Construction des espaces de représentation RPA pour l'analyse des signaux transitoires

Design of representation spaces suitable for the analysis of transient signals

• Auteur / Autrice : Florin-Marian Birleanu
• Direction : Jocelyn Chanussot, Cornel-Eugen Ioana
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et technologie industrielles
• Date : Soutenance le 25/09/2012
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Grenoble Images Parole Signal Automatique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Grenoble Images Parole Signal Automatique
• Jury : Président / Présidente : Alexandru Serbanescu
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guy D'urso, Anne-catherine Favre-pugin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Andre Quinquis, Philippe Ravier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement du signal

Mots clés libres

Signal transitoire

Mesure par ultrasons

Analyse des récurrences

Transient signal

Ultrasonic measurement

Recurrence plot analysis

Résumé

Même s'ils n'appartiennent pas a une classe de signaux bien définie, les signaux transitoires se retrouvent dans plusieurs domaines pratiques très différents (comme les signaux médicaux et les signaux utilisés dans des systèmes de télécommunications), donc le développement des outils robustes et efficients pour faire leur analyse est un objectif important dans le traitement du signal. En particulier, cette thèse s'est concentrée surtout sur la résolution de quelques problèmes de traitement du signal posés par l'investigation ultrasonore de l'eau dans des conduites. Cependant, ce contexte applicatif a été utilisé seulement comme une base pour développer des outils génériques qui peuvent trouver leur utilité dans plusieurs d'autres applications. La thèse a abordé la question du traitement des signaux (transitoires) du point de vue du concept de récurrence dans l'espace des phases, qui est emprunté de la théorie des systèmes dynamiques. Nous avons montré que l'analyse du diagramme des recurrences (RPA) apporte dans le traitement du signal deux concepts importants : l'échantillon vectoriel, et la récurrence. L'utilisation de ces concepts nous a permis de généraliser et d'étendre des outils de traitement du signal bien connus, et aussi de construire des représentations de signal qui se sont révélées utiles dans des différentes tâches liées à la détection et à la caractérisation des transitoires. Essentiellement, dans cette thèse nous avons montré que la RPA peut être vue comme un cadre générique qui unifie dans une formulation commune des diverses outils bien connus dans le traitement du signal. En plus, elle généralise ces outils (à l'aide du concept des échantillons vectoriels) et les étend (en utilisant le concept de récurrence).

Although they do not belong to a very well defined class of signals, transient signals are found in many practical fields (from biological signals to signals used in telecommunication systems), so the development of robust and efficient tools for their analysis is an important objective in signal processing. In particular, this thesis was focused mainly on solving some signal analysis problems raised by the ultrasonic investigation of water in pipes. However, this applicative context was used only as a basis for developing generic tools that can find their usefulness in various other applications. The thesis addressed the issue of (transient) signal analysis from the perspective of the phase space recurrence concept, borrowed from dynamical systems theory. We showed that recurrence plot analysis (RPA) brings into the field of signal processing two important concepts: vector samples, and recurrence. The use of these concepts allowed us to generalize and extend well-known signal processing tools, as well as to build signal representations that proved to be useful in various tasks related to transient signal detection and characterization. Basically, in this thesis we have shown that RPA can be seen as a generic framework that unifies in a common formulation various well-known classic signal processing tools, which it generalizes (by using the concept of vector samples) and extends (by using the concept of recurrence).