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EXERCICE 1 LA NOTION DE DÉCIBEL EXERCICE 2 ÉVALUATION D'UN RAPPORT SIGNAL/BRUIT (S/B) ... EXERCICE 3 DÉBIT BINAIRE ET RAPIDITÉ DE MODULATION.
Exercice 1 Exercice 2 Exercice 3 - univ-amufr
Donnez dans les deux cas suivants la valence la rapidité de modulation du signal et le débit binaire Exercice 2 Codez la séquence de bits 1010 1100 0011 0111 en utilisant : 1) le codage NRZ ; 2) le codage NRZI (en supposant que le niveau précédent était +v) ; 3) le codage Manchester ;
554 n°14 Calculer le débit binaire d'une vidéo - 1L/ES
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Exercice 2 : Débit utile par rapport au débit total
Exercice 1 : Débit binaire – 1 – On souhaite tansmette un flot d’images continu ente deux éuipements ha ue image possède 200*250 pixels Elle est codée en RVB Chaque couleur est codée sur 256 niveaux La source émet un flot d’images identiue à celui de la télévision soit 25 images pa seconde
TD Ing´enierie des R´eseaux Codage Transmission - univ-paufr
Proposez un codage possible pour des donn´ees correspondant `a la suite binaire: 1001011010 sachant que la rapidit´e de modulation disponible sur le support est de 1200 bauds et que l’on d´esire transmettre a 2400 bits/s Exercice 4 Quel est le d´ebit binaire d’une voie de transmission ´emettant un signal binaire `a chaque signal
Corrigé Série du TD N° 1 Notions sur la transmission de données
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On peut réaliser ce code en ligne dans le domaine binaire En e et soit k le bit à l'instant kT b on crée ainsi l'élément binaire k par codage di érentiel de la manière suivante : k= k 1 k; et appliquer ensuite un étiquetage classique bijectif : k= 1 $a k= +A; k= 0 $a k= A: Exprimez P( kj k 1) Représenter le codage NRZI comme une
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le débit pour un signal binaire ? Le canal téléphonique n'est en fait pas parfait avec rapport signal sur bruit de 30 dB Quel est le débit maximal théorique ? Comment la plupart des modems RTC (56k ADSL) peuvent-ils avoir un débit supérieur ? Exercice 3 : code de Manchester On va étudier ici les deux formes de codage Manchester
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5 1 Débit binaire et rapidité de modulation Le débit binaire D d’une voie de données est le nombre maximum de bits d i transmis par seconde sur cette voie La rapidité de modulation R (exprimée en bauds) mesure le nombre maximum de symboles (élé-ment de modulation émis en bande de base) transmis par seconde
Comment calculer le débit binaire?
- Calculer un débit binaire Le signal suivant est codé par un 0 en l'absence de tension électrique et par un 1 pour une tension positive. 1. Quel est le nombre binaire codé sur cette figure? 2. Quelle est la durée de transmission de ce signal numérique si le débit binaire est de 1 Mibit.s-1? Rappel : 1 Mibit = 220bits. 1.
Qu'est-ce que le débit binaire?
- Le débit binaire correspond à l'ensemble de données consommées pour transmettre un flux audio par unité de temps. Par exemple, un débit binaire de 128 kbps est égal à 128 kilobits par seconde, et signifie qu'une seconde de son est codée avec 128 mille bits (1 byte = 8 bits).
Quel est le débit binaire le plus élevé?
- Toutefois, dans un même format, le débit binaire le plus élevé permet d'enregistrer une meilleure qualité audio. Par exemple, si vous convertissez un CD audio en MP3, le débit binaire de 256 kbps offrira une qualité de son bien meilleure que celui de 64kbps.
Comment calculer le débit binaire d’une transmission synchrone?
- Pour une transmission synchrone bit par bit, le débit binaire correspond à la fréquence de l’horloge bit : D = R. Mais certains codes utilisent un alphabet à 4 symboles représentatifs de couples d’éléments binaire ou dibit(00, 01, 10, 11). Dans ce cas, la vitesse de transmission est le double du débit binaire : 1baud=2bps.
