Matlab

Programmation et analyse de données avec Matlab

Analyse de Données4.9(73)6h 53min29 leçons6 sections

Ce que vous apprendrez

  • Installer Matlab et saisir les commandes
  • Effectuer les opérations de base sur les matrices
  • Résoudre des équations linéaires
  • Utiliser le contrôle du flux
  • Construire des données et les représenter graphiquement
  • Traiter les images et supprimer le bruit
  • Traiter les signaux sonores
  • Utiliser la transformée de Fourier et les filtres
  • Appliquer les probabilités et les tests d'hypothèses

À propos du cours

Ce cours enseigne la programmation, l'analyse et la représentation des données avec Matlab, un langage utilisé par les ingénieurs et les scientifiques pour les calculs et la recherche. Vous commencez par découvrir ce qu'est Matlab, comment l'installer et comment saisir les commandes, puis les opérations de base sur les matrices, les fonctions, les constantes et la résolution d'équations linéaires, ainsi que le contrôle du flux comme If, else, While et For. Ensuite, vous apprenez à construire des données, à les tracer, à créer des sous-graphiques et des graphiques en trois dimensions. Vous travaillez alors sur le traitement d'images, la suppression du bruit et la détection des contours, ainsi que sur le traitement du son, la transformée de Fourier et les filtres passe-haut, passe-bas, passe-bande et coupe-bande. Dans la dernière partie, vous apprenez les probabilités, les valeurs aléatoires, les fonctions de densité et de répartition et les tests d'hypothèses. Le cours convient aux étudiants en ingénierie et en sciences et aux chercheurs, sans expérience préalable en programmation. Vous serez ensuite capable d'écrire des programmes Matlab, d'analyser et de tracer des données et de traiter des images et du son. L'enseignement est en arabe, avec des exemples pratiques sur les images, le son et les données, pour que vous compreniez l'idée et l'essayiez vous-même.

Résultats attendus

  • Maîtriser la programmation avec MATLAB.
  • Gérer et analyser des données de manière professionnelle.
  • Concevoir des graphiques analytiques avancés.
  • Appliquer les outils MATLAB pour le traitement et l'analyse des données.

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    Contenu du cours

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    Programmation et représentation des données avec Matlab

    6 leçons
    1. Qu'est-ce que MATLAB et comment l'installer ?Présente MATLAB, abréviation de Matrix Laboratory, comme une plateforme de programmation et de calcul numérique qui traite chaque variable comme une matrice, cite ses usages, puis explique le téléchargement et l'installation depuis un fichier ISO.14:07
    2. Introduction à MATLAB et à l'écriture de commandesPrésente l'environnement MATLAB et ses fenêtres comme le dossier courant, la fenêtre de commandes et l'espace de travail, et explique la saisie de commandes, le stockage de variables et de texte, la sauvegarde et le chargement de l'espace de travail, avec un exemple de tracé du sinus via linspace et plot.15:30
    3. Opérations de base sur les tableauxExplique les opérations de base sur les matrices dans MATLAB : addition, soustraction et multiplication avec ses conditions, accès aux éléments par indice, priorité des opérations, opérations élément par élément, et produits scalaire, extérieur et vectoriel des vecteurs.18:44
    4. Fonctions et ConstantesExplique les fonctions et constantes de MATLAB comme ans, pi, i, j, Inf et NaN, des fonctions comme sqrt, les racines négatives et la matrice identité eye, ainsi que l'écriture, la sauvegarde et l'appel d'une fonction personnalisée sur une matrice entière.19:25
    5. Résolution des Équations Linéaires dans MATLABExplique la résolution d'équations linéaires dans MATLAB en les représentant par des matrices, le calcul du déterminant et de l'inverse pour trouver la solution, les valeurs propres et vecteurs propres, et la fonction norm pour mesurer la longueur des vecteurs.18:13
    6. Contrôle de Flux dans MATLAB (If/else, While, For)Explique les structures de contrôle de flux dans MATLAB : flux séquentiel, conditionnel et répétitif, instructions if/else, boucles for et while avec exemples pratiques, et exécution parallèle des tâches divisibles.18:44
    2

    Construction des données

    5 leçons
    1. Structures de DonnéesExplique les structures de données de MATLAB : matrice, vecteur et scalaire, puis struct, cell et table, la définition des champs et l'imbrication des structures, avec les commandes whos et class.15:53
    2. Traçage de DonnéesExplique le tracé 2D dans MATLAB avec plot, la génération de l'intervalle avec linspace, la mise en forme des lignes et marqueurs, l'enregistrement de la figure en image et la division d'une figure en plusieurs graphiques avec tiledlayout.17:05
    3. Cartes et Graphiques Adaptés à l'Analyse de DonnéesExplique des graphiques utiles à l'analyse de données dans MATLAB : diagrammes en barres, histogrammes, camemberts avec étiquettes et part éclatée, et comparaison entre plot et scatter pour afficher des points individuels.11:39
    4. Sauvegarde et Chargement de DonnéesExplique l'importation et l'exportation de données dans MATLAB : lecture et écriture de fichiers Excel avec xlsread et xlswrite, de fichiers CSV avec csvread et csvwrite, et sauvegarde et chargement de l'espace de travail en fichiers MAT avec save et load.8:31
    5. Sous-Graphiques et Représentation 3DExplique les sous-graphiques avec subplot comme alternative plus simple à tiledlayout, puis la représentation 3D avec meshgrid, surf et contour pour afficher la valeur Z de chaque point X et Y.7:41
    3

