Tesi: "Apprentissage automatique – Évaluation"

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Bove, Clara. "Conception et évaluation d’interfaces utilisateur explicatives pour systèmes complexes en apprentissage automatique". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2023SORUS247.pdf.

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Abstract (sommario):

Cette thèse se place dans le domaine de l’IA eXplicable (XAI) centrée sur l’humain, et plus particulièrement sur l’intelligibilité des explications pour les utilisateurs non-experts. Le contexte technique est le suivant : d’un côté, un classificateur ou un régresseur opaque fournit une prédiction, et une approche XAI post-hoc génère des informations qui agissent comme des explications ; de l’autre côté, l’ utilisateur reçoit à la fois la prédiction et ces explications. Dans ce contexte, plusieurs problèmes peuvent limiter la qualité des explications. Ceux sur lesquels nous nous concentrons sont : le manque d’informations contextuelles dans les explications, le manque d’orientation pour la conception de fonctionnalités pour permettre à l’utilisateur d’explorer et la confusion potentielle qui peut être générée par la quantité d’informations. Nous développons une procédure expérimentale pour concevoir des interfaces utilisateur explicatives et évaluer leur intelligibilité pour les utilisateurs non- experts. Nous étudions des opportunités d’amélioration XAI sur deux types types d’explications locales : l’importance des variables et les exemples contre- factuels. Aussi, nous proposons des principes XAI génériques pour contextualiser et permettre l’exploration sur l’importance des variables; ainsi que pour guider les utilisateurs dans l’analyse comparative des explications contrefactuelles avec plusieurs exemples. Nous proposons une application de ces principes pro- posés dans deux interfaces utilisateur explicatives distinctes, respectivement pour un scénario d’assurance et un scénario financier. Enfin, nous utilisons ces interfaces améliorées pour mener des études utilisateurs en laboratoire et nous mesurons deux dimensions de l’intelligibilité, à savoir la compréhension objective et la satisfaction subjective. Pour l’importance des variables locales, nous montrons que la contextualisation et l’exploration améliorent l’intelligibilité de ces explications. De même, pour les exemples contrefactuels, nous montrons qu’avoir plusieurs exemples plutôt qu’un améliore également l’intelligibilité, et que l’analyse comparative est un outil prometteur pour la satisfaction des utilisateurs. À un niveau fondamental, nous considérons la question théorique des incohérences éventuelles de ces explications. Dans le contexte considéré dans cette thèse, la qualité d’une explication repose à la fois sur la capacité du système d’apprentissage automatique à générer une explication cohérente et sur la capacité de l’utilisateur final à interpréter correctement ces explications. Cependant, il peut y avoir plusieurs limitations: d’un côté, la littérature a rapporté plusieurs limitations techniques de ces systèmes, rendant les explications potentiellement incohérentes ; de l’autre, des études utilisateurs ont montré que les interprétations des utilisateurs ne sont pas toujours exactes, même si des explications cohérentes leur ont été présentées. Nous étudions donc ces incohérences et proposons une ontologie pour structurer les incohérences les plus courantes de la littérature. Cette ontologie constitue un outil pour comprendre les limites actuelles en XAI pour éviter les pièges des explications
This thesis focuses on human-centered eXplainable AI (XAI) and more specif- ically on the intelligibility of Machine Learning (ML) explanations for non-expert users. The technical context is as follows: on one side, either an opaque classifier or regressor provides a prediction, with an XAI post-hoc approach that generates pieces of information as explanations; on the other side, the user receives both the prediction and the explanations. Within this XAI technical context, several is- sues might lessen the quality of explanations. The ones we focus on are: the lack of contextual information in ML explanations, the unguided design of function- alities or the user’s exploration, as well as confusion that could be caused when delivering too much information. To solve these issues, we develop an experimental procedure to design XAI functional interfaces and evaluate the intelligibility of ML explanations by non-expert users. Doing so, we investigate the XAI enhancements provided by two types of local explanation components: feature importance and counterfac- tual examples. Thus, we propose generic XAI principles for contextualizing and allowing exploration on feature importance; and for guiding users in their com- parative analysis of counterfactual explanations with plural examples. We pro- pose an implementation of such principles into two distinct explanation-based user interfaces, respectively for an insurance and a financial scenarios. Finally, we use the enhanced interfaces to conduct users studies in lab settings and to measure two dimensions of intelligibility, namely objective understanding and subjective satisfaction. For local feature importance, we demonstrate that con- textualization and exploration improve the intelligibility of such explanations. Similarly for counterfactual examples, we demonstrate that the plural condition improve the intelligibility as well, and that comparative analysis appears to be a promising tool for users’ satisfaction. At a fundamental level, we consider the issue of inconsistency within ML explanations from a theoretical point of view. In the explanation process consid- ered for this thesis, the quality of an explanation relies both on the ability of the Machine Learning system to generate a coherent explanation and on the ability of the end user to make a correct interpretation of these explanations. Thus, there can be limitations: on one side, as reported in the literature, technical limitations of ML systems might produce potentially inconsistent explanations; on the other side, human inferences can be inaccurate, even if users are presented with con- sistent explanations. Investigating such inconsistencies, we propose an ontology to structure the most common ones from the literature. We advocate that such an ontology can be useful to understand current XAI limitations for avoiding explanations pitfalls

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Pomorski, Denis. "Apprentissage automatique symbolique/numérique : construction et évaluation d'un ensemble de règles à partir des données". Lille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LIL10117.

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Abstract (sommario):

Ce travail s'inscrit dans le cadre du thème : Analyse et Surveillance des Processus Industriels Complexes, développé au Laboratoire d'Automatique et d'Information Industrielle de Lille (LAIL-URA 1440). Nous considérons des systèmes pour lesquels aucun modèle de comportement n'est disponible. Leur surveillance passe alors par l'établissement d'un modèle statistique, élaboré à partir de l'analyse des données relevées sur le processus. Après avoir présenté deux systèmes (ID3 et INDUCE) très utilisés en apprentissage, nous caractérisons les propriétés (cohérence, complétude. . . ) d'un ensemble de règles obtenues par une procédure d'apprentissage, et nous proposons des critères permettant d'évaluer ces règles. Nous distinguons deux procédures de construction de règles plus générales: l'agrégation et le prolongement. Nous donnons, pour ces deux cas, des moyens d'évaluation des résultats obtenus reposant sur différentes hypothèses (monde clos, non contradiction, continuité). Nous proposons dès lors la construction d'un modèle explicatif par généralisation des règles constituant le modèle atomique (représentant le comportement déterministe du processus). Nous développons des méthodes d'induction utilisant une représentation globale (construction de partitions) basées sur un critère entropique (issu de la théorie de l'information), et une représentation locale (prise en compte de parties)

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Dang, Quang Vinh. "Évaluation de la confiance dans la collaboration à large échelle". Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0002/document.

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Abstract (sommario):

Les systèmes collaboratifs à large échelle, où un grand nombre d’utilisateurs collaborent pour réaliser une tâche partagée, attirent beaucoup l’attention des milieux industriels et académiques. Bien que la confiance soit un facteur primordial pour le succès d’une telle collaboration, il est difficile pour les utilisateurs finaux d’évaluer manuellement le niveau de confiance envers chaque partenaire. Dans cette thèse, nous étudions le problème de l’évaluation de la confiance et cherchons à concevoir un modèle de confiance informatique dédiés aux systèmes collaboratifs. Nos travaux s’organisent autour des trois questions de recherche suivantes. 1. Quel est l’effet du déploiement d’un modèle de confiance et de la représentation aux utilisateurs des scores obtenus pour chaque partenaire ? Nous avons conçu et organisé une expérience utilisateur basée sur le jeu de confiance qui est un protocole d’échange d’argent en environnement contrôlé dans lequel nous avons introduit des notes de confiance pour les utilisateurs. L’analyse détaillée du comportement des utilisateurs montre que: (i) la présentation d’un score de confiance aux utilisateurs encourage la collaboration entre eux de manière significative, et ce, à un niveau similaire à celui de l’affichage du surnom des participants, et (ii) les utilisateurs se conforment au score de confiance dans leur prise de décision concernant l’échange monétaire. Les résultats suggèrent donc qu’un modèle de confiance peut être déployé dans les systèmes collaboratifs afin d’assister les utilisateurs. 2. Comment calculer le score de confiance entre des utilisateurs qui ont déjà collaboré ? Nous avons conçu un modèle de confiance pour les jeux de confiance répétés qui calcule les scores de confiance des utilisateurs en fonction de leur comportement passé. Nous avons validé notre modèle de confiance en relativement à: (i) des données simulées, (ii) de l’opinion humaine et (iii) des données expérimentales réelles. Nous avons appliqué notre modèle de confiance à Wikipédia en utilisant la qualité des articles de Wikipédia comme mesure de contribution. Nous avons proposé trois algorithmes d’apprentissage automatique pour évaluer la qualité des articles de Wikipédia: l’un est basé sur une forêt d’arbres décisionnels tandis que les deux autres sont basés sur des méthodes d’apprentissage profond. 3. Comment prédire la relation de confiance entre des utilisateurs qui n’ont pas encore interagi ? Etant donné un réseau dans lequel les liens représentent les relations de confiance/défiance entre utilisateurs, nous cherchons à prévoir les relations futures. Nous avons proposé un algorithme qui prend en compte les informations temporelles relatives à l’établissement des liens dans le réseau pour prédire la relation future de confiance/défiance des utilisateurs. L’algorithme proposé surpasse les approches de la littérature pour des jeux de données réels provenant de réseaux sociaux dirigés et signés
Large-scale collaborative systems wherein a large number of users collaborate to perform a shared task attract a lot of attention from both academic and industry. Trust is an important factor for the success of a large-scale collaboration. It is difficult for end-users to manually assess the trust level of each partner in this collaboration. We study the trust assessment problem and aim to design a computational trust model for collaborative systems. We focused on three research questions. 1. What is the effect of deploying a trust model and showing trust scores of partners to users? We designed and organized a user-experiment based on trust game, a well-known money-exchange lab-control protocol, wherein we introduced user trust scores. Our comprehensive analysis on user behavior proved that: (i) showing trust score to users encourages collaboration between them significantly at a similar level with showing nick- name, and (ii) users follow the trust score in decision-making. The results suggest that a trust model can be deployed in collaborative systems to assist users. 2. How to calculate trust score between users that experienced a collaboration? We designed a trust model for repeated trust game that computes user trust scores based on their past behavior. We validated our trust model against: (i) simulated data, (ii) human opinion, and (iii) real-world experimental data. We extended our trust model to Wikipedia based on user contributions to the quality of the edited Wikipedia articles. We proposed three machine learning approaches to assess the quality of Wikipedia articles: the first one based on random forest with manually-designed features while the other two ones based on deep learning methods. 3. How to predict trust relation between users that did not interact in the past? Given a network in which the links represent the trust/distrust relations between users, we aim to predict future relations. We proposed an algorithm that takes into account the established time information of the links in the network to predict future user trust/distrust relationships. Our algorithm outperforms state-of-the-art approaches on real-world signed directed social network datasets

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Soumm, Michaël. "Refining machine learning evaluation : statistical insights into model performance and fairness". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. https://theses.hal.science/tel-04951896.

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Abstract (sommario):

Cette thèse aborde les limitations des méthodologies d’évaluation en apprentissage automatique en introduisant des approches statistiques rigoureuses adaptées de l’économétrie. À travers des applications dans trois domaines distincts de l’apprentissage automatique, nous démontrons comment les outils statistiques peuvent améliorer la robustesse, l’interprétabilité, et l’équité de l’évaluation des modèles. Dans l’apprentissage incrémental de classes, nous examinons l’importance des méthodes de pré-entraînement par rapport au choix de l’algorithme incrémental et montrons que celles-ci sont décisives dans les performance ﬁnales ; dans les systèmes de reconnaissance faciale, nous quantiﬁons les biais démographiques et démontrons que des données synthétiques équilibrées démographiquement peuvent réduire signiﬁcativement les disparités de performance entre les groupes ethniques ; dans les systèmes de recommandation, nous développons de nouvelles mesures basées sur la théorie de l’information pour analyser les variations de performance entre les proﬁls d’utilisateurs, révélant que les méthodes d’apprentissage profond ne surpassent pas systématiquement les approches traditionnelles et soulignant l’importance des schémas comportementaux des utilisateurs. Ces résultats démontrent l’importance de la rigueur statistique dans l’évaluation de l’apprentissage automatique et fournissent des lignes directrices pratiques pour améliorer l’évaluation des modèles dans diverses applications
This thesis addresses limitations in machine learning evaluation methodologies by introducing rigorous statistical approaches adapted from econometrics. Through applications in three distinct machine learning do-mains, we demonstrate how statistical tools can enhance model evaluation robustness, interpretability, and fairness. In class incremental learning, we examine the importance of pretraining methods compared to the choice of the incremental algorithm and show that these methods are crucial in determining ﬁnal performance ; in face recognition systems, we quantify demographic biases and show that demographically-balanced synthetic data can signiﬁcantly reduce performance disparities across ethnic groups ; in recommender systems, we develop novel information theory-based measures to analyze performance variations across user proﬁles, revealing that deep learning methods don’t consistently out-perform traditional approaches and highlighting the importance of user behavior patterns. These ﬁndings demonstrate the value of statistical rigor in machine learning evaluation and provide practical guidelines for improving model assessment across diverse applications

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Choquette, Philippe. "Nouveaux algorithmes d'apprentissage pour classificateurs de type SCM". Master's thesis, Québec : Université Laval, 2007. http://www.theses.ulaval.ca/2007/24840/24840.pdf.

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Bawden, Rachel. "Going beyond the sentence : Contextual Machine Translation of Dialogue". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS524/document.

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Abstract (sommario):

Les systèmes de traduction automatique (TA) ont fait des progrès considérables ces dernières années. La majorité d'entre eux reposent pourtant sur l'hypothèse que les phrases peuvent être traduites indépendamment les unes des autres. Ces modèles de traduction ne s'appuient que sur les informations contenues dans la phrase à traduire. Ils n'ont accès ni aux informations présentes dans les phrases environnantes ni aux informations que pourrait fournir le contexte dans lequel ces phrases ont été produites. La TA contextuelle a pour objectif de dépasser cette limitation en explorant différentes méthodes d'intégration du contexte extra-phrastique dans le processus de traduction. Les phrases environnantes (contexte linguistique) et le contexte de production des énoncés (contexte extra-linguistique) peuvent fournir des informations cruciales pour la traduction, notamment pour la prise en compte des phénomènes discursifs et des mécanismes référentiels. La prise en compte du contexte est toutefois un défi pour la traduction automatique. Évaluer la capacité de telles stratégies à prendre réellement en compte le contexte et à améliorer ainsi la qualité de la traduction est également un problème délicat, les métriques d'évaluation usuelles étant pour cela inadaptées voire trompeuses. Dans cette thèse, nous proposons plusieurs stratégies pour intégrer le contexte, tant linguistique qu'extra-linguistique, dans le processus de traduction. Nos expériences s'appuient sur des méthodes d'évaluation et des jeux de données que nous avons développés spécifiquement à cette fin. Nous explorons différents types de stratégies: les stratégies par pré-traitement, où l'on utilise le contexte pour désambiguïser les données fournies en entrée aux modèles ; les stratégies par post-traitement, où l'on utilise le contexte pour modifier la sortie d'un modèle non-contextuel, et les stratégies où l'on exploite le contexte pendant la traduction proprement dite. Nous nous penchons sur de multiples phénomènes contextuels, et notamment sur la traduction des pronoms anaphoriques, la désambiguïsation lexicale, la cohésion lexicale et l'adaptation à des informations extra-linguistiques telles que l'âge ou le genre du locuteur. Nos expériences, qui relèvent pour certaines de la TA statistique et pour d'autres de la TA neuronale, concernent principalement la traduction de l'anglais vers le français, avec un intérêt particulier pour la traduction de dialogues spontanés
While huge progress has been made in machine translation (MT) in recent years, the majority of MT systems still rely on the assumption that sentences can be translated in isolation. The result is that these MT models only have access to context within the current sentence; context from other sentences in the same text and information relevant to the scenario in which they are produced remain out of reach. The aim of contextual MT is to overcome this limitation by providing ways of integrating extra-sentential context into the translation process. Context, concerning the other sentences in the text (linguistic context) and the scenario in which the text is produced (extra-linguistic context), is important for a variety of cases, such as discourse-level and other referential phenomena. Successfully taking context into account in translation is challenging. Evaluating such strategies on their capacity to exploit context is also a challenge, standard evaluation metrics being inadequate and even misleading when it comes to assessing such improvement in contextual MT. In this thesis, we propose a range of strategies to integrate both extra-linguistic and linguistic context into the translation process. We accompany our experiments with specifically designed evaluation methods, including new test sets and corpora. Our contextual strategies include pre-processing strategies designed to disambiguate the data on which MT models are trained, post-processing strategies to integrate context by post-editing MT outputs and strategies in which context is exploited during translation proper. We cover a range of different context-dependent phenomena, including anaphoric pronoun translation, lexical disambiguation, lexical cohesion and adaptation to properties of the scenario such as speaker gender and age. Our experiments for both phrase-based statistical MT and neural MT are applied in particular to the translation of English to French and focus specifically on the translation of informal written dialogues

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Ghidalia, Sarah. "Etude sur les mesures d'évaluation de la cohérence entre connaissance et compréhension dans le domaine de l'intelligence artificielle". Electronic Thesis or Diss., Bourgogne Franche-Comté, 2024. http://www.theses.fr/2024UBFCK001.

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Abstract (sommario):

Cette thèse traite de la notion de cohérence au sein des systèmes intelligents. Son objectif principal est d'analyser comment la cohérence, en tant que concept, peut être comprise et évaluée dans le domaine de l'intelligence artificielle, en mettant particulièrement l'accent sur les connaissances préalables intégrées dans ces systèmes. Ce travail, financé dans le cadre du projet européen H2020 RESPONSE, repose sur le context applicatif de la Smart City où l'évaluation de la cohérence entre prédictions artificielles et réalités de terrain reste la condition préalable à toute initiative politique. Un examen minutieux de la cohérence en relation avec l'intelligence artificielle, ainsi qu'une exploration approfondie des connaissances préalables fait l'objet de ce travail. Pour cela une revue systématique de la littérature est réalisée pour cartographier le paysage actuel, mettant en lumière l'intersection et l'interaction entre l'apprentissage automatique et les ontologies, avec un focus particulier sur les techniques algorithmiques en usage. Notre analyse comparative positionne également notre recherche par rapport à des œuvres significatives dans le domaine. Une étude approfondie sur les différentes méthodes d'intégration des connaissances analyse comment la cohérence peut être évaluée en fonction des techniques d'apprentissage utilisées. La qualité globale des systèmes d'intelligence artificielle, avec un focus particulier sur l'évaluation de la cohérence, est également examinée. L'ensemble de cette étude est ensuite appliqué sur l'évaluation de la cohérence d'un modèle par rapport aux lois physiques représentées au sein d'ontologies. Deux études de cas, l'une sur la prédiction des mouvements d'un oscillateur harmonique et l'autre sur l'estimation de la durée de vie d'un matériau, sont présentées pour souligner l'importance des contraintes physiques dans l'évaluation de la cohérence. De plus, nous proposons une nouvelle méthode pour formaliser les connaissances dans une ontologie, en évaluant son efficacité. L'objectif de ce travail est d'apporter un nouvel éclairage sur l'évaluation des algorithmes d'apprentissage automatique, en proposant une méthode d'évaluation de la cohérence. Cette thèse aspire à être une contribution significative au domaine de l'intelligence artificielle, en mettant en lumière l'importance de la cohérence dans la construction de systèmes intelligents fiables et pertinents
This thesis investigates the concept of coherence within intelligent systems, aiming to assess how coherence can be understood and measured in artificial intelligence, with a particular focus on pre-existing knowledge embedded in these systems. This research is funded as part of the European H2020 RESPONSE project and is set in the context of smart cities, where assessing the consistency between AI predictions and real-world data is a fundamental prerequisite for policy initiatives. The main objective of this work is to examine consistency in the field of artificial intelligence meticulously and to conduct a thorough exploration of prior knowledge. To this end, we conduct a systematic literature review to map the current landscape, focusing on the convergence and interaction between machine learning and ontologies, and highlighting, in particular, the algorithmic techniques employed. In addition, our comparative analysis positions our research in the broader context of important work in the field.An in-depth study of different knowledge integration methods is undertaken to analyze how consistency can be assessed based on the learning techniques employed. The overall quality of artificial intelligence systems, with particular emphasis on consistency assessment, is also examined. The whole study is then applied to the coherence evaluation of models concerning the representation of physical laws in ontologies. We present two case studies, one on predicting the motion of a harmonic oscillator and the other on estimating the lifetime of materials, to highlight the importance of respecting physical constraints in consistency assessment. In addition, we propose a new method for formalizing knowledge within an ontology and evaluate its effectiveness. This research aims to provide new perspectives in the evaluation of machine learning algorithms by introducing a coherence evaluation method. This thesis aspires to make a substantial contribution to the field of artificial intelligence by highlighting the critical role of consistency in the development of reliable and relevant intelligent systems

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Douwes, Constance. "On the Environmental Impact of Deep Generative Models for Audio". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS074.