8:39:218:3-S
Physique
pour l"audiovisuelTraitement du signal numérique Optique
Photométrie
Colorimétrie
588 58
8 58I88
€debocksuprubkibosibuc uki skeoouiibocksuprubki oucoobp fi i S S S fi fi fi fi fifi fi fi fi
Stéphane Gautier & Arnaud Margollé
Physique pourl'audiovisuel
Traitement du signal numérique
Optique
• Photométrie • ColorimétrieCours • QCM & exercices corrigés
BTS AUDIOVISUEL & DESIGN GRAPHIQUE
DUT & LICENCES AUDIOVISUEL, CINÉMA & SON2
eédition
9782807327504_LimVol2.indd 113/03/2020 09:22
Pour le même public (ouvrage complémentaire)Stéphane
GAUTIER & Arnaud MARGOLLÉ,
Physique pour l'audiovisuel
Traitement du signal analogique • Acoustique
Cours • QCM et exercices corrigés - BTS, DUT & Licence, 320 pag es Pour toute information sur notre fonds et les nouveautés dans votre d&omaine de spécialisation, consultez notre site web : www.deboecksuperieur.comEn couvertured: © Kaisprenger/Fotolia
Maquette intérieured: Hervé Soulard/Nexeme
Mise en pages des auteurs
Maquette de couverture : Primo&Primo
Couverture : SCM, Toulouse
Dépôt légal :
Bibliothèque royale de Belgique : 2020/13647/070Bibliothèque nationale, Paris : avril 2020
ISBN : 978-2-8073-2751-1
Tous droits réservés pour tous pays.
Il est interdit, sauf accord préalable et écrit de l"éditeur , de reproduire (notamment par photocopie) partiellement ou totalement le présent ouvrage, de le stocker dans un e banque de données ou de le communiquer au public, sous quelque forme ou de quelque maniè re que ce soit. © De Boeck Supérieur SA, 2020 - Rue du Bosquet 7, B1348 Louvain-la -NeuveDe Boeck Supérieur - 5 allée de la 2
eDB, 75015 Paris
9782807327504_LimVol2.indd 213/03/2020 09:22
Tabledesmati ères
Chapitre 1.Chaînede traitement numériquedusi gnal ..................11. Introduction1- 2.R eprésentationdel'information numérique 2- 3.N umérisation
des signauxanalogiques 6- 4.R estitutiondessignauxnumér iques13-Fichede synthèse14-QCM etex ercices16-CorrigésdesQCM etdes exer cices30 Chapitre 2.Transmissiondessignaux numériquesen bandedebase..........371. Chaîned etransmissionnumér ique37- 2.T ransmissionenbandedebase 38-
3. Lesdiffér entscodesenligne 41- 4.R éceptiondusignalnumér ique47-Fichede
synthèse50-QCM etex ercices52-CorrigésdesQCM etdes exer cices62 Chapitre 3.Transmissiondessignaux numériquesr fréquenceporteuse .......671. Transmissionsurfréquence porteuse 67- 2.M odulationparsautd 'amplitude
M-ASK (AmplitudeS hiftKeying)68- 3.M odulationparsautde phaseM-PSK (Phase ShiftK eying)71- 4.M odulationd'amplitudeen quadratureM-QAM( QuadratureAmplitudeM odulation
73- 5.É tudecomparative desdifférentstypesdemodula-
tions74- 6.T echniquesdemultiplexage76- 7.M odulationmultiporteuseou OFDM OrthogonalFr equencyDivisionMultiplexing )78-Fichede synthèse80-QCM et exercices82-CorrigésdesQCM etdes exer cices93 Chapitre 4.Filtragenumérique ..................................971. Systèmesnumériques 97- 2.S tructureouschémafonctionnel100- 3.R éponse
temporelled 'unltre101- 4.T ransforméeenz104- 5.C onditiondestabilitéd 'un ltrenumér ique107- 6.R éponseenfréquence d'un ltrenumérique 108-Fichede synthèse112-QCM etex ercices113-CorrigésdesQCM etdes exer cices121 Chapitre 5.Optiquegéométrique ................................1271. Propriétésdurayon lumineux127- 2.R éexion,réfraction 129- 3.I magefor-
mée parun miroir plan132- 4.É tudedesmilieuxtr ansparents .133-Fichede
synthèse147-QCM etex ercices149-CorrigésdesQCM etdes exer cices158 Chapitre 6.Objectifsdep rise devue..............................165 deur dechamp170- 4.F onctiondeTr ansfert deModulation(FTM)d'unobjectif173
