Une Strategie Pour L Interpretation En Analyse Spectrale Detection Et Caracterisation Des Composantes D Un Spectre These Realisee Dans Le Cadre De L Operation Aspect Du Gdr Prc Isis
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UNE STRATEGIE POUR L'INTERPRETATION EN ANALYSE SPECTRALE. DETECTION ET CARACTERISATION DES COMPOSANTES D'UN SPECTRE. - THESE REALISEE DANS LE CADRE DE L'OPERATION ASPECT DU GDR-PRC ISIS -
L'OBJECTIF DE CETTE THESE EST DE PROPOSER UNE DEMARCHE ORIGINALE D'ANALYSE SPECTRALE DE SIGNAUX STATIONNAIRES. L'ORIGINALITE RESIDE DANS LE CONCEPT DE DECISION FONDE, NON PAS SUR LE CHOIX D'UNE METHODE POUR UN SIGNAL ANALYSE, MAIS SUR UNE CONFRONTATION DE METHODES. CETTE CONFRONTATION A POUR BUT D'ESTIMER LES STRUCTURES SPECTRALES DU SIGNAL. NOUS UTILISONS UNE INTERPRETATION ITERATIVE DES SPECTRES FONDEE SUR LES PROPRIETES DES METHODES D'ANALYSE. UNE ETUDE THEORIQUE COMPLETE ET APPROFONDIE DE CHAQUE METHODE DE FOURIER RETENUE EST PRESENTEE. DANS CERTAINS CAS COMPLEXES, DES TECHNIQUES D'OPTIMISATION DES PARAMETRES PAR UNE PROCEDURE ITERATIVE SONT DEVELOPPEES. LES AVANTAGES ET INCONVENIENTS DE CHAQUE METHODE SONT MIS EN EVIDENCE, AINSI QUE LEUR COMPARAISON. DES CRITERES D'INTERPRETATIONS ONT ETE DEVELOPPES. D'UN PART DES CRITERES DE PRE-ANALYSE CHERCHENT A EMETTRE DES HYPOTHESES SUR LA NATURE DU SIGNAL ET A EMETTRE DES ALARMES : UN TEST D'ECHANTILLONNAGE SHANNON, DEUX MESURES DE LA PERIODICITE DU SIGNAL ET UNE DETECTION DE NON-STATIONNARITES. D'AUTRE PART, DES CRITERES D'INTERPRETATION DES SPECTRES ONT POUR BUT DE CARACTERISER CHAQUE FREQUENCE DU SPECTRE : UNE EXTRACTION DE LA LIGNE DE FOND DU SPECTRE, UNE DETECTION DE PICS ET UN CRITERE DE VALIDATION DE L'HYPOTHESE FREQUENCE PURE. ENFIN, UNE DEMARCHE GENERALE D'ANALYSE ET D'INTERPRETATION SPECTRALE A ETE MISE AU POINT. CETTE DEMARCHE ET LES CRITERES ONT ETE VALIDES SUR LES SIGNAUX REELS DE LA BASE ASPECT. LES SIGNAUX ONT ETE FOURNIS PAR NOS PARTENAIRES INDUSTRIELS, EDF ET LE CENTRE TECHNIQUE DES SYSTEMES NAVALS ET ISSUS DES DOMAINES VIBRATOIRE ET ACOUSTIQUE.
Analyse spectrale haute résolution de signaux bidimensionnels
CE MEMOIRE CONCERNE L'ETUDE DE SIGNAUX BIDIMENSIONNELS MODELISABLES PAR UNE SOMME D'EXPONENTIELLES. CETTE ETUDE EST REALISEE DANS LE CADRE DE L'ANALYSE SPECTRALE AVANT QUE NE SOIT CONSIDEREE L'APPLICATION RADAR. LES METHODES A HAUTE RESOLUTION PRESENTEES DANS CE MANUSCRIPT EXPLOITENT LE MODELE DU SIGNAL EN UTILISANT LA DECOMPOSITION EN SOUS-ESPACES SIGNAL ET BRUIT RELATIVE AUX DONNEES. LA PREMIERE PARTIE PORTE SUR L'ESTIMATION DES FREQUENCES DU SIGNAL VIA LE CALCUL D'UN SPECTRE DANS LE CADRE DE LA PREDICTION LINEAIRE. DE NOUVEAUX SUPPORTS DE PREDICTION DE TYPE QUART DE PLAN SONT INTRODUITS, CE QUI AMELIORE L'ALLURE DU SPECTRE ET AUGMENTE LA PRECISION DE L'ESTIMATION PAR RAPPORT AUX SUPPORTS QUART DE PLAN CLASSIQUES. LA