Dissertations / Theses: 'Perception auditive – Modèles mathématiques'

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Khalidov, Vasil. "Modèles de mélanges conjugués pour la modélisation de la perception visuelle et auditive." Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENM064.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous nous intéressons à la modélisation de la perception audio-visuelle avec une tête robotique. Les problèmes associés, notamment la calibration audio-visuelle, la détection, la localisation et le suivi d'objets audio-visuels sont étudiés. Une approche spatio-temporelle de calibration d'une tête robotique est proposée, basée sur une mise en correspondance probabiliste multimodale des trajectoires. Le formalisme de modèles de mélange conjugué est introduit ainsi qu'une famille d'algorithmes d'optimisation efficaces pour effectuer le regroupement multimodal. Un cas particulier de cette famille d'algorithmes, notamment l'algorithme EM conjugue, est amélioré pour obtenir des propriétés théoriques intéressantes. Des méthodes de détection d'objets multimodaux et d'estimation du nombre d'objets sont développées et leurs propriétés théoriques sont étudiées. Enfin, la méthode de regroupement multimodal proposée est combinée avec des stratégies de détection et d'estimation du nombre d'objets ainsi qu'avec des techniques de suivi pour effectuer le suivi multimodal de plusieurs objets. La performance des méthodes est démontrée sur des données simulées et réelles issues d'une base de données de scénarios audio-visuels réalistes (base de données CAVA)
In this thesis, the modelling of audio-visual perception with a head-like device is considered. The related problems, namely audio-visual calibration, audio-visual object detection, localization and tracking are addressed. A spatio-temporal approach to the head-like device calibration is proposed based on probabilistic multimodal trajectory matching. The formalism of conjugate mixture models is introduced along with a family of efficient optimization algorithms to perform multimodal clustering. One instance of this algorithm family, namely the conjugate expectation maximization (ConjEM) algorithm is further improved to gain attractive theoretical properties. The multimodal object detection and object number estimation methods are developed, their theoretical properties are discussed. Finally, the proposed multimodal clustering method is combined with the object detection and object number estimation strategies and known tracking techniques to perform multimodal multiobject tracking. The performance is demonstrated on simulated data and the database of realistic audio-visual scenarios (CAVA database)

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Caramiaux, Baptiste. "Etudes sur la relation geste-son en performance musicale." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066461.

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Abstract:

Cette thèse présente plusieurs travaux autour de l'étude des relations entre geste et son ayant pour vocation l'aide à la conception d'instruments pour la performance musicale. L'objectif est de mieux comprendre comment les gestes peuvent être associés au son afin de créer des instruments de musique numériques et expressifs. Initiée par une étude exploratoire scellant les objectifs et les problématiques abordées, cette thèse s'articule autour de deux grandes thématiques : la réponse gestuelle à l'écoute d'un son et la modélisation du geste à des fins d'analyse et d'applications. Dans la première thématique nous proposons des études expérimentales montrant les stratégies cognitives des participants dans l'exercice d'associer un geste à un son écouté. Nous montrons que ces stratégies sont liées à l'identification de la source. Dans la deuxième thématique, nous abordons les problèmes de modélisation des structures temporelles dans le geste musical. Nous présentons un premier modèle permettant le suivi et la reconnaissance en temps réel des profils temporels des paramètres du geste. Motivés par les aspects structurels de la musique, nous montrons la pertinence de l'utilisation d'un modèle pour la segmentation et l'analyse syntaxique du geste. Ainsi, nous abordons l'analyse gestuelle d'un point de vue signal et symbolique. Enfin, une implémentation concrète des questions de recherche est présentée sous la forme d'applications des différentes contributions théoriques. Précisément, les applications sont : un système de sélection de son par le geste; et un système de synthèse du son basée sur un suivi morphologique.

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Bruckert, Laetitia. "Production et perception de la voix : entre données phylogénétiques et modèles socio-culturels." Paris 10, 2006. http://www.theses.fr/2006PA100077.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à la production et à la perception de la voix. Nous avons utilisé des voix masculines. Les principaux résultats sont : - Il existe des consensus sur le jugement hédoniste de la voix et sur les inférences concernant le locuteur. Les consensus apparaissent quelle que soit la nature linguistique de la production vocale entendue, même à l'écoute d'une simple série de voyelles. - Les auditeurs sont capables d'inférer correctement l'âge des locuteurs mais non la taille car ceux-ci utilisent à tort des indices acoustiques non fiables tel F0. - Il n'y a pas d'effet du genre de l'auditeur sur les jugements : les auditeurs et les auditrices produisent les mêmes jugements. - Il y a un effet du corpus vocal sur les jugements produits à l'écoute des voix, cet effet oppose principalement les voyelles aux autres corpus. - Il apparaît, de manière générale, que les auditeurs/trices utilisent surtout les informations prosodiques de la voix et non les aspects spectraux tels F0 moyen et le timbre de la voix
The present thesis focuses on voice production and perception. We used male voices. Theses are the main results: - Consensus on the voice hedonistic judgment and on the inferences regarding the speaker can be noted. Theses appear whatever the linguistic nature of the vocal production listened, even while listening to a simple series of vowels. - The listeners prove themselves able to infer correctly the speakers' age but not height, as they mistakenly use non-reliable acoustic indications such as pitch. - There is no gender effect on the judgments : both male and female listeners seem to produce the same judgments. - A vocal corpus effect on the judgments produced while listening to voices can be observed, principally opposing the vowels to the other corpora. -It generally turns out that male and female speakers use mainly voice prosodic information and not the spectral aspects such as pitch and the voice tone

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Dugué, Pierre. "Vers un modèle de la chaîne auditive humaine dans le traitement de l’enveloppe temporelle." Rennes 1, 2008. http://www.theses.fr/2008REN1S024.

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Abstract:

Ce travail concerne le traitement par la chaîne auditive de l’enveloppe temporelle, i. E. Les fluctuations d’amplitude de fréquence inférieure à quelques dizaines de Hertz dont la perception est liée à l’intelligibilité du signal. Un modèle physiologiquement réaliste du traitement de cette enveloppe par la chaîne auditive est proposé. Il comporte deux parties : la première, de l’oreille externe au colliculus inférieur, génère des réponses unitaires, la seconde, du corps genouillé médian au cortex auditif primaire, des réponses de populations de neurones. Au-delà des indices de performance de validation couramment utilisés dans la littérature, de nouveaux indices sont introduits et validés. Les réponses à la modulation d’amplitude mesurées dans les principaux centres de traitement, notamment au niveau du cortex auditif primaire de sujets humains, sont effectivement reproduites en termes de fonctions de transfert de la modulation
This work is aimed at studying the auditory perception of sound temporal envelope, i. E. The amplitude fluctuations whose frequency is lower than about fifty Hertz, this envelope being closely related to speech intelligibility. A physiological model of the temporal envelope processing is proposed. It is composed of two parts : the first one, from the outer ear to the inferior colliculus, generates unitary responses and the second one, from the medial geniculate body to the primary auditory cortex, neural populations responses. In addition to indices frequently used in the literature, two new indices are proposed and validated. Responses to amplitude modulation measured in the main processing centres of the temporal envelope, particularly in the human primary auditory cortex, are effectively reproduced in terms of modulation transfer functions

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Bezerra, Silvio José. "Un modèle de perception visuelle pour la vision artificielle." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066026.

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Abstract:

Ce travail est consacré à l'exposé des recherches effectuées pour atteindre l'objectif initial de notre étude à savoir la modélisation de la perception visuelle appliquée à la vision artificielle. Dans le chapitre 1 nous présentons l'historique des réseaux de neurones qui relate les connaissances actuelles sur les modèles de neurones biologiques, formels, électroniques et connexionnistes. Dans le chapitre 2, nous effectuons un résumé des travaux actuels sur les phénomènes biologiques lies à la vision. Dans le chapitre 3, nous avons développé un modèle basé sur les réponses des neurones de type x afin de presser la rétine. Ensuite, nous avons développé un module dit de reconstitution afin de tenter de représenter une partie élémentaire de l'action et de la rétroaction existant entre l'aire primaire et l'aire secondaire. Puis nous avons construit un module descriptif appelé module de reconnaissance-apprentissage pour représenter les échanges d'informations entre les différentes aires du cortex cérébral. Dans ce but, nous sommes partis d'hypothèses classiques de l'électrophysiologie de la vision pour l'élaboration de notre modèle de rétine. Ensuite, nous avons réalisé la mise au point d'un module de reconstitution basé sur la sensibilité aux droites et sur la théorie des réseaux de neurones formels afin de reconstituer l'image qui a été filtrée par la rétine. Finalement, la mise au point d'un module de reconnaissance-apprentissage nous permet d'effectuer la reconnaissance d'une image présentée par comparaison à celles qui appartiennent à une mémoire. Ce module est capable d'établir une reconnaissance même si l'image présentée est partiellement cachée ou légèrement déplacée du centre du champ visuel. L'image qui n'est pas reconnue est envoyée vers une mémoire dite statistique avant d'être mémorisée.

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Farkhatdinov, Ildar. "Modeling verticality estimation during locomotion." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066085.

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Abstract:

Nous proposons un modèle du système vestibulaire. Le développement du modèle est basé sur les principes de la dynamique de Newton-Euler, régissant le mouvement des corps contraints à osciller en trois dimensions dans un référentiel non-Galiléen. Les otolithes du système vestibulaire constituent un exemple de tel système et ont été modélisés comme des pendules sphériques amortis. Deux modèles ont été proposés. Le modèle medial est constitué d’une seule oreille interne se trouvant au centre de la tête. Le modèle latéral est constitué de deux oreilles internes situées latéralement par rapport au centre de la tête. Un test d’observabilité a permis de montrer que pour que l’orientation de la tête soit une quantité observable, la tête doit être stabilisée. Nous montrons que le problème de l’ambiguïté gravito-inertielle peut être résolu si la tête est stabilisée horizontalement. Ces résultats ont été appliqués pour estimer la verticalité gravitationnelle lors de la locomotion dans le cas linéarisé et dans le cas non-linéaire. Les résultats des simulations ont montré que les erreurs d'estimation sont significativement plus faibles et que les observateurs convergent plus rapidement et de façon plus robuste quand la tête est stabilisée. Cela conduit à un système non-linéaire où observation et la commande sont combinés, pouvant être stabilisé par rapport à la verticale gravitationnelle. Les résultats sont testés avec un système expérimental spécialement conçu pour représenter le système tête-cou et les organes vestibulaires. Les résultats sont utiles à l'analyse de la perception spatiale chez les humains et pour l’amélioration des capacités sensorielles des systèmes robotiques
A nonlinear model of the vestibular system is proposed. The model was constructed from general considerations regarding the Newton-Euler dynamics governing the three-dimensional movements of bodies constrained to oscillate in non-inertial frames, such as the otoliths, which were modeled as spherical damped pendula. Two configurations were considered. The medial model considered only one inner ear located in the center of a head. The lateral model considered two inner ears located laterally with respect to the center of rotation of the head. An observability test was used to verify whether the reconstruction of the head orientation with respect to the gravitational vertical was possible from otoliths measurements only. It could be shown that in order for the head vertical orientation to be observable, the head had to be stabilized during locomotion. It was shown that the gravitoinertial ambiguity could be resolved if the head was horizontally stabilized. The results were applied to solve the head vertical orientation estimation problem. The simulations indicated that the estimation errors were smaller and the observers converged faster when head was stabilized during locomotion, leading to a nonlinear, combined observation-control system that could be stabilized with respect to the gravitational vertical. The results were tested with an experimental setup that comprised an actuated gimbal mechanism to represent the head-neck system and a liquid-based inclinometer that represented the otoliths organs. The findings derived from this research would be helpful for analyzing spatial perception in humans, and for improving the perceptual capabilities of robotic systems

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Moffat, Graeme. "Etudes des acouphènes chez l'homme et dans des modèles animaux : corrélats électrophysiologiques chez l'animal éveillé : rôle des prothèses auditives dans le traitement des acouphènes chez l'homme." Aix-Marseille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX11007.

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Abstract:

Les acouphènes sont des hallucinations auditives (ou perception fantôme) perçus dans une ou deux oreilles. Les personnes souffrant d'acouphènes décrivent le plus souvent ces derniers comme la perception de sifflements ou de bourdonnement alors qu'il n'y a pas de stimulation extérieure et représentent 8 à 10 % de la population dans les pays industrialisés. La présence d'acouphènes peut entraîner des modifications notables du comportement et une détérioration de la qualité de vie (irritabilité, tension, inquiétude, détérioration des fonctions intellectuelles). A l'heure actuelle, aucun traitement efficace pour les traiter n'a été encore trouvé. Le développement de tels traitements est impératif et nécessite la compréhension d'une part des mécanismes physiologiques sous jacents et d'autre part de l'efficacité et des limites des différentes stratégies de traitement disponibles. Etant donné que la relation entre acouphènes et perte auditive est bien établie et qu'il y a un consensus sur les modèles physiologiques des acouphènes, entre autres le rôle important de la déafférentation sensorielle due à une lésion périphérique, les stratégies thérapeutiques visant à restaurer l'entrée sensorielle du système auditif central par l'intermédiaire d'une stimulation acoustique supraliminaire devrait être efficace pour modifier ou alléger ce symptôme. En collaboration avec deux laboratoires (Lyon et Marseille), j'ai testé l'efficacité de deux protocoles de traitement acoustique destinés à diminuer les acouphènes. Dans la première expérience, les patients souffrant d'acouphènes ont bénéficié de l'un ou l'autre régime d'aide auditive amplifiée, soit une amplification clinique standard qui est connue pour calmer les acouphènes dans certains cas, soit une amplification large bande incluant les hautes fréquences pour laquelle le modèle neurophysiologique des acouphènes prédit qu'elle devrait être plus efficace que l'amplification standard. Les résultats ont montré que seule l'amplification standard avait un effet sur la sensation perçue des acouphènes. Le fait que l'amplification élargie aux hautes fréquences n'ait aucune répercussion pour la perception suggère l'existence d'une limite physiologique ou technique non identifiée empêchant l'efficacité de cette stratégie thérapeutique. Cependant, l'influence des régions cochléaires mortes et des périodes sensibles et/ou la perte de la plasticité neuronale auditive doivent être considérées. Dans une seconde série d'expériences, nous avons cherché les corrélats neuronaux des acouphènes chez l'animal éveillé ce qui n'avait jamais été fait auparavant en utilisant des méthodes différentes d'induction des acouphènes. Nous avons induit la perception d'un son fantôme (Zwicker tone) chez les animaux soit par injection de salycilate (aspirine) à haute dose, soit par traumatisme sonore aigü, ces deux méthodes étant bien connues pour entraîner des acouphènes. Nous n'avons trouvé aucun corrélat neuronal du phénomène Zwicker tone mais nous avons observé une augmentation de l'amplitude des potentiels évoqués enregistrés au niveau du cortex auditif et une diminution d'amplitude de la puissance spectrale de l'EEG dans les bandes de fréquences allant de 10 à 30 Hz après injection de salicylate ou traumatisme sonore. De plus, nous avons trouvé une diminution généralisée de l'entropie de l'EEG après administration de salicylate. Ces résultats suggèrent que le modèle salycilate n'entraîne pas des effets analogues à ceux liés au traumatisme sonore, notamment par les changements d'entropie observés au niveau cortical, changements indépendants des effets auditifs. Ces deux expériences mettent en évidence des failles importantes dans le modèle neurophysiologique expérimental des acouphènes. Leur sensation permanente est probablement due, dans la plupart des cas, à des lésions cochléaires ou nerveuses proches de la cochlée et que les cas de lésions cochléaires pourraient présenter une limite insurmontable à l'efficacité des thérapies acoustiques. De futures implications et considérations sur d'autres stratégies thérapeutiques sont discutées
Tinnitus, the perception of sound in the absence of any stimulus, is a chronic problem for tens of millions of individuals worldwide, and no treatments have yet shown a high degree of eficacy in all cases. The development of effective treatments is therefore imperative and requires both an understanding of the physiologcal basis of tinnitus and of the effectiveness and limits of different treatment strategies. Given a well-established relationship between tinnitus and hearing impairment, and a consensus among physiological models of tinnitus as to the important role of deafferentation (reduced input) in the auditory system, treatment strategies that attempt to restore input to the central auditory system via suprathreshold acoustic stimulation should be effective in altering or alleviating this disorder. In collaboration with laboratories in Lyon and Marseille, France, I tested the effectiveness of two acoustic treatment protocols designed to alleviate tinnitus. Ln a ﬁrst experiment, patients suffering from tinnitus were fitted for one of two hearing aid amplification regimes: standard clinical amplification, which is known to alleviate tinnitus in some cases, and high-bandwidth ampliﬁcation, which the neurophysiological model of tinnitus predicts should be more effective than the clinical standard. L found that tinnitus sensation was affected by standard amplification but not by high-bandwidth, suggesting an unforeseen technical or physiological limit on the efficacy of this treatment strategy. Consideration must therefore be given to the inﬂuence of cochlear dead regions and sensitive periods, or lack thereof, in auditory neural plasticity. In a second series of experiments, my collaborators and I looked for neural correlates of tinnitus in an awake aninal model, which has not been done previously using multiple tinnitus induction strategies. Animals were subjected to a Zwicker Tone-inducing stimulus, a high dose of sodium salicylate, and an acute noise trauma, all of which are known to induce a phantom auditory percept over different time scales. We found no neural correlate of the Zwicker Tone phenomenon, but did note both an increase in evoked potential amplitude (in audiory cortex local field potentials) and a decrease over a broad band in the EEG power spectrum between 10-30 Hz after both salicylate and nobe trauma adminmration. Moreover, we found a generalized decrease in entropy in EEG under salicylate administration. These results suggest that an important experimental tinnitus model, salicylate administration, may not be completely analogous to the effects of noise trauma, in that important central changes independent of auditory effects may exert an influence. Taken together, these experiments suggest important gaps in the neurophysiological model of tinnitus, notably that though tinnitus induction may not necessarily depend on peripheral deafferentation (as in salicylate administration), its sustained presence is likely in most cases dependent upon peripheral or sensorineural damage at a level close to the cochlea, and that cases of peripheral (cochlear) damage may present an insurmountable limit to the effetiveness of acoustic therapies. Further implications and consideration of other treatment strategies is discussed

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Leiba, Raphaël. "Conception d'un outil de diagnostic de la gêne sonore en milieu urbain." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066602/document.