- 5.Le téléobjectif178-Fichede synthèse181-QCM etex ercices182-Corrigés des QCMet desex ercices 193 IVPHYSIQUE APPLIQUÉEÀ L'AUDIO VISUEL
Chapitre 7.Photométrie......................................2031. Généralitéssurlephénomène lumineux203- 2.R ayonnementspectraledes
principalessour ceslumineuses208- 3.G randeursphotométriquesrelativ esàune source215- 4.G randeursphotométriquesrelativ esàunr écepteur223-Fichede synthèse230-QCM etex ercices232-CorrigésdesQCM etdes exer cices243 Chapitre 8.Colorimétrie......................................2491. Physiologiedel 'oeil249- 2.S ynthèsesd'unecouleur 251- 3.F onctionscolori-
métriques252- 4.Espaces colorimétr iques256-Fichede synthèse268-QCM et exercices270-CorrigésdesQCM etdes exer cices280 Chapitre 9.Imageet vidéo numérique.............................2911. Imagenumérique 291- 2.P rincipedelacompression dedonnées 296- 3.C om-
pressiond 'imagesxesenJP EG299- 4.D écompressionJPEG306- 5.C ompression d'imagesxes enJP EG2000 308- 6.C ompressionvidéonumériqueen MPEG 310 -Fichede synthèse314-QCM etex ercices316-CorrigésdesQCM etdes exer - cices329 degré337- 3.P ropriétésdespuissances337- 4.F onctionlogarithmedécimal 337-5. Trigonométrie339- 6.G éométrie340- 7.S urfacealgébrique341
Bibliographie
Avant-propos
Unpr oduitaudiovisuelest lamiseenoeuvr ed 'unensemble decompétences spéci- ques àchaque corpsde métierset reposant surun soclecommun deconnaissances. Étudierles sciencesphysiques appliquéesà l'audio visuelper metde maîtriserles concepts scientiquessur lesquelsr eposenttoutes lestechnologiesactuelleset à venir. Consacréautr aitementet latransmissiondes signauxnumér iques, àl'optiquegéométrique,auxobjectifs depr isede vue, àlaphotométrie ,à lacolorimétrie età la
vidéo numérique,plusspéciquesaux domainesde l'image .C etouvr ageconstitue le second desdeux volumes destinésprincipalementaux étudiantsdu BTSaudio visuel. Le premiervolume abordeletr aitementetlatr ansmissiondes signauxanalogiques ainsi quel 'acoustique.Chaque chapitreestconstitué dequatr epar ties:
• uncours ponctuéd 'applicationssimples , • uneche desynthèse regr oupantles principalesnotionsàretenir , des QCMsuivis d'une séried'exer cicesdedifcultéscr oissantesainsiquedes extraitsde sujetdu BT Saudio visuelaveclesoptionsconcer nées, • unecorr ectiondétaillée. Ilest ànoter quele chapitre Filtr agenumér iqueneconcerne quelesoptionssonet exploitation. Àla nde cetouvr age, gurent unformulaireprésentant touslesoutils des termescaractér istiques,permettantunelectureciblée desthématiques. Cetter ééditionreprenantles sujetsduBTS2019, chaqueétudiant pourra ainsise situer parr apportauniveaud 'exigenceactuel del'examen.Remerciements
Les auteursr emercienttousceuxquiont contribué àla réalisation dece second volume: Jean YvesT illard,ClaudeDelannoy ,ArnaudLajournade, Ser geLescoulier, de discussionset der éexionsqui ontpermisd 'améliorer defaçon signicativece document. Ilsremer cientégalementCarineS imonpour sesprécieuxconseilssur Illustratorainsique Delphine Mar chandetAlietteD elormepourleurrelectur e.Chapitre1
Chaînede traitement numériquedu signal
1. Introduction
1.1. Signauxanalogiques etsignaux numériques
de valeurs.Enr evanche,les signauxnumériquessont: échantillonnés :ils sontdiscontinus dansle temps, carils n'existent qu'aux instants d'échantillonnage; La gure1.1illustr ela différenceentre unsignal analogique(continudansle tempset en valeurs)etun signalnumér ique(discontinu dansle tempsetnepr enantque huit valeursquantiées). t u(t) u n tEchantillonsInstants d'échantillonnage
