Дисертації з теми "Caractéristiques locales"

L’objectif de cette thèse est de contribuer à la connaissance des caractéristiques des noeuds du bois dans la perspective de l'évaluation de leur influence sur le comportement mécanique de pièces de structure après les avoir repèrés et identifiés par des méthodes non destructives utilisant les micro-ondes. Nous montrons ainsi que le noeud ne doit pas seulement être caractérisé par le diamètre et la position de la partie différenciée de l'implantation de la branche dans le tronc, mais également par un ensemble de perturbations de la direction de fil et des caractéristiques mécaniques locales dans son environnement. Le premier développement de notre thèse consiste à donner un sens à la notion de zone péri-nodale en montrant que, sur une surface dont le rayon est environ trois fois celui du noeud, la masse volumique, les directions du fil vues dans un espace à trois dimensions et les coefficients de la matrice de rigidité subissent des modifications que nous évaluons. Le second développement de ce document porte sur l'interaction bois micro-ondes à 30 ghz et en polarimétrie. Nous établissons les premières valeurs connues des constantes diélectriques du bois à cette fréquence et confirmons l'hypothèse que le matériau est uniaxe. Nous étudions, sur éprouvettes, l'influence de l'angle de fil sur les caractéristiques d'ellipticité de l'onde après interaction. Nous montrons que les variations du grand axe de l'ellipse permettent de localiser précisément le centre du noeud et sa trace sur les deux faces de la planche. Le petit axe de l'ellipse apparaît bien relié aux déviations importantes de fil, ce qui permet de localiser également la zone péri-nodale

L'utilisation d'un laser à diode continument accordable dans l'infrarouge permet de mesurer, par absorption, les populations rotationnelles de la molécule Co dans des jets supersoniques libres. Grace à l'effet doppler créé par l'écoulement ou à l'inversion d’Abel on obtient des mesures locales. La mesure des déviations d'un faisceau laser par effet mirage, associée à l'inversion d’Abel, donne accès au champ d'indice de réfraction. Détermination, dans un jet supersonique libre d'azote, de la forme de la structure de choc et de l'évolution de la masse volumique. Application a une flamme de diffusion à contre-courant

Mesure par anémométrie laser des profils de vitesses des phases gazeuse et solide, des profils de concentration de la phase solide et des distributions statistiques des vitesses des particules. Simulation numérique. Élaboration du modèle pour les transferts cinétiques, basée sur l'écriture d'équations aux moments du second ordre

Le procédé de fabrication de la silice précipitée, destinée au renforcement d'élastomères inclut une étape de filtration qui permet de récupérer dans la dispersion issue de la synthèse, des agglomérats, puis d'éliminer les sels et les impuretés par une procédure de lavage avant un séchage et une mise en forme. Cette étude a pour but de corréler l'organisation multi-échelle des agglomérats de silices précipitées avec les propriétés mécaniques et hydrodynamiques des dépôts formés en filtration avec ou sans élimination des sels ou impuretés. Des silices issues de différentes synthèses industrielles sont étudiées par des techniques de diffusion de rayons X aux petits angle (SAXS). Ces investigations nous permettent de quantifier plusieurs échelles d'organisation dans les agglomérats : celle des particules primaires et celle d'agrégats composés de particules primaires consolidées. Deux modélisations de l'organisation multi- échelle sont discutées : l'une de type poupées gigogne, l'autre de type collier de perles. Les propriétés structurelles, mécaniques et hydrodynamiques des dépôts de filtration obtenus pour différentes pressions à partir de ces silices font l'objet d'investigations menées par des expériences de diffusion aux petits angles, de compression osmotique, de filtration et de lavage. De ces travaux, il ressort que pour chaque système, deux grandeurs : le diamètre maximum des agrégats et le seuil de percolation correspondant à la formation d'un réseau mécaniquement résistant se corrèlent parfaitement avec la perméabilité hydraulique des dépôts obtenus par filtration. Nous montrons par ailleurs que l'on parvient à un niveau correct de prédiction de la vitesse de filtration par un modèle de Brinkman. Enfin, il apparait que l'élimination des sels ou impuretés réalisée lors de la procédure de lavage des dépôts ne modifie ni l'organisation locale dans les dépôts, ni la perméabilité hydraulique.

