- [ VRPG-Doc] Electronique --- إلكترونيك

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Détection de changement en imagerie satellitaire multi-temporelle pour le suivi et la surveillance de l’environnement
(2021-12-09) ACHOUR Soltana; Encadreur: Miloud CHIKR ELMEZOUAR
الملخص (بالعربية) : الاستشعار عن بعد، المعروف أيضًا باسم مراقبة الأرض، هو تقنية لرصد سطح الأرض أو الغلاف الجوي من الفضاء دون الاتصال المباشر بالجسم أو المنطقة باستخدام الأقمار الصناعية (الفضاء) أو من الجو باستخدام الطائرات (المحمولة جوا). فهو يلعب دورًا مهمًا جدًا في المراقبة البيئية، حيث يسمح بمراقبة مناطق كبيرة. يوفر الاستشعار عن بعد معلومات نوعية وكمية عن الأشياء البعيدة والبيئة المحيطة. ويشمل جميع التقنيات والأدوات التي تعمل على تحسين القدرات الإدراكية للعين والدماغ البشريين. يتم تطبيق الاستشعار عن بعد في عدة مجالات, فيطبق في الزراعة مثلا لإدارة عمليات الإنتاج والتحكم في أنواع المحاصيل والتحكم في الممتلكات وتقييم الأضرار بعد الكوارث. و في علوم الغابات لرسم خرائط الغابات، وإدارة ممتلكات الدولة، والكشف عن الحرائق ورصد الغابات, و في الجيولوجيا لرسم الخرائط الجيولوجية، واستكشاف البحار والسطحية، وتقييم الأثر البيئي، ورصد التعدين والانهيارات الأرضية. وفي مجالات أخرى مثل التضاريس ، والنظام البيئي، ومراقبة الإدارة، ومراقبة التلوث، والتصريفات الصناعية والنفايات الحضرية، وتقييم مخاطر الانهيارات الأرضية، والبحر وإدارة المناطق الساحلية. يعد اكتشاف التغيير القائم على معالجة الصور, أحد أهم تقنيات الإستشعار عن بعد بالنسبة للتطبيقات مثل المراقبة البيئية. تتوفر اليوم كميات كبيرة من بيانات الاستشعار عن بعد، فلكل منها خصائصها الخاصة التي تجعلها مناسبة لغرض معين. فلتحقيق أداء عالٍ في تطبيق الكشف عن التغيير، يمكن استغلال مجموعة من الخصائص المختلفة لصور الأقمار الصناعية (متعددة الأوقات ، ومتعددة الأطياف ، وبانكوروماتيك) من خلال تقنيات اكتشاف الاندماج والتغيير. الهدف من هذه الرسالة هو محاولة تحقيق تطبيق الكشف عن التغيير باستخدام هذه البيانات، مثل: صور مكانية وطيفية متعددة الزمانية، لمراقبة البيئة و من أجل توفير مجالات منهجية تعطي مزيدًا من التفاصيل والدقة. تهدف هذه الدراسة إلى تحقيق تطبيق الكشف عن التغيير بواسطة بيانات متعددة للإستشعار عن بعد. لهذا ، تم اقتراح هيكل عام لتنفيذ التطبيق. علاوة على ذلك ، تم اقتراح تقنية جديدة للكشف التلقائي عن التغيير باتباع هذا الهيكل العام ، ويتم تطبيقها على صور متعددة الأطياف والبانكروماتية الملتقطة بواسطة قمر صناعي بصري عالي الدقة. فهذه التقنية هي نتيجة الجمع بين طريقتين إحصائيتين بسيطتين، وهما تقنية النسبة المئوية (PD) وتقنية تحليل المكون الرئيسي (PCA). لذلك يتكون هذا المنهج من جانبين: الأول يتكون من دمج البيانات المختلفة والثاني يقوم بإكتشاف تغيرات الصور الناتجة. أظهرت النتائج التجريبية أداءا كمي معقول وكفاءة الطريقة المقترحة لاكتشاف التغييرات، والتي تتكون من الاستخراج التلقائي للتغيرات لمعظم المعلومات, بالإضافة إلى الحصول على نتائج أفضل لمعظم القياسات الدقيقة التي تتكون من دقة إجمالية تصل إلى 91٪ ومعامل Kappa يصل إلى 66٪ ، مقارنة بتلك التي تم الحصول عليها باستخدام العمليات البسيطة لـ PD و PCA. الكلمات المفتاحية : الاستشعار عن بعد، كشف التغيير، صور الأقمار الصناعية، الصور متعددة الألوان، الصور متعددة الأطياف، التصنيف، التحليل متعدد الدقة. ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (en Français) : La télédétection, également appelée observation de la Terre, est une technique pour observer la surface de la Terre ou l'atmosphère depuis l'espace sans être en contact direct avec l'objet ou la zone à l'aide de satellites (spatiaux) ou depuis l'air à l'aide d'avions (aéroportés). Elle joue un rôle très important dans la surveillance de l'environnement, vu qu’elle permet de surveiller de grandes surfaces. La télédétection permet d'obtenir des informations qualitatives et quantitatives sur des objets éloignés et sur le milieu environnant. Elle comprend l'ensemble des techniques et des outils qui améliorent les capacités perceptives de l'œil et du cerveau humain. La télédétection est appliquée dans plusieurs domaines. Dans l’agriculture pour la gestion des processus de production, le contrôle des types de cultures, le contrôle de la propriété, et l’évaluation des dommages après les catastrophes. Dans les sciences forestières pour la cartographie forestière, la gestion des biens de l'Etat, la détection des incendies et la surveillance des forêts. Dans la géologie pour la cartographie géologique, l'exploration de la mer et de la surface, l'évaluation de l'impact environnemental, le suivi de l'exploitation minière et les glissements de terrain. Et d’autres domaines tels que la topographie, le contrôle de l'écosystème et de la gestion, la surveillance de la pollution, les rejets industriels et les déchets urbains, l’évaluation des risques de glissements de terrain, la mer et la gestion des zones côtières. En télédétection, pour des applications comme la surveillance de l'environnement, la détection des changements basée sur le traitement d'images est l'une des techniques de télédétection les plus importantes. Aujourd'hui de grandes quantités de données de télédétection sont disponibles, chacune avec ses propres caractéristiques qui la rendent appropriée à un usage particulier. Cependant, pour atteindre des performances élevées dans une application de détection des changements, une combinaison de diverses caractéristiques des images satellitaires (multi-temporelles, multi-spectrales et panchromatiques) pourra être exploitée par diverses