1. Projet Qualité de l’eau de mer des viviers
2. Projet Phares et Balises
3. Projet robot Fanuk
4. Projet home studio
5. Projet Open Clone
6. Projet supervision réseau

Partie A : Grandeur physique mesurée pour la qualité de l’eau.

Partie B : Données issues du capteur.

Partie C : Filtrage des données issues du capteur.

Partie D : Transmission des données.

Partie E : Autonomie des stations de mesure.

Notions abordées :

Propriétés de l’onde EM. Emission. réception. Propagation.
Fréquence et longueur d’onde.
Différents types d’antennes.
Antenne isotrope.
Antenne réelle.
Diagramme de rayonnement.
Gain de l’antenne.
Angle d’ouverture.
Coefficient PIRE.
Bilan de liaison.

Construction de l’antenne PB4 à Pleumeur Bodou en 1976. Source : wikipedia

Partie 1 : Filtrage analogique

Valeurs max, crête à crête.
Valeur moyenne.
Période, fréquence.
Spectre.
Type de filtre, ordre du filtre.
Allure du signal de sortie.

Partie 2 : Capteur analogique et numérique

Sensibilité.
Equation de la caractéristique.
Quantum d’un CAN.
Résolution d’un capteur numérique.
Décodage d’une trame.

Partie 3 : Filtrage numérique

Equation de récurrence.
Récursivité.
Schéma bloc.
Transformée en z.
Stabilité.

Partie 4 : Transmission numérique QAM

Constellation QAM.
Débit de symboles R et débit D.
Amplitude et phase d’un symbole.
Signaux I et Q d’un symbole

Partie 5 : Décodage de trames en bande de base

CodeNRZI

Code Manchester

Transmission par modulation PSK et QAM :

Modulation QAM.
Constellation.
Signaux i(t) et q(t).
Calcul des valeurs d’amplitude.
Calcul des valeurs de phase.
Allure du signal modulé.
Débit de symbole (bauds).
Débit binaire (bit/s).

Notions abordées

Transmission synchrone.
Transmission asynchrone.

Savoirs faire expérimentaux

Capturer les trames à l’oscilloscope
Interpréter les données transmises

´

Compléments bande de base

1. Spectres – Bande occupée.
2. Codage binaire et M-aire.
3. Qualité d’une transmission.
4. Rôle du récepteur.
5. Interférence entre symboles.
6. Diagramme de l’oeil.

Exercices : Décodage de trames

Format de la trame : 1 bit  de start +8 bits LSB en premier + 1 bit de parité + 1 bit de stop.
Codes NRZ, NRZI, Manchester. Modulations ASK, FSK, PSK, QAM.
Exemple d’une trame en format manchester.

OBJECTIFS

EX1 : Eléments et rôle d’une chaîne de traitement numérique du signal.
EX2 : Colorimétrie
EX3 : Filtrage du signal issu d’un radar :

Schéma-bloc
Transmittance en Z
Stabilité
Diagramme de bode
Code en C
Filtrage sur un signal réel
Temps de réponse

EX4 : Traitement d’un électrocardiogramme :

Choix de la fréquence d’échantillonnage
Conséquence d’un échantillonnage sans filtre anti-repliement
Filtrage anti-repliement
Filtres RII et RIF

Comptes-rendus et scripts à finir

Découverte de Scilab en mode console/ Recommandations.
Premiers scripts Scilab : boite de dialogue,  graphes.
Commandes Scilab pour l’image.
Traitement de l’image.
Compression d’une image jpeg – Choix du rapport de compression.

Résumé des notions

1. Réalisation analogique ou numérique.
2. Equation de récurrence.
3. Schéma-bloc.
4. Définitions : Réponse impulsionnelle, algorithme de type RIF et RII, récursivité, stabilité, causalité.
5. Comment passer de l’équation de récurrence à la TZ?
6. Comment passer de la TZ à l’équation de récurrence?
7. Comment déterminer si un filtre est stable?
8. Diagramme de bode d’un filtre numérique. Fréquence réduite.

OBJECTIFS

Ce TP permet de comprendre le principe de la compression jpeg pour les images. Il est similaire au TP «Compression d’un signal audio».
Le principe de la compression jpeg est le même que celui de la compression MP3.
On utilise les défauts de l’œil ou de l’oreille pour supprimer certaines composantes spectrales invisibles ou inaudibles.

1. Etudier le principe de la compression jpeg d’une image.
2. Utiliser la transformée en cosinus discret DCT (bibliothèque fournie) pour obtenir le spectre spatial d’une image.
3. Compresser une image avec pertes en supprimant certains coefficients DCT.
4. Calculer le taux de compression et visualiser le résultat.

Histogramme d’une image

L’histogramme associé à l’image donne la quantité de pixels ayant une teinte de gris donnée.
Notion de médiane et écart type.

Éclaircir ou foncer une image

Obtenir le négatif d’une image.

Modifier le contraste d’une image.

Le contraste mesure la différence de luminosité entre les parties claires et sombres d’une image.L’histogramme d’une image très contrastée est étendu.Celui d’une image peu contrastée est resserré.

Bruiter une image

Bruit binaire
Bruit uniforme

Débruiter une image

Pour réduire le bruit d’une image, il existe plusieurs méthodes de filtrage.
Essai de différents types de filtres: gaussian, average, laplacian, sobel, prewitt, . .

