MASTER 2 RECHERCHE EEATS Spécialité Signal - Image

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MASTER 2 RECHERCHE EEATS
Spécialité Signal - Image - Parole - Télécoms
Responsable :
Gang FENG
Secrétariat :
Rosine Ah Tchou-Fung Yée
ENSERG - MINATEC
3 Parvis Louis Néel
BP 257
38016 Grenoble cedex
Tél. : +33 (0)4 56 52 94 33
Fax : +33 (0)4 56 52 91 03
[email protected]
PROGRAMME DES ENSEIGNEMENTS
Année Universitaire 2007-2008
TRONC COMMUN
Unité d’enseignement 1 : 9 Ects
 TC1 : Traitement du signal (3,5 Ects)
P-O AMBLARD
[email protected]
20h de cours
Dans la première moitié du cours, les rappels nécessaires
de mathématiques et les notions de base de traitement du
signal (signal déterministe, aléatoire, analyse de l’ordre 2…)
seront présentées. Les notions seront appuyées par des
illustrations issues de signaux réels.
Dans une deuxième partie, quelques notions plus avancées
seront développées : processus de Markov et leur
application aux techniques de simulation de lois (méthodes
MCMC), notions sur les processus ponctuels.
 TC2 : Traitement d’images (3,5 Ects)
P-Y COULON
[email protected]
18h de cours + 2h de TD (cours ENSERG)
 TC3 : Analyse et traitement de la
Parole (3,5 Ects)
P. PERRIER
[email protected]
18h de cours
Parole et communication
Théorie de production de la parole
Technique d’analyse du signal de parole
Analyse-synthèse par prédiction linéaire
Evaluation de la parole codée
Système de codage à bas débit, débit moyen et
haut débit
Synthèse de la parole
 TC4 : Théorie de l’information pour
les télécoms (3,5 Ects)
Ce module est composé de 2 cours :
Acquisition et formation de l’image
Vision humaine, colorimétrie, modélisation, mathématique,
numérisation et échantillonnage
Amélioration et correction d’image : modification
d’histogrammes, filtrage, corrections radiométriques et
géométriques
Prétraitements : détection de contour, seuillage,
morphologie mathématique
Segmentation : contours, droites, régions
Matériel : capteur, cartes d’acquisition, architectures
matérielles
 Travaux Pratiques 1 (2 Ects)
Cours 1 : Introduction à la transmission des
signaux
P. PERRIER
[email protected]
10h de cours + 4h de TD (cours ENSERG)
Principes de base de la transmission de données
numérique pour un canal de bande passante
infinie ou un canal passe-bas idéal. Techniques de
base de la modulation numérique.
Conversion numérique-analogique
Filtrage adapté
Critère de Nyquist
ASK, PSK, FSK
Etalement de spectre : CDMA.
Cours 2 : Théorie de l’information
L. ROS
[email protected]
12h de cours
Introduction à la théorie de l’information de Shannon.
Principe du codage de l’information binaire.
Notion d’information
Entropie : sources simples, sources discrètes, sources
continues
Canal de transmission discret et capacité
Codage entropique de source, codage canal
 Travaux pratiques 2 (2 Ects)
A. CAPLIER et L. ROS
[email protected], [email protected]
32h (16h à l’ENSERG, 16h à l’ENSIEG)
COURS OPTIONNELS
algébriques,
l’étudiant
sera
capable
de
comprendre les codes utilisés dans les standards
classiques : GSM, 3G, ADSL, VDSL, NASA, CD,
DVD… De façon complémentaire, ce cours vise à
ouvrir l’étudiant aux autres applications de la
théorie de l’information et des communications
numériques : chiffrement, étalement de spectre
(CDMA).
 OP4 : Compression de la parole et
du signal audio
G . FENG
[email protected]
18h de cours (cours ENSERG)
Ce cours a pour vocation l’exposé des techniques
de compression de la parole et du signal audio,
largement utilisées aujourd’hui dans les systèmes
de télécommunications modernes. Il met l’accent
sur le développement des principales méthodes
permettant une réduction de la redondance, tout
en présentant les algorithmes utilisés dans
diverses applications.