    Traitement et analyse audio dans Matlab

    8 leçons
    1. SonExplique le son sur le plan théorique comme une onde longitudinale et sa conversion en signal numérique par échantillonnage et quantification, puis la lecture d'un fichier audio dans MATLAB avec audioread et sa diffusion avec sound.9:28
    2. Traitement du Signal AudioExplique le traitement du signal audio dans MATLAB : lecture des échantillons et de la fréquence d'échantillonnage, calcul de la durée du clip, inversion des canaux, inversion du son, écriture d'un fichier audio et réduction des échantillons avec downsample et son effet sur la vitesse.9:18
    3. Transformation de FourierExplique la transformée de Fourier comme l'idée que tout signal est une somme de sinusoïdes de fréquences et d'amplitudes différentes, le faisant passer du domaine temporel au domaine fréquentiel, puis l'applique dans MATLAB avec FFT en distinguant parties réelle et imaginaire.23:51
    4. Étude de la Transformation de Fourier pour Onde SinusoïdaleÉtudie la transformée de Fourier d'un signal sinusoïdal avec FFT, puis la transformée de Fourier à court terme et le spectrogramme pour voir l'évolution des fréquences dans le temps d'un signal dont la fréquence croît linéairement, et l'effet de la taille de fenêtre.14:35
    5. Filtre Passe-Haut (HPF)Explique les filtres audio et le filtre passe-haut qui atténue les fréquences sous la fréquence de coupure, sa construction dans MATLAB avec fir1, sa visualisation avec le Filter Visualization Tool et l'effet d'un changement de fréquence de coupure sur le signal.20:47
    6. Filtre Passe-Bas (LPF)Explique le filtre passe-bas qui laisse passer les fréquences sous la fréquence de coupure et atténue les plus hautes, sa construction avec fir1, son application à un signal audio avec filter, et la comparaison du signal avant et après filtrage.8:52
    7. Filtre Passe-Bande (BPF)Explique le filtre passe-bande qui laisse passer une plage entre deux fréquences et atténue le reste, sa construction avec fir1 en réglant l'ordre et la plage, son aperçu, son application avec filter et la comparaison du signal avant et après.8:10
    8. Filtre Coupe-Bande (BSF)Explique le filtre coupe-bande qui bloque une plage entre deux fréquences et laisse passer le reste, sa construction avec fir1 et l'option stop, son application à un son, et la comparaison du signal avant et après ainsi que l'effet d'un changement de bande coupée.9:27
    4

    Traitement et analyse d'images dans Matlab

    4 leçons
    1. ImagesExplique comment MATLAB représente une image sous forme de trois matrices de couleurs RGB par pixel, les niveaux de gris, la lecture d'une image, son affichage avec imshow et son enregistrement dans différents formats.15:37
    2. Quelques Opérations sur les ImagesExplique les opérations de base sur les images dans MATLAB : lecture avec imread et affichage avec imshow, retournement vertical et horizontal, affichage de plusieurs images avec imtile, et séparation puis affichage individuel des composantes rouge, verte et bleue.7:39
    3. Le Filtre Gaussien et Suppression du Bruit de l'Image (Flou de l'Image)Explique le filtrage d'images avec un filtre 2D basé sur la convolution, la construction d'un filtre gaussien à partir de la loi normale à deux variables pour flouter une image dans MATLAB, et la comparaison de l'image originale et floutée avec imtile.21:43
    4. Suppression de Divers Types de Bruit et Détection des Contours dans l'ImageExplique les types de bruit d'image comme le poivre et sel et le speckle, les filtres pour l'éliminer (linéaire, moyen, médian et adaptatif) en comparant leurs résultats, puis la détection des contours avec les algorithmes Sobel et Canny.21:00
    5

    Probabilités

    5 leçons
    1. Probabilités dans MATLABIntroduit les probabilités dans MATLAB : calcul de la fréquence d'une valeur dans une série de nombres, événements disjoints et indépendants, tracé d'histogrammes et calcul de la probabilité d'événements comme un nombre pair.15:45
    2. Valeurs Aléatoires Issues de Distributions de ProbabilitéExplique les distributions de probabilité et le tirage de valeurs aléatoires dans MATLAB avec randi, rand et randn, le tracé d'histogrammes et la simulation d'un lancer de pièce truquée avec une fonction personnalisée pour estimer sa distribution.11:07
    3. Le Paradoxe de l'AnniversaireExplique le paradoxe des anniversaires en probabilités : la chance qu'au moins deux personnes d'un petit groupe partagent la même date de naissance, calculée dans MATLAB via l'événement complémentaire, et pourquoi le résultat semble contre-intuitif.19:50
    4. Fonction de Densité de Probabilité et Fonction de Distribution Cumulative PDF & CDFExplique la différence entre variables continues et discrètes, la fonction de densité de probabilité PDF et la fonction de répartition CDF, la loi normale et l'effet de l'écart type, et le calcul de la moyenne et de la variance dans MATLAB.18:28
    5. Tester des HypothèsesExplique les tests d'hypothèses pour vérifier si des données suivent une loi normale, avec les hypothèses nulle et alternative et la valeur p, en appliquant des tests comme Jarque-Bera, Kolmogorov-Smirnov et le test à deux échantillons dans MATLAB.11:59
    6

    Extensions

    1 pièces jointes
    1. Chargement des Pièces Jointes

    Formateur

    Dr. Eng. Mahmoud Ahmed

    Dr. Eng. Mahmoud Ahmed

    Ingénieur en logiciels et réseaux, titulaire d'un doctorat en analyse et représentation des données, et conférencier international.
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