Notions abordées

Exemple de filtrage du signal (solution analogique / numérique).
En quoi consiste le traitement numérique?
Quelles sont les opérations utilisées?
Equation de récurrence et schéma bloc.

Notions abordées

Caméra bluefox : Résolution, taille et format du capteur.
Choix de l’objectif : distance de travail, hauteur de scène, angle de vue.
Mise au point.
Ouverture numérique : Nombre d’ouverture NO.
Profondeur de champ : paramètres à prendre en compte.

Module pour le traitement de l’image

Vérifier que le module IPCV (Image Processing and Computer Vision ) est bien installé.

Charger une image

Charger une image dans SCILAB en utilisant les fonctions uigetfile (chemin) et imread (lecture)

Composantes d’une couleur

Visualiser successivement les composantes: rouge, vert , bleu , cyan (vert + bleu), violet (rouge +bleu), jaune(vert+bleu).

Créer une mire

L’objectif est d’obtenir une mire de hauteur 100 pixels et de largeur 800 pixels, avec 8 bandes verticales : noir blanc gris rouge vert bleu violet jaune Créer cette mire.

Image en niveau de gris

Une image numérique en niveau de gris est représentée par un tableau de nombres compris entre 0 et 255.

Écriture d’un script

Écrire un script permettant de réaliser les actions suivantes :
Charger le fichier «image .jpg» et récupérer ses caractéristiques.
L’utilisateur choisit l’action à réaliser:
– Visualiser l’image couleur
– Visualiser l’image noir et blanc
– Visualiser la composante R V ou B
– Donner les caractéristiques de l’image (nom, taille, poids)
– Quitter

Notions abordées

Définition d’une couleur
Modèle TSL
Synthèse additive
Synthèse soustractive
Différents codages de la couleur
Couleurs visibles
Vision humaine

Création d’un script avec :

• Utilisation des boites de dialogues
• Mise en forme des graphes

Commande scilab pour l’image :

Utilisation du module IPCV (Image Processing and Computer Vision )

QCM : 60 questions – Notions abordées :

1. Unités
2. Formules
3. Lecture de graphes
4. Electronique de base
5. Signal
6. Spectre
7. Niveaux dB
8. Signal sinusoïdal
9. Filtrage analogique1
10. Filtrage analogique2
11. Echantillonnage
12. Conversion analogique-numérique
13. Capteurs analogiques
14. Capteurs numériques
15. Mise en forme du signal
16. Ondes
17. Câbles
18. Composants optoélectroniques
19. Fibres optiques
20. Systèmes linéaires
21. Lecture de documentations techniques
22. Appareils de mesures

100 questions parmi les thèmes suivants :

1. Electronique de base – 20 questions
2. Appareils de mesures – 10 questions

3. Unités – 15 questions
4. Formules – 20 questions
5. Lecture de graphes – 15 questions
6. Signal – 15 questions
7. Spectre – 15 questions
8. Echantillonnage – 15 questions
9. Conversion analogique-numérique – 15 questions
10. Capteurs analogiques – 15 questions
11. Capteurs numériques – 15 questions
12. Mise en forme du signal – 10 questions
13. Niveaux dB – 10 questions
14. Signal sinusoïdal – 15 questions
15. Filtrage analogique1 – 15 questions
16. Filtrage analogique2 – 15 questions
17. Systèmes linéaires – 15 questions
18. Lecture de documentations techniques – 15 questions
19. Ondes – 15 questions
20. Câbles – 15 questions
21. Composants optoélectroniques – 10 questions
22. Fibres optiques – 15 questions

Notions abordées

Spectres  : bande spectrales occupées.
Codage binaire et codage M-aire.
Qualité d’une transmission.
Interférence entre symbole et diagramme de l’oeil.

2 sujets

Sujet 1 : décodage de trames synchrones

Sujet 2 : décodage de trames asynchrones

UTILISATION DE LA TRANSFORMÉE EN Z

PASSAGE DE L’ÉQUATION DE RÉCURRENCE À LA TRANSFORMÉE EN Z

PASSAGE DE LA TRANSMITTANCE EN Z À L’ÉQUATION DE RÉCURRENCE

COMMENT PRÉVOIR LA STABILITÉ À PARTIR D’UNE TRANSMITTANCE EN Z

COMMENT TROUVER LA SORTIE DU FILTRE À PARTIR D’UNE TRANSMITTANCE EN Z

LES 3 MÉTHODES POUR ÉTUDIER LA STABILITÉ

DIAGRAMME DE BODE

Etude de filtres numériques.

Activité 1 : Valeur moyenne glissante à 4 coefficients : yn= 0,25*(xn +xn-1+xn-2+xn -3)
Activité 2 : Etude de 7 algorithmes (réponse impulsionnelle et schéma bloc).
Activité 3 : Etude de 2 algorithmes équivalents (réponse impulsionnelle, indicielle, puis réponse particulière)

Filtrage du signal issu d’un capteur

Solution analogique : Réponse fréquentielle, fréquence de coupure, ordre du filtre, valeur des composants, spectre du signal de sortie.
Solution numérique : moyenne glissante sur 4 points ou filtrage passe bas avec fréquence de coupure réglable.