Logo ÉTS
Session
Cours
Responsable(s) Stéphane Coulombe

Se connecter
 

Sauvegarde réussie
Echec de sauvegarde
Avertissement
École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Stéphane Coulombe


PLAN DE COURS

Automne 2024
GTI311 : Traitement des signaux audiovisuels (3 crédits)





Préalables
Programme(s) : 7070, 7086, 7610
             
  Profils(s) : A, T  
             
    LOG121    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 60,0 % 40,0 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
Ce cours vise à présenter aux étudiantes et aux étudiants les concepts reliés à la perception, au traitement et à la compression des signaux audiovisuels.

Les sujets abordés incluent, entre autres : les systèmes audiovisuels, le système visuel humain, la perception visuelle et de la couleur, le système auditif humain et la perception auditive, la représentation numérique des données audiovisuelles, la théorie de l’information ainsi que le traitement et la compression des images, vidéos, de l’audio et de la parole.

Au terme de ce cours, les étudiantes et les étudiants seront en mesure de : expliquer les concepts de base de la théorie de l’information et des formats de compression multimédias; de décrire les systèmes visuels et auditifs humains, leurs caractéristiques et limitations; de décrire les principes de la science de la couleur et les différents modèles de représentation; de choisir et d’utiliser adéquatement les différents modèles psycho-acoustiques et de génération de la parole; d’appliquer les principes de base de la théorie du signal, de l’échantillonnage et de la quantification des signaux; ainsi que d’analyser et concevoir des systèmes de traitement audiovisuels.

Séances de laboratoire : analyser des contenus audiovisuels à l’aide d’outils logiciels. Analyser, concevoir et implémenter des applications de traitement et de compression audiovisuelles (images, vidéos, audio, parole).



Objectifs du cours

Voir le Descriptif du cours ci-dessus.




Stratégies pédagogiques

Le cours comprend une partie magistrale (3 heures par semaine) et des séances en laboratoire (2 heures par semaine).




Utilisation d’appareils électroniques

Il est interdit de capter le cours ou des portions du cours (enregistrement vidéo, enregistrement audio, photographie) en salle de classe ou en laboratoire à moins d'avoir obtenue au préalable la permission de l'enseignant.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Vendredi 08:30 - 10:30 Laboratoire (Groupe A)
Vendredi 10:30 - 12:30 Laboratoire (Groupe B)



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Stéphane Coulombe Activité de cours Stephane.Coulombe@etsmtl.ca A-4474
01 Olivier Brochu Laboratoire (Groupe A) cc-Olivier.Brochu@etsmtl.ca



Cours

1. Présentation du cours et introduction (1,5 heure[1])

  • Introduction au multimédia.
  • Systèmes audiovisuels et architecture générale.
  • Vue d’ensemble des applications audiovisuelles.
  • Enjeux des systèmes audiovisuels et traitement des données.

2. Représentation numérique des données audiovisuelles (6 heures)

  • Représentations des images et vidéos (RGB, résolution, etc).
  • Échantillonnage et quantification des signaux audiovisuels
    • Théorème de Nyquist.
    • Quantification scalaire uniforme et non uniforme.

3. Système visuel humain et couleurs (3 heures)

  • La lumière et la vision humaine
  • Science des couleurs et modèles de couleurs

4. Théorie de l’information (7,5 heures)

  • Introduction à la théorie de l’information.
    • Entropie
  • Compression sans perte des données.
    • Codage RLE.
    • Codage LZW.
    • Codage de Huffman.
    • Codage arithmétique.

5. Traitement des images et des vidéos (10,5 heures)

  • Compression sans perte des images.
  • Compression avec perte des images et vidéos.
  • Normes de compression d’images et vidéos.

6. Traitement de la parole (4,5 heures)

  • Modèles de génération de la parole
  • Compression de la parole
  • Normes de compression de la parole

7. Traitement audio (6 heures)

  • Système auditif humain
  • Modèles psycho-acoustiques
  • Compression audio
  • Normes de compression audio

 

 * La matière ne sera pas nécessairement présentée dans cet ordre. Toutefois, l’ensemble des sujets sera présenté dans le cadre de ce cours.


[1] Ces heures sont des heures approximatives d’enseignement pour chaque sujet et incluent le temps alloué à l’examen intra timestriel.




Laboratoires et travaux pratiques

Les laboratoires seront composés de quatre projets permettant à l’étudiant de maîtriser et d’approfondir la théorie vue en classe ainsi que de perfectionner ses habilités en conception, en implémentation et en contrôle qualité logiciels. Certaines séances de laboratoire seront consacrées à analyser des contenus audiovisuels à l’aide d’outils logiciels. D'autres séances seront consacrées à analyser, concevoir, implémenter et tester des applications de traitement et de compression d’images, de vidéos ou d’audio.

