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Questão 01. Descreva e ilustre as principais etapas de um modelo genérico para um sistema de codificação de Fonte. No processo de codificação de fonte, representar de forma mais compacta possível é um requisito obrigatório, para isso utiliza-se a codificação de Huffman entre outros métodos. Considere uma fonte que emite 7 símbolos: s1, s2, s3, s4, s5, s6 e s7, respectivamente, com probabilidade 0,4; 0,3; 0,1; 0,1; 0,06; 0,02 e 0,02. Compare com a representação binária padrão. Qual codificação você utilizaria para representar essa fonte?

As principais etapas de um modelo genérico para um sistema de codificação de Fonte são: Amostragem, Quantização e Codificação.

Amostragem:

O sinal contínuo no tempo a(t) pode ser perfeitamente representado em um segundo por um número de amostras que deve ser igual a pelo menos o dobro da maior frequência contida na banda de frequências deste sinal.

Quantização:
Cada amostra tem o seu valor aproximado para os níveis de decisão.

Codificação:
Cada amostra, ou melhor, cada símbolo é codificado em dígitos binários de modo que os símbolos com maior frequência são codificados com comprimento de bits menor e os que apresentam menor chance de ocorrer são codificados com mais bits.

O código de Huffman é utilizado na codificação de fonte e garante a máxima eficiência de codificação.

Para a fonte discreta do enunciado, temos o seguinte código de Huffman:

O comprimento médio do código de Huffman é menor do que aquele de um código de comprimento fixo:

Para o código de Huffman, vem:

L = 0,4*1 + 0,3*2 + 0,1*3 + 0,1*4 + 0,06*5 + 2*0,02*6
L = 2,24 bits/símbolo

Para o código de comprimento fixo, temos:
L = 0,4*3 + 0,3*3 + 0,1*3 + 0,1*3 + 0,06*3 + 0,02*3 + 0,02*3
L = 3 bits/símbolo

Dessa fórmula é possível transmitir a uma taxa de bits menor o que reduz necessidade de largura de banda do sinal bem como o uso de memória para armazenar os dados.

Questão 02. Modelo genérico para um sistema