techniques de fusion et de détection des changements. L’objectif de cette thèse est la réalisation d’une application de détection de changement en utilisant ces données, telles que : les images multi-temporelles spatiales et spectrales, pour la surveillance et le suivi de l’environnement afin d’apporter à ce domaine une méthodologie qui donne plus de détail et de précision. L’étude vise la réalisation d’une application de détection de changement avec multiple données de télédétection. Pour cela une structure générale de réalisation de l’application est proposée. En outre, une nouvelle technique de détection automatique des changements est proposée en suivant cette structure, et elle est appliquée aux images multi-spectrales et panchromatiques capturées par un satellite optique à haute résolution. Cette technique est issue de la combinaison de deux méthodes statistiques simples, et qui sont la technique de la différence en pourcentage (PD) ainsi que celle de l'analyse en composantes principales (ACP). Par conséquent, cette approche se caractérise par deux aspects: le premier consiste en la fusion des différentes données et le second effectue la détection des changements pour les images résultantes. Les résultats expérimentaux montrent les performances quantitatives raisonnables et l'efficacité de la méthode proposée pour la détection des changements, consistant en une extraction automatique de la plupart des informations sur les changements ainsi que l'obtention de meilleurs résultats pour la plupart des mesures de précision consistant en une précision globale allant jusqu'à 91 % et un coefficient Kappa allant jusqu'à 66%, par rapport à ceux obtenus en utilisant les opérations simples de PD et ACP. Les mots clés : Télédétection, détection des changements, images satellitaires, images panchromatiques, images multi-spectrales, classification, analyse multi-résolution. ----------------------------------------------------------------------------------- Abstract (en Anglais) : Remote sensing, also called Earth observation, is a technique for observing the earth's surface or the atmosphere using satellites (space) or from the air using planes (airborne). It is crucial in environmental monitoring. Remote sensing provides qualitative and quantitative information on distant objects and the surrounding environment. It includes all the techniques and tools that improve the perceptual capacities of the human eye and brain. In various Fields remote sensing application such as in agriculture: the management of production processes, control of crop types, control of property, and assessment of damage after disasters. In forest mapping, management of state property, fire detection and forest monitoring. In geological mapping, sea and surface exploration, environmental impact assessment, monitoring of mining and landslides. And in other areas such as topography, ecosystem and management control, pollution monitoring, industrial discharges and urban waste, landslide risk assessment, sea and management coastal areas. In remote sensing, such as environmental monitoring, change detection based on image processing which is one of the most important remote sensing techniques. Today large amounts of remote sensing data are available, each with its own characteristics that make it suitable for a particular purpose. However, to achieve high performance in a change detection application, a combination of various characteristics of satellite images (multi-temporal, multi-spectral and panchromatic) can be exploited by various fusion and change detection techniques. The purpose of this thesis is to attempt the realization of a change detection application by using these data, such as: multi-temporal spatial and spectral images, for the surveillance and monitoring of the environment in order to provide to domain a methodology which gives more detail and precision. The study aims to realize a change detection application with multiple remote sensing data. For this, a general structure for implementing the application is proposed. Further, a new technique of automatic change detection is proposed following this structure, and it is applied to multispectral and panchromatic images captured by a high resolution optical satellite. This technique is the result of the combination of two simple statistical methods, which are the percentage difference (PD) technique and the principal component analysis (PCA) technique. Therefore, this approach is characterized by two aspects: the first consists of fusing the different data and the second performs the detection of changes for the resulting images. The experimental results show the reasonable quantitative performance and efficiency of the proposed method for detecting changes, consisting in automatic extraction of most information on changes as well as obtaining better results for most precision measurements. Consisting of an overall accuracy of up to 91% and a Kappa coefficient of up to 66%, compared to those obtained using the simple operations of PD and PCA. Keywords : Remote sensing, change detection, satellite images, panchromatic images, multi-spectral images, classification, multi-resolution analysis.
