Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Méthodes d'apprentissage automatique multimodal“

Ce travail examine des méthodes d'enseignement de la traduction français-coréen adaptées aux étudiants de premier cycle, et propose un modèle d'apprentissage progressif en équipe de traduction. Pour ce faire, nous menons une enquête préliminaire sur la compétence en français des apprenants, leurs pratiques d'utilisation de traducteurs automatiques et leurs méthodes de traduction. Nous concevons des activités de traduction en équipe ainsi qu'un apprentissage progressif de la traduction par étapes. La méthode proposée permet à l'apprenant de traduire des textes comportant diverses fonctions informatives, tout en utilisant de manière critique les résultats de la traduction automatique. Cette méthode guide l'apprenant à travers un processus en cinq étapes, lui permettant ainsi d'améliorer ses compétences en traduction. Dans le cadre des activités de traduction axées sur la fonction communicative du texte source et la cohésion des textes informatifs, les étudiants ont élaboré des instructions de traduction et ont obtenu des résultats satisfaisants en termes de lisibilité.

This paper delves into the potential of machine translation tools, with a specific focus on Google Translate, to expand their role beyond traditional translation tasks to enhance language learning in EFL classrooms. While machine translation tools have become integral to translator training programs, their utilization in language education remains limited and understudied. The present study attempts to highlight the promising avenues for innovative pedagogy in language education by incorporating machine translation tools and EFL students’ attitudes towards them. It explores the application of machine translation in the context of English language acquisition for non-native speakers. The results demonstrate that students consider machine translation as a useful strategy to learn English, and Google Translate (GT) offers advantages in vocabulary expansion and quick translations. However, its limitations, such as reduced accuracy for longer texts and the inability to process idiomatic expressions, necessitate careful consideration when integrating it into language learning curricula. GT can serve as a supplementary tool to support learners, but it should not replace conventional language learning methods. Ultimately, this research emphasizes the need for cautious guidance and monitoring when utilizing automated translation to ensure effective language learning outcomes, bridging the gap between translation and language education while acknowledging the tool's limitations. Résumé Cet article explore le potentiel des outils de traduction automatique, avec un accent particulier sur Google Translate, en élargissant leur rôle au-delà des tâches de traduction traditionnelles pour améliorer l'apprentissage des langues dans les classes EFL. Bien que les outils de traduction automatique soient devenus une partie intégrante des programmes de formation des traducteurs, leur utilisation dans l'enseignement des langues reste limitée et peu étudiée. La présente étude tente de mettre en évidence les pistes prometteuses pour une pédagogie innovante dans l'enseignement des langues en intégrant les outils de traduction automatique et les attitudes des étudiants EFL à leur égard. Cet article explore l'application de la traduction automatique dans le contexte de l'acquisition de la langue anglaise pour les locuteurs non natifs. Les résultats montrent que les étudiants considèrent la traduction automatique comme une stratégie utile pour apprendre l'anglais, et Google Translate (GT) offre des avantages dans l'expansion du vocabulaire et les traductions rapides. Cependant, ses limites, telles que la précision réduite des textes plus longs et l'incapacité à traiter les expressions idiomatiques, nécessitent une attention particulière lors de leur intégration dans les programmes d'apprentissage des langues. GT peut servir d'outil supplémentaire pour soutenir les apprenants, mais ne devrait pas remplacer les méthodes conventionnelles d'apprentissage des langues. Enfin, cette recherche met l'accent sur la nécessité d'une orientation et d'un suivi prudent dans l'utilisation de la traduction automatisée pour assurer des résultats d'apprentissage linguistique efficaces, combler l'écart entre la traduction et l'éducation linguistique tout en reconnaissant les limites de l'outil.

