QCM : Introduction aux systèmes et signaux en traitement d'images — 16 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle expression correspond à un signal unidimensionnel ?

f(x,y,z)
f(x,y)
f(t)
f(x,y)=f1(x)f2(y)

f(t)

Explication

Un signal 1D est une fonction d’une seule variable, notée f(t). Les autres propositions décrivent un signal 2D, 3D ou une forme séparable.

2. Qu’implique le fait qu’un signal bidimensionnel soit séparable ?

Il se représente uniquement comme une image en niveaux de gris
Il dépend obligatoirement de trois variables indépendantes
Il peut s’écrire comme le produit de deux signaux unidimensionnels
Il ne peut pas être traité par opérations successives

Il peut s’écrire comme le produit de deux signaux unidimensionnels

Explication

Un signal 2D est séparable lorsqu’il s’écrit sous la forme f(x,y)=f1(x)f2(y). Cela permet de traiter séparément les variations selon x et selon y.

3. Dans la présentation donnée, combien de variables indépendantes la PSF peut-elle dépendre en général ?

Trois variables
Six variables
Deux variables
Quatre variables

Quatre variables

Explication

La PSF est indiquée comme dépendant en général de quatre variables indépendantes : (x,y;ξ,η). Cela traduit la dépendance en sortie et en position d’entrée.

4. Quel est le rôle d’une impulsion ponctuelle modélisée par la delta de Dirac ?

Étaler le signal sur une ligne entière
Limiter le signal à une région rectangulaire finie
Sélectionner la valeur du signal en un point précis
Répliquer le signal sur une grille infinie

Sélectionner la valeur du signal en un point précis

Explication

L’impulsion ponctuelle “échantillonne” le signal au point choisi, par exemple via l’intégrale avec δ(x−ξ). La sélection sur une région finie correspond plutôt à une fenêtre rectangulaire.

5. Quelle condition garantit la stabilité BIBO d’un système linéaire invariant par translation ?

Sa réponse impulsionnelle est égale à une constante
Son entrée doit être une impulsion ponctuelle
Sa sortie est toujours périodique
Sa fonction d’étalement est absolument intégrable

Sa fonction d’étalement est absolument intégrable

Explication

Pour un système LSI, la stabilité BIBO est assurée si et seulement si la PSF est absolument intégrable. Les autres propositions ne constituent pas le critère de stabilité donné.

6. Quelle propriété caractérise un signal périodique dans ce cours ?

Il est nécessairement limité à un intervalle fini
Il ne contient que des fréquences hautes
Il est forcément séparable en produit de deux fonctions
Il admet des périodes positives selon les variables considérées

Il admet des périodes positives selon les variables considérées

Explication

Un signal est périodique s’il existe des périodes positives X et Y pour lesquelles la structure se répète. La séparabilité et le contenu fréquentiel ne définissent pas, à eux seuls, la périodicité.

7. Comment se répartissent les signaux à variations lentes dans le domaine de Fourier ?

Ils disparaissent dans le spectre de phase
Ils se concentrent uniquement sur une fréquence nulle
Ils se concentrent vers les hautes fréquences
Ils se concentrent vers les basses fréquences

Ils se concentrent vers les basses fréquences

Explication

Les variations spatiales lentes correspondent à des composantes fréquentielles basses. À l’inverse, les variations rapides sont associées aux hautes fréquences.

8. Dans un signal sinusoïdal périodique de forme 2πu0x + 2πv0y, que représentent u0 et v0 ?

Les paramètres de fenêtrage
Les fréquences fondamentales
Les phases initiales
Les amplitudes du signal

Les fréquences fondamentales

Explication

Les constantes u0 et v0 sont les fréquences fondamentales associées au signal périodique sinusoïdal selon x et y. Elles apparaissent dans la combinaison u0x+v0y.

9. Comment s’écrit une impulsion de ligne dans le plan ?

δ(x cosθ + y sinθ − ℓ)
δ(x−ξ,y−η)
δ(x−mΔx) + δ(y−nΔy)
rect(x−ξ,y−η)

δ(x cosθ + y sinθ − ℓ)

Explication

Une impulsion de ligne est donnée par une delta le long d’une droite, sous la forme δ(x cosθ + y sinθ − ℓ). Les autres expressions correspondent à une impulsion ponctuelle, à un peigne ou à une fenêtre rectangulaire.