Elaboration et caractérisation de couches minces de matériaux composites pour applications dans le domaine photovoltaique.
(2018-06-27) Amroun mohamed nadhir; Encadreur: KHADRAOUI mohammed
الملخص(بالعربية): هدف من هذه الرسالة هو توليف ودراسة الخصائص التركيبية والبصرية والكهربائية للطبقات الرقيقة من المواد الثنائية وتركيباتها المركبة على ركائز الزجاج بواسطة تقنية الانحلال الحراري بالرش. النتائج التي تم الحصول عليها من توصيف حيود الأشعة السينية تبين أن المركبات الثنائية المودعة لها بنية بلورية سداسية. كشف تحليل المجهر الإلكتروني الماسح عن أن الأغشية الرقيقة المودعة تكون موحدة ومدمجة وتغطي سطح الركيزة بشكل جيد للغاية. تمت دراسة الخصائص البصرية للمواد المفصلة باستخدام قياسات النفاذية والانعكاس في نطاق الطول الموجي (200 - 2500 نانومتر).تم تحديد الخواص الكهربائية للطبقات الرقيقة المتقنة من خلال قياسات تأثير هول. تتميز الطبقات الرقيقة المنتجة بالتوصيل الكهربائي الإيجابي ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé : L’objectif de ce travail de thèse est la synthèse et l’étude des propriétés structurales, optiques et électriques des couches minces des matériaux binaires SnS2, CdS et de leur composite (SnS2) x (CdS) 1-x déposés sur des substrats en verre par la technique spray pyrolysis. Les résultats obtenus à partir de la caractérisation par diffraction des rayons X montrent que les composés binaire SnS2 et CdS déposés ont une structure cristalline Hexagonale. L’analyse par Microscope électronique à balayage MEB a révélé que les couches minces déposées sont uniformes, et couvrent très bien la surface de leur substrat. Les propriétés optiques des matériaux élaborés ont été étudiées en utilisant les mesures de transmittance et de réflectance dans la gamme de longueurs d'onde (200nm - 2500nm). Les propriétés électriques des couches minces élaborées ont été déterminées par les mesures d’Effet Hall. Les films fabriquées présentent une conductivité électrique de type n. La conductivité en courant alternatif de matériau Cd1-x Sn x S pour x=0.2 a été rapportée dans la gamme de fréquences de 5 Hz à 13 MHz et à la température de 300°K, 323 °K et 343 °K en utilisant la spectroscopie d'impédance. ----------------------------------------------------------------------------------- Abstract: The objective of this thesis work is the synthesis and study of the structural, optical and electrical properties of thin films of SnS2, CdS binary materials and their composite (SnS2) x (CdS) 1-xdeposited on glass substrates by the spray pyrolysis technique.The results obtained from the X-ray diffraction characterization show that the deposited binary SnS2 and CdS compound have à Hexagonal crystalline structure.The MEB scanning electron microscope analysis revealed that the deposited thin films are uniform and cover the surface of their substrate. The optical properties of the materials elaborated were also studied using the transmittance and reflectance measurements in the wavelength range (200nm - 2500nm). The electrical properties of the elaborate thin layers were determined by Hall Effect measurements. The thin layers produced have an n-type electrical conductivity. The AC conductivity of Cd1-x Sn x S (x = 0.2) film has been reported in the 5 Hz to 13 MHz frequency range and at the temperature of 300 ° K, 323 ° K and 343 ° K using the impedance spectroscopy.