La représentation visuelle est un problème fondamental en vision par ordinateur. Le but est de réduire l'information au strict nécessaire pour une tâche désirée. Plusieurs types de représentation existent, comme les caractéristiques de couleur (histogrammes, attributs de couleurs...), de forme (dérivées, points d'intérêt...) ou d'autres, comme les bancs de filtres.Les caractéristiques bas-niveau (locales) sont rapides à calculer. Elles ont un pouvoir de représentation limité, mais leur généricité présente un intérêt pour des systèmes autonomes et multi-tâches, puisque les caractéristiques haut-niveau découlent d'elles.Le but de cette thèse est de construire puis d'étudier l'impact de représentations fondées seulement sur des caractéristiques locales de bas-niveau (couleurs, dérivées spatiales) pour deux tâches : la poursuite d'objets génériques, nécessitant des caractéristiques robustes aux variations d'aspect de l'objet et du contexte au cours du temps; la détection d'objets, où la représentation doit décrire une classe d'objets en tenant compte des variations intra-classe. Plutôt que de construire des descripteurs d'objets globaux dédiés, nous nous appuyons entièrement sur les caractéristiques locales et sur des mécanismes statistiques flexibles visant à estimer leur distribution (histogrammes) et leurs co-occurrences (Transformée de Hough Généralisée). La Transformée de Hough Généralisée (THG), créée pour la détection de formes quelconques, consiste à créer une structure de données représentant un objet, une classe... Cette structure, d'abord indexée par l'orientation du gradient, a été étendue à d'autres caractéristiques. Travaillant sur des caractéristiques locales, nous voulons rester proche de la THG originale.En poursuite d'objets, après avoir présenté nos premiers travaux, combinant la THG avec un filtre particulaire (utilisant un histogramme de couleurs), nous présentons un algorithme plus léger et rapide (100fps), plus précis et robuste. Nous présentons une évaluation qualitative et étudierons l'impact des caractéristiques utilisées (espace de couleur, formulation des dérivées partielles...). En détection, nous avons utilisé l'algorithme de Gall appelé forêts de Hough. Notre but est de réduire l'espace de caractéristiques utilisé par Gall, en supprimant celles de type HOG, pour ne garder que les dérivées partielles et les caractéristiques de couleur. Pour compenser cette réduction, nous avons amélioré deux étapes de l'entraînement : le support des descripteurs locaux (patchs) est partiellement produit selon une mesure géométrique, et l'entraînement des nœuds se fait en générant une carte de probabilité spécifique prenant en compte les patchs utilisés pour cette étape. Avec l'espace de caractéristiques réduit, le détecteur n'est pas plus précis. Avec les mêmes caractéristiques que Gall, sur une même durée d'entraînement, nos travaux ont permis d'avoir des résultats identiques, mais avec une variance plus faible et donc une meilleure répétabilité
Visual representation is a fundamental problem in computer vision. The aim is to reduce the information to the strict necessary for a query task. Many types of representation exist, like color features (histograms, color attributes...), shape ones (derivatives, keypoints...) or filterbanks.Low-level (and local) features are fast to compute. Their power of representation are limited, but their genericity have an interest for autonomous or multi-task systems, as higher level ones derivate from them. We aim to build, then study impact of low-level and local feature spaces (color and derivatives only) for two tasks: generic object tracking, requiring features robust to object and environment's aspect changes over the time; object detection, for which the representation should describe object class and cope with intra-class variations.Then, rather than using global object descriptors, we use entirely local features and statisticals mecanisms to estimate their distribution (histograms) and their co-occurrences (Generalized Hough Transform).The Generalized Hough Transform (GHT), created for detection of any shape, consists in building a codebook, originally indexed by gradient orientation, then to diverse features, modeling an object, a class. As we work on local features, we aim to remain close to the original GHT.In tracking, after presenting preliminary works combining the GHT with a particle filter (using color histograms), we present a lighter and fast (100 fps) tracker, more accurate and robust.We present a qualitative evaluation and study the impact of used features (color space, spatial derivative formulation).In detection, we used Gall's Hough Forest. We aim to reduce Gall's feature space and discard HOG features, to keep only derivatives and color ones.To compensate the reduction, we enhanced two steps: the support of local descriptors (patches) are partially chosen using a geometrical measure, and node training is done by using a specific probability map based on patches used at this step.With reduced feature space, the detector is less accurate than with Gall's feature space, but for the same training time, our works lead to identical results, but with higher stability and then better repeatability