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Abstract:

Le bruit, en particulier celui dû au trafic routier, est cité par de nombreuses études comme une source de préoccupation sociétale majeure. Jusqu'à présent les réponses des pouvoirs publics ne se basent que sur une quantification énergétique de l'exposition sonore, souvent via la mesure ou l'estimation du LA ou du Lden, et des prises de décisions relatives à la diminution du niveau sonore. Or des études psychoacoustiques ont montré que le niveau sonore n'expliquait qu'une faible part de la gêne sonore ressentie. Il est donc intéressant d'avoir plus d'information sur la source de bruit et de ne pas la réduire à un simple niveau sonore. Dans cette thèse, nous proposons de concevoir un outil permettant d'estimer la gêne sonore associée à chaque véhicule du trafic routier via l'utilisation de son signal audio et de modèles de gêne sonore. Pour ce faire, le signal audio du véhicule est isolé de l'ensemble du trafic routier urbain grâce à l'utilisation de méthodes inverses et de grands réseaux de microphones ainsi que du traitement d'images pour obtenir sa trajectoire. Grâce à la connaissance de la trajectoire ainsi que du signal, le véhicule est classifié par une méthode de machine learning suivant la taxonomie de Morel et al. Une fois sa catégorie obtenue, la gêne spécifique du véhicule est estimée grâce à un modèle de gêne sonore utilisant des indices psychoacoustiques et énergétiques. Cela permet l'estimation des gênes sonores spécifiques à chaque véhicule au sein du trafic routier. L'application de cette méthode est faite lors d'une journée de mesure sur une grande artère parisienne
Noise, especially road traffic noise, is cited by many studies as a source of major societal concern. So far, public responses are based only on energy quantification of sound exposure, often by measuring or estimating LA or Lden, and sound-level reduction related decision are taken. Nevertheless, psychoacoustic studies have shown that the sound level explains only a small part of the perceived noise annoyance. It is interesting to have more information about the source of noise and not to reduce the information to its sound level. In this thesis a tool is proposed for estimating the noise annoyance induced by each road vehicle using its audio signal and noise annoyance models. To do so, the audio signal of the vehicle is isolated by using inverse methods, large microphones arrays and image processing to obtain its trajectory. The knowledge of the trajectory and of the signal allows the vehicle to be classified by a machine learning method according to Morel et al. taxonomy. Once its category obtained, the specific annoyance of the vehicle is estimated thanks to a noise annoyance model using psychoacoustic and energetic indices. This allows the estimation of specific noise annoyance for each vehicle within the road traffic. The application of this method is made during a measurement day on a large Parisian artery

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Follet, Brice. "Etude sur la dichotomie ambiant-focal du comportement oculomoteur dans la perception des scènes naturelles." Paris 8, 2012. http://octaviana.fr/document/178646946#?c=0&m=0&s=0&cv=0.

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Abstract:

Le présent travail de thèse approfondit la question de l'existence de deux modes d'attention visuelle appelés ambiant et focal. Le document commence par présenter les travaux précédant les nôtres tant au niveau comportemental, physiologique, oculométrique et computationnel. Nous exposons ensuite les études expérimentales. L'ensemble des études menées provient directement ou indirectement d'enregistrements oculométriques dans le but d'étudier l'attention visuelle dans ses aspects ambiant et focal. Nous abordons le problème en proposant une méthode de discrimination automatique de ces deux types de fixations contrairement aux approches précédemment utilisées dans la littérature. Cette discrimination nous permet dans un premier temps de relever les indices comportementaux pertinents pour leur distinction. Nous voyons ensuite que ces deux types de fixations obtenus présentent des caractéristiques distinctes au niveau de leur déploiement spatial sur les scènes visuelles présentées. Par la suite, nous investiguons leur rôle respectif dans la perception au travers de deux paradigmes expérimentaux spécifiques. Les hypothèses selon lesquelles les fixations focales s'occupent de la perception locale des objets et que les fixations ambiantes sont vouées au traitement de la scène globale sont validées. Dans un dernier temps, nous nous occupons de la modélisation informatique de l'attention visuelle en vue d'augmenter les prédictions du modèle de saillance visuelle au regard de ces différents types de fixation. Nous proposons enfin un modèle fonctionnel temporel puis une architecture globale du comportement oculaire
This work relies on the question of existence of two kinds of visual named ambient and focal. Document begins to present previous work at behavioral, physiological, oculometric and computational levels. Next, we expose our experimental approach and the obtained results. All experimental methodologies rely on oculomotor data with the aim to study ambient and focal aspects. We approach this problem in suggesting an automatic method to discriminate the two kinds of fixations contrary to previous studies. In a first step, this fixation clustering allows to reveal one relevant behavioral index to discriminate fixations. In a subsequent step, we observe that two kinds of fixations show distinct features on the spatial deployment in the visual scene. In a next step, we investigate the respective role of ambient and focal fixations in the perception across two different paradigms. Hypothesis suggesting focal fixations are specialized in a local perception of object and ambient fixations preferentially treat the global scene are validated. In a next step, we try to consider ambient and focal fixations to increase the ability of a saliency model to predict spatial deployment of fixations. The last step suggests a functional temporal synthesis and a global schema of ocular behavior

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Gueguen, Robin. "Virtualisation architecturale visuelle et auditive du théâtre antique d'Orange." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS163.

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Abstract:

Ce projet pluridisciplinaire initié par Sorbonne Université vise à apporter des solutions mathématiques et informatiques à des problèmes archéologiques. Il s’articule autour du théâtre antique d’Orange. Une étude documentaire poussée a permis de restituer ce monument sur le logiciel Blender. La maquette virtuelle du théâtre est composée de formes brutes, auxquelles sont affectés des éléments de détail non permanents, ce qui la rend très facilement modulable. En plus de pouvoir visualiser virtuellement le monument, ce projet vise à étudier son acoustique. Ainsi, un outil de calcul spécialement conçu pour ce cas d’application complexe a été développé en C++ en partenariat avec le CMAP de l’École polytechnique. L’algorithme est développé à l’aide de méthodes géométriques en se plaçant dans l’approximation hautes fréquences. À partir d’une source sonore, il s’agit de propager des faisceaux portant une certaine quantité d’énergie dans toutes les directions et de calculer leurs réflexions sur les parois du bâtiment. La méthode permet simuler la réverbération d’une salle sur huit bandes de fréquence en prenant en compte les coefficients d’absorption des matériaux et du milieu de propagation. L’algorithme est optimisé par une approche de Divide and Conquer utilisant des octrees. Cela permet de réduire la complexité quadratique de l’interaction rayons/éléments à quasi-linéaire ce qui améliore considérablement le temps de calcul. C’est avec ce simulateur qu’est finalement menée l’étude acoustique du théâtre d’Orange. Il est alors possible de qualifier l’impact de certaines configurations du théâtre : présence de décor ou de toit, position des spectateurs ou des sources acoustiques
This multidisciplinary project initiated by Sorbonne University aims to provide mathematical and computing solutions to archaeological problems. It deals with the ancient theater of Orange. An extensive literature review allowed to restore this monument thanks to the software Blender. In addition to the visualization part, this project also aims to study the acoustics of the monument. Thus, a numerical simulation tool especially designed for this significant size numerical problems has been developed in C++ in partenership with the CMAP (École polytechnique). The algorithm uses geometric methods thanks to the high frequency approximation. From a sound source, beams carrying a certain amount of energy are propagated in all directions and reflected on the building walls. The method provide the reverberation curve of a room for eight octave bands by considering the materials properties and the propagation medium. The algorithm is optimized by using a Divide and Conquer approach with a hierarchical octree structure. This allow to reduce the quadratic complexity of the ray/element interactions to near-linear and significantly improves computation time. The algorithm is validated by comparison with theoretical test cases. The study of the Orange theater is eventually carried out with this acoustic simulator. Thanks to different output data, it is possible to qualify the acoustic impact of certain theater configurations : presence of ornament or roof, position of spectators or sound sources

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Favali, Marta. "Formal models of visual perception based on cortical architectures." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066094/document.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est de développer des modèles mathématiques de perception visuelle basés sur des architectures corticales et de les appliquer pour reproduire des expériences phénoménologiques ainsi que pour traiter des images naturelles. Nous nous concentrons sur les tâches de vision de bas niveau et nous sommes intéressés par le problème du groupement et de l’individuation des unités perceptives. Nous ferons face au problème de la reconstruction des figures illusoires et de la détection des vaisseaux rétiniens dans les images optiques. Ensuite, nous considérerons le problème du codage et du décodage de l’activité cérébrale du cortex visuel obtenue par Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle (IRMf). Ceci permet d’estimer la structure du cortex d’un patient spécifique et éventuellement de reconstruire le stimulus visuel de l’activité IRMf, dans une stratégie “de lecture du cerveau”. La distinction entre notre approche et l’état de la littérature consiste à utiliser des modèles neuromathématiques du cortex comme connaissance a priori pour régulariser la structure estimée. Même si c’est un objectif à long terme, nous proposons une première approche pour améliorer les résultats dans ce domaine. L’ensemble du travail de cette thèse a été développé en tenant compte des résultats de la phénoménologie de la perception et des résultats de la neurophysiologie. Dans le domaine de la phénoménologie de la perception, au début du siècle dernier, la théorie de la psychologie de la Gestalt a défini l’intégration des contours et en particulier Wertheimer [1938], Kohler [1947], Kofka [1935] ont défini le regroupement des lois de perception. Celles-ci sont cruciales dans la construction d’objets visuels : les éléments avec des caractéristiques en commun peuvent être regroupés pour former un nouvel objet visuel plus grand. Des expériences psychophysiques ont été proposées pour mesurer les paramètres quantitatifs de ces lois. Un intérêt particulier de cette thèse est le concept de champ d’association introduit par Field et al. [1993] lequel code différents principes de la Gestalt (dont la bonne continuation et la proximité).Ces auteurs ont montré que la co-linéarité de stimulus et la co-circularité jouent un rôle important dans la caractéristique du groupement. Leur étude a montré comment les chances de percevoir un chemin curviligne étaient élevées si l’orientation de ses éléments était tangente à ce chemin. D’autre part, en neurophysiologie, une grande quantité d’expériences confirment que le problème du groupement et de détection des contours est effectué par le cortex visuel primaire (V1) [Hubel, 1995]. Un cadre mathématique, basé sur les instruments différentiels, a été introduit pour formaliser ces résultats. Les premiers modèles géométriques sont dus à Koenderink and van Doorn
The objective of this thesis is to develop mathematical models of visual perception based on cortical architectures and to apply them to reproduce phenomenological experiments and to process natural images. We primarly focus on low level vision tasks and in particular we are interested in the problem of grouping and of individuation of perceptual units. In this setting we will face the problem of the reconstruction of illusory figures and the detection of retinal vessels in optical images. Then we consider the problem of encoding and decoding of the fMRI signal from in vivo acquired brain activity of visual cortex. This allows to estimate the structure of the cortex of a specific human patient and eventually to reconstruct the visual stimulus from fMRI activity, in a so called “brain reading” strategy. The difference between our approach and the state of the art literature consists in using previously defined neuromathematical models of the cortices as a-priori knowledge to regularise in vivo estimated structure. Even if it is a long term objective, we propose a first approach to improve the results in this field. The entire work of this thesis has been developed taking into account results from phenomenology of perception and results of neurophysiology.In the field of the phenomenology of perception, at the beginning of the last century, the theory of the Gestalt psychology [Wertheimer, 1938, Kohler, 1947, Kofka, 1935] defined the integration of contours and in particular they defined grouping laws underlying perception. These are crucial in the construction of visual objects: points with characteristics in common can be grouped together to form a new visual object. Many psychophysical experiments have been proposed to measure the quantitative parameters of these laws. A particular interest of this thesis is the concept of association fields introduced by Field et al. [1993] which encodes different Gestalt principles (as good continuation, proximity). They showed that stimulus co-linearity and co-circularity play an important role for the feature of grouping. Their study showed how chances of perceiving the curvilinear path were high if the orientation of its features was the one tangent at that point and collapsed as their relative orientation deviated from being tangent

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Jouve, Bertrand. "La multiplicité des aires visuelles du cortex : approche par la théorie des graphes." Paris, EHESS, 1999. http://www.theses.fr/1999EHESA007.

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Abstract:

AFIN D'ELABORER UNE THEORIE MATHEMATIQUE DE L'INFORMATION VISUELLE, NOUS ETUDIONS L'ARCHITECTURE DU RESEAU DES AIRES VISUELLES CORTICALES DU MACAQUE. NOUS POSONS D'ABORD LE PROBLEME DE LA CONSTRUCTIBILITE D'UNE TELLE THEORIE ET MONTRONS LA NECESSITE D'UNE ETUDE DES CORRELATIONS ENTRE STRUCTURES CORTICALES ET FONCTIONS COGNITIVES. NOUS JUSTIFIONS ENSUITE LE CHOIX DES AIRES COMME NIVEAU D'ANALYSE DU SYSTEME VISUEL, PRECISONS LEUR DEFINITION, PUIS PRESENTONS QUELQUES HYPOTHESES SUR LEUR MULTIPLICITE ET LEUR ORGANISATION FONCTIONNELLE. CE SYSTEME EST ENSUITE MODELISE PAR UN GRAPHE ORIENTE GO DONT LES SOMMETS SONT LES AIRES VISUELLES, ET LES ARCS LES CONNEXIONS ANATOMIQUES ENTRE CELLES-CI. CE GRAPHE CONTIENT DES COUPLES (I,J) INCONNUS, IE. POUR LESQUELS ON NE SAIT PAS S'IL EXISTE OU NON UNE CONNEXION DE I VERS J PAR MANQUE DE RESULTATS EXPERIMENTAUX. UNE ETUDE DES REGULARITES DE LA PARTIE CONNUE DE GO PERMET DE CONSTRUIRE UN ALGORITHME D'INTERPOLATION DES INCONNUS ET UN GRAPHE ORIENTE GI, MODELE TOPOLOGIQUE DU SYSTEME VISUEL. DANS UN QUATRIEME CHAPITRE, NOUS PROPOSONS UN PLAN GENERAL D'ETUDE D'UN GRAPHE ORIENTE, COMBINANT DEUX APPROCHES. LA PREMIERE, COMBINATOIRE, CONSISTE A ETUDIER LESCHEMINS, CIRCUITS, CLIQUES, ETC. , DU GRAPHE. APRES AVOIR DISCUTE SA PERTINENCE POUR NOS GRAPHES, NOUS EN DEVELOPPONS UNE DEUXIEME, STATISTIQUE, BASEE SUR L'ANALYSE DE TABLEAUX DE DISTANCES ENTRE SOMMETS DU GRAPHE. NOUS RECOURONS, POUR CELLE-CI, A DES ANALYSES FACTORIELLES ET A DES METHODES DE CLASSIFICATION. DANS LE CAS PARTICULIER DES GRANDS TOURNOIS, CERTAINS PROBLEMES INTERESSANTS DE GEOMETRIEDES PARTITIONS DE SOMMETS SONT RESOLUS. ENFIN, DANS UN DERNIER CHAPITRE, NOUS APPLIQUONS CES DIFFERENTES TECHNIQUES D'ANALYSE A GI. NOUS RETROU♭ VONS D'ABORD DES RESULTATS DE NEUROBIOLOGIE SUR UNE DUALITE OCCIPITO-PARIETALE/TEMPORALE DU TRAITEMENT VISUEL. NOUS REVELONS ENSUITE L'EXISTENCE D'<<AIRES RELAIS>> IMPLIQUANT NOTAMMENT LE CORTEX FRONTAL, CARREFOURS ANATOMIQUES ENTRE CES DEUX REGIONS. LE ROLE DE CES AIRES POURRAIT ETRE FONDAMENTAL DANS LA CONSTRUCTION D'UNE IMAGE MENTALE, DONC DANS LA PERCEPTION VISUELLE.

