Useful noise effect in nonlinear processes : Contribution on new mechanisms in signal processing and in imaging

Effet de bruit utile dans les processus non linéaires : Contribution sur de nouveaux mécanismes en traitement du signal et en imagerie

Solenna Blanchard (1)

1 LISA - Laboratoire d'Ingéniérie des Systèmes Automatisés

Noise can have a beneficial impact on the nonlinear processes in charge of information processing. In the last years, studies in various areas underlined different mechanisms by which this useful effect of the noise occurs. In this work, we show new mechanisms of improvement by noise in signal processing and in imaging, more specially in arrays of sensors and in coherent imaging systems. We investigate these mechanisms by means of analytical studies, numerical simulations and experimental implementations. We consider threshold and saturating nonlinearities existing in the studied processes, in relation with different signal–noise mixtures. This work can bear significance in many areas such as electronics or optical imaging. We also study the impact of noise on the information processing by neural processes.

Le bruit peut avoir un rôle bénéfique sur les processus non linéaires en charge du traitement de l'information. Depuis quelques années, des études dans divers domaines mettent en évidence différents mécanismes par lesquels cet effet de bruit utile se produit. Dans ce mémoire, nous montrons de nouveaux mécanismes d'amélioration par le bruit en traitement du signal et en imagerie, plus particulièrement dans les réseaux de capteurs et dans les systèmes d'imagerie cohérente. L'analyse de ces mécanismes est réalisée au moyen d'études analytiques, de simulations numériques et de mises en oeuvre expérimentales. Nous prenons en compte les non-linéarités avec seuil et saturation présentes dans les processus considérés, en interaction avec différents mélanges signal–bruit. Ces travaux peuvent avoir une portée dans des domaines variés tels que l'électronique ou l'imagerie optique. Nous étudions également l'influence du bruit sur le traitement de l'information par les processus neuronaux.

Mots clés: effet de bruit utile; processus non linéaires; capteurs; réseaux de capteurs; processus neuronaux; estimation de paramètres; acquisition d'image; imagerie cohérente; useful noise effect; nonlinear processes; sensors; arrays of sensors; neural processes; parameter estimation; image acquisition; coherent imaging

Domaines: Interface homme-machine [cs.HC]; Automatique / Robotique

Solenna Blanchard. Effet de bruit utile dans les processus non linéaires : Contribution sur de nouveaux mécanismes en traitement du signal et en imagerie. Interface homme-machine [cs.HC]. Université d'Angers, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00451480⟩