Dans le domaine de l'audio, la majorité des systèmes d'apprentissage automatique se concentrent sur la reconnaissance d'un nombre restreint d'événements sonores. Cependant, lorsqu'une machine est en interaction avec des données réelles, elle doit pouvoir traiter des situations beaucoup plus variées et complexes. Pour traiter ce problème, les annotateurs ont recours au langage naturel, qui permet de résumer n'importe quelle information sonore. La Description Textuelle Automatique de l'Audio (DTAA ou Automated Audio Captioning en anglais) a été introduite récemment afin de développer des systèmes capables de produire automatiquement une description de tout type de son sous forme de texte. Cette tâche concerne toutes sortes d'événements sonores comme des sons environnementaux, urbains, domestiques, des bruitages, de la musique ou de parole. Ce type de système pourrait être utilisé par des personnes sourdes ou malentendantes, et pourrait améliorer l'indexation de grandes bases de données audio. Dans la première partie de cette thèse, nous présentons l'état de l'art de la tâche de DTAA au travers d'une description globale des jeux de données publics, méthodes d'apprentissage, architectures et métriques d'évaluation. À l'aide de ces connaissances, nous présentons ensuite l'architecture de notre premier système de DTAA, qui obtient des scores encourageants sur la principale métrique de DTAA nommée SPIDEr : 24,7 % sur le corpus Clotho et 40,1 % sur le corpus AudioCaps. Dans une seconde partie, nous explorons de nombreux aspects des systèmes de DTAA. Nous nous focalisons en premier lieu sur les méthodes d'évaluations au travers de l'étude de SPIDEr. Pour cela, nous proposons une variante nommée SPIDEr-max, qui considère plusieurs candidats pour chaque fichier audio, et qui montre que la métrique SPIDEr est très sensible aux mots prédits. Puis, nous améliorons notre système de référence en explorant différentes architectures et de nombreux hyper-paramètres pour dépasser l'état de l'art sur AudioCaps (SPIDEr de 49,5 %). Ensuite, nous explorons une méthode d'apprentissage multitâche visant à améliorer la sémantique des phrases générées par notre système. Enfin, nous construisons un système de DTAA généraliste et sans biais nommé CONETTE, pouvant générer différents types de descriptions qui se rapprochent de celles des jeux de données cibles. Dans la troisième et dernière partie, nous proposons d'étudier les capacités d'un système de DTAA pour rechercher automatiquement du contenu audio dans une base de données. Notre approche obtient des scores comparables aux systèmes dédiés à cette tâche, alors que nous utilisons moins de paramètres. Nous introduisons également des méthodes semi-supervisées afin d'améliorer notre système à l'aide de nouvelles données audio non annotées, et nous montrons comment la génération de pseudo-étiquettes peut impacter un modèle de DTAA. Enfin, nous avons étudié les systèmes de DTAA dans d'autres langues que l'anglais : français, espagnol et allemand. De plus, nous proposons un système capable de produire les quatre langues en même temps, et nous le comparons avec les systèmes spécialisés dans chaque langue
In the audio research field, the majority of machine learning systems focus on recognizing a limited number of sound events. However, when a machine interacts with real data, it must be able to handle much more varied and complex situations. To tackle this problem, annotators use natural language, which allows any sound information to be summarized. Automated Audio Captioning (AAC) was introduced recently to develop systems capable of automatically producing a description of any type of sound in text form. This task concerns all kinds of sound events such as environmental, urban, domestic sounds, sound effects, music or speech. This type of system could be used by people who are deaf or hard of hearing, and could improve the indexing of large audio databases. In the first part of this thesis, we present the state of the art of the AAC task through a global description of public datasets, learning methods, architectures and evaluation metrics. Using this knowledge, we then present the architecture of our first AAC system, which obtains encouraging scores on the main AAC metric named SPIDEr: 24.7% on the Clotho corpus and 40.1% on the AudioCaps corpus. Then, subsequently, we explore many aspects of AAC systems in the second part. We first focus on evaluation methods through the study of SPIDEr. For this, we propose a variant called SPIDEr-max, which considers several candidates for each audio file, and which shows that the SPIDEr metric is very sensitive to the predicted words. Then, we improve our reference system by exploring different architectures and numerous hyper-parameters to exceed the state of the art on AudioCaps (SPIDEr of 49.5%). Next, we explore a multi-task learning method aimed at improving the semantics of sentences generated by our system. Finally, we build a general and unbiased AAC system called CONETTE, which can generate different types of descriptions that approximate those of the target datasets. In the third and last part, we propose to study the capabilities of a AAC system to automatically search for audio content in a database. Our approach obtains competitive scores to systems dedicated to this task, while using fewer parameters. We also introduce semi-supervised methods to improve our system using new unlabeled audio data, and we show how pseudo-label generation can impact a AAC model. Finally, we studied the AAC systems in languages other than English: French, Spanish and German. In addition, we propose a system capable of producing all four languages at the same time, and we compare it with systems specialized in each language

