Traitement et analyse de l`information multimédia Représentation et

Traitement et analyse de l’information multimédia
Objectifs
Cette partie est une introduction à l'acoustique, au traitement du signal, à la reconnaissance de la
parole et à la synthèse de parole. Son but est de présenter les notions indispensables de phonétique
acoustique et de traitement du signal pour aborder le traitement de la parole. La production des sons
de la langue et leur description acoustique constitue un premier volet. On présentera ensuite les
techniques classiques de représentation numérique du signal de parole. Le dernier volet est consacré
aux méthodes de reconnaissance et de synthèse de la parole à partir du texte.
PLAN
1.
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4.
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7.
Introduction et Concept de Base de l’Information Multimédia
Eléments de Phonétique-Acoustique
Représentation temps-fréquence de la parole
Eléments d'acoustique de la parole
Prédiction linéaire
Introduction à la reconnaissance de la parole
Introduction à la Synthèse de la parole
Références bibliographiques
1. Jean-Paul Haton , Christian Cerisara , Dominique Fohr , Yves Laprie , Kamel
Smaïli, Reconnaissance automatique de la parole : Du signal à son interprétation,
Dunod, ISBN : 9782100058426
2. Calliope, La parole et son traitement automatique, Masson , 1989.
3. R. Boite et al., Traitement de la parole, éd. Presses Polytechniques et Universitaires
Romandes, 2000.
Représentation et Extraction des Connaissances
PLAN
1. Rappel des techniques de la fouille de données
2. Les règles associatives : formalisation et métriques d'intérêt
3. Les algorithmes d'extraction des règles associatives : fondements et structures de données
utilisées
4. L'extraction des représentations compactes de motifs : formalisation et approches
5. Extraction des bases génériques de règles associatives
6. Extraction des motifs séquentiels
7. Stream Mining et préservation de la vie privée
Références bibliographiques……………..
[1] M. J. A. Berry & G. S. Linoff, Data Mining Techniques : For Marketing, Sales and Customer
Relationship Management, Wiley Publishing, Second Edition, 2004.
[2] J. Han & M. Kamber, Data Mining : Concepts and Techniques, Morgan Kaufmann
Publishers, 2000
[3] R. Lefébure & G. Venturi, Le Data Mining,, Eyrolles, 1999.
1
Imagerie médicale et aide au diagnostic
Objectifs de l’ECUE
Procédé permettant d’examiner le patient sans opération afin d’obtenir une représentation visuelle
d’information médicales : signal (1D), image (2D), image (3D), image (4D), …. Ceci implique
qu’on va acquérir et traiter les données médicales dans différentes utilisations à savoir : le
diagnostic, la thérapeutique ...
Plan :
Chapitre I : Introduction
Intégrer l’imagerie à sa place dans la stratégie diagnostique
Casser le mythe de l’image-preuve
Etude des méthodes d’imagerie :
• les principes techniques de base
• la forme de visualisation des résultats
• les conséquences sur le type de résultat attendu
• et les limites
• la façon de l’intégrer intelligement dans la stratégie
• diagnostique.
Chapitre II : Introduction Pratique au Diagnostic Morphologique :
Méthodes de Reconstruction d’images
Utilité générale
Méthodes usuelles de reconstruction
• Reformatage
• Mode tridimentionnel surfacique
• Projection des points d’Intensité Maximale (MIP)
• Rendu de volume
Chapitre III : Introduction Pratiqueau DiagnosticMorphologique
Le scanner et l’IRM
Principes techniques de base
Forme de visualisation des résultats
Conséquences sur le type de résultat attendu et les limites
Synthèse d’images et Réalité augmentée
2
Objectifs
Ce module est une introduction aux méthodes et techniques utilisées en réalité virtuelle et
augmentée. Il fournit une vue d’ensemble des différents aspects liés à ce domaine. Des liens avec le
cours de Vision par ordinateur seront faits en discutant de réalité virtuelle.
Plan
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Introduction à la réalité virtuelle et augmentée
Algorithmes de base d’affichage 2D : tracé de lignes, de courbes simples, affichage de la
partie visible de l’image
Algorithmes pour l’affichage 3D : rendu polygonal 3D, élimination des parties cachées,
algorithme Z-buffer
Transformations matricielles pour la modélisation de scènes : translation, rotation, mise à
l’échelle, perspective, projection 3D / 2D
Modèles d’éclairage et de lumière. Modèles de réflexion et de shading
Technique de lancer de rayons
Technique de radiosité
Modélisation de courbes et surfaces : modèles paramétriques, courbes de Bézier et splines
Techniques d'anti-aliassage
Données de l’environnement
Relevé 3D en ligne
Reconstruction 3D: Mise à jour de la représentation informatique de l'environnement
Représentation informatique des données de l'environnement
Appariement d'une image 2D avec son modèle 3D
3
Partage de Contenu Multimedia
Objectifs de l’ECUE
Ce cours va permettre à l'étudiant de connaître les différentes techniques utilisées dans les réseaux
IP notamment l'Internet afin de partager différents types de contenus multimédias à savoir le texte,
l'image, le son et la vidéo.