4 cours optionnels (3 Ects x 4)
 OP5 :
 OP1 : Analyse spectrale numérique
 OP6 : Egalisation et synchronisation
G . FENG
[email protected]
18h de cours et 2h de TD (cours ENSERG)
Ce cours a pour but de donner une introduction à la théorie
de l’estimation, appliquée en particulier à l’analyse spectrale
des signaux aléatoires. Il est conçu pour à la fois approfondir
les connaissances sur les propriétés fondamentales de ces
signaux et fournir des méthodes et des outils de base pour
leur analyse.
 OP2 : Acoustique et production de la parole
audio-visuelle
X. PELORSON et D. BEAUTEMPS
18h de cours et 2h de TD
Acoustique pour la parole
Modélisation physique de la phonation
Acoustique des instruments de musique à vent Introduction
à l’aéroacoustique de la parole
Parole multisensorielle et multimodale
Modélisation articulatoire
Têtes parlantes et réalités virtuelles
Interfaces vocales
 OP3 : Codes correcteurs et codage canal
B. GELLER
[email protected]
Ce cours vise en priorité à savoir concevoir et choisir des
codes correcteurs d’erreurs pour fiabiliser les systèmes de
télécoms et d’information. A partir de l’analyse des codes
L. ROS
[email protected]
14h de cours et 4h de TD (cours ENSERG)
Donner les principes généraux sur l’égalisation et
la
synchronisation
en
communications
numériques, ainsi que les structures classiques
rencontrées en pratique pour des liaisons radiofréquence.
Modèle en bande de base de la chaîne de
communications
Synchronisation : boucles à verrouillage de phase
analogiques et numériques, récupération de
porteuse, récupération d’horloge
Egalisation : récepteurs optimaux et sousoptimaux théoriques, structure de réalisation des
égaliseurs, égalisation adaptative
Introduction aux communications multi-utilisateurs
(CDMA) et multi-porteuse (OFDM)
 OP7 : Interface homme-machine et
réalités virtuelles
M. ORTEGA
[email protected]
Acquérir des connaissances de base en IHM
(interaction
homme-machine),
conception,
réalisation et évaluation ergonomique. Savoir ce
que sont les systèmes de réalité virtuelle et de
réalité augmentée, pouvoir en motiver l’usage,
connaître les difficultés de leur mise en œuvre et
les différences techniques existantes pour le faire.
 OP8 : Perception et analyse de scènes
multimodales
J-L SCHWARTZ et J. HEHAULT
[email protected]
Approche cognitive de la perception : les modèles humaines
pour l’analyse de scènes auditives et visuelles.
Connaissances des systèmes biologiques de traitement
auditif et visuel de l’information, principes algorithmiques
sous-jacents.
 OP14 : Réseaux locaux
Ch. BULFONE
[email protected]
Comprendre et utiliser les concepts liés aux
réseaux locaux.
Appréhender les différents protocoles LAN et la
structure des réseaux associés.
Comprendre comment les produits services
réseaux s’interfacent avec ces protocoles.
 OP9 :
 OP15 : Traitement du signal dans les
Terminaux GSM
 OP10 : Réseaux de neurones
J-N ROZEC
[email protected]
Ch. JUTTEN
[email protected]
24h de cours (cours Polytech, UJF)
Ce cours présente les méthodes d'apprentissages connues
sous le nom de modèles neuronaux, et plus largement de
« Machine learning ». A l'issu de ce cours, les étudiants
doivent connaître les principaux paradigmes et être
capables de les mettre en oeuvre rapidement.
Faire une comparaison entre les différentes
normes Radio-mobiles.
Donner une vision industrielle du monde de la
radio-mobile.
Décrire l’ensemble des traitements de signal
effectués dans un terminal GSM.
Tendance en intégration sur puce silicium.
Revue de différentes architectures de transceiver.
Aperçu sur la 3G.
 OP11 : Systèmes de communication
numérique
K. RAOOF
[email protected]
Etudier les méthodes de codage et ligne, modulation, et les
techniques de détection de signaux numériques en se
focalisant sur l’aspect canal de propagation et l’optimalité de
la solution finale.
 OP12 : Introduction aux télécoms optiques
J-E BROQUIN
[email protected]
Transmission de l’information par voie optique.
Définir et évaluer les paramètres fondamentaux de la liaison.
Etablir un avant-projet de liaison.
 OP13 : Reconnaissance des formes
B. GUERIN
[email protected]
Il s’agit d’appréhender les deux grandes approches utilisées
en reconnaissance des formes après avoir analysé les
problèmes particuliers soulevés par la conception d’un tel
système. A la fin du cours, l’étudiant doit avoir une vue
générale et comparée des différentes démarches possibles,
et doit bien maîtriser les différentes étapes qui constituent
un système de reconnaissance des formes.
 OP16 : Analyse d’image et
segmentation
J. CHANUSSOT
[email protected]
20h de cours et 8h de TP (Cours ENSIEG)
Analyse d’images :
- pavage, partitionnement, connexité, arcs et
courbes (2h)
- objets et contours, freeman, approx polygonale,
parametre de forme (2h)
- squelette, carte de distance (2h)
- axe médian, Freeman… (2h)
Segmentation :
- approches « frontière » (4 h) : détection et
fermeture de contours…
- approches « régions » (4h) : classification,
quatree, watershed…
 OP17 : Communications numériques
avancées
J-M BROSSIER
[email protected]
36h de cours (cours TST Département Télécoms)
Introduction. Vue générale de la couche physique.
Canaux de Transmission. Canaux à bruit blanc
additif. Canaux linéaires certains. Canaux de
Rayleigh plats. Canaux à trajets multiples
(cohérence temporelle et fréquentielle). Ordres de
grandeur pour des canaux classiques. Estimation
de canal et synchronisation : récupération de
porteuse, synchronisation symbole, estimation de
canal. Techniques associées : codage, égalisation,
diversité, accès multiple.
Détection Monoporteuse sur Canal Sélectif. Estimation du
canal. Chaîne optimale en bande de base. Égalisation.
Synchronisation sur Canal non Sélectif. Synchronisation de
porteuse et de rythme. Modulation Avancées.5A - OFDM,
multiporteuses. Principes. Canaux certains : waterfilling,
bitloading. Canaux aléatoires : COFDM. Performances
(avantages et inconvénients (synchro, problèmes
d’implémentation PAR, …)5B - CDMA, étalement de
spectre. Principes : FH, DS. Étalement de spectre.
Détecteur conventionnel. Détection multi-utilisateurs.
Performances (avantages et inconvénients :
synchronisation, problèmes d’implémentation, …)
Transmission par blocs.
Systèmes à antennes multiples.
Notions sur les algorithmes "turbo".
Interactions de la Couche Physique avec les Couches
Supérieures.
 OP18 : Compression image et vidéo
I. CORNEL
[email protected]
14h de cours et 8h de TP (cours ENSIEG)
 OP20 : Modélisation et filtrage des
signaux
D. BAUDOIS
[email protected]
32h de cours (cours ENSIEG)
Donner les bases du filtrage linéaire en moyenne
quadratique pour les signaux aléatoires. Décrire
les méthodes de calculs théoriques et les
approches expérimentales.
- Le filtrage de WIENER dans la représentation
continue
- Le filtrage de WIENER discret à mémoire finie /
Algorithmes adaptatifs
- Le filtrage de KALMAN discret
- Modèles AR, MA et ARMA
- Prédiction linéaire
- Systèmes adaptatifs, algorithme de Kalman
- Modélisations non linéaires
- Filtrage de Kalman étendu
 OP21 : Processeurs de signaux et
images
Les images numériques sont des objets dont le stockage et
la transmission sont très coûteux en terme d'espace
mémoire ou de débit. Afin d'économiser les ressources de
stockage ou celles des canaux de communication, on
cherche à comprimer le signal numérisé. La compression
des images numériques est
possible, avec ou sans pertes. Dans chaque cas, un grand
nombre de techniques ont été développées et ont abouti à la
construction de normes standardisées utilisables par tous.
Dans ce cours, nous aborderons les principes de
compression puis leur application dans les normes actuelles
: format gif, normes jpeg, jpeg2000, mpeg.
J. LIENARD
[email protected]
 OP19 : Estimation et détection
 OP22 : Télédétection
Dimensionnement des chemins de données. Effets
des longueurs de mots finis, bruit de quantification.