Cette thèse de doctorat traite de la reconnaissance automatique du Langage français Parlé Complété (LPC), version française du Cued Speech (CS), à partir de l’image vidéo et sans marquage de l’information préalable à l’enregistrement vidéo. Afin de réaliser cet objectif, nous cherchons à extraire les caractéristiques de haut niveau de trois flux d’information (lèvres, positions de la main et formes), et fusionner ces trois modalités dans une approche optimale pour un système de reconnaissance de LPC robuste. Dans ce travail, nous avons introduit une méthode d’apprentissage profond avec les réseaux neurono convolutifs (CNN)pour extraire les formes de main et de lèvres à partir d’images brutes. Un modèle de mélange de fond adaptatif (ABMM) est proposé pour obtenir la position de la main. De plus, deux nouvelles méthodes nommées Modified Constraint Local Neural Fields (CLNF Modifié) et le model Adaptive Ellipse Model ont été proposées pour extraire les paramètres du contour interne des lèvres (étirement et ouverture aux lèvres). Le premier s’appuie sur une méthode avancée d’apprentissage automatique (CLNF) en vision par ordinateur. Toutes ces méthodes constituent des contributions significatives pour l’extraction de caractéristiques du LPC. En outre, en raison de l’asynchronie des trois flux caractéristiques du LPC, leur fusion est un enjeu important dans cette thèse. Afin de le résoudre, nous avons proposé plusieurs approches, y compris les stratégies de fusion au niveau données et modèle avec une modélisation HMM dépendant du contexte. Pour obtenir le décodage, nous avons proposé trois architectures CNNs-HMMs. Toutes ces architectures sont évaluées sur un corpus de phrases codées en LPC en parole continue sans aucun artifice, et la performance de reconnaissance CS confirme l’efficacité de nos méthodes proposées. Le résultat est comparable à l’état de l’art qui utilisait des bases de données où l’information pertinente était préalablement repérée. En même temps, nous avons réalisé une étude spécifique concernant l’organisation temporelle des mouvements de la main, révélant une avance de la main en relation avec l’emplacement dans la phrase. En résumé, ce travail de doctorat propose les méthodes avancées d’apprentissage automatique issues du domaine de la vision par ordinateur et les méthodologies d’apprentissage en profondeur dans le travail de reconnaissance CS, qui constituent un pas important vers le problème général de conversion automatique de CS en parole audio
This PhD thesis deals with the automatic continuous Cued Speech (CS) recognition basedon the images of subjects without marking any artificial landmark. In order to realize thisobjective, we extract high level features of three information flows (lips, hand positions andshapes), and find an optimal approach to merging them for a robust CS recognition system.We first introduce a novel and powerful deep learning method based on the ConvolutionalNeural Networks (CNNs) for extracting the hand shape/lips features from raw images. Theadaptive background mixture models (ABMMs) are also applied to obtain the hand positionfeatures for the first time. Meanwhile, based on an advanced machine learning method Modi-fied Constrained Local Neural Fields (CLNF), we propose the Modified CLNF to extract theinner lips parameters (A and B ), as well as another method named adaptive ellipse model. Allthese methods make significant contributions to the feature extraction in CS. Then, due tothe asynchrony problem of three feature flows (i.e., lips, hand shape and hand position) in CS,the fusion of them is a challenging issue. In order to resolve it, we propose several approachesincluding feature-level and model-level fusion strategies combined with the context-dependentHMM. To achieve the CS recognition, we propose three tandem CNNs-HMM architectureswith different fusion types. All these architectures are evaluated on the corpus without anyartifice, and the CS recognition performance confirms the efficiency of our proposed methods.The result is comparable with the state of the art using the corpus with artifices. In parallel,we investigate a specific study about the temporal organization of hand movements in CS,especially about its temporal segmentation, and the evaluations confirm the superior perfor-mance of our methods. In summary, this PhD thesis applies the advanced machine learningmethods to computer vision, and the deep learning methodologies to CS recognition work,which make a significant step to the general automatic conversion problem of CS to sound.The future work will mainly focus on an end-to-end CNN-RNN system which incorporates alanguage model, and an attention mechanism for the multi-modal fusion

Dans le contexte des environnements urbains modernes et densément peuplés, la gestion efficace des transports et la structure des Systèmes de Transport Intelligents (STI) sont primordiales. Le secteur des transports publics connaît actuellement une expansion et une transformation significatives dans le but d'améliorer l'accessibilité, d'accommoder des volumes de passagers plus importants sans compromettre la qualité des déplacements, et d'adopter des pratiques respectueuses de l'environnement et durables. Les avancées technologiques, notamment dans l'Intelligence Artificielle (IA), l'Analyse de Données Massives (BDA), et les Capteurs Avancés (CA), ont joué un rôle essentiel dans la réalisation de ces objectifs et ont contribué au développement, à l'amélioration et à l'expansion des Systèmes de Transport Intelligents. Cette thèse aborde deux défis critiques dans le domaine des villes intelligentes, se concentrant spécifiquement sur l'identification des modes de transport utilisés par les citoyens à un moment donné et sur l'estimation et la prédiction du flux de transport au sein de divers systèmes de transport. Dans le contexte du premier défi, deux approches distinctes ont été développées pour la Détection des Modes de Transport. Tout d'abord, une approche d'apprentissage approfondi pour l'identification de huit médias de transport est proposée, utilisant des données de capteurs multimodaux collectées à partir des smartphones des utilisateurs. Cette approche est basée sur un réseau Long Short-Term Memory (LSTM) et une optimisation bayésienne des paramètres du modèle. À travers une évaluation expérimentale approfondie, l'approche proposée démontre des taux de reconnaissance remarquablement élevés par rapport à diverses approches d'apprentissage