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A Genetic Approach for Optimal Registration in Medical and Satellite Imaging
(2012-12-11) MESKINE Fatiha; TALEB Nasreddine
Résumé : Le recalage d'image est une tâche essentielle utilisée en traitement d'image pour correspondre à deux ou plusieurs images prises à des moments différents, par des différents capteurs, ou depuis de points de vue différents. Il a trouvé des applications dans de nombreuses applications réelles telles que la télédétection, l'analyse d'images médicales, vision par ordinateur et reconnaissance de formes. L'objectif est de trouver dans un espace de recherche énorme de transformations géométriques, une solution acceptable précise dans un délai raisonnable. Dans cette thèse, on présente une méthode de recalage des images en utilisant les algorithmes génétiques comme méthode d’optimisation pour la recherche des meilleurs paramètres d’une transformation rigide. Récemment, un grand nombre de techniques ont été développées telle que les approches multi-résolutions. Dans ce cadre, nous présentons un algorithme de recalage des images hybride qui utilise des algorithmes génétiques combinant la Transformée non sous-échantillonnée du Contourlette appelé NSCT. L’algorithme est appliqué sur variété de types d’images : SPOT, IKONOS et radar et les résultats sont satisfaisantes. Dans une autre contribution, nous avons développé une méthode de recalage de points 2D. La procédure consiste à aligner deux ensembles de données par le biais d'une méthode robuste pour obtenir la meilleure correspondance entre les points. Le problème d'optimisation est également résolu par l'algorithme génétique. Les résultats montrent l'efficacité de cette méthode pour le recalage des images satellitaires ainsi que des images médicales. Mots clés : Recalage d’images, algorithme génétique, images satellitaires, la transformée contourlette redondante, recalage de nuages de points, images médicales. Abstract: Image registration is a fundamental task used in image processing to match two or more images taken at different times, from different sensors or from different viewpoints. It has found applications in numerous real-life applications such as remote sensing, medical image analysis, computer vision and pattern recognition. The objective is to find in a huge search space of geometric transformations, an acceptable accurate solution in a reasonable time. In this thesis, we have developed a global optimal method in order to get a registration approach with high accuracy based on the application of Genetic Algorithms. Recently, many techniques have been developed such as multi-resolution approaches. In this context, we present a hybrid algorithm for image registration using genetic algorithms combining within a multi-resolution framework based on the Non-Subsampled Contourlet Transform (NSCT). To demonstrate the effectiveness of these methods, these registration techniques have been successfully applied to register SPOT, IKONOS and Synthetic Aperture Radar (SAR) images. In another contribution, we have developed a 2D point set registration. The procedure focused on aligning two data sets through a robust method in order to obtain the best correspondence between points. The registration optimization problem is also solved by a genetic algorithm method. The results show the efficiency of this method for registration of satellite images as well as medical images. Keywords : image registration, genetic algorithms, satellite images, nonsubsampled ontourlet transform, point set registration, medical images.
Caractérisation et simulation des dispositifs à base de matériaux appartenant à la filière des nitrures de l’élément III
(2016-12-07) MOSTEFAOUI MOHAMMED; Encadreur: Mansour-Mazari Halima; Co-Encadreur: Mansouri.S
Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé Les matériaux nitrurés d’éléments III tels que le nitrure de gallium (GaN) et ses alliages sont de très bons candidats pour la réalisation de composants de puissance travaillant en hautes fréquences. En effet ces matériaux présentent des propriétés physicochimiques intéressantes et la technologie des composants de puissance, tels que les transistors à haute mobilité électronique (HEMT), est basée sur ce type de matériau. Cependant la technologie, utilisée dans la fabrication de ces derniers, est encore mal maitrisée, le matériau présentant des défauts lors de sa croissance (impuretés, défauts cristallins,…..) induit un disfonctionnement des structures. Dans ce travail de thèse, nous nous sommes particulièrement intéressés à l’étude des mécanismes physiques responsables du dysfonctionnement des transistors HEMTs à base d’hétérostructure AlGaN/GaN sur substrat SiC. Le travail de cette thèse comporte des résultats obtenus par caractérisations électriques suivis d’une comparaison avec les résultats obtenus par simulation analytiques. Nous avons effectué des caractérisations électriques courant-tension et capacité-tension sur deux transistors à structures HEMTs: le KQ031 et le AEC1388. La caractérisation courant-tension Ig(Vgs) est effectuée à différentes températures tandis que la caractérisation capacité-tension Cgs(Vgs) est effectuée à température ambiante seulement. L’analyse des caractéristiques obtenues, nous a permis de repérer certaines anomalies de comportement de ces dispositifs. Les caractéristiques de sortie ont montré un meilleur comportement des structures KQ031(Al0.28Ga0.72N) par rapport aux structures AEC1388 (Al0.24Ga0.76N). Par contre l’effet d'auto-échauffement est présent dans les deux structures. La confrontation des résultats expérimentaux avec les résultats simulés a décelé, point de vue grille Schottky, la présence de deux diodes en surface pour la structure KQ031(Al0.28Ga0.72N) et une dominance du courant tunnel dans la structure AEC1388 (Al0.24Ga0.76N). Mots clé: Matériaux III-V, Diode Schottky, HEMT, Simulation analytique.
