tp signal gsi

Universit´e de Metz
T.P. de Traitement du Signal
I.U.P. 3 GSI Option TI
Ann´ee Universitaire 2004/2005
O. Habert, P. Arnould, Y. Mor`ere

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Table des mati`eres
1 Introduction `a Matlab 7
1.1 Objectif du TP ................................ 7
1.2 Bref descriptif de Matlab .......................... 7
1.3 Excercices ................................... 11
1.4 Les signaux num´eriques ........................... 12
1.4.1 L’impulsion unit´e ........................... 12
1.4.2 L’´echelon unit´e ............................ 12
1.4.3 Sinus et exponentielle d´ecroissante ................. 13
1.4.4 Scripts Matlab ............................ 13
1.5 Op´erations sur les signaux .......................... 13
1.5.1 D´ecalage et retournement temporelle ................ 13
1.5.2 Fonctions matlab ........................... 14
1.5.3 Addition, soustraction, multiplication et division sur les signaux .16
1.5.4 Autres op´erations ........................... 17
1.6 Spectre des signaux ............................. 17
1.7 Exemples de signaux ............................. 19
1.7.1 Exemple 1 ............................... 19
1.7.2 Exemple 2 ............................... 19
2 Variables Al´eatoires Continues et Discr`etes 21
2.1 Objectif du TP ................................ 21
2.2 Pr´eparation .................................. 21
2.3 Pratique .................................... 22
2.3.1 Variables Al´eatoires Discr`etes .................... 22
2.3.2 Variables Al´eatoires Continues .................... 22
2.3.3 Moyenne, Variance et Puissance. .................. 24
2.3.4 Jeu de fl´echettes ........................... 25
3 Mise en Œuvre d’un Filtre Analogique 27
3.1 Objectif du TP ................................ 27
3.2 Travail `a r´ealiser ............................... 27
4 Traitement d’image 29
4.1 But du TP .................................. 29
4.2 Introduction ................................. 29
3

O. Habert, P. Arnould, Y. Mor`ere TP Traitement du signal IUP 3 GSI Option TI
A Le progiciel Matlab 31
A.1 Introduction ................................. 31
A.1.1 Fenˆetres de Matlab (ou li´ees `a Matlab) ............... 31
A.2 Matrices .................................... 31
A.2.1 Nombres complexes .......................... 31
A.2.2 Variables ................................ 32
A.2.3 Entr´ees des matrices ......................... 32
A.2.4 Indexation - Extraction de sous-matrices .............. 33
A.2.5 Initialisations de matrices ...................... 33
A.2.6 Taille .................................. 33
A.2.7 Op´erations matricielles ........................ 34
A.2.8 Autres types .............................. 34
A.2.9 Vecteurs et polynˆomes ........................ 35
A.3 Op´erations matricielles et ´el´em´ent par ´el´ement ............... 35
A.4 D´eclaration, expressions et variables .................... 35
A.4.1 Suppression de l’affichage des r´esultats ............... 36
A.4.2 Majuscules et Minuscules ...................... 36
A.4.3 Liste de variables et de fichiers M.................. 36
A.4.4 Interruption d’un calcul ....................... 36
A.5 Structure de Contrˆoles ............................ 36
A.5.1 Boucles inconditionnelles for .................... 36
A.5.2 Boucles conditionnelles while .................... 37
A.5.3 Branchements conditionnels if ................... 37
A.5.4 Op´erateurs relationnels et op´erateurs logiques ........... 38
A.6 Fonctions Matlab pr´ed´efinies ........................ 39
A.6.1 Fonctions scalaires .......................... 39
A.6.2 Fonctions vectorielles ......................... 39
A.6.3 Fonctions matricielles ......................... 40
A.7 ´ Edition de ligne ................................ 40
A.8 Sous-matrices ................................. 41
A.8.1 G´en´eration de vecteurs ........................ 41
A.8.2 Acc`es aux sous-matrices ....................... 41
A.9 Fichier M.................................... 41
A.9.1 Fichiers de commandes (scripts) ................... 42
A.9.2 Fichiers de fonctions ......................... 42
A.9.3 Sorties multiples ........................... 43
A.9.4 Commentaires et aide en ligne .................... 43
A.10 Chaˆınes, messages d’erreur et entr´ees .................... 43
A.10.1 Message d’erreur ........................... 44
A.10.2 Entr´ees ................................ 44
A.11 Gestion des fichiers M............................. 44
A.11.1 Ex´ecution de commandes syst`emes ................. 44
A.11.2 Gestion des r´epertoires et des fichiers ................ 44
A.11.3 Matlab et chemins d’acc`es ...................... 44
A.12 Mesure de l’efficacit´e d’un programme ................... 45
A.12.1 Fonction flops ............................ 45
A.12.2 Temps de Calcul ........................... 45
A.12.3 Profileur ................................ 45
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O. Habert, P. Arnould, Y. Mor`ere TP Traitement du signal IUP 3 GSI Option TI
A.13 Formats de sortie ............................... 45
A.14 Repr´esentations graphiques ......................... 46
A.14.1 Graphiques en dimension 2 ...................... 46
A.14.2 Graphiques multiples ......................... 46
A.14.3 Graphe d’une fonction ........................ 46
A.14.4 Courbes param´etr´ees ......................... 47
A.14.5 Titres, l´egendes, textes ........................ 47
A.14.6 Axes et ´echelles ............................ 47
A.14.7 Graphiques multiples ......................... 48
A.14.8 Types de trac´es, types de marqueurs, couleurs ........... 48
A.14.9 Autres fonctions sp´ecialis´ees ..................... 48
A.14.10 Impression des graphiques ...................... 49
A.14.11 Repr´esentation des courbes gauches ................. 49
A.14.12 Couleurs et ombres port´ees ...................... 50
A.14.13 Perspective d’une vue ......................... 50
B Les fonctions usuelles de Matlab 51
B.1 Commandes g´en´erales ............................ 51
B.2 Op´erateurs et caract`eres sp´eciaux ...................... 53
B.3 Langage de programmation ......................... 54
B.4 Matrices particuli`eres et op´erations sur les matrices ............ 56
B.5 Fonctions math´ematiques usuelles ...................... 58
B.6 Fonctions math´ematiques sp´ecialis´ees .................... 59
B.7 Manipulation de matrices - Alg`ebre lin´eaire ................ 59
B.8 Analyse de donn´ees .............................. 61
B.9 Polynˆomes et interpolation ......................... 62
B.10 Int´egration num´erique ............................ 63
B.11 Fonctions permettant de traiter le son ................... 63
B.12 Repr´esentations graphiques ......................... 63
B.13 Traitement des chaˆınes de caract`eres .................... 64
B.14 Fonction d’entr´ees/sortie ........................... 65
B.15 Types et structures de donn´ees ....................... 66
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