automatique, y compris des méthodes de pointe. La thèse aborde également des problèmes liés à la corrélation des caractéristiques et à l'impact de la réduction de la dimensionnalité. La deuxième approche implique un modèle basé sur un transformateur pour la détection des modes de transport appelé TMD-BERT. Ce modèle traite l'ensemble de la séquence de données, comprend l'importance de chaque partie de la séquence d'entrée, et attribue des poids en conséquence en utilisant des mécanismes d'attention pour saisir les dépendances globales dans la séquence. Les évaluations expérimentales mettent en évidence les performances exceptionnelles du modèle par rapport aux méthodes de pointe, soulignant sa haute précision de prédiction. Pour relever le défi de l'estimation du flux de transport, un Réseau Convolutif Temporel et Spatial (ST-GCN) est proposé. Ce réseau apprend à la fois des données spatiales du réseau de stations et des séries temporelles des changements de mobilité historiques pour prédire le flux de métro urbain et le partage de vélos à un moment futur. Le modèle combine des Réseaux Convolutifs Graphiques (GCN) et des Réseaux Long Short-Term Memory (LSTM) pour améliorer la précision de l'estimation. Des expériences approfondies menées sur des ensembles de données du monde réel du système de métro de Hangzhou et du système de partage de vélos de la ville de New York valident l'efficacité du modèle proposé, démontrant sa capacité à identifier des corrélations spatiales dynamiques entre les stations et à faire des prévisions précises à long terme
In the context of modern, densely populated urban environments, the effective management of transportation and the structure of Intelligent Transportation Systems (ITSs) are paramount. The public transportation sector is currently undergoing a significant expansion and transformation with the objective of enhancing accessibility, accommodating larger passenger volumes without compromising travel quality, and embracing environmentally conscious and sustainable practices. Technological advancements, particularly in Artificial Intelligence (AI), Big Data Analytics (BDA), and Advanced Sensors (AS), have played a pivotal role in achieving these goals and contributing to the development, enhancement, and expansion of Intelligent Transportation Systems. This thesis addresses two critical challenges within the realm of smart cities, specifically focusing on the identification of transportation modes utilized by citizens at any given moment and the estimation and prediction of transportation flow within diverse transportation systems. In the context of the first challenge, two distinct approaches have been developed for Transportation Mode Detection. Firstly, a deep learning approach for the identification of eight transportation media is proposed, utilizing multimodal sensor data collected from user smartphones. This approach is based on a Long Short-Term Memory (LSTM) network and Bayesian optimization of model’s parameters. Through extensive experimental evaluation, the proposed approach demonstrates remarkably high recognition rates compared to a variety of machine learning approaches, including state-of-the-art methods. The thesis also delves into issues related to feature correlation and the impact of dimensionality reduction. The second approach involves a transformer-based model for transportation mode detection named TMD-BERT. This model processes the entire sequence of data, comprehends the importance of each part of the input sequence, and assigns weights accordingly using attention mechanisms to grasp global dependencies in the sequence. Experimental evaluations showcase the model's exceptional performance compared to state-of-the-art methods, highlighting its high prediction accuracy. In addressing the challenge of transportation flow estimation, a Spatial-Temporal Graph Convolutional Recurrent Network is proposed. This network learns from both the spatial stations network data and time-series of historical mobility changes to predict urban metro and bike sharing flow at a future time. The model combines Graph Convolutional Networks (GCN) and Long Short-Term Memory (LSTM) Networks to enhance estimation accuracy. Extensive experiments conducted on real-world datasets from the Hangzhou metro system and the NY City bike sharing system validate the effectiveness of the proposed model, showcasing its ability to identify dynamic spatial correlations between stations and make accurate long-term forecasts

Cette thèse se concentre sur les méthodes d’apprentissage pour la transcription automatique de la batterie. Elles sont basées sur un algorithme de transcription utilisant une méthode de décomposition non-négative, la NMD. Cette thèse soulève deux principales problématiques : l’adaptation des méthodes au signal analysé et l’utilisation de l’apprentissage profond. La prise en compte des informations du signal analysé dans le modèle peut être réalisée par leur introduction durant les étapes de décomposition. Une première approche est de reformuler l’étape de décomposition dans un contexte probabiliste pour faciliter l’introduction d’informations a posteriori avec des méthodes comme la SI-PLCA et la NMD statistique. Une deuxième approche est d’implémenter directement dans la NMD une stratégie d’adaptation : l’application de filtres modelables aux motifs pour modéliser les conditions d’enregistrement ou l’adaptation des motifs appris directement au signal en appliquant de fortes contraintes pour conserver leur signification physique. La deuxième approche porte sur la sélection des segments de signaux à analyser. Il est préférable d’analyser les segments où au moins un événement percussif a lieu. Un détecteur d’onsets basé sur un réseau de neurones convolutif (CNN) est adapté pour détecter uniquement les onsets percussifs. Les résultats obtenus étant très intéressants, le détecteur est entraîné à ne détecter qu’un seul instrument permettant la réalisation de la transcription des trois principaux instruments de batterie avec trois CNN. Finalement, l’utilisation d’un CNN multi-sorties est étudiée pour transcrire la partie de batterie avec un seul réseau