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Le, Gallou Sylvain. "Détection robuste des éléments faciaux par modèles actifs d'apparence." Rennes 1, 2007. http://www.theses.fr/2007REN1S083.

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Abstract:

Dans le cadre des interfaces hommes-machine, pouvoir interagir dans un environnement non contraint est un enjeu majeur. Nous utilisons des Modèles Actifs d'Apparence (AAM) pour localiser précisément les yeux, le nez et la bouche d'un visage. Nos travaux consistent à rendre les AAM robustes à l'illumination, la pose, l'identité et l'expression du visage. Nous proposons d'une part un prétraitement basé sur des cartes orientées pour s'affranchir des variations lumineuses et d'autre part un système adaptatif permettant aux AAM de se focaliser à la volée sur le modèle spécifique de visage pré-appris le plus adapté au visage inconnu analysé
For man-machine interfaces, interactions with the machines in an unconstrained environment are a major issue. We use the Active Appearance Models (AAM) to precisely localize the eyes, the nose and the mouth of faces. Our work consists of making the AAM more robust to illumination, pose, identity and expression of faces. On the one hand, we propose a pretreatment based on oriented maps to get independent from the effects of illumination variations and on the other hand, an adaptive system allowing the AAM to focus itself in real time on the pre-learned specific model of a face the more adapted to the analyzed unknown face

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Quintard, Ludovic. "Evaluation de la qualité des dispositifs d'affichage couleur : des évaluations subjectives à la mesure objective." Poitiers, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2008/Quintard-Ludovic/2008-Quintard-Ludovic-These.pdf.

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Abstract:

Cette thèse a été effectuée en collaboration avec le Laboratoire national de métrologie et d’essais(LNE) dans le cadre d’une convention CIFRE. Dans ce travail, nous cherchons à réaliser une métrique objective dédiée à l’évaluation des dispositifs de restitution d’images (les écrans). Pour répondre à cette problématique, nous avons développé un algorithme permettant d’estimer la qualité à partir des qualités du moniteur et celles du Système visuel humain (SVH). L’algorithme développé se décompose en trois blocs. Le premier bloc prend en compte les caractéristiques d’un moniteur (fonction de transfert, gamut) pour modifier une image (envoyée à un moniteur par un dispositif numérique) en une image physique (affichée par le moniteur). Le deuxième bloc de l’algorithme modélise la transformation de l’image physique en une image perceptuelle. Cette modélisation implique la connaissance des principes de fonctionnement du système visuel humain, en particulier le codage d’une information couleur, mais aussi les attributs perceptuels intervenant dans le jugement de la qualité d’une image numérique couleur. Le troisième et dernier bloc a été développé afin d’attribuer une note de qualité à cette image perceptuelle. Une étude subjective de la qualité de cinq différents écrans LCD, faisant intervenir trente participants et conduite sur la base de six critères d’analyse, a été réalisée. Elle a permis de montrer que la teinte, la saturation et le contraste sont les facteurs prépondérants pour juger la qualité des écrans. La métrique développée à partir de ces constatations présente une corrélation satisfaisante avec les données issues de l’évaluation subjective, montrant ainsi sa proximité avec un jugement humain. Cette métrique a également été testée dans le cadre de la problématique de compression JPEG et JPEG2000 où elle s’est montrée également performante. Parmi les perspectives de ce travail, nous pouvons citer l’extension de l’étude à d’autres technologies d’écrans ainsi que la définition de bornes pour les scores de la métrique
This thesis was conducted in cooperation with the Laboratoire National de Métrologie et d’Essais (LNE) within the framework of a CIFRE convention. This work consisted in realising an objective metric dedicated to the assessment of image retrieval devices (screens). To address the underlying issues, we developed an algorithm for estimating quality using the monitor features and those of the Human Visual System. The developed algorithm is made up of three blocks. The first block takes into account the technical features of the monitor (transfer function, gamut, etc. ) to turn a digital image (sent to the monitor using a digital device) into a physical image (displayed by the monitor). The second block of the algorithm models the transformation of the physical image into a perceptual image. This modelling involves familiarity with human visual system operational principles, particularly the encoding of colour information, as well as the perceptual attributes involved in judging a colour digital image quality. The required knowledge is described in chapter 4 of the present thesis. The third and last block was developed to rate the quality of this perceptual image. A subjective study of the quality of 5 different LCD screens involving thirty participants and based on six analysis criteria was performed. It successfully showed that colour, saturation and contrast are major factors on which the screen quality is assessed. The metric developed was based on these findings and shows good correlation with subjective evaluation data, thus showing similarity with human judgement. The metric was also tested in the field of JPEG and JPEG2000 compression with similar efficiency

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Al, Mohammad Hussam A. "Contribution à la coordination commande-perception tactile dans les systèmes d'assemblage automatisés." Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112086.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous présentons la commande dynamique d'un manipulateur à six degrés de liberté qui possède des propriétés cinématiques et dynamiques intéressantes. Dans la seconde partie, un algorithme de génération de trajectoires sera traité, permettant à un robot-manipulateur d'effectuer des mouvements de déplacement à vitesse non nulle, dans l'espace cartésien. Nous montrerons dans la troisième et la quatrième partie, la réalisation d'un capteur tactile et son application à la saisie et à l'identification d'images d'objets
In this thesis, we describe the dynamic command of a manipulator having six degrees of freedom. This command is shown to have kinematic and dynamic optimal properties. In part 2 a trajectory generation algorithm is presented. This algorithm is used for a manipulator or robot for non-null speed movements in Cartesian space. In the third and the fourth parts, we describe the tactile sensor which has been developed, and its use in grasping and in identifying object images

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Boutkhil, Latifa. "Coopération entre les aires corticales pour l'acquisition des capacités de reconnaissance visuelle invariante : modélisation fonctionnelle." Paris, EHESS, 2002. http://www.theses.fr/2002EHES0121.

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Abstract:

Nous pouvons reconnaître des objets alors que des changements de points de vue, de la position de l’œil, de taille, d’orientation, de position relative ou des déformations de l’objet lui-même (par exemple d’un journal ou d’un gymnaste) modifient de manière notable leurs projections rétiniennes. Comment cette capacité cognitive peut-elle être apprise ? C’est à cette question que nous tentons de répondre dans ce travail, qui s’inscrit dans le cadre des Sciences Cognitives, associant neurosciences, psychologie expérimentale et modélisation connexionniste pour prendre en compte la richesse du substrat biologique et la multiplicité des apprentissages du nourrisson. On tente de décrire une utilisation progressive des différentes sources d’informations sensorielles et motrices à partir de la logique de maturation du système nerveux, dans un même réseau connexionniste dont la combinatoire est la plus proche possible, dans ses grandes lignes, de celle du cortex visuel. Dans le cadre de ce réseau connexionniste, on s’attache au problème de l’acquisition de l’invariance visuelle que l’on décompose en une suite d’apprentissages progressifs à partir des données développementales, et on s’intéresse à l’enchaînement causal généré par ce réseau, liant par exemple le développement de l’exploration oculaire et celui des capacités perceptives. Le chapitre I pose les bases conceptuelles du connexionnisme, en s’attachant plus particulièrement aux capacités d’invariance relative des différents modèles de réseaux de neurones « classiques » et à leurs limites. Le chapitre II. A présente une synthèse minimaliste quant aux données issues de la neurobiologie, de psychologie expérimentale, concernant l’architecture du système visuel, avec pour grille d’analyse le problème de la représentation des objets dans le but d’obtenir une reconnaissance invariante. Un avant-propos à cette partie fera le point sur les principales théories de reconnaissance invariante. Le chapitre II. B propose une revue de l’existant comme solutions connexionnistes au problème de la reconnaissance visuelle invariante, à savoir une classification des différents modèles de réseaux de neurones, plausibles biologiquement ou non, ordonnée en quatre grandes méthodes d’obtention de l’invariance : i) Invariance par le codage de la forme d’entrée (transformation locale ou globale) ; ii) Invariance par apprentissage de la transformation géométrique ; iii) Invariance par la structure du réseau de neurones ou méthodes de corrélation ; iv) Invariance 3D par interpolation entre des vues 2D : a) mémorisation de prototypes par réseaux connexionnistes de type RBF et b) exploitation de l’information de contiguïté spatio-temporelle. Le chapitre III s’attache, à la lumière des concepts du chapitre I, aux opérations neurales réalisées par le cortex visuel en tant qu’architecture de réseau de réseaux de « colonnes » corticales. Dans ce paradigme connexionniste, une évaluation fonctionnelle des capacités d’invariance d’un modèle du système visuel est proposée à partir de deux simulations sur réseau de transputers pour une application de reconnaissance de caractères. Les propriétés d’invariance en translation et en homothétie obtenues, résultent principalement des coopérations entre deux réseaux (l’un modélisant la voie temporale du cortex visuel, dédié plus particulièrement à l’identification, l’autre modélisant la voie pariétale dédiée à la perception de l’espace et son exploration oculaire). Pour atteindre l’objectif de cette thèse qui consiste à mettre en correspondance les étapes de développement visuel du jeune enfant avec la mise en place des relations fonctionnelles qui peuvent permettre la constance perceptive, le chapitre IV propose une modélisation fonctionnelle qui resitue aux différents niveaux de l’architecture du système visuel en développement les modèles de réseaux neuronaux proposés au chapitre II. B pour résoudre le problème de l’invariance perceptive. Cette modélisation fonctionnelle s’appuie également sur les mécanismes validés par simulation au chapitre III
We can recognize objects despite changes of point of view, eye’s position, size, orientation, relative position or non rigid transformations of the object itself (for instance of a newspaper or a gymnast). How this cognitive ability can be learned? That’s the question we try to answer in that work, which slots in the Cognitive Science framework, coupling neuroscience, experimental psychology, and connectionist modelling in order to take into account the richness of the biological neural substrate and of the multiplicity of the infant’s learning. We try to describe a progressive use of different kinds of sensorial and motor information, from the maturation logic of the nervous system, in the same connectionist neural network, which’s combinatory resembles in the most closer way possible to the actual visual cortex system. Within the framework of this connectionist neural network, we focus on the problem of the acquisition of perceptive visual invariants, that we modularise in a series of different learning stages from the developmental data, and we are interested in the causal sequence generated by this network, linking for instance the development of ocular exploration and the development of infant’s perceptual abilities. The first chapter reminds the conceptual foundations of connectionism, pointing particularly on the relative invariance capacities and the limits of different “classical” neural networks models. In the first part of the second chapter, we propose a review of the data from neurobiology, experimental psychology relative to the architecture of the cortical visual system, analysed from the point of view of the objects coding for an invariant recognition. A foreword to this part will present a synthesis on the principal invariant recognition theories. The second part gives a review of the connectionist solutions to the invariant visual recognition problem, naming a classification of different kinds of neural networks models, biologically plausible or not, arranged in four big classes to get perceptive invariance: I) invariance through the input coding (local or global transformation), II) invariance thanks to changes of the neural network structure or correlation methods: III) invariance to perspective by interpolation between a collection of 2D views: a)memorization of prototypes by RBF connectionists networks and b) use of the information of the spatiotemporal continuity. With the concepts of the first, the third chapter focus on the neural processing, realized by the visual cortex, considered as an architecture of a network of “cortical column” networks. Within this connectionist paradigm, a functional benchmarking of the invariance capacities of such a model of the cortical visual system is proposed from two simulations on a network of transputers applied a task of characters recognition. The relative translation and scale invariance capacities obtained, result principally from the cooperation between two networks (the first one models the temporal way of the visual cerebral cortex, dedicated more particularly to the identification task, the second one models the parietal, dedicated to the perception of space and ocular exploration). In order to reach the goal of this thesis, which consists in finding the correspondences between the development stages of the infant’s visual system and the setting of functional relations that could allow perceptive invariance, the last chapter proposes a functional modelling, that posits at the different levels of the architecture of the visual system in maturation, the neural networks models detailed previously in the second part of the second chapter to solve the problem of invariant recognition. This functional modelling make reference to the mechanisms simulated in the second part of the third chapter

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Deleforge, Antoine. "Acoustic Space Mapping : A Machine Learning Approach to Sound Source Separation and Localization." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENM033/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous abordons le problème longtemps étudié de la séparation et localisation binaurale (deux microphones) de sources sonores par l'apprentissage supervisé. Dans ce but, nous développons un nouveau paradigme dénommé projection d'espaces acoustiques, à la croisé des chemins entre la perception binaurale, de l'écoute robotisée, du traitement du signal audio, et de l'apprentissage automatisé. L'approche proposée consiste à apprendre un lien entre les indices auditifs perçus par le système et la position de la source sonore dans une autre modalité du système, comme l'espace visuelle ou l'espace moteur. Nous proposons de nouveaux protocoles expérimentaux permettant d'acquérir automatiquement de grands ensembles d'entraînement qui associent des telles données. Les jeux de données obtenus sont ensuite utilisés pour révéler certaines propriétés intrinsèques des espaces acoustiques, et conduisent au développement d'une famille générale de modèles probabilistes permettant la projection localement linéaire d'un espace de haute dimension vers un espace de basse dimension. Nous montrons que ces modèles unifient plusieurs méthodes de régression et de réduction de dimension existantes, tout en incluant un grand nombre de nouveaux modèles qui généralisent les précédents. Les popriétés et l'inférence de ces modèles sont détaillées en profondeur, et le net avantage des méthodes proposées par rapport à des techniques de l'état de l'art est établit sur différentes applications de projection d'espace, au delà du champs de l'analyse de scènes auditives. Nous montrons ensuite comment les méthodes proposées peuvent être étendues probabilistiquement pour s'attaquer au fameux problème de la soirée cocktail, c'est à dire localiser une ou plusieurs sources émettant simultanément dans un environnement réel, et reséparer les signaux mélangés. Nous montrons que les techniques qui en découlent accomplissent cette tâche avec une précision inégalée. Ceci démontre le rôle important de l'apprentissage et met en avant le paradigme de la projection d'espaces acoustiques comme un outil prometteur pour aborder de façon robuste les problèmes les plus difficiles de l'audition binaurale computationnelle
In this thesis, we address the long-studied problem of binaural (two microphones) sound source separation and localization through supervised leaning. To achieve this, we develop a new paradigm referred as acoustic space mapping, at the crossroads of binaural perception, robot hearing, audio signal processing and machine learning. The proposed approach consists in learning a link between auditory cues perceived by the system and the emitting sound source position in another modality of the system, such as the visual space or the motor space. We propose new experimental protocols to automatically gather large training sets that associates such data. Obtained datasets are then used to reveal some fundamental intrinsic properties of acoustic spaces and lead to the development of a general family of probabilistic models for locally-linear high- to low-dimensional space mapping. We show that these models unify several existing regression and dimensionality reduction techniques, while encompassing a large number of new models that generalize previous ones. The properties and inference of these models are thoroughly detailed, and the prominent advantage of proposed methods with respect to state-of-the-art techniques is established on different space mapping applications, beyond the scope of auditory scene analysis. We then show how the proposed methods can be probabilistically extended to tackle the long-known cocktail party problem, i.e., accurately localizing one or several sound sources emitting at the same time in a real-word environment, and separate the mixed signals. We show that resulting techniques perform these tasks with an unequaled accuracy. This demonstrates the important role of learning and puts forwards the acoustic space mapping paradigm as a promising tool for robustly addressing the most challenging problems in computational binaural audition

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Tlapale, Olivier Émilien. "Modelling the dynamics of contextual motion integration in the primate." Nice, 2011. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00850265.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous étudions l’intégration du mouvement chez le primate. En se basant sur les connaissances actuelles concernant l’anatomie et les fonctions de deux aires corticales impliquées dans le mouvement, VI et MT, nous expliquons un certains nombre de réponses perceptuelles et oculo-motrices rapportées dans la littérature. Tout d’abord, nous construisons un modèle récurrent d’intégration du mouvement se basant sur un nombre minimal d’hypothèses concernant les interactions corticales. En proposant un simple mécanisme de « lecture », nous sommes capables de reproduire non seulement la perception, mais aussi les dynamiques oculaires de poursuite sur des stimuli de type ligne ou grille. De là, en se basant sur des études physiologiques concernant les champs récepteurs, nous construisons un deuxième modèle dynamique dans lequel l’information concernant le mouvement est dirigée par un signal de forme. Pour cela, nous postulons que le cortex visuel utilise la régularité de la luminance pour diriger la diffusion du mouvement. Un tel mécanisme élémentaire de diffusion permet de résoudre des problèmes contextuels, dans lesquels les jonctions extrinsèques doivent être ignorées, sans avoir besoin d’utiliser des mécanismes plus complexes tels que les détecteurs de jonctions ou le calcul de profondeur. Enfin, nous reformulons le modèle initial dans le cadre du formalisme des champs neuronaux afin d’analyser mathématiquement ses propriétés. Nous incorporons la rétroaction multiplicative dans le formalisme et prouvons l’existence et l’unicité de la solution. Afin de généraliser les comparaisons aux performances du système visuel, nous proposons une nouvelle méthodologie d’évaluation basée sur les performances du système visuel humain, accompagnée d’une série de vidéos issues de la littérature biologique et psychophysique. En effet, une méthodologie d’évaluation adaptée nous semble essentielle afin de continuer les progrès en modélisation des mécanismes neuraux impliqués dans le traitement du mouvement. Pour conclure, nous analysons les performances de notre modèle d’intégration du mouvement en l’appliquant à des problèmes classiques et récents issus de la vision par ordinateur. En dépit de son objectif initial, notre modèle est capable de donner des résultats comparables aux récentes approches proposées en vision par ordinateur au niveau de l’estimation de mouvement
This thesis addresses the study of motion integration in the primate. Based on anatomical and functional knowledge of two cortical areas involved in motion perception, namely VI and MT, we explain various perceptual and oculo-motor responses found in the literature. First, we build a recurrent model of motion integration where a minimal number of cortical interactions are assumed. Proposing a simple readout mechanism, we are able to reproduce not only motion perception but also the dynamics of smooth pursuit eye movements on various line figures and gratings viewed through different apertures. Second, following perceptual studies concerning motion integration and physiological studies of receptive fields, we construct another dynamical model where motion information is gated by form cues. To this end, we postulate that the visual cortex takes advantage of luminance smoothness in order to gate motion diffusion. Such an elementary diffusion mechanism allows to solve various contextual problems where extrinsic junctions should be eliminated, without relying on complex junction detectors or depth computation. Finally, we rewrite the initial dynamical model into the neural field formalism in order to mathematically analyse its properties. We incorporate the multiplicative feedback term into the formalism, and prove the existence and uniqueness of the solution. To generalise the comparison against visual performance, we propose a new evaluation methodology based on human visual performance and design a database of image sequences taken from biology and psychophysics literature. Offering proper evaluation methodology is essential to continue progress in modelling the neural mechanisms involved in motion processing. To conclude, we investigate the performances of our neural field model by comparison against state of the art computer vision approaches and sequences. We find that, despite its original objective, this model gives results comparable to recent computer vision approaches of motion estimation

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Souissi, Nissrine. "Apport dynamique et transparent de sémantique lors de manipulations de documents." Paris 12, 2006. https://athena.u-pec.fr/primo-explore/search?query=any,exact,990003939380204611&vid=upec.

