Traitement numérique du signal en C++ (temps réel)

OBJECTIFS

Acquérir des compétences de base sur les méthodes les plus utiles
en traitement numérique du signal.

PUBLIC VISE

Ingénieurs en informatique, électronique ou télécommunications, chercheurs souhaitant progresser en traitement numérique du signal, en particulier sur la mise en œuvre pour des traitements en temps réel.

PREREQUIS

Connaissances de base en traitement du signal et en informatique (C ou C++) nécessaires
PC portable (Linux /Ubuntu ≥ 20.04 ou Windows 10). Les TP seront réalisés en langage C++, avec les librairies Eigen et libtsd.

INTERVENANT

Ingénieur ENSEEIHT, Expert en traitement du Signal, traitement d’image, formateur expérimenté.
Le programme CAP’TRONIC aide, chaque année, 400 entreprises à monter en compétences sur les technologies liées aux systèmes électroniques et logiciel embarqué.

DUREE

3 jours soit 21h

PRIX

Consulter Sébastien SALAS, salas@captronic.fr - 06 87 83 32 32

LIEU

Formation présentielle ou distancielle
A distance, les accès à un outil informatique en ligne adapté seront fournis au stagiaire avant le démarrage de la formation.
En présentiel, surface de salle permettant de respecter les mesures sanitaires de distanciation sociale, salle équipée d’un outil de projection et connexion à Internet.

PROGRAMME

Tour de table
PARTIE 1 - SIGNAUX NUMÉRIQUES
Dans cette première partie, nous allons voir comment manipuler, visualiser et faire des traitement simple sur les signaux numériques, avec la librairie C++ Eigen.
Librairie C++ Eigen : vectorisation automatique des calculs (« comme Matlab »)
Figures : visualisation des signaux (temporel, fréquentiel, etc.)
Signaux utiles : génération de signaux périodiques, aléatoires, intervalles temporels, etc.
Travaux pratiques : calculs vectorisés avec Eigen, affichage et rééchantillonnage d’un signal
PARTIE 2 - FILTRAGE DES SIGNAUX
Nous allons étudier diverses techniques de filtrage linéaire, permettant de séparer différentes composantes d’un signal (par exemple suppression de signaux parasites).
Notion de filtre : équation aux différences, fonction de transfert
Analyse d’un filtre : réponses impulsionnelle et fréquentielle, temps de groupe, pôles et zéros
Synthèse RIF : design par fenêtrage, équiondulation, structures particulières (CIC, CS…)
Synthèse RII : filtres de Butterworth, Chebyshev…
Travaux pratiques : analyse et mise en oeuvre d’un filtre CIC pour le filtrage d’un signal audio issu d’un convertisseur sigma-delta, mise en oeuvre d’une filtre en cosinus surélevé pour le filtrage d’un signal modulé, filtrage d’un électrocardiogramme
PARTIE 3 - TRANSFORMÉE DE FOURIER
Dans cette partie, nous allons voir comment la transformée de Fourier discrète (TFD) va pouvoir se montrer très utile tant pour l’analyse des signaux (estimation spectrale, calcul de délais, de fréquences, etc.) que pour le filtrage efficace des signaux.
Transformée de Fourier discrète : définition et intuition pratique
Analyse spectrale : spectre de puissance, zéro-padding, moyennage.
TFD et convolution : convolutions et corrélations rapide par FFT.
Quelques applications : estimation de fréquence, de délais, transformée de Hilbert
Travaux pratiques : calcul de délais entre deux signaux, déconvolution, démodulation AM par détection d’enveloppe.
PARTIE 4 - TRAITEMENTS TEMPS RÉEL
Dans cette partie, nous verrons différentes techniques permettant de traiter des signaux en temps-réel, au fil de l’eau (« en streaming »).
Implémentation des filtres linéaires : formes générales, factorisation en sections du second ordres (filtres RII), formes polyphases (pour l’interpolation /la décimation), structures spéciales (moyennes glissantes, filtres CIC).
Filtres spéciaux : bufferisation des données, adaptation de rythme, FFT et technique OLA (filtrage en temps réel rapide), transformée de Hilbert.
Travaux pratiques : filtrage demi-bande (décimation), transposition de fréquence et suppression d’un signal image, filtrage RIF par OLA.
Tour de table
AUTRES THÉMATIQUES (SUR DEMANDE)
Filtrage de Kalman (fusion de capteurs), filtrage adaptatif (égalisation, annulation d’écho, etc.), transformée en ondelette (compression des signaux)

ORGANISATION

Moyens pédagogiques : Outil de visioconférence si formation à distance - Support de cours - Etude de cas – Démonstration ou travaux pratiques. Une assistance pédagogique sur le cours sera assurée par le formateur pendant 1 mois à l’issue de la formation.
Moyens permettant d’apprécier les résultats de l’action : Evaluation de l’action de formation par l’envoi d’un questionnaire de satisfaction à chaud à l’issue de la formation, puis d’un questionnaire à froid quelques semaines après la formation.
Moyen permettant de suivre l’exécution de l’action : Evaluation des connaissances via un questionnaire avant et après la formation. En présentiel, feuilles de présence signées par chaque stagiaire et le formateur par demi-journée de formation.
Sanction de la formation : Attestation de présence ou d’assiduité

RENSEIGNEMENTS ET INSCRIPTION

Sébastien SALAS, salas@captronic.fr - 06 87 83 32 32
Pour toute question y compris les conditions d’accès pour les publics en situation de handicap.

Informations mises à jour le 13/01/2023