L'imagerie HDR (High Dynamic Range) permet de capturer une gamme dynamique plus larges, nous permettant ainsi de tirer parti de détails subtils, mais différenciés, présents à la fois dans les zones extrêmement sombres et lumineuses d'une scène. Ces propriétés présentent un intérêt potentiel pour les algorithmes de vision par ordinateur où la performance peut se dégrader considérablement en présence de changements d’illumination lorsque les scènes acquises sont à l'aide d'images traditionnelles à faible gamme dynamique (LDR). Dans cette thèse, nous présentons des aspects quantitatifs et qualitatifs de l'analyse d'images HDR pour des algorithmes de vision par ordinateur.Cette thèse débute par l'identification des questions les plus importantes concernant l'utilisation de contenus HDR pour la tâche d'extraction des caractéristiques de bas niveau, qui est d'une importance fondamentale pour de nombreuses applications. En réalisant une évaluation de la performance, nous démontrons comment les différentes techniques basées sur le HDR améliorent la performance par rapport au LDR. Cependant, nous constatons qu'aucune ne peut le faire de manière optimale pour toutes les scènes. Pour étudier cette question, nous examinons l'importance des objectifs propres à chaque tâche, et concevons des opérateurs de mise en correspondance tonale (tone mapping operator-TMO) spécifiques.Dans cette thèse, nous proposons trois méthodologies basées sur l'apprentissage visant le TMO optimal du contenu HDR pour améliorer l'efficacité de l'extraction des caractéristiques locales à chaqueétape, à savoir détection, description et appariement final
High Dynamic Range (HDR) imaging enables to capture a wider dynamic range and color gamut, thus enabling us to draw on subtle, yet discriminating details present both in the extremely dark and bright areas of a scene. Such property is of potential interest for computer vision algorithms where performance degrades substantially when the scenes are captured using traditional low dynamic range (LDR) imagery. While such algorithms have been exhaustively designed using traditional LDR images, little work has been done so far in contex of HDR content. In this thesis, we present the quantitative and qualitative analysis of HDR imagery for such task-specific algorithms. This thesis begins by identifying the most natural and important questions of using HDR content for low-level feature extraction task, which is of fundamental importance for many high-level applications such as stereo vision, localization, matching and retrieval. By conducting a performance evaluation study, we demonstrate how different HDR-based modalities enhance algorithms performance with respect to LDR on a proposed dataset. However, we observe that none of them can optimally to do so across all the scenes. To examine this sub-optimality, we investigate the importance of task-specific objectives for designing optimal modalities through an experimental study. Based on the insights, we attempt to surpass this sub-optimality by designing task-specific HDR tone-mapping operators (TMOs). In this thesis, we propose three learning based methodologies aimed at optimal mapping of HDR content to enhance the efficiency of local features extraction at each stage namely, detection, description and final matching