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Abstract:

Ce mémoire traite de la modélisation conceptuelle et de la manipulation des données dans les systèmes spatiaux décisionnels. Notre modèle propose le concept de dépendances sémantiques (DS) qui étend celui de dépendances fonctionnelles (DF) dans les bases de données. Les DF ne traduisent qu'une partie de la sémantique des données du système d'information, contrairement aux DS qui permettent de modéliser les différents liens sémantiques pouvant exister entre les attributs alphanumériques et la représentation spatiale. Notre modèle apporte une sémantique plus riche que celle du couple (attribut, domaine). La définition d'un attribut devient un triplet (attribut, domaine, dépendances sémantiques). La manipulation concerne l'extraction des attributs pertinents et leur intégration dans le schéma. Ce processus d'enrichissement s'appuie sur le concept DS. La démarche présentée par ce concept a pour objectif d'automatiser l'opération de détermination des attributs pertinents pour une requête
This thesis studies the conceptual modelling and the handling of data in the decisional spatial systems. Our model proposes the concept of semantic dependencies (SD) which extends the concept of functional dependencies (FD) in the data bases. The FD handles only part of the semantics of information system data, contrary to SD which make it possible to model the various semantic bonds being able to exist between the alphanumeric attributes and spatial representation. Our model brings a semantic richer than the couple (attribute, domain). The definition of an attribute becomes a triplet (attribute, domain, semantic constants). Handling relates to the retrieval of the relevant attributes and their integration in the scheme. This process of enrichment is based on the SD concept. The procedure presented by this concept has for objective to automate the operation of determination of the relevant attributes for a request

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Carnec, Mathieu. "Critères de qualité d'images couleur avec référence réduite perceptuelle générique." Nantes, 2004. http://www.theses.fr/2004NANT2044.

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Abstract:

Les images numériques occupent une importance croissante dans les moyens d'information. Pour les images destinées à l'homme, il est nécessaire de disposer de méthodes capables d'évaluer la qualité des images afin d'adapter les traitements (compression, amélioration d'images) et de mesurer la qualité de service des transmissions. Pour être efficaces, ces méthodes (appelées "critères de qualité") doivent produire des notes de qualité se rapprochant le plus possible des notes de qualité données par des observateurs humains (durant des tests d'évaluation subjective de la qualité). Nous proposons des critères de qualité basés sur un modèle organisationnel et fonctionnel du système visuel humain. Ce modèle décrit les différentes étapes de la vision : de l' œil jusqu'au cortex visuel qui comprend les aires V1, V2, la voie ventrale et la voie dorsale. L'innovation de ces critère réside dans l'extraction, dans une image représentée dans un espace perceptuel, de traits caractéristiques comparables à ceux utilisés par le système visuel humain. Une mesure de similarité entre les traits caractéristiques d'une image originale et ceux d'une image dont la qualité est à évaluer permet de produire la note de qualité. Plusieurs mesures de similarité ont été testées, chacune utilisant différents traits caractéristiques et conduisant au développement d'un critère de qualité particulier. Ces traits caractéristiques constituent une référence réduite de l'image qui peut, dans un contexte de transmission, être transmise en même temps que l'image dégradée afin d'évaluer la qualité de l'image dégradée. Les résultats montrent, sur deux bases d'images notées (contenant des images et leurs notes subjectives de qualité), une corrélation importante entre certaines mesures de similarité testées et les notes subjectives. La taille de la référence réduite est paramétrable et une quantification de cette référence réduite permet de diminuer encore sa taille en gardant de bonnes performances. Notre travail a été intégré au sein de deux applications afin d'évaluer la qualité d'images et de compresser des images en choisissant la qualité des images après compression / décompression
Digital images are widely used in information media. For images that target human observers, it is necessary to hold methods that can assess image quality in order to adapt image processing (image compression, image enhancement) and measure the quality of transmission services. To be efficient, these methods (called "quality criteria") must produce quality scores in close relation with subjective quality scores given by human observers (during subjective quality evaluation tests). We propose new quality criteria based on a functional and organisational model of the human visual system. This model describes the different stages of vision : from the eye to the visual cortex which contains the V1 and V2 areas, the ventral pathway and the dorsal pathway. The novelty of these new quality criteria resides in the extraction, from an image represented in a perceptual space, of features that can be compared to the ones used by the human visual system. A similarity measure between features from an original image and features from a test image (whom quality is to be assessed) enables to produce the quality score. Several similarity measures have been tested, each one using different features and so, leading to the development of a particular quality criterium. These features constitute a reduced reference of the image which can, in a transmission context, be transmitted with the distorted image so that the quality of this latter can be assessed. Results show, on two different scored images bases (containing both images and their subjective quality scores), an important correlation between some similarity measures that have been tested and subjective scores. The size of reduced references is flexible and a quantification of this reduced reference lowers its size while preserving good performances. Our work has been integrated in two applications in order to assess images quality and to compress images while choosing the quality of output images

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Escobar-Zuniga, María-José. "Modèles bio-inspirés pour l'estimation et l'analyse de mouvement : reconnaissance d'actions et intégration du mouvement." Nice, 2009. http://www.theses.fr/2009NICE4050.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l'étude et la modélisation de la perception du mouvement chez le mammifère. Nous montrons comment un système bio-inspiré peut être appliqué dans le cadre d'une application réelle de vision par ordinateur, mais aussi comment il permet de mieux comprendre des phénomènes observés en neurosciences. La première partie de cette thèse étudie comment l'information visuelle est traitée chez le mammifère et comment l'estimation du mouvement est classiquement modelisée. A partir de cette analyse de l'état de l'art, nous avons proposé une architecture sequentielle générale, modélisant les aires corticales V1 et MT. Nous avons utilisé cette architecture pour étudier deux applications. La première application est la reconaissance d'actions dans les séquences d'images, problèmatique encore ouvert en vision par ordinateur. Nous montrons comment notre architecture bio-inspirée peut être appliquée avec succés dans le cadre de cette application réelle, en y apportant de nouvelles idées. En particulier, nous montrons comment la prise en compte de plusieurs propriétés du système visuel chez le mammifère nous permettent d'obtenir des résultats de haute qualité, comparables à ceux des approches les plus récentes. La deuxième application de l'architecture bio-inspirée proposée dans le cadre de cette thèse, est de chercher à comprendre la dynamique de l'intégration du mouvement. Pour cela, nous avons cherché à comprendre le rôle fonctionnel de la suppression du pourtour des neurones de V1. Notre modèle montre comment l'information 2D extraite à partir de ce mécanisme de suppression peut être intégrée dans la solution du problème d'ouverture. Enfin de nombreuse perspectives concluent ce travail, qui montrent combien l'étude de l'estimation de mouvement conserve encore de nombreuses problematiques
This thesis addresses the study of the motion perception in mammals and how bio-inspired systems can be applied to real applications. The first part of this thesis relates how the visual information is processed in the mammal's brains and how motion estimation is usually modeled. Based on this analysis of the state of the art, we propose a feedforward V1-MT core architecture. This feedforward V1-MT core architecture will be a basis to study two different kinds of applications. The first application is human action recognition, which is still a challenging problem in the computer vision community. We show how our bio-inspired method can be successfully applied to this real application. Interestingly, we show how several computational properties inspired from motion processing in mammals, allow us to reach high quality results, which will be compared to latest reference results. The second application of the bio-inspired architecture proposed in this thesis, is to consider the problem of motion integration for the solution of the aperture problem. We investigate the role of delayed V1 surround suppression, and how the 2D information extracted through this mechanism can be integrated to propose a solution for the aperture problem. Finally, we highlight a variety of important issues in the determination of motion estimation and additionally we present many potential avenues for future research efforts

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Bonzom, Pierre. "Etude, simulation et réalisation de capteurs d'inspiration animale." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20105.

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Cette these traite de l'acquisition de cartes de profondeur a l'aide de capteurs visuels permettant a un robot mobile de planifier localement son itineraire. La demarche adoptee consiste a s'inspirer des modeles de perception etudies chez l'animal pour elaborer des processus artificiels de reconstruction tridimensionnelle. Deux principes ont retenu notre attention : la parallaxe de mouvement, mise en evidence chez la mouche, et l'accommodation, etudiee chez le cameleon. La parallaxe de mouvement est basee sur l'information de profondeur contenue dans la vitesse dans l'image retinienne, tandis que le principe d'accommodation est base sur la mise au point de l'image. Nous proposons une modelisation mathematique de ces principes et une etude en simulation, dont les conclusions nous ont amenes a l'elaboration d'un prototype experimental. Enfin, nous proposons un processus de fusion d'information, entre les deux principes de reconstruction 3d, elabore dans le but de reduire l'erreur sur l'estimation de la profondeur.

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Franceschiello, Benedetta. "Cortical based mathematical models of geometric optical illusions." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066131/document.

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Abstract:

Cette thèse présente des modèles mathématiques pour la perception visuelle et s'occupe des phénomènes où on reconnait une brèche entre ce qui est représenté et ce qui est perçu. La complétion amodale consiste en percevoir un complètement d'un object qui est partiellement occlus, en opposition avec la complétion modale, dans laquelle on perçoit un object même si ses contours ne sont pas présents dans l'image [Gestalt, 99]. Ces contours, appelés illusoires, sont reconstruits par notre système visuelle et ils sont traités par les cortex visuels primaires (V1/V2) [93]. Des modèles géométriques de l'architecture fonctionnelle de V1 on le retrouve dans le travail de Hoffman [86]. Dans [139] Petitot propose un modèle pour le complètement de contours, équivalent neurale du modèle proposé par Mumford [125]. Dans cet environnement Citti et Sarti introduisent un modèle basé sur l'architecture fonctionnelle de la cortex visuel [28], qui justifie les illusions à un niveau neurale et envisage un modèle neuro-géometrique pour V1. Une autre classe sont les illusions d'optique géométriques (GOI), découvertes dans le XIX siècle [83, 190], qui apparaissent en présence d'une incompatibilité entre ce qui est présent dans l'espace object et le percept. L'idée fondamentale développée ici est que les GOIs se produisent suite à une polarisation de la connectivité de V1/V2, responsable de l'illusion. A partir de [28], où la connectivité qui construit les contours en V1 est modelée avec une métrique sub-Riemannian, on étend cela en disant que pour le GOIs la réponse corticale du stimule initial module la connectivité, en devenant un coefficient pour la métrique. GOIs seront testés avec ce modèle
This thesis presents mathematical models for visual perception and deals with such phenomena in which there is a visible gap between what is represented and what we perceive. A phenomenon which drew the interest most is amodal completion, consisting in perceiving a completion of a partially occluded object, in contrast with the modal completion, where we perceive an object even though its boundaries are not present [Gestalt theory, 99]. Such boundaries reconstructed by our visual system are called illusory contours, and their neural processing is performed by the primary visual cortices (V1/V2), [93]. Geometric models of the functional architecture of primary visual areas date back to Hoffman [86]. In [139] Petitot proposed a model of single boundaries completion through constraint minimization, neural counterpart of the model of Mumford [125]. In this setting Citti and Sarti introduced a cortical based model [28], which justifies the illusions at a neural level and provides a neurogeometrical model for V1. Another class of phenomena are Geometric optical illusions (GOIs), discovered in the XIX century [83, 190], arising in presence of a mismatch of geometrical properties between an item in object space and its associated percept. The fundamental idea developed here is these phenomena arise due to a polarization of the connectivity of V1/V2, responsible for the misperception. Starting from [28] in which the connectivity building contours in V1 is modeled as a sub-Riemannian metric, we extend it claiming that in GOIs the cortical response to the stimulus modulates the connectivity of the cortex, becoming a coefficient for the metric. GOIs will be tested through this model

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Flandin, Grégory. "Modélisation probabiliste et exploration visuelle autonome pour la reconstruction de scènes inconnues." Phd thesis, Université Rennes 1, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00843884.

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inconnues. Il s'agit d'interpréter des informations visuelles et de générer les points de vue qui permettent de construire progressivement une carte de l'environnement. Le problème est décomposé, de façon hiérarchique, en trois fonctionnalités. Dans un premier temps, le système détermine la suite des actions aboutissantàuninventaire de tous les objets de la scène. Cette problématique s'inscrit dans le contexte très général de la recherche d'objets. L'approche que nous présentons est basée sur une description probabiliste de l'occupation de la scène par des objets. La recherche consiste alors à générer une suite d'observations aboutissant à des probabilités proches de 1 aux endroits où se trouve un objet et proches de 0 ailleurs. Nous développons plusieurs stratégies allant dans ce sens. Dans un second temps, l'exploration est focalisée sur chaque objet a˝n d'en améliorer la description. Nous présentons un modèle d'objet basé sur un mélange de modèles stochastique et à erreur bornée permettant de représenter l'enveloppe approchée de l'objet tout en tenant compte des incertitudes de localisation. Nous développons un algorithme d'estimation en ligne de ce modèle et élaborons un processus d'exploration optimale en temps réel basé sur la minimisation de l'incertitude de localisation de l'objet observé. En˝n, la dernière fonction-nalité concerne le suivi des consignes permettant de déplacer la caméra tout en suivant l'objet d'intérêt. Ce problème est résolu par asservissement visuel dont nous étudions les potentialités du point de vue de la coopération caméra globale/caméra locale.

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Shi, Xiaobing. "Etude et mise en œuvre d'une approche unifiée pour la modélisation volumique-surfacique." Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPD394.

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Abstract:

Nous avons étudié et réalisé une nouvelle approche unifiée pour la modélisation volumique-surfacique. Les données volumiques et surfaciques sont intégrées dans un seul modèle cohérent de solides pour représenter la forme géométrique de l'objet. L'acquisition, la modélisation, la représentation et le traitement des données surfaciques, telle fut l'approche générale suivie dans cette thèse qui nous a permis d'intégrer des données surfaciques de façon simple, sans double saisie, ni double enregistrement. Notre étude fut principalement axée sur l'introduction, la représentation et la manipulation des données surfaciques afin de prendre en compte la précision et la représentation interne des données associées aux tolérances. L'efficacité est essentiellement liée à la facilité d'utilisation du modeleur
We have studied and worked out a new uniform approach for the volume and surface geometric modelling of solids. The volumes and surfaces informations are integrated in a unified model of solid for representing the shapes geometric of solid objects. The acquisition, the modelisation, the representation and the handing of surfaces informations will be the general approach in this thesis. It allows the integration of surfaces informations in a simple way, avoiding duplication in the acquisition and recording phases. Our study was in principle focused on the introduction, the representation and manipulation of surfaces informations in order to take account of the precision and the internal representation of informations associated to their tolerance. The efficiency is the essential way to bind friendly use of the modelling system

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Balasque, Jean-Michel. "Contribution à l'analyse de l'influence de l'image de l'entreprise fournisseur sur la formation des préférences en milieu industriel." Bordeaux 4, 2005. http://www.theses.fr/2005BOR40017.

