSAGEM - Quer-se saltar um comprimento preto - este modo acontece quando a posição de b 2 é à esquerda de a 1 ; necessita de uma única palavra. MODO HORIZONTAL - Comprimento preto sem correlação com a linha anterior - usa-se quando o modo vertical não pode ser usado; são enviados os comprimentos a 0 -a 1 e a 1 -a 2. MODO SEM COMPRESSÃO MODO SEM COMPRESSÃO - O MRM contempla um modo sem compressão para evitar que em imagens com elevado detalhe o número de bits supere o número de pixels (ou seja o número de bits PCM).
Processo de Codificação
Método Read Modificado: os Símbolos S Para minorar a propagação vertical dos estragos causados por erros de transmissão, não se codificam mais de k-1 linhas sucessivas com base neste procedimento bidimensional.
MRM: Exemplo de Codificação
MRM: Codificação do primeiro pixel da linha Se o modo horizontal for escolhido para codificar o primeiro elemento da linha, o valor a0-a1 é substituído por a 0 a 1-1 de forma a assegurar que o comprimento correcto é transmitido. Além disso, se o primeiro pixel da linha for preto, a primeira palavra de código M(a 0 a 1 ) representa um comprimento nulo branco.
MRM: Codificação do último pixel da linha
O Modelo Simbólico MRM Vídeo Original Gerador de Símbolos (Modelo) Símbolos Codificador Entrópico Bits Uma imagem de telecópia é representada como uma sucessão de linhas dependentes, sendo cada uma delas representada como uma sucessão de símbolos representando fronteiras BP e PB em relação a fronteiras na linha anterior (se boas referências existirem) ou criando novas referências; periodicamente inseremse linhas codificadas sem explorar a redundância vertical.
MHM e MRM: Desempenhos Relativos Número de bit/imagem Baixa resolução (TMVL= 0 ms) Alta resolução (TMVL= 0 ms) Doc. MHM MRM (k=2) Ganho % MHM MRM (k=4) Ganho % 1 149834 130684 12.8 299311 207660 30.6 2 137252 106851 22.1 274858 157163 42.8 3 260247 207584 20.2 520196 326297 37.3 4 432219 408261 5.5 864524 654436 24.3 5 273164 226285 17.2 546460 353172 35.4 6 204516 150572 26.4 409290 225879 44.8 7 426053 402333 5.6 851286 651643 23.5 8 251171 210457 16.2 502331 264029 47.4 Média 266807 227117 15.8 533532 355034 40 O MHM tem um algoritmo de codificação mais simples. O MRM tem menores tempos de transmissão; a diminuição é superior para alta resolução (7.7 pel/mm versus 3.85 pel/mm) e pode atingir 25 % para TMVL= 20 ms ou mais de 40 % para TMVL = 0 ms (TMVL - Tempo Mínimo de Varrimento de Linha). As vantagens em termos de compressão do MRM são mais acentuadas para imagens pouco densas. O MHM é menos sensível aos erros de transmissão.
O Modelo Simbólico MRMM Vídeo Original Gerador de Símbolos (Modelo) Símbolos Codificador Entrópico Bits Uma imagem de telecópia é representada como uma sucessão de linhas dependentes, sendo cada uma delas representada como uma sucessão de símbolos representando fronteiras BP e PB em relação a fronteiras na linha anterior (se boas referências existirem) ou criando novas referências (não há periodicamente linhas codificadas com o MHM).
Erros de Transmissão Qualquer transmissão através da rede telefónica tem de contar com o efeito dos erros, variando a sua frequência com o débito binário usado. Os métodos de codificação mais eficientes são mais sensíveis aos erros já que cada bit transporta mais informação. De qualquer modo, a protecção estatística faz com que códigos mais eficientes sofram menos erros. O receptor pode normalmente detectar a ocorrência de erros de transmissão e processar o sinal recebido de forma a minimizar os efeitos subjectivos dos erros na imagem. Condições de detecção dos erros (MRM): Condição semântica: O sinal descodificado não conduz exactamente a 1728 pixels/linha (MHM e MRM) Condição sintáctica: Nenhuma palavra nas tabelas de código condiz com os bits recebidos (MHM e MRM) Condição sintáctica: A linha a ser descodificada refere um comprimento que não existe na linha de referência (MRM)
Minimização do Impacto Subjectivo dos Erros (1) O tratamento dos erros é mais importante para o Método READ Modificado em virtude da propagação vertical dos erros. Técnicas de processamento dos erros por ordem crescente de complexidade: TUDO A BRANCO (TB) - A primeira linha detectada como errada é posta a branco e todas as linhas seguintes são também postas a branco até que seja correctamente recebida uma linha codificada unidimensionalmente. SEMPRE A ANTERIOR (SA) SEMPRE A ANTERIOR (SA) - A primeira linha detectada como errada é substituída pela linha anterior, correctamente recebida, e todas as linhas seguintes são substituídas por essa linha até que seja correctamente recebida uma linha codificada unidimensionalmente.