Codage espace-temps dans les systèmes MIMO en utilisant les polynômes d’Hermite
(2016-11-03) NAAR Djilali; Encadreur: BOUZIANI Merahi
Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé : Les communications sur le canal radio-mobile se sont fortement développées ces dernières années, aussi bien en terme de nombre d’utilisateurs que de débit par utilisateur. Ceci entraîne la saturation des ressources radiofréquences dans les lieux de forte population. Dès lors, il existe une forte demande pour augmenter l’efficacité spectrale de ces communications. D’un autre côté, les transmissions via le canal radio-mobile sont fortement pénalisées par les évanouissements du signal, dus à la fois aux trajets multiples et aux interférences entre symboles. Pour pallier ces deux inconvénients, une solution a été étudiée depuis quelques années. Il s’agit d’une architecture de transmission basée sur l’utilisation de plusieurs antennes à l’émission et à la réception. Ces architectures, dites MIMO ( Multiple Input Multiple Output ), ont été développées dans un souci d’augmenter la capacité du canal. Elles permettent d’atteindre à la fois de très hautes efficacités spectrales et lutter efficacement contre les évanouissements du signal. L’idée générale est de tirer profit de la dimension spatiale du canal et d’exploiter les trajets multiples plutôt que de les supprimer. Par ailleurs, les techniques dites multiporteuses contribuent elles aussi dans l’amélioration de l’efficacité spectrale des systèmes de communications. Lorsque ces porteuses sont orthogonales entre elles on parlera alors de l’OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) qui est combiné avec le MIMO on obtiendra les systèmes MIMO-OFDM. Il s’agit dans le cadre de cette thèse de tester de nouvelles formes d’ondes (orthogonales) dans le codage spatio-temporel des systèmes MIMO-OFDM. En effet, dans le système MIMO-OFDM, un mapping des symboles à transmettre est effectué au niveau de l’émetteur. Ce mapping consiste à transmettre en même temps des signaux différents sur plusieurs antennes. Ces signaux sont, de préférence orthogonaux. La réception est faites sur plusieurs antennes. L’avantage de cette technique est la décorrélation qu’on a entre les différents signaux reçus. Plusieurs formes de signaux orthogonaux seront testées dans le but d’améliorer les performances des systèmes MIMO-OFDM.
Contribution à l’étude et à la conception d’antennes patchs (ULB et BE) reconfigurables pour une radio cognitive
(2022-09-15) LABIOD Mohamed; Encadreur: MAHDJOUB Zoubir
Résumé (Français): Avec l’augmentation du nombre d’utilisateurs et de fonctionnalités, le besoin d’un débit élevés et la raréfaction des bandes de fréquence disponible, il est devenu essentiel de trouver les nouvelles solutions qui répondent à ces exigences, le système Radio Cognitive (RC) avec des architectures SDR (Software Defined Radio) semble une solution très prometteuse surtout avec l’émergence très rapide de nombreux normes et standards tel que le GSM, WiMAX, WLAN, LTE …etc. Ce système RC a conduit au besoin d’antennes intelligentes capables de s'adapter avec un tel environnement évolutif et variable. Les travaux menés dans le cadre de cette thèse s'inscrivent dans ce contexte et ont pour objectif à l’étude et la conception de deux nouveaux prototypes d'antennes, la première antenne étudiée est une antenne à bande étroite reconfigurable en fréquence basée sur un patch circulaire avec deux fentes. La seconde antenne, est une antenne patch circulaire Ultra Large Bande à deux bandes rejetées reconfigurable afin d’éviter les interférences avec les systèmes de communications existants. L’agilité en fréquence des deux antennes a été obtenue par l’insertion des diodes PIN et des MEMS switchers dans les deux structures. Résumé (Anglais) : With the increase in the number of users and functionalities, the need for high throughput and the scarcity of available frequency bands, it has become essential to find new solutions that meet these requirements, the Cognitive Radio system (RC ) with SDR (Software Defined Radio) architectures seems a very promising solution, especially with the very rapid emergence of many norms and standards such as GSM …… . This RC system has led to the need for smart antennas able to adapt with such an evolving and variable environment. The work carried out within the framework of this thesis falls within this context and aims at the study and the design of two new antenna prototypes, the first antenna studied is a multi-band antenna reconfigurable in frequency based on a circular patch with two slits. The second antenna is an Ultra Wide Band circular patch antenna with three rejected bands that can be reconfigured to avoid interference with existing communications systems.
Contribution à l’étude et la modélisation du transistor à effet de champ à grille isolée de haute permittivité diélectrique
(2017-12-18) MOSTEFAI Abdelkrim; Encadreur: Abid Hamza; Co-Encadreur: BERRAH Smail
Résumé (Français et/ou Anglais) : La miniaturisation des transistors Métal-Oxyde-Semi-conducteur à effet de champ (MOSFET) ne suffit plus à satisfaire les spécifications de performances de l’International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS). Dans ce cadre, les oxydes de grille MOS atteignent des épaisseurs limites qui les rendent perméables aux courants de fuite. Une solution est de remplacer le SiO2 par un matériau de permittivité plus élevée. Une approche analytique basée sur un prédicteur neuronal a été développée dans le cas du transistor MOSFET à permittivité élevé (HfO2). Cette dernière nous a permis de prévoir l'évolution de courant du drain en fonction des différents paramètres (tension du drain, tension de grille, longueur du canal et épaisseur d’oxyde). Les résultats obtenu par l’approche neuronal, elle était vérifié par la technique GA, est les deux méthodes présentent une meilleure stratégie conventionnelle d'extraction des paramètres, en terme de convergence elles fournissent des solutions optimales globales.
