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École de technologie supérieure
Département de génie logiciel et des TI
Responsable(s) de cours : Stéphane Coulombe


PLAN DE COURS

Automne 2017
GTI665 : Traitement et diffusion des signaux audiovisuels (3 crédits)



Préalables
Aucun préalable requis
Unités d'agrément
Données non disponibles




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 d’introduction vise à :

• Amener l’étudiant à analyser et faire un choix éclairé entre les différentes technologies de compression, formats, normes et techniques de compression, de traitement et de diffusion de données audiovisuelles;

• Permettre à l’étudiant d’expliquer le rôle et l’historique des différentes normes audiovisuelles et leur impact sur l’interopérabilité des systèmes;

• Permettre à l’étudiant de représenter et concevoir un système de traitement et de diffusion de signaux audiovisuels répondant à des exigences.

Systèmes auditifs et visuels humains, techniques de traitement et de compression audio (LPC, ACELP) et vidéo (prédiction spatiotemporelle, codage par transformée).

Normes de compression audio (MP3, AAC, AMR, G.729) et vidéo (MPEG-2, H.264, HEVC). Diffusion de contenu audiovisuel (streaming, MPEG-DASH) et applications (télédiffusion, over-the-top).



Objectifs du cours

Voir descriptif

 




Stratégies pédagogiques

La pédagogie du cours est basée sur les méthodes suivantes :

  • Exposés magistraux et lectures individuelles permettant de traiter le contenu du cours
  • Deux quiz
  • Trois laboratoires réalisés en équipe de deux

Charge d’enseignement : 39 heures de cours, 24 heures de laboratoires;

Charge de travail de l’étudiant : trois heures de travail hors classe par semaine.

 

Sur une base hebdomadaire, ceci correspond à trois heures de cours magistral, deux heures de laboratoire et trois heures de travail hors classe.

 




Utilisation d’appareils électroniques

La calculatrice est autorisée durant les examens et les quiz.

L’utilisation d’appareils électroniques est permise seulement pour suivre les présentations des cours et pour prendre des notes.

L’utilisation des téléphones cellulaires est interdite durant les cours.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Jeudi 18:00 - 20:00 Laboratoire



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Jean-François Franche Activité de cours cc-jean-francois.franche@etsmtl.ca



Cours

Cette section présente le pan de cours prévu. Il est à noter que certaines

 

modifications pourraient être proposées au cours du trimestre.

 

  1. Traitement numérique des signaux (7 heures)
     
    1. Propriétés des systèmes numériques (linéarité,

      mémoire, invariance dans le temps, etc.)
       
    2. Échantillonnage et ré-échantillonnage
       
    3. Traitement des signaux numériques
       
    4. Transformée de Fourier et analyse fréquentielle
       
    5. Transformée de Fourier rapide
       
    6. Filtrage de signaux
       
    7. Mesures de comparaison de signaux

      (mesures de distorsion, corrélation)
       
  2. Traitement des signaux audio (6 heures)
     
    1. Physique du son
       
    2. Système auditif humain
       
    3. Codeur audio par transformée
       
    4. Codeur audio par sous-bandes
       
    5. Codage perceptuel pour le signal audio numérique et formats

      MP3 et AAC
  3. Traitement de la parole (5 heures)
    1. Modèle de création de la parole
    2. Codage de la parole (LPC, ACELP, G.729)
    3. Reconnaissance de la parole.
  4. Traitement de signaux visuels (7 heures)
    1. Codage prédictif spatial (intra)
    2. Interpolation au pixel fractionnaire
    3. Codage prédictif temporel (inter)
    4. Architecture de compression vidéo
      1. Filtres de prétraitement
      2. Filtres de réduction d’effets de blocs
  5. Protection des signaux multimédias (3 heures)
    1. Défis en enjeux
    2. Tatouage numérique
    3. Stéganographie
  6. Normes de compression audiovisuelle et systèmes multimédias (5 heures)
    1. L’importance des normes audiovisuelles
    2. Processus de normalisation
    3. Normes MPEG (MPEG-1, MPEG-2,  MPEG-4, MPEG-21, MPEG-H)
    4. Normes ITU-T
      1. Codage audio (G.711, G.723.1, G.729)
      2. Codage vidéo (H.263, H.264, H.265)
  7. Diffusion de contenu audiovisuel et applications (6 heures)
    1. Encapsulation et multiplexage de signaux
    2. Contraintes des applications (délai, fiabilité, etc.)
    3. Vidéoconférences
    4. Télédiffusion
    5. Applications over-the-top
    6. Lecture en transit (streaming)
      1. Plan de diffusion 
      2. Streaming adaptatif (MPEG-DASH)
    7. Gestion des erreurs de transmission (détection, correction, résilience)

* La matière ne sera pas nécessairement présentée dans cet ordre. Toutefois, l’ensemble des sujets sera présenté dans le cadre de ce cours. Les 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 étudiants auront à travailler en équipe sur des laboratoires permettant d’expérimenter des

notions vues dans les cours. Chaque laboratoire sera composé de code à remettre

électroniquement et d’un rapport écrit.

 

Activité durée Date de remise Pourcentage (%)
1 – Introduction au traitement numérique des signaux 3 semaines 5 octobre 7.5
2 – Introduction aux techniques de tatouage numérique 4 semaines 1 novembre 7.5
3 – Implémentation d’un pseudo-codec LCP-10 5 semaines 7 décembre 15

 

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.




Utilisation d'outils d'ingénierie

Environnement de développement intégré MATLAB




Évaluation
Activité Description Date %
Quiz 1 À déterminer 26 septembre 5
Examen intra Cours 1 à 6. Toute documentation permise 24 octobre 30
Quiz 2 À déterminer 21 novembre 5
Examen final Cours 7 à 12. Toute documentation permise À déterminer 30

 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 24 octobre 2017



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/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 7.2.7 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 remises des travaux de laboratoire doivent être respectées. Une pénalité de 10 % par jour ouvrable de retard sera applicable aux travaux qui ne sont pas remis à temps.




Absence à un examen
• Pour les départements à l'exception du SEG :
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).

• Pour SEG :
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence auprès de son enseignant. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
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 étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/A-propos/Direction/Politiques-reglements/Infractions_nature_academique.pdf ) 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 les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

 

Aucunre référence obligatoire pour ce cours.
 




Ouvrages de références
  • ZE-NIAN, Li, et MARK S. DREW, Fundamentals of Multimedia. 2e edition. Springer, 2014.
  • RAO, K.R., BOJKOVIC, Z.S., MILOVANOVIC, D.A., Multimedia Communication Systems: Techniques Standards, and Networks. Prentice-Hall PTR, 2002, ISBN 0-13-031398-X
  • JACKSON, L.B., Signals, Systems and Transforms. Addison Wesley, 1991. STEVENS,
    S.S.,WARSHOFSHY,F, L’acoustique. R Laffont Sciences, 1970.
  • ZWICKER, E., FELDTKELLER, R., Psychoacoustique : l’oreille récepteur d’information.
  • WANG, Y., J. Ostermann, Y.Q. Zhang, Video processing and communications. Prentice-Hall, 2001.
  • KOSH, H., Distributed Multimedia Database Technologies Supported by MPEG-7 and by MPEG 21. CRC Press,2003, ISBN 0-8493-1854-8, 257 pages



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