Une panoplie de protocoles standardisés et non standardisés vont être présentés qui sont utilisés de
différentes manières et dans différents contextes tels que le web, le ftp, le RTP/RTSP/RTP, ansi que
les réseaux P2P.
Plan :
Chapitre 1 : Type de partages de contenu multimédia
Chapitre 2 : Techniques de partage de contenu multimédia basées sur l'architecture client serveur
− Web
− FTP
− Transmission en flux contenu (streaming)
Chapitre 3 : Techniques de partage de contenu multimédia basées sur les réseaux P2P
− Partage de fichiers entiers : Réseaux maillé
− Partage de flux contenu : Réseaux maillé, Réseaux en arbre
Chapitre 4 : Evaluation de performances des différentes techniques de partage de contenu
multimédia
− Introduction au simulateur Omnet++
− Simulations de quelques techniques de partages de contenu multimédia
Références bibliographiques……………..
[1]Farid Benbadis, Fabien Mathieu, Nidhi Hegde, and Diego Perino. Playing
with the bandwidth conservation law. In IEEE P2P, 2008.
[2] Thomas Bonald, Laurent Massouli S, Fabien Mathieu, Diego Perino, and Anedrew Twigg. Epidemic live streaming: optimal performance trade-offs. In
SIGMETRICS ’08: Proceedings of the 2008 ACM SIGMETRICS international conference on Measurement and modeling of computer systems, pages
325–336, Annapolis, USA, 2008. ACM.
[3] Damiano Carra, Giovanni Neglia, and Pietro Michiardi. On the impact of
greedy strategies in bittorrent networks: The case of bittyrant. In IEEE
P2P, pages 311–320, 2008.
4
[4] Bram Cohen. Incentives Build Robustness in BitTorrent, 2003.
[5] Shao Liu, Rui Zhang-Shen, Wenjie Jiang, Jennifer Rexford, and Mung Chiang. Performance bounds for peer-assisted live streaming. SIGMETRICS
Perform., 36(1):313–324, 2008.
[6] Dongyu Qiu and R. Srikant. Modeling and performance analysis of
bittorrent-like peer-to-peer networks. SIGCOMM Comput. Commun. Rev.,
34(4):367–378, October 2004.
Sécurisation et codage des images 2D, 2D+t et 3D
Objectifs
L’objectif de ce cours est de présenter les différentes méthodes standardisées ou émergentes du codage et de
sécurisation de l’image fixe, dynamique et géométrique. Du fait que les flux volumineux de données soient transmis sur
des réseaux ouverts, aux performances variables, il est toujours nécessaire de faire évoluer les méthodes de codage de
l’image et de la vidéo de façon à s'adapter à l'évolution des applications et des medias de transmission ou de stockage.
On introduira donc les nouvelles techniques de codage scalable (c’est-à-dire permettant de générer des flux multiniveaux ou hiérarchiques) et de tatouage (c'est-à-dire de marquage invisible permettant de garantir l'origine des
documents, d'en assurer l'intégrité ou d’enrichir le contenu). On s'attachera à replacer ces efforts dans le cadre de la
standardisation des traitements et des données multimédia qui préside à l'heure actuelle à la convergence entre les
techniques de l’audiovisuel et de l’informatique.
Plan
- C1 (1h30) : Introduction :
Applications multimédia : nécessité de la compression et du tatouage
- C2 (1h30) : Notions sur la mesure quantitative de l’information et les grands théorèmes de la théorie de l'information
Une deuxième partie de 9 heures portera sur le codage des images et de la vidéo :
- C3 (1h30) : Compression avec ou sans pertes appliquée aux images fixes (JPEG-LS, CALIC, DPCM, JPEG)
- C4-C5 (3h) : Codage progressif appliqué aux images fixes (JPEG 2000, SPIHT, QT-L)
- C6 (1h30) : Compression de la vidéo : notion d’estimation et de compensation de mouvement
- C7 (1h30) : Méthodes de codage vidéo non scalables (MPEG, MPEG2, MPEG4, H.261, H.263, et H.264/AVC)
- C8 (1h30) : Méthodes de codage vidéo scalables (MPEG4 SVC, MC-EZBC)
Une troisième partie de 4 heures et demi portera sur la compression géométrique de maillages surfaciques triangulaires
- C9 (1h30) : Généralités sur les maillages triangulaires
- C10-C11 (3h) : Compression monorésolution sans perte
- C12-C13 (3h) : Compression de maillages à base de transformée en ondelettes
Une quatrième partie de 10 heures et demi portera sur le tatouage appliqué aux images fixes, dynamiques et
géométriques
- C14 (1h30) : Tatouage et stéganographie : généralités, historique et définitions
- C15- C16 (3h) : Tatouage des images fixes (taxonomie des méthodes existantes, résistance aux différents types
d'attaques)
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- C17- C18 (3h) : Tatouage de la vidéo : insertion dans le domaine spatial et temporel
- C19- C20 (3 h) : Tatouage des images géométriques : insertion dans les primitives topologiques et
géométriques
Références bibliographiques……………..
