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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Stéphane Coulombe


PLAN DE COURS

Automne 2024
MTI811 : Technologies, systèmes et applications vidéo (3 crédits)





Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours
Ce cours vise à développer des connaissances approfondies dans le domaine des technologies et des systèmes vidéo, ainsi que dans les applications qu’ils rendent possibles. Au terme de ce cours, l'étudiante ou l'étudiant sera en mesure de : analyser les propriétés des signaux vidéo à l'aide de divers outils; concevoir les éléments architecturaux importants des systèmes de communication et des applications vidéo; choisir les formats et protocoles appropriés dans la conception de systèmes de communication et d’applications vidéo; recommander les traitements vidéo appropriés en fonction des exigences. Système visuel humain. Formats vidéo numériques. Méthodes et normes de compression vidéo. Mesures de la qualité visuelle. Architectures, services réseau et protocoles pour les communications vidéo. Applications vidéo de télédiffusion numériques et de diffusion en continu. Formats d’encapsulation et de transport. Services infonuagiques vidéo.



Objectifs du cours

Voir le Descriptif du cours ci-dessus.




Stratégies pédagogiques

Les objectifs seront atteints par la prestation hebdomadaire d'un cours, par des lectures et par des travaux individuels.




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 Jeudi 13:30 - 17:00 Activité de cours



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



Cours

 

  1. Le système visuel humain (3 heures1)
    • Anatomie et physiologie de l’œil humain
    • Champ de vision et acuité
    • Traitement de la couleur
    • Traitement et réponse spatiotemporelle
    • Masquage visuel
  2. Formats et représentations d’images numériques (3 heures)
    • Pixels, blocs et images
    • Formats et ratio d’aspect
    • Balayage entrelacé versus progressif
    • Correction gamma
    • Espaces de couleur et échantillonnage des composantes
  3. Mesures de qualité visuelle (1,5 heure)
    • Mesures subjectives versus objectives
    • Mesures objectives avec et sans référence
    • Évaluation de la performance des mesures de qualité
    • Les mesures objectives répandues (ex. PSNR, SSIM et VMAF)
  4. Méthodes de compression avec et sans perte (7,5 heures)
    • Notions de base (entropie, facteur de compression, etc.)
    • Codage de Huffman, Golomb et arithmétique
    • Quantification (scalaire et vectorielle)
    • Mesures de performance débit-distorsion
    • Codage par transformée
    • Codage prédictif
  5. Estimation du mouvement (1,5 heure)
    • Modèles de mouvement et estimation
    • Estimation par appariement de blocs
    • Méthodes rapides d’estimation du mouvement
  6. Compression vidéo par prédiction temporelle et transformée (1,5 heure)
    • Techniques de compression vidéo
    • Différents modes de codage : I, P, B
    • Schéma bloc d’un encodeur et décodeur vidéo typique
    • Sélection de modes de codage
    • Optimisation débit-distorsion
    • Contrôle de débit au niveau encodeur
  7. Normes de compression vidéo (3 heures)
    • Organismes de normalisation et approches
    • Survol des normes vidéo (H.264, H.265, AV1, etc.)
  8. Services réseau et protocoles pour les communications vidéo (heure)
    • Survol de réseaux disponibles (filés et sans fil)
    • Réseaux et technologies IP
    • Qualité de service dans les réseaux IP
    • Protocoles multimédias: RTSP, RTP/RTCP
  9. Systèmes et applications de télédiffusion numériques (6 heures)
    • Systèmes traditionnels (diffusion terrestre et satellite)
    • Normes MPEG-TS et DVB-S
    • Évolution vers les systèmes par contournement (over-the-top)
  10. Systèmes de diffusion en continu audiovisuels (8 heures)
    • Architectures de diffusion en continu audio et vidéo point à point.
    • Algorithmes de diffusion en continu. Contrôle de débit au niveau système et gestion des tampons.
    • Formats d’encapsulation et de transport de contenu audiovisuel tels : MPEG-DASH, MP4, MKV, Webm, CMAF, HLS, ISO base media file format (ISOBMFF), etc.
  11. Services infonuagiques vidéo (3 heures)
    • Transition vers la vidéo sur IP
    • Virtualisation
    • Réseaux définis par logiciel
    • Services vidéo infonuagiques
    • Déchargement du traitement vidéo sur plateformes infonuagiques

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

 




Laboratoires et travaux pratiques

Travaux à remettre :

  • Travaux réalisés sous forme de devoirs sur Moodle.
  • Rapport de projet pratique.

Les devoirs seront associés aux notions théoriques présentées à chacune des séances.

Le projet pratique sera associé aux notions théoriques présentées en classe. Ce projet pratique est réalisé individuellement.

NOTE : Si vous éprouvez des difficultés techniques avec le matériel des laboratoires d'informatique du département, s.v.p. communiquez le problème à support-logti@etsmtl.ca.




Évaluation
Devoirs 20%
Projet pratique 15%
Examen intra 32,5%
Examen final 32,5%

 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 24 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

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 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par 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. Une pénalité sera applicable au projet pratique qui n'est pas remis à temps selon les modalités suivantes : 10 % de retard est appliqué dès qu'un retard est constaté et la pénalité augmente de 15% supplémentaire à chaque journée complète de retard. Pour les devoirs, aucun retard ne sera toléré et tout retard entrainera automatiquement la note de zéro. De plus, l'étudiant(e) n'aura pas accès à l'énoncé de devoir sur Moodle s'il (elle) n'a pas débuté de tentative.




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

Aucune




Ouvrages de références

Complémentaire fortement recommandé

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

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. 

Fischer, W. 2020. Digital Video and Audio Broadcasting Technology: A Practical Engineering Guide, 4th ed. Springer, 1055p.

Complémentaire

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

Lee, Jae-Beom, et Hari Kalva. 2008. The VC-1 and H.264 Video Compression Standards for Broadband Video Services. 32. Boston, MA: Springer Science + Business Media LLC.

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

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




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Le cours est disponible sur moodle. Tous les échanges d'information se feront en utilisant cet outil. Site moodle : https://ena.etsmtl.ca