This thesis focuses on learning methods for automatic transcription of the battery. They are based on a transcription algorithm using a non-negative decomposition method, NMD. This thesis raises two main issues: the adaptation of methods to the analyzed signal and the use of deep learning. Taking into account the information of the signal analyzed in the model can be achieved by their introduction during the decomposition steps. A first approach is to reformulate the decomposition step in a probabilistic context to facilitate the introduction of a posteriori information with methods such as SI-PLCA and statistical NMD. A second approach is to implement an adaptation strategy directly in the NMD: the application of modelable filters to the patterns to model the recording conditions or the adaptation of the learned patterns directly to the signal by applying strong constraints to preserve their physical meaning. The second approach concerns the selection of the signal segments to be analyzed. It is best to analyze segments where at least one percussive event occurs. An onset detector based on a convolutional neural network (CNN) is adapted to detect only percussive onsets. The results obtained being very interesting, the detector is trained to detect only one instrument allowing the transcription of the three main drum instruments with three CNNs. Finally, the use of a CNN multi-output is studied to transcribe the part of battery with a single network

Les décisions de justice contiennent des informations déterministes (dont le contenu est récurrent d'une décision à une autre) et des informations aléatoires (à caractère probabiliste). Ces deux types d'information rentrent en ligne de compte dans la prise de décision d’un juge. Les premières peuvent la conforter dans la mesure où l’information déterministe est un élément récurrent et bien connu de la jurisprudence (i.e. des résultats d’affaires passées). Les secondes, apparentées à des caractères rares ou exceptionnels, peuvent rendre la prise de décision difficile et peuvent elles-mêmes modifier la jurisprudence. L’objet de cette thèse est de proposer un modèle d’apprentissage profond mettant en évidence ces deux types d’information afin d’en étudier leur impact (contribution) dans la prise de décision d’un juge. L'objectif est d’analyser des décisions similaires, de mettre en évidence les informations aléatoires et déterministes dans un corpus de décisions et de quantifier leur importance dans le processus de jugement
Judicial decisions contain deterministic information (whose content is recurrent from one decision to another) and random information (probabilistic). Both types of information come into play in a judge's decision-making process. The former can reinforce the decision insofar as deterministic information is a recurring and well-known element of case law (ie past business results). The latter, which are related to rare or exceptional characters, can make decision-making difficult, since they can modify the case law. The purpose of this thesis is to propose a deep learning model that would highlight these two types of information and study their impact (contribution) in the judge’s decision-making process. The objective is to analyze similar decisions in order to highlight random and deterministic information in a body of decisions and quantify their importance in the judgment process

Mon travail de thèse s'est articulé autour de trois manières d'utiliser les méthodes d'apprentissage automatique (machine learning) en physique de la matière condensée. Premièrement, j'expliquerai comment il est possible de détecter automatiquement des transitions de phase en reformulant cette tâche comme un problème de classification d'images. J'ai testé la fiabilité et relevé les limites de cette approche dans des modèles présentant des phases localisées à N corps (many-body localized - MBL) en dimension 1 et en dimension 2. Deuxièmement, j'introduirai une représentation variationnelle d'états fondamentaux sous la forme de réseaux de neurones (neural-network quantum states - NQS). Je présenterai nos résultats sur un modèle contraint de bosons de coeur dur en deux dimensions avec des méthodes variationnelles basées sur des NQS et de projection guidée. Nos travaux montrent notamment que les états NQS peuvent encoder avec précision des états solides et liquides de bosons. Enfin, je présenterai une nouvelle approche pour la recherche de stratégies de corrections d'erreur dans les codes quantiques, cette approche se base sur les techniques utilisées pour concevoir l'intelligence artificielle AlphaGo. Nous avons pu montrer que des stratégies efficaces peuvent être découvertes avec des algorithmes d'optimisation évolutionnistes. En particulier, nous avons observé que des réseaux de neurones peu profonds sont compétitifs avec les réseaux profonds utilisés dans des travaux antérieurs, représentant un gain d'un facteur 10000 en termes de nombre de paramètres
My PhD thesis presents three applications of machine learning to condensed matter theory. Firstly, I will explain how the problem of detecting phase transitions can be rephrased as an image classification task, paving the way to the automatic mapping of phase diagrams. I tested the reliability of this approach and showed its limits for models exhibiting a many-body localized phase in 1 and 2 dimensions. Secondly, I will introduce a variational representation of quantum many-body ground-states in the form of neural-networks and show our results on a constrained model of hardcore bosons in 2d using variational and projection methods. In particular, we confirmed the phase diagram obtained independently earlier and extends its validity to larger system sizes. Moreover we also established the ability of neural-network quantum states to approximate accurately solid and liquid bosonic phases of matter. Finally, I will present a new approach to quantum error correction based on the same techniques used to conceive the best Go game engine. We showed that efficient correction strategies can be uncovered with evolutionary optimization algorithms, competitive with gradient-based optimization techniques. In particular, we found that shallow neural-networks are competitive with deep neural-networks