Dimension reduction methods and artificial learning for the facial pose estimation
(2022-02-07) MEKAMI Hayat; Encadreur: BOUNOUA Abdennacer
Résumé (en Français) : Cette thèse exploite les avantages de la technologie de fouille de données pour extraire des informations sur la pose de la tête à partir des images du visage dans le but de construire un modèle de classification qui infère l’orientation de la pose de la tête. Notre premier objectif est de montrer l’utilité d’utiliser les techniques de fouille de données symboliques pour classer les poses du visage dans n’importe quel ensemble de données, et donc les distances symboliques efficaces à des fins de classification. Nous avons utilisé des classificateurs classiques tels que Kmeans, KNN, et SVM pour classer les poses du visage de frontale vs de profil. En outre, nous avons abordé le problème des changements d’illumination, nous avons proposé pour surmonter ces problèmes d’effectuer un prétraitement à l’image d’entrée, où nous avons utlisé l’image gradient et l’image traitée avec le Local Binary Pattern (LBP) combiné avec dynamic morphological quotient image (DMQI-LBP), qui sont des descripteurs robustes aux changements d’éclairage. Les résultats de ces expériences ont montré que notre approche est robuste et permet de classifier séparément les poses même dans des conditions dégradées. Pour le deuxième objectif, nous avons suggéré de combiner le privilège de l’apprentissage profond avec une technique de réduction de dimensionnalité assurée par la représentation de série chronologique des images pour apprendre les caractéristiques appropriées pour estimer la rotation de la pose de la tête avec un large plage d’angles (rotation de pan et tilt). Récemment, l’apprentissage profond a vécu un considérable progrès et a atteint des performances exceptionnelles dans le domaine d’estimation de la pose de la tête. Cependant, ces modèles sont coûteux en calcul en raison de la haute dimensionnalité des paramètres et des caractéristiques qui sont calculés lors de l’apprentissage (la dimension des poids est de l’ordre du milliard). La dimension de ces paramètres se progresse proportionnellement à la dimension des données d’entrée. Motivés par cet obstacle, nous avons proposé une approche basée sur l’utilisation de la réduction de dimensionnalité avec les séries temporelles. Notre modèle émule le modèle Sequence-to-Sequence (Seq2Seq), qui est conçu pour les modèles de traduction automatique. Sequence-to-Sequence est un modèle d’apprentissage profond dans lequel l’encodeur encode et apprend la relation entre les mots de la langue source pour la présenter en un vecteur et le décodeur la décode en une séquence de mots dans la langue souhaitée. Ici, les positions des visages sont équivalentes aux positions des mots dans une phrase. Il est donc utile d’analyser les positions des visages en tenant compte du contexte. Pour cette raison, nous sommes motivés par l’utilisation d’un encodeur-décodeur Seq-to-Seq dans notre implémentation. Nous avons construit un classificateur de la pose de la tête appelé SAX-RED, où les séquences symboliques SAX seraient l’entrée de l’encodeur et le décodeur génère les séquences de sortie qui présentent les labels des poses de la tête. Les mots clés : Estimation de la pose de visage, séries temporelles, encodeur-décodeur Abstract (en Anglais) : This thesis leverages data mining technologies to extract head pose information from face images to build a classification model that infers the head pose orientation. To reach this purpose, we propose the SAX2FACE approach, an effortless and efficient alternative solution that relies on a time series dimensionality reduction method (SAX method) to address the problem of head pose rotation. We have mapped face images into a one-dimensional vector as time series using the Peano-Hilbert and Sweep space-filling curves. These numerical series are then converted to symbolic sequences through symbolic aggregate approximation (SAX). Our first objective is to highlight the usefulness of using powerful symbolic data mining techniques to classify face poses in any database, and thus getting effective symbolic distances for classification purposes. We have resorted to classic classifiers such as K-means, KNN, and SVM to classify frontal vs. profile face poses. Besides, we have tackled the illumination changes problem. While we have proposed to overcome these problems by processing the input image with the gradient image and the Local Binary Pattern (LBP) combined with dynamic morphological quotient image (DMQI-LBP), which are robust descriptors to changes in illumination. The results of these experiences have shown that our approach is robust and allows us to separately classify the poses even in degraded conditions. For the second objective, we have suggested combining the expressive power of deep learning with dimensionality reduction technique with time series representation of the images for learning the suitable features to estimate the head pose rotation with a large angles range (in yaw and pitch rotation). Lately, deep learning has witnessed huge progress and has achieved exceptional resorted only to for head pose estimation models. However, it is computationally costly due to the high dimensionality of the parameters and the features that are calculated in training (the dimension of the weights is in the order of the billion). The dimension of these parameters progresses proportionally with the dimension of the input data. Spurred with this obstacle, we propose a new approach based on the use of dimensionality reduction with time series. The model emulates the sequence-to-sequence recurrent neural network that is introduced to deal with Machine Translation (NMT) model. Sequence-to-Sequence is a deep learning model that the encoder recurrent neural network encodes and learns the relationship between words of the source language to present it into a vector, and the decoder decodes it into a sequence of words in the desired language. Here, the positions of the faces are similar to the positions of the words in a sentence. Hence, analysing the positions of the faces by taking into account that the context is useful. This is why we are motivated by the use of Seq2Seq encoder–decoder in our implementation. We built a classifier of the head pose called SAX-RED, where the SAX symbolic sequences would be the input layer of the encoder, and the decoder generates the output sequences which present the labels of head pose. Keywords : head pose estimation, deep learning , symbolic aggregate approximation ,Seq2Seq
