Ce cours d’introduction vise à permettre à l'étudiant ou l'étudiante :

• d'analyser et de faire un choix éclairé entre les différentes technologies de compression, formats, normes et techniques de compression, de traitement et de diffusion de données audiovisuelles;
• d’expliquer le rôle et l’historique des différentes normes audiovisuelles et leur impact sur l’interopérabilité des systèmes;
• 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).

Voir descriptif

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.

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.

Environnement de développement intégré MATLAB

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.

Aucunre référence obligatoire pour ce cours.
 

• ZE-NIAN, Li, et MARK S. DREW, Fundamentals of Multimedia. 2^e 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

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