10. Dans un système LSI, quelle relation relie la sortie fréquentielle à l’entrée fréquentielle ?

G(u,v)=H(u,v)+F(u,v)
G(u,v)=H(x,y)F(x,y)
G(u,v)=F(u,v)/H(u,v)
G(u,v)=H(u,v)F(u,v)

G(u,v)=H(u,v)F(u,v)

Explication

En fréquence, la convolution spatiale devient une multiplication, ce qui donne G(u,v)=H(u,v)F(u,v). C’est la forme fondamentale de la fonction de transfert.

11. Quelle forme prend la transformée de Hankel d’ordre 0 pour une fonction circulairement symétrique ?

Une convolution avec une fenêtre rectangulaire
Une intégrale avec la fonction de Bessel J0
Une somme discrète de coefficients de Fourier
Une dérivée radiale de la fonction initiale

Une intégrale avec la fonction de Bessel J0

Explication

Pour une symétrie circulaire, la transformée de Hankel d’ordre 0 s’écrit avec J_0 et une intégrale radiale. Elle sert à réduire la transformée de Fourier 2D dans le cas d’une symétrie circulaire.

12. Quelle relation décrit la sortie d’un système LSI en utilisant la convolution ?

g = h*f
g = h/f
g = f − h
g = h + f

g = h*f

Explication

Dans un système linéaire invariant par translation, la relation entrée-sortie se simplifie en une convolution, notée g=h*f. Ce n’est plus une superposition intégrale à quatre variables.

13. Quel énoncé décrit le mieux l’invariance par translation d’un système ?

La sortie dépend uniquement de la valeur moyenne de l’entrée
La réponse du système change avec l’échelle spatiale de l’entrée
Une translation de l’entrée provoque une translation identique de la sortie
Deux entrées bornées donnent toujours une sortie nulle

Une translation de l’entrée provoque une translation identique de la sortie

Explication

Un système invariant par translation conserve le même décalage entre l’entrée et la sortie. Cela signifie qu’un déplacement de l’entrée entraîne exactement le même déplacement de la réponse.

14. Que garantit l’invariance par translation d’un système ?

La sortie dépend seulement de la fréquence
Toute entrée est transformée en une constante
La PSF devient automatiquement nulle
Une translation de l’entrée produit une translation identique de la sortie

Une translation de l’entrée produit une translation identique de la sortie

Explication

Un système invariant par translation répond de la même manière lorsqu’on décale l’entrée : la sortie est simplement décalée de façon identique. C’est cette propriété qui conduit au cadre LSI.

15. Quelle définition correspond à la fonction d’étalement d’un système ?

La sortie du système lorsque l’entrée est une impulsion ponctuelle
La réponse du système à une entrée périodique
La période naturelle du système
La différence entre deux signaux d’entrée

La sortie du système lorsque l’entrée est une impulsion ponctuelle

Explication

La fonction d’étalement est la réponse du système à une impulsion ponctuelle, c’est-à-dire la PSF notée h(x,y;ξ,η). Elle décrit comment le système réagit à une excitation élémentaire.

16. Que représente le spectre de magnitude d’une transformée de Fourier 2D ?

Le décalage spatial du signal
La dérivée du signal dans l’espace
La période fondamentale du signal
L’amplitude des composantes fréquentielles

L’amplitude des composantes fréquentielles

Explication

Le spectre de magnitude est donné par la valeur absolue de la transformée, soit |F(u,v)|, et mesure l’amplitude des composantes fréquentielles. La phase, elle, encode l’information angulaire.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 16 flashcards sur Introduction aux systèmes et signaux en traitement d'images.

Dimension 1 — définition ?

Fonction d’une seule variable, $f(t)$.

Dimension 2 — définition ?

Fonction de deux variables, $f(x,y)$, image.

Dimension 3 — définition ?

Fonction de trois variables, $f(x,y,z)$, volume.

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