Cette thèse présente un framework pour le logo spotting appliqué à repérer les logos à partir de l’image des documents en se concentrant sur la catégorisation de documents et les problèmes de récupération de documents. Nous présentons également trois méthodes de matching par point clé : le point clé simple avec le plus proche voisin, le matching par règle des deux voisins les plus proches et le matching par deux descripteurs locaux à différents étapes de matching. Les deux derniers procédés sont des améliorations de la première méthode. En outre, utiliser la méthode de classification basée sur la densité pour regrouper les correspondances dans le framework proposé peut aider non seulement à segmenter la région candidate du logo mais également à rejeter les correspondances incorrectes comme des valeurs aberrantes. En outre, afin de maximiser la performance et de localiser les logos, un algorithme à deux étages a été proposé pour la vérification géométrique basée sur l’homographie avec RANSAC. Comme les approches fondées sur le point clé supposent des approches coûteuses, nous avons également investi dans l’optimisation de notre framework. Les problèmes de séparation de texte/graphique sont étudiés. Nous proposons une méthode de segmentation de texte et non-texte dans les images de documents basée sur un ensemble de fonctionnalités puissantes de composants connectés. Nous avons appliqué les techniques de réduction de dimensionnalité pour réduire le vecteur de descripteurs locaux de grande dimension et rapprocher les algorithmes de recherche du voisin le plus proche pour optimiser le framework. En outre, nous avons également mené des expériences pour un système de récupération de documents sur les documents texte et non-texte segmentés et l'algorithme ANN. Les résultats montrent que le temps de calcul du système diminue brusquement de 56% tandis que la précision diminue légèrement de près de 2,5%. Dans l'ensemble, nous avons proposé une approche efficace et efficiente pour résoudre le problème de spotting des logos dans les images de documents. Nous avons conçu notre approche pour être flexible pour des futures améliorations. Nous croyons que notre travail peut être considéré comme une étape sur la voie pour résoudre le problème de l’analyse complète et la compréhension des images de documents
This thesis presents a logo spotting framework applied to spotting logo images on document images and focused on document categorization and document retrieval problems. We also present three key-point matching methods: simple key-point matching with nearest neighbor, matching by 2-nearest neighbor matching rule method and matching by two local descriptors at different matching stages. The last two matching methods are improvements of the first method. In addition, using a density-based clustering method to group the matches in our proposed spotting framework can help not only segment the candidate logo region but also reject the incorrect matches as outliers. Moreover, to maximize the performance and to locate logos, an algorithm with two stages is proposed for geometric verification based on homography with RANSAC. Since key-point-based approaches assume costly approaches, we have also invested to optimize our proposed framework. The problems of text/graphics separation are studied. We propose a method for segmenting text and non-text in document images based on a set of powerful connected component features. We applied dimensionality reduction techniques to reduce the high dimensional vector of local descriptors and approximate nearest neighbor search algorithms to optimize our proposed framework. In addition, we have also conducted experiments for a document retrieval system on the text and non-text segmented documents and ANN algorithm. The results show that the computation time of the system decreases sharply by 56% while its accuracy decreases slightly by nearly 2.5%. Overall, we have proposed an effective and efficient approach for solving the problem of logo spotting in document images. We have designed our approach to be flexible for future improvements by us and by other researchers. We believe that our work could be considered as a step in the direction of solving the problem of complete analysis and understanding of document images

Le travail porte sur l'analyse locale des caracteristiques hydrodynamiques d'un lit fluidize circulant par granulometrie velocimetrie laser doppler. Dans la premiere partie, les moyens mis en uvre au cours de l'etude sont presentes. Il s'agit d'une maquette froide d'un foyer a lec, equipee d'un systeme de mesure optique, non intrusif, permettant d'acceder aux grandeurs locales de chaque phase. Au cours de ce travail, les evolutions spatio-temporelles des deux composantes de la vitesse des solides ainsi que celles du diametre de la concentration et du flux massique ont ete determinees. Une similarite des profiles de vitesse des solides a ete constatee. Il apparait de plus que les fluctuations de vitesse suivant les deux directions sont preponderantes devant l'ecoulement moyen. Cette etude a egalement permis de mettre en evidence l'influence de la distribution granulometrique sur le champ des vitesses. La derniere partie de ce travail est consacree a l'analyse des resultats experimentaux. Au cours de cette analyse, nous avons ete amenes a mettre en place un modele physique de type cur-anneau pour decrire l'ecoulement moyen des solides