 

1.      Représentation des données (4 heures, individuel) : Permettra à l'étudiant de se familiariser avec les concepts nécessaires pour réaliser les laboratoires. L'étudiant devra implémenter et tester une application qui permet de décoder et d'encoder une spécification hexadécimale.

 

2.      Lecture et traitement d’images (6 heures) : Permettra à l’étudiant de se familiariser avec des outils d’analyse d’images pour mieux comprendre leur structure, de comprendre les formats des images et de concevoir et implémenter un lecteur d’images.

 

3.      Lecture et traitement de données audios (8 heures) : Permettra à l’étudiant de se familiariser avec des outils d’analyse et de modification de fichiers audios. L’étudiant devra aussi concevoir, implémenter et tester une application permettant d'effectuer diverses manipulations et traitements sur des fichiers audios.

 

4.      Traitement de données audiovisuelles (6 heures) : Permettra à l’étudiant de se familiariser avec des outils sophistiqués de manipulation de contenus audiovisuels ainsi qu'aux paramètres affectant les caractéristiques de ces contenus. L’étudiant devra concevoir, implémenter et tester une application permettant d'effectuer diverses manipulations complexes sur des fichiers vidéos (accompagnés d'audio).

 

NOTE : Si vous éprouvez des difficultés techniques avec le matériel des laboratoires du département, s.v.p. communiquez le problème à support-logti@etsmtl.ca. Consultez le site de cours pour les contenus pour chaque laboratoire.




Utilisation d'outils d'ingénierie

L’étudiant utilisera un outil de développement logiciel intégré (IDE) tel que ECLIPSE, INTELLIJ ou VSCODE afin de développer des logiciels en JAVA.

 

Pour la réalisation des travaux de laboratoires, les étudiants pourront utiliser un ordinateur MAC ou PC. 
 




Évaluation
 Travaux de laboratoire (4) 30 %
 Devoirs 10 %
 Examen intra 30 %
 Examen final   30 %

À noter qu’une moyenne pondérée inférieure à 50% dans les examens intra et final entraine automatiquement un échec au cours. 




Double seuil
Note minimale : 50



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 21 octobre 2024



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : https://www.etsmtl.ca/programmes-et-formations/horaire-des-examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.5/ cycles supérieurs, article 6.5.2) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignante ou l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Les dates de remise des travaux doivent être respectées. Des pénalités sévères seront appliquées pour les travaux remis en retard.

 

Une pénalité sera applicable aux travaux de laboratoire qui ne sont pas remis à temps selon les modalités suivantes : 10% de pénalité est appliqué dès qu'un retard est constaté si ce retard est moins de 24h, 25% de pénalité est appliqué si le retard est d'au moins 24h mais moins de 48h, 100% de pénalité est appliqué (note de zéro) si le retard est de 48h ou plus.

 

Pour les devoirs, aucun retard ne sera toléré et tout retard entrainera automatiquement la note de zéro. Si un étudiant ne fait pas un devoir, il n'aura pas accès à l'énoncé du devoir pour son étude par la suite. Il n'y aura pas d'exception.

 

Les étudiants ont la responsabilité de valider l'intégrité de la remise de tous leurs travaux (devoirs et laboratoires). De même, ils ont la responsabilité de vérifier que les fichiers remis sont complets.




Absence à une évaluation

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).




Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-nature-academique) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par l’enseignante ou l’enseignant du cours.



Documentation obligatoire

Aucun document n’est obligatoire.




Ouvrages de références

Complémentaire fortement recommandé

 

Li, Ze-Nian, Mark S. Drew et Jiangchuan Liu. 2021. Fundamentals of Multimedia, 3rd ed. Coll. « Texts in Computer Science ». Cham: Springer International Publishing, 824 p.

 

Complémentaires

 

Zhang, F. and Bull, D., 2021. Intelligent Image and Video Compression: Communicating Pictures, 2nd ed. Academic Press, 608 p.

 

Woods, John W. 2012. Multidimensional signal, image, and video processing and coding, second edition, 2nd ed. Waltham, Mass.: Academic Press.

 

Bovik, Alan C. 2005. Handbook of image and video processing, 2nd ed. Amsterdam ; Boston, Mass.: Elsevier Academic Press, 1372 p.

 

Wang, Yao, Jörn Ostermann et Ya-Qin Zhang. 2002. Video processing and communications. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall, 595 p.

 

Richardson, Iain E. G. 2010. The H.264 Advanced Video Compression Standard, 2nd ed. Wiley, 346 p.

 

Sze, Vivienne, Budagavi, Madhukar, et Gary J. Sullivan. 2014. High Efficiency Video Coding (HEVC) : Algorithms and Architectures. Springer, 375 p.

 

Wien, Mathias. 2014. High Efficiency Video Coding : Coding Tools and Specification. Springer, 314 p.




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Le cours est disponible sur moodle.

Site moodle : https://ena.etsmtl.ca