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Auteur(s)
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Pierre-Yves ARQUÈS : Professeur à l’Université de Toulon et du Var, - Conseiller Scientifique au Centre technique des Systèmes Navals (DGA/DCN de Toulon)
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Christian ROUX : Professeurs à l’École Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le traitement du signal, au sens général du terme, se propose d’étudier, de concevoir et de réaliser des systèmes d’exploitation des signaux [1] [2] [3]. C’est une discipline de type méthodologique, à la fois conceptuelle (« Traitement du signal : une passion de matheux » [4]), d’irrigation des sciences appliquées (« Traitement du signal : une discipline ancillaire ? » [3]), et indispensable à de nombreux domaines d’application, sources de problèmes de type « signal ». Les frontières en sont souvent floues et les interactions en sont fort nombreuses, que ce soit avec les domaines d’application ou avec les disciplines voisines, situées en amont (formalisant les concepts utilisés), situées en aval (traitant des supports des réalisations) ou en concurrence (exploitant des concepts ou méthodes de même nature dans un contexte différent) ; on peut ainsi penser à l’impact de la microélectronique et de l’informatique dans l’évolution du traitement du signal numérique (DSP, digital signal processing).
Les concepts sont essentiellement d’origine mathématique : méthodes de modélisation, outils probabilistes et statistiques, analyse numérique, optimisation… Les réalisations relèvent de l’informatique, de l’électronique, de l’optique, de l’acoustique… Le capital conceptuel et méthodologique est aussi exploité en automatique (identification et commande), traitement des données, reconnaissance des formes, recherche opérationnelle, intelligence artificielle, robotique…
Dans le champ d’application apparaissent la conduite de processus, le contrôle non destructif et la mesure, mais aussi les télécommunications, les systèmes de surveillance (radar, sonar, intrusion…), de guidage et de navigation, l’exploration géophysique (télédétection, cartographie, prospection pétrolière), le génie biologique et médical, le domaine nucléaire…
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1. Traitement du signal bruité
1.1 Contexte
Un signal représente ici un phénomène dépendant du temps et/ou d’autres variables, et transportant de l’information intéressant l’observateur. Les problèmes rencontrés dans la conception d’un système de traitement sont centrés sur cette information : il faut la représenter, la véhiculer, la protéger, la récupérer au moins partiellement, l’interpréter… Le terme signal est alors pris dans un sens restreint (il représente l’information « intéressante ») par opposition au terme bruit (celui-ci est nuisible à l’information intéressante). Cette information intéressante, dont le signal est le support, est à distinguer de l’information « utilisable » sur le problème : cette dernière sert au développement du traitement.
Les notions précédentes sont naturellement rassemblées dans le concept de système de communication (figure 1), modèle pouvant correspondre à des systèmes aussi divers qu’une transmission numérique par voie hertzienne ou un sonar passif en acoustique sous-marine [1] [2]. Une caractéristique essentielle en est la prise en compte des perturbations intervenant dans les divers étages et toutes ramenées au niveau du canal. On peut y distinguer, dans la chaîne émetteur-canal-récepteur, des phases d’acquisition, d’analyse, de maîtrise du flux, de mise en forme, d’extraction d’information. Dans ce fascicule, on s’intéresse essentiellement, au niveau de l’étage de réception, aux systèmes décisionnels, extracteurs d’information en présence de perturbations, encore appelés « systèmes bruités », en privilégiant (bien que d’autres puissent être envisagées) l’optique stochastique : les perturbations sont considérées sous forme aléatoire, et l’observation est donc à statut aléatoire.
On peut remarquer, d’une manière générale, que l’étude d’un système décisionnel se situe à l’un des niveaux — d’ambition croissante — d’évaluation des performances, de comparaison de systèmes, d’optimalisation de système ; qu’elle est schématiquement décomposée en deux étapes successives de « modélisation » et de « réalisation » ;...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ARQUÈS (P.-Y) - Traitement du signal et systèmes bruités. - Traitement du Signal, vol. 2, no 2, p. 153-169, (1985).
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(2) - ARQUÈS (P.-Y.) - Décisions en traitement du signal. - 2e édition. Masson, Paris, (1982).
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(3) - Le traitement du signal et de l’image. - Le Courrier du CNRS, Dossiers scientifiques, no 77, juin 1991.
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(4) - Électronique International Hebdo, - no 48, p. 38, 20 fév. 1992.
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(5) - PRATT (W.K.) - Digital image processing. - Wiley, New York, (1978).
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(6) - VAN TREES (H.L.) - Detection, estimation and modulation theory. - Wiley, New York ; Part 1, (1968) ; Part 2, (1971) ; Part 3, (1971).
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