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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Stéphane Coulombe


PLAN DE COURS

Hiver 2021
GTI540 : Systèmes de communication et applications audiovisuels (3 crédits)


Modalités de la session d’hiver 2021


Pour assurer la tenue de la session d’hiver 2021, les modalités suivantes seront appliquées :


La plupart des cours de la session d'hiver seront donnés à distance. Les autres seront donnés en présence si la situation socio-sanitaire le permet. Cette information est disponible sur l’horaire de la session d’hiver diffusé sur le site de l’ÉTS ainsi que sur Cheminot.

L’étudiant inscrit à un cours à distance doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. L’étudiant doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.


Les cours à distance pourraient être enregistrés, à la discrétion de l’ÉTS, afin de les rendre disponibles aux étudiants inscrits aux cours.


La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l'ÉTS.


Les examens intra se feront normalement à distance. Les examens finaux se feront normalement en présence si la situation socio-sanitaire le permet.


Pour les examens (intra, finaux) qui devaient se faire à distance, leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.

Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à suivre de près l’évolution de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, avant ou après le début de la session d’hiver 2021, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et que, si requis, elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner que toutes les activités d’enseignement et d’évaluation soient exclusivement données à distance pour tout ou partie de la session d’hiver 2021.

Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.

En vous inscrivant ou en demeurant inscrit, vous acceptez les modalités particulières de la session d’hiver 2021.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 17 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 31 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Programme(s) : 7070, 7610
             
  Profils(s) : Autres, Tous profils  
             
    GTI311    
             
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 permettre aux étudiants de développer des connaissances approfondies dans le domaine des systèmes de communication et des applications audiovisuels.

Au terme de ce cours, l'étudiant sera en mesure :

  • de décrire le rôle et le fonctionnement des divers éléments architecturaux composant les systèmes de communication et les applications audiovisuels;
  • d'expliquer le fonctionnement et l’usage des divers protocoles d’encapsulation et de transport du contenu audiovisuel;
  • de concevoir divers éléments architecturaux des systèmes de communication et d’applications audiovisuels;
  • de choisir les formats et protocoles appropriés pour la conception de systèmes de communication et applications audiovisuels.

Les sujets abordés incluent, entre autres : architectures, services réseau et protocoles pour les communications audiovisuelles; systèmes de communication et applications audiovisuels de télédiffusion numériques, de diffusion en continu et de partage; formats d’encapsulation et de transport du contenu multimédia; systèmes de communication et applications audiovisuels tempsréel (visioconférences et voix sur IP), sans fil et mobiles; contrôle de débit et gestion des tampons, stratégies de gestion des erreurs; services infonuagiques multimédias.

Séances de laboratoire : analyser, concevoir et implémenter des composantes de systèmes de communication audiovisuels (p. ex. gestion des erreurs, de débit, de tampons) et les intégrer à d’autres composantes pour réaliser des applications audiovisuelles fonctionnelles et en évaluer les performances




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 Mercredi 08:30 - 10:30 Laboratoire
Jeudi 13:30 - 17:00 Activité de cours



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



Cours
  1. Introduction aux systèmes de communication et applications audiovisuels (1 heure[1])
    • Architecture des systèmes de communication audiovisuels.
    • Vue d’ensemble des applications audiovisuelles.
  2. Services réseau et protocoles pour les communications audiovisuelles (2 heures)
    • Survol de réseaux disponibles (filés et sans fil).
    • Réseaux et technologies IP.
    • Qualité de service dans les réseaux IP.
    • Protocoles multimédias: RTSP, RTP/RTCP.
  3. Systèmes et applications de télédiffusion numériques (6 heures)
    • Systèmes traditionnels (diffusion terrestre et satellite)
    • Normes MPEG-TS et DVB-S
    • Évolution avec systèmes par contournement (over-the-top)
  4. Systèmes de diffusion en continu audiovisuels (9 heures)
    • Architectures de diffusion en continu audio et vidéo point à point.
    • Algorithmes de diffusion en continu.
    • Contrôle de débit 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.
  5. Services infonuagiques multimédias (3 heures)
    • Partage multimédia assisté par plateformes infonuagiques (Netflix).
    • Déchargement du traitement multimédia sur plateformes infonuagiques.
  6. Systèmes de communication et applications audiovisuels temps-réel (2 heures)
    • Contraintes de délais 
    • Voix sur IP
    • Visioconférences 
    • Jeux vidéos en ligne (Google Stadia, Steam, Geforce now)
  7. Systèmes vidéos immersifs (3 heures)
    • Vidéo 360 degrés.
    • Encogage par tuiles.
    • Norme OMAF.
  8. Systèmes de communication audiovisuels sans fil et mobiles (6 heures)
    • Architectures et systèmes (3G, 4G, 5G)
    • Caractéristiques des réseaux sans fil (débit, fiabilité, délais)
    • Gestion des erreurs en multimédia : 
      • Détection des erreurs.
      • Correction des erreurs.
      • Résilience aux erreurs et protection des données. P.ex. SMPTE 2022-1
      • Dissimulation des erreurs.
  9. Systèmes et plateformes de partage multimédia (2 heures)
    • YouTube (formats, traitement, diffusion).
  10. Systèmes et applications de partage audiovisuel pair à pair (2 heures)
    • Architecture des systèmes de partage audiovisuels pair à pair.
    • Protocoles des systèmes de partage audiovisuels pair à pair.
  11. Systèmes de reconnaissance et de synthèse de la parole (3 heures)
    • Alexa, Siri et Google Assistant.
    • Ressources pour entraîner les systèmes.
    • Fonctionnement technique et enjeux sociaux : problème de sécurité, confidentialité, usurpation d’identité, etc.

 * 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 d'un laboratoire d'introduction et d'un projet de session itératif permettant à l’étudiant de maîtriser et d’approfondir la théorie vue en classe ainsi que de perfectionner ses habilités en conception, implémentation et validation logicielle. Ces séances de laboratoire seront consacrées à analyser, concevoir et implémenter des composantes de systèmes de communication audiovisuels (p.ex. gestion des erreurs, de débit, de tampons) et les intégrer à d’autres composantes pour réaliser des applications audiovisuelles fonctionnelles et en évaluer les performances.

1. Laboratoire 0 (4 heures, individuel) : Familiarisation avec les bibliothèques de code et les outils de développement du projet de session.

2.  Projet de session :

    a. Partie 1 (8 heures) : Concevoir, développer et tester une plateforme de diffusion vidéo en continu.

    b. Partie 2 (6 heures) : Concevoir, développer et tester une fonctionnalité multimédia supplémentaire sur la plateforme.

    c. Partie 3 (6 heures) : Évaluer la performance de la plateforme.

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 des outils de modélisation UML et de développement logiciel intégré (IDE) afin de concevoir, tester et développer des logiciels. Pour la réalisation des travaux de laboratoires, les étudiants pourront utiliser un ordinateur MAC ou PC.

 




Évaluation
 Travaux de laboratoire (3) 30 %
 Devoirs 10 %
 Examen intra 30 %
 Examen final   30 %



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 18 février 2021



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

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. 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 un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, 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 ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » 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/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-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 les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

Aucun document n’est obligatoire.




Ouvrages de références

Complémentaire fortement recommandé

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

Li, Ze-Nian, Mark S. Drew et Jiangchuan Liu. 2014. Fundamentals of Multimedia, 2nd ed. Coll. « Texts in Computer Science ». Cham: Springer International Publishing, 727 p.

Complémentaires

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