Etude comparative des différentes méthodes de multiplexage optique pour les télécommunications
(2021-01-14) KHERICI Cheikh; Encadreur: KANDOUCI Malika
Résumé (en Français) : Chaque jour, le besoin de la transmission des données fiables à très haut débit augmente de plus en plus. Actuellement ce défi fait l’objet d’études approfondies pour répondre à la demande importante de la bande passante. Le réseau optique passif PON résout le problème de la capacité de transmission en utilisant différentes techniques de multiplexage optique par lesquelles nous multiplions plusieurs utilisateurs dans un seul canal à travers la fibre optique. Notre première contribution consiste à optimiser un système de multiplexage adapté au réseaux PON en simulant les deux systèmes WDM-PON et CWDM-PON, en utilisant deux architectures différentes à un débit de 10 Gbps, sur différentes longueurs de liaison allant de 20 km jusqu’à 60 km, avec différentes puissances d’émission du laser variant entre -10 dBm et 10 dBm. L’optimisation consiste à améliorer le facteur de qualité Q ainsi que le rapport Signal/Bruit OSNR afin de minimiser le taux d’erreur binaire TEB ~ <10–9. Nous montrons par simulations que notre critère d’optimisation a conduit à meilleures performances en termes de distances, de puissances, de pertes et d’atténuations pour le système CWDM-PON. La deuxième contribution consiste à utiliser un système hybride capable de répondre aux défis de capacité de transmission et du débit. Une comparaison détaillée a été étudiée entre le système hybride OTDM/WDM et les systèmes précités qui a montré que notre système hybride était la technique la plus appropriée pour les réseaux d’accès optique en termes de capacité, de flexibilité et de rentabilité. Les mots clés : Multiplexage, démultiplexage, WDM, CWDM, PON, OTDM, EDFA, diagramme de l’œil, Taux d’erreur binaire TEB, facteur de qualité Q, comparaison, OSNR. Abstract (en Anglais) : Every day the need for reliable data transmission at very high-speed increases more and more. This challenge is currently being studied extensively to meet the high demand for bandwidth. Passive optical network PON solves the problem of transmission capacity by using different optical multiplexing techniques whereby we multiply multiple users in a single channel through optical fiber. Our first contribution consists in optimizing a multiplexing system adapted to PON networks by simulating the two systems WDM-PON and CWDM-PON by using two different architectures at a rate of 10 Gbps, over different link lengths ranging from 20 km up to at 60 km, with different laser emission powers varying between -10 dBm and 10 dBm. The optimization is to improve the quality factor Q as well as the Signal to Noise ratio OSNR in order to minimize the bit error rate BER ~ <10–9. We show by simulations that our optimization criterion led to better performances in terms of distances, powers, losses and attenuations for the CWDM-PON system. The second contribution consists in using a hybrid system capable of meeting the challenges of transmission capacity and throughput. A detailed comparison was studied between the hybrid OTDM/WDM system and the above systems which showed that our hybrid system was the most suitable technique for optical access networks in terms of capacity, flexibility and cost effectiveness. Keywords : Multiplexing, demultiplexing, WDM, CWDM, PON, OTDM, EDFA, eye diagram, Bit error rate BER, Q factor, comparison, OSNR.
Etude du comportement électrique des structures à base de composé de l’élément III-nitruré: Au/GaN
(2016-11-17) KHELIFI RESKI; Encadreur: H. Mansour-Mazari; Co-Encadreur: S. Mansouri
Résumé Aujourd’hui, les semiconducteurs à large bande interdite tels que les nitrures s’élément III (GaN, InN et AIN) sont les candidats idéaux pour réaliser un nouveau saut technologique. Leurs propriétés physiques en font des matériaux sans concurrents pour un grand nombre d’application dans des environnements hostiles (hautes températures, hautes puissances et hautes fréquences). Parmi ces semiconducteurs, on peut citer le nitrure de gallium (GaN) qui est beaucoup étudié en raison de son important potentiel dans les dispositifs électroniques comme les diodes, les transistors, les capteurs et les cellules solaires. Le travail de cette thèse se rapporte sur la recherche d’informations concernant le substrat GaN autosupporté (freestanding). Les procédures expérimentales adoptées et les résultats expérimentaux obtenus par les caractérisations électriques sur les structures Au/n-GaN autosupporté telles que les caractéristiques courant-tension I(V), capacité-tension C(V), capacité-fréquence-tension C-f-V et conductance-fréquence-tension G-f-V associés à de modestes interprétations. La simulation des caractéristiques I(V) en comparaison avec la caractéristique expérimentale a montré la prédominance du courant tunnel dans les mécanismes de transport pour la structure Hg/n-GaN et du courant thermoïonique pour la structure Au/n-GaN. La simulation des caractéristiques C(V) a montré que les caractéristiques théoriques des structures Hg/n-GaN et Au /n-GaN rejoignent les caractéristiques expérimentales pour des tensions, comprises entre -0.25 V et -1.2 V. Un pallié apparait au voisinage de zéro volt dû à une accumulation de charge en surface ou à la résistance série. Au delà de -1.2 V les caractéristiques simulées s’éloignent des caractéristiques expérimentales indiquant probablement la présence de défauts dans le volume de GaN. Ces défauts sont de types donneurs avec un nombre important et une répartition de plusieurs niveaux à l’intérieur de la bande interdite. Mots clé: GaN autosupporté, modélisation, I(V), C(V), C-f-V, G-f-V.