Elaboration et caractérisations structurale, optique et magnétique des matériaux en couches minces Bi2S3, MnS et leurs composites (Bi2S3)(x)(MnS)(1-x)
(2020-12-17) AMARA Zeyneb; Encadreur: KHADRAOUI Mohammed
الملخص (بالعربية) : الهدف من هذه الأطروحة هو تخليق وتوصيف الأغشية الرقيقة من Bi2S3 و γ-MnS ومركباتها بطريقة الانحلال الحراري بالرش عند درجة حرارة 280 درجة مئوية. لتطبيق ممكن للتحويل الكهروضوئية. في الخطوة الأولى ، حاولنا تحسين معاملات الترسيب المختلفة من أجل الحصول على طبقات رفيعة مع المرحلة المطلوبة. في الخطوة الثانية ، انتقلنا إلى تحليل الطبقات التي تنتجها تقنيات توصيف المواد المختلفة. أظهر التوصيف الهيكلي للأغشية من خلال تحليل أطياف حيود الأشعة السينية تعايش المركبين الثنائيين Bi2S3 و γ-MnS ، مما أكد تكوين الأغشية الرقيقة المركبة (Bi2S3) x (-MnS) 1-x. يُظهر مقياس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية المرئية لهذه الأفلام أن طاقة الفجوة للعينات المركبة تقع بين طاقات الفجوات الأساسية لمواد البداية Bi2S3 (على سبيل المثال = 1.5 فولت) و γ-MnS (على سبيل المثال = 3.29 فولت) . أكد قياس المقاومة الكهربائية أيضًا أن الجمع بين مركبات Bi2S3 و γ-MnS يمكن أن يقلل من مقاومتها إلى 5.89 Ω سم. الكلمات المفتاحية : رذاذ الانحلال الحراري مركبات رقيقة γ-MnS؛ Bi2S3 ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (en Français) : La présente thèse a pour objectif la synthèse et la caractérisation des couches minces de Bi2S3, γ-MnS et de leurs composites (Bi2S3)x(γ-MnS)1-x par la méthode spray pyrolysis à la température de 280°C. Pour une éventuelle application pour la conversion photovoltaïque. Dans une première étape, nous avons tenté d’optimiser les différents paramètres de dépôt afin d’obtenir des couches minces ayant la phase souhaitée. Dans une deuxième étape, nous avons procédé à l'analyse des couches élaborées par diverses techniques de caractérisation des matériaux. La caractérisation structurale des films par analyse des spectres de diffraction des RX a montré la coexistence des deux composés binaires Bi2S3 et γ-MnS, ce a qui confirmé la formation des couches minces composites (Bi2S3)x (γ-MnS)1-x. Le spectrophotomètre UV-Visible de ces films à montre que l’énergie du gap des échantillons composites sont comprises entre les énergies des gaps fondamentaux des deux matériaux de départ le Bi2S3 (Eg=1.5 eV) et γ-MnS (Eg=3.29 eV). La mesure de la résistivité électrique a confirmé aussi que la combinaison des composés Bi2S3 et γ-MnS peut diminuer leur résistivité jusqu’à 5.89 (Ωcm). Les mots clés : Mots clés : γ-MnS ; Bi2S3 ; spray pyrolysis; composites en couches minces ----------------------------------------------------------------------------------- Abstract (en Anglais) : The objective of this thesis is the synthesis and characterization of thin films of Bi2S3, γ-MnS and their composites (Bi2S3) x (γ-MnS) 1-x by the spray pyrolysis method at a temperature of 280 ° C. For a possible application of photovoltaic conversion. In a first step, we tried to optimize the various deposition parameters in order to obtain thin layers with the desired phase. In a second step, we proceeded to the analysis of the layers produced by various techniques of material characterization. The structural characterization of the films by analysis of the X-ray diffraction spectra showed the coexistence of the two binary compounds Bi2S3 and γ-MnS, which confirmed the formation of composite thin films (Bi2S3) x (γ-MnS) 1-x. The UV-Visible spectrophotometer of these films shows that the gap energy of the composite films is between the energies of the fundamental gaps of the two starting materials Bi2S3 (Eg = 1.5 eV) and γ-MnS (Eg = 3.29 eV) . The measurement of the electrical resistivity also confirmed that the combination of the compounds Bi2S3 and γ-MnS can decrease their resistivity up to 5.89 (Ωcm) Keywords : Keywords: γ-MnS ; Bi2S3 ; spray pyrolysis; composites thin films
Etude de conception d’une chaine de transmission optique à très haut débit à base de semi-conducteur du type III-nitrures
(2018-07-01) BERROUANE Wassila; Encadreur: ANANI Macho
الملخص (بالعربية) : وبسبب سعة أكبر بكثير من شبكات الكابلات النحاسية التقليدية ، فقد حظيت الألياف الضوئية بالإشادة على نطاق واسع كحاملة معلومات عالية السرعة وبعيدة المسافة. في الوقت الراهن؛ الاتصالات البصرية استخدام بواعث الليزر القائمة على السيليكون والاتصالات على الألياف البصرية الجرمانيوم أو البورون المبلوط بورون. تبلغ معدلات البتات التجارية الحالية 2.5 غيغابت في الثانية ، حتى 10 جيجابت في الثانية والنظرية 40 غيغابت في الثانية. أما الليزرات الجديدة المصنوعة على نوع نيتريد ثلاثي النواة والتي لها خصوصية وجود ثوابت حرارية كبيرة مما يؤدي إلى انخفاض كبير في التسخين وحياة أطول. بالإضافة إلى ذلك ، مكون الباعث الذي يتم تصنيعه من النيترريدات III يكتفي بإجراء اتصالات لا تعتمد على السيليكا مع جميع مشاكل الاتصالات بل مع سلسلة متصلة من المواد من نيتريد الثالث. من وجهة النظر هذه ، تتطلب منا الفيزياء استخدام InN لأنه يعمل عند الطول الموجي الأدنى للامتصاص وهو 1.55 ميكرون. هذه المخطوطة مكرسة لدراسة التصميم لخط نقل بصري عالي السرعة يعتمد على نوع نيتريد ثلاثي النواة. لذلك سوف يُطلب منا دراسة خصائص العنصر الرئيسي لأي جهاز كهروضوئي هو الدليل الموجي. ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (Français et/ou Anglais) : De par sa capacité beaucoup plus importante que ce que proposent les réseaux câblés classiques en cuivre, la fibre optique a été plébiscitée comme vecteur de transport d’information à haut débit et sur de longues distances. Actuellement ; les communications optiques utilisent des émetteurs laser conçu sur du silicium et la communication se fait sur fibre optique de silice dopée au germanium ou au bore. Les débits actuels commerciaux sont de l’ordre de 2.5 Gb/s, voire 10 Gb/s et théoriques de 40 Gb/s. Les nouveaux lasers réalisés sur semi-conducteur du type III-Nitrures qui ont comme particularité le fait d’avoir de grandes constantes thermiques d’où un échauffement grandement réduit et une plus longue durée de vie. De plus, le composant émetteur étant réalisé en III-Nitrures il suffirait de réaliser les communications non plus à base de silice avec tous les problèmes de connexions mais plutôt avec un continuum de matériaux du type III-Nitrures. De ce point de vue la physique nous impose d’utiliser de l’InN car il travaille à la longueur d’onde du minimum d’absorption soit 1.55 µm. Ce manuscrit est consacré à l’étude de conception d’une chaine de transmission optique à très haut débit à base de semi-conducteur de type III-Nitrures. De ce fait nous serons appelés à étudier les caractéristiques de l’élément clé de tout dispositif optoélectronique qu’est le guide d’onde.
Etude électrique de type Capacité et Conductance en fonction de la tension de polarisation et de la fréquence et du Courant en fonction de la Température des structures à base de matériaux GaAs nitruré
(2020-09-24) Boualem Soumia; Encadreur: Benamara Zineb; Co-Encadreur: AKKAL.B
Résumé (en Français) : Les semiconducteurs à large bande interdite de groupe des nitrures ont attiré un grand intérêt en raison de leurs applications potentielles dans diverses technologies de dispositifs électroniques et optoélectroniques telles que : ultraviolet bleu (UV), les diodes électroluminescentes (DEL), les diodes laser et les dispositifs électroniques à hautes températures et à hautes puissances. Le travail accompli dans cette thèse s’inscrit dans le cadre de l’étude des structures à base de nitrures tels que le GaN. Ce dernier est élaboré sur des substrats de GaAs. La nitruration de ces matériaux permet de fabriquer des structures GaN/GaAs, en utilisant une source de décharge luminescente singulière. Dans la première partie, nous avons étudié les caractéristiques C(V) et G(V) des structures Au/GaN/GaAs et Au/GaAs en fonction la fréquence. Ainsi, pour obtenir des courbes réelles (C-V) et (G-V), nous avons appliqué des corrections afin d’éliminer l’effet de la résistance série. Les valeurs de Nss sont obtenues en utilisant la méthode de comparaison des capacités relevées en haute et en basse fréquence (CHF-CLF). Cette dernière provient du fait qu'elle permet la détermination de nombreuses propriétés de la couche interfaciale. Les résultats obtenus confirment que la résistance série Rs et la densité d'états d'interface Nss sont des paramètres importants qui influencent le comportement électrique des structures. Dans la deuxième partie, la dépendance en température des paramètres électriques de la diode Au/GaN/GaAs a été étudiée en utilisant les caractéristiques courant- tension I(V) dans la plage de températures allant de 80 K à 350K. Les paramètres électriques tels que le facteur d'idéalité n, le courant de saturation Is, la hauteur de barrière Φbn et la résistance série Rs sont fortement dépendants de la température. Ainsi, nous utilisons ces paramètres pour montrer l’inhomogénéité de la barrière selon le modèle de Werner, c’est-à-dire la détermination de la hauteur de barrière moyenne et la déviation standard. Les mots clés : GaN, GaAs, Nanostructures, Diodes Schottky, Nitruration Abstract (en Anglais) : The groups III-nitrides wide-band-gap semiconductors have attracted great interest due to their potential application in various electronic and optoelectronic devices technology such as: blue ultraviolet (UV) light emitting diodes (LEDs), laser diodes (LDs) and high temperature /high-power electronic devices. The work done in this thesis is part of the study of nitride-based structures such as GaN. The latter is elaborated on GaAs substrates. The nitridation of these materials makes it possible to manufacture GaN/GaAs structures, using a singular glow discharge source. In the first part, we studied the C(V) and G(V) characteristics of