DEUXIEME PARTIE CONCERNE DES TECHNIQUES D'ANALYSE SPECTRALE QUI ESTIMENT DIRECTEMENT LES FREQUENCES. CES METHODES REPOSENT SUR DES PROPRIETES D'INVARIANCE PAR TRANSLATION RELATIVES AUX DONNEES. LES FREQUENCES CORRESPONDANT A CHAQUE DIMENSION SONT ESTIMEES SEPAREMENT AVANT QUE NE SE POSE LE PROBLEME DE LA FORMATION DES PAIRES. DEUX ALGORITHMES FONDES SUR LA DIAGONALISATION CONJOINTE DE DEUX MATRICES SONT PROPOSES POUR FORMER LES PAIRES FREQUENTIELLES DE MANIERE EFFICACE. LA TROISIEME PARTIE PORTE SUR L'APPLICATION DES TECHNIQUES PRECEDENTES A LA LOCALISATION DES POINTS BRILLANTS D'UNE CIBLE DANS LE CONTEXTE DE LA FURTIVITE RADAR. NOUS PROPOSONS UN CRITERE EMPIRIQUE POUR DETERMINER LE NOMBRE D'EXPONENTIELLES, AINSI QU'UN PRE-TRAITEMENT DU SIGNAL QUI CONSISTE EN UNE DECOMPOSITION EN SOUS-BANDES FREQUENTIELLES SUIVIE D'UN SOUS-ECHANTILLONNAGE. CELA PERMET D'AUGMENTER LA PRECISION DES ETAPES DE DETECTION ET D'ESTIMATION.
Détection et estimation conjointes en analyse spectrale haute résolution
LE PROBLEME TRAITE DANS CE MEMOIRE EST LIE A L'IMAGERIE RADAR ET CONCERNE PLUS PARTICULIEREMENT L'ANALYSE DE LA SURFACE EQUIVALENTE RADAR (SER) D'OBJETS DONT LE COMPORTEMENT N'EST PAS STATIONNAIRE. L'OBJECTIF EST DE DETECTER ET DE LOCALISER LES ZONES REFLECHISSANTES DE LA CIBLE. SOUS L'HYPOTHESE QUE LA CIBLE VERIFIE UN MODELE CONNU SOUS LE NOM DE MODELE DE POINTS BRILLANTS, LES POSITIONS DES ZONES REFLECHISSANTES SE DEDUISENT DES PULSATIONS D'UNE SOMME D'EXPONENTIELLES COMPLEXES. NOUS NOUS SOMMES ATTACHES A RESOUDRE CE PROBLEME EN UTILISANT LES METHODES D'ANALYSE SPECTRALE A HAUTE RESOLUTION (HR) BASEES SUR LA DECOMPOSITION DE L'ESPACE DES DONNEES EN DEUX SOUS-ESPACES, L'ESPACE DE SIGNAL ET L'ESPACE DE BRUIT. LE SCHEMA CLASSIQUE DE CES METHODES SE DECOMPOSE EN DEUX PHASES SEQUENTIELLES DE DETECTION (ESTIMATION DU NOMBRE DE COMPOSANTES) ET D'ESTIMATION (ESTIMATION DES PULSATIONS). CE SCHEMA EST SOUS-OPTIMAL DANS LE SENS OU IL LIE LA QUALITE DE L'ESTIMATION A CELLE DE LA DETECTION. OR CETTE DERNIERE SE REVELE PROBLEMATIQUE DANS LE CADRE DE L'ANALYSE DE SIGNAUX ISSUS DE MESURES. POUR REMEDIER A CETTE SOUS-OPTIMALITE, NOUS INTRODUISONS, POUR L'ETUDE DE SIGNAUX UNIDIMENSIONNELS ET STATIONNAIRES, UN NOUVEAU SCHEMA DE DETECTION ET D'ESTIMATION CONJOINTES. IL REPOSE SUR L'OBTENTION D'UN ENSEMBLE DE PULSATIONS CONTENANT LES PULSATIONS EXACTES DU SIGNAL. DEUX METHODES, BASEES SUR UNE APPROCHE DU MAXIMUM DE VRAISEMBLANCE SONT PROPOSEES POUR EXTRAIRE LES COMPOSANTES UTILES DE CET ENSEMBLE. NOUS ETENDONS ENSUITE CE SCHEMA POUR L'ANALYSE DE SIGNAUX BIDIMENSIONNELS ET POUR L'ANALYSE DE SIGNAUX NON-STATIONNAIRES. LE SCHEMA CLASSIQUE ET LE SCHEMA PROPOSE SONT COMPARES DANS LE CADRE DE L'ANALYSE DE SIGNAUX ISSUS DE MESURES DE SER. UNE APPLICATION ORIGINALE CONCERNANT LA RECONSTRUCTION D'UNE IMAGE TOMOGRAPHIQUE HR EST NOTAMMENT DEVELOPPEE.