La connectivité mobile est un moteur important de nos sociétés, c'est pourquoi l'usage des données mobiles n'a cessé de croître à travers le monde. Pour éviter la saturation, les opérateurs mobiles sont amenés à faire évoluer leurs réseaux. Les réseaux mobiles sont renforcés grâce à l'installation de nouvelles stations de base et antennes. Ce chantier étant très coûteux, une grande attention est accordée à l'identification des déploiements les plus rentables et permettant d'être compétitif. L'objectif de la thèse est d'utiliser apprentissage automatique pour proposer des solutions améliorant les décisions de déploiement. Le premier volet de la thèse est consacré au développement de modèles d'apprentissage pour assister le déploiement des stations de base sur de nouveaux emplacements. En l'absence de connaissance réseau d'une zone non couverte, les modèles sont entraînés en s'appuyant entièrement sur des données du tissu urbain. Au départ, les prédictions consistaient simplement à estimer la classe d'activité majoritaire d'une station de base. Par la suite, ces travaux ont été étendus pour prédire le profil horaire type de l'affluence hebdomadaire. Les temps d'entraînement parfois longs ont conduit à analyser plusieurs méthodes de réduction de données mobiles. Le deuxième volet de la thèse est consacré au déploiement de nouvelles cellules sur des sites existants afin d'augmenter leur capacité. Pour cela, un modèle de couverture cellulaire a été mis au point en dérivant le diagramme de Voronoi modélisant la couverture des stations de base. La première étude a porté sur la réutilisation de fréquences de générations technologiques antérieures pour les générations les plus récentes. Les modèles entraînés ont pour objectif d'aider à prioriser les ajouts capacitifs sur les secteurs pouvant bénéficier de la plus forte amélioration de la disponibilité des ressources. La deuxième étude a porté sur l'ajout d'une nouvelle génération de réseau en considérant deux axes de déploiement: priorisation de la rentabilité ou de l'amélioration de la qualité de service. Ainsi, les méthodes développées par cette thèse visent à s'intégrer dans un outil de géo-marketing, en proposant des modèles pouvant prédire la demande de connectivité d'un territoire ainsi que son évolution. Ces informations pourront également servir à rendre le dimensionnement des réseaux plus précis
Mobile connectivity is an important driver of our societies, which is why mobile data consumption has continued to grow steadily worldwide. To avoid global congestion, mobile network operators are bound to evolve their networks.Mobile networks are strengthened through the deployment of new base stations and antennas. As this task is very expensive, a great attention is given to identifying cost-effective and competitive deployments.In this context, the objective of this thesis is to use machine learning to improve deployment decisions.The first part of the thesis is dedicated to developing machine learning models to assist in the deployment of base stations in new locations. Assuming that network knowledge for an uncovered area is unavailable, the models are trained solely on urban fabric features.At first, models were simply trained to estimate the class of major activity of a base station.Subsequently, this work was extended to predict the typical hourly profile of weekly traffic. Since the train time could be long, several methods for reducting mobile data have been studied.The second part of the thesis focuses on the deployment of new cells to increase the capacity of existing sites. For this purpose, a cell coverage model was developed by deriving the Voronoi diagram representing the coverage of base stations.The first study examined the spectrum refarming of former generations of mobile technology for the deployment of the newest generations.Models are trained to assist in prioritizing capacity additions on sectors that can benefit from the greatest improvement in resource availability.The second study examined the deployment of a new generation of mobile technology, considering two deployment strategies: driven by profitability or by the improvement of the quality of service.Therefore, the methods developed in this thesis offer ways to train models to predict the connectivity demand of a territory as well as its evolution. These models could be integrated into a geo-marketing tool, as well as providing useful information for network dimensioning

Cette thèse a pour but d'améliorer la tâche de reconnaître des gestes de main en utilisant des techniques d'apprentissage par ordinateur et de traitement du signal. Les principales contributions de la thèse sont dédiés à la théorie de l'apprentissage par ordinateur et à l'interaction homme-machine. L'objectif étant d'implanter toutes méthodes en temps réel, toute méthode employé au cours de cette thèse était un compromis entre puissance et temps de calcul nécessaire.Plusieurs pistes ont été poursuivi : au début, la fusion des informations fournies par plusieurs capteurs tu type « time-of-flight » a été étudiée, dans le but d'améliorer le taux de reconnaissances correctes par rapport au cas avec un seul capteur. En particulier, l'impact des différentes caractéristiques calculés à partir d'une nuage de points, et de ses paramètres, a été évalué. Egalement, la performance des réseaux multi-couches (MLP) à été comparé avec celle d'un séparateur à vaste marge (SVM).En s'appuyant sur ces résultats, l'implantation du système dans une voiture a eté effectuée. Tout d'abord, nous avons montré que le système n'est pas du tout gêné par le fait d'être exposé aux conditions d'éclairage « outdoor ». L'extension de la base d'entraînement et une modification des caractéristiques calculé de la nuage des points a pu augmenter le taux de bonnes reconnaissances de façon très significative, ainsi que le rajout des mesures de confiance à la classification.Afin d'améliorer la