Volume horaire

20 h (5 h Cours, 6 h TD, 9 h TP).
Semestre 2.

Matière

SCI 240 - Numérisation des signaux audio-vidéo, compression et stockage 1.

Objectifs – Compétences minimales

Appréhender le traitement numérique de l’information en vue de la traiter, stocker, diffuser. Connaître les différentes étapes nécessaires à la numérisation et savoir justifier les paramètres de numérisation des systèmes d’acquisition et des signaux  ; connaître les différents standards de signaux numériques audio-vidéo  ; connaître les différents supports et standards de stockage et de diffusion (transmission).

Pré-requis

Module SCI 120 - Représentation de l'information.

Contenu

La numérisation (échantillonnage, quantification, codage, multiplexage et débit).
Les signaux audio et les signaux de parole numériques et leurs standards.
Les signaux vidéo numériques et leurs standards.
Initiation au traitement numérique.

Indications de mise en oeuvre

Etudier la structure de fichiers numériques audio.
Mise en pratique ou simulation de l'acquisition, de la numérisation et du traitement du son (compresseur, égaliseur, correcteur de phase...).

Mots-clefs

Numérisation, standard.

Volume horaire

Le cours de numérisation s'est découpé en 2 séances de 2h.

Plan du cours

• Introduction
• Chapitre 1 : rappels sur les signaux analogiques
  • Chaîne de transmission
  • Période et fréquence d'un signal périodique
  • Décomposition de Fourier d'un signal périodique
• Chapitre 2 : Perception d'un signal audio par l'être humain
  • Acoustique et phénomène vibratoire
  • Sensibilité de l'oreille et fréquence d'un son
• Chapitre 3 : Numérisation d'un signal audio
  • Chaîne de transmission : codage et décodage
  • Principe de la numérisation (conversion analogique / numérique)
    • Echantillonnage : théorème de Shannon
    • Quantification :
      • lien entre le nombre de niveaux de quantification et le nombre de bits de quantification
      • quantifications uniformes (avec ou sans zone morte) et quantifications variables (logarithmique et adaptative)
      • sensibilité au bruit et erreur de quantification
      • débit d'information (quantité d'information d'un échantillon) et volume d'information (poids en octets d'un signal audio)
      • formats audio associés : PCM/LPCM (quantification uniforme), CCITT/UIT (quantification logaritmique, loi µ/A), DPCM/ADPCM (quantification adaptative)
    • Codage binaire
    • Multiplexage :
      • Définition
      • Multiplexage temporel / fréquentiel / temporel statistique
  • Conversion numérique / analogique : démultiplexage, décodage, blocage et filtrage
• Chapitre 4 : Débit et poids
  • Signal audio non compressé
  • Intérêt de la compression
  • Signal audio compressé
• Chapitre 5 : Standards de signaux audio numériques
  • Types de formats de fichiers : conteneur / spécifique
  • Codecs : définition, codecs avec ou sans pertes
  • Formats de fichiers : WAV, RAW, PCM, ADPCM, CDA, MP3, WMA, OGG
  • Diffusion audio (streaming) : but, définition, principe et formats de fichiers

Volume horaire

Les travaux dirigés de numérisation se sont déroulés en 2 séances de 2h.

Objectifs des travaux dirigés

• TD1 : Echantillonnage et quantification d'un signal

Numériser un signal audio, et étudier ses caractéristiques : quantification et échantillonnage. Savoir utiliser les 2 types de quantification : à pas fixe (simple ou avec zone morte), à pas variable (logarithmique ou adaptative).

• TD2 : Compression d'un signal audio

Compression audio aux formats CCITT, ADPCM et MP3.

Volume horaire

Les travaux dirigés de numérisation se sont déroulés en 2 séances de 2h.

Objectifs des travaux pratiques

• TP1 : Numérisation d’un signal audio : échantillonnage et quantification

Numériser un signal audio, et étudier ses caractéristiques : quantification et échantillonnage.

• TP2 : Compression et streaming audio

Étude et comparaison de différents codecs audio : PCM, ADPCM, CCITT, MP3, OGG, … Introduction à la notion de streaming audio.