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Séance de cours

Échantillonnage et reconstruction des signaux

Dans cours

EE-205: Signaux et systèmes (pour EL)

Ce cours pose les bases d'un concept essentiel en ingénierie : la notion de système. Plus spécifiquement, le cours présente la théorie des systèmes linéaires invariants dans le temps (SLIT), qui sont largement utilisés pour modéliser aussi bien une réalité ...

Description

Cette séance de cours couvre les concepts d'échantillonnage et de reconstruction des signaux, y compris les trains d'impulsions, les signaux à bande limitée, le théorème d'échantillonnage, l'aliasage, et des exemples de reconstruction des signaux à l'aide de filtres passe-bas. L'instructeur explique le processus de reconstruction d'un signal à partir de ses échantillons, s'assurant que le théorème d'échantillonnage est satisfait pour éviter l'aliasation. Différents exemples sont fournis pour illustrer l'application de ces concepts dans la pratique.

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Enseignant·e·s (2)

Jean-Philippe Thiran

Jean-Philippe Thiran was born in Namur, Belgium, in August 1970. He received the Electrical Engineering degree and the PhD degree from the Université catholique de Louvain (UCL), Louvain-la-Neuve, Belgium, in 1993 and 1997, respectively. From 1993 to 1997, he was the co-ordinator of the medical image analysis group of the Communications and Remote Sensing Laboratory at UCL, mainly working on medical image analysis. Dr Jean-Philippe Thiran joined the Signal Processing Institute (ITS) of the Swiss Federal Institute of Technology (EPFL), Lausanne, Switzerland, in February 1998 as a senior lecturer. He was promoted to Assistant Professor in 2004, to Associate Professor in 2011 and is now a Full Professor since 2020. He also holds a 20% position at the Department of Radiology of the University of Lausanne (UNIL) and of the Lausanne University Hospital (CHUV) as Associate Professor ad personam. Dr Thiran's current scientific interests include Computational medical imaging: acquisition, reconstruction and analysis of imaging data, with emphasis on regularized linear inverse problems (compressed sensing, convex optimization). Applications to medical imaging: diffusion MRI, ultrasound imaging, inverse planning in radiotherapy, etc.Computer vision & machine learning: image and video analysis, with application to facial expression recognition, eye tracking, lip reading, industrial inspection, medical image analysis, etc.

Yanina Yurina Shkel

Source officielle

Proximité ontologique

Information engineering

Traitement du signal: Échantillonnage (signal)

Concepts associés (32)

Théorème d'échantillonnage

Le théorème d'échantillonnage, dit aussi théorème de Shannon ou théorème de Nyquist-Shannon, établit les conditions qui permettent l'échantillonnage d'un signal de largeur spectrale et d'amplitude limitées. La connaissance de plus de caractéristiques du signal permet sa description par un nombre inférieur d'échantillons, par un processus d'acquisition comprimée. Dans le cas général, le théorème d'échantillonnage énonce que l’échantillonnage d'un signal exige un nombre d'échantillons par unité de temps supérieur au double de l'écart entre les fréquences minimale et maximale qu'il contient.

Repliement de spectre

thumb|300px|Ce graphique démontre le repliement du spectre d'un signal sinusoïdal de fréquence f = 0,9, confondu avec un signal de fréquence f = 0,1 lors d'un échantillonnage de période T = 1,0. Le repliement de spectre (aliasing en anglais) est un phénomène qui introduit, dans un signal qui module une fréquence porteuse ou dans un signal échantillonné, des fréquences qui ne devraient pas s'y trouver, lorsque la fréquence porteuse ou la fréquence d'échantillonnage sont inférieures à deux fois la fréquence maximale contenue dans le signal.

Échantillonnage (signal)

L'échantillonnage consiste à prélever les valeurs d'un signal à intervalles définis, généralement réguliers. Il produit une suite de valeurs discrètes nommées échantillons. L'application la plus courante de l'échantillonnage est aujourd'hui la numérisation d'un signal variant dans le temps, mais son principe est ancien. Depuis plusieurs siècles, on surveille les mouvements lents en inscrivant, périodiquement, les valeurs relevées dans un registre : ainsi des hauteurs d'eau des marées ou des rivières, de la quantité de pluie.

Reconstruction filter

In a mixed-signal system (analog and digital), a reconstruction filter, sometimes called an anti-imaging filter, is used to construct a smooth analog signal from a digital input, as in the case of a digital to analog converter (DAC) or other sampled data output device. The sampling theorem describes why the input of an ADC requires a low-pass analog electronic filter, called the anti-aliasing filter: the sampled input signal must be bandlimited to prevent aliasing (here meaning waves of higher frequency being recorded as a lower frequency).

Nyquist rate

In signal processing, the Nyquist rate, named after Harry Nyquist, is a value (in units of samples per second or hertz, Hz) equal to twice the highest frequency (bandwidth) of a given function or signal. When the function is digitized at a higher sample rate (see ), the resulting discrete-time sequence is said to be free of the distortion known as aliasing. Conversely, for a given sample-rate the corresponding Nyquist frequency in Hz is one-half the sample-rate.

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Séances de cours associées (32)

Théorème d'échantillonnage: Illustration

Explore le théorème d'échantillonnage par la reconstruction sinusoïde, les effets de sous-échantillonnage et l'importance du filtrage des signaux.

Prélèvement de signal 4: Filtre à faible passe idéal

Explore le filtrage idéal des signaux pour réduire le bruit et les distorsions.

Ajuster le spectre de l'émetteur

Explique comment adapter le spectre de l'émetteur aux contraintes de bande passante du canal.

Reconstruction : théorème d'échantillonnage

Explore la reconstruction du signal, la fréquence d'échantillonnage et l'effet stroboscopique.

Conversion A-D suréchantillonnée

Couvre la conversion analogique-numérique suréchantillonnée et son impact sur le rapport signal sur bruit.

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Concepts associés (32)

Théorème d'échantillonnage

Repliement de spectre

Échantillonnage (signal)

Reconstruction filter

Nyquist rate

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