[1] Y. Andreopoulos, A. Munteanu, J. Barbarien, M. V. D. Schaar, J. Cornelis, and P. Schelkens.
In-band Motion Compensated Temporal Filtering. Signal Processing: Image Communication,
19:653–673, 2004.
[2] S. T. Hsiang and J. W. Woods. Embedded video coding using invertible motion compensated 3D subband/wavelet filter bank. Signal Processing: Image Communication, 16:705–724, 2001.
[3] M. Antonini, M. Barlaud, P. Mathieu, and I. Daubechies. Image Coding Using Wavelet
Transform. IEEE Transactions on Image Processing, 1(2) :205–220, avril 1992.
Vision par ordinateur
Objectifs de l’ECUE
L’objectif de ce cours est de représenter les méthodes et les techniques de la vision par
ordinateur existantes et celles qui font l’objet de recherches actuelles. Ce cours offre des
connaissances sur différentes approches qui permettent d’extraire, d’une ou plusieurs
images, des informations tridimensionnelles relatives à la scène photographiée.
Plan
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Introduction : Qu’est-ce que la vision, vision humaine, vision par ordinateur, les différentes
phases de la vision par ordinateur.
Paradigme de David Marr pour la vision.
Rappels sur l’analyse et le traitement des images : acquisition, photométrie et couleur,
transformations usuelles et extraction des primitives.
Eléments de géométrie : modélisation géométrique de la caméra, les différents modèles de
caméra, calibrage de caméra.
Introduction aux invariants (les bases de la géométrie projective)
Mise en correspondance d’images : caractéristiques, mesures de similarité et algorithmes
d’appariement.
Application : quelles primitives image pour quelles applications ?, cas de la reconstruction
3D, cas de la recherche d’images par contenu visuel
Références bibliographiques…………….
• R. Horaud et O. Monga, vision par ordinateur : outils fondamentaux. Edition Hermes, 1995.
• G. Stockman, Computer Vision. Prentice Hall, 2001.
Systèmes de Vision tridimensionnelle (3D)
Objectifs de l’ECUE
Ce cours fournit une présentation des différents modules constituant un système de vision 3D. En
particulier, ce cours permet aux étudiants d’appendre les bases théoriques nécessaires à la vision 3D
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et la mise en œuvre de différentes applications (reconstruction stéréo, mosaïques, réalité
augmentée,…)
Plan
Introduction à la vision 3D et ses domaines d’application.
Transformations géométriques et calibration de la caméra.
Stéréovision et reconstruction 3D.
Construction des mosaïques.
Analyse du mouvement et segmentation spatio-temporelle.
Réalité virtuelle et réalité augmentée.
Références bibliographiques……………..
•
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R. Horaud et O. Monga, vision par ordinateur : outils fondamentaux. Edition Hermes, 1995
E. Trucco et A. Verri, Introductory Techniques for 3-D Computer Vision. Prentice Hall,
1998.
Reconnaissance de la parole
PLAN
1. Introduction et concept de base de la communication parlée homme-machine
a. Principe du décodage du signal de parole
b. Analyse et paramétrisation du signal vocal
c. Reconnaissance explicite vs modélisation stochastique
d. Robustesse des systèmes
2. La communication parlée
a. La production de la parole
b. Audition
c. Modèles de perception
d. Phonologie et reconnaissance automatique de la parole
e. Indices prosodiques
3. Analyse du signal vocal
a. Analyse fréquentielle du signal
b. Transformée de Fourier
c. Analyses non linéaires
d. Banc de filtres
e. Analyses fondées sur un modèle de production
f. Analyse de données et paramétrisation de la parole
g. Paramètres fréquentiels filtrés
4. Modèles acoustiques pour la reconnaissance automatique de la parole
a. Modèles de classification
b. Apprentissage
c. Reconnaissance de mots isolés
d. Reconnaissance de parole continue
e. Modèles stochastiques alternatifs
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f. Modèles neuromimétiques
g. Machines à vecteur support
h. Modèles hybrides
5. Techniques avancées
a. Amélioration des modèles acoustiques
b. Grand vocabulaire
c. Mesures de confiance
Références bibliographiques
1. Calliope, La parole et son traitement automatique. Masson 1989.
2. R. Boite et al., Traitement de la parole, éd. Presses Polytechniques et Universitaires
Romandes, 2000.