FUSION OF MULTISPECTRAL AND PANCHROMATIC IMAGES FOR SPACE APPLICATIONS - FUSION D’IMAGES MULTISPECTRALES ET PANCHROMATIQUES POUR LES APPLICATIONS SPATIALES
(2022-07-03) MOHAMED ATTA WADY Sanaa; Encadreur: BENTOUTOU Youcef; Co-Encadreur: BOUNOUA Abdennacer
Résumé (en Français) : Dans les applications de télédétection, les méthodes avancées de fusion améliorent généralement la faible résolution spatiale (LSR) des images multispectrales (MS) en y injectant les détails spatiaux extraits de l'image panchromatique (PAN) à haute résolution spatiale (HSR). Différents modèles d'injection sont considérés. Les performances de fusion dépendent fortement de la précision de la modélisation et de l'estimation des paramètres du modèle. Cette thèse présente un algorithme de fusion optimisé basé sur la combinaison de la méthode bien connue Intensité-Teinte-Saturation (IHS) et d'une analyse multi-échelle en utilisant les ondelettes « à trous » (ATWT). Dans cette nouvelle approche, une combinaison des coefficients d'énergie et de corrélation entre les bandes MS et l'image PAN est considérée pour donner une nouvelle approximation des coefficients de pondération dans le modèle d'injection. Ensuite, la composante d'intensité est extraite des images MS sur-échantillonnées par transformation IHS. Les coefficients de pondération de la composante d'intensité sont calculés en utilisant le rapport d'énergie moyen entre la version passe-bas de l'image PAN, obtenue par transformation ATWT, et les bandes MS afin d'obtenir des informations plus détaillées. Ces informations sont ensuite injectées dans les bandes MS pour obtenir une image fusionnée avec une haute information spectrale et spatiale. Les résultats expérimentaux de l'approche proposée, comparés à de nombreuses méthodes de fusion classiques et avancées, ont confirmé qu'elle peut injecter plus d'informations spatiales et assurer une meilleure préservation des couleurs. Par conséquent, elle peut réaliser un bon compromis entre les qualités spectrales et spatiales. Les mots clés : fusion d’images, transformée Intensité-Teinte-Saturation, pansharpening, transformée ondelettes à trous. Abstract (en Anglais) : In remote sensing applications, state-of-the-art pansharpening methods generally improve the low spatial resolution (LSR) of multispectral (MS) images by injecting into them the spatial details extracted from the panchromatic (PAN) image with high spatial resolution (HSR). Different injection models are considered. Fusion performance is highly dependent on the precision of the modeling and the estimation of model parameters. This thesis presents an optimized pansharpening algorithm based on the combination of the well-known Intensity-Hue-Saturation (IHS) method and multiscale analysis by using the “à trous” wavelets (ATWT). In this new approach, a combination of the energy and correlation coefficients between the MS bands and the PAN image is considered to make a new approximation of the weighting coefficients in the injection model. Then, the intensity component is extracted from the upsampled MS images by IHS transformation. The weighting coefficients of the intensity component are computed by using the average energy ratio between the low-pass version of the PAN image, obtained by ATWT transformation, and the MS bands in order to obtain more detail information. This last is then injected into the MS bands to obtain a pansharpened image with high spectral and spatial information. The experimental results of the proposed approach, compared with many classical and advanced pansharpening methods, have confirmed that it can inject more spatial information and ensure better color preservation. Therefore, it can achieve a good compromise between spectral and spatial qualities. Keywords: Image fusion; Intensity-Hue-Saturation transform; Pansharpening; ‘‘a` trous” Wavelet transform.
Identification Biométrique par Fusion Multimodale
(2018-11-19) Nouar Larbi; Encadreur: TALEB Nasreddine
Résumé (Anglais) : Biometrics is the technology that measures the physiological and/or behavioral characteristics of a person in order to authenticate him. Unimodal biometric systems suffer from multiple limitations such as the noise introduced by the sensor into the collected data, non-universality, lack of individuality as well as sensitivity to attacks, which allows us through the use of multi-biometrics to overcome these problems and achieve better performances in terms of recognition rates. In this thesis, we propose two multimodal systems that integrate two modalities, namely the iris and the face. The first proposed system based on matching score fusion, uses two feature extraction algorithms, Haar wavelet and Phase-Based Gabor Fisher Classifier (PBGFC) for iris and face, respectively. Experiments are conducted on a chimeric (independent) database by combining iris and face images obtained from the two databases CASIA V1 and ORL and the obtained recognition rate is very encouraging. As for the second system, we propose a new approach that fuses two methods, the Gabor-wigner transform and Gabor-oriented phase information for feature extraction as well as a hybrid scheme that combines several information sources: Multi-algorithm, Multi-instance and Multi-modal and that integrates the face, left and right irises of the same subject. The experiments are conducted on a real SDUML-AHMT database and the obtained results are very satisfactory. Résumé (Français ) : La biométrie est la technologie qui mesure les caractéristiques physiologiques et/ou comportementales d‟un individu afin de l‟authentifier. Les systèmes biométriques monomodaux souffrent de multiples limitations telles que le bruit introduit par le capteur dans les données collectées, la non-universalité, le manque d‟individualité ainsi que la sensibilité aux attaques. L'utilisation de la multi-biométrie nous permet de surmonter ces problèmes et ainsi obtenir de meilleures performances en termes de taux de reconnaissance. Dans cette thèse, nous avons proposé deux systèmes multimodaux qui intègrent deux modalités à savoir l‟iris et le visage. Le premier système proposé basé sur la fusion au niveau du score de correspondance, utilise deux algorithmes d‟extraction des caractéristiques, l‟ondelette de Haar et le Phase-Based Gabor Fisher Classifier (PBGFC) pour l‟iris et le visage, respectivement. Les expériences sont menées sur une base de données chimérique (indépendante) par l‟association des images de l'iris et du visage obtenues à partir des deux bases de données CASIA V1et ORL et le taux de reconnaissance obtenu est très encourageant. Pour le deuxième système, nous proposons une nouvelle approche qui fusionne deux méthodes, la transformée de Gabor-wigner et l'information de phase orientée de Gabor pour l'extraction des caractéristiques ainsi qu'un schéma hybride qui combine plusieurs source d‟information : Multi-algorithme, Multi-instance et Multimodale et qui intègre le visage et les iris gauche et droit d'un même sujet. Les expériences sont menées sur la base de données réelles SDUML-AHMT et Les résultats obtenus sont très satisfaisants.