the Au/GaN/GaAs and Au/GaAs structures as a function of frequency. Thus, to obtain real (C-V) and (G-V) curves, we applied corrections to eliminate the effect of series resistance. The values of states density Nss are obtained using the method of comparison of the capacitances recorded in high and low frequency (CHF-CLF). This one comes from the fact that it allows the determination of many properties of the interfacial layer. The obtained results confirm that the series resistance Rs and the density of interface states Nss are important parameters that influence the electrical behavior of the structures. In the second part, the temperature dependence of the electrical parameters of Au/GaN/GaAs diode was studied using current- voltage I(V) characteristics in the range from 80K to 350 K. The electrical parameters such as the ideality factor n, the saturation current Is, the barrier height Φbn and the series resistance Rs are strongly dependent on the temperature. Thus, we use these parameters to show the inhomogeneity of the barrier according to the Werner model. This method allows us the determination of the average barrier height and the standard deviation. Keywords : GaN, GaAs, Nanostructures, Schottky Diodes, Nitridation
Nouvel algorithme pour le raccourcissement de canal UWB
(2017-02-16) BENOTMANE BENAMARA NourEddine; Encadreur: ELAHMAR Sid Ahmed
الملخص (بالعربية) : تقنية النطاقات الموجية الفائقة الاتساع (UWB: Ultra WideBand) هي تقنية البث الإذاعي الذي يستخدم الإشارات الممتدة على نطاق واسع من الترددات، عادة في حدود 500 ميغاهرتز(Mhz) لعدة جيغاهرتز (Ghz). وقد استخدمت لأول مرة في تطبيقات الرادار ومن ثم نقلت إلى تطبيقات الاتصالات السلكية واللاسلكية، وبالتالي إثارة اهتمام متزايد في الأوساط الأكاديمية والصناعية. الخصائص الرئيسية لهذه التكنولوجيا تعطيها صفة مرشح واعد لأنظمة الاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى عالية السرعة. هذه الأطروحة هي جزء من دراسة تطبيق طريقة المعادل لتقصير قناة (CSE: Channel Shortening Equalizer) على تقنية UWB تسمى (MSSNR: Maximum Shortening SNR). التى تعتمد على تعظيم نسبة الإشارة على الضوضاء بحيث يتم تحصين النظام UWB ضد التداخل بين الرموز ) Interference (ISI: Intersymbolوتساعد على تقليل تعقيد المستقبل (Rake receiver) . هذه الأطروحة تتناول: - تحليل إشارة UWB، الخصائص الرئيسية وتطبيقاتها. - عرض نماذج المختلفة للقناة المستخدمة في UWB، تقنيات CSE التي تقلل من آثار التداخل (ISI) وبالتالي زيادة أداء نظام نقل التوصل المتعدد TH-UWB. - اقتراح خوارزمية جديدة تقوم على تركيز طاقة القناة دفعة فعالة (قناة-CSE) للاستجابة في المجال المطلوب باستخدام طريقة " قيمة التحلل المفرد (SVD)". هذا الأسلوب يعطي أداء BER أفضل بالمقارنة مع طريقة MSSNR الأمثل وزيادة يقلل من التعقيد الحسابي من المستقبل الجزئي (P-Rake)مقارنة مع المستقبل الانتقائى (S-Rake)والمستقبل الكلي (A-Rake). - اقتراح طريقة أخرى لتعظيم الاستفادة من التعادل CSE على أساس تعظيم النسبة بين إشارة مفيدة ومجموع الضوضاء، والتداخل ISI)) وتداخل التوصل المتعدد بين مختلف المستعملين (MAI). ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (Français et/ou Anglais) : The Ultra Wide Band (UWB) is a radio transmission technique that uses signals whose spectrum extends over a wide band of frequencies, typically in the range of 500 MHz to several GHz. It was first used for radar applications and then transposed to telecommunications applications, thus arousing a growing interest in the academic and industrial community. The main features of this technology give it the status of a promising candidate for high-speed short-range radio communications systems. This thesis is part of the study of the application of the Channel Shortening Equalizer (CSE) method to the Ultra Wide Band called the Maximum Shortening Signal to Noise Ratio (MSSNR). The latter consists in maximizing the signal-to-noise ratio so that the UWB system is immunized against intersymbol interference (ISI) and the complexity of the Rake receiver is reduced. This thesis deals with: - The analysis of the UWB signal, the main characteristics and their applications. - The presentation of the different channel models used in the UWB, the CSE equalization techniques that reduce the effects of interference and thus increase the performance of the multi-access TH-UWB transmission system. - Proposition of a new algorithm based on the energy concentration of the effective channel impulse response (Channel-CSE) in a desired window using the optimization method "Singular Value Decomposition (SVD)". This method gives better BER performance compared to the optimal MSSNR method and further reduces the computational complexity of the P-Rake receiver compared to the S-Rake and All-Rake receivers. - Proposal of another method of optimization of a CSE equalizer based on the maximization of the ratio between the useful signal and the sum of the noise, the ISI and the multiple access interference (MAI).