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Abstract:

Bien que le rôle de l'image du fournisseur ait fait l'objet de nombreuses recherches, les connaissances encore éparses sur le sujet, engendrent des croyances et pratiques contradictoires au sein du monde industriel. L'objet de ce travail est de tenter d'apporter des éléments pouvant aider à sa compréhension sur la formation de la préférence des membres du groupe d'achat. L'acheteur en tant qu'individu est placé au centre de l'analyse. Un modèle synthétisant les principales explications de l'influence de l'image du fournisseur a été construit. Son test a nécessité l'analyse conceptuelle de plusieurs notions (en particulier de l'image de l'entreprise et de la perception de la situation d'achat) et la construction d'échelles permettant de les appréhender. Il est basé sur un questionnaire, administré grâce à Internet, concernant l'achat de micro-ordinateurs par les entreprises et utilise les équations structurelles. Dans cette situation caractérisée par un risque faible pour l'acheteur, l'image du fournisseur apparaît composée de plusieurs dimensions (dynamisme économique, sociale, féminine, puissance - stabilité émotionnelle) agissant selon des modalités différentes au cours du processus de formation de la préférence. Si ces dimensions ont toutes des répercussions globalement positives sur la prise de position de l'individu par rapport au fournisseur considéré, des effets à priori non désirables tels que la formation de craintes peuvent également apparaître.

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Blusseau, Samy. "On salience and non-accidentalness : comparing human vision to a contrario algorithms." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2015. http://www.theses.fr/2015DENS0042/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous comparons la vision humaine à des algorithmes de vision par ordinateur, basés sur un modèle mathématique appelé théorie a-contrario. Pour cela, nous nous concentrons sur deux taches visuelles dont la modélisation d'une part, et l'expérimentation psychophysique d'autre part, sont simples. Celles-ci consistent dans le groupement perceptuel d'éléments orientés appelés patchs de Gabor. Dans la première tache il s'agit de détecter des alignements, et dans la seconde des courbes, soit des configurations plus générales d'éléments en bonne continuation. Dans les deux cas, des expériences psychophysiques ont été menées afin de collecter des données sur la perception visuelle humaine dans un contexte de masquage.Le principe de non-accidentalité désigne le fait que les relations spatiales entre des éléments prennent un sens pour la perception lorsqu'il semble invraisemblable qu'elles soient le fruit du hasard. Ce principe trouve une formalisation dans la théorie a-contrario, qui est utilisée en vision par ordinateur pour déterminer des seuils de détection en accord avec la non-accidentalité. Dans cette thèse, les méthodes a-contrario sont appliquées dans l'implémentation de deux algorithmes conçus pour détecter respectivement des alignements et des courbes non-accidentels. Ces algorithmes ont joué le role de sujets artificiels dans nos expériences.Les données expérimentales des sujets humains ont donc été comparées aux algorithmes sur les memes taches, conduisant à deux principaux résultats. Premièrement, le Nombre de Fausses Alarmes (NFA), qui est la mesure scalaire de non-accidentalité dans la théorie a-contrario, est en forte corrélation avec les taux de détection obtenus par lessujets humains sur un large éventail de stimuli. Deuxièmement, les réponses des algorithmes ressemblent précisément à celles de la moyenne des sujets humains.La contribution de cette thèse est donc double. D'une part, elle valide de façon rigoureuse la pertinence des méthodes a-contrario dans l'estimation de seuils perceptuels, et leur application en vision par ordinateur. D'autre part, elle souligne l'importance du principe de non-accidentalité dans la vision humaine.Dans le but de rendre ces recherches reproductibles, les méthodes décrites dans la thèse ont été publiées dans le journal IPOL. Ces publications fournissent le détail des algorithmes, leur code source commenté, ainsi qu'une démonstration en ligne pour chacun d'eux
The present dissertation compares the human visual perception to computer vision algorithms based on a mathematical model called a-contrario theory. To this aim, it focuses on two visual tasks that are at the same time easy to model and convenient to test in psychophysical experiments. Both tasks consist in the perceptual grouping of oriented elements, namely Gabor patches. The first one is the detection of alignments and the second one extends to curves, that is to say to more general arrangements of elements in good continuation. In both cases, alignments and curves, psychophysical experiments were set up to collect data on the human visual perception in a masking context.The non-accidentalness principle states that spatial relations are perceptually relevant when their accidental occurrence is unlikely. The a-contrario theory is a formalization of this principle, and is used in computer vision to set detection thresholds accordingly. In this thesis, the a-contrario framework is applied in two practical algorithms designed to detect non-accidental alignments and curves respectively. These algorithms play the part of artificial subjects for our experiments.The experimental data of human subjects is then compared to the detection algorithms on the very same tasks, yielding two main results. First, this procedure shows that the Number of False Alarms (NFA), which is the scalar measure of non-accidentalness in the a-contrario theory, strongly correlates with the detection rates achieved by human subjects on a large variety of stimuli. Secondly,the algorithms' responses match very well the average behavior of human observers.The contribution of this thesis is therefore two-sided. On the one hand, it provides a rigorous validation of the a-contrario theory's relevance to estimate visual thresholds and implement visual tasks in computer vision. On the other hand, it reinforces the importance of the non-accidentalness principle in human vision.Aiming at reproducible research, all the methods are submitted to IPOL journal, including detailed descriptions of the algorithms, commented reference source codes, and online demonstrations for each one

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Bonnasse-Gahot, Laurent. "Modélisation du codage neuronal de catégories et étude des conséquences perceptives." Paris, EHESS, 2009. http://www.theses.fr/2009EHES0102.

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À la croisée entre neurosciences théoriques et psycholinguistique, cette thèse s'intéresse au codage neuronal de catégories et cherche à étudier les conséquences perceptives résultant d'une représentation optimisée. On considère des situations où la catégorisation peut être difficile, c'est-à-dire pour lesquelles les catégories se chevauchent dans l'espace des stimuli (les voyelles d'une langue par exemple). Tirant profit d'une interprétation neurobiologique des modèles dits "à exemplaires" développés à l'origine en psychologie, et usant d'outils mathématiques issus de la théorie de l'information, ce travail propose une étude analytique de l'efficacité de codage d'une population de neurones vis-à-vis d'un ensemble de catégories. Par l'introduction d'une distance perceptive basée sur la divergence de Kullback-Leibler entre les activités neuronales évoquées par deux stimuli différents, on montre non seulement que la perception catégorielle émerge naturellement de l'apprentissage de catégories, mais également que divers phénomènes de prototypie (l'effet magnet par exemple) résultent d'une telle représentation. On propose enfin un modèle biologiquement plausible de décodage de l'information et on caractérise analytiquement les temps de réactions conséquents à l'identification de catégories. La formule obtenue donne une relation entre discrimination et temps de réponse. Tout au long de ce travail, les résultats analytiques font systématiquement l'objet d'une étude numérique ainsi que d'une comparaison qualitative, ou quantitative chaque fois que cela est possible, avec des données expérimentales issues des neurosciences ou d'études psycholinguistiques
At the crossroads between theoretical neuroscience and psycholinguistics, this dissertation deals with the neural coding of categories and aims at studying the perceptual consequences resulting from an optimized representation. The focus is on situations where categorization is difficult due to overlapping of categories in stimulus space (a system of vowels, for example). Taking advantage of a neurobiological interpretation of the so-called 'exemplar models' originally introduced in psychology, and using mathematical tools from information theory, this work proposes an analytic study of the coding efficiency of a neuronal population with respect to a discrete set of categories. Introducing a perceptual distance based on the Kullback-Leibler divergence between, patterns of neural activity evoked by two different stimuli, it is shown not only that categorical perception naturally emerges from category learning, but also that several prototypical effects (the magnet effect, for instance) result from an optimized representation. A plausible model of information decoding is finally proposed, and reaction times during an identification task are characterized analytically. The obtained formula gives a «relationship between discrimination accuracy and response time. In the present work, all the analytical results, that are derived are supported by numerical studies as well as by qualitative and quantitative comparisons with experimental data available in both the neuroscience and the psycholinguistics Iiterature

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Girard, Joffrey. "Modélisation de l'éblouissement d'inconfort dans des situations dynamiques." Thesis, Paris Est, 2019. http://www.theses.fr/2019PESC2058.

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Abstract:

L’éblouissement d’inconfort est défini comme la sensation de gêne ressentie par un observateur en présence de sources lumineuses, sans nécessairement impacter ses performances visuelles. Ce doctorat s’intéresse à ce phénomène dans le cadre d’une situation d’éclairage extérieur. Bien que beaucoup de modèles de prédiction de l’éblouissement d’inconfort aient été établis dans la littérature, aucun d’entre eux ne fait consensus en éclairage extérieur. De plus, la majorité de ces modèles ont été conçus pour prédire l’éblouissement d’inconfort quand une seule source immobile est présente dans le champ visuel de l’observateur. Or, en éclairage extérieur, l’usager est généralement en mouvement par rapport aux nombreuses sources qui l’entourent. Pour étudier ce phénomène dans des situations dynamiques à sources multiples, plusieurs expérimentations psychovisuelles ont été conduites en laboratoire sur des panels de participants, en proposant des stimuli multi-sources et dont les caractéristiques (luminance, taille apparente, position) varient périodiquement. Grâce aux données collectées, un modèle de prédiction de probabilité de quatre niveaux de gêne a été établi. Il dépend des caractéristiques photométriques et géométriques de la scène visuelle
The discomfort glare is defined as the sensation of discomfort felt by an observer in presence of light sources, without necessary impacting his visual performance. This PhD investigates this phenomen on in the context of outdoor lighting. Although many models of discomfort glare have been proposed in the literature, there is no consensus in outdoor lighting. Moreover, most of these models have been developed to predict the discomfort glare level from one static light source in the visual field. In outdoor lighting, the road user is usually moving with multiple sources around him. To study this phenomenon in dynamic multi-source situations, seven psychovisual experimentations were carried out in the laboratory with panels of participants. These experimentations proposed multi-source stimuli having their characteristics (luminance, apparent size, position) that periodically varied. From the experimental data, a model was developed which predict the probability of four discomfort glare levels. It depends on the photometric and geometric characteristics of the visual scene

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Marino, Caterina. "The perception of relevant surface cues shapes language development : evidence from typical and atypical populations." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCB174/document.

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Abstract:

L'objectif général de cette thèse est d'explorer comment les enfantes perçoivent des traits de surface du langage à différents niveaux. Plus spécifiquement, on a examiné dans une population typique et atypique 1) la perception des traits acoustiques de bas-niveau et sa relation avec le développement du vocabulaire, et 2) la sensibilité à la fréquence des mots pour générer la représentation linguistique abstraite des catégories lexicales et de leur ordre relatif. Selon les modèles de bootstrapping, il est possible d'extraire des informations structurelles et abstraites de la langue à partir de traits acoustiques disponibles dans l'input et corrélés avec la structure linguistique sous-jacente (p. ex. grammaire et syntaxe). Pour examiner le lien entre la perception de bas niveau, les traits de surfaces et les connaissances grammaticales plus abstraites, cette thèse s'articule en deux parties principales. Dans la première partie, deux études longitudinales sont présentées. Chaque enfant était testé sur son seuil de discrimination auditive (avec un paradigme de traitement rapide) et sur une tâche de reconnaissance visuelle pour contrôler les compétences cognitives. Le seuil acoustique était évalué en utilisant des sons non-linguistiques (tons) dans un groupe d'enfants et linguistiques (syllabes) dans un autre groupe d'enfants à 9 mois pour déterminer si l'impact du traitement auditif est spécifique au langage. Enfin, le niveau de vocabulaire a été mesuré à 12, 14, 18 et 24 mois et un test cognitif (Mullen Scale) a été réalisé entre 18 et 20 mois comme supplémentaire contrôle cognitif. Les résultats montrent que les capacités mesurées sont prédictives du développement du vocabulaire chez les enfantes typiques. De plus, les enfants atypiques ont montré des capacités de traitement moins efficaces dans les modalités visuelle et acoustique. Dans la deuxième partie, le rôle de la fréquence des mots dans l'amorçage des catégories lexicales des mots de fonction et de contenu et leur ordre relatif est explorée. Les deux catégories lexicales sont différentes dans leur fonction linguistique, leurs caractéristiques phonologiques et leur fréquence dans la parole. Ainsi, leur catégorisation basée sur la fréquence pourrait constituer un mécanisme initial robuste pour acquérir les constructions de base de la langue. Comme les mots de fonction constituent une classe fermée, alors que les mots de contenu constituent de classes ouvertes, nous avons examiné si les nourrissons français âgés de 8 mois étaient sensibles à la fréquence des mots pour catégoriser les mots de fonction et pour les traiter comme des éléments non-remplaçables dans des classes fermées, et les mots de contenu comme des éléments librement remplaçables dans des classes ouvertes. Les cinq expériences de grammaire artificielle menées ont confirmé cette hypothèse. De plus, les nourrissons associent l'ordre relatif de ces catégories avec l'ordre des mots de base de leur langue maternelle, le français. Les participants atypiques ont montré des capacités de discrimination, de codage et de mémoire inférieures à leurs pairs typiques. En conclusion, ce travail a permis une meilleure compréhension des capacités de perception contribuant au développement du langage. De plus, cette thèse a identifié de potentiels marqueurs comportementaux pouvant servir à l'identification précoce des apprenants atypiques
The purpose of this work is to explore how infants perceive surface features of language at different levels of processing. Specifically, in both typical and atypical populations, we examined 1) the processing of low-level auditory cues and its relationship with later language outcomes and 2) the sensitivity to word frequency to create abstract linguistic representations of lexical categories and their relative word order. Accordingly to bootstrapping models learners are able to extract abstract, structural and hence directly unobservable properties of the target language from perceptually available surface cues in the input that correlate with the underlying structure. Indeed, infants are sensitive to certain acoustic and phonological properties of the speech input, which in turn correlate with specific grammatical/syntactic structures. In order to map the link between the perception of these low-level, surface cues and more abstract grammatical knowledge, this work is organized in two main parts. In the first part, two longitudinal studies are reported. Each infant received an auditory discrimination threshold task (using the rapid auditory processing paradigm) followed by a habituation/visual novelty detection task used as a control for general cognitive skills. The auditory discrimination threshold was evaluated using non-linguistic (tones) sounds in one cohort of infants and linguistic sounds (syllables) in another cohort of infants at 9 months in order to investigate the language-specificity of the process within the auditory modality. Subsequently, infants' vocabulary was assessed at 12-14-18 and 24 months and a cognitive test (Mullen scale) was performed at 18-20 months as another control measure for early processing competence. Results show that early processing abilities are predictive of later vocabulary size in typical infants. Importantly, atypical participants exhibited slower and less efficient processing abilities in both visual and acoustic modality. In the second part, the role of word frequency in bootstrapping the basic lexical categories of function and content words and their relative order is explored. The two lexical categories differ in their linguistic functions, phonological makeup and frequency of occurrence. Thus, their frequency-based discrimination could constitute a powerful initial mechanism for infants to acquire the basic building blocks of language. As functors constitute closed classes, while content words come in open classes, we examined whether 8 month-old French monolinguals relied on word frequency to categorize and track functors as non-replaceable items in a closed class, and content words as freely replaceable items in open classes. In five artificial grammar-learning experiments we have found that infants treat frequent words as belonging to closed classes, and infrequent words as belonging to open classes and they map the relative order of these categories onto the basic word order of their native language, French, a functor-initial language. Importantly, atypical participants showed lower ability of discrimination, encoding and memory when compared to typically developing peers. Overall this work contributes to a better understanding of the perceptual abilities that directly contribute to language development. Moreover, it proposes possible behavioural markers that can be potentially useful in the early identification of atypical learners

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Yu, Chunlei. "Contribution to evidential models for perception grids : application to intelligent vehicle navigation." Thesis, Compiègne, 2016. http://www.theses.fr/2016COMP2293.