Implantation d’applications Radio Logicielles sur architectures reconfigurables pour les systèmes multi-porteuses et multi-antennes
(2021-07-14) OGBI Menouar; Encadreur: BOUZIANI Merahi
Résumé (en Français) : La radio logicielle se base sur des architectures de traitement ayant une forte puissance de calcul et nécessitant l'implication de structures à multiples unités de calcul. Les contraintes architecturales sont par conséquent très importantes et l'utilisation de composants de natures différentes est souvent indispensable. La conception à l'échelle d'un équipement radio logicielle requiert l'utilisation de techniques et méthodes très variées dans les systèmes de communication. Des approches de conception de haut niveau sont donc à étudier. Mais c'est toute une méthodologie de conception qu'il faut envisager en ajoutant au traitement du signal radio proprement dit une véritable architecture de gestion de la reconfiguration. Elle doit notamment gérer des cibles technologiques d'une très grande hétérogénéité. Ces architectures peuvent regrouper en effet des composants aussi variés que des processeurs (microcontrôleurs ou processeurs généraux), des DSP, des FPGAs, des ASICs numériques paramétrables, des ASICs analogiques, des mémoires et des moyens de communication (bus, fifo...). Le principal objectif de la présente thèse est d’étudier les techniques de traitement du signal dans les systèmes multi-antennes et multi-porteuses et de proposer des solutions quant à leur implémentations tout en optimisant le temps de calcul et de traitement. Les mots clés : architecture reconfigurable, radio-logicielle, MIMO, OFDM, MC-CDMA, wireless communications, FPGA, DSP, ASIC. Abstract (en Anglais) : The software radio is based on processing architectures having a high computing power and requiring the involvement of structures with multiple computing units. Architectural constraints are therefore very important and the use of components of different natures is often essential. Scalable design of software radio equipment requires the use of a variety of techniques and methods in communication systems. High-level design approaches are therefore to be studied. But it is a whole design methodology that must be considered by adding to the processing of the actual radio signal true management architecture of the reconfiguration. In particular, it must manage technological targets of great heterogeneity. These architectures can indeed include components as varied as processors (microcontrollers or general processors), DSPs, FPGAs, parametric digital ASICs, analog ASICs, memories and means of communication (bus, fifo ...). The main objective of this thesis is to study signal processing techniques in multi-antenna and multi-carrier systems and to propose solutions for their implementation while optimizing the computing and processing time. Keywords : Reconfigurable architecture, radio-software, MIMO, OFDM, MC-CDMA, wireless communications, FPGA, DSP, ASIC.
Optimisation des paramètres photovoltaïques d’une cellule solaire réalisée à partir de matériaux ternaires ou quaternaires basés sur les semiconducteurs II-VI.
(2017-04-05) KHELIFI SEYF ALLAH; Encadreur: H.Mansour Mazari; Co-Encadreur: A. Belghachi
Résumé (Français et/ou Anglais) : La possibilité d'améliorer le rendement de conversion d’une cellule solaire monocristallin par l’absorption séquentielle de photons a une longue histoire. La cellule la plus efficace est la cellule solaire à bande intermédiaire(IBSC), où ce type de cellules est caractérisé par l’absorption d’une grande quantité de photons (rayons lumineux) par trois bandes d’énergies: la bande de conduction (CB), la bande de valence (VB), et la bande intermédiaire (IB). Contrairement aux cellules solaires conventionnelles (CB, VB). Les cellules solaires à bande intermédiaire peuvent absorber trois photons simultanément qui permet la transition des électrons de la bande de valence (VB)à la bande de conduction (CB), de la bande de valence (VB)à la bande intermédiaire (IB), et de la bande intermédiaire (IB) à la bande de conduction (CB).Les cellules solaire à bande intermédiaire (IBSC) caractérisées par leur efficacité en absorbant des photons de basse énergies a cause de la présence d’une couche intermédiaire (IB) à l’intérieure de la bande interdite (Eg), contrairement aux cellules solaires traditionnelles (VB, CB). Le but de cette étude est de montrer que les cellules solaires à bande intermédiaire (IBSC), telle que (ZnTe (O)) ont une efficacité considérable (rendement de conversion, courant de court circuit) lorsque la concentration en oxygène de la bande intermédiaire (IB) est supérieure à 1019 cm-3, et le niveau d’énergie de la bande intermédiaire être dans l’intervalle (0,4-0,8 eV) au bas du minimum de la bande conduction (CB). Les résultats ont montré que lorsqu’on réduit l'épaisseur des couches (P+-ZnTe, P-ZnTe(O)), les caractéristiques des cellules solaires à bande intermédiaires sont améliorées en comparaison avec des résultats expérimentaux. Mots clé : Simulation des cellules solaires à bande intermédiaire (IBSC), ZnTeO, SCAPS.