Cette thèse traite de l'uniformisation, en caractéristique p>0, d'une valuation rationnelle, dans les cas où cette valuation est centrée en une singularité définie localement par des hypersurfaces d'équations :- soit zp̂+f(x,y)=0, avec f non puissance p-ième et ord f>p,- soit zp̂+e(x,y)z+f(x,y)=0, avec ord(ez+f)>p (cas d'Artin-Schreier). Ici l'originalité consiste en une majoration du nombre minimum d'éclatements nécessaires pour uniformiser, et en une description d̀̀'en bas'' de l'évolution des olygones de Newton ainsi que des paramètres choisis pour les éclatés successifs le long de la valuation. Pour se faire, on revient sur l'obtention de la formenormale de Giraud pour f dans l'anneau O_X(X), où X schéma régulier dedimension deux et de caractéristique p ; on donne un algorithme permettant de prévoir les translations à faire et l'on quantifie cet algorithme pour obtenir une singularité quasi-ordinaire
This thesis deals with uniformization, in characteristic p>0, of a rational valuation, in special cases where this valuation is centered on a singularity locally defined by the following equations :- either zp̂+f(x,y)=0, with f not a p-th power, and ordf >p,- or zp̂+e(x,y)z+f(x,y)=0, with ord (ez+f)>p (Artin-Schreier's case). Historically, it was in such cases that all difficulty of resolving surfaces in positive characteristic was concentrated. The novelty bringed in this work consists first in giving a bound to theminimum number of closed point's blowing-ups needed to uniformize, and second in anticipating (from the first ring) the Newton polygon's evolution and the parameter's choice for the successive blowing-ups along the valuation. In a first part, we come back on the Giraud's normal form of f in O_X(X)where X is a two dimensional regular scheme of characteristic p. The startingpoint is an polynomial expansion of f with a generating sequence for the valuation. We can then study and anticipate the behavior of this expansion and the associated Newton polygon modulo a p-th power. We then give a bound on the maximum number of blowing-ups needed for this polygon to become minimal, with only one vertex, and of maximal height one. This case correspond to the normal form of f. In a second part, using this results for the two above-mentionned cases, wegive an algorithm witch anticipate, in the first ring, the translations on zneeded to keep a minimal Newton polygon during the blowing-ups sequence (alongthe valuation), and we quantify the maximal size of such a sequence with last ring corresponding to a quasi-ordinary singularity

Ce travail s’adresse aux incendies localisés en espace semi-confiné, tels que les feux d'habitations. L'étude est réalisée sur une maquette de tunnel clos à l'une de ses extrémités. Cette simplification permet de localiser l'alimentation du feu en comburant et l'évacuation des produits de combustions au niveau d'un exutoire unique. Un travail préparatoire consiste à estimer la puissance de combustion en utilisant des thermocouples disposés en trois verticales et suivant l’axe longitudinal du tunnel. La première approche vise à caractériser en temps réel l'état d'un feu par la puissance qu'il libère. L'information utile est formée par l'ensemble du rayonnement IR qui s'échappe de l'exutoire que recueille une caméra de thermographie IR. Un modèle conçu sur un bilan d'énergie couplé à un modèle de zones permet à partir de ce rayonnement d'estimer la puissance de combustion. Dans le cas des foyers bien ventilés, les résultats ainsi obtenus sont confrontés à une référence établie à partir de l'enregistrement de la masse du foyer. La seconde approche considère qu'il est impossible pour des raisons d'accessibilité à la structure de placer convenablement la caméra IR. Par conséquent, seules les fumées se propageant à l'air libre sont visibles et leur rayonnement analysable. Nous proposons un modèle permettant d'estimer leurs vitesses. A un instant donné une ligne d’émission représentative du mouvement des gaz chauds est déterminée à l’aide de la caméra IR, puis en chaque point de cette courbe l’équation du principe fondamental de la dynamique est résolue. Ces opérations sont ensuite itérées sur l’ensemble des thermogrammes qui composent le film IR de manière à associer un champ de vitesse au mouvement des fumées
This work focuses on the study of localized fires in a semi-confined space, such as a fire house. The study is conducted on a model tunnel which is closed at one end. The fire is located at the closed end of the tunnel. This simple experimental set-up allows us to do a two dimensional study and at the same time makes it possible to locate at the opened end the combustive which supplies the fire and the smoke which escapes. The first part is a preparatory work. We estimate the heat release rate using thermocouple trees, giving the result using a zone model and energy balance equation. Also in the second part we characterize the heat release rate. The information used to do this is the radiations of the smoke emitted through the opened end of the tunnel. These radiations are recorded by an infrared (IR) camera. A model created on an energy balance coupled to a zone model allows the heat release rate to be estimated from these IR radiations alone. The results are compared with the heat release rate established from the recording of the mass of the fire. In the third part of this work a model is created in order to estimate the velocity of the smoke at the exit of the tunnel. Only the smoke plumes spreading outside of the tunnel are considered and their radiations are analysed. In order to carry out this analysis, a transmission line representing the movement of hot gases is determined using the IR camera. The fundamental principle of dynamics is solved at each point of this curve and these operations are iterated over all thermograms that make up the IR film. In this way, at each point in time a local velocity field can be associated with the movement of the smoke