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Abstract (sommario):

Cette thèse étudie l'impact environnemental des modèles d'apprentissage profond pour la génération audio et vise à mettre le coût de calcul au cœur du processus d'évaluation. En particulier, nous nous concentrons sur différents types de modèles d'apprentissage profond spécialisés dans la synthèse audio de formes d'onde brutes. Ces modèles sont désormais un élément clé des systèmes audio modernes, et leur utilisation a considérablement augmenté ces dernières années. Leur flexibilité et leurs capacités de généralisation en font des outils puissants dans de nombreux contextes, de la synthèse de texte à la parole à la génération audio inconditionnelle. Cependant, ces avantages se font au prix de sessions d'entraînement coûteuses sur de grandes quantités de données, exploitées sur du matériel dédié à forte consommation d'énergie, ce qui entraîne d'importantes émissions de gaz à effet de serre. Les mesures que nous utilisons en tant que communauté scientifique pour évaluer nos travaux sont au cœur de ce problème. Actuellement, les chercheurs en apprentissage profond évaluent leurs travaux principalement sur la base des améliorations de la précision, de la log-vraisemblance, de la reconstruction ou des scores d'opinion, qui occultent tous le coût de calcul des modèles génératifs. Par conséquent, nous proposons d'utiliser une nouvelle méthodologie basée sur l'optimalité de Pareto pour aider la communauté à mieux évaluer leurs travaux tout en ramenant l'empreinte énergétique -- et in fine les émissions de carbone -- au même niveau d'intérêt que la qualité du son. Dans la première partie de cette thèse, nous présentons un rapport complet sur l'utilisation de diverses mesures d'évaluation des modèles génératifs profonds pour les tâches de synthèse audio. Bien que l'efficacité de calcul soit de plus en plus abordée, les mesures de qualité sont les plus couramment utilisées pour évaluer les modèles génératifs profonds, alors que la consommation d'énergie n'est presque jamais mentionnée. Nous abordons donc cette question en estimant le coût en carbone de la formation des modèles génératifs et en le comparant à d'autres coûts en carbone notables pour démontrer qu'il est loin d'être insignifiant. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous proposons une évaluation à grande échelle des vocodeurs neuronaux pervasifs, qui sont une classe de modèles génératifs utilisés pour la génération de la parole, conditionnée par le mel-spectrogramme. Nous introduisons une analyse multi-objectifs basée sur l'optimalité de Pareto à la fois de la qualité de l'évaluation humaine et de la consommation d'énergie. Dans ce cadre, nous montrons que des modèles plus légers peuvent être plus performants que des modèles plus coûteux. En proposant de s'appuyer sur une nouvelle définition de l'efficacité, nous entendons fournir aux praticiens une base de décision pour choisir le meilleur modèle en fonction de leurs exigences. Dans la dernière partie de la thèse, nous proposons une méthode pour réduire les coûts associés à l'inférence des modèle génératif profonds, basée sur la quantification des réseaux de neurones. Nous montrons un gain notable sur la taille des modèles et donnons des pistes pour l'utilisation future de ces modèles dans des systèmes embarqués. En somme, nous fournissons des clés pour mieux comprendre l'impact des modèles génératifs profonds pour la synthèse audio ainsi qu'un nouveau cadre pour développer des modèles tout en tenant compte de leur impact environnemental. Nous espérons que ce travail permettra de sensibiliser les chercheurs à la nécessité d'étudier des modèles efficaces sur le plan énergétique tout en garantissant une qualité audio élevée
In this thesis, we investigate the environmental impact of deep learning models for audio generation and we aim to put computational cost at the core of the evaluation process. In particular, we focus on different types of deep learning models specialized in raw waveform audio synthesis. These models are now a key component of modern audio systems, and their use has increased significantly in recent years. Their flexibility and generalization capabilities make them powerful tools in many contexts, from text-to-speech synthesis to unconditional audio generation. However, these benefits come at the cost of expensive training sessions on large amounts of data, operated on energy-intensive dedicated hardware, which incurs large greenhouse gas emissions. The measures we use as a scientific community to evaluate our work are at the heart of this problem. Currently, deep learning researchers evaluate their works primarily based on improvements in accuracy, log-likelihood, reconstruction, or opinion scores, all of which overshadow the computational cost of generative models. Therefore, we propose using a new methodology based on Pareto optimality to help the community better evaluate their work's significance while bringing energy footprint -- and in fine carbon emissions -- at the same level of interest as the sound quality. In the first part of this thesis, we present a comprehensive report on the use of various evaluation measures of deep generative models for audio synthesis tasks. Even though computational efficiency is increasingly discussed, quality measurements are the most commonly used metrics to evaluate deep generative models, while energy consumption is almost never mentioned. Therefore, we address this issue by estimating the carbon cost of training generative models and comparing it to other noteworthy carbon costs to demonstrate that it is far from insignificant. In the second part of this thesis, we propose a large-scale evaluation of pervasive neural vocoders, which are a class of generative models used for speech generation, conditioned on mel-spectrogram. We introduce a multi-objective analysis based on Pareto optimality of both quality from human-based evaluation and energy consumption. Within this framework, we show that lighter models can perform better than more costly models. By proposing to rely on a novel definition of efficiency, we intend to provide practitioners with a decision basis for choosing the best model based on their requirements. In the last part of the thesis, we propose a method to reduce the inference costs of neural vocoders, based on quantizated neural networks. We show a significant gain on the memory size and give some hints for the future use of these models on embedded hardware. Overall, we provide keys to better understand the impact of deep generative models for audio synthesis as well as a new framework for developing models while accounting for their environmental impact. We hope that this work raises awareness on the need to investigate energy-efficient models simultaneously with high perceived quality

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Pavão, Adrien. "Methodology for Design and Analysis of Machine Learning Competitions". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2023. http://www.theses.fr/2023UPASG088.

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Abstract (sommario):

Nous développons et étudions une méthodologie systématique et unifiée pour organiser et utiliser les compétitions scientifiques dans la recherche, en particulier dans le domaine de l'apprentissage automatique (intelligence artificielle basée sur les données). De nos jours, les compétitions deviennent de plus en plus populaires en tant qu'outil pédagogique et comme moyen de repousser les limites de l'état de l'art en engageant des scientifiques de tous âges, à l'intérieur ou à l'extérieur du milieu universitaire. On peut y voir une forme de science citoyenne. Cette forme de contribution communautaire à la science pourrait contribuer à la recherche reproductible et démocratiser l'intelligence artificielle. Toutefois, si la distinction entre organisateurs et participants peut atténuer certains biais, il existe un risque que des biais dans la sélection des données, les métriques d'évaluation, et d'autres éléments de conception expérimentale compromettent l'intégrité des résultats et amplifient l'influence du hasard. Dans les cas extrêmes, les résultats pourraient être inutiles, voire préjudiciables à la communauté scientifique et, en conséquence, à la société dans son ensemble. Notre objectif est d'inscrire l'organisation de compétitions scientifiques dans un cadre rigoureux et d'offrir à la communauté des recommandations éclairées. Conjointement avec l'effort de développement des outils d'organisation de compétitions que nous développons dans le cadre du projet CodaLab, nous visons à fournir une contribution utile à la communauté. Cette thèse comprend des contributions théoriques s'appuyant sur la conception expérimentale, les statistiques et la théorie des jeux, ainsi que des résultats empiriques pratiques résultant de l'analyse des données de compétitions passées
We develop and study a systematic and unified methodology to organize and use scientific challenges in research, particularly in the domain of machine learning (data-driven artificial intelligence). As of today, challenges are becoming more and more popular as a pedagogic tool and as a means of pushing the state-of-the-art by engaging scientists of all ages, within or outside academia. This can be thought of as a form of citizen science. There is the promise that this form of community involvement in science might contribute to reproducible research and democratize artificial intelligence. However, while the distinction between organizers and participants may mitigate certain biases, there exists a risk that biases in data selection, scoring metrics, and other experimental design elements could compromise the integrity of the outcomes and amplify the influence of randomness. In extreme cases, the results could range from being useless to detrimental for the scientific community and, ultimately, society at large. Our objective is to structure challenge organization within a rigorous framework and offer the community insightful guidelines. In conjunction with the tools of challenge organization that we are developing as part of the CodaLab project, we aim to provide a valuable contribution to the community. This thesis includes theoretical fundamental contributions drawing on experimental design, statistics and game theory, and practical empirical findings resulting from the analysis of data from previous challenges

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Dang, Quang Vinh. "Évaluation de la confiance dans la collaboration à large échelle". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0002.

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Abstract (sommario):

Les systèmes collaboratifs à large échelle, où un grand nombre d’utilisateurs collaborent pour réaliser une tâche partagée, attirent beaucoup l’attention des milieux industriels et académiques. Bien que la confiance soit un facteur primordial pour le succès d’une telle collaboration, il est difficile pour les utilisateurs finaux d’évaluer manuellement le niveau de confiance envers chaque partenaire. Dans cette thèse, nous étudions le problème de l’évaluation de la confiance et cherchons à concevoir un modèle de confiance informatique dédiés aux systèmes collaboratifs. Nos travaux s’organisent autour des trois questions de recherche suivantes. 1. Quel est l’effet du déploiement d’un modèle de confiance et de la représentation aux utilisateurs des scores obtenus pour chaque partenaire ? Nous avons conçu et organisé une expérience utilisateur basée sur le jeu de confiance qui est un protocole d’échange d’argent en environnement contrôlé dans lequel nous avons introduit des notes de confiance pour les utilisateurs. L’analyse détaillée du comportement des utilisateurs montre que: (i) la présentation d’un score de confiance aux utilisateurs encourage la collaboration entre eux de manière significative, et ce, à un niveau similaire à celui de l’affichage du surnom des participants, et (ii) les utilisateurs se conforment au score de confiance dans leur prise de décision concernant l’échange monétaire. Les résultats suggèrent donc qu’un modèle de confiance peut être déployé dans les systèmes collaboratifs afin d’assister les utilisateurs. 2. Comment calculer le score de confiance entre des utilisateurs qui ont déjà collaboré ? Nous avons conçu un modèle de confiance pour les jeux de confiance répétés qui calcule les scores de confiance des utilisateurs en fonction de leur comportement passé. Nous avons validé notre modèle de confiance en relativement à: (i) des données simulées, (ii) de l’opinion humaine et (iii) des données expérimentales réelles. Nous avons appliqué notre modèle de confiance à Wikipédia en utilisant la qualité des articles de Wikipédia comme mesure de contribution. Nous avons proposé trois algorithmes d’apprentissage automatique pour évaluer la qualité des articles de Wikipédia: l’un est basé sur une forêt d’arbres décisionnels tandis que les deux autres sont basés sur des méthodes d’apprentissage profond. 3. Comment prédire la relation de confiance entre des utilisateurs qui n’ont pas encore interagi ? Etant donné un réseau dans lequel les liens représentent les relations de confiance/défiance entre utilisateurs, nous cherchons à prévoir les relations futures. Nous avons proposé un algorithme qui prend en compte les informations temporelles relatives à l’établissement des liens dans le réseau pour prédire la relation future de confiance/défiance des utilisateurs. L’algorithme proposé surpasse les approches de la littérature pour des jeux de données réels provenant de réseaux sociaux dirigés et signés
Large-scale collaborative systems wherein a large number of users collaborate to perform a shared task attract a lot of attention from both academic and industry. Trust is an important factor for the success of a large-scale collaboration. It is difficult for end-users to manually assess the trust level of each partner in this collaboration. We study the trust assessment problem and aim to design a computational trust model for collaborative systems. We focused on three research questions. 1. What is the effect of deploying a trust model and showing trust scores of partners to users? We designed and organized a user-experiment based on trust game, a well-known money-exchange lab-control protocol, wherein we introduced user trust scores. Our comprehensive analysis on user behavior proved that: (i) showing trust score to users encourages collaboration between them significantly at a similar level with showing nick- name, and (ii) users follow the trust score in decision-making. The results suggest that a trust model can be deployed in collaborative systems to assist users. 2. How to calculate trust score between users that experienced a collaboration? We designed a trust model for repeated trust game that computes user trust scores based on their past behavior. We validated our trust model against: (i) simulated data, (ii) human opinion, and (iii) real-world experimental data. We extended our trust model to Wikipedia based on user contributions to the quality of the edited Wikipedia articles. We proposed three machine learning approaches to assess the quality of Wikipedia articles: the first one based on random forest with manually-designed features while the other two ones based on deep learning methods. 3. How to predict trust relation between users that did not interact in the past? Given a network in which the links represent the trust/distrust relations between users, we aim to predict future relations. We proposed an algorithm that takes into account the established time information of the links in the network to predict future user trust/distrust relationships. Our algorithm outperforms state-of-the-art approaches on real-world signed directed social network datasets

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Sheeren, David. "Méthodologie d' évaluation de la cohérence inter-représentations pour l'intégration de bases de données spatiales : une approche combinant l' utilisation de métadonnées et l' apprentissage automatique". Paris 6, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00085693.

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Benamar, Alexandra. "Évaluation et adaptation de plongements lexicaux au domaine à travers l'exploitation de connaissances syntaxiques et sémantiques". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2023. http://www.theses.fr/2023UPASG035.

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Abstract (sommario):

Les modèles de plongements lexicaux se sont imposés comme les modèles de représentation les plus populaires en TAL. Afin d'obtenir de bonnes performances, ils nécessitent d'être entraînés sur de grands corpus de données provenant principalement du domaine général et sont fréquemment affinés pour être appliqués à des données de spécialité. Cependant, l'affinage des données est une pratique coûteuse en termes de ressources et son efficacité est controversée.Dans le cadre de cette thèse, nous évaluons l'utilisation de modèles de plongements lexicaux sur des corpus de spécialité et nous montrons que la proximité entre les vocabulaires des données d'entraînement et des données d'application joue un rôle majeur dans la représentation des termes hors-vocabulaire. Nous observons que cela est principalement dû à la tokenisation initiale des mots, et nous proposons une mesure pour calculer l'impact de la segmentation des mots sur leur représentation.Pour résoudre ce problème, nous proposons deux méthodes permettant d'injecter des connaissances linguistiques aux représentations générées par les Transformer : une méthode intervient à l'échelle des données et l'autre à l'échelle du modèle. Notre recherche démontre que l'ajout de contexte syntaxique et sémantique peut améliorer l'application de modèles auto-supervisés à des domaines de spécialité, tant pour la représentation du vocabulaire que pour la résolution de tâches de TAL. Les méthodes proposées peuvent être utilisées pour n'importe quelle langue disposant d'informations linguistiques ou d'autres connaissances externes. Le code utilisé pour les expériences a été publié pour faciliter la reproductibilité et des mesures ont été prises pour limiter l'impact environnemental en réduisant le nombre d'expériences
Word embeddings have established themselves as the most popular representation in NLP. To achieve good performance, they require training on large data sets mainly from the general domain and are frequently finetuned for specialty data. However, finetuning is a resource-intensive practice and its effectiveness is controversial.In this thesis, we evaluate the use of word embedding models on specialty corpora and show that proximity between the vocabularies of the training and application data plays a major role in the representation of out-of-vocabulary terms. We observe that this is mainly due to the initial tokenization of words and propose a measure to compute the impact of the tokenization of words on their representation. To solve this problem, we propose two methods for injecting linguistic knowledge into representations generated by Transformers: one at the data level and the other at the model level. Our research demonstrates that adding syntactic and semantic context can improve the application of self-supervised models to specialty domains, both for vocabulary representation and for NLP tasks.The proposed methods can be used for any language with linguistic information or external knowledge available. The code used for the experiments has been published to facilitate reproducibility and measures have been taken to limit the environmental impact by reducing the number of experiments

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Nouradine, Haroun. "Évaluation des ressources en eau dans les aquifères de socle dans la région du Guéra (Tchad) : combinaison d'approches géologiques, hydrogéologiques, géophysiques, géochimiques et d'apprentissage automatique". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2023SORUS665.pdf.

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Abstract (sommario):

Les aquifères de socle cristallin posent un défi majeur pour les hydrogéologues d'aujourd'hui en raison de leur hétérogénéité et de leur discontinuité. Ils sont la principale source d'eau potable dans plusieurs régions du monde, notamment en Afrique subsaharienne et au Tchad. Cependant, les aquifères de socle du Tchad ont été peu étudiés, ce qui rend difficile leur exploitation pour répondre aux besoins en eau de la population. Notre étude porte sur la région du Guéra, située dans le bassin du lac Tchad, qui est caractérisée par un socle cristallin composé à 90% de granitoïdes et de roches métamorphiques, et soumise à un climat sahélo-soudanien. Cette région a été choisie pour cette étude en raison de la disponibilité de données existantes. En effet, malgré les efforts déployés pour améliorer l'accès à la ressource en utilisant des techniques hydrogéologiques et géophysiques basées sur des méthodes électriques 1D et 2D combinées aux linéaments, le taux d'échec des forages d'eau reste élevé.Afin de mieux comprendre le fonctionnement des aquifères de socle et d'améliorer l'accès à l'eau potable dans cette région, nous proposons dans cette thèse une approche multidimensionnelle, combinant la géologie, l'hydrogéologie, la géophysique, la géochimie et l'apprentissage automatique. L'approche hydrogéophysique, basée sur l'exploitation approfondie des nombreuses données existantes (données techniques de 798 forages, 700 profils EM34 et 592 panneaux électriques), a permis d'identifier les principales formations sur lesquelles repose le modèle hydrogéologique conceptuel local, ainsi que leur gamme de résistivité électrique, et de déterminer les facteurs qui contrôlent la productivité des aquifères. L'installation d'un réseau préliminaire de suivi piézométrique automatisé depuis 2021 a permis d'aborder la dynamique des fluctuations de la nappe. Les méthodes géochimiques et isotopiques, appliquées à 211 échantillons, ont permis d'identifier et de comprendre les processus de minéralisation des eaux souterraines, de différencier les différentes formations aquifères, de valider le modèle conceptuel, d'évaluer la vulnérabilité et de comprendre les mécanismes de recharge et l'âge des eaux souterraines. Enfin, une méthode d'apprentissage automatique a été testée à partir des données produites dans cette thèse pour évaluer le potentiel de ce type d'approche à identifier les critères de productivité, et cartographier à grande échelle les zones dont le potentiel en eau souterraine est favorable à l'implantation de forages
The crystalline basement aquifers present a major challenge for today's hydrogeologists due to their heterogeneity and discontinuity. They are the main source of drinking water in several regions of the world, particularly in sub-Saharan Africa and Chad. However, the crystalline basement aquifers in Chad have been poorly studied, making it difficult to exploit them to meet the water needs of the population. Our study focuses on the Guéra region, located in the Lake Chad Basin, which is characterized by a crystalline basement composed of 90% granitoids and metamorphic rocks, and subjected to a Sahelian-Sudanian climate. This region was chosen for this study due to the availability of existing data. Despite efforts to improve access to the resource using hydrogeological and geophysical techniques based on 1D and 2D electrical methods combined with lineaments, the failure rate of water wells remains high.In order to better understand the functioning of the crystalline basement aquifers and improve access to drinking water in this region, we propose in this thesis a multidimensional approach, combining geology, hydrogeology, geophysics, geochemistry, and machine learning. The hydrogeophysical approach, based on the in-depth exploitation of numerous existing data (technical data from 798 wells, 700 EM34 profiles, and 592 electrical panels), has allowed us to identify the main formations on which the local hydrogeological conceptual model is based, as well as their range of electrical resistivity, and to determine the factors that control the productivity of the aquifers. The installation of a preliminary automated piezometric monitoring network since 2021 has addressed the dynamics of groundwater fluctuations. Geochemical and isotopic methods, applied to 211 samples, have allowed us to identify and understand the processes of groundwater mineralization, differentiate between different aquifer formations, validate the conceptual model, assess vulnerability, and understand recharge mechanisms and groundwater age. Finally, a machine learning method has been tested using the data produced in this thesis to evaluate the potential of this approach to identify productivity criteria and map on a large scale the areas where the potential for groundwater is favorable for well installation.Keywords: Crystalline basement aquifer, geophysics, hydrogeology, conceptual model, geochemistry, machine learning, Guéra (Chad)

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Benayache, Ahcène. "Construction d'une mémoire organisationnelle de formation et évaluation dans un contexte e-learning : Le projet MEMORAe". Compiègne, 2005. http://www.theses.fr/2005COMP1591.

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Abstract (sommario):

De nombreux documents ou plus généralement de nombreuses ressources peuvent être utilisés dans le cadre d'une formation e-Iearning (ou e-formation). Certaines de ces ressources sont produites 'en interne' par les différents acteurs impliqués dans la formation, d'autres sont disponibles sur le web : cours en ligne, supports de cours, transparents, bibliographies, foires aux questions, notes de lectures etc. Le nombre de ressources disponibles ne faisant que croître, le problème de leur accès et de leur gestion se trouve ainsi posé. Dans cette thèse, nous considérons une formation comme une organisation, dans laquelle différents acteurs sont impliqués, et proposons d'en gérer les informations, les documents et les connaissances au moyen d'une mémoire organisationnelle de formation basée sur des ontologies. Dans le projet MEMORAe, nous nous sommes focalisés sur deux scénarios d'application: l'apport de l'ingénierie des connaissances dans le domaine éducatif et l'apprentissage par exploration basé sur des ontologies. Trois aspects ont été principalement développés dans ce travail : l'apport d'une mémoire organisationnelle dans le contexte d'une formation e-Iearning ; le choix (a) des ontologies pour indexer et structurer le contenu d'un cours et (b) des Topic Maps pour exploiter ces ontologies ; la conception et l'implantation de l'environnemment E-MEMORAe d'aide à l'apprentissage par exploration guidé par des ontologies et l'évaluation de cet environnement auprès des étudiants de B31. 1 à l'UPJV et les étudiants de NF01 à l'UTC
Many documents and resources are now available in order to support e-Iearning. Some are internaI and made by several actors implied in the e-Iearning. Others are available on the web: on-line courses, course supports, slides, bibliographies, frequently asked questions, lecture notes, etc. The increasing number of available resources is a real problem in content management systems. Ln This PhD, we consider a course like an organization, in which different actors are involved. We proposes to manage the informations, documents and knowledge of this organization by means of a learning organizational memory based on ontologies. It was carried out in the context of the MEMORAe project focusing on two application scenarios: the contribution of the knowledge engineering in the educational domain and the learning by exploration based on ontologies. Three aspects were essentially developed in this work : the contribution of an organizational memory in the e-Iearning context ; the choices of (a) using ontologies to model metadata, and (b) to represent them with the Topic Maps formalism ; the design and implementation of the E-MEMORAe, an environment assistance for e-Iearning, and the evaluation of this environment with students in the framework of : the B31. 1 applied mathematics course at the University of Picardy in France, and the NF01 algorithms and programming course at the University of Technology of Compiègne

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Nikoulina, Vassilina. "Modèle de traduction statistique à fragments enrichi par la syntaxe". Phd thesis, Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENM008.

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Abstract (sommario):

Les modèles de traduction automatique probabiliste traditionnel ignorent la structure syntaxique des phrases source et cible. Le choix des unités lexicales cible et de leur ordre est contrôlé uniquement par des statistiques de surface sur le corpus d'entraînement. La connaissance de la structure linguistique peut-être bénéfique, car elle fournit des informations génériques compensant la pauvreté des données directement observables. Nos travaux ont pour but d'étudier l'impact des informations syntaxiques sur un modèle de traduction probabiliste de base, fondé sur des fragments, dans le cadre d'un analyseur dépendanciel particulier, XIP, dont la performance est bien adaptée à nos besoins. Nous étudions d'abord l'intégration des informations syntaxiques dans un but de reclassement des traductions proposées par le modèle de base? Nous définissons un ensemble de traits mesurant la similarité entre les structures de dépendance source et cible, et des traits de cohérence linguistique (basés sur l'analyse cible). L'apprentissage automatique des poids de ces traits permet de détecter leurs importance. L'évaluation manuelle des différents modèles de reclassement nous a permis de montrer le potentiel de ces traits pour améliorer la qualité des traductions proposées par le modèle de base. Ensuite, nous avons proposé un modèle pour réduire la taille du graphe des hypothèses exploré par le modèle de base à l'aide de connaissances sur la structure syntaxique source. Nous avons également proposé une procédure de décomposition d'une phrase source initiale en sous-phrases pour simplifier la tâche de traduction. Les évaluations initiales de ces modèles se sont montrées prometteuses
Traditional Statistical Machine Translation models are not aware of linguistic structure. Thus, target lexical choices and word order are controlled only by surface-based statistics learned from the training corpus. However, knowledge of linguistic structure can be beneficial since it provides generic information compensating data sparsity. The purpose of our work is to study the impact of syntactic information while preserving the general framework of Phrase-Based SMT. First, we study the integration of syntactic information using a reranking approach. We define features measuring the similarity between the dependency structures of source and target sentences, as well as features of linguistic coherence of the target sentences. The importance of each feature is assessed by learning their weights through a Structured Perceptron Algorithm. The evaluation of several reranking models shows that these features often improve the quality of translations produced by the basic model, in terms of manual evaluations as opposed to automatic measures. Then, we propose different models in order to increase the quality and diversity of the search graph produced by the decoder, through filtering out uninteresting hypotheses based on the source syntactic structure. This is done either by learning limits on the phrase recordering, or by decomposing the source sentence in order to simplify the translation process. The initial evaluations of these models look promising

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Nikoulina, Vassilina. "Modèle de traduction statistique à fragments enrichi par la syntaxe". Phd thesis, Université de Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00996317.

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Abstract (sommario):

Les modèles de traduction automatique probabiliste traditionnel ignorent la structure syntaxique des phrases source et cible. Le choix des unités lexicales cible et de leur ordre est contrôlé uniquement par des statistiques de surface sur le corpus d'entraînement. La connaissance de la structure linguistique peut-être bénéfique, car elle fournit des informations génériques compensant la pauvreté des données directement observables. Nos travaux ont pour but d'étudier l'impact des informations syntaxiques sur un modèle de traduction probabiliste de base, fondé sur des fragments, dans le cadre d'un analyseur dépendanciel particulier, XIP, dont la performance est bien adaptée à nos besoins. Nous étudions d'abord l'intégration des informations syntaxiques dans un but de reclassement des traductions proposées par le modèle de base? Nous définissons un ensemble de traits mesurant la similarité entre les structures de dépendance source et cible, et des traits de cohérence linguistique (basés sur l'analyse cible). L'apprentissage automatique des poids de ces traits permet de détecter leurs importance. L'évaluation manuelle des différents modèles de reclassement nous a permis de montrer le potentiel de ces traits pour améliorer la qualité des traductions proposées par le modèle de base. Ensuite, nous avons proposé un modèle pour réduire la taille du graphe des hypothèses exploré par le modèle de base à l'aide de connaissances sur la structure syntaxique source. Nous avons également proposé une procédure de décomposition d'une phrase source initiale en sous-phrases pour simplifier la tâche de traduction. Les évaluations initiales de ces modèles se sont montrées prometteuses.

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Weill, Jean-Christophe. "Programmes d'échecs de championnat : architecture logicielle, synthèse de fonctions d'évaluation, parallélisme de recherche". Paris 8, 1995. http://www.theses.fr/1995PA080954.

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Abstract (sommario):

La programmation des jeux de reflexion fut consideree comme the drosophilia melanogaster of machine intelligence. Ce domaine devait permettre l'elaboration de techniques et d'algorithmes reutilisables dans d'autres domaines de l'intelligence artificielle. Selon c. Shannon, il s'agit d'un sujet sensible ou l'avancee est facilement communicable au public. Nous abordons cette question dans le cadre de programmes de jeux devant repondre a un probleme dans des conditions de tournois. Nous comparons les differentes recherches minimax basees sur des elagages alpha-beta avec l'algorithme negac* que nous avons defini et donnons les principaux resultats que nous avons etablis sur sa complexite. Nous definissons, dans le paradigme negamax, le nouvel algorithme de recherche de nombre de preuves et nous le comparons avec notre programme d'echecs ecume, dans le cadre des recherches de mats. Nous exposons un ensemble d'heuristiques qui permettent de rendre les recherches negamax plus rapides et plus fiables en explicitant les options que nous avons prises dans nos programmes d'echecs. Nous presentons nos resultats sur la parallelisation de la recherche minimax pour une machine distribuee: la connection machine 5. Ils nous ont permis de definir une nouvelle methode que nous avons comparee aux meilleures methodes connues jusqu'alors, sur des arbres de jeux simules et reels. Nous continuons par la presentation de notre methode de construction de fonctions d'evaluation en expliquant comment nous avons pu introduire la notion de plan strategique. Nous montrons aussi comment construire automatiquement une fonction d'evaluation par apprentissage dans la finale roi et dame contre roi et dame. Enfin, nous decrivons l'ensemble des caracteristiques de nos programmes d'echecs, dont cumulus 2. 0 qui a remporte le titre de vice-champion du monde d'echecs logiciels toutes categories

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Aouladhadj, Driss. "Méthodes de détection et de reconnaissance de modèles de drone par surveillance et analyse de l'activité radio fréquence". Electronic Thesis or Diss., Université Gustave Eiffel, 2023. http://www.theses.fr/2023UEFL2067.

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Abstract (sommario):

Le développement des drones et leur accès à des coûts de plus en plus bas représentent une menace, notamment pour les sites les plus sensibles et les grands événements publics. La surveillance du ciel est devenue essentielle pour s'assurer qu'un drone ne pénètre pas dans une zone critique ou ne menace pas des foules en transportant, par exemple, des matériaux explosifs. Les techniques de surveillance couramment utilisées, basées sur la détection visuelle, thermique ou radar, présentent des limitations en milieu urbain à cause d'obstacles comme les bâtiments, la petite taille des drones et les aléas météorologiques. Dans ce contexte, l'écoute passive en radiofréquence se présente comme un outil prometteur pour surmonter ces défis. La majorité des drones disponibles pour le grand public utilisent des communications radiofréquence basées sur divers protocoles, qu'ils soient standardisés ou spécifiques à une marque. Cette thèse se concentre sur la conception de méthodes capables de détecter, d'identifier et de localiser les drones grâce à l'analyse de leurs communications radiofréquence. En étudiant les signaux spécifiques émis par différents drones, des techniques combinant traitement du signal et intelligence artificielle sont développées pour reconnaître ces protocoles. Parmi les défis à relever dans cette thèse, l'interférence des communications d'équipements voisins est notable, tout comme les phénomènes physiques affectant les signaux, tels que les effets de fading et de multipath. La motivation principale derrière ce travail est de créer un système de surveillance avancé pour protéger les zones à haut risque, telles que les aéroports ou les lieux de grands rassemblements. Ce système collaborera avec un dispositif de brouillage, dans le but de neutraliser les drones, particulièrement en milieu urbain. Pour éviter des interférences avec d'autres équipements de communication ou causer des dommages, la stratégie de brouillage est adaptée selon le protocole du drone détecté, garantissant ainsi une intervention précise et ciblée
The development of drones and their increasing affordability pose a threat, especially to critical sites and major public events. Sky surveillance is crucial to ensure that drones do not enter sensitive areas or target crowds, potentially carrying explosives. Traditional surveillance techniques, based on visual, thermal, or radar detection, have limitations in urban settings due to obstacles like buildings, the small size of drones, and weather variations. In this light, passive radiofrequency (RF) monitoring emerges as a promising solution. Most commercially available UAVs utilize RF communications with various standardized and proprietary protocols. This thesis delves into the design of methods to detect, identify, and locate drones by analyzing their RF communications. By examining specific signals emitted by different drones, this research develops techniques that merge signal processing with artificial intelligence to identify these protocols. Key challenges addressed in this work include interference from nearby devices and the physical behavior of signals, such as fading and multipath effects. The primary goal of this research is to devise an advanced jamming system to safeguard high-risk zones, such as airports or public gathering sites. This system will work in tandem with a jamming device to neutralize drones, especially in urban areas. To prevent interference with other communication devices or property damage, the jamming strategy is tailored based on the detected drone protocol, ensuring accurate and targeted intervention

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Martin, Louis. "Simplification automatique de phrases à l'aide de méthodes contrôlables et non supervisées". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. http://www.theses.fr/2021SORUS265.

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Abstract (sommario):

Dans cette thèse nous étudions la tâche de la simplification automatique de phrases. Dans un premier temps nous étudions les différentes manières d'évaluer les modèles de simplification, mettons en lumière plusieurs faiblesse des méthodes actuelles, et proposons de nouvelles contributions. Nous proposons ensuite d'entrainer des modèles de simplification de phrases qui puissent être adaptés à l'utilisateur visé, permettant une plus grande flexibilité de simplification. Enfin nous étendons le champ d'application de la simplification de phrases à plusieurs langues, en proposant des méthodes qui ne nécessitent pas de données d'entrainements annotées, mais qui obtiennent néanmoins de très solides performances
In this thesis we study the task of automatic sentence simplification. We first study the different methods used to evaluate simplification models, highlight several shortcomings of current approaches, and propose new contributions. We then propose to train sentence simplification models that can be adapted to the target user, allowing for greater simplification flexibility. Finally, we extend the scope of sentence simplification to several languages, by proposing methods that do not require annotated training data, but that nevertheless achieve very strong performance

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Laugel, Thibault. "Interprétabilité locale post-hoc des modèles de classification "boites noires"". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2020. http://www.theses.fr/2020SORUS215.

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Abstract (sommario):

Cette thèse porte sur le domaine du XAI (explicabilité de l'IA), et plus particulièrement sur le paradigme de l'interprétabilité locale post-hoc, c'est-à-dire la génération d'explications pour une prédiction unique d'un classificateur entraîné. En particulier, nous étudions un contexte totalement agnostique, c'est-à-dire que l'explication est générée sans utiliser aucune connaissance sur le modèle de classification (traité comme une boîte noire) ni les données utilisées pour l'entraîner. Dans cette thèse, nous identifions plusieurs problèmes qui peuvent survenir dans ce contexte et qui peuvent être préjudiciables à l'interprétabilité. Nous nous proposons d'étudier chacune de ces questions et proposons des critères et des approches nouvelles pour les détecter et les caractériser. Les trois questions sur lesquelles nous nous concentrons sont : le risque de générer des explications qui sont hors distribution ; le risque de générer des explications qui ne peuvent être associées à aucune instance d'entraînement ; et le risque de générer des explications qui ne sont pas assez locales. Ces risques sont étudiés à travers deux catégories spécifiques d'approches de l'interprétabilité : les explications contrefactuelles et les modèles de substitution locaux
This thesis focuses on the field of XAI (eXplainable AI), and more particularly local post-hoc interpretability paradigm, that is to say the generation of explanations for a single prediction of a trained classifier. In particular, we study a fully agnostic context, meaning that the explanation is generated without using any knowledge about the classifier (treated as a black-box) nor the data used to train it. In this thesis, we identify several issues that can arise in this context and that may be harmful for interpretability. We propose to study each of these issues and propose novel criteria and approaches to detect and characterize them. The three issues we focus on are: the risk of generating explanations that are out of distribution; the risk of generating explanations that cannot be associated to any ground-truth instance; and the risk of generating explanations that are not local enough. These risks are studied through two specific categories of interpretability approaches: counterfactual explanations, and local surrogate models

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Richard, Michael. "Évaluation et validation de prévisions en loi". Thesis, Orléans, 2019. http://www.theses.fr/2019ORLE0501.

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Abstract (sommario):

Cette thèse porte sur l’évaluation et la validation de prévisions en loi. Dans la première partie, nous nous intéressons à l’apport du machine learning vis à vis des prévisions quantile et des prévisions en loi. Pour cela, nous avons testé différents algorithmes de machine learning dans un cadre de prévisions de quantiles sur données réelles. Nous tentons ainsi de mettre en évidence l’intérêt de certaines méthodes selon le type de données auxquelles nous sommes confrontés. Dans la seconde partie, nous exposons quelques tests de validation de prévisions en loi présents dans la littérature. Certains de ces tests sont ensuite appliqués sur données réelles relatives aux log-rendements d’indices boursiers. Dans la troisième, nous proposons une méthode de recalibration permettant de simplifier le choix d’une prévision de densité en particulier par rapport à d’autres. Cette recalibration permet d’obtenir des prévisions valides à partir d’un modèle mal spécifié. Nous mettons également en évidence des conditions sous lesquelles la qualité des prévisions recalibrées, évaluée à l’aide du CRPS, est systématiquement améliorée, ou très légèrement dégradée. Ces résultats sont illustrés par le biais d’applications sur des scénarios de températures et de prix
In this thesis, we study the evaluation and validation of predictive densities. In a first part, we are interested in the contribution of machine learning in the field of quantile and densityforecasting. We use some machine learning algorithms in quantile forecasting framework with real data, inorder to highlight the efficiency of particular method varying with nature of the data.In a second part, we expose some validation tests of predictive densities present in the literature. Asillustration, we use two of the mentionned tests on real data concerned about stock indexes log-returns.In the third part, we address the calibration constraint of probability forecasting. We propose a generic methodfor recalibration, which allows us to enforce this constraint. Thus, it permits to simplify the choice betweensome density forecasts. It remains to be known the impact on forecast quality, measured by predictivedistributions sharpness, or specific scores. We show that the impact on the Continuous Ranked ProbabilityScore (CRPS) is weak under some hypotheses and that it is positive under more restrictive ones. We use ourmethod on weather and electricity price ensemble forecasts.Keywords : Density forecasting, quantile forecasting, machine learning, validity tests, calibration, bias correction,PIT series , Pinball-Loss, CRPS

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Thomas, Julien. "Apprentissage supervisé de données déséquilibrées par forêt aléatoire". Thesis, Lyon 2, 2009. http://www.theses.fr/2009LYO22004/document.

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Abstract (sommario):

La problématique des jeux de données déséquilibrées en apprentissage supervisé est apparue relativement récemment, dès lors que le data mining est devenu une technologie amplement utilisée dans l'industrie. Le but de nos travaux est d'adapter différents éléments de l'apprentissage supervisé à cette problématique. Nous cherchons également à répondre aux exigences spécifiques de performances souvent liées aux problèmes de données déséquilibrées. Ce besoin se retrouve dans notre application principale, la mise au point d'un logiciel d'aide à la détection des cancers du sein.Pour cela, nous proposons de nouvelles méthodes modifiant trois différentes étapes d'un processus d'apprentissage. Tout d'abord au niveau de l'échantillonnage, nous proposons lors de l'utilisation d'un bagging, de remplacer le bootstrap classique par un échantillonnage dirigé. Nos techniques FUNSS et LARSS utilisent des propriétés de voisinage pour la sélection des individus. Ensuite au niveau de l'espace de représentation, notre contribution consiste en une méthode de construction de variables adaptées aux jeux de données déséquilibrées. Cette méthode, l'algorithme FuFeFa, est basée sur la découverte de règles d'association prédictives. Enfin, lors de l'étape d'agrégation des classifieurs de base d'un bagging, nous proposons d'optimiser le vote à la majorité en le pondérant. Pour ce faire nous avons mis en place une nouvelle mesure quantitative d'évaluation des performances d'un modèle, PRAGMA, qui permet la prise en considération de besoins spécifiques de l'utilisateur vis-à-vis des taux de rappel et de précision de chaque classe
The problem of imbalanced datasets in supervised learning has emerged relatively recently, since the data mining has become a technology widely used in industry. The assisted medical diagnosis, the detection of fraud, abnormal phenomena, or specific elements on satellite imagery, are examples of industrial applications based on supervised learning of imbalanced datasets. The goal of our work is to bring supervised learning process on this issue. We also try to give an answer about the specific requirements of performance often related to the problem of imbalanced datasets, such as a high recall rate for the minority class. This need is reflected in our main application, the development of software to help radiologist in the detection of breast cancer. For this, we propose new methods of amending three different stages of a learning process. First in the sampling stage, we propose in the case of a bagging, to replaced classic bootstrap sampling by a guided sampling. Our techniques, FUNSS and LARSS use neighbourhood properties for the selection of objects. Secondly, for the representation space, our contribution is a method of variables construction adapted to imbalanced datasets. This method, the algorithm FuFeFa, is based on the discovery of predictive association rules. Finally, at the stage of aggregation of base classifiers of a bagging, we propose to optimize the majority vote in using weightings. For this, we have introduced a new quantitative measure of model assessment, PRAGMA, which allows taking into account user specific needs about recall and precision rates of each class

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Asri, Layla El. "Learning the Parameters of Reinforcement Learning from Data for Adaptive Spoken Dialogue Systems". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0350.

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Abstract (sommario):

Cette thèse s’inscrit dans le cadre de la recherche sur les systèmes de dialogue. Ce document propose d’apprendre le comportement d’un système à partir d’un ensemble de dialogues annotés. Le système apprend un comportement optimal via l’apprentissage par renforcement. Nous montrons qu’il n’est pas nécessaire de définir une représentation de l’espace d’état ni une fonction de récompense. En effet, ces deux paramètres peuvent être appris à partir du corpus de dialogues annotés. Nous montrons qu’il est possible pour un développeur de systèmes de dialogue d’optimiser la gestion du dialogue en définissant seulement la logique du dialogue ainsi qu’un critère à maximiser (par exemple, la satisfaction utilisateur). La première étape de la méthodologie que nous proposons consiste à prendre en compte un certain nombre de paramètres de dialogue afin de construire une représentation de l’espace d’état permettant d’optimiser le critère spécifié par le développeur. Par exemple, si le critère choisi est la satisfaction utilisateur, il est alors important d’inclure dans la représentation des paramètres tels que la durée du dialogue et le score de confiance de la reconnaissance vocale. L’espace d’état est modélisé par une mémoire sparse distribuée. Notre modèle, Genetic Sparse Distributed Memory for Reinforcement Learning (GSDMRL), permet de prendre en compte de nombreux paramètres de dialogue et de sélectionner ceux qui sont importants pour l’apprentissage par évolution génétique. L’espace d’état résultant ainsi que le comportement appris par le système sont aisément interprétables. Dans un second temps, les dialogues annotés servent à apprendre une fonction de récompense qui apprend au système à optimiser le critère donné par le développeur. A cet effet, nous proposons deux algorithmes, reward shaping et distance minimisation. Ces deux méthodes interprètent le critère à optimiser comme étant la récompense globale pour chaque dialogue. Nous comparons ces deux fonctions sur un ensemble de dialogues simulés et nous montrons que l’apprentissage est plus rapide avec ces fonctions qu’en utilisant directement le critère comme récompense finale. Nous avons développé un système de dialogue dédié à la prise de rendez-vous et nous avons collecté un corpus de dialogues annotés avec ce système. Ce corpus permet d’illustrer la capacité de mise à l’échelle de la représentation de l’espace d’état GSDMRL et constitue un bon exemple de système industriel sur lequel la méthodologie que nous proposons pourrait être appliquée
This document proposes to learn the behaviour of the dialogue manager of a spoken dialogue system from a set of rated dialogues. This learning is performed through reinforcement learning. Our method does not require the definition of a representation of the state space nor a reward function. These two high-level parameters are learnt from the corpus of rated dialogues. It is shown that the spoken dialogue designer can optimise dialogue management by simply defining the dialogue logic and a criterion to maximise (e.g user satisfaction). The methodology suggested in this thesis first considers the dialogue parameters that are necessary to compute a representation of the state space relevant for the criterion to be maximized. For instance, if the chosen criterion is user satisfaction then it is important to account for parameters such as dialogue duration and the average speech recognition confidence score. The state space is represented as a sparse distributed memory. The Genetic Sparse Distributed Memory for Reinforcement Learning (GSDMRL) accommodates many dialogue parameters and selects the parameters which are the most important for learning through genetic evolution. The resulting state space and the policy learnt on it are easily interpretable by the system designer. Secondly, the rated dialogues are used to learn a reward function which teaches the system to optimise the criterion. Two algorithms, reward shaping and distance minimisation are proposed to learn the reward function. These two algorithms consider the criterion to be the return for the entire dialogue. These functions are discussed and compared on simulated dialogues and it is shown that the resulting functions enable faster learning than using the criterion directly as the final reward. A spoken dialogue system for appointment scheduling was designed during this thesis, based on previous systems, and a corpus of rated dialogues with this system were collected. This corpus illustrates the scaling capability of the state space representation and is a good example of an industrial spoken dialogue system upon which the methodology could be applied

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Asri, Layla El. "Learning the Parameters of Reinforcement Learning from Data for Adaptive Spoken Dialogue Systems". Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0350/document.

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Abstract (sommario):

Cette thèse s’inscrit dans le cadre de la recherche sur les systèmes de dialogue. Ce document propose d’apprendre le comportement d’un système à partir d’un ensemble de dialogues annotés. Le système apprend un comportement optimal via l’apprentissage par renforcement. Nous montrons qu’il n’est pas nécessaire de définir une représentation de l’espace d’état ni une fonction de récompense. En effet, ces deux paramètres peuvent être appris à partir du corpus de dialogues annotés. Nous montrons qu’il est possible pour un développeur de systèmes de dialogue d’optimiser la gestion du dialogue en définissant seulement la logique du dialogue ainsi qu’un critère à maximiser (par exemple, la satisfaction utilisateur). La première étape de la méthodologie que nous proposons consiste à prendre en compte un certain nombre de paramètres de dialogue afin de construire une représentation de l’espace d’état permettant d’optimiser le critère spécifié par le développeur. Par exemple, si le critère choisi est la satisfaction utilisateur, il est alors important d’inclure dans la représentation des paramètres tels que la durée du dialogue et le score de confiance de la reconnaissance vocale. L’espace d’état est modélisé par une mémoire sparse distribuée. Notre modèle, Genetic Sparse Distributed Memory for Reinforcement Learning (GSDMRL), permet de prendre en compte de nombreux paramètres de dialogue et de sélectionner ceux qui sont importants pour l’apprentissage par évolution génétique. L’espace d’état résultant ainsi que le comportement appris par le système sont aisément interprétables. Dans un second temps, les dialogues annotés servent à apprendre une fonction de récompense qui apprend au système à optimiser le critère donné par le développeur. A cet effet, nous proposons deux algorithmes, reward shaping et distance minimisation. Ces deux méthodes interprètent le critère à optimiser comme étant la récompense globale pour chaque dialogue. Nous comparons ces deux fonctions sur un ensemble de dialogues simulés et nous montrons que l’apprentissage est plus rapide avec ces fonctions qu’en utilisant directement le critère comme récompense finale. Nous avons développé un système de dialogue dédié à la prise de rendez-vous et nous avons collecté un corpus de dialogues annotés avec ce système. Ce corpus permet d’illustrer la capacité de mise à l’échelle de la représentation de l’espace d’état GSDMRL et constitue un bon exemple de système industriel sur lequel la méthodologie que nous proposons pourrait être appliquée
This document proposes to learn the behaviour of the dialogue manager of a spoken dialogue system from a set of rated dialogues. This learning is performed through reinforcement learning. Our method does not require the definition of a representation of the state space nor a reward function. These two high-level parameters are learnt from the corpus of rated dialogues. It is shown that the spoken dialogue designer can optimise dialogue management by simply defining the dialogue logic and a criterion to maximise (e.g user satisfaction). The methodology suggested in this thesis first considers the dialogue parameters that are necessary to compute a representation of the state space relevant for the criterion to be maximized. For instance, if the chosen criterion is user satisfaction then it is important to account for parameters such as dialogue duration and the average speech recognition confidence score. The state space is represented as a sparse distributed memory. The Genetic Sparse Distributed Memory for Reinforcement Learning (GSDMRL) accommodates many dialogue parameters and selects the parameters which are the most important for learning through genetic evolution. The resulting state space and the policy learnt on it are easily interpretable by the system designer. Secondly, the rated dialogues are used to learn a reward function which teaches the system to optimise the criterion. Two algorithms, reward shaping and distance minimisation are proposed to learn the reward function. These two algorithms consider the criterion to be the return for the entire dialogue. These functions are discussed and compared on simulated dialogues and it is shown that the resulting functions enable faster learning than using the criterion directly as the final reward. A spoken dialogue system for appointment scheduling was designed during this thesis, based on previous systems, and a corpus of rated dialogues with this system were collected. This corpus illustrates the scaling capability of the state space representation and is a good example of an industrial spoken dialogue system upon which the methodology could be applied

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Caigny, Arno de. "Innovation in customer scoring for the financial services industry". Thesis, Lille, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1A011.

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Abstract (sommario):

Cette thèse améliore la notation des clients. L’évaluation des clients est importante pour les entreprises dans leurs processus de prise de décision parce qu'elle aide à résoudre des problèmes de gestion clés tels que le choix des clients à cibler pour une campagne de marketing ou l'analyse des clients qui sont susceptibles de quitter l'entreprise. La recherche effectuée dans le cadre de cette thèse apporte plusieurs contributions dans trois domaines de la littérature sur la notation des clients. Premièrement, de nouvelles sources de données sont utilisées pour évaluer les clients. Deuxièmement, la méthodologie pour passer des données aux décisions est améliorée. Troisièmement, la prédiction des événements courants du client est proposée comme une nouvelle application de la notation des clients. Tous les résultats présentés dans cette thèse sont issus de données réelles et sont non seulement d'une grande valeur académique, mais aussi d'une grande pertinence commerciale
This dissertation improves customer scoring. Customer scoring is important for companies in their decision making processes because it helps to solve key managerial issues such as the decision of which customers to target for a marketing campaign or the assessment of customer that are likely to leave the company. The research in this dissertation makes several contributions in three areas of the customer scoring literature. First, new sources of data are used to score customers. Second, methodology to go from data to decisions is improved. Third, customer life event prediction is proposed as a new application of customer scoring

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L'Hour, Jérémy. "Policy evaluation, high-dimension and machine learning". Electronic Thesis or Diss., Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLG008.

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Abstract (sommario):

Cette thèse regroupe trois travaux d'économétrie liés par l'application du machine learning et de la statistique en grande dimension à l'évaluation de politiques publiques. La première partie propose une alternative paramétrique au contrôle synthétique (Abadie and Gardeazabal, 2003; Abadie et al., 2010) sous la forme d'un estimateur reposant sur une première étape de type Lasso, dont on montre qu'il est doublement robuste, asymptotiquement Normal et ``immunisé'' contre les erreurs de première étape. La seconde partie étudie une version pénalisée du contrôle synthétique en présence de données de nature micro-économique. La pénalisation permet d'obtenir une unité synthétique qui réalise un arbitrage entre reproduire fidèlement l'unité traitée durant la période pré-traitement et n'utiliser que des unités non-traitées suffisamment semblables à l'unité traitée. Nous étudions les propriétés de cet estimateur, proposons deux procédures de type ``validation croisée'' afin de choisir la pénalisation et discutons des procédures d'inférence par permutation. La dernière partie porte sur l'application du Generic Machine Learning (Chernozhukov et al., 2018) afin d'étudier l'hétérogénéité des effets d'une expérience aléatoire visant à comparer la fourniture publique et privée d'aide à la recherche d'emploi. D'un point de vue méthodologique, ce projet discute l'extension du Generic Machine Learning à des expériences avec compliance imparfaite
This dissertation is comprised of three essays that apply machine learning and high-dimensional statistics to causal inference. The first essay proposes a parametric alternative to the synthetic control method (Abadie and Gardeazabal, 2003; Abadie et al., 2010) that relies on a Lasso-type first-step. We show that the resulting estimator is doubly robust, asymptotically Gaussian and ``immunized'' against first-step selection mistakes. The second essay studies a penalized version of the synthetic control method especially useful in the presence of micro-economic data. The penalization parameter trades off pairwise matching discrepancies with respect to the characteristics of each unit in the synthetic control against matching discrepancies with respect to the characteristics of the synthetic control unit as a whole. We study the properties of the resulting estimator, propose data-driven choices of the penalization parameter and discuss randomization-based inference procedures. The last essay applies the Generic Machine Learning framework (Chernozhukov et al., 2018) to study heterogeneity of the treatment in a randomized experiment designed to compare public and private provision of job counselling. From a methodological perspective, we discuss the extension of the Generic Machine Learning framework to experiments with imperfect compliance

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Mpawenimana, Innocent. "Modélisation et conception d’objets connectés au service des maisons intelligentes : Évaluation et optimisation de leur autonomie et de leur QoS". Thesis, Université Côte d'Azur, 2020. http://www.theses.fr/2020COAZ4107.

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Abstract (sommario):

Cette thèse s’inscrit dans le domaine des maisons intelligentes, plus précisément dans l’optimisation énergétique et l’utilisation d’un système de récupération et stockage de l’énergie ambiante. L’objectif est de proposer, après collecte d’un ensemble d’informations pertinentes (courant, puissance active et réactive, température, etc.), des services liés à la gestion de la consommation électrique domestique et favorisant l’autoconsommation. Dans cette thèse, la collecte des données a tout d’abord été basée sur une approche intrusive. A défaut de pouvoir construire notre propre base de données, nous avons utilisé une base de données disponible en ligne. Différents algorithmes d’apprentissage supervisés ont été évalués à partir de ces données afin de reconnaître un appareil électrique. Nos résultats ont montré que les puissances active et réactive seules suffisent à identifier de manière précise un appareil électrique. Afin d’améliorer l’identification des différents appareils, une technique basée sur une moyenne glissante a été utilisée pour le pré-traitement des données. Dans cette thèse, une approche non-intrusive consistant à mesurer la consommation électrique d’une habitation de manière globale, a finalement été privilégiée. A partir de cette mesure globale, des prédictions de l’énergie globale consommée à partir d’algorithmes d’apprentissage automatique (LSTM) a été proposée. L’algorithme LSTM (Long Short-Term Memory) a également été utilisé afin de prédire la puissance récupérée par des cellules photovoltaïques, ceci pour différents profils d’ensoleillement. Ces prédictions de l’énergie consommée et récupérée sont finalement exploitées par un algorithme de gestion de l’énergie favorisant l’autoconsommation
This PhD thesis is in the field of smart homes, and more specifically in the energy consumption optimization process for a home having an ambient energy source harvesting and storage system. The objective is to propose services to handle the household energy consumption and to promote self-consumption. To do so, relevant data must be first collected (current, active and reactive power consumption, temperature and so on). In this PhD, data have been first sensed using an intrusive load approach. Despite our efforts to build our own data base, we decided to use an online available dataset for the rest of this study. Different supervised machine learning algorithms have been evaluated from this dataset to identify home appliances with accuracy. Obtained results showed that only active and reactive power can be used for that purpose. To further optimize the accuracy, we proposed to use a moving average function for reducing the random variations in the observations. A non-intrusive load approach has been finally adopted to rather determine the global household active energy consumption. Using an online existing dataset, a machine learning algorithm based on Long Short-Term Memory (LSTM) has then been proposed to predict, over different time scale, the global household consumed energy. Long Short-Term Memory was also used to predict, for different weather profiles, the power that can be harvested from solar cells. Those predictions of consumed and harvested energy have been finally exploited by a Home Energy Management policy optimizing self-consumption. Simulation results show that the size of the solar cells as well as the battery impacts the self-consumption rate and must be therefore meticulously chosen

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Nicol, Olivier. "Data-driven evaluation of contextual bandit algorithms and applications to dynamic recommendation". Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10211/document.

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Abstract (sommario):

Ce travail de thèse a été réalisé dans le contexte de la recommandation dynamique. La recommandation est l'action de fournir du contenu personnalisé à un utilisateur utilisant une application, dans le but d'améliorer son utilisation e.g. la recommandation d'un produit sur un site marchant ou d'un article sur un blog. La recommandation est considérée comme dynamique lorsque le contenu à recommander ou encore les goûts des utilisateurs évoluent rapidement e.g. la recommandation d'actualités. Beaucoup d'applications auxquelles nous nous intéressons génèrent d'énormes quantités de données grâce à leurs millions d'utilisateurs sur Internet. Néanmoins, l'utilisation de ces données pour évaluer une nouvelle technique de recommandation ou encore comparer deux algorithmes de recommandation est loin d'être triviale. C'est cette problématique que nous considérons ici. Certaines approches ont déjà été proposées. Néanmoins elles sont très peu étudiées autant théoriquement (biais non quantifié, borne de convergence assez large...) qu'empiriquement (expériences sur données privées). Dans ce travail nous commençons par combler de nombreuses lacunes de l'analyse théorique. Ensuite nous discutons les résultats très surprenants d'une expérience à très grande échelle : une compétition ouverte au public que nous avons organisée. Cette compétition nous a permis de mettre en évidence une source de biais considérable et constamment présente en pratique : l'accélération temporelle. La suite de ce travail s'attaque à ce problème. Nous montrons qu'une approche à base de bootstrap permet de réduire mais surtout de contrôler ce biais
The context of this thesis work is dynamic recommendation. Recommendation is the action, for an intelligent system, to supply a user of an application with personalized content so as to enhance what is refered to as "user experience" e.g. recommending a product on a merchant website or even an article on a blog. Recommendation is considered dynamic when the content to recommend or user tastes evolve rapidly e.g. news recommendation. Many applications that are of interest to us generates a tremendous amount of data through the millions of online users they have. Nevertheless, using this data to evaluate a new recommendation technique or even compare two dynamic recommendation algorithms is far from trivial. This is the problem we consider here. Some approaches have already been proposed. Nonetheless they were not studied very thoroughly both from a theoretical point of view (unquantified bias, loose convergence bounds...) and from an empirical one (experiments on private data only). In this work we start by filling many blanks within the theoretical analysis. Then we comment on the result of an experiment of unprecedented scale in this area: a public challenge we organized. This challenge along with a some complementary experiments revealed a unexpected source of a huge bias: time acceleration. The rest of this work tackles this issue. We show that a bootstrap-based approach allows to significantly reduce this bias and more importantly to control it

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Eickenberg, Michael. "Évaluation de modèles computationnels de la vision humaine en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle". Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112206/document.