3. L.R. Rabiner, Tutorial on Hidden Markov Models and Selected Applications in Speech
Recognition, Proceedings of the IEEE, vol 77, No 2, 1989
Paradigmes de Modélisation des tâches intelligentes
Objectifs de l’ECUE
Ce cours aborde les différentes formes de raisonnement et traite de la représentation et du traitement
de l'incertitude dans les systèmes à base de connaissances. Il décrit quelques théories numériques de
représentation de l'incertitude et aussi des approches non numériques, au traitement du
raisonnement non-monotone ainsi que quelques techniques intelligentes et leurs applications.
Plan
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Types de raisonnement : déductif, abductif, inductif, par analogie, argumentation
Incertitude vs incomplétude, imprécision, inconsistance.
Principaux problèmes sur l'incertitude : représentation de l'incertitude, inférence et fusion
d'informations incertaines
Approches numériques pour la représentation de l'incertitude : théorie des probabilités,
théorie des possibilités, théorie de l'évidence, réseaux bayésiens, logique floue
Techniques de calcul intelligent : Réseaux de neurones, Logique Floue, …
Apprentissage artificiel.
Techniques de calcul évolutif : algorithmes génétiques, algorithmes évolutifs,
programmation génétique, stratégie d'évolution, programmation évolutive, systèmes de
classifieurs, systèmes basés sur l'intelligence collective, systèmes immunitaires artificiels.
Modélisation de systèmes intelligents : Concepts de base des systèmes
intelligents, Architectures et construction des systèmes à base de règles, des systèmes à base
de schémas, des systèmes raisonnant à partir de cas, Vérification et validation.
Applications à des problèmes réels : optimisation combinatoire, reconnaissance des formes,
interprétation des images et des vidéos.
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Modélisation et analyse de l’architecture logicielle
Objectifs de l’ECUE
Ce cours a pour objectif d’initier les étudiants à la formalisation de l’architecture logicielle
et à l’analyse formelle et qualitative de ses propriétés. Il souhaite apporter un équilibre entre les
approches formelles et les approches pragmatiques fondées sur la méta-modélisation.
PLAN
Chapitre I : Langages de description d’architectures
• Les ADL
• Les langages graphiques
Chapitre II : Les approches composant
• Modèles de composants
• Composants temps réel
• Techniques de composition
Chapitre III : Sémantiques des langages architecturaux
• Rappels sur les approches de spécification de la sémantique
• Sémantiques fondées sur la méta-modélisation dynamique
Chapitre IV : Styles architecturaux et patrons de conceptions
• Architectures flots de données
• Architectures distribuées
• Autres styles architectures
• Patrons de conceptions
Chapitre V: Analyse de l’architecture
• Approches formelles
• Approches qualitatives
Références bibliographiques
1. R. N. Taylor, N. Medvidovic, E. M. Dashofy Software Architecture: Foundations, Theory,
and Practice. Addison-Wesley, 2010. ISBN : 9780470167748
2. P. Clements, R. Kazman, M. Klein Evaluating Software Architectures: Methods and Case
Studies. Addison-Wesley, 2002. ISBN: 020170482X
3. C. Szyperski Component Software: Beyond Object-Oriented Programming AddisonWesley, 2011. ISBN 0201178885
4. F. Buschmann, R. Meunier, H. Rohnert, P. Sommerlad , M. Stal. Pattern Oriented Software
Architecture. Vol. 1-5. Addison-Wesley.
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Architecture orientée services
Objectifs de l’ECUE
• Se familiariser avec les architectures orientées services
• Connaitre les différentes technologies émergentes
• Présenter les ESB (Enterprise Service Bus)
• Dévoiler la relation entre SOA et les processus métier
Chapitre I : Introduction
Chapitre II : Architecture Orientée Services
1. Introduction
2. Concepts et éléments clés
3. Conception d’architectures orientées services
a. L’approche par agrégation de services
b. L’approche par dissémination de services
c. Combinaison des approches
4. Les architectures orientées services dynamiques
a. Les niveaux de configuration dynamique
- La configuration dynamique niveau 1
- La configuration dynamique niveau 2
- La configuration dynamique niveau 3
5. Conclusion
Chapitre III : Les services web
1. Définition
2. Technologies :
a. XML
b. WSDL
c. SOAP
d. UDDI
3. Conclusion
Chapitre IV : SOA : point de vue de conception du système d’information
1. Définitions :
a. Services Web,
b. processus métier,
c. orchestration et
d. chorégraphie
2. Principales spécifications en présence
3. Conclusion
Chapitre V : ESB (Enterprise Service Bus)
1.