La détection des points caractéristiques du visage est une tâche essentielle pour un grand nombre d’applications telles que l’analyse faciale (p. ex., identification, expression, reconstruction 3D), l’interaction homme-machine ou encore le multimédia (p. ex., recherche, indexation). Bien que de nombreuses approches aient été proposées, les performances en conditions non contrôlées ne sont toujours pas satisfaisantes. Les variations susceptibles d’impacter l’apparence du visage (p. ex., pose, expression, éclairage, occultation, flou cinétique) en font un problème encore difficile à résoudre. Dans cette thèse, une contribution est faite à la fois sur l’analyse des performances des approches actuelles mais aussi sur la modélisation de l’information temporelle pour la détection des points caractéristiques du visage basée sur la vidéo. Une étude expérimentale est réalisée à l’aide d’un jeu de données vidéo permettant d’évaluer l’impact des variations de pose et d’expression sur la détection des points caractéristiques. Cette évaluation permet notamment de mettre en évidence les poses et expressions posant le plus de difficultés. Elle permet également d’illustrer l’importance d’une modélisation temporelle capable de tenir compte efficacement de la nature dynamique du visage. L’accent est ensuite mis sur l’amélioration de la modélisation temporelle afin de considérer le mouvement local en plus du mouvement global. Plusieurs architectures sont conçues en s’appuyant sur les deux principaux modèles de la littérature : les réseaux de régression de coordonnées et les réseaux de régression de cartes de chaleur. Les expérimentations sur deux ensembles de données confirment que la modélisation du mouvement local améliore les résultats (p. ex. avec les expressions). Ces expérimentations sont étendues par une étude portant sur la complémentarité entre l’information spatiale et temporelle ainsi que le mouvement local et global dans le but d’améliorer la conception des architectures proposées. En exploitant davantage ces complémentarités, de meilleures performances, compétitives avec l’état de l’art, sont obtenues, et ce, malgré la simplicité des modèles proposés
Facial landmark detection is an essential task for a large number of applications such as facial analysis (e.g., identification, expression, 3D reconstruction), human-computer interaction or even multimedia (e.g., content indexing and retrieval). Although many approaches have been proposed, performance under uncontrolled conditions is still not satisfactory. The variations that may impact facial appearance (e.g., pose, expression, illumination, occlusion, motion blur) make it a difficult problem to solve. In this thesis, a contribution to both the analysis of the performance of current approaches and the modeling of temporal information for video-based facial landmark detection is made. An experimental study is conducted using a video dataset to measure the impact of pose and expression variations on landmark detection. This evaluation highlights the most difficult poses and expressions to handle. It also illustrates the importance of a suitable temporal modeling to benefit from the dynamic nature of the face. A focus is then placed on improving temporal modeling to ensure consideration of local motion in addition to global motion. Several architectures are designed based on the two main models from the literature: coordinate regression networks and heatmap regression networks. Experiments on two datasets confirm that local motion modeling improves results (e.g. in the presence of expressions). These experiments are extended with a study on the complementarity between spatial and temporal information as well as local and global motion to improve the design of the proposed architectures. By leveraging these complementarities more effectively, competitive performance with current state-of-the-art approaches is achieved, despite the simplicity of the proposed models

Cette thèse traite de l'uniformisation, en caractéristique p>0, d'une valuation rationnelle, dans les cas particuliers où cette valuation est centrée en une singularité définie localement par des hypersurfaces d'équations :

- soit z^p+f(x,y)=0, avec f non puissance p-ième et ord f>p,

- soit z^p+e(x,y)z+f(x,y)=0, avec ord(ez+f)>p (cas d'Artin-Schreier).