Minimização do Impacto Subjectivo dos Erros (2) Técnicas de processamento dos erros por ordem crescente de complexidade PRIMEIRO A ANTERIOR E DEPOIS TUDO A BRANCO (PATB) - A primeira linha detectada como errada é substituída pela linha anterior, correctamente recebida, e todas as linhas seguintes são postas a branco até que seja correctamente recebida uma linha codificada unidimensionalmente. TUDO NORMAL/LINHA ANTERIOR (TNLA) TUDO NORMAL/LINHA ANTERIOR (TNLA) - A primeira linha detectada como errada é descodificada e impressa normalmente até ao ponto onde o erro foi detectado; a partir desse ponto, a primeira linha errada é substituída pela parte correspondente da linha anterior. A linha resultante é então usada como 'linha anterior' para a linha seguinte, até que seja correctamente recebida uma linha codificada unidimensionalmente.
Factor de Sensibilidade aos Erros Factor de Sensibilidade aos Erros (Doc. 1, 4 e 5) para o MRM Resolução Factor K Método TB Método SA Método PATB Método TNLA Normal 2 36.24 24.64 29.60 23.20 3 34.03 40.89 31.01 27.76 Elevada 4 66.55 49.23 55.16 54.49 6 88.51 64.46 76.55 75.74 Média 56.33 44.80 48.08 45.32 O Factor de Sensibilidade aos Erros mede o número médio de pixels incorrectos na imagem descodificada causados por um erro na transmissão.
Controlo de Erros: Grupo 3 A configuração base de telecopiadores do grupo 3 não prevê o uso de qualquer técnica de controlo de erros. Porém: a transmissão periódica duma linha codificada unidimensionalmente no MRM visa a limitação da propagação de erros alguns fax podem pedir a retransmissão da página se forem detectadas mais do que X linhas em erro
Como Caracterizar um Fax Características TécnicasT Tipo de modulação Protocolo de comunicação Tipo de sincronismo Suporte de transmissão Velocidade de transmissão Resolução vertical Resolução horizontal Dimensão da linha de exploração Métodos de redução de redundância Capacidade de recuperação de erros Parâmetros de Qualidade Fidelidade da reprodução - resoluções vertical e horizontal Dimensão do original - A3 a A6 Tempo de transmissão - suporte da transmissão, modulação, resolução e métodos de redução de redundância Parâmetros de Fiabilidade Sincronismo Recuperação de erros
A Bela ou o Monstro? A longa hibernação - Demonstrou de forma estrondosa a importância da Normalização, tendo influenciado o modo como hoje ela é feita. Democratização - A sua facilidade de instalação, simplicidade de utilização e economia de aquisição transformou-o no mais eficaz sistema de comunicação anticensura (Tian amen), de protesto (Fax your protest) ou mesmo de religião! (Muro das Lamentações). Transparência - A sua autonomia e, pelo menos inicial, completa transparência levou a alguns embaraços (e.g. golpe de Estado), inconfidências e à adopção de tecnologia para garantir a privacidade da comunicação (e.g. password, criptografia). 'O intruso' - A sua grande difusão transformou-o num dos mais simples e económicos meios publicitários 'à força'. A tecnologia e a lei responderam com a criação de faxs que podem recusar certas ligações ou aceitar apenas certas ligações ou mesmo com a proibição legal da publicidade generalizada via fax. Impunidade? - Uma comunicação onde não se vê e não se ouve parece propícia a usos menos... próprios.
Bibliografia FAX - Digital Facsimile Technology & Applications, K.McConnel, D.Bodson, R.Schaphorst, Artech House, 1992