Techniques de vidéosurveillance embarquées basées sur l’algorithme parallèle K-means, cas de détection d’objets abandonnés
(2022-06-30) DAOUDI sara; Encadreur: CHIKR EL MEZOUAR Miloud; Co-Encadreur: ZOUAOUI Chakib Mustapha Anouar
الملخص (بالعربية) تركزهذه الأطروحة على تصميم وتنفيذ خوارزميات التجميع (clustering)المتوازية في الوقت الحقيقي(real-time) المعروفة التي تستغرق وقتا طويلا وتستهلك الطاقة في الكشف عن الأشياء المتخلي عنها في مجال المراقبة بالفيديو. وحدات معالجة الرسوماتGPU واعدة جدا لتسريع الخوارزميات المكثفة حسابيا. لغة الحوسبة المفتوحة (OpenCL) هي واجهة برمجة تطبيقات موحدة عبر المنصات مصممة لدعم تطوير تطبيقات متوازية على أنظمة الحوسبة غير المتجانسة ،تسمح OpenCLللمطورين باستخدام إمكانات وحدات معالجة الرسومات دون الحاجة إلى تطوير واسع و معرفة الأجهزة. يتم استخدام منصة OpenCL في هذه الأطروحة لتسريع الخوارزميات المكثفة حسابيا في مجال التعلم الآلي والحوسبة العلمية. الخوارزميات المدروسة هي k-meanclusteringو k-mean++ clustering. وقد تفوقت k-meansclusteringkernelsو++k-meansالمصممةلGPUsإلى حد كبيرعلى التطبيقات المصممة ل CPU. الخوارزميات المتوازية من K-means و k-means++ clustering باستخدام منصة لغة الحوسبة المفتوحة (OpenCL) مصممة ل GPUsأداء جيدابالمقارنةمعوحداتالمعالجةمصممةل CPU. تمتنفيذخوارزميةk-meansالمتوازيةباستعمالالنظامالأساسيOpenC Lفي نظام الكشف التلقائي عن الأشياء المتخلي عنها في مجال المراقبة بالفيديو. وأظهرت النتائج أن هناك تحسين كبير في الوقت الذي تجاوز إلى حد كبير خوارزمية k-means التقليدية ،مع الحفاظ على نفس الدقة للكشف عن الأشياء المتخلي عنها. وقد تم تصميم نظامنا لمعالجة أشرطة الفيديو في الوقت الحقيقي (real-time) للكشف عن الأشياء المتخلي عنها. الكلمات المفتاحية : Clustering ; OpenCL ; k-means ; k-means++ ; GPUs Résumé (en Français) : Cette thèse vise pour son essentiel la conception et la mise en oeuvre d’algorithmes parallèles temps réels de clustering, réputés d’être très chronophages et énergivores dans la détection des objets abandonnés dans le domaine de la vidéosurveillance. Les GPUs sont très prometteurs pour l'accélération des algorithmes à forte intensité de calcul. Le langage Open ComputingLanguage (OpenCL) est une API (Application Programming Interface) multiplateforme standardisé conçu pour prendre en charge le développement d'applications parallèles sur des systèmes informatiques hétérogènes. OpenCL permet aux développeurs d'utiliser le potentiel des GPUs sans avoir besoin d'un longtemps de développement et de connaissances matérielles approfondies. La plateforme OpenCl estutilisée dans cette thèse pour accélérer les algorithmes à forte intensité de calcul dans le domaine de l'apprentissage automatique et du calcul scientifique. Les algorithmes étudiés sont le clustering k-means, et K-means++. Les noyaux de clustering K-means et K-means++ conçus pour lesGPUs ont largement surpassé les implémentations optimisées du CPU. Les implémentations parallèles des algorithmes du clustering K-means et K-means++, en utilisons la plateforme OpenCL synthétisées pour GPUs, ont obtenu de bons résultats par rapport aux CPU. L’algorithme K-means parallèle en utilisant la plateformeOpenCL a été implémenté dans le système de détection automatique des objets abandonnés. Les résultats montrent qu'il y a un gain de temps qui surpassant de manière significative l’algorithme K-means séquentiel, en gardant la même précision pour la détection des objets abandonnés. Notre système a été conçu pour traiter des vidéos en temps réel pour la détection des objets abandonnés. Les mots clés : Clustering ; OpenCL ; k-means ; k-means++ ; GPUs ; objets abandonnés ; vidéos surveillance Abstract (en Anglais) : This thesisfocuses on the design and implementation of real-time parallel clustering algorithms known to bevery time-consuming and energy-consuming in the detection of abandoned objects in visual surveillance. GPUs are very promising for accelerating computationally intensive algorithms. The Open ComputingLanguage (OpenCL) is a standardized cross-platform API designed to support the development of parallel applications on heterogeneous computing systems, OpenCL allows developers to utilize the potential of GPUs without the need for extensive development