Recherche de nouveaux matériaux semi-conducteurs ternaires basés sur les III-V tel que l’InxGa1-xP pour des applications en électronique et en conversion photovoltaïque
(2019-02-07) LABDELLI Boutaleb; Encadreur: Mansour-Mazari . H
Résumé (Français et/ou Anglais) : The present work can be seen as a first step in the study "ab-initio" methods of first-principles quantum simulations using the formalism of density functional theory (DFT, structural, electronic and optical properties of the compound ternary InxGa1-xP by the FP-LAPW method using the Wien2K software. The exchange and correlation contribution was described by the approximation of the local density LDA, the generalized gradient approximation (GGA) and the approximation of the modified GGA PBEsol from Perdew-Burke-Ernzerhof to predict the structural properties. For the electronic properties, in addition to the three approximations, we used the new approximation noted mBJ (modified Becke-Johnson). Then the second part, based on the various parameters calculated by Wien2K, concerned the simulation and optimization of the triple In0.5Ga0.5P / GaAs / Ge tandem solar cell with Pc1D software. The numerical simulation was devoted to the characteristic I (V), under the conditions of standard illumination AM1.5. Thus, the results obtained showed that the cell can reach a yield greater than 47%. The spectral response spreads well in the visible for In0.5Ga0.5P (670 nm) and GaAs (870 nm) up to the infrared for germanium (1800nm). Le présent travail peut être vu comme un premier pas dans l'étude « ab-initio » méthodes de simulations quantiques de premiers principes utilisant le formalisme de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT, des propriétés structurales, électroniques et optiques du composé ternaire InxGa1-xP par la méthode FP-LAPW moyennant le logiciel Wien2K. La contribution d’échange et de corrélation a été décrite par l’approximation de la densité locale LDA, l’approximation du gradient généralisé (GGA) et l’approximation du GGA modifié PBEsol de Perdew-Burke-Ernzerhof pour prédire les propriétés structurales. Pour les propriétés électroniques, en plus des trois approximations, nous avons utilisé la nouvelle approximation notée mBJ (modified Becke-Johnson). Ensuite la deuxième partie, en s’appuyant sur les différents paramètres calculés par Wien2K, a concerné la simulation et l’optimisation de la cellule solaire tandem triple jonctions In0.5Ga0.5P/GaAs/Ge avec le logiciel Pc1D. La simulation numérique a été consacrée à la caractéristique I (V), sous les conditions d’éclairement standard AM1.5. Ainsi les résultats obtenus ont montré que la cellule peut atteindre un rendement supérieur à 47%. La réponse spectrale s’étale bien dans le visible pour l’In0.5Ga0.5P (670 nm) et GaAs (870 nm) jusqu’à l’infrarouge pour le germanium (1800nm).
Simulation de la conduction dans les dispositifs à semiconducteurs à durée de vie et à relaxation, comparaison des caractéristiques I(V)
(2015-11-26) NOUAR Fadila Souad; Encadreur: AMRANI Mohammed
:الملخص (بالعربية) ملخص يتمثل هدفنا في إنشاء جهاز محاكاة ثلاثية الإبعاد لدراسة المكونات مع هندسة منخفضة التصميم ويسمح بتحديد في حجم البنية التوتر، التوزيعات للإلكترونات والثقوب يتم الحصول على التركيزات من خلال حل عددي لمعادلات ا لنقل الكهربائي و معادلات يواسون تعتمد النسخة الأصلية على محاكاة أشباه الموصلات مدى الحياة يتركز عملنا على إجراء مقارنة بين أشباه الموصلات مدى الحياة والاسترخاء في وضع التوصيل، من خلال خلق جهاز محاكاة أكثر تطورا لمقارنة هدين النوعين من أشباه الموصلات، نعتبر قيمتين مختلفين جداً لمدى الحياة 0τ يعتمد أسلوب الحل على استخطاط معادلات النقل بواسطة أسلوب الفروق المنتهية. لحل المعادلات الغير الخطية نعتمد على خوارزمية نيوتن ،و لكن بسبب التباعد في حالة عدم وجود قيم أولية ملائمة، فضلنا حساب هده الأخيرة عن طريق خوارزمية قومال ، و من ثمة خلق طريقة جديدة ،تتمثل في دمج خوارزميتي نيوتن و قومال، و التخفيض من الوقت لإجراء الحسابات. للتحقق من صحة النموذج، أجرينا اختبارات المحاكاة على صمام ثنائي طويل من نوع .PIN كلمات مفتاحية أشباه الموصلات مدى الحياة والاسترخاء، محاكاة ثلاثية الإبعاد، خوارزمية نيوتن، خوارزمية قومال Résumé (Français et/ou Anglais) : Our objectif consists in creating a 3D three-dimensional simulator conceived for the study of components with low geometry of conception, allows determining in the volume of a structure, the distributions of potential and the densities of free carries according to a given polarization, by resolution of Poisson ‘s equation as well as both equations of continuity. The initial version can simulate components based on lifetime semiconductor. Our work consists in making a comparison between lifetime and relaxation semiconductors in the conduction mode, with the aim of creating a more developed simulator. We consider the case corresponding to two values very different from diffusion lifetime τ0 which is a measure of the life expectancy in diet of transport, corresponding to two different semiconductor, lifetime and relaxation SC. The method of resolution consists of a linearization of the equations of transport by the method of a finite difference. The algorithm adapted to the resolution of the not linear equations and strongly coupled ensuing from the physical model is the one of Newton Raphson, However to allow better one convergence and consequently an improvement in the weather of 3D calculation often prohibitive, a combined method, integrating at the same time the algorithm of Newton and that of Gummel was finalized. The tests of simulation for the validation of the model are made on the long diodes of type PIN. Key words: Lifetime semiconductor, relaxation semiconductor, three-dimensional Simulation, Newton algorithm, Gummel algorithm.