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Abstract (sommario):

L'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) permet de mesurer l'activité cérébrale à travers le flux sanguin apporté aux neurones. Dans cette thèse nous évaluons la capacité de modèles biologiquement plausibles et issus de la vision par ordinateur à représenter le contenu d'une image de façon similaire au cerveau. Les principaux modèles de vision évalués sont les réseaux convolutionnels.Les réseaux de neurones profonds ont connu un progrès bouleversant pendant les dernières années dans divers domaines. Des travaux antérieurs ont identifié des similarités entre le traitement de l'information visuelle à la première et dernière couche entre un réseau de neurones et le cerveau. Nous avons généralisé ces similarités en identifiant des régions cérébrales correspondante à chaque étape du réseau de neurones. Le résultat consiste en une progression des niveaux de complexité représentés dans le cerveau qui correspondent à l'architecture connue des aires visuelles: Plus la couche convolutionnelle est profonde, plus abstraits sont ses calculs et plus haut niveau sera la fonction cérébrale qu'elle sait modéliser au mieux. Entre la détection de contours en V1 et la spécificité à l'objet en cortex inférotemporal, fonctions assez bien comprises, nous montrons pour la première fois que les réseaux de neurones convolutionnels de détection d'objet fournissent un outil pour l'étude de toutes les étapes intermédiaires du traitement visuel effectué par le cerveau.Un résultat préliminaire à celui-ci est aussi inclus dans le manuscrit: L'étude de la réponse cérébrale aux textures visuelles et sa modélisation avec les réseaux convolutionnels de scattering.L'autre aspect global de cette thèse sont modèles de “décodage”: Dans la partie précédente, nous prédisions l'activité cérébrale à partir d'un stimulus (modèles dits d’”encodage”). La prédiction du stimulus à partir de l'activité cérébrale est le méchanisme d'inférence inverse et peut servir comme preuve que cette information est présente dans le signal. Le plus souvent, des modèles linéaires généralisés tels que la régression linéaire ou logistique ou les SVM sont utilisés, donnant ainsi accès à une interprétation des coefficients du modèle en tant que carte cérébrale. Leur interprétation visuelle est cependant difficile car le problème linéaire sous-jacent est soit mal posé et mal conditionné ou bien non adéquatement régularisé, résultant en des cartes non-informatives. En supposant une organisation contigüe en espace et parcimonieuse, nous nous appuyons sur la pénalité convexe d'une somme de variation totale et la norme L1 (TV+L1) pour développer une pénalité regroupant un terme d'activation et un terme de dérivée spatiale. Cette pénalité a la propriété de mettre à zéro la plupart des coefficients tout en permettant une variation libre des coefficients dans une zone d'activation, contrairement à TV+L1 qui impose des zones d’activation plates. Cette méthode améliore l'interprétabilité des cartes obtenues dans un schéma de validation croisée basé sur la précision du modèle prédictif.Dans le contexte des modèles d’encodage et décodage nous tâchons à améliorer les prétraitements des données. Nous étudions le comportement du signal IRMf par rapport à la stimulation ponctuelle : la réponse impulsionnelle hémodynamique. Pour générer des cartes d'activation, au lieu d’un modèle linéaire classique qui impose une réponse impulsionnelle canonique fixe, nous utilisons un modèle bilinéaire à réponse hémodynamique variable spatialement mais fixe à travers les événements de stimulation. Nous proposons un algorithme efficace pour l'estimation et montrons un gain en capacité prédictive sur les analyses menées, en encodage et décodage
Blood-oxygen-level dependent (BOLD) functional magnetic resonance imaging (fMRI) makes it possible to measure brain activity through blood flow to areas with metabolically active neurons. In this thesis we use these measurements to evaluate the capacity of biologically inspired models of vision coming from computer vision to represent image content in a similar way as the human brain. The main vision models used are convolutional networks.Deep neural networks have made unprecedented progress in many fields in recent years. Even strongholds of biological systems such as scene analysis and object detection have been addressed with enormous success. A body of prior work has been able to establish firm links between the first and last layers of deep convolutional nets and brain regions: The first layer and V1 essentially perform edge detection and the last layer as well as inferotemporal cortex permit a linear read-out of object category. In this work we have generalized this correspondence to all intermediate layers of a convolutional net. We found that each layer of a convnet maps to a stage of processing along the ventral stream, following the hierarchy of biological processing: Along the ventral stream we observe a stage-by-stage increase in complexity. Between edge detection and object detection, for the first time we are given a toolbox to study the intermediate processing steps.A preliminary result to this was obtained by studying the response of the visual areas to presentation of visual textures and analysing it using convolutional scattering networks.The other global aspect of this thesis is “decoding” models: In the preceding part, we predicted brain activity from the stimulus presented (this is called “encoding”). Predicting a stimulus from brain activity is the inverse inference mechanism and can be used as an omnibus test for presence of this information in brain signal. Most often generalized linear models such as linear or logistic regression or SVMs are used for this task, giving access to a coefficient vector the same size as a brain sample, which can thus be visualized as a brain map. However, interpretation of these maps is difficult, because the underlying linear system is either ill-defined and ill-conditioned or non-adequately regularized, resulting in non-informative maps. Supposing a sparse and spatially contiguous organization of coefficient maps, we build on the convex penalty consisting of the sum of total variation (TV) seminorm and L1 norm (“TV+L1”) to develop a penalty grouping an activation term with a spatial derivative. This penalty sets most coefficients to zero but permits free smooth variations in active zones, as opposed to TV+L1 which creates flat active zones. This method improves interpretability of brain maps obtained through cross-validation to determine the best hyperparameter.In the context of encoding and decoding models, we also work on improving data preprocessing in order to obtain the best performance. We study the impulse response of the BOLD signal: the hemodynamic response function. To generate activation maps, instead of using a classical linear model with fixed canonical response function, we use a bilinear model with spatially variable hemodynamic response (but fixed across events). We propose an efficient optimization algorithm and show a gain in predictive capacity for encoding and decoding models on different datasets

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Guettari, Nadjib. "Évaluation du contenu d'une image couleur par mesure basée pixel et classification par la théorie des fonctions de croyance". Thesis, Poitiers, 2017. http://www.theses.fr/2017POIT2275/document.

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Abstract (sommario):

De nos jours, il est devenu de plus en plus simple pour qui que ce soit de prendre des photos avec des appareils photo numériques, de télécharger ces images sur l'ordinateur et d'utiliser différents logiciels de traitement d'image pour appliquer des modification sur ces images (compression, débruitage, transmission, etc.). Cependant, ces traitements entraînent des dégradations qui influent sur la qualité visuelle de l'image. De plus, avec la généralisation de l'internet et la croissance de la messagerie électronique, des logiciels sophistiqués de retouche d'images se sont démocratisés permettant de falsifier des images à des fins légitimes ou malveillantes pour des communications confidentielles ou secrètes. Dans ce contexte, la stéganographie constitue une méthode de choix pour dissimuler et transmettre de l'information.Dans ce manuscrit, nous avons abordé deux problèmes : l'évaluation de la qualité d'image et la détection d'une modification ou la présence d'informations cachées dans une image. L'objectif dans un premier temps est de développer une mesure sans référence permettant d'évaluer de manière automatique la qualité d'une image en corrélation avec l'appréciation visuelle humaine. Ensuite proposer un outil de stéganalyse permettant de détecter, avec la meilleure fiabilité possible, la présence d'informations cachées dans des images naturelles. Dans le cadre de cette thèse, l'enjeu est de prendre en compte l'imperfection des données manipulées provenant de différentes sources d'information avec différents degrés de précision. Dans ce contexte, afin de profiter entièrement de l'ensemble de ces informations, nous proposons d'utiliser la théorie des fonctions de croyance. Cette théorie permet de représenter les connaissances d'une manière relativement naturelle sous la forme d'une structure de croyances. Nous avons proposé une nouvelle mesure sans référence d'évaluation de la qualité d'image capable d'estimer la qualité des images dégradées avec de multiple types de distorsion. Cette approche appelée wms-EVreg2 est basée sur la fusion de différentes caractéristiques statistiques, extraites de l'image, en fonction de la fiabilité de chaque ensemble de caractéristiques estimée à travers la matrice de confusion. À partir des différentes expérimentations, nous avons constaté que wms-EVreg2 présente une bonne corrélation avec les scores de qualité subjectifs et fournit des performances de prédiction de qualité compétitives par rapport aux mesures avec référence.Pour le deuxième problème abordé, nous avons proposé un schéma de stéganalyse basé sur la théorie des fonctions de croyance construit sur des sous-espaces aléatoires des caractéristiques. La performance de la méthode proposée a été évaluée sur différents algorithmes de dissimulation dans le domaine de transformé JPEG ainsi que dans le domaine spatial. Ces tests expérimentaux ont montré l'efficacité de la méthode proposée dans certains cadres d'applications. Cependant, il reste de nombreuses configurations qui résident indétectables
Nowadays it has become increasingly simpler for anyone to take pictures with digital cameras, to download these images to the computer and to use different image processing software to apply modifications on these images (Compression, denoising, transmission, etc.). However, these treatments lead to degradations which affect the visual quality of the image. In addition, with the widespread use of the Internet and the growth of electronic mail, sophisticated image-editing software has been democratised allowing to falsify images for legitimate or malicious purposes for confidential or secret communications. In this context, steganography is a method of choice for embedding and transmitting information.In this manuscript we discussed two issues : the image quality assessment and the detection of modification or the presence of hidden information in an image. The first objective is to develop a No-Reference measure allowing to automatically evaluate the quality of an image in correlation with the human visual appreciation. Then we propose a steganalysis scheme to detect, with the best possible reliability, the presence of information embedded in natural images. In this thesis, the challenge is to take into account the imperfection of the manipulated data coming from different sources of information with different degrees of precision. In this context, in order to take full advantage of all this information, we propose to use the theory of belief functions. This theory makes it possible to represent knowledge in a relatively natural way in the form of a belief structure.We proposed a No-reference image quality assessment measure, which is able to estimate the quality of the degraded images with multiple types of distortion. This approach, called wms-EVreg2, is based on the fusion of different statistical features, extracted from the image, depending on the reliability of each set of features estimated through the confusion matrix. From the various experiments, we found that wms-EVreg2 has a good correlation with subjective quality scores and provides competitive quality prediction performance compared to Full-reference image quality measures.For the second problem addressed, we proposed a steganalysis scheme based on the theory of belief functions constructed on random subspaces of the features. The performance of the proposed method was evaluated on different steganography algorithms in the JPEG transform domain as well as in the spatial domain. These experimental tests have shown the performance of the proposed method in some application frameworks. However, there are many configurations that reside undetectable

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Sun, Yan. "Simulation du cycle biogéochimique du phosphore dans le modèle de surface terrestre ORCHIDEE : évaluation par rapport à des données d'observation locales et mondiales". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPASJ001.

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Abstract (sommario):

Le phosphore (P) joue un rôle essentiel dans le contrôle des processus métaboliques, de la dynamique de la matière organique du sol et de la productivité des écosystèmes, affectant ainsi le bilan des gaz à effet de serre (GES) des écosystèmes terrestres. Un nombre croissant de modèles numériques d’écosystèmes terrestres (LSMs) ont incorporé le cycle du phosphore mais leurs prévisions des bilans de GES restent incertaines. Les raisons sont: (1) le manque de données de référence pour les processus clés liés au P, (2) le manque d’approche intégrée globale d'évaluation adaptée aux processus spécifiques à P et les intéractions entre le cycle de P et celui du carbone (C) et de l'azote (N), et (3) le calibrage insuffisant des modèle, limité par le coût de calcul élevé pour simuler des cycles CNP couplés sur des échelles de temps allant de quelques minutes à plusieurs millénaires. Pour remédier à ces goulots d'étranglement, j'applique une combinaison de méthodes statistiques (apprentissage automatique), de LSMs et de données d'observation à différentes échelles.Premièrement (chapitre 2), pour compléter les données de référence de l’évaluation des modèles. J'ai appliqué deux méthodes d'apprentissage automatique afin de produire des cartes spatiales de l'activité de la phosphatase acide (AP) à l'échelle continentale en extrapolant les observations sur sites de l'activité potentielle de la AP. Le AP sécrété par les mycorhizes, les bactéries et les racines des plantes joue un rôle important dans le recyclage du P du sol en transformant le P organique non disponible en phosphate assimilable. La méthode du réseau artificiel de rétropropagation (BPN) a expliqué 58% de la variabilité spatiale de AP et peut reproduire les gradients en AP le long de trois transects en Europe. Les éléments nutritifs du sol et les variables climatiques ont été détectés comme les principaux facteurs influençant les variations de la AP dans l'espace.Deuxièmement (chapitre 3), j'ai évalué les performances de la version globale du LSM ORCHIDEE-CNP (v1.2) en utilisant les données du chapitre 2 ainsi que des données issues de la télédétection, des réseaux de mesure au sol et des bases de données. Les composantes simulées du cycle N et P à différents niveaux d'agrégation sont en bon accord avec les estimations empiriques. Nous avons identifié des biais de modèle, sur la stoechiométrie des feuilles et du sol et de l'efficacité d'utilisation des plantes P, qui suggèrent une sous-estimation de la disponibilité de P aux hautes latitudes. Basé sur notre analyse, nous proposons des moyens de corriger les biais du modèle en donnant la priorité à une meilleure représentation des processus de minéralisation du P organique du sol et de la transformation du P inorganique du sol.Enfin (chapitre 4) j'ai conçu et testé une procédure basée sur l'apprentissage automatique (ML) pour l'accélération de l'équilibration des cycles biogéochimiques en réponse à des conditions aux limites stationnaires, un problème qui est la source d’une faible efficacité de calcul des LSMs représentants les couplages entre P et autres éléments. Cette approche d'accélération basée sur le ML(MLA) requiert de ne faire tourner qu'un petit sous-ensemble de pixels (14,1%) à partir desquels l'état d’équilibre des pixels restants est estimé par ML. La méthode de MLA prédit suffisamment bien l'état d'équilibre des stocks de C, N et P du sol, de la biomasse et de la litière C, N et P, comme l'indique l'erreur mineure introduite dans la simulation du bilan actuel du C terrestre. La consommation de calcul de MLA est un ordre de grandeur inférieure à l'approche actuellement utilisée, ce qui rend possible l’assimilation de données à l'aide des ensembles de données d'observation en constante augmentation.Dans les perspectives, je discute des applications spécifiques de l'approche MLA et des priorités de recherche futures pour améliorer encore la fiabilité et la robustesse des LSMs P-enabled
Phosphorus (P) plays a critical role in controlling metabolic processes, soil organic matter dynamics, plant growth and ecosystem productivity, thereby affecting greenhouse gas balance (GHG) of land ecosystems. A small number of land surface models have incorporated P cycles but their predictions of GHG balances remain highly uncertain. The reasons are: (1) scarce benchmarking data for key P-related processes (e.g. continental to global scale gridded datasets), (2) lack of comprehensive global evaluation strategy tailored for d P processes and interlinkages with carbon and nitrogen (N) cycles, and (3) insufficient model calibration limited by the high computation cost to simulate coupled CNP cycles which operate on timescales of minutes to millenia. Addressing those research gaps, I apply a combination of statistical methods (machine learning), LSMs and observational data among various scales.Firstly (Chapter 2), to address the lack of benchmarking data, I applied two machine-learning methods with the aim to produce spatial gridded maps of acid phosphatase (AP) activity on continental scale by scaling up scattered site observations of potential AP activity. AP secreted by fungi, bacteria and plant roots play an important role in recycling of soil P via transforming unavailable organic P into assimilable phosphate. The back-propagation artificial network (BPN) method that was chosen explained 58% of AP variability and was able to identify the gradients in AP along three transects in Europe. Soil nutrients (total nitrogen, total P and labile organic P) and climatic controls (annual precipitation, mean annual temperature and temperature amplitude) were detected to be the dominant factors influencing AP variations in space.Secondly (Chapter 3), I evaluated the performance of the global version of the land surface model ORCHIDEE-CNP (v1.2) using the data from chapter 2 as well as additional data from remote-sensing, ground-based measurement networks and ecological databases. Simulated components of the N and P cycle at different levels of aggregation (from local to global) are in good agreement with data-driven estimates. We identified model biases, in the simulated large-scale patterns of leaf and soil stoichiometry and plant P use efficiency, which point towards an underestimation of P availability towards the poles. Based on our analysis, we propose ways to address the model biases by giving priority to better representing processes of soil organic P mineralization and soil inorganic P transformation.Lastly (Chapter 4), I designed and tested a Machine Learning (ML)-based procedure for acceleration of the equilibration of biogeochemical cycles to boundary conditions (spinup) which is causing the low computational efficiency of current P-enabled LSMs. This ML-based acceleration approach (MLA) requires to spin-up only a small subset of model pixels (14.1%) from which the equilibrium state of the remaining pixels is estimated by ML. MLA predicts the equilibrium state of soil, biomass and litter C, N and P on both PFT and global scale sufficiently well as indicated by the minor error introduced in simulating current land carbon balance. The computational consumption of MLA is about one order of magnitude less than the currently used approach, which opens the opportunity of data assimilation using the ever-growing observation datasets.In the outlook, specific applications of the MLA approach and future research priorities are discussed to further improve the reliability and robustness of phosphorus-enabled land surface models

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Alves, da Silva Guilherme. "Traitement hybride pour l'équité algorithmique". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0323.

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Abstract (sommario):

Les décisions algorithmiques sont actuellement utilisées quotidiennement. Ces décisions reposent souvent sur des algorithmes d'apprentissage automatique (machine learning, ML) qui peuvent produire des modèles complexes et opaques. Des études récentes ont soulevé des problèmes d'iniquité en révélant des résultats discriminatoires produits par les modèles ML contre des minorités et des groupes non privilégiés. Comme les modèles ML sont capables d'amplifier la discrimination en raison de résultats injustes, cela révèle la nécessité d'approches qui découvrent et suppriment les biais inattendues. L'évaluation de l'équité et l'atténuation de l'iniquité sont les deux tâches principales qui ont motivé la croissance du domaine de recherche en équité algorithmique (algorithmic fairness). Plusieurs notions utilisées pour évaluer l'équité se concentrent sur les résultats et sont liées à des attributs sensibles (par exemple, l'éthinicité) par des mesures statistiques. Bien que ces notions aient une sémantique distincte, l'utilisation de ces définitions est critiquée pour sa compréhension réductrice de l'équité, dont le but est essentiellement de mettre en œuvre des rapports d'acceptation/non-acceptation, ignorant d'autres perspectives sur l'iniquité et l'impact sociétal. Process fairness (équité des procédures) est au contraire une notion d'équité subjective, centrée sur le processus qui conduit aux résultats. Pour atténuer ou supprimer l'iniquité, les approches appliquent généralement des interventions en matière d'équité selon des étapes spécifiques. Elles modifient généralement soit les données avant l'apprentissage, la fonction d'optimisation ou les sorties des algorithmes afin d'obtenir des résultats plus équitables. Récemment, les recherches ont été consacrées à l'exploration de combinaisons de différentes interventions en matière d'équité, ce qui est désigné dans cette thèse par le traitement hybride de l'équité. Une fois que nous essayons d'atténuer l'iniquité, une tension entre l'équité et la performance apparaît, connue comme le compromis équité/précision. Cette thèse se concentre sur le problème du compromis équité/précision, puisque nous sommes intéressés par la réduction des biais inattendues sans compromettre les performances de classification. Nous proposons donc des méthodes ensemblistes pour trouver un bon compromis entre l'équité et la performance de classification des modèles ML, en particulier les classificateurs binaires. De plus, ces méthodes produisent des classificateurs d'ensemble grâce à une combinaison d'interventions sur l'équité, ce qui caractérise les approches de traitement hybride de l'équité. Nous proposons FixOut (FaIrness through eXplanations and feature dropOut), un framework centré sur l'humain et agnostique vis-à-vis des modèles qui améliore l'équité sans compromettre les performances de classification. Il reçoit en entrée un classificateur pré-entraîné, un ensemble de données, un ensemble de attributs sensibles et une méthode d'explication, et il produit un nouveau classificateur qui dépend moins des attributs sensibles. Pour évaluer la dépendance d'un modèle pré-entraîné aux attributs sensibles, FixOut utilise des explications pour estimer la contribution des attributs aux résultats du modèle. S'il s'avère que les attributs sensibles contribuent globalement aux résultats, alors le modèle est considéré comme injuste. Dans ce cas, il construit un groupe de classificateurs plus justes qui sont ensuite agrégés pour obtenir un modèle d'ensemble. Nous montrons l'adaptabilité de FixOut sur différentes combinaisons de méthodes d'explication et d'approches d'échantillonnage. Nous évaluons également l'efficacité de FixOut par rapport au process fairness mais aussi en utilisant des notions d'équité standard bien connues disponibles dans la littérature. De plus, nous proposons plusieurs améliorations telles que l'automatisation du choix des paramètres et l'extension de FixOut à d'autres types de données
Algorithmic decisions are currently being used on a daily basis. These decisions often rely on Machine Learning (ML) algorithms that may produce complex and opaque ML models. Recent studies raised unfairness concerns by revealing discriminating outcomes produced by ML models against minorities and unprivileged groups. As ML models are capable of amplifying discrimination against minorities due to unfair outcomes, it reveals the need for approaches that uncover and remove unintended biases. Assessing fairness and mitigating unfairness are the two main tasks that have motivated the growth of the research field called {algorithmic fairness}. Several notions used to assess fairness focus on the outcomes and link to sensitive features (e.g. gender and ethnicity) through statistical measures. Although these notions have distinct semantics, the use of these definitions of fairness is criticized for being a reductionist understanding of fairness whose aim is basically to implement accept/not-accept reports, ignoring other perspectives on inequality and on societal impact. Process fairness instead is a subjective fairness notion which is centered on the process that leads to outcomes. To mitigate or remove unfairness, approaches generally apply fairness interventions in specific steps. They usually change either (1) the data before training or (2) the optimization function or (3) the algorithms' outputs in order to enforce fairer outcomes. Recently, research on algorithmic fairness have been dedicated to explore combinations of different fairness interventions, which is referred to in this thesis as {fairness hybrid-processing}. Once we try to mitigate unfairness, a tension between fairness and performance arises that is known as the fairness-accuracy trade-off. This thesis focuses on the fairness-accuracy trade-off problem since we are interested in reducing unintended biases without compromising classification performance. We thus propose ensemble-based methods to find a good compromise between fairness and classification performance of ML models, in particular models for binary classification. In addition, these methods produce ensemble classifiers thanks to a combination of fairness interventions, which characterizes the fairness hybrid-processing approaches. We introduce FixOut ({F}a{I}rness through e{X}planations and feature drop{Out}), the human-centered, model-agnostic framework that improves process fairness without compromising classification performance. It receives a pre-trained classifier (original model), a dataset, a set of sensitive features, and an explanation method as input, and it outputs a new classifier that is less reliant on the sensitive features. To assess the reliance of a given pre-trained model on sensitive features, FixOut uses explanations to estimate the contribution of features to models' outcomes. If sensitive features are shown to contribute globally to models' outcomes, then the model is deemed unfair. In this case, it builds a pool of fairer classifiers that are then aggregated to obtain an ensemble classifier. We show the adaptability of FixOut on different combinations of explanation methods and sampling approaches. We also evaluate the effectiveness of FixOut w.r.t. to process fairness but also using well-known standard fairness notions available in the literature. Furthermore, we propose several improvements such as automating the choice of FixOut's parameters and extending FixOut to other data types

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Liu, Kaixuan. "Study on knowledge-based garment design and fit evaluation system". Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10020/document.

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Abstract (sommario):

Le design et le bien aller d’un vêtement joue un rôle majeur pour l’industrie du textile-habillement. Actuellement, il apparait trois inconvénients majeurs dans le processus de création et d’évaluation d’un vêtement : il est très coûteux en temps pour une efficacité moindre, il est subordonné à l’expérience des designers et modélistes, il n’est pas adapté au e-commerce.Afin de résoudre cette problématique, trois concepts à la fois technologiques et mathématiques ont été développées. Le premier s’appuie sur l’outil GFPADT (Garment Flat and Pattern Associated design technology) permettant de créer une correspondance entre le style du vêtement choisi et la morphologie du consommateur. Le second utilise l’interactivité entre deux espaces de conception 2D et 3D intégrée à l’outil 3DIGPMT (3D Interactive Garment Pattern Making Technology). Le dernier appelé MLBGFET (Machine learning-based Garment Fit Evaluation Technology) évalue l’ajustement du vêtement par un apprentissage automatique. Finalement, nous avons fourni des solutions de conception et d'évaluation de vêtements basées sur la connaissance en intégrant ces trois concepts basés sur des technologies clés pour résoudre certains problèmes de conception et de production de vêtements dans les entreprises de mode
Fashion design and fit evaluation play a very important role in the clothing industry. Garment style and fit directly determine whether a customer buys the garment or not. In order to develop a fit garment, designers and pattern makers should adjust style and pattern many times until the satisfaction of their customers. Currently, the traditional fashion design and fit evaluation have three main shortcomings: 1) very time-consuming and low efficiency, 2) requiring experienced designers, and 3) not suitable for garment e-shopping. In my Ph.D. thesis, we propose three key technologies to improve the current design processes in the clothing industry. The first one is the Garment Flat and Pattern Associated design technology (GFPADT). The second one is the 3D interactive garment pattern making technology (3DIGPMT). The last one is the Machine learning-based Garment Fit Evaluation technology (MLBGFET). Finally, we provide a number of knowledge-based garment design and fit evaluation solutions (processes) by combining the proposed three key technologies to deal with garment design and production issues of fashions companies

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Al-Kharaz, Mohammed. "Analyse multivariée des alarmes de diagnostic en vue de la prédiction de la qualité des produits". Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2021. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/211207_ALKHARAZ_559anw633vgnlp70s324svilo_TH.pdf.

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Abstract (sommario):

Cette thèse s’intéresse à la prédiction de la qualité de produits et à l’amélioration de la performance des alarmes de diagnostics au sein d’une usine de semi-conducteurs. Pour cela, nous exploitons l’historique des alarmes collecté durant la production. Premièrement, nous proposons une approche de modélisation et d’estimation du risque de dégradation du produit final associé à chaque alarme déclenchée en fonction du comportement d’activation de celle-ci sur l’ensemble des produits durant la production. Deuxièmement, en utilisant les valeurs de risque estimées pour toute alarme, nous proposons une approche de prédiction de la qualité finale d’un lot de produits. Grâce à l’utilisation des techniques d’apprentissage automatique, cette approche modélise le lien entre les événements d’alarmes des processus et la qualité finale du lot. Dans la même veine, nous proposons une autre approche basée sur le traitement du texte d’évènement d’alarmes dans le but de prédire la qualité finale du produit. Cette approche présente une amélioration en termes de performances et en termes d’exploitation de plus d’information disponible dans le texte d’alarme. Enfin, nous proposons un cadre d’analyse des activations d’alarmes en présentant un ensemble d’outils d’évaluation de performances et plusieurs techniques de visualisation interactive plus adaptées pour la surveillance et l’évaluation des processus de fabrication de semi-conducteurs. Pour chacune des approches susmentionnées, l’efficacité est démontrée à l’aide d’un ensemble de données réelles obtenues à partir d’une usine de fabrication de semi-conducteurs
This thesis addresses the prediction of product quality and improving the performance of diagnostic alarms in a semiconductor facility. For this purpose, we exploit the alarm history collected during production. First, we propose an approach to model and estimate the degradation risk of the final product associated with each alarm triggered according to its activation behavior on all products during production. Second, using the estimated risk values for any alarm, we propose an approach to predict the final quality of the product's lot. This approach models the link between process alarm events and the final quality of product lot through machine learning techniques. We also propose a new approach based on alarm event text processing to predict the final product quality. This approach improves performance and exploits more information available in the alarm text. Finally, we propose a framework for analyzing alarm activations through performance evaluation tools and several interactive visualization techniques that are more suitable for semiconductor manufacturing. These allow us to closely monitor alarms, evaluate performance, and improve the quality of products and event data collected in history. The effectiveness of each of the above approaches is demonstrated using a real data set obtained from a semiconductor manufacturing facility

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Kang, Chen. "Image Aesthetic Quality Assessment Based on Deep Neural Networks". Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASG004.

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Abstract (sommario):

Avec le développement des dispositifs de capture et d'Internet, les gens accèdent à un nombre croissant d'images. L'évaluation de l'esthétique visuelle a des applications importantes dans plusieurs domaines, de la récupération d'image et de la recommandation à l'amélioration. L'évaluation de la qualité esthétique de l'image vise à déterminer la beauté d'une image pour les observateurs humains. De nombreux problèmes dans ce domaine ne sont pas bien étudiés, y compris la subjectivité de l'évaluation de la qualité esthétique, l'explication de l'esthétique et la collecte de données annotées par l'homme. La prédiction conventionnelle de la qualité esthétique des images vise à prédire le score moyen ou la classe esthétique d'une image. Cependant, la prédiction esthétique est intrinsèquement subjective, et des images avec des scores / classe esthétiques moyens similaires peuvent afficher des niveaux de consensus très différents par les évaluateurs humains. Des travaux récents ont traité de la subjectivité esthétique en prédisant la distribution des scores humains, mais la prédiction de la distribution n'est pas directement interprétable en termes de subjectivité et pourrait être sous-optimale par rapport à l'estimation directe des descripteurs de subjectivité calculés à partir des scores de vérité terrain. De plus, les étiquettes des ensembles de données existants sont souvent bruyantes, incomplètes ou ne permettent pas des tâches plus sophistiquées telles que comprendre pourquoi une image est belle ou non pour un observateur humain. Dans cette thèse, nous proposons tout d'abord plusieurs mesures de la subjectivité, allant de simples mesures statistiques telles que l'écart type des scores, aux descripteurs nouvellement proposés inspirés de la théorie de l'information. Nous évaluons les performances de prédiction de ces mesures lorsqu'elles sont calculées à partir de distributions de scores prédites et lorsqu'elles sont directement apprises à partir de données de vérité terrain. Nous constatons que cette dernière stratégie donne en général de meilleurs résultats. Nous utilisons également la subjectivité pour améliorer la prédiction des scores esthétiques, montrant que les mesures de subjectivité inspirées de la théorie de l'information fonctionnent mieux que les mesures statistiques. Ensuite, nous proposons un ensemble de données EVA (Explainable Visual Aesthetics), qui contient 4070 images avec au moins 30 votes par image. EVA a été collecté en utilisant une approche plus disciplinée inspirée des meilleures pratiques d'évaluation de la qualité. Il offre également des caractéristiques supplémentaires, telles que le degré de difficulté à évaluer le score esthétique, l'évaluation de 4 attributs esthétiques complémentaires, ainsi que l'importance relative de chaque attribut pour se forger une opinion esthétique. L'ensemble de données accessible au public devrait contribuer aux recherches futures sur la compréhension et la prédiction de l'esthétique de la qualité visuelle. De plus, nous avons étudié l'explicabilité de l'évaluation de la qualité esthétique de l'image. Une analyse statistique sur EVA démontre que les attributs collectés et l'importance relative peuvent être combinés linéairement pour expliquer efficacement les scores d'opinion moyenne esthétique globale. Nous avons trouvé que la subjectivité a une corrélation limitée avec la difficulté personnelle moyenne dans l'évaluation esthétique, et la région du sujet, le niveau photographique et l'âge affectent de manière significative l'évaluation esthétique de l'utilisateur
With the development of capture devices and the Internet, people access to an increasing amount of images. Assessing visual aesthetics has important applications in several domains, from image retrieval and recommendation to enhancement. Image aesthetic quality assessment aims at determining how beautiful an image looks to human observers. Many problems in this field are not studied well, including the subjectivity of aesthetic quality assessment, explanation of aesthetics and the human-annotated data collection. Conventional image aesthetic quality prediction aims at predicting the average score or aesthetic class of a picture. However, the aesthetic prediction is intrinsically subjective, and images with similar mean aesthetic scores/class might display very different levels of consensus by human raters. Recent work has dealt with aesthetic subjectivity by predicting the distribution of human scores, but predicting the distribution is not directly interpretable in terms of subjectivity, and might be sub-optimal compared to directly estimating subjectivity descriptors computed from ground-truth scores. Furthermore, labels in existing datasets are often noisy, incomplete or they do not allow more sophisticated tasks such as understanding why an image looks beautiful or not to a human observer. In this thesis, we first propose several measures of subjectivity, ranging from simple statistical measures such as the standard deviation of the scores, to newly proposed descriptors inspired by information theory. We evaluate the prediction performance of these measures when they are computed from predicted score distributions and when they are directly learned from ground-truth data. We find that the latter strategy provides in general better results. We also use the subjectivity to improve predicting aesthetic scores, showing that information theory inspired subjectivity measures perform better than statistical measures. Then, we propose an Explainable Visual Aesthetics (EVA) dataset, which contains 4070 images with at least 30 votes per image. EVA has been crowd-sourced using a more disciplined approach inspired by quality assessment best practices. It also offers additional features, such as the degree of difficulty in assessing the aesthetic score, rating for 4 complementary aesthetic attributes, as well as the relative importance of each attribute to form aesthetic opinions. The publicly available dataset is expected to contribute to future research on understanding and predicting visual quality aesthetics. Additionally, we studied the explainability of image aesthetic quality assessment. A statistical analysis on EVA demonstrates that the collected attributes and relative importance can be linearly combined to explain effectively the overall aesthetic mean opinion scores. We found subjectivity has a limited correlation to average personal difficulty in aesthetic assessment, and the subject's region, photographic level and age affect the user's aesthetic assessment significantly

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Konishcheva, Kseniia. "Novel strategies for identifying and addressing mental health and learning disorders in school-age children". Electronic Thesis or Diss., Université Paris Cité, 2023. http://www.theses.fr/2023UNIP7083.

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Abstract (sommario):

The prevalence of mental health and learning disorders in school-age children is a growing concern. Yet, a significant delay exists between the onset of symptoms and referral for intervention, contributing to long-term challenges for affected children. The current mental health system is fragmented, with teachers possessing valuable insights into their students' well-being but limited knowledge of mental health, while clinicians often only encounter more severe cases. Inconsistent implementation of existing screening programs in schools, mainly due to resource constraints, suggests the need for more effective solutions. This thesis presents two novel approaches for improvement of mental health and learning outcomes of children and adolescents. The first approach uses data-driven methods, leveraging the Healthy Brain Network dataset which contains item-level responses from over 50 assessments, consensus diagnoses, and cognitive task scores from thousands of children. Using machine learning techniques, item subsets were identified to predict common mental health and learning disability diagnoses. The approach demonstrated promising performance, offering potential utility for both mental health and learning disability detection. Furthermore, our approach provides an easy-to-use starting point for researchers to apply our method to new datasets. The second approach is a framework aimed at improving the mental health and learning outcomes of children by addressing the challenges faced by teachers in heterogeneous classrooms. This framework enables teachers to create tailored teaching strategies based on identified needs of individual students, and when necessary, suggest referral to clinical care. The first step of the framework is an instrument designed to assess each student's well-being and learning profile. FACETS is a 60-item scale built through partnerships with teachers and clinicians. Teacher acceptance and psychometric properties of FACETS are investigated. Preliminary pilot study demonstrated overall acceptance of FACETS among teachers. In conclusion, this thesis presents a framework to bridge the gap in detection and support of mental health and learning disorders in school-age children. Future studies will further validate and refine our tools, offering more timely and effective interventions to improve the well-being and learning outcomes of children in diverse educational settings
The prevalence of mental health and learning disorders in school-age children is a growing concern. Yet, a significant delay exists between the onset of symptoms and referral for intervention, contributing to long-term challenges for affected children. The current mental health system is fragmented, with teachers possessing valuable insights into their students' well-being but limited knowledge of mental health, while clinicians often only encounter more severe cases. Inconsistent implementation of existing screening programs in schools, mainly due to resource constraints, suggests the need for more effective solutions. This thesis presents two novel approaches for improvement of mental health and learning outcomes of children and adolescents. The first approach uses data-driven methods, leveraging the Healthy Brain Network dataset which contains item-level responses from over 50 assessments, consensus diagnoses, and cognitive task scores from thousands of children. Using machine learning techniques, item subsets were identified to predict common mental health and learning disability diagnoses. The approach demonstrated promising performance, offering potential utility for both mental health and learning disability detection. Furthermore, our approach provides an easy-to-use starting point for researchers to apply our method to new datasets. The second approach is a framework aimed at improving the mental health and learning outcomes of children by addressing the challenges faced by teachers in heterogeneous classrooms. This framework enables teachers to create tailored teaching strategies based on identified needs of individual students, and when necessary, suggest referral to clinical care. The first step of the framework is an instrument designed to assess each student's well-being and learning profile. FACETS is a 60-item scale built through partnerships with teachers and clinicians. Teacher acceptance and psychometric properties of FACETS are investigated. Preliminary pilot study demonstrated overall acceptance of FACETS among teachers. In conclusion, this thesis presents a framework to bridge the gap in detection and support of mental health and learning disorders in school-age children. Future studies will further validate and refine our tools, offering more timely and effective interventions to improve the well-being and learning outcomes of children in diverse educational settings

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Reverdy, Clément. "Annotation et synthèse basée données des expressions faciales de la Langue des Signes Française". Thesis, Lorient, 2019. http://www.theses.fr/2019LORIS550.

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Abstract (sommario):

La Langue des Signes Française (LSF) représente une part de l'identité et de la culture de la communauté des sourds en France. L'un des moyens permettant de promouvoir cette langue est la génération de contenu par le biais de personnages virtuels appelés avatars signeurs. Le système que nous proposons s’intègre dans un projet plus général de synthèse gestuelle de la LSF par concaténation qui permet de générer de nouvelles phrases à partir d'un corpus de données de mouvements annotées et capturées via un dispositif de capture de mouvement basé marqueurs (MoCap) en éditant les données existantes. En LSF, l'expressivité faciale est le vecteur de nombreuses informations (e.g., affectives, clausales ou adjectivales), d'où son importance. Cette thèse a pour but d'intégrer l'aspect facial de la LSF au système de synthèse concaténative décrit précédemment. Ainsi, nous proposons une chaîne de traitement de l'information allant de la capture des données via un dispositif de MoCap jusqu'à l'animation faciale de l'avatar à partir de ces données et l'annotation automatique des corpus ainsi constitués. La première contribution de cette thèse concerne la méthodologie employée et la représentation par blendshapes à la fois pour la synthèse d'animations faciales et pour l'annotation automatique. Elle permet de traiter le système d'analyse / synthèse à un certain niveau d'abstraction, avec des descripteurs homogènes et signifiants. La seconde contribution concerne le développement d'une approche d'annotation automatique qui s'appuie sur la reconnaissance d'expressions faciales émotionnelles par des techniques d'apprentissage automatique. La dernière contribution réside dans la méthode de synthèse qui s'exprime comme un problème d'optimisation assez classique mais au sein duquel nous avons inclus une énergie basée laplacien quantifiant les déformations d'une surface en tant qu'énergie de régularisation
French Sign Language (LSF) represents part of the identity and culture of the deaf community in France. One way to promote this language is to generate signed content through virtual characters called signing avatars. The system we propose is part of a more general project of gestural synthesis of LSF by concatenation that allows to generate new sentences from a corpus of annotated motion data captured via a marker-based motion capture device (MoCap) by editing existing data. In LSF, facial expressivity is particularly important since it is the vector of numerous information (e.g., affective, clausal or adjectival). This thesis aims to integrate the facial aspect of LSF into the concatenative synthesis system described above. Thus, a processing pipeline is proposed, from data capture via a MoCap device to facial animation of the avatar from these data and to automatic annotation of the corpus thus constituted. The first contribution of this thesis concerns the employed methodology and the representation by blendshapes both for the synthesis of facial animations and for automatic annotation. It enables the analysis/synthesis scheme to be processed at an abstract level, with homogeneous and meaningful descriptors. The second contribution concerns the development of an automatic annotation method based on the recognition of expressive facial expressions using machine learning techniques. The last contribution lies in the synthesis method, which is expressed as a rather classic optimization problem but in which we have included

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Seeliger, Barbara. "Évaluation de la perfusion viscérale et anastomotique par réalité augmentée basée sur la fluorescence". Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAJ048.

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La technique de réalité augmentée basée sur la fluorescence permet de quantifier la dynamique d’un signal fluorescent et de superposer une cartographie de perfusion aux images laparoscopiques en temps réel. Un modèle d’ischémie colique a été choisi afin de différencier différents types d’ischémie et l’extension d’une zone ischémique dans les différentes couches de la paroi. L’évaluation de la dynamique de fluorescence assistée par logiciel et couplée à une approche d’apprentissage automatique a permis de faire la distinction entre une ischémie d’origine artérielle et d’origine veineuse avec un bon taux de prédiction. Dans la seconde étude colique, les cartographies de perfusion ont clairement mis en évidence que l’étendue d’ischémie était significativement plus large du côté muqueux et risquait d’être sous-estimée avec une analyse exclusive du côté séreux. Deux études ont démontré que la technique d’imagerie par fluorescence permet de guider le chirurgien en temps réel au cours d’une chirurgie mini-invasive des glandes surrénales et que l’analyse quantitative effectuée avec le logiciel facilite la distinction entre les segments vascularisés et ischémiques
The fluorescence-based enhanced reality approach is used to quantify fluorescent signal dynamics and superimpose the perfusion cartography onto laparoscopic images in real time. A colonic ischemia model was chosen to differentiate between different types of ischemia and determine the extension of an ischemic zone in the different layers of the colonic wall. The evaluation of fluorescence dynamics associated with a machine learning approach made it possible to distinguish between arterial and venous ischemia with a good prediction rate. In the second study, quantitative perfusion assessment showed that the extent of ischemia was significantly larger on the mucosal side, and may be underestimated with an exclusive analysis of the serosal side. Two further studies have revealed that fluorescence imaging can guide the surgeon in real time during minimally invasive adrenal surgery, and that quantitative software fluorescence analysis facilitates the distinction between vascularized and ischemic segments

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L'Hour, Jérémy. "Policy evaluation, high-dimension and machine learning". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLG008/document.