and hardware knowledge. The OpenCL platform is used in this thesis to accelerate computationally intensive algorithms in the area of machine learning and scientificcomputing. The studied algorithms are K-means and K-means++ clustering. The K-means and K-means++ clustering kernels designed for GPUs have largely outperformed the CPU-optimized implementations. Parallel implementations of the K-means and K-mean++ clustering algorithms using the Open Computing Language (OpenCL) platform designed for GPUs have achieved good results compared to CPUs. The parallel K-means algorithm using the OpenCL platform was implemented in the system to detect abandoned objects in real-time. The results showed that there was a time gain that significantly outperformed the sequential K-means algorithm while maintaining the same accuracy for abandoned object detection. Our system was designed to process real-time video for abandoned object detection. Keywords : Clustering ; OpenCL ; k-means ; k-means++ ; GPUs ; objets abandonnés ; vidéos surveillance
Une technique robuste et intelligente de détection par vidéosurveillance d'objets abandonnés dans les zones de transit
(2018-01-11) DAHI Ilias; Encadreur: TALEB Nasreddine; Co-Encadreur: CHIKR EL MEZOUAR Miloud
الملخص (بالعربية) : ازداد نشاط الابحاث في مجال المراقبة بالفيديو، وهدا نظرا لتأثيره في عدة مجالات مثل الامن، المجال العسكري، وتطبيق القانون. تشهد شبكات الكاميرات تزايد كبير في الأماكن الحضرية مثل محطات القطار، المطارات، البنوك، واماكن عمومية لغرض أمني. التدفق الهائل المقدم من طرف هده الكاميرات لا يمكن مراقبته من طرف الانسان لعدم قدرته على التركيز لمدة طويلة من الوقت او عدم المراقبة، الاكتشاف، والابلاغ في الوقت المناسب، ولذلك، عدة طرق للكشف عن العديد من الأحداث عن طريق المراقبة البصرية تدرس لمساعدة الانسان في مهمته. في هده الأطروحة، سنركز على تطوير طرق اكتشاف الاشياء المتخلي عنها عن طريق المراقبة البصرية. نعتبر الفعالية والتكلفة الحسابية اهتماماتنا الرئيسية نظرا لحساسية هدا النظام. النظام المقترح يكشف عن الاشياء المتخلي عنها مثل الأمتعة في مناطق العبور والأشياء الثابتة في أي من الأشكال في البيئات الداخلية والخارجية، تحت ظروف تغير في الاضاءة، وفي المناطق المزدحمة. الشيء الجديد في طريقتنا هو استخدام حواف بدلا من البيكسل في الكشف عن المناطق الثابتة. اقترحنا ايضا خوارزمية التجميع لتجميع الحواف المستقرة للأشياء المتخلي عنها المرشحة. درجتان احتماليتان مقترحة لتصنيف الاشياء المتخلي عنها. Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé La recherche scientifique dans le domaine de la vidéosurveillance a été très active au cours de la dernière décennie, en raison de son impact énorme sur des domaines tels que la sécurité et les applications militaires. Les réseaux de caméras de vidéosurveillance sont entrain de s’agrandir de jour en jour dans les zones urbaines, comme les gares, les aéroports, les banques et tous les autres zones publiques où la sécurité s’impose. L'énorme quantité de flux vidéo fourni par ces caméras ne peut être contrôlée et vérifiée par un agent humain en raison de son incapacité à se concentrer pendant une longue période de temps ou à repérer un danger et réagir à temps. Par conséquent, plusieurs méthodes pour la détection d’événements suspects dans la surveillance visuelle sont étudiées pour aider l’agent humain dans sa tâche. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur le développement d'une méthode de détection d'objets abandonnés dans la surveillance visuelle. En raison de l'aspect critique d'un tel système, la robustesse et le coût de calcul sont nos principales préoccupations. Le système proposé détecte les objets abandonnés, comme les bagages dans les zones de transit et les objets immobiles de toutes formes dans les environnements intérieurs et extérieurs, avec des changements des lumières brusques et aléatoires, et dans les zones encombrées. La nouveauté de notre méthode est l'utilisation des contours au lieu des pixels dans la détection de régions statiques. Nous avons également proposé un algorithme de clustering pour regrouper les contours stables dans les objets abandonnés candidats. Deux scores robustes sont également proposés pour la classification des objets abandonnés.