Simulation, modélisation et caractérisations électriques des transistors HEMT’s à base de composés III-V nitrurés
(2018-12-17) Mordi Nasseredine; Encadreur: Chellali Mohammed
Résumé Français : L’apparition de matériau à large bande interdite et en particulier la technologie à base de nitrure constitué une avancée sérieuse pour l’électronique d’hyperfréquences, de haute puissance et haut température. Les premiers transistors HEMTs (High Electron Mobility Transistor) sont apparus en 1980 comme une évolution du MESFET, pour contourner le problème de transport dans un matériau dopé. Le transport électronique dans le HEMT s’effectue au voisinage d’une interface entre un matériau à grande bande interdite fortement dopé et un matériau faiblement dopé. Les transistors HEMTs à base de GaN présentent de nombreux avantages (tension de claquage élevée, fonctionnant dans le domaine des hyperfréquences, excellente conductivité thermique…). Nous nous proposons d’étudier les différents paramètres électriques dans ces transistors pour cela, nous effectuons des caractérisations électriques d’une part et d’une autre part nous faisons une modélisation et des simulations en utilisant le logiciel Silvaco-Tcad a fin de comprendre les mécanismes de transports. Finalement des interprétations et des discussions viendront compléter ce travail. Résumé Anglais : The appearance of wide band gap material and in particular the nitride technology is a serious advance for microwave, high power and high temperature electronics. The first HEMT (High Electron Mobility Transistor) transistors appeared in 1980 as an evolution of MESFET, to circumvent the transport problem in a doped material. The electronic transport in the HEMT is carried out in the vicinity of an interface between a highly doped large band gap material and a lightly doped material. GaN-based HEMTs transistors have many advantages (high breakdown voltage, operating in the microwave range, excellent thermal conductivity, etc.). We propose to study the different electrical parameters in these transistors, for this we carry out electrical characterizations in the first time then we do a modeling and simulations using the Silvaco-Tcad software in order to understand the transport mechanisms. Finally interpretations and discussions will complete this work.
Turbo LDPC codes non-binaires associés à des modulations d'ordre élevé
(2016-06-21) MOSTARI Latifa; Encadreur: BOUNOUA Abdennacer; Co-Encadreur: TALEB-AHMED Abdelmalik
Résumé (Français et/ou Anglais) : Les codes LDPC (Low-Density Parity-Check) binaires ont une capacité s’approchant de la limite de Shannon pour des blocs de donnée de grande taille. Cependant, ces codes ont l'inconvénient d’être moins efficaces pour des blocs de donnée de taille faible ou moyenne. De plus, l’association de codes LDPC binaires avec des modulations d’ordre élevé le rendre aussi moins efficaces. Les codes LDPC non-binaires, définis sur des corps de Galois d’ordre q > 2, permettent de résoudre ces problèmes. Le décodeur LDPC doit fonctionner en décisions douces calculées à l'aide du LLR (Log-Likelihood Ratio) ou de l'APP (A Posteriori Probability) selon le type d'algorithme de décodage utilisé. Le calcul exact de ces décisions pour des modulations d'ordre élevé implique des opérations compliquées. Plusieurs algorithmes ont été introduits afin de simplifier le calcul du LLR pour les codes binaires. Dans ce travail, nous utilisons ces algorithmes pour simplifier le calcul du LLR pour les codes LDPC non-binaires. Ainsi, une méthode pour simplifier le calcul de l'APP est introduite. Elle est programmée afin d’adapter le plus parfaitement possible le système de transmission au type de canal considéré. Cette méthode conduit à simplifier la mise en œuvre du système. Bien que les codes LDPC non-binaires soient de bons codes correcteurs d'erreurs pour un système utilisant une modulation d'ordre élevé, la concaténation des codes LDPC avec un décodage itératif est encore attrayante pour construire des codes correcteurs d'erreurs puissants. Dans ce travail, nous étudions une concaténation de deux codes LDPC binaires, réguliers et identiques, disposés en parallèle à travers la structure turbo-code proposée par Berrou et autres. Ainsi, nous proposons, sous la même structure proposée par Berrou et autres, un nouveau code correcteur d'erreurs appelé turbo LDPC code non-binaire.