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Abstract (sommario):

Cette thèse regroupe trois travaux d'économétrie liés par l'application du machine learning et de la statistique en grande dimension à l'évaluation de politiques publiques. La première partie propose une alternative paramétrique au contrôle synthétique (Abadie and Gardeazabal, 2003; Abadie et al., 2010) sous la forme d'un estimateur reposant sur une première étape de type Lasso, dont on montre qu'il est doublement robuste, asymptotiquement Normal et ``immunisé'' contre les erreurs de première étape. La seconde partie étudie une version pénalisée du contrôle synthétique en présence de données de nature micro-économique. La pénalisation permet d'obtenir une unité synthétique qui réalise un arbitrage entre reproduire fidèlement l'unité traitée durant la période pré-traitement et n'utiliser que des unités non-traitées suffisamment semblables à l'unité traitée. Nous étudions les propriétés de cet estimateur, proposons deux procédures de type ``validation croisée'' afin de choisir la pénalisation et discutons des procédures d'inférence par permutation. La dernière partie porte sur l'application du Generic Machine Learning (Chernozhukov et al., 2018) afin d'étudier l'hétérogénéité des effets d'une expérience aléatoire visant à comparer la fourniture publique et privée d'aide à la recherche d'emploi. D'un point de vue méthodologique, ce projet discute l'extension du Generic Machine Learning à des expériences avec compliance imparfaite
This dissertation is comprised of three essays that apply machine learning and high-dimensional statistics to causal inference. The first essay proposes a parametric alternative to the synthetic control method (Abadie and Gardeazabal, 2003; Abadie et al., 2010) that relies on a Lasso-type first-step. We show that the resulting estimator is doubly robust, asymptotically Gaussian and ``immunized'' against first-step selection mistakes. The second essay studies a penalized version of the synthetic control method especially useful in the presence of micro-economic data. The penalization parameter trades off pairwise matching discrepancies with respect to the characteristics of each unit in the synthetic control against matching discrepancies with respect to the characteristics of the synthetic control unit as a whole. We study the properties of the resulting estimator, propose data-driven choices of the penalization parameter and discuss randomization-based inference procedures. The last essay applies the Generic Machine Learning framework (Chernozhukov et al., 2018) to study heterogeneity of the treatment in a randomized experiment designed to compare public and private provision of job counselling. From a methodological perspective, we discuss the extension of the Generic Machine Learning framework to experiments with imperfect compliance

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Millan, Mégane. "L'apprentissage profond pour l'évaluation et le retour d'information lors de l'apprentissage de gestes". Thesis, Sorbonne université, 2020. http://www.theses.fr/2020SORUS057.

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Abstract (sommario):

Apprendre un nouveau sport, ou un métier manuel est complexe. En effet, de nombreux gestes doivent être assimilés afin d’atteindre un bon niveau de compétences. Cependant, l’apprentissage de ces gestes ne peut se faire seul. En effet, il est nécessaire de voir la réalisation du geste d’un œil expert afin d’indiquer les corrections pour s’améliorer. Or les experts, que ce soit en sport ou dans les métiers manuels, sont peu disponibles pour analyser et évaluer les gestes d’un novice. Afin d’aider les experts dans cette tâche d’analyse, il est possible de développer des coachs virtuels. Selon les domaines, le coach va posséder plus ou moins de compétences, mais une évaluation selon des critères précis est toujours à privilégier. Fournir un retour sur les erreurs commises est également essentiel pour l’apprentissage d’un novice. Dans cette thèse, différentes solutions pour développer des coachs virtuels les plus efficaces possibles sont proposées. Dans un premier temps, et comme évoqué précédemment, il est nécessaire d’évaluer les gestes. Dans cette optique, un premier travail a consisté à comprendre les enjeux de l’analyse de gestes automatique, afin de développer un algorithme d’évaluation automatique qui soit le plus performant possible. Par la suite, deux algorithmes d’évaluation automatique de la qualité de gestes sont proposés. Ces deux algorithmes fondés sur l’apprentissage profond, ont par la suite été testés sur deux bases de données de gestes différentes afin d’évaluer leur généricité. Une fois l’évaluation réalisée, il est nécessaire de fournir un retour d’information pertinent à l’apprenant sur ses erreurs. Afin de garder une continuité dans les travaux réalisés, ce retour est également fondé sur les réseaux de neurones et l’apprentissage profond. En s’inspirant des méthodes d’explicabilité de réseaux de neurones, une méthode a été développée. Elle permet de remonter aux instants du geste où des erreurs ont été commises selon le modèle d’évaluation. Enfin coupler cette méthode à de la segmentation sémantique, permet d’indiquer aux apprenants quelle partie du geste a été mal réalisée, mais également de lui fournir des statistiques et une courbe d’apprentissage
Learning a new sport or manual work is complex. Indeed, many gestures have to be assimilated in order to reach a good level of skill. However, learning these gestures cannot be done alone. Indeed, it is necessary to see the gesture execution with an expert eye in order to indicate corrections for improvement. However, experts, whether in sports or in manual works, are not always available to analyze and evaluate a novice’s gesture. In order to help experts in this task of analysis, it is possible to develop virtual coaches. Depending on the field, the virtual coach will have more or less skills, but an evaluation according to precise criteria is always mandatory. Providing feedback on mistakes is also essential for the learning of a novice. In this thesis, different solutions for developing the most effective virtual coaches are proposed. First of all, and as mentioned above, it is necessary to evaluate the gestures. From this point of view, a first part consisted in understanding the stakes of automatic gesture analysis, in order to develop an automatic evaluation algorithm that is as efficient as possible. Subsequently, two algorithms for automatic quality evaluation are proposed. These two algorithms, based on deep learning, were then tested on two different gestures databases in order to evaluate their genericity. Once the evaluation has been carried out, it is necessary to provide relevant feedback to the learner on his errors. In order to maintain continuity in the work carried out, this feedback is also based on neural networks and deep learning. A method has been developed based on neural network explanability methods. It allows to go back to the moments of the gestures when errors were made according to the evaluation model. Finally, coupled with semantic segmentation, this method makes it possible to indicate to learners which part of the gesture was badly performed, and to provide them with statistics and a learning curve

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Graff, Kevin. "Contribution à la cartographie multirisques de territoires côtiers : approche quantitative des conséquences potentielles et des concomitances hydrologiques (Normandie, France) Analysis and quantification of potential consequences in multirisk coastal context at different spatial scales (Normandy, France) Characterization of elements at risk in the multirisk coastal context and at different spatial scales: Multi-database integration (normandy, France)". Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMC001.

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Abstract (sommario):

Les environnements côtiers en Normandie sont propices à de multiples aléas (érosion, submersion marine, inondation par débordement de cours d’eau ou remontée de nappe, crue turbide par ruissellement, mouvement de versant côtier ou continental). Des interactions entre aléas vont se produire au sein des versants et des vallées où les populations côtières et leurs activités tendent à se densifier depuis le XIXe siècle. Dans ce contexte, il s’avère nécessaire, d’adopter une démarche multi-aléas et multirisques tenant compte de la concomitance spatiale ou temporelle de plusieurs aléas et de leurs possibles effets en cascades et d’évaluer les impacts multisectoriels engendrés par ces aléas.Dans le cadre de cette thèse, ainsi que dans le programme ANR RICOCHET, trois sites d’étude ont été sélectionnés à l’embouchure des rivières littorales : de Auberville à Pennedepie, de Quiberville à Dieppe et de Criel-sur-Mer à Ault en raison d’importants enjeux socio-économiques et de fortes interactions entre les phénomènes hydrologiques et gravitaires. Deux principaux objectifs ont été menés à bien : (1) un développement méthodologique sur les analyses des conséquences potentielles en considérant les éléments exposés au sein d’un territoire d’étude à travers une approche multiscalaire ; (2) la mise en évidence et la quantification des effets des concomitances hydrologiques (lame d’eau et extension spatiale) liés aux blocages des écoulements fluviaux par la mer dans les embouchures à partir d’une analyse spatiale et d’une modélisation hydraulique sous HEC RAS
The coastal environment in Normandy is conducive to a convergence of multiple hazards (erosion, marine submersion, flooding by overflowing streams or upwelling of a water table, turbid flooding by runoff, coastal or continental slope movement). Because of their interface positions, important regressive dynamics go between the marine and continental processes. This interaction will occur within the slopes and valleys where coastal populations and their activities have tended to become more densified since the 19th century. In this context, it is necessary to adopt a multi-hazard and multi-risk approach considering the spatial or temporal confluence of several hazards and their possible cascading effects and to assess the multi-sector impacts generated. by these vagaries.As part of this thesis, as well as in the ANR RICOCHET program, three study sites were selected at the outlet of the coastal rivers: from Auberville to Pennedepie, from Quiberville to Dieppe and from Criel-sur-Mer to Ault due to significant issues and strong interactions between hydrological and gravitational phenomena. Two main objectives have been carried out: (1) an methodological development on analyses of potential consequences by considering all the elements at risk within a study territory through a multiscaling approach; (2) an analysis of hydrological concomitances through a both statistical and spatial approach

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Guimbaud, Jean-Baptiste. "Enhancing Environmental Risk Scores with Informed Machine Learning and Explainable AI". Electronic Thesis or Diss., Lyon 1, 2024. http://www.theses.fr/2024LYO10188.

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Abstract (sommario):

Dès la conception, des facteurs environnementaux tels que la qualité de l'air ou les habitudes alimentaires peuvent significativement influencer le risque de développer diverses maladies chroniques. Dans la littérature épidémiologique, des indicateurs connus sous le nom de Scores de Risque Environnemental (Environmental Risk Score, ERS) sont utilisés non seulement pour identifier les individus à risque, mais aussi pour étudier les relations entre les facteurs environnementaux et la santé. Une limite de la plupart des ERSs est qu'ils sont exprimés sous forme de combinaisons linéaires d'un nombre limité de facteurs. Cette thèse de doctorat vise à développer des indicateurs ERSs capables d'investiguer des relations non linéaires et des interactions à travers un large éventail d'expositions tout en découvrant des facteurs actionnables pour guider des mesures et interventions préventives, tant chez les adultes que chez les enfants. Pour atteindre cet objectif, nous exploitons les capacités prédictives des méthodes d'apprentissage automatique non paramétriques, combinées avec des outils récents d'IA explicable et des connaissances existantes du domaine. Dans la première partie de cette thèse, nous calculons des scores de risque environnemental basés sur l'apprentissage automatique pour la santé mentale, cardiométabolique et respiratoire de l'enfant. En plus d'identifier des relations non linéaires et des interactions entre expositions, nous avons identifié de nouveaux prédicteurs de maladies chez les enfants. Les scores peuvent expliquer une proportion significative de la variance des données et leurs performances sont stables à travers différentes cohortes. Dans la deuxième partie, nous proposons SEANN, une nouvelle approche intégrant des connaissances expertes sous forme d'Effet Agrégées (Pooled Effect Size, PES) dans l'entraînement de réseaux neuronaux profonds pour le calcul de scores de risque environnemental informés (Informed ERS). SEANN vise à calculer des ERSs plus robustes, généralisables à une population plus large, et capables de capturer des relations d'exposition plus proches de celles connues dans la littérature. Nous illustrons expérimentalement les avantages de cette approche en utilisant des données synthétiques. Par rapport à un réseau neuronal agnostique, nous obtenons une meilleure généralisation des prédictions dans des contextes de données bruitées et une fiabilité améliorée des interprétations obtenues en utilisant des méthodes d'Intelligence Artificielle Explicable (Explainable AI - XAI).Dans la dernière partie de cette thèse, nous proposons une application concrète de SEANN en utilisant les données d'une cohorte espagnole composée d'adultes. Comparé à un score de risque environnemental basé sur un réseau neuronal agnostique, le score obtenu avec SEANN capture des relations mieux alignées avec les associations de la littérature sans détériorer les performances prédictives. De plus, les expositions ayant une couverture littéraire limitée diffèrent significativement de celles obtenues avec la méthode agnostique de référence en bénéficiant de directions d'associations plus plausibles. En conclusion, nos scores de risque démontrent un indubitable potentiel pour la découverte informée de relation environnement-santé non linéaires peu connues, tirant parti des connaissances existantes sur les relations bien connues. Au-delà de leur utilité dans la recherche épidémiologique, nos indicateurs de risque sont capables de capturer, de manière holistique, des relations de risque au niveau individuel et d'informer les praticiens sur des facteurs de risque actionnables identifiés. Alors que dans l'ère post-génétique, la prévention en médecine personnalisée se concentrera de plus en plus sur les facteurs non héréditaires et actionnables, nous pensons que ces approches seront déterminantes pour façonner les futurs paradigmes de la santé
From conception onward, environmental factors such as air quality or dietary habits can significantly impact the risk of developing various chronic diseases. Within the epidemiological literature, indicators known as Environmental Risk Scores (ERSs) are used not only to identify individuals at risk but also to study the relationships between environmental factors and health. A limit of most ERSs is that they are expressed as linear combinations of a limited number of factors. This doctoral thesis aims to develop ERS indicators able to investigate nonlinear relationships and interactions across a broad range of exposures while discovering actionable factors to guide preventive measures and interventions, both in adults and children. To achieve this aim, we leverage the predictive abilities of non-parametric machine learning methods, combined with recent Explainable AI tools and existing domain knowledge. In the first part of this thesis, we compute machine learning-based environmental risk scores for mental, cardiometabolic, and respiratory general health for children. On top of identifying nonlinear relationships and exposure-exposure interactions, we identified new predictors of disease in childhood. The scores could explain a significant proportion of variance and their performances were stable across different cohorts. In the second part, we propose SEANN, a new approach integrating expert knowledge in the form of Pooled Effect Sizes (PESs) into the training of deep neural networks for the computation of extit{informed environmental risk scores}. SEANN aims to compute more robust ERSs, generalizable to a broader population, and able to capture exposure relationships that are closer to evidence known from the literature. We experimentally illustrate the approach's benefits using synthetic data, showing improved prediction generalizability in noisy contexts (i.e., observational settings) and improved reliability of interpretation using Explainable Artificial Intelligence (XAI) methods compared to an agnostic neural network. In the last part of this thesis, we propose a concrete application for SEANN using data from a cohort of Spanish adults. Compared to an agnostic neural network-based ERS, the score obtained with SEANN effectively captures relationships more in line with the literature-based associations without deteriorating the predictive performances. Moreover, exposures with poor literature coverage significantly differ from those obtained with the agnostic baseline method with more plausible directions of associations.In conclusion, our risk scores demonstrate substantial potential for the data-driven discovery of unknown nonlinear environmental health relationships by leveraging existing knowledge about well-known relationships. Beyond their utility in epidemiological research, our risk indicators are able to capture holistic individual-level non-hereditary risk associations that can inform practitioners about actionable factors in high-risk individuals. As in the post-genetic era, personalized medicine prevention will focus more and more on modifiable factors, we believe that such approaches will be instrumental in shaping future healthcare paradigms

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Cappelaere, Charles-Henri. "Estimation du risque de mort subite par arrêt cardiaque a l'aide de méthodes d'apprentissage artificiel". Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066014.

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Abstract (sommario):

Depuis le début des années 2000, le défibrillateur automatique implantable (DAI) est prescrit de manière prophylactique aux populations à risque de mort subite. Nombre de ces implantations semblent prématurées, ce qui pose problème en raison des complications post-opératoires encourues. Il apparaît donc important de mieux définir la population à risque de mort subite, afin d'optimiser la sélection des patients.Le pouvoir prédictif de mort subite des différents descripteurs du Holter a fait l'objet de nombreuses études univariées, sans permettre d'amélioration des critères de sélection. Dans ce mémoire, nous présentons l'analyse multivariée des descripteurs du Holter que nous avons menée. Nous avons extrait l'ensemble des descripteurs calculables sur la base étiquetée d'enregistrements de patients, victimes ou non d'arythmies traitées par le DAI, dont nous disposons. À l'aide de connaissances physiologiques sur l'arythmogenèse, nous avons réalisé une sélection des descripteurs les plus pertinents. Puis, par une méthode originale de conception et d'évaluation de classifieur, nous avons construit un classifieur ad hoc, basé, sur les connaissances physiologiques de l'arythmogenèse ; ce classifieur discrimine les patients à risque, des patients pour lesquels l'implantation ne paraît pas opportune.Au vu des performances atteintes, il semble possible d'améliorer la fiabilité des indications d'implantation prophylactique, à l'aide de méthodes d'apprentissage statistique. Pour valider cette conclusion, il paraît néanmoins nécessaire d'appliquer la méthode exposée dans la présente étude à une base de données de plus grande dimension, et de contenu mieux adapté à nos objectifs
Implantable cardioverter defibrillators (ICD) have been prescribed for prophylaxis since the early 2000?s, for patients at high risk of SCD. Unfortunately, most implantations to date appear unnecessary. This result raises an important issue because of the perioperative and postoperative risks. Thus, it is important to improve the selection of the candidates to ICD implantation in primary prevention. Risk stratification for SCD based on Holter recordings has been extensively performed in the past, without resulting in a significant improvement of the selection of candidates to ICD implantation. The present report describes a nonlinear multivariate analysis of Holter recording indices. We computed all the descriptors available in the Holter recordings present in our database. The latter consisted of labelled Holter recordings of patients equipped with an ICD in primary prevention, a fraction of these patients received at least one appropriate therapy from their ICD during a 6-month follow-up. Based on physiological knowledge on arrhythmogenesis, feature selection was performed, and an innovative procedure of classifier design and evaluation was proposed. The classifier is intended to discriminate patients who are really at risk of sudden death from patients for whom ICD implantation does not seem necessary. In addition, we designed an ad hoc classifier that capitalizes on prior knowledge on arrhythmogenesis. We conclude that improving prophylactic ICD-implantation candidate selection by automatic classification from Holter recording features may be possible. Nevertheless, that statement should be supported by the study of a more extensive and appropriate database

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Aziz, Usama. "Détection des défauts des éoliennes basée sur la courbe de puissance : Comparaison critique des performances et proposition d'une approche multi-turbines". Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03066125.

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Abstract (sommario):

Les éoliennes étant des générateurs d'électricité, la puissance électrique produite par une machine est une variable pertinente pour la surveillance et la détection d'éventuels défauts. Dans le cadre de cette thèse, une analyse bibliographique approfondie a d'abord été réalisée sur les méthodes de détection des défauts des éoliennes utilisant la puissance électrique produite. Elle a montré que, bien que de nombreuses méthodes aient été proposées dans la littérature, il est très difficile de comparer leurs performances de manière objective en raison de l'absence de données de référence, permettant de mettre en œuvre et d'évaluer toutes ces méthodes sur la base des mêmes données.Pour répondre à ce problème, dans un premier temps, une nouvelle approche de simulation réaliste a été proposée dans cette thèse. Elle permet de créer des flots de données simulées, couplant la puissante produite, la vitesse du vent et la température, dans des conditions normales et dans des situations défauts, de manière infinie. Les défauts qui peuvent être simulés sont ceux qui impactent la forme de la courbe de puissance. Les données simulées sont générées à partir de données réelles enregistrées sur plusieurs parcs éoliens français, situés sur des sites géographiques différents. Dans un deuxième temps, une méthode permettant l'évaluation des performances des méthodes de détection des défauts utilisant la puissance produite a été proposé.Cette nouvelle méthode de simulation a été mise en œuvre sur 4 situations de défauts affectant la courbe de puissance différents, à l’aide de données provenant de 5 parcs éoliens géographiquement éloignés. Un total de 1875 années de données SCADA 10 minutes a été généré et utilisé pour comparer les performances en détection de 3 méthodes de détection de défauts proposées dans la littérature. Ceci a permis une comparaison rigoureuse de leurs performances.Dans la deuxième partie de cette recherche, la méthode de simulation proposée a été étendue à une configuration multi-turbines. En effet, plusieurs stratégies multi-turbines ont été publiées dans la littérature, avec comme objectif de réduire l'impact des conditions environnementales sur les performances des méthodes de détection de défauts utilisant comme variable la température. Pour évaluer le gain de performance qu'une stratégie multi-turbines pourrait apporter, une implémentation hybride mono-multi-turbines des méthodes de détection de défauts basées sur la courbe de puissance a été proposée dans un premier temps. Ensuite, le cadre de simulation proposé pour évaluer les méthodes monoturbines a été étendu aux approches multi-turbines et une analyse expérimentale numérique des performances de cette implémentation hybride monoturbines-multi-turbines a été réalisée
Since wind turbines are electricity generators, the electrical power produced by a machine is a relevant variable for monitoring and detecting possible faults. In the framework of this thesis, an in-depth literature review was first performed on fault detection methods for wind turbines using the electrical power produced. It showed that, although many methods have been proposed in the literature, it is very difficult to compare their performance in an objective way due to the lack of reference data, allowing to implement and evaluate all these methods on the basis of the same data.To address this problem, as a first step, a new realistic simulation approach has been proposed in this thesis. It allows to create simulated data streams, coupling the power output, wind speed and temperature, in normal conditions and in fault situations, in an infinite way. The defects that can be simulated are those that impact the shape of the power curve. The simulated data are generated from real data recorded on several French wind farms, located on different geographical sites. In a second step, a method for evaluating the performance of fault detection methods using the power produced has been proposed.This new simulation method was implemented on 4 different fault situations affecting the power curve, using data from 5 geographically remote wind farms. A total of 1875 years of 10-minute SCADA data was generated and used to compare the detection performance of 3 fault detection methods proposed in the literature. This allowed a rigorous comparison of their performance.In the second part of this research, the proposed simulation method was extended to a multi-turbine configuration. Indeed, several multi-turbine strategies have been published in the literature, with the objective of reducing the impact of environmental conditions on the performance of fault detection methods using temperature as a variable. In order to evaluate the performance gain that a multi-turbine strategy could bring, a hybrid mono-multi-turbine implementation of fault detection methods based on the power curve was first proposed. Then, the simulation framework proposed to evaluate mono-turbine methods was extended to multi-turbine approaches and a numerical experimental analysis of the performance of this hybrid mono-multi-turbine implementation was performed

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Benguigui, Michaël. "Valorisation d’options américaines et Value At Risk de portefeuille sur cluster de GPUs/CPUs hétérogène". Thesis, Nice, 2015. http://www.theses.fr/2015NICE4053/document.