2.
3.
4.
Définition
Architecture et caractéristiques
Intégration des ESB dans une SOA
Le marché des ESB open source
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5. Etude comparative
Chapitre VI : Plateformes opérationnelles
1. Les plateformes JAVA
2. La plateforme .NET
Références bibliographiques
1. Georges Gardarin : Des bases de données aux services web, Dunod, Paris, 2002.
2. Gustavo Alonso, Fabio Casati, Harumi Kuno, Vijay Machiraju: Web services: Concepts,
Architecture and Applications, Springer-Verlag, New York 2004.
3. Jorge Cardoso, Arnit P. Sheth: Semantic web services, Processes and applications, SpringerVerlag, New York 2006.
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Ingénierie de la connaissance
1. Introduction à l'ingénierie des ontologies
i. Notion d'ontologie
ii. Ontologies et ingénierie des connaissances
2. Enjeux techniques et industriels
i. Présentation générale de l'objet "ontologie"
ii. Composants des ontologies / types d'ontologies
iii. Cycle de vie d'une ontologie
iv. Méthodes et outils d'ingénierie ontologique
3. Ontologies existantes et applications
i. Quelques ontologies d'organisation
ii. Des ontologies plus techniques (médecine, physique, technologie)
4. Outils informatiques pour les ontologies (Exemple : Protégé)
5. Transposition des ontologies aux services Web
i. Architecture d'un service Web
ii. XML et SOAP
iii. Découverte de services (WSDL)
iv. Annuaires (UDDI)
Ingénierie des lignes de produit
Objectifs de l’ECUE
Le but de ce cours est de maîtriser les méthodes concepts et outils nécessaires au déploiement et à la
mise en œuvre d’une stratégie d’ingénierie basée sur la réutilisation avec une approche Ligne de
Produits (LdP).
PLAN
•
•
Initiation: motivation et historique. Retours d’expérience. Spécificités du développement
d’une LdP par rapport au développement de systèmes individuels. Approches de
réutilisation. Cadre méthodologique de l’ingénierie de systèmes par une stratégie de
réutilisation basée sur les LdP.
Variabilité : définition, exemples, concepts de base. Typologie des variabilité et impacts sur
le cycle de développement.. Typologie et historique des formalismes. Méta modèle FODA,
dialectes, exemples, outils.
Chapitre 2 : Principes de la variabilité
•
•
Variabilité des exigences : définitions, spécificité de la variabilité dans le contexte LdP par
rapport à la variabilité des exigences pour des systèmes uniques. Variabilité des exigences
textuelles, variabilité dans les modèles. Méta modèles (KAOS, MAP). Articulation
exigences/design dans les LdP.
Variabilité du design/réalisation/test : l’architecture dans les LdP, problème de la
composition de fragments conceptuels. Variabilité des interfaces de composants, variabilité
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interne. Variabilité au niveau du code. Variabilité au niveau des tests. Meta modèles
(DOPLER, ADORA, UML) et exemples.
Chapitre 3 : Ingénierie de domaine
•
•
Démarche méthodologique : contexte du portefeuille de projets, problématiques de
l’ingénierie de domaine, principales étapes de l’ingénierie de domaine, sources. Analyse de
commonalité aux niveaux exigences, design réalisation et test. Analyse de variabilité aux
niveaux exigences, design réalisation et tests. Vérification des modèles de domaine. Analyse
des modèles de domaine. Problème de l’évolution des modèles de domaine.
Réalisation du domaine : conception et développement de systèmes génériques et
adaptables. Conception et développement de composants réutilisables. Systèmes à base de
services. Spécificité du contexte des produits manufacturés par rapport aux logiciels et
services.
Chapitre 4 : Ingénierie d’application
•
•
Exigences de configuration : définition de la configuration, typologie (design time vs
exécution time, multistaged, etc) et mécanismes (composition, paramètres, late binding, etc).
Spécification des exigences de configuration, typologie, formalisation. Vérification des
exigences de configuration. Problématiques et cadre méthodologique de la sélection et de la
personnalisation dans le contexte PGI.
Réalisation de la configuration : Problématiques et processus de configuration et de la
personnalisation. Automatisation du processus de configuration. Préférences,
recommandations et optimisation. Vérification des systèmes configurés. Configuration
multistaged et co-configuration.
Chapitre 5 : Perspectives
•
•
Aspects organisationnels : convaincre les décideurs d’adopter la stratégie de développement
LdP. L’économie des LdP. Impacts organisationnels. Etapes pour le déploiement d’une
stratégie LdP. Manager la résistance à l’introduction des LdP. LdP et CMMi
Perspectives de recherche : automatisation de l’ingénierie de la LdP, optimisation de la
LdP. Domaines d’application : open source, PGI, systèmes auto-adaptifs, systèmes à base de
services, ingénierie système et logistique.
Références bibliographiques
1. Software Product Line Engineering – Foundations, Principles and Techniques. Klaus Pohl,
Frank van der Linden. Springer 2005.
2. Software product lines: practices and patterns. Paul Clements, Linda Northrop. AddisonWesley, 2002.
3. Software product lines in action: the best industrial practice in product line engineering.
Frank van der Linden, Klaus Schmid, Eelco Rommes. Springer 2007.
4. Software product lines: research issues in engineering and management. Juan Carlos
Dueñas. Springer 2006.
14
Développement d’applications temps réel
Objectifs de l’ECUE
Le cours a pour objectif de présenter un panorama des méthodes de développement spécifiques aux
systèmes temps réel. Pour cela, il présente les approches fonctionnelles suivi des approches objet et
plus spécifiquement les profils d’UML spécialisés aux systèmes temps réel.
PLAN
1. Problématique des Systèmes Temps Réel
–
–
–
–
Introduction aux STR
Caractérisation des STR
Modélisation du temps
Cycle de vie & Modèles de cycle de vie
2. Approches fonctionnelles pour le développement des Systèmes Temps Réel
– Fondement de la spécification des STR
– Les Approches SA-RT et STATEMATE
3. Approches objets pour le développement des Systèmes Temps Réel
– Les différents diagrammes dynamiques d’UML2
– UML2 et le temps réel
4. Les profils UML pour le temps réel :
– UML SPT
– UML MARTE
Références bibliographiques
1. D. J. Hatley I. A. Pirbhai Strategies for Real-Time System Specification. Dorsethouse 1999.
ISBN: 978-0-932633-11-8
2. Bruce Powel Douglass Real Time UML: Advances in the UML for Real-Time Systems.
Pearson, 2004. ISBN-10: 0321160762
3. Frederic Mallet Logical Time @ Work for the Modeling and Analysis of Embedded
Systems: Foundations of the UML/MARTE Time Model. LAMBERT Academic
Publishing, 2011. ISBN: 978-3-8433-9388-1
Modélisation et validation formelle
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Objectifs de l’ECUE
L'objectif de ce cours est de donner une vision globale des motivations et méthodes liées
à la modélisation et la validation formelle des systèmes réactifs, puis de se concentrer sur
la vérification formelle à base de model-checking des propriétés temporelles des
systèmes réactives.
Chapitre I : Modélisation des Systèmes réactifs
Introduction : Motivation : Test vs Vérification
Section I : Machines à états, Systèmes de transitions et structure de Kripke
Section II : Modélisation des systèmes concurrents: Mode Synchrone et Asynchrone
Section III : Discussion sur la modélisation : Systèmes temporisés
Chapitre II : Spécification des Propriétés Temporelles
Introduction : Introduction à la logique temporelle
Section I : Logique Linéaire LTL
Section II : Logique Branchante CTL*
Section III : Logique Branchante CTL
Section IV : Discussion et comparaison des trois logiques
Chapitre III : Vérification par model-checking
Introduction : Principe du model-checking
Section I : Model-checking des propriétés CTL par labelling
Section II : Model-checking des propriétés LTL par automates
Section III : Limitations : Problème de l'explosion du nombre d'états
Chapitre IV : Vérification par Le langage Synchrone LUSTRE
Introduction : Aspects fondamentaux du Langage Lustre
Section I : Programme Lustre et Automates
Section II : Vérification de programme Lustre : le model-checker LESAR
Références bibliographiques
1. B. Bérard, M. Bidoit, A. Finkel, F. Laroussinie, A. Petit, L. Petrucci and P. Schnoebelen.
Vérification de logiciels. Techniques et outils du model-checking. Vuibert, 1999.
2. E. M. Clarke, E. A. Emerson, and A. P. Sistla. Automatic verification of finite-state
concurrent systems using temporal logic specifications. ACM Trans. Program. Lang. Syst.,
8(2) :244_263, 1986.
3. E. M. Clarke, O. Grumberg and D. A. Peled. Model Checking. MIT press, 1999
4. M. Y. Vardi. Automata-theoretic model checking revisited. In VMCAI’2007. LNCS 4349.
Springer, 2007.
5. E. M. Clarke and J. Wing. Formal Methods: State of the Art and Future Directions. ACM,
1996.
16
6. D. Harel and A. Pnueli. On the development of reactive systems. Logic and Models of
Concurrent Systems, NATO Adavnced Study Institute on Logics and Models for
Verification and Specification of Concurrent Systems., Springer Verlag,1985.
7. Amir Pnueli. The temporal logic of programs. In FOCS, pages 46-57, 1977.
8. Christophe Ratel, Nicolas Halbwachs, and Pascal Raymond. Programming and verifying
critical systems by means of the synchronous data-flow language Lustre. In SIGSOFT '91 :
Proceedings of the conference on Software for critical systems, pages 112_119, New York,
NY, USA, 1991. ACM Press.
Co-conception des systèmes embarqués
Objectifs de l’ECUE
Connaitre les défis de la conception des Systèmes embarqués
PLAN
Chapitre I : Introduction aux systèmes embarqués
Introduction :
Section I : Notions de base et définitions
Systèmes Embarqués,
Enfouis,
Système Mobiles
Informatique diffuse
Section II : Caractéristiques et spécificités
TTM, cout, QoS, performance …
Section III : Architecture générique
Composantes logicielles
Composantes matérielles
Interface HW/SW
Chapitre II : Etude de l’architecture Matérielle d’un système embarqué
Introduction
Section I : Différentes cibles matérielles
Section II : Architecture sur puce multi-processeurs / multi-cœur ( SoC / MPSoC )
Section III : Etude détaillée d’une architecture type : Tegra3
Section IV : Challenges et défis de la conception de la partie HW
Chapitre III : Etude de l’architecture Logicielle d’un système embarqué
Introduction :
Section I : Composantes de la Pile logicielle
Section II : Hardware Dependant Software ou HdS
Section III : Exemple de pile logicielle (Android / iOS / Linux embarqué)
Section IV: Gestion des architectures HW multi-cœur
Section IV : Challenges et défis de la conception de la partie SW
Chapitre IV : Flot de conception pour les systèmes embarqués
Introduction :
Section I : L’Abstraction comme pilier pour la conception
Section II : Flot de codesign
Section III : Platform based design et application aux systèmes Mobile
Section IV : Outils de conception et de co-design
Section IV : Modélisation en SystemC
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Section IV : Challenges et défis relatifs aux flots de co-design
Références bibliographiques
1. Ahmed Jerraya , Wayne Wolf Multiprocessor Systems-on-Chips (Systems on Silicon).
Elsevier, 2010. ISBN: 012385251X
2. Georgios Kornaros. Embedded multi-core systems Vol 1. CRC Press, 2010. ISBN :
143981161X
Modélisation et analyse des systèmes
Objectifs de l’ECUE
Ce module approfondit la problématique de modélisation formelle. On se propose ici de traiter
particulièrement des réseaux de Petri, un modèle adapté à différents types de systèmes et
particulièrement les systèmes embarqués, temps réels. Par ses différentes classes, ce modèle reste
un axe pour plusieurs thématiques de recherche.
PLAN
1. Présentation des Réseaux de Petri
2. Modélisations des systèmes temps réels embarqués
3. Méthodes d'Analyse des réseaux de Petri
• Analyse par le graphe des marquages accessibles
• Analyse par réduction
• Composantes conservatives et répétitives
4. Extensions des RDP : Classes de haut niveau
• RdP à objets,
• Rdp Colorés
5. Modèles temporels et Analyse
• Prise en compte du temps
• Le modèle RdP temporel
• Analyse par graphe de classes d'états
6. Modèles Stochastique et Analyse
• Rappel sur les processus stochastique
• Modèles de RdP Pobabilistes
• Analyse du modèle RdPTS par le graphe d'état probabilisé
Références bibliographiques
G.W. BRAMS RESEAUX DE PETRI THEORIE ET PRATIQUE TOME 1 / 2.
P. Merlin and D.J. Farber, “Recoverability of communication protocols,” IEEE Trans. on
1.
2.
3.
4.
Communications, vol. 24, no. 9, Sept. 1976
Bernard Berthomieu , Michel Diaz, Modeling and Verification of Time Dependent Systems
Using Time Petri Nets, IEEE Transactions on Software Engineering, v.17 n.3, p.259-273,
March 1991
W. Khansa, P. Aygalinc, and J. P. Denat, “Structural analysis of P-Time Petri Nets”,
Computational Engineering in Systems Applications (CESA'96), Lille, pp.127-136, 1996.
18
5.
Tang Wei-jun; Zhang Mao-qing; Process modeling and performance evaluation for reconfigurable enterprise application system. In proceedings of CECNet 2011
19
Systèmes multi-agents et Agents mobiles
Objectifs
-
Etudier les origines et les concepts de base des Systèmes Multi-agents
Etudier les différents types d’agents ainsi que leurs caractéristiques
Etudier l’application des systèmes multi-agents pour la modélisation des applications
distribuées et complexes
Savoir spécifier, concevoir et développer des systèmes complexes à base d’agents et à
base d’agents mobiles
Etudier les agents mobiles, leurs domaines d’applications et les propriétés liées à la
sécurité
Introduction : Origines des SMA
Section I : Caractéristiques et types d’agents
Section II : Architectures d’agents
Section III : Formes d’interactions entre agents
Section IV : Langages de communication entre agents
Section V : SMA et systèmes logiciels complexes
Chapitre II : Génie logiciel orienté agents
Introduction : Concepts de bases
Section I : Méthodologies de conception
Section II : Plateformes de développement
Chapitre III : Technologie des agents mobiles
Introduction : Concepts de bases des agents mobiles
Section I : Domaines d’application des agents mobiles
Section II : Modélisation des applications à base d’agents mobiles
Section III : Sécurité des agents mobiles
Références bibliographiques
1. CHAIB-DRAA B., JARRAS I., MOULIN B., « Systèmes multiagents : Principes généraux
et applications », BRIOT J. P., DEMAZEAU Y., Eds., Agent et systèmes multiagents,
Hermès, 2001.
2. FININ T., FRITZSON R., « KQML — A Language and Protocol for Knowledge and
Information Exchange », Proceedings of the 13th International Workshop on Distributed
Artificial Intelligence, Seattle, WA, p. 126-136, 1994.
3. « FIPA ACL Message Structure Specification », 2000, Foundation for Intelligent Physical
Agents, http ://www.fipa.org/specs/fipa00061/XC00061D.html/.
4. NWANA H. S., « Software Agents : An Overview », Knowledge Engineering Review, vol.
11, n°3, p. 205–244, 1996.
5. WOOLDRIDGE M., « Intelligent Agents », WEISS G., Ed., Multiagent Systems : A
Modern Approach to Distributed Artificial Intelligence, Chapitre 1, p. 27-77, The MIT
Press, Cambridge, MA, 1999.
20
6. Adhicandra, I., Pattinson, C. and Shaghouei, E. (2003) ‘Using Mobile Agents to Improve
Performance of Network Management Operations’, Proceedings of 4th Annual Symposium
of Postgraduate Networking Conference (PGNET’03), Liverpool, UK.
7. Bauer, B., Müller, J.P. and Odell, J. (2001) ‘Agent UML: A Formalism for Specifying
Multiagent Software Systems’, International Journal of Software Engineering and
Knowledge Engineering, Vol. 11, No. 3, pp.1-24.
8. Chess, D., Harrison, C. and Kershenbaum, A. (1995) ‘Mobile agents: are they a good idea’,
Technical Report, IBM T.J. Watson Research Center, New York, March.
9. Conradi, R. and Nygård, M. (2000) ’MOWAHS: Mobile Work Across Heterogeneous
Systems’, in MOWAHS: MObile Work Across Heterogeneous Systems, NFR IKT2010
R&D project.
Traitement des langages naturels
Objectifs
Cet enseignement présente une vue générale du traitement automatique des langues, en se
focalisant sur le traitement de l'écrit ainsi que les niveaux d'analyse lexicale et syntaxique.
Une partie du cours est destinée à donner des éléments de linguistique générale aux étudiants.
La seconde partie s'attache plus aux méthodes de traitement automatique.
Partie linguistique
Chapitre 1 - Introduction aux technologies langagières
Chapitre 2 - Morphologie et lexique
Chapitre 3 - Syntaxe
Chapitre 4 - Sémantique et pragmatique
Partie TALN
Chapitre 5 - Introduction à la théorie des langages : grammaires formelles
Section I : Grammaires formelles
Section II : Hiérarchie de Chomsky
Section II : Algorithmes d’analyse (Analyse descendante, Analyse ascendante, Analyse
ascendante tabulaire)
Chapitre 6 - Analyse syntaxique pour le langage naturel : grammaires d'unification
Section I : Les problèmes de l'analyse syntaxique
Section II : Grammaires de traits (features grammars)
Section III : Grammaires lexicale-fonctionnelles
Section IV : Grammaires d’unification
Chapitre 7 - Un domaine d'application : recherche d'information textuelle
Section I : Exemples d'applications de recherche d'information textuelle
Section II : Les techniques de recherche
Section III : Les systèmes de questions-réponses
Références bibliographiques
1. Abeillé A. (1993) Les nouvelles syntaxes : grammaires d’unification et analyse du français.
2. Allen J. (1995) Natural Language Understanding. Benjamin / Cummings Publ. Comp.
Redwood City, CA.
3. Chomsky N. (1956) Aspects of the theory of syntax. MIT Press.
4. Fuchs C. (Dir.) (1993) Linguistique et Traitement Automatique des Langues. Coll. Hachette
Supérieur. Hachette, Paris.
21
5. Grosz B., Jones K., Webber B. (Eds.) (1986) Readings in Natural Language Processing.
Morgan Kaufmann Publishers Inc.
6. Huang X., Acero A., Hon H-W. (2001) Spoken Language Processing : a guide to theory,
algorithm and system development. Pretice Hall, Upper Saddle River, NJ.
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