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Abstract:

Pour les véhicules intelligents, un système de perception est un élément clé pour caractériser en temps réel un modèle de l’environnement de conduite autour du véhicule. Lors de la modélisation de l’environnement, les informations relatives aux obstacles doivent être gérées prioritairement car les collisions peuvent être mortelles pour les autres usagers de la route ou pour les passagers à bord du véhicule considéré. La caractérisation de l’espace occupé est donc cruciale mais pas suffisante pour les véhicules autonomes puisque le système de contrôle a besoin de trouver l’espace navigable pour assurer une planification sure de trajectoire. En effet, afin de naviguer sur les routes publiques avec d’autres utilisateurs, le véhicule doit aussi suivre les règles de circulation qui sont décrites, par exemple, par des marquages au sol peints sur la chaussée. Dans ce travail, nous nous concentrons sur une approche fondée sur des grilles égocentrées pour modéliser l’environnement. L’objectif est d’obtenir un modèle unifié contenant les informations d’obstacle avec des règles sémantiques de la route. Pour modéliser les informations d’obstacle, l’occupation est assurée par l’interprétation des informations des différents capteurs comme les valeurs des cellules. Pour modéliser la sémantique de l’espace navigable, nous proposons d’introduire la notion de grille de voies qui consiste à intégrer l’information sémantique de voie dans les cellules de la grille. La combinaison de ces deux niveaux d’information donne ainsi un modèle d’environnement plus raffiné. Lors de l’interprétation des données des capteurs en information d’obstacle, il faut manipuler des incertitudes dues à de l’ignorance ou des erreurs. L’ignorance est liée à la perception des nouveaux espaces dans la zone de perception et les erreurs proviennent de mesures bruitées et d’estimations imprécises de la pose. Dans cette recherche, la théorie de la fonction de croyance est adoptée pour faire face aux incertitudes et nous proposons des modèles évidentiels pour différents types de capteurs comme des lidars et des caméras. Les grilles de voie contiennent des informations sémantiques sur les voies provenant des marquages au sol, par exemple. À cette fin, nous proposons d’utiliser une carte a priori qui contient des informations détaillées sur la route comme l’orientation de la route et les marquages des voies. Ces informations sont extraites de la carte en utilisant une estimation de pose fournie par un système de localisation. Dans le modèle proposé, nous intégrons dans les grilles les informations de voie en tenant compte de l’incertitude de la pose estimée. Les algorithmes proposés ont été implémentés et testés sur des données réelles obtenues sur des routes publiques. Nous avons développé des algorithmes Matlab et C ++ avec le logiciel PACPUS développé au laboratoire
For intelligent vehicle applications, a perception system is a key component to characterize in real-time a model of the driving environment at the surrounding of the vehicle. When modeling the environment, obstacle information is the first feature that has to be managed since collisions can be fatal for the other road users or for the passengers on-board the considered vehicle. Characterization of occupation space is therefore crucial but not sufficient for autonomous vehicles since the control system needs to find the navigable space for safe trajectory planning. Indeed, in order to run on public roads with other users, the vehicle needs to follow the traffic rules which are, for instance, described by markings painted on the carriageway. In this work, we focus on an ego-centered grid-based approach to model the environment. The objective is to include in a unified world model obstacle information with semantic road rules. To model obstacle information, occupancy is handled by interpreting the information of different sensors into the values of the cells. To model the semantic of the navigable space, we propose to introduce the notion of lane grids which consist in integrating semantic lane information into the cells of the grid. The combination of these two levels of information gives a refined environment model. When interpreting sensor data into obstacle information, uncertainty inevitably arises from ignorance and errors. Ignorance is due to the perception of new areas and errors come from noisy measurements and imprecise pose estimation. In this research, the belief function theory is adopted to deal with uncertainties and we propose evidential models for different kind of sensors like lidars and cameras. Lane grids contain semantic lane information coming from lane marking information for instance. To this end, we propose to use a prior map which contains detailed road information including road orientation and lane markings. This information is extracted from the map by using a pose estimate provided by a localization system. In the proposed model, we integrate lane information into the grids by taking into account the uncertainty of the estimated pose. The proposed algorithms have been implemented and tested on real data acquired on public roads. We have developed algorithms in Matlab and C++ using the PACPUS software framework developed at the laboratory

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Lezama, José. "On grouping theory in dot patterns, with applications to perception theory and 3D inverse geometry." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2015. http://www.theses.fr/2015DENS0009/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l'étude de deux modèles mathématiques pour une tâchevisuelle élémentaire: le regroupement perceptuel de points 2D. Le premier modèletraite la détection d'alignements de point perceptuellement relevant. Ledeuxième modèle étend ce cadre au cas plus général de la bonne continuation depoints. Dans les deux cas, les modèles proposés sont invariants au changementd'échelle, et non supervisés. Ils sont conçus pour être robustes au bruit,jusqu'au point où les structures à détecter deviennent mathématiquementimpossibles de distinguer du bruit. Les expériences presentées montrent unecohérence entre notre théorie de détéction et les processus de démasquage ayantlieu dans la perception humaine.Les modèles proposés sont basés dans la méthodologie a contrario, uneformalisation du principe de non accidentalité dans la théorie de laperception. Cette thèse fait deux contributions au méthodes a contrario. Une estl'introduction de seuils de détection adaptatifs qui sont conditionnels auxenvirons des structures évaluées. La deuxième contribution est une nouvellestratégie raffinée pour résoudre la redondance de plusieurs détectionssignificatives.Finalement, l'utilité du détecteur d'alignements de points comme outil générald'analyse de données est démontrée avec son application a une problème classiqueen vision par ordinateur: la détection de points de fuite. Le détecteurd'alignements de points proposé, utilisé avec des outils standards, produit desrésultats améliorant l'état de l'art.Visant à la recherche reproductible, toutes les méthodes sont soumis au journalIPOL, en incluant descriptions détaillées des algorithmes, du code sourcecommenté et démonstrations en ligne pour chaque méthode
This thesis studies two mathematical models for an elementary visual task: theperceptual grouping of dot patterns. The first model handles the detection ofperceptually relevant arrangements of collinear dots. The second model extendsthis framework to the more general case of good continuation of dots. In bothcases, the proposed models are scale invariant and unsupervised. They aredesigned to be robust to noise, up to the point where the structures to detectbecome mathematically indistinguishable from noise. The experiments presentedshow a good match of our detection theory with the unmasking processes takingplace in human perception, supporting their perceptual plausibility.The proposed models are based on the a contrario framework, a formalization ofthe non-accidentalness principle in perception theory. This thesis makes twocontributions to the a contrario methodology. One is the introduction ofadaptive detection thresholds that are conditional to the structure's localsurroundings. The second is a new refined strategy for resolving the redundancyof multiple meaningful detections. Finally, the usefulness of the collinear point detector as a general patternanalysis tool is demonstrated by its application to a classic problem incomputer vision: the detection of vanishing points. The proposed dot alignmentdetector, used in conjunction with standard tools, produces improved resultsover the state-of-the-art methods in the literature.Aiming at reproducible research, all methods are submitted to the IPOL journal,including detailed descriptions of the algorithms, commented reference sourcecodes, and online demonstrations for each one

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Tancogne-Dejean, Manuela. "Anticiper la crise : ingénierie d'évacuation des bâtiments et management de l'évacuation, principes et éléments." Troyes, 2012. http://www.theses.fr/2012TROY0038.

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Abstract:

La mise en sécurité des personnes lors d’un incendie passe par l’évacuation des bâtiments. Dans le contexte sociétal actuel, l’évacuation doit être repensée. L’objectif est d’anticipation de la crise qui peut survenir chez les personnes face à une situation d’urgence fondées sur le comportement humain et le processus d’évacuation. La loi Accessibilité de 2005 a fait ressortir que nous sommes tous concernés à un moment ou à un autre. La présence de fumées plus ou moins toxiques, d’obstacles entravant les déplacements, de bruits étourdissants,… ont des conséquences négatives sur nos capacités et facultés, et complique d’autant le déroulement de l’évacuation. La démarche adoptée consiste à partir de l’étude de la perception du risque de personnes vulnérables qui vivent concrètement la situation de handicap pour pouvoir ensuite la transposer à tous, car il est admis que la phase de conscience du danger est la plus importante du processus l’évacuation. Trois méthodes ont été utilisées : une analyse qualitative par questionnaire pour appréhender la perception du risque; une approche systémique pour comprendre le processus d’évacuation dans sa globalité et une approche cindynique pour déterminer les sources de danger. Les résultats obtenus ont permis de caractériser les facteurs et les biais de la perception du risque, de faire une modélisation statique et dynamique du processus d’évacuation et de proposer deux outils d’anticipation de la crise : l’ingénierie d’évacuation et le management de l’évacuation
Ensuring people’s safety in case of fire requires evacuating the building. In the current societal context, evacuation must be rethought. The objective is to propose two tools with which to anticipate crisis that could occur in people facing an emergency based on human behaviour and the evacuation process. The Accessibility law of 2005 highlighted that we will all be affected by it at one time or another. The presence of more or less toxic fumes, impeding obstacles, and confusing noises. . . Have a negative impact on our abilities and faculties and complicate the evacuation process. The approach is based on a study of the perception of risk by elderly persons and of persons with disabilities, so as to be able to transpose the experience to all, which, as it is agreed that the phase of awareness of danger is the most important in the evacuation process. Three different methods were used: a qualitative method of questionnaire analysis to understand the perception of risk, a systemic approach to understand the process of evacuation in its entirety and a cindynic approach to determine the sources of danger. The results lead to the characterisation of the structuring factors and bias engaged in risk perception, to creating a static and dynamic modelling of the evacuation process and to propose two crisis anticipation tools: Building evacuation engineering and Evacuation management

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Chéron, Jean-Baptiste. "Modélisation moléculaire de la perception de la saveur sucrée : approches structurales et dynamiques." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017AZUR4066/document.

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Abstract:

La consommation excessive et chronique de sucre est un facteur de risque pour l'apparition de pathologies telles que le diabète de type II ou l'obésité. Une des solutions pour répondre à cet enjeu majeur de santé publique, tout en conservant le plaisir de la saveur sucrée, consiste en l'utilisation d'édulcorants en substitution du sucre. Actuellement, un certain nombre d'édulcorants sur le marché présentent arrière-goût amer ou sont sujets à débat quant à leurs effets sur la santé. Un des objectifs de ces travaux de thèse consiste à proposer de nouveaux édulcorants grâce à des approches rationnelles in silico. Un modèle statistique a été établi sur la base des structures chimiques et a permis d'identifier de nouveaux édulcorants d'origine naturelle. Ensuite, la reconstruction par homologie du récepteur à la saveur sucrée et l'étude des sites de liaison apportent des indices, à l'échelle atomique, qui permettront d'identifier ou même de concevoir de nouveaux édulcorants. L'étude dynamique d'un récepteur de la même famille (Récepteur Couplé aux Protéines G (RCPG) de classe C) a permis d'émettre une hypothèse sur le mécanisme d'activation, phénomène important pour la compréhension de la conversion du signal chimique en signal électrique
Sugar overconsumption is a risk factor for pathologies such as type II diabetes or obesity. Sweeteners consumption is used to overcome this public health issue. Indeed, they have low caloric value but still preserve the pleasure of sweet taste. Currently, number of sweeteners are commercially available, but they present a bitter aftertaste or there is a debate about their safety. One aim of this work was to propose new intense sweeteners using computational modeling strategies. Through a statistical approach to predict the sweetness based on the chemical structure of already known sweeteners, new natural compounds have been identified. Furthermore, the structural study of the homology model of the sweet taste receptor provides some clues to design new sweeteners. The molecular dynamic study of a class C G-protein coupled receptor gives the first molecular hypothesis of the activation process

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Saval, Arnaud. "Modèle temporel, spatial et sémantique pour la découverte de relations entre événements." Caen, 2011. http://www.theses.fr/2011CAEN2098.

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Abstract:

La popularité des réseaux sociaux et les nouvelles formes de communication a entraîné l'apparition de nouvelles sources d'informations qu'il convient d'étudier. N'importe qui est en mesure de publier et de mettre en avant les informations qui l'intéresse. Aujourd'hui, ces comportements apparaissent comme autant de moyens de suivre l'évolution d'un sujet d'intérêt: par exemple la grippe H1N1. Cependant, le traitement automatique de ces informations reste encore à améliorer pour pouvoir définir sémantiquement un sujet d'intérêt (les implications du Tsunami de Myanmar). Cette thèse propose une extension sémantique de la modélisation d'événements dans le temps et dans l'espace pour représenter l'évolution de ces sujets d'intérêt. Ce rapport explique comment utiliser le formalisme introduit pour définir des méthodes de raisonnement sur une base de connaissance structurée afin d'améliorer la représentation de situation par la découverte de relations dans ces informations
The popularity of social networks and new forms of communication has led to the emergence of new sources of information that should be studied. Anyone is able to publish and highlight information of interest. Today, these behaviors appear as ways to track a topic of interest: eg H1N1. However, the automatic processing of such information needs to be improved in order to define semantically a topic of interest (the implications of the Tsunami in Myanmar). This thesis propose a semantic extension of the modeling of events in time and space to represent the evolution of these topics of interest. This report explains how to use the introduced formalism to define the methods of reasoning on a knowledge base structured to improve the representation of the situation by discovering relationships in this information

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Hamlaoui, Soumya. "Suivi 2D de visages et de mouvements faciaux." Compiègne, 2006. http://www.theses.fr/2006COMP1531.

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Abstract:

Cette thèse traite de la problématique du suivi de visages dans des séquences vidéo. Nos objectifs pratiques se situent à deux niveaux distincts et complémentaires : le mouvement global 2D du visage et les mouvements faciaux internes. La robustesse de l'approche proposée est conditionnée par sa capacité à intégrer des perturbations extérieures telles que les variations d'éclairage et les problèmes d'occultation du visage. Pour cela, nous proposons un suivi stochastique basé sur le filtrage particulaire. La distribution des observations est dérivée soit d'un modèle actif d'apparence, soit d'un modèle d'apparence calculé en ligne. L'évolution du système d'état est décrite par une dynamique guidée par une recherche déterministe. Le nombre de particules est ajusté aux besoins effectifs du suivi à chaque pas temporel. L'utilisation d'une mesure robuste augmente la robustesse du suivi en cas d'occultation. Les tests d'évaluation des méthodes proposées montrent des résultats satisfaisants
Tracking a face and its facial features in a video sequence is a challenging problem in computer vision. This thesis addresses the problem of tracking the 2D global motion of a face as well as the local motion of its inner features. Ln this thesis, we propose a stochastic approach based on a particle filtering scheme. The observation distribution is derived from an active appearance model, or from an on-Iine estimated appearance model. The dynamics describing the state system evolution are guided by a deterministic research. The particle number is adjusted to the effective needs of the tracking at each time step. This adjustment allows an optimization of the computing time. We also use a robust distance measure which increases the tracking robustness when the face is partially occulted. Experiments on real video show encouraging results

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Edjekouane, Idir. "La sonie des signaux non-stationnaires et la sonie binaurale : application à la téléphonométrie." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4722/document.

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Abstract:

Lors d’une conversation téléphonique entre deux personnes, le niveau sonore perçu (i.e. la sonie) doit être réglé pour être confortable à l’écoute. Depuis plus de trente ans, nous utilisons un indicateur appelé « loudness Rating (LR) » pour régler la sonie dans cette zone de confort. Cet indicateur a été développé pour la téléphonie filaire classique. Cependant, avec les avancées récentes en télécommunication, l’utilisation actuelle du LR montre certaines limitations. Ainsi, le but de cette thèse est d’étudier la possibilité de remplacer l’indicateur LR par un modèle de sonie plus sophistiqué issu de l’état de l’art, basé sur le modèle de Zwicker. Nous avons sélectionné puis évalué le comportement des quatre modèles de sonie les plus répandus. Dans ce but, nous avons conçu une nouvelle méthode de mesure de sonie appelée : « Mesure Indirecte du Niveau d’Isosonie (MINI) ». La conclusion de cette évaluation est que ces modèles de sonie peuvent être utilisés pour remplacer le LR en mode mains-libres. Cependant, leur utilisation en mode combiné nécessite des études complémentaires afin d’améliorer leurs prédictions
During a telephone conversation between two people, the perceived sound level (i.e. loudness) must be comfortable for the listening. For over thirty years, we have been using a measure called « Loudness Rating (LR) » to adjust the loudness in this comfort zone. This indicator was developed for the landline telephony. However, with recent advances in telecommunications, the current use of LR exhibits some limitations. Thus, the aim of this PhD thesis is to study the possibility of replacing the LR indicator by a more sophisticated state-of-art loudness model based on Zwicker’s model. We selected and evaluated the behavior of the four most common loudness models. For that purpose, we designed a new method of loudness assessment called « Mesure Indirecte du Niveau d’Isosonie (MINI) ». The conclusion of this evaluation is that these loudness models can be used to replace the LR in hands-free mode. However, their use in handset mode requires additional studies to improve their predictions

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Muller, Jean-Denis. "La perception structurante : apprentissage non monotone de fonctions visuelles par croissance et maturation de structures neuromimétiques." Toulouse, ENSAE, 1993. http://www.theses.fr/1993ESAE0030.

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Abstract:

Il est difficile de définir un réseau neuromimétique a priori : il n’existe en effet aucune règle ni aucun théorème mathématique donnant la taille et la structure de réseau optimales pour résoudre un problème particulier. Les réseaux neuronaux biologiques résolvent ce problème en s’adaptant constamment et de façon non monotone, faisant intervenir, à des degrés divers selon la structure neuronale en jeu, l’âge du sujet et le type d’apprentissage, des principes de croissance neuronale (développement), d’adaptation d’efficacités synaptiques et d’élagage de connexions (maturation). Dans cette thèse est proposée une modélisation simple de ces processus neuronaux. Un exemple d’application de cette méthode à un problème industriel de vision est présenté. Nous décrivons en effet l’apprentissage de fonctions visuelles élémentaires par un modèle de réseau multicouche dont la structure et le mode de fonctionnement sont inspirés de ceux du cortex visuel des mammifères. Cet apprentissage est réalisé en deux phases successives. Au cours de la première phase, le réseau croît progressivement en établissant des connexions entre des structures fonctionnelles composées de neurones apprenant à détecter des caractéristiques géométriques de différents niveaux de complexité dans les images au moyen d’un algorithme d’apprentissage non supervisé. La deuxième phase consiste en une adaptation supervisée des efficacités synaptiques associée à une procédure d’élagage assurant l’augmentation graduelle des capacités de généralisation du réseau par réduction du nombre de paramètres le décrivant. Une telle technique a plusieurs intérêts : tout d’abord, elle permet le développement d’applications de reconnaissances de formes sans aucune expertise préalable, le réseau étant capable d’extraire d’images brutes les caractéristiques géométriques pertinentes pour la classification, de les fusionner pour construire le processus de décision et de modifier sa structure de façon à minimiser les risques d’erreurs de généralisation. Elle est donc particulièrement adaptée aux problèmes de vision évolutifs et / ou mal formalisés. Ensuite, son caractère permet d’envisager à terme une implémentation d’un système complet de reconnaissance de formes sur un circuit électronique. Cette technique a été appliquée à un problème de classification de défauts sur des masques servant à fabriquer des circuits à très haute densité d’intégration dans le cadre d’un projet industriel mené au Group Techniques Avancées IBM de Montpellier et impliquant plusieurs sites de la compagnie, eu Europe et aux Etats-Unis : le projet MIMS / ADC (Mask Integrated production line Management System / Automatic Defect Classification).