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Abstract (sommario):

Le travail de recherche décrit dans cette thèse a pour objectif d'accélérer le temps de calcul pour valoriser des instruments financiers complexes, tels des options américaines sur panier de taille réaliste (par exemple de 40 sousjacents), en tirant partie de la puissance de calcul parallèle qu'offrent les accélérateurs graphiques (Graphics Processing Units). Dans ce but, nous partons d'un travail précédent, qui avait distribué l'algorithme de valorisation de J.Picazo, basé sur des simulations de Monte Carlo et l'apprentissage automatique. Nous en proposons une adaptation pour GPU, nous permettant de diviser par 2 le temps de calcul de cette précédente version distribuée sur un cluster de 64 cœurs CPU, expérimentée pour valoriser une option américaine sur 40 actifs. Cependant, le pricing de cette option de taille réaliste nécessite quelques heures de calcul. Nous étendons donc ce premier résultat dans le but de cibler un cluster de calculateurs, hétérogènes, mixant GPUs et CPUs, via OpenCL. Ainsi, nous accélérons fortement le temps de valorisation, même si les entrainements des différentes méthodes de classification expérimentées (AdaBoost, SVM) sont centralisés et constituent donc un point de blocage. Pour y remédier, nous évaluons alors l'utilisation d'une méthode de classification distribuée, basée sur l'utilisation de forêts aléatoires, rendant ainsi notre approche extensible. La dernière partie réutilise ces deux contributions dans le cas de calcul de la Value at Risk d’un portefeuille d'options, sur cluster hybride hétérogène
The research work described in this thesis aims at speeding up the pricing of complex financial instruments, like an American option on a realistic size basket of assets (e.g. 40) by leveraging the parallel processing power of Graphics Processing Units. To this aim, we start from a previous research work that distributed the pricing algorithm based on Monte Carlo simulation and machine learning proposed by J. Picazo. We propose an adaptation of this distributed algorithm to take advantage of a single GPU. This allows us to get performances using one single GPU comparable to those measured using a 64 cores cluster for pricing a 40-assets basket American option. Still, on this realistic-size option, the pricing requires a handful of hours. Then we extend this first contribution in order to tackle a cluster of heterogeneous devices, both GPUs and CPUs programmed in OpenCL, at once. Doing this, we are able to drastically accelerate the option pricing time, even if the various classification methods we experiment with (AdaBoost, SVM) constitute a performance bottleneck. So, we consider instead an alternate, distributable approach, based upon Random Forests which allow our approach to become more scalable. The last part reuses these two contributions to tackle the Value at Risk evaluation of a complete portfolio of financial instruments, on a heterogeneous cluster of GPUs and CPUs

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Iriart, Alejandro. "Mesures d’insertion sociale destinées aux détenus québécois et récidive criminelle : une approche par l'apprentissage automatique". Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66717.

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Abstract (sommario):

Dans ce mémoire, nous essayons de déterminer l’influence réelle des programmes de réinsertion sociale sur le risque de récidive. Pour ce faire, nous analysons, à l’aide d’une approche d’apprentissage automatique une base de données fournie par le Ministère de la Sécurité publique (MSP) où nous retrouvons le parcours carcéral de 97 140 détenus de 2006 jusqu’en 2018. Notre analyse se concentre uniquement sur les détenus ayant transigé dans la prison de la ville de Québec. Pour faire notre analyse, nous utilisons l’approche des Generalized Random Forests (GRF) développée par Athey et al. (2019) sur les caractéristiques des détenus ainsi que leurs résultats au LS/CMI, un test psychométrique ayant pour but de déterminer leurs besoins criminogènes, afin d’estimer l’effet de traitement individuel de la participation à des programmes. Nous en profitons aussi pour déterminer quelles sont les variables influençant le plus l’effet de traitement en utilisant une fonction de ce même algorithme qui calcule l’importance relative de chacune des variables pour faire la prédiction. Ceci est une approche révolutionnaire, car elle nous permet de faire de l’inférence sur nos résultats. En comparant les participants et les non-participants, nous avons pu démontrer que le fait de participer à un programme diminue le risque de récidiver d’environ 6.9% pour une période d’épreuve de deux ans. Le fait de participer à un programme semble toujours diminuer de manière significative la récidive. Nous avons aussi déterminé qu’au niveau des caractéristiques personnelles, ce sont l’âge, la nature de l’infraction ainsi que le nombre d’années d’études qui sont les principaux prédicteurs de l’effet causal. Pour ce qui est du LS/CMI, seulement certaines sections du questionnaire ont un vrai pouvoir prédictif alors que d’autres, comme celle sur les loisirs, n’en ont pas. À la lumière de nos résultats, nous croyons qu’un instrument plus performant étant capable de prédire la récidive peut être créé en focalisant sur les variables ayant le plus grand pouvoir prédictif. Ces avancées permettront de mieux conseiller les prisonniers sur les programmes qu’ils devraient suivre lors de leur prise en charge par les centres de détention, et ainsi augmenter leurs chances d’être mieux réintégrés en société.
In this master thesis, we tried to determine the real influence of social rehabilitation programs on the risk of recidivism. To do this, we used a machine learning algorithm to analyze a database provided by the Quebec Ministry of Public Security (MSP). In this database, we are able to follow the numerous incarcerations of 97,140 prisoners from 2006 to 2018. Our analysis focuses only on inmates who have served in the prison in Quebec City. The approach we used is named Generalized Random Forests (GRF) and was developed by Athey et al. (2019). Our main analysis focuses not only on the characteristics of the prisoners, but also on the results they obtained when they were subjected to the LS/CMI, an extensive questionnaire aimed at determining the criminogenic needs and the risk level of the inmates . We also determined which variables have the most influence on predicting the treatment effect by using a function of the same algorithm that calculates the relative importance of each of the variables to make a prediction. By comparing participants and non-participants, we were able to demonstrate that participating in a program reduces the risk of recidivism by approximately 6.9% for a two-year trial period. Participating in a program always reduces significantly recidivism no matter the definition of recidivism used. We also determined that in terms of personal characteristics, it is the age, the nature of the offence and the number of years of study that are the main predictors for the individual causal effects. As for the LS/CMI, only a few sections of the questionnaire have real predictive power while others, like the one about leisure, do not. In light of our results, we believe that a more efficient instrument capable of predicting recidivism can be created by focusing on the newly identified variables with the greatest predictive power. A better instrument will make it possible to provide better counselling to prisoners on the programs they should follow, and thus increase their chances of being fully rehabilitated.

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Potet, Marion. "Vers l'intégration de post-éditions d'utilisateurs pour améliorer les systèmes de traduction automatiques probabilistes". Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00995104.

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Abstract (sommario):

Les technologies de traduction automatique existantes sont à présent vues comme une approche prometteuse pour aider à produire des traductions de façon efficace et à coût réduit. Cependant, l'état de l'art actuel ne permet pas encore une automatisation complète du processus et la coopération homme/machine reste indispensable pour produire des résultats de qualité. Une pratique usuelle consiste à post-éditer les résultats fournis par le système, c'est-à-dire effectuer une vérification manuelle et, si nécessaire, une correction des sorties erronées du système. Ce travail de post-édition effectué par les utilisateurs sur les résultats de traduction automatique constitue une source de données précieuses pour l'analyse et l'adaptation des systèmes. La problématique abordée dans nos travaux s'intéresse à développer une approche capable de tirer avantage de ces retro-actions (ou post-éditions) d'utilisateurs pour améliorer, en retour, les systèmes de traduction automatique. Les expérimentations menées visent à exploiter un corpus d'environ 10 000 hypothèses de traduction d'un système probabiliste de référence, post-éditées par des volontaires, par le biais d'une plateforme en ligne. Les résultats des premières expériences intégrant les post-éditions, dans le modèle de traduction d'une part, et par post-édition automatique statistique d'autre part, nous ont permis d'évaluer la complexité de la tâche. Une étude plus approfondie des systèmes de post-éditions statistique nous a permis d'évaluer l'utilisabilité de tels systèmes ainsi que les apports et limites de l'approche. Nous montrons aussi que les post-éditions collectées peuvent être utilisées avec succès pour estimer la confiance à accorder à un résultat de traduction automatique. Les résultats de nos travaux montrent la difficulté mais aussi le potentiel de l'utilisation de post-éditions d'hypothèses de traduction automatiques comme source d'information pour améliorer la qualité des systèmes probabilistes actuels.

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Enríquez, Luis. "Personal data breaches : towards a deep integration between information security risks and GDPR compliance risks". Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2024. http://www.theses.fr/2024ULILD016.

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Abstract (sommario):

La sécurité de l'information est étroitement liée au droit de protection des données, car une mise en œuvre inefficace de la sécurité peut entraîner des violations de données à caractère personnel. Le RGPD repose sur la gestion de risques pour la protection des droits et libertés des personnes concernées, ce qui signifie que la gestion de risques est le mécanisme de protection des droits fondamentaux. Cependant, l'état de l'art en matière de gestion des risques liés à la sécurité de l'information et de gestion des risques juridiques sont encore immatures. Malheureusement, l'état actuel de l'art n'évalue pas la multidimensionnalité des risques liés à la protection des données, et il n'a pas tenu compte de l'objectif principal d'une approche basée sur les risques, à savoir mesurer les risques pour prendre des décisions éclairées. Le monde juridique doit comprendre que la gestion des risques ne fonctionne pas par défaut et plusieurs fois nécessite des méthodes scientifiques appliquées d'analyse des risques. Cette thèse propose un changement d'état d'esprit sur la gestion des risques liés à la protection des données, avec une approche holistique qui fusionne les risques opérationnels, financiers et juridiques. Le concept de valeur à risque des données personnelles est présenté comme le résultat de plusieurs stratégies quantitatives basées sur la modélisation des risques, la jurimétrie, et l'analyse de la protection des données à la lumière de l'apprentissage automatique. Les idées présentées ici contribueront également à la mise en conformité avec les prochaines réglementations basées sur le risque qui reposent sur la protection des données, telles que l'intelligence artificielle. La transformation au risque peut sembler difficile, mais elle est obligatoire pour l'évolution de la protection des données
Information security is deeply linked to data protection law, because an ineffective security implementation can lead to personal data breaches. The GDPR is based on a risk-based approach for the protection of the rights and freedoms of the data subjects, meaning that risk management is the mechanism for protecting fundamental rights. However, the state of the art of information security risk management and legal risk management are still immature. Unfortunately, the current state of the art does not assess the multi-dimensionality of data protection risks, and it has skipped the main purpose of a risk-based approach, measuring risk for taking informed decisions. The legal world shall understand that risk management does not work by default, and it often requires applied-scientific methods for assessing risks. This thesis proposes a mindset change with the aim of fixing data protection risk management, with a holistic data protection approach that merges operational, financial, and legal risks. The concept of a Personal Data Value at Risk is introduced as the outcome of several quantitative strategies based on risk modeling, jurimetrics, and data protection analytics. The ideas presented here shall also contribute to comply with upcoming risk-based regulations that rely on data protection, such as artificial intelligence. The risk transformation may appear difficult, but it is compulsory for the evolution of data protection

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Telmoudi, Fedya. "Estimation and misspecification Risks in VaR estimation". Thesis, Lille 3, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL30061/document.

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Abstract (sommario):

Dans cette thèse, nous étudions l'estimation de la valeur à risque conditionnelle (VaR) en tenant compte du risque d'estimation et du risque de modèle. Tout d'abord, nous considérons une méthode en deux étapes pour estimer la VaR. La première étape évalue le paramètre de volatilité en utilisant un estimateur quasi maximum de vraisemblance généralisé (gQMLE) fondé sur une densité instrumentale h. La seconde étape estime un quantile des innovations à partir du quantile empirique des résidus obtenus dans la première étape. Nous donnons des conditions sous lesquelles l'estimateur en deux étapes de la VaR est convergent et asymptotiquement normal. Nous comparons également les efficacités des estimateurs obtenus pour divers choix de la densité instrumentale h. Lorsque l'innovation n'est pas de densité h, la première étape donne généralement un estimateur biaisé de paramètre de volatilité et la seconde étape donne aussi un estimateur biaisé du quantile des innovations. Cependant, nous montrons que les deux erreurs se contrebalancent pour donner une estimation consistante de la VaR. Nous nous concentrons ensuite sur l'estimation de la VaR dans le cadre de modèles GARCH en utilisant le gQMLE fondé sur la classe des densités instrumentales double gamma généralisées qui contient la distribution gaussienne. Notre objectif est de comparer la performance du QMLE gaussien par rapport à celle du gQMLE. Le choix de l'estimateur optimal dépend essentiellement du paramètre d qui minimise la variance asymptotique. Nous testons si le paramètre d qui minimise la variance asymptotique est égal à 2. Lorsque le test est appliqué sur des séries réelles de rendements financiers, l'hypothèse stipulant l'optimalité du QMLE gaussien est généralement rejetée. Finalement, nous considérons les méthodes non-paramétriques d'apprentissage automatique pour estimer la VaR. Ces méthodes visent à s'affranchir du risque de modèle car elles ne reposent pas sur une forme spécifique de la volatilité. Nous utilisons la technique des machines à vecteurs de support pour la régression (SVR) basée sur la fonction de perte moindres carrés (en anglais LS). Pour améliorer la solution du modèle LS-SVR nous utilisons les modèles LS-SVR pondérés et LS-SVR de taille fixe. Des illustrations numériques mettent en évidence l'apport des modèles proposés pour estimer la VaR en tenant compte des risques de spécification et d'estimation
In this thesis, we study the problem of conditional Value at Risk (VaR) estimation taking into account estimation risk and model risk. First, we considered a two-step method for VaR estimation. The first step estimates the volatility parameter using a generalized quasi maximum likelihood estimator (gQMLE) based on an instrumental density h. The second step estimates a quantile of innovations from the empirical quantile of residuals obtained in the first step. We give conditions under which the two-step estimator of the VaR is consistent and asymptotically normal. We also compare the efficiencies of the estimators for various instrumental densities h. When the distribution of is not the density h the first step usually gives a biased estimator of the volatility parameter and the second step gives a biased estimator of the quantile of the innovations. However, we show that both errors counterbalance each other to give a consistent estimate of the VaR. We then focus on the VaR estimation within the framework of GARCH models using the gQMLE based on a class of instrumental densities called double generalized gamma which contains the Gaussian distribution. Our goal is to compare the performance of the Gaussian QMLE against the gQMLE. The choice of the optimal estimator depends on the value of d that minimizes the asymptotic variance. We test if this parameter is equal 2. When the test is applied to real series of financial returns, the hypothesis stating the optimality of Gaussian QMLE is generally rejected. Finally, we consider non-parametric machine learning models for VaR estimation. These methods are designed to eliminate model risk because they are not based on a specific form of volatility. We use the support vector machine model for regression (SVR) based on the least square loss function (LS). In order to improve the solution of LS-SVR model, we used the weighted LS-SVR and the fixed size LS-SVR models. Numerical illustrations highlight the contribution of the proposed models for VaR estimation taking into account the risk of specification and estimation

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Cao, Qiushi. "Semantic technologies for the modeling of predictive maintenance for a SME network in the framework of industry 4.0 Smart condition monitoring for industry 4.0 manufacturing processes: an ontology-based approach Using rule quality measures for rule base refinement in knowledge-based predictive maintenance systems Combining chronicle mining and semantics for predictive maintenance in manufacturing processes". Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMIR04.

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Abstract (sommario):

Dans le domaine de la fabrication, la détection d’anomalies telles que les défauts et les défaillances mécaniques permet de lancer des tâches de maintenance prédictive, qui visent à prévoir les défauts, les erreurs et les défaillances futurs et à permettre des actions de maintenance. Avec la tendance de l’industrie 4.0, les tâches de maintenance prédictive bénéficient de technologies avancées telles que les systèmes cyberphysiques (CPS), l’Internet des objets (IoT) et l’informatique dématérialisée (cloud computing). Ces technologies avancées permettent la collecte et le traitement de données de capteurs qui contiennent des mesures de signaux physiques de machines, tels que la température, la tension et les vibrations. Cependant, en raison de la nature hétérogène des données industrielles, les connaissances extraites des données industrielles sont parfois présentées dans une structure complexe. Des méthodes formelles de représentation des connaissances sont donc nécessaires pour faciliter la compréhension et l’exploitation des connaissances. En outre, comme les CPSs sont de plus en plus axées sur la connaissance, une représentation uniforme de la connaissance des ressources physiques et des capacités de raisonnement pour les tâches analytiques est nécessaire pour automatiser les processus de prise de décision dans les CPSs. Ces problèmes constituent des obstacles pour les opérateurs de machines qui doivent effectuer des opérations de maintenance appropriées. Pour relever les déﬁs susmentionnés, nous proposons dans cette thèse une nouvelle approche sémantique pour faciliter les tâches de maintenance prédictive dans les processus de fabrication. En particulier, nous proposons quatre contributions principales: i) un cadre ontologique à trois niveaux qui est l’élément central d’un système de maintenance prédictive basé sur la connaissance; ii) une nouvelle approche sémantique hybride pour automatiser les tâches de prédiction des pannes de machines, qui est basée sur l’utilisation combinée de chroniques (un type plus descriptif de modèles séquentiels) et de technologies sémantiques; iii) a new approach that uses clustering methods with Semantic Web Rule Language (SWRL) rules to assess failures according to their criticality levels; iv) une nouvelle approche d’afﬁnement de la base de règles qui utilise des mesures de qualité des règles comme références pour afﬁner une base de règles dans un système de maintenance prédictive basé sur la connaissance. Ces approches ont été validées sur des ensembles de données réelles et synthétiques
In the manufacturing domain, the detection of anomalies such as mechanical faults and failures enables the launching of predictive maintenance tasks, which aim to predict future faults, errors, and failures and also enable maintenance actions. With the trend of Industry 4.0, predictive maintenance tasks are beneﬁting from advanced technologies such as Cyber-Physical Systems (CPS), the Internet of Things (IoT), and Cloud Computing. These advanced technologies enable the collection and processing of sensor data that contain measurements of physical signals of machinery, such as temperature, voltage, and vibration. However, due to the heterogeneous nature of industrial data, sometimes the knowledge extracted from industrial data is presented in a complex structure. Therefore formal knowledge representation methods are required to facilitate the understanding and exploitation of the knowledge. Furthermore, as the CPSs are becoming more and more knowledge-intensive, uniform knowledge representation of physical resources and reasoning capabilities for analytic tasks are needed to automate the decision-making processes in CPSs. These issues bring obstacles to machine operators to perform appropriate maintenance actions. To address the aforementioned challenges, in this thesis, we propose a novel semantic approach to facilitate predictive maintenance tasks in manufacturing processes. In particular, we propose four main contributions: i) a three-layered ontological framework that is the core component of a knowledge-based predictive maintenance system; ii) a novel hybrid semantic approach to automate machinery failure prediction tasks, which is based on the combined use of chronicles (a more descriptive type of sequential patterns) and semantic technologies; iii) a new approach that uses clustering methods with Semantic Web Rule Language (SWRL) rules to assess failures according to their criticality levels; iv) a novel rule base reﬁnement approach that uses rule quality measures as references to reﬁne a rule base within a knowledge-based predictive maintenance system. These approaches have been validated on both real-world and synthetic data sets

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