Séparation de sources en mélanges convolutifs : Application aux signaux astrophysiques et audio

Soutenance de thèse de Mostafa BELLA (Amphi du centre de recherche scientifique ibnou zohr, Faculté des sciences d’Agadir, B.P8106 Cité Dakhla, 80000 Agadir, Maroc)

Résumé de la thèse

Le but de cette thèse est de développer des méthodes de séparation de sources adaptées aux domaines de l’astrophysique et de l’audio. La séparation de sources a pour but de retrouver un ensemble de signaux inconnus, appelés sources, à partir d’un ensemble de mélanges de ces sources. Pour le domaine de l’astrophysique, cette thèse vise le développement de nouvelles méthodes de séparation des spectres de galaxies adaptées à la mission spatiale Euclid. L’objectif principal du satellite Euclid est de comprendre la nature de l’énergie noire. Pour atteindre cet objectif, Euclid est équipé d’un spectrographe sans fente proche infrarouge qui mesurera les spectres de millions de galaxies. Ces spectres seront ensuite analysés pour estimer les décalages spectraux vers le rouge (redshifts) des galaxies observées. Cependant, ces estimations sont affectées par une confusion résultant de la superposition des spectres des objets astronomiques voisins. Ainsi, une étape de décontamination efficace est nécessaire pour minimiser les erreurs dans les mesures des redshifts. Nous avons ainsi développé plusieurs méthodes de séparation adaptées à Euclid et basées sur trois approches différentes. Les deux premières approches reposent sur un modèle de mélange linéaire instantané, tandis que la troisième approche s’appuie sur un modèle de mélange convolutif plus réaliste. Pour le domaine de l’audio, cette thèse vise le développement de nouvelles méthodes de séparation aveugle de sources (SAS) pour des mélanges linéaires convolutifs (sous)-déterminés de signaux audio, en se basant sur la parcimonie des sources dans le domaine temps-fréquence (TF). En effet, les méthodes de SAS existantes basées sur la parcimonie restent très limitées, en particulier dans le cas des mélanges sous-déterminés (pour lesquels il y a moins de mélanges que de sources). Comme elles sont fondées pour la plupart sur l’hypothèse d’Orthogonalité W-Disjointe (WDO) (qui stipule qu’une seule source au maximum est présente en chaque point TF), elles souffrent de problèmes d’artefacts au niveau des signaux séparés, ce qui peut être très gênant dans le domaine de l’audio. Nous avons ainsi développé deux nouvelles méthodes de SAS capables d’atténuer ces artefacts, et ce avec des hypothèses de parcimonie beaucoup moins restrictives que celles faites par les méthodes fondées sur l’hypothèse WDO, tout en introduisant de nouvelles techniques pour estimer en aveugle les paramètres de mélange et les sources.

Composition du jury de thèse

• Mme Danielle NUZILLARD , Rapporteure, Université Reims Champagne Ardenne
• M. Hicham GHENNIOUI, Rapporteur, Université Sidi Mohamed Ben Abdellah
• M. El Hassan AIT LAASRI, Examinateur, Université Ibnou Zohr
• M. Khalid SABRI, Examinateur, Université Chouaib Doukkali
• M. Shahram HOSSEINI, Directeur de thèse, Université Toulouse III – Paul Sabatier
• M. Hicham SAYLANI, Directeur de thèse, Université Ibnou Zohr