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Drira, Hassen. "Statistical computing on manifolds for 3D face analysis and recognition." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10075/document.

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Abstract:

La reconnaissance de visage automatique offre de nombreux avantages par rapport aux autres technologies biométriques en raison de la nature non-intrusive. Ainsi, les techniques de reconnaissance faciale ont reçu une attention croissante au sein de la communauté de vision par ordinateur au cours des trois dernières décennies. Un atout majeur de scans 3D sur l'imagerie couleur 2D est que les variations de éclairage et mise à l'échelle ont moins d'influence sur les scans 3D. Toutefois, la numérisation des données souffrent souvent du problème de données manquantes à cause de l'auto-occultation ou des imperfections des technologies de numérisation. En outre, les variations dues aux expressions faciales rendent difficile la reconnaissance automatique des visages 3D. Pour être utiles dans des applications du monde réel, les approches de reconnaissance faciale 3D devraient être en mesure de reconnaitre les surfaces faciales 3D, même dans la présence de grandes déformations dues aux expressions et des données manquantes. La plupart des recherches récentes ont été dirigés vers des techniques invariantes aux expressions faciales. Ils ont toutefois dépensé moins d'efforts pour faire face aux problème des données manquantes. Dans cet thèse, nous présentons un framework commun pour faire face aux expressions et aux données manquantes. En outre, dans le même cadre, notre framework permet de calculer des moyennes surfaces qui permettent une organization hiérarchique des bases de données de visages 3D pour permettre des recherches efficaces. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur la tâche fondamentale de la reconnaissance faciale en 3D, fournir une analyse comparative de plusieurs approches, et offrir des solutions originales pour chacun des problèmes analysés
Automatic face recognition has many benefits over other biometric technologies due to the natural, non-intrusive, and high throughput nature of face data acquisition. Thus, the techniques for face recognition have received a growing attention within the computer vision community over the past three decades. In terms of a modality for face imaging, a major advantage of 3D scans over 2D color imaging is that variations in illumination and scaling have less influence on the 3D scans.However, scan data often suffer from the problem of missing parts dueto self-occlusions or imperfections in scanning technologies. Additionally, variations in face data due to facial expressions are challenging to 3D face recognition. In order to be useful in real-world applications, 3D face recognition approaches should be able to successfully recognize face scans even in the presence of large expression-based deformations and missing data due to occlusions and pose variation. Most recent research has been directed towards expression-invariant techniques and spent less effort to handle the missing parts problem. Few approaches handles the missing part problem but none has performed on a full database containing real missing data, they simulate some missing parts. We present a common framework handling both large expressions and missing parts due to large pose variation. In addition, with the same framework, we are able to average surfaces and hierarchically organize databases to allow efficient searches. In presence of occlusion, we propose to delete and restore occluded parts. The surface is first represented by radial curves (emanating from the nose tip fo the 3D face). Then a base is built using PCA for each curve. Hence, the missing part of the curve can be restored by projecting the existing part of it on the base. PCA is applied on the tangent space of the mean curve as it is linear space. Once the occlusion was detected and removed, the occlusion challenge can be handled as a missing data problem. Hence, we apply the restoration framework and then apply our radial-curve-based 3D face recognition algorithm

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Vivacqua, Adriana Santarosa. "Une approche pour la dissémination d'informations dans environnements coopératifs." Compiègne, 2007. http://www.theses.fr/2007COMP1690.

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Abstract:

Cette thèse présente un modèle et une méthode pour la distribution d'informations dans des environnements coopératifs avec une structure faible. Ces environnements sont fluides et ses membres d'un groupe peuvent facilement changer les règles et processus pour s'adapter à des événements externes. Pour que cette réorganisation soit possible, il faut que les membres aient les informations pour permettre la prise de décisions et l'ajustement entre les membres. Nous présentons une architecture basée sur des agents pour la distribution d'informations, et une méthode pour l'analyse des interactions entre utilisateurs et découvrir les informations en cours. Une analyse de cette méthode montre qu'il s'agit d'une bonne stratégie, même si elle a besoin d'être améliorée pour fonctionner parfaitement
This thesis presents a model and a method for information distribution in loosely structured collaborative environments. These environments are characterized by their flexibility and easy with which participants alter rules and procedures, adjusting to external events. However, this reorganization is only possible if participants have information leading to adequate decision making and ajustements between group members. Based on sociological theories, we present an agent based peer-to-peer architecture for information distribution, and a method to analyse interactions between users and discover ongoing collaboration. An analysis of this method shows it is a promising avenue, even though improvements are necessary for it function perfectly

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Moras, Julien. "Grilles de perception évidentielles pour la navigation robotique en milieu urbain." Phd thesis, Université de Technologie de Compiègne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00866300.

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Abstract:

Les travaux de recherche présentés dans cette thèse portent sur le problème de la perception de l'environnement en milieu urbain, complexe et dynamique et ce en présence de mesures extéroceptives bruitées et incomplètes obtenues à partir decapteurs embarqués. Le problème est formalisé sous l'angle de la fusion de données capteurs à l'aide d'une représentation spatiale de l'environnement. Ces travaux ont été réalisés pour la navigation autonome de véhicules intelligents dans le cadre du projet national ANR CityVIP. Après avoir considéré les principaux formalismes de modélisation de l'incertitude, un système de fusion de grilles spatio-référencées gérant l'incertitude avec des fonctions de croyances est étudié. Ce système est notamment capable de fusionner les mesures d'un lidar multi-nappes et multi-échos, obtenues à différents instants pour construire une carte locale dynamique sous la forme discrète d'une grille d'occupation évidentielle.Le principal avantage des fonctions de croyance est de représenter de manière explicite l'ignorance et ne nécessite donc pas d'introduire d'information à priori non fondée. De plus, ce formalisme permet d'utiliser facilement l'information conflictuelle pour déterminer la dynamique de la scène comme par exemple les cellules en mouvement. Le formalisme de grilles d'occupation évidentielles est présenté en détails et un modèle de capteur lidar multi-nappes et multi-echos est ensuite proposé. Deux approches de fusion séquentielle multi-grilles sont étudiées selon les paradigmes halocentréet égo-centré. Enfin, l'implémentation et les tests expérimentaux des approches sont décrits et l'injection d'informations géographiques connues a priori est étudiée. La plupart des travaux présentés ont été implémentés en temps réel sur un véhicule du laboratoire et de nombreux tests en conditions réelles ont été réalisés avec une interface d'analyse de résultat utilisant une rétro-projection dans une image grand angle. Les résultats ont été présentés dans 5 conférences internationales [Moras et al., 2010, Moras et al., 2011a, Moras et al., 2011b, Moras et al., 2012, Kurdej et al., 2012] etle système expérimental a servi à la réalisation de démonstrations officielles dans le cadre du projet CityVIP à Paris et lors de la conférence IEEE Intelligent Vehicles Symposium 2011 en Allemagne.

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Chevriaux, Yann. "Une approche qualitative spatiale pour une description sémantique des reliefs." Phd thesis, Université Rennes 1, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00315651.

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Abstract:

L'objectif des travaux présentés dans cette thèse est de poser les fondements d'une formalisation qui permettrait, d'une part la description d'une représentation numérique de terrain dans un langage intelligible à destination d'observateurs localisés au sol et, d'autre part, de faciliter les échanges entre des communautés scientifiques disposant de corpus sémantiques différents.
Nous cherchons à décrire une silhouette - i.e., une coupe de terrain ou la séparation terre/ciel à l'horizon - selon la perception que peut en avoir un observateur. Nous introduisons un modèle, fondé sur une approche qualitative, qui consiste à décrire une silhouette par une séquence de symboles signifiants. L'utilisateur ayant la possibilité de définir ses propres catégories, le modèle possède la capacité de s'adapter à différents contextes.
L'originalité de notre modèle repose dans la méthode de détection des formes significatives. Nous nous ecartons volontairement des méthodes numériques généralement utilisées dans les systèmes de détection ou de reconnaissance de forme. Nous considérons que la perception d'une forme particulière de relief est contingente de la perception de saillances, définies ici comme des points qualitativement remarquables. La description d'une silhouette inclut les relations topologiques qui relient les formes de relief détectées. Afin de tenir compte de l'imprécision des frontières des formes de relief, nous proposons une extension de la méthode 9-intersection. Les relations méréologiques, quant à elles, nous sont utiles pour dériver des représentations à différents niveaux d'abstraction.
Nous avons implanté le modèle en Java. Le prototype réealisé permet de définir des catégories, d'analyser des silhouettes, de déterminer les relations topologiques qui lient les formes détectées et d'obtenir une description à différents niveaux d'abstraction.
Cette thèse a bénéficié du soutien financier de la Région Bretagne.

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Hurpeau, Jean-Christophe. "Étude de modifications de la sensibilité cutanée après microchirurgie reconstructrice des membres supérieurs et de la main en particulier : métrologie et modélisation informatique associées." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1996. http://www.theses.fr/1996INPL151N.

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Abstract:

Parmi les conséquences des lésions de nerfs périphériques sur la sensibilité cutanée, les médecins observent a- une baisse des seuils de sensibilité cutanée à la pression, b- une hypersensibilité au froid engendrant parfois des sensations de douleur (paresthésies, hyperpathie, allodynie). Les objectifs de ce travail sont a- de concevoir un dispositif de mesure automatisé du seuil de sensibilité cutanée à la pression et b- de proposer une modélisation à partir d'une hypothèse initiale suggérant les causes possibles de ces symptômes. Une démarche basée sur une analyse systématique des problèmes posés par la conception du dispositif et des solutions techniques envisageables nous permet de sélectionner puis de valider le principe d'un appareil proposé dans les années 80. Nous en présentons les inconvénients, mais les améliorations suggérées sont jugées trop complexes pour une utilisation clinique. Le froid et les lésions nerveuses provoquent des réductions des vitesses de conduction des influx nerveux nés de la stimulation de la peau. L’hypothèse sur laquelle repose la modélisation est que ces modifications peuvent engendrer des désynchronisations du message nerveux périphérique qui le rendent de ce fait incompréhensible par les centres nerveux. Grâce à une étude bibliographie rassemblant les connaissances (expérimentales et théoriques) sur les conséquences du froid et des lésions sur la propagation nerveuse, nous pouvons mettre en équations ces effets puis proposer une quantification des désynchronisations obtenues. Une étude statistique nous permet de montrer l'influence des conditions de refroidissement et de la gravité de la lésion sur l'ampleur des désynchronisations. Certains résultats sont interprétés aux vues des observations cliniques, d'autres sont analysés de façon théorique. Sans aboutir à une validation de l'hypothèse, tache nécessitant des résultats expérimentaux supplémentaires, nous avons pu, néanmoins proposer des éléments nouveaux sur les facteurs périphériques pouvant expliquer l'hypersensibilité au froid. Nous présentons pour conclure une méthode de validation de l'hypothèse reposant sur la recherche des conditions nécessaires pour une stimulation désynchronisée sur des sujets sains

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Barthet, Mathieu. "De l'interprète à l'auditeur : une analyse acoustique et perceptive du timbre musical." Phd thesis, Aix-Marseille 2, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00418296.

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Abstract:

Découvrir quels sont les paramètres acoustiques corrélés à l'expression musicale revêt un intérêt fondamental afin d'améliorer notre compréhension de la perception musicale, et trouve de multiples applications en synthèse sonore. L'interprétation musicale est un acte au cours duquel un instrumentiste traduit le signal notationnel d'un compositeur en sons musicaux, tout en impliquant son propre jugement. Si la plupart des études sur l'interprétation musicale portent sur le rythme, la dynamique, ou les hauteurs, bien moins se consacrent au timbre. Cet attribut perceptif du son, à la fois lié à l'identité de la source sonore et à la qualité sonore, semble pourtant être un paramètre musical essentiel. L'objet de cette thèse, dont l'approche repose sur l'analyse-synthèse, est de mieux comprendre le rôle du timbre dans l'interprétation musicale.

Une étude de dissemblance réalisée sur des sons de synthèse de clarinette, obtenus à partir d'un modèle physique, a permis d'évaluer l'influence du contrôle instrumental (pression d'alimentation et pince) sur les timbres produits par l'instrument. Des enregistrements d'extraits musicaux joués un grand nombre de fois par un même clarinettiste professionnel sur un instrument naturel selon différentes intentions musicales (“scolaire" et “expressive") ont ensuite été analysés. Les mécanismes de transmission de l'expression musicale ont ainsi pu être étudiés au travers de changements de timbre, de rythme et de dynamique. Certaines variations de timbre (variations de qualité sonore au sein des notes et entre les différentes notes) sont reproduites de manière systématique par l'interprète lorsque son intention musicale est la même. La nature de ces variations change lorsque l'intention expressive change, ce qui tend à prouver que les musiciens agissent sur certaines dimensions du timbre afin de varier leur expression. Deux expériences perceptives complémentaires ont révélé que la nature des évolutions temporelles de la brillance des notes influe sur les préférences musicales des auditeurs. La qualité musicale de séquences inexpressives, produites sur des instruments de type entretenu à l'aide d'échantillonneurs, a notamment pu être améliorée de manière significative grâce à un contrôle de la brillance par filtrage dynamique.

L'ensemble de ces travaux appuie l'idée que les variations morphologiques temporelles de timbre (par ex. variations temporelles de brillance) constituent l'un des vecteurs de l'expression musicale.

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Chancel, Marie. "Étude des règles de l'intégration multisensorielle en kinesthésie et de leur évolution liée à l’âge : approches psychophysiques & modélisation bayésienne." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAS047/document.

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Abstract:

Au quotidien, notre système nerveux central utilise et intègre de multiples informations sensorielles pour percevoir de façon cohérente et efficace les mouvements de notre corps et de nos membres. Une littérature abondante a décrit chacune des contributions des entrées sensorielles visuelle, proprioceptive musculaire ou encore tactile dans l’émergence de cette perception, appelée kinesthésie. Mais des questions demeurent quant aux principes régissant l’intégration de ces différents sens à des fins kinesthésiques. Cette thèse apporte des éléments de réponse en soulignant la contribution majeure de la proprioception musculaire dans la construction des percepts multisensoriels kinesthésiques chez l’adulte jeune. Compte tenu du déclin de toutes les modalités sensorielles au cours du vieillissement, nous avons étudié l’évolution possible de ces règles d’intégration dans la dernière partie de ce travail.Revisitant un phénomène illusoire classiquement considéré comme d’origine purement visuelle, le paradigme miroir, nous montrons tout d’abord l’influence des afférences proprioceptives musculaires controlatérales dans l’estimation visuo-proprioceptive des mouvements d’un segment corporel, le bras. En effet, nos résultats montrent que cette illusion de mouvement d’un bras caché derrière un miroir, crée par la réflexion du bras controlatéral en mouvement dans ce miroir, émerge de la prise en compte des informations visuelles mais également des afférences proprioceptives bilatérales. Dans un deuxième temps, pour estimer plus précisément les contributions relatives et interactions entre différentes modalités, nous appliquons des stimulations sensorielles spécifiques des entrées visuelles, tactiles et/ou proprioceptives musculaires, induisant des sensations illusoires de mouvement de la main chez des sujets parfaitement immobiles. En combinant méthode psychophysique et modélisation bayésienne, nous démontrons que l’intégration des informations visuelles et tactiles permet d’optimiser la capacité à discriminer la vitesse des mouvements de la main ; Toutefois, la perception kinesthésique demeure biaisée en faveur des informations proprioceptives musculaires chez des sujets adultes jeunes. Enfin, dans une perspective développementale, nous mettons en évidence un changement de pondération relative entre ces trois différentes entrées au cours du vieillissement en faveur des afférences d’origine tactile et visuelle, probablement dû à une altération plus importante de la sensibilité proprioceptive musculaire
In our daily live, our central nervous system uses and integrates multiples sensory information to efficiently and accurately perceive self-body and self-limb movements. An important part of the studies on this perception, called kinesthesia, address the question of the multisensory integration principles in this particular perceptive domain. This thesis brings up some answers to this question, enlightening muscle proprioception major contribution to the elaboration of multisensory kinesthetic percepts in young adults and changes occurring with age in the rules governing the integration of vision touch and muscle proprioception in kinesthesia.Revisiting a classical illusory phenomenon implicitly supposed of visual origin, the mirror paradigm, we investigate how the contralateral muscle proprioceptive afferences contribute to the visuo-proprioceptive estimation of self-arm movements. Indeed, the movement illusion of an arm, hidden behind a mirror, created by the reflection of the contralateral arm moving in this mirror seems to emerge from the integration of visual and bilateral proprioceptive feedbacks, as attested by our results. Then, in order to estimate the relative contribution and interaction of vision, touch, and muscle proprioception, we applied specific sensory stimulations on muscle proprioception, touch and/or vision. These stimulations elicit in perfectly still participants self-hand movement illusions. Combining psychophysics and Bayesian approach, we demonstrate that visual and tactile cue integration leads to an optimization of our ability to discriminate self-hand rotation velocity. Nevertheless, kinesthesia remains biased in favor of proprioceptive cues. Finally, knowing that all sensory systems decline across life span, we study the potential evolution of multisensory integration rules in kinesthesia with age. We show a profound reshaping in the weighting of the three sensory entries in older individuals, in favor of touch and vision, probably due to a relative greater impairment of muscle proprioception

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Tzvetanov, Tzvetomir. "Etude psychophysique et modélisation des traitements de bas niveau sous-tendant la vision des contours des objets." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004179.

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Abstract:

Les mécanismes de formation des contours sont connus pour avoir des propriétés fonctionnelles différentes. Une étude de l'intégration de l'information spatiale entre éléments de lignes coaxiaux a été effectuée. Deux régimes sont présents, différenciés à partir d'une séparation spatiale d'environ un quart de degré d'angle visuel : les régimes courte et longue distance. Le premier a été intensivement étudié, contrairement au deuxième. En utilisant une approche expérimentale et par modélisation, les caractéristiques fonctionnelles du régime longue distance ont été mesurées et attribuées en partie à l'aire visuelle primaire de l'Homme. Les expériences ont permis d'obtenir les différentes caractéristiques psychophysiques. Avec des stimuli de polarités positives, le régime courte distance a pour limites spatiales 0 et un tiers de degré, et est sensible à l'intensité de l'inducteur (Expérience 1). Le régime longue distance a pour limites spatiales un tiers de degré et 2,5 degrés, et n'est pas sensible à l'intensité de l'inducteur (Expérience 1). Le régime longue distance semble être de manière générale facilitateur pour la détection de la cible (Expérience 2 et 5), quelles que soient la polarité et l'intensité de l'inducteur. Par contre, des différences entre polarités opposées et identiques des stimuli sont présentes pour ce régime. Les interactions OFF-vers-ON sont de manière générale beaucoup moins facilitatrices que les autres interactions dans le régime longue distance (Expérience 2 et 5). La luminance du fond sur lequel sont présentés les stimuli semblait intervenir dans les interactions (Expérience 2), mais l'étude contrôle sur des sujets naïfs n'a pas montré d'effet du fond (Expérience 5). En fonction de la séparation spatiale entre les deux stimuli, il est possible d'obtenir une interaction entre les deux régimes si le stimulus inducteur est placé de manière à ce que les deux régimes soient en compétition pour la détection de la cible (Expérience 3). Pour des polarités positives des stimuli, le régime longue distance s'est avéré posséder une plasticité visuelle spécifique à la direction d'alignement des stimuli (Expérience 4) : la direction verticale a montré une augmentation des seuils de détection des sujets au début des expériences, et la direction horizontale une diminution des seuils de détection des sujets au début des expériences. Par la suite, nous avons tenté de modéliser ces résultats expérimentaux au moyen du modèle LAMINART. Ce modèle simule certaines propriétés fonctionnelles des neurones du cortex visuel primaire (V1). Celui-ci permet de reproduire de manière globale les effets dus aux polarités, mais ne semble pas être sensible au facteur "séparation spatiale". Les résultats de cette thèse soutiennent l'idée que les deux régimes d'intégration de l'information spatiale d'iso-orientation sont principalement présents dans le cortex visuel primaire de l'Homme.

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Ponce, Alvarez Adrián. "Probabilistic models for studying variability in single-neuron and neuronal ensemble activity." Thesis, Aix-Marseille 2, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX20706.

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Abstract:

Une des caractéristiques les plus singulières de l’activité corticale est son degré élevé de variabilité. Ma thèse dedoctorat s’est focalisée sur l’étude de (i) l’irrégularité des intervalles entre potentiels d’action (PAs)successivement émis par un neurone, et (ii) la variabilité dans l’évolution temporelle de l’activité d’un ensemblede neurones. Premièrement, j’ai étudié l’irrégularité des neurones enregistrés dans le cortex moteur de singesmacaques performant une tâche d’estimation du temps et de préparation à l’action. J’ai montré que l’irrégularitén’est pas un paramètre libre de l’activité neuronale, contrairement au taux de PAs, mais est déterminée par lescontraintes structurelles des réseaux neuronaux. Deuxièmement, j’ai utilisé le modèle de Markov caché (MMC)pour analyser l’activité d’ensembles de neurones enregistrés dans plusieurs aires corticales, sensorielles etmotrices, de singes exécutant une tâche de discrimination tactile. J’ai montré que les processus sensoriels etdécisionnels sont distribués dans plusieurs aires corticales. Les résultats suggèrent que l’action et la décision surlaquelle elle est basée sont reliées par une cascade d’évènements non stationnaires et stochastiques. Finalement,j’ai utilisé le MMC pour caractériser l’activité spontanée d’un ensemble de neurones du cortex préfrontal d’unrat. Les résultats montrèrent que l’alternance entre les états UP et DOWN est un processus stochastique etdynamique. La variabilité apparaît donc aussi bien pendant l’activité spontanée que pendant le comportementactif et semble être contrainte par des facteurs structurels qui, à leur tour, contraignent le mode d’opération desréseaux neuronaux
A hallmark of cortical activity is its high degree of variability. The present work focused on (i) the variability ofintervals between spikes that single neurons emit, called spike time irregularity (STI), and (ii) the variability inthe temporal evolution of the collective neuronal activity. First, I studied the STI of macaque motor corticalneurons during time estimation and movement preparation. I found that although the firing rate of the neuronstransmitted information about these processes, the STI of a neuron is not flexible and is determined by thebalance of excitatory and inhibitory inputs. These results were obtained by means of an irregularity measure thatI compared to other existing measures. Second, I analyzed the neuronal ensemble activity of severalsomatosensory and motor cortical areas of macaques during tactile discrimination. I showed that ensembleactivity can be effectively described by the Hidden Markov Model (HMM). Both sensory and decision-makingprocesses were distributed across many areas. Moreover, I showed that decision-related changes in neuronalactivity rely on a noise-driven mechanism and that the maintenance of the decision relies on transient dynamics,subtending the conversion of a decision into an action. Third, I characterized the statistics of spontaneous UP andDOWN states in the prefrontal cortex of a rat, using the HMM. I showed that state alternation is stochastic andthe activity during UP states is dynamic. Hence, variability is prominent both during active behavior andspontaneous activity and is determined by structural factors, thus rending it inherent to cortical organization andshaping the function of neural networks

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Drouard, Vincent. "Localisation et suivi de visages à partir d'images et de sons : une approche Bayésienne temporelle et commumative." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAM094/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous abordons le problème de l’estimation de pose de visage dans le contexte des interactions homme-robot. Nous abordons la résolution de cette tâche à l’aide d’une approche en deux étapes. Tout d’abord en nous inspirant de [Deleforge 15], nous proposons une nouvelle façon d’estimer la pose d’un visage, en apprenant un lien entre deux espaces, l’espace des paramètres de pose et un espace de grande dimension représentant les observations perçues par une caméra. L’apprentissage de ce lien se fait à l’aide d’une approche probabiliste, utilisant un mélange de regressions affines. Par rapport aux méthodes d’estimation de pose de visage déjà existantes, nous incorporons de nouvelles informations à l’espace des paramètres de pose, ces additions sont nécessaires afin de pouvoir prendre en compte la diversité des observations, comme les differents visages et expressions mais aussi lesdécalages entre les positions des visages détectés et leurs positions réelles, cela permet d’avoir une méthode robuste aux conditions réelles. Les évaluations ont montrées que cette méthode permettait d’avoir de meilleurs résultats que les méthodes de regression standard et des résultats similaires aux méthodes de l’état de l’art qui pour certaines utilisent plus d’informations, comme la profondeur, pour estimer la pose. Dans un second temps, nous développons un modèle temporel qui utilise les capacités des traqueurs pour combiner l’information du présent avec celle du passé. Le but à travers cela est de produire une estimation de la pose plus lisse dans le temps, mais aussi de corriger les oscillations entre deux estimations consécutives indépendantes. Le modèle proposé intègre le précédent modèle de régression dans une structure de filtrage de Kalman. Cette extension fait partie de la famille des modèles dynamiques commutatifs et garde tous les avantages du mélange de regressionsaffines précédent. Globalement, le modèle temporel proposé permet d’obtenir des estimations de pose plus précises et plus lisses sur une vidéo. Le modèle dynamique commutatif donne de meilleurs résultats qu’un modèle de suivi utilsant un filtre de Kalman standard. Bien qu’appliqué à l’estimation de pose de visage le modèle presenté dans cette thèse est très général et peut être utilisé pour résoudre d’autres problèmes de régressions et de suivis
In this thesis, we address the well-known problem of head-pose estimationin the context of human-robot interaction (HRI). We accomplish this taskin a two step approach. First, we focus on the estimation of the head pose from visual features. We design features that could represent the face under different orientations and various resolutions in the image. The resulting is a high-dimensional representation of a face from an RGB image. Inspired from [Deleforge 15] we propose to solve the head-pose estimation problem by building a link between the head-pose parameters and the high-dimensional features perceived by a camera. This link is learned using a high-to-low probabilistic regression built using probabilistic mixture of affine transformations. With respect to classic head-pose estimation methods we extend the head-pose parameters by adding some variables to take into account variety in the observations (e.g. misaligned face bounding-box), to obtain a robust method under realistic conditions. Evaluation of the methods shows that our approach achieve better results than classic regression methods and similar results thanstate of the art methods in head pose that use additional cues to estimate the head pose (e.g depth information). Secondly, we propose a temporal model by using tracker ability to combine information from both the present and the past. Our aim through this is to give a smoother estimation output, and to correct oscillations between two consecutives independent observations. The proposed approach embeds the previous regression into a temporal filtering framework. This extention is part of the family of switching dynamic models and keeps all the advantages of the mixture of affine regressions used. Overall the proposed tracker gives a more accurate and smoother estimation of the head pose on a video sequence. In addition, the proposed switching dynamic model gives better results than standard tracking models such as Kalman filter. While being applied to the head-pose estimation problem the methodology presented in this thesis is really general and can be used to solve various regression and tracking problems, e.g. we applied it to the tracking of a sound source in an image

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Fillatreau, Philippe. "Localisation et modélisation tridimensionnelles pour un robot mobile autonome tout terrain." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 1994. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00261834.

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CETTE THESE TRAITE DU PROBLEME DE LA LOCALISATION DANS UN ENVIRONNEMENT TRIDIMENSIONNEL (3D) D'UN ROBOT MOBILE AUTONOME, AINSI QUE DE CELUI DE LA MODELISATION DE TERRAIN. DEUX DOMAINES TYPIQUES D'APPLICATION DE CE TRAVAIL SONT LA ROBOTIQUE MOBILE D'INTERVENTION (SECURITE CIVILE,) ET L'EXPLORATION PLANETAIRE. LA CONTRIBUTION DE LA THESE SE SITUE SURTOUT AU NIVEAU DE LA LOCALISATION D'UN ROBOT DANS UN ENVIRONNEMENT SEMI-STRUCTURE OU NON STRUCTURE. UN ETAT DE L'ART CONCERNANT D'UNE PART LES PRINCIPAUX CAPTEURS UTILISABLES, ET D'AUTRE PART LA MODELISATION, EST PRESENTE. L'ACCENT EST MIS SUR LES CAPTEURS INERTIELS ET SUR LA MODELISATION DE FORMES NON STRUCTUREES ; LE CHOIX DES CAPTEURS UTILISES, AINSI QUE CELUI DES PRIMITIVES GEOMETRIQUES RETENUES, SONT JUSTIFIES. DANS UN PREMIER TEMPS, UNE APPROCHE POUR LA LOCALISATION DU ROBOT A L'AIDE D'AMERS DE TYPE STRUCTURE, MAIS EVENTUELLEMENT NATURELS, EST PRESENTEE. LE PROBLEME DE LA FUSION INCREMENTALE D'UN MODELE DE LOCALISATION BASE SUR DES PRIMITIVES HETEROGENES, A PARTIR DE LA DETECTION DE LIGNES VERTICALES (ARBRES, COLONNES) OU DE MURS, EST TRAITE. PLUSIEURS APPROCHES POUR LE RECALAGE DE LA POSITION DU ROBOT ET LA FUSION DES DONNEES HETEROGENES SONT COMPAREES. UNE STRATEGIE DE CHOIX DES DIFFERENTS AMERS EST ENFIN PROPOSEE. DANS UN DEUXIEME TEMPS, LE PROBLEME DE LA MODELISATION DE TERRAIN ACCIDENTE ET DU RECALAGE SUR DES CARACTERISTIQUES NON STRUCTUREES DE L'ENVIRONNEMENT EST ABORDE. UNE METHODE DE MODELISATION DU TERRAIN PAR HIERARCHIE DE B-SPLINES EST PROPOSEE, ET LA CONSTRUCTION INCREMENTALE DU MODELE DE TERRAIN EST TRAITEE. LE MODELE ANALYTIQUE OBTENU PERMET D'EXTRAIRE DIVERS INVARIANTS 3D, COMME DES MAXIMA D'ALTITUDE OU DES POINTS DE FORTE COURBURE ; L'ASPECT MULTI-RESOLUTION PERMET DE FOCALISER PROGRESSIVEMENT LA RECHERCHE DE TELLES CARACTERISTIQUES. FINALEMENT, UNE METHODE DE LOCALISATION FAISANT COOPERER L'EXTRACTION DE CARACTERISTIQUES AVEC DES TECHNIQUES DE TYPE CORRELATION EST PROPOSEE. LES DIFFERENTES METHODES DEVELOPPEES ONT FAIT L'OBJET D'UNE VALIDATION SUR PLUSIEURS ROBOTS MOBILES EXPERIMENTAUX

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Schatz, Thomas. "ABX-discriminability measures and applications." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066324.

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Cette thèse est, au départ, une contribution indirecte au problème de la modélisation de l'acquisition des catégories phonétiques chez l'enfant. Les modèles computationnels déjà proposés n'ont encore jamais été testés de manière systématique pour déterminer s'ils sont réellement à même de rendre compte d'une partie conséquente des observations empiriques disponibles. Nous développons une approche permettant une évaluation systématique des modèles sur la base de Mesures de Discriminabilité ABX. Nous montrons l'intérêt de notre approche en l'appliquant à deux problèmes reliés: la traitement des catégories phonétiques à la naissance et à l'âge adulte. La prochaine étape sera bien sûr d'appliquer notre approche aux modèles d'acquisition des catégories phonétiques.L'intérêt des Mesures de Discriminabilité ABX ne se restreint pas au cas particulier de l'évaluation des modèles de traitement des catégories phonétiques. Elle sont utiles dans l'étude de signaux autre que la parole et de catégories autres que les catégories phonétiques, ainsi que dans le cadre de champs disciplinaires autres que les sciences cognitives, comme l'ingénierie, l'exploration des données ou l'intelligence artificielle par exemple. Nous le justifions en étudiant les propriétés de ces mesures dans un cadre abstrait général et en présentant trois grandes familles d'applications: l'évaluation de la capacité de systèmes opérant en l'absence de supervision explicite à représenter une structure catégorielle; la formulation de modèles computationnels simples du comportement dans des tâches de discrimination; la définition de mesures descriptives pour des représentations associées à des données catégorielles
This thesis constitutes an indirect contribution to the problem of modeling phonetic category acquisition in infancy. Some specific computational models of phonetic category acquisition have been proposed, but they were never tested extensively nor compared quantitatively to see whether they were really able to account for a sizable portion of the available empirical observations. In this thesis, we introduce ABX-Discriminability Measures and we develop a methodology based on these measures that allows to perform such a systematic evaluation. We demonstrate the interest of our framework by applying it to the evaluation of models for two related problems: phonetic category processing at birth and in adulthood. The next step, applying our framework to models of phonetic category acquisition, is left for future work.The interest of ABX-Discriminability Measures is not restricted to the particular problem of evaluating models of phonetic category processing in humans. We argue that their interest generalizes to the study of other signals than speech and other category structures than phonetic categories, as well as to other research fields than cognitive science, like low-resource engineering, data mining and artificial intelligence for example. To make this point, we study the properties of these measures in a general abstract framework and we detail the rationale for three broad family of potential applications: evaluating systems operating without explicit supervision in their ability to represent a category structure; providing simple computational models of behavior in discrimination tasks; providing descriptive measurements for representations of categorical data

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Dissertations / Theses on the topic 'Perception auditive – Modèles mathématiques'

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