performance des classifieurs à la base des réseaux multi-couche (MLP), une nouvelle méthode assez simple a été mise au point ensuite. Cette méthode met au profit des informations déjà présentes dans la dernière couche du réseau. En combinant cette nouvelle approche avec une technique de fusion, le taux de bonnes reconnaissances est amélioré, et surtout pour le cas des échantillons « difficiles ». Ces résultats ont été analysés et comparés de façon approfondie en comparant des différentes possibilités de fusion dans un tel contexte. L'exploitation du fait que les données traitées dont des séquences, et qu'il y a par conséquent une cohérence temporelle dans des échantillons successifs, a également été abordée un utilisant les mêmes techniques de fusion. Un système de « infotainment » implanté sur un smartphone, qui utilise les techniques décrites ici, a également été réalisé.Dans un dernier temps, un modèle simplifié de la reconnaissance des gestes dynamiques a été proposé et validé dans un contexte applicatif. Il a été montré que un geste peut être défini de façon assez robuste par une pose initiale et une pose finale, qui sont classé par le système décrit ci-dessus
This thesis aims at improving the complex task of hand gesture recognition by utilizing machine learning techniques to learn from features calculated from 3D point cloud data. The main contributions of this work are embedded in the domains of machine learning and in the human-machine interaction. Since the goal is to demonstrate that a robust real-time capable system can be set up which provides a supportive means of interaction, the methods researched have to be light-weight in the sense that descriptivity balances itself with the calculation overhead needed to, in fact, remain real-time capable. To this end several approaches were tested:Initially the fusion of multiple ToF-sensors to improve the overall recognition rate was researched. It is examined, how employing more than one sensor can significantly boost recognition results in especially difficult cases and get a first grasp on the influence of the descriptors for this task as well as the influence of the choice of parameters on the calculation of the descriptor. The performance of MLPs with standard parameters is compared with the performance of SVMs for which the parameters have been obtained via grid search.Building on these results, the integration of the system into the car interior is shown. It is demonstrated how such a system can easily be integrated into an outdoor environment subject to strongly varying lighting conditions without the need for tedious calibration procedures. Furthermore the introduction of a modified light-weight version of the descriptor coupled with an extended database significantly boosts the frame rate for the whole recognition pipeline. Lastly the introduction of confidence measures for the output of the MLPs allows for more stable classification results and gives an insight on the innate challenges of this multiclass problem in general.In order to improve the classification performance of the MLPs without the need for sophisticated algorithm design or extensive parameter search a simple method is proposed which makes use of the existing recognition routines by exploiting information already present in the output neurons of the MLPs. A simple fusion technique is proposed which combines descriptor features with neuron confidences coming from a previously trained net and proves that augmented results can be achieved in nearly all cases for problem classes and individuals respectively.These findings are analyzed in-depth on a more theoretical scale by comparing the effectiveness of learning solely on neural activities in the output layer with the previously introduced fusion approach. In order to take into account temporal information, the thesis describes a possible approach on how to exploit the fact that we are dealing with a problem within which data is processed in a sequential manner and therefore problem-specific information can be taken into account. This approach classifies a hand pose by fusing descriptor features with neural activities coming from previous time steps and lays the ground work for the following section of making the transition towards dynamic hand gestures. Furthermore an infotainment system realized on a mobile device is introduced and coupled with the preprocessing and recognition module which in turn is integrated into an automotive setting demonstrating a possible testing environment for a gesture recognition system.In order to extend the developed system to allow for dynamic hand gesture interaction a simplified approach is proposed. This approach demonstrates that recognition of dynamic hand gesture sequences can be achieved with the simple definition of a starting and an ending pose based on a recognition module working with sufficient accuracy and even allowing for relaxed restrictions in terms of defining the parameters for such a sequence

Les carburants alternatifs et les biocarburants représentent une réponse viable et intéressante aux problèmes liés à l’utilisation des carburants conventionnels pour le transport. Un aspect nouveau des carburants alternatifs est le fait que la gamme des composés chimiques est importante en raison de la diversité de leurs origines. Cet aspect ouvre la possibilité de créer des « carburants personnalisés », dont les compositions chimiques sont ajustées aux spécifications des carburants conventionnels. Dans ce contexte, il est intéressant de développer des méthodes prédictives nous permettant d’estimer les propriétés physico-chimiques d’un carburant en se basant seulement sur sa composition chimique et les structures de ses composants. Dans cette thèse, nous avons évalué l’application des méthodes d’apprentissage automatique à l’estimation de propriétés telles que le point d’éclair, enthalpie de combustion, point de fusion, indice de cétane, masse volumique et viscosité d'hydrocarbures et composés oxygénés présent dans les biocarburants. Dans la première étape, des modèles d’apprentissage automatique des propriétés des corps purs ont été développés. Dans la deuxième étape nous avons traité les mélanges, deux approches ont été développées : (1) l’application directe des méthodes d’apprentissage automatique aux données des mélanges ; (2) combiner les prédictions des modèles développés pour les corps purs avec des règles de mélange. Il a été constaté que les méthodes d’apprentissage automatique, en particulier les machines à vecteur de support, représentent une voie efficace pour la mise en place de modèles précis et robustes. D'autre part, en absence de données suffisamment nombreuses ou représentatives, l’utilisation de règles de mélange en combinaison avec l’apprentissage automatique pour décrire les propriétés corps purs est une option viable. De façon générale, un nombre de méthodes prédictives de propriétés, précises, robustes et rapides ont été développées dans le but de guider la formulation des carburants alternatifs
Alternative fuels and biofuels are a viable and attractive answer to problems associated to the current widespread use of conventional fuels in vehicles. One interesting aspect of alternative fuels is that the range of possible chemical compounds is large due to their diverse biological origins. This aspect opens up the possibility of creating “designer fuels”, whose chemical compositions are tailored to the specifications of the fuel being replaced. In this regard, it would be interesting to develop accurate predictive methods capable of instantaneously estimating a fuel’s physico-chemical properties based solely on its chemical composition and structures of its components. In this PhD work, we have investigated the application of machine learning methods to estimate properties such as flash point, enthalpy of combustion, melting point, cetane number, density and viscosity for families of compounds and mixtures similar to those found in biofuels: hydrocarbons and oxygenated compounds. During the first part of this work, machine learning models of pure compound properties were developed. During the second part mixtures have been examinated, two types of approaches were investigated: (1) the direct application of machine learning methods to mixture property data; (2) the use of the previously developed pure compound property models in combination with theoretically based mixing rules. It was found that machine learning methods, especially support vector machine methods, were an effective way of creating accurate and robust models. It was further found that, in the absence of sufficiently large or representative datasets, the use of mixing rules in combination with machine learning is a viable option. Overall, a number of accurate, robust and fast property estimation methods have been developed as a means to guide the formulation of alternative fuels

Cette thèse est consacrée à l'étude des méthodes d'apprentissages symbolique automatique en vue de leurs applications dans le domaine de la maintenance industrielle. Plus précisément, l'apport des méthodes d'apprentissage inductives basées sur la recherche de similarités entre exemples est envisagé à deux niveaux distincts. Le premier niveau concerne le domaine de la maintenance corrective. L'approche présentée aborde le développement et la mise en œuvre d'un module d'acquisition automatique de connaissance de surface pour le système expert de diagnostic technique Sediag. Ce module basé sur l'utilisation du système inductif Charade, engendre un système de règles à partir des informations mémorisées au cours des sessions de diagnostic antérieures. Le second niveau d'aide, relatif à la maintenance préventive aborde la conception d'un système à base de connaissance dédié à l'exploitation de la base de données des historiques de maintenance. Cette approche repose sur l'association de deux types de connaissances. Le premier est la connaissance induite par le module d'apprentissage à partir de la base de données. La connaissance générale d'experts en maintenance préventive constitue le second type de connaissance utilisé. Le système ainsi réalisé permet d'automatiser l'exploitation des historiques de maintenance et de fournir des conseils de prévention dont l'objectif est d'accroitre l'efficacité de cette maintenance. Enfin, est proposée une architecture intégrée de système à base de connaissance utilisant des méthodes d'apprentissage symbolique automatique pour l'aide à la maintenance corrective et préventive.

Ce chapitre aborde l'utilisation de l'intelligence artificielle, de l'apprentissage automatique et de l'apprentissage profond dans le contexte des maisons connectées. Plus précisément, il met l'accent sur les avantages de l'utilisation de l'apprentissage profond en termes de sécurité dans la cybersécurité des maisons connectées. Ce chapitre examine également divers cas d'utilisation de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage automatique, tels que la reconnaissance des activités humaines dans les maisons connectées, en utilisant des réseaux de neurones et des techniques d'apprentissage automatique. Ces méthodes permettent de détecter et d'analyser les comportements et les actions des résidents, ce qui peut contribuer à améliorer la sécurité et le confort dans les maisons connectées.

Au Québec, les contrevenants condamnés à plus de six mois sont admissibles à la libération conditionnelle une fois qu’ils ont purgé un tiers de leur peine d’incarcération. Or, environ la moitié des contrevenants admissibles choisissent de renoncer à leur droit de se présenter à une audience pour libération conditionnelle. Pourquoi ? Une nouvelle étude CIRANO (Lacroix et al., 2023) montre que pour certains, la décision de renoncer est en fait rationnelle. Les résultats suggèrent aussi que la libération conditionnelle a des impacts significatifs sur la réinsertion sociale. L’étude s’appuie sur des données administratives exclusives provenant du ministère de la Sécurité publique sur une période de plus de dix ans. C’est la seule étude menée au Québec qui permet de tirer des conclusions robustes par l’application de méthodes économétriques avancées et de techniques d'apprentissage automatique.