Historiquement c'est dans ces cas particuliers que s'est trouvé concentrée la difficulté de résoudre les surfaces en caractéristique positive.

Les nouveautés ici consistent en une majoration du nombre minimum
d'éclatements de points fermés nécessaires pour uniformiser, et en une
description ``d'en bas'' de l'évolution du polygone de Newton ainsi que des
paramètres choisis pour les éclatés successifs le long de la valuation.

Dans la première partie de la thèse, on revient sur l'obtention de la forme
normale de Giraud pour f dans l'anneau O_X(X), où X schéma régulier de
dimension deux et de caractéristique p. Le point de départ est une
décomposition polynomiale de f en les curvettes associées à la valuation. On
prévoit ensuite via une puissance p-ième d'en bas, le comportement du
polygone de Newton de f moins cette puissance p-ième, et on majore le nombre
minimum d'équerres du graphe dual de la valuation nécessaires à ce qu'il devienne droit de hauteur au plus 1, et minimal, cas correspondant à la forme normale.


Dans la deuxième partie de la thèse on utilise cette étude pour les cas particuliers ci-dessus mentionnés, on donne un algorithme permettant de prévoir les translations à faire à la sortie des équerres pour avoir un polygone de Newton minimal. On quantifie combien d'équerres sont suffisantes pour obtenir une singularité quasi-ordinaire.

La technique de mesure P. I. V (Particle Image Velocimetry) est une technique de mesure de champs de vitesses instantanées. Nous l’appliquons dans ce travail à l’analyse expérimentale du mélange dans les cuves agitées mécaniquement, opération unitaire que l’on retrouve dans la plus grande majorité des procédés des industries chimiques et agro-alimentaires. Nous présentons tout d’abord les traitements et validons l’analyse dans la géométrie simple que constitue une conduite cylindrique. Cette procédure expérimentale est en suite appliquée à l’analyse de l’écoulement turbulent généré par une turbine à écoulement axial Lightnin A0310. Nous commençons par donner une description spatiale tridimensionnelle complète des 3 composantes de la vitesse moyenne et des 6 composantes du tenseur de Reynolds. Nous analysons ensuite la structure de la turbulence générée par le mobile d’agitation à l’aide des outils que sont l’analyse par quadrants, les moments statistiques d’ordres supérieurs sur les fluctuations de vitesse et la représentation de l’état de la turbulence dans la triangle de Lumley-Newman. Nous finissons en déterminant le taux de dissipation grâce à la mesure des échelles spatiales caractéristiques de la turbulence rendue possible par la mesure de champs de vitesses instantanées dans un plan de l’écoulement
Mechanical agitation is very often used by chemical engineers for operations such as blending, heat, mass transfer, … this is the subject of our work in which we analyse the mixing in stirred vessels with the use of Particle Image Velocimetry. P. I. V. Is a very recent technique, which enables the acquisition of instantaneous velocity vectors fields. The experimental data acquisition and treatment that are presented in this work were first validated by comparison to previous work in turbulent pipe flow. The experimental procedure and the treatment of experimental data are then used to analyse a mechanically agitated tank with an axial flow impeller (Ligthnin A310). This analysis gives a complete special 3D description of the 3 components of the mean velocity and of the 6 components of the Reynolds stresses. We have than studied the structure of the turbulence generated by such a turbine using quadrants analysis, high order statistics and Lumley-Newman diagram. It is important to highlight that one of the main advantages of P. I. V technique is to get instantaneous velocity vectors fields in a plane. Given statistical of such instantaneous velocity vectors fields, it is than possible to derive special two-point velocity correlation functions in order to deduce integral lengths scale of turbulence. Finally the dissipation rate of turbulence kinetic energy is estimated both in pipe flow and in agitated tank