Valeurs
quantifiéesFigure1. 1.Signalanal ogiqueetsignalnuméri que
Remarque
Mathématiquement,un signalanalogique estune fonctiondu tempstandis qu'unsignal numérique estunesuitede valeurs entières .1.2. Traitementnumériquedu signal
Les signauxexistant dansla nature sonttous analogiques,maisleur traitement numériquepr ésenteuncertain nombre d'avantages: souplesse :un traitement numériqueestfacilement ajustableouparamétr able en coursde fonctionnement; 2PHYSIQUE APPLIQUÉEÀ L'AUDIO VISUEL
•mémorisation: ilest très facilede mettreunsignal numérique enmémoir eet de lestocker .Ilper metderéaliser desretards etd 'utiliserunegrande var iétéde ltres( cf.chapitre4).Traitement
et/ou stockage analogiqueSignal
analogiqueSignal analogiqueFigure1. 2.Chaînede trai tementanalogique
La numérisationenelle-même peuttoutefois dégrader lesignal et,du faitdesar- rondis,lestr aitementsnumér iquesnesontpas exemptsd'erreurs .Le traitement numériqueest nécessairement pluslent,plusconsommateur etplus gourmand en ressourcesmatérielles quel'approche analogique. Cependant,lesprogrès delamicro- électroniquer éduisentdeplusen plusl 'impactde cesdéfauts .Conversion
analogique numériqueTraitement
et/ou stockage numériqueConversion
numérique analogiqueSignal
analogiqueSignal analogiqueSignal numériqueSignal numériqueFigure1. 3.Chaînede traitement numérique
2. Représentationdel'informati onnuméri que
2.1. Numération
2.1.1. Based'un systèm edenumération
La based 'unsystèmedenumér ationest lenombr edesymbolesou chiffres utilisés pour écrireunnombre .Les principalesbasesutiliséessont: • labase 10,ou décimale: S0,1,2,3,4,5,6,7,8,9Tfi Con10 symboles
• labase 2,ou binaire :S0,1Tfi Con2 symboles
• labase 16,ou hexadécimale: S0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,FTfi Con16 symboles
La base10 estcelle quenous employ onsnatur ellement(av ecnosdixdoigts)etla base2 estcelle qu'utilisent lesordinateurs, carils fonctionnentdemanièreinterne avec des
signaux "toutour ien» (0ou1).Quantà labase 16,elle permet desimplierl'écr iture de labase 2mais n'a aucuner éalitématérielle. CHAPITRE1. CHAÎNEDE TRAITEMENT NUMÉRIQUE DUSIGNAL 32.1.2. Numérationdansles diNér entesbase s
Pourcompter naturellement danslesdifférentes bases, onpeut seréférer autableau1.1 ci-après.
Base10 Base2 Base16
000 1112102
3113
41004
51015
61106
71117
810008
910019
101010A
111011B
121100C
131101D
141110E
151111F
Table1.1. Numérationdans les dicérentesbases Danscette partie ,nousnoteronschaquenombr een précisantlabase enindice ,car d10e 10 bd10e 2 etd10e 2 bd10e 162.1.3. Changementsdebases
Décimalev ersbinaireOneffectue unesuccession dedivisions euclidiennes(divi- sions avecreste) par2eton noteles restes dansl 'ordr einv erse.Exemple
Pourconv ertird12e
10 en basebinair e,oneffectueladivision euclidiennepar 2 cf.gure1.4). 13 6 2 3212 021
0 1 1
Figure1. 4.Conversiondéci male-binaire
Onplace lesr estesdans leurordre inverse ,ce quidonned13e 10 bd1101e 2 4PHYSIQUE APPLIQUÉEÀ L'AUDIO VISUEL
Binairevers décimaleOnutilise lafor mulesuiv ante: dNe 10 ba 0 P2 0 oa 1 P2 1 oP...a n P2 n (1.1) oùda n a 1 a 0 e 2 bdNe 2Exemple
d1101e 2 b1P2 0 o0P2 1 o1P2 2 o1P2 3 b1o0o4o8bd13e 10Exemple
d0101101e 2 bd010fiffi 21101fi
Con D e 2 bd2De 16 Hexadécimalev ersbinaireOneffectue l'opér ationinverse.Àchaque chiffrehexa- décimal correspondent4bits .O najouterades 0àgaucheau besoin.Exemple
d40Fe 16 bd0100fi Con 4 0000 fi Con 01111fi
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