Technique d’assemblage des opérateurs, en
séquence, en parallèle, en cascade.
Spécificités
des
processeurs
de
signal
programmables (DSP). Langages de description
d’algorithmes et de machines. Langages flot de
données, introduction à VHDL.
D. BAUDOIS et P-O AMBLARD
24h de cours (cours ENSIEG)
J. MARS
[email protected]
1) Fondements de la détection bayésienne, avec
observation à nombre de dimensions fini.
Cas binaire. Les différents critères et
mesure de
performances Exemple : cas gaussien général.
Cas M-aire
2) Fondements de l’estimation bayésienne, avec observation
à nombre de dimensions fini.
Cas de l’estimation de paramètres aléatoires, puis non
aléatoires.
Performances. Borne de Cramer-Rao
3) Détection / estimation avec observation à t continu et
signal connu.
Développement de Karhunen-Loeve.. et application à la
détection / estimation.
Cas du bruit blanc et non blanc
4) Cas où le signal est à paramètres inconnus ou aléatoires.
Applications en communications, et en radar/sonar
Les bases de la Télédétection. Applications
visibles et Infrarouges. Capteurs, plateformes et
satellites pour l’observation de la terre. Traitement
d’image. Applications et illustrations.
 OP23 : Temps-fréquence et
ondelettes
J. MARS
[email protected]
Ce cours présente les représentations des signaux
non-stationnaires en temps-fréquence et par les
ondelettes. Les BE associés illustrent les
applications de ces représentations sur des
données simulées et sur des données réelles.
Représentations temps-fréquence
- Méthodes non paramétriques
- Incertitude temps-fréquence
- Représentation de Wigner-Ville
- Spectrogramme
- Représentation temps-fréquence
instantanée
- Méthodes paramétriques
- Méthode du modèle autorégressif
- Méthode adaptative de Capon
Ondelettes
- Transformées en ondelettes continues et
représentations temps-échelle
- Transformée en ondelettes discrètes, analyse
multirésolution.
- Réduction de bruit, compression, paquets d’ondelettes
Bureaux d’étude (BE)
BE1 : Analyse temps-fréquence
BE2 : Ondelettes
 OP24 : Traitement d’antenne
P. GOUNON
[email protected]
- Localisation des sources
- Fréquences spatiales et temporelles
- Formation de voies, méthodes adaptatives
- Séparation des sources
- Traitement matriciel, techniques d’ordre supérieur
 OP25 : Analyse statistique des données
C. FAURY
[email protected]
L'objectif de ce cours est la sensibilisation aux techniques de
pré-traitement de données dont une des applications est la
reconnaissance de forme. Les points de vues de la
réduction d'information (dimension, échantillons) et de la
représentation
des
données
sont
enseignés.
Analyse en composantes principales.
Analyse factorielle discriminante.
Notions de classification.
 OP26 : Tatouage et sécurité de contenu
(titre provisoire)
Principaux laboratoires de recherche sur lesquels
s’appuie la spécialité
Type
équipe
UMR
UMR
UMR
CEA
Libellé équipe
Département Image et Signal
(CNRS-INPG-UJF)
Département Parole et Cognition
(CNRS-INPG-Univ. Stendhal)
Département Automatique
(CNRS-INPG- UJF)
Etablissement
GIPSA-LAB
Lab. Grenoblois de l’Image,
de la Parole du Signal et de
l’Automatique
Laboratoire TIMA
Technique de l’Informatique et de la
Microélectronique pour l’Architecture
des systèmes intégrés
CNRS
Grenoble INP
Université Joseph Fourier
Laboratoire TIMC-IMAG
Techniques de l’Ingénierie Médicale
et de la Complexité –
Informatique, Mathématiques et
Applications
CNRS
Grenoble INP
Université Joseph Fourier
LETI
Laboratoire d’Electronique, de la
Technologie et de l’Information
DRFMC
Département de Recherche
Fondamentale sur la Matière
Condensée
Recherche et Développement
CEA-LETI Grenoble
France TELECOM
Nom du responsable de
l’équipe
Jean-Marc CHASSERY
Dominique BORRIONE
Jacques DEMONGEOT
Jean THERME
Jacques CHATRAS

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