Ce memoire est relatif a l'etude de l'ecoulement dans un tube presentant un retrecissement local de section, pour des debits permanents et instationnaires periodiques. L'etude experimentale consiste principalement en des mesures du champ aval de vitesse par velocimetrie ultrasonore et en des releves du signal instantane de vitesse par anemometrie a film chaud. Des visualisations completent cette etude. Les principaux resultats obtenus sont les suivants: l'etude de l'ecoulement permanent a permis, d'une part de determiner l'evlution avec le nombre de reynolds de la longueur de la zone de recirculation, d'autre part d'arriver a la conclusion que ce type d'ecoulement est un amplificateur d'instabilites. L'ecoulement devient tres vite tridimensionnel lorsque le nombre de reynolds croit et des ecoulements secondaires evoquant des tourbillons de gortler apparaissent dans les plans transversaux. En ce qui concerne les ecoulements instationnaires le comportement de la structure tourbillonnaire au cours du cycle est analyse et le role joue par les parametres de l'ecoulement est mis en evidence. Il est trouve, en particulier, que la longueur d'influence de la singularite ne depend que du nombre de stouhal de l'ecoulement; ce resultat se trouve confirme par une modelisation. Une seconde modelisation, relative a la composante axiale de la vitesse a ete utilisee. Elle permet de retrouver et de completer les resultats experimentaux

L'étude de la propagation des ondes basses fréquences (de l'ordre ou inférieure à 100 kHz) au voisinage de la surface du sol et notamment l'influence de la topographie du terrain sur l'amplitude et la phase de l'onde de sol a fait l'objet de nombreuses études. La plupart d'entre elles sont basées sur le concept de l'impédance de surface, valable pour des anomalies ayant des rayons de courbure grands par rapport à la longueur d'onde. Elles permettent de prédire le comportement moyen du champ sur des distances importantes, mais ne peuvent rendre compte d'effets locaux au voisinage immédiat d'une anomalie dont les dimensions sont petites vis-à-vis de la longueur d'onde. Cette thèse a donc pour objet l'étude de la déformation du champ électromagnétique au voisinage de certaines hétérogénéités telles qu'une forêt, une colline ou une vallée. Nous nous limiterons à une approche bidimensionnelle du problème. Deux méthodes de calcul sont proposées, l'une basée sur des équations intégrales en considérant l'anomalie comme un émetteur rerayonnant; l'autre est une résolution directe des équations de Maxwell par la méthode des différences finies. Des applications numériques ont été faites de manière à mettre en évidence l'influence de la taille et de la forme de l'anomalie topographique sur l'amplitude du champ électromagnétique

La résolution de singularités des courbes sur C est connue depuis longtemps et possède de nombreuses preuves. L'une d'entre elles consiste à utiliser le théorème de Newton-Puiseux pour obtenir l'uniformisation locale d'une valuation centrée sur l'anneau de départ. Ce théorème fournit une série de Puiseux permettant de paramétrer les branches de la courbe ainsi qu'un ensemble de polynômes décrivant complètement la valuation. Dans cette thèse, nous généralisons cette méthode à l'aide des polynômes-clés indexés sur un ensemble bien ordonné qui deviennent, après éclatements, des coordonnées. Notre premier résultat fournit une généralisation effective du théorème de Newton-Puiseux pour une valuation de rang 1, centrée sur un anneau local régulier et complet, ainsi que des résultats de dépendance intégrale sur les séries tronquées. Dans un second temps, nous montrons qu'il n'y a pas de polynômes-clés limites en caractéristique nulle et proposons une méthode pour obtenir l'uniformisation locale des schémas quasi-excellents. Cette méthode consiste à désingulariser l'idéal premier implicite, engendré par un polynôme, en monomialisant les polynômes-clés. Enfin, en caractéristique positive ou mixte, nous montrons que, pour obtenir l'uniformisation locale, il suffit, sous certaines conditions, de monomialiser le premier polynôme-clé limite.

La production d’éthanol à partir de biomasse lignocellulosique est reconnue comme une des voies possibles de réduction des émissions de gaz à effet de serre et de remplacement partiel des énergies fossiles. Pour être compétitif, la production d'enzymes à bas coûts est nécessaire. Ces enzymes sont produites par le champignon filamenteux Trichoderