Traitement numérique du signal [T7ES422M]

Traitement numérique du signal [T7ES422M]

En pratique

Nature
Elément constitutif
Volume horaire de TP
6
Volume horaire de TD
16
Volume horaire de CM
20
Volume horaire de travail personnel
28
Langue d'enseignement
Français

Description du contenu de l'enseignement

Ce cours a pour objectif de compléter les bases acquises en première année en signaux et systèmes discrets par les principaux résultats théoriques en traitement numérique du signal (TNS), avant de les illustrer par des exemples concrets. Les principaux algorithmes de TNS (transformée de Fourier discrète, transformée de Fourier rapide, convolution rapide, filtres numériques, analyse spectrale, systèmes multi-cadences) sont présentés de manière théorique et applicative, en insistant particulièrement sur les estimations et optimisations de complexité. Les méthodes de synthèses des filtres numériques RIF et RII sont également incluses dans ce cours. Enfin, les problèmes de quantification et de bruits de calcul liés à une arithmétique en précision finie sont présentés de manière théorique puis illustrés sur des exemples. Dans le dernier chapitre, les processeurs de traitement du signal sont présentés, en insistant sur les problèmes d'implantations temps-réel et en arithmétique finie.


Le cours est complété par :

  • 16h de TD
  • 6h de TP sur Matlab.

Organisation

Modalités d'organisation et de suivi

  1. Introduction
    1. Digital signal processing in a nutshell Main applications
    2. Analog Digital conversion
  2. Digital filtering analysis Z transform
    1. Parallel and sucessive structures Filtering specification
    2. FIR filtering
    3. IIR filtering
  3. IIR synthesis Introduction
    1. Filter prototype functions
    2. Butterworth filters Chebyshev filters Elliptic filters Bessel filters
    3. Transformation functions
    4. Impulse Invariance method
    5. Conclusion
  4. FIR synthesis Introduction
    1. Linear phase filters
    2. Window based synthesis
    3. Principle
    4. Apodisation functions Windows comparison Window selection
    5. Frequency sampling method Conclusion
  5. Fixed point arithmetic Introduction
    1. Numbers representation: coding family
    2. Fixed and floating points
    3. Fixed point Floating point
    4. Fixed point arithmetic
    5. Addition Multiplication
    6. Fixed point design
    7. Dynamic
    8. Principle Simulation methods Analytical methods
    9. Point positionning
    10. Dynamic Rules Conclusion
    11. Data width & quantization noise
    12. Format
    13. Word charac. Quantization noise
    14. Conclusion
  6. Fast Fourier Transform Introduction
    1. Principle of the FFT
    2. Time split FFT
    3. Frequency split FFT Conclusion
  7. Multirate processing Introduction
    1. Downsampling Upsampling
    2. Fractional interpolation
  8. Digital Signal processor
    1. DSP algorithm implementation Digital signal processor architecture
    2. DSP core units
    3. Processing units Memory units Control unit
    4. Some DSPs
  9. Conclusion on DSP

Informations pédagogiques

Compétences à acquérir

A la fin de ce module, l'étudiant doit être capable

  • d'analyser le fonctionnement temporel et fréquentiel des filtres numériques;
  • de connaitre et savoir utiliser les principales transformées en traitement numérique du signal;
  • de faire la synthèse des filtres numériques RII;
  • de faire la synthèse des filtres numériques RIF;
  • de connaitre les principes de l'analyse spectrale, de savoir paramétrer une analyse;
  • de connaitre les principes des systèmes multi-cadences;
  • de connaitre les règles de l'arithmétique virgule fixe, d'évaluer la précision et la dynamique d'un algorithme de TNS utilisant l'arithmétique virgule fixe, de savoir coder en virgule fixe;
  • de connaitre l'architecture des processeurs de traitement du signal.

Pré-requis recommandés

  • Signaux et Systèmes Discrets (SNUM1)
  • Signaux et Systèmes Continus (SNUM1)
  • Microcontroleurs (SNUM1)

Discipline

  1. Introduction https://foad.univ-rennes1.fr/).

Bibliographie, lectures recommandées

  • [Bur85] DFT/FFT & Convolution Algorithms, C.S. Burrus, T.W. Parks ,Topics in DSP : John Wiley & Sons
  • [End92] Traitement Numérique du Signal : Une Introduction, Van Den Enden, Werdeckh, Masson
  • [Opp75] Digital Signal Processing, A. V. Oppenheim, R. W. Schafer, Prentice-Hall
  • [Par87] Digital Filter Design, T.W. Parks, C.S. Burrus, Topics in DSP : John Wiley & Sons
  • [Ste88] Signal Processing Algorithms, S. Stearns, R. David, Prentice Hall
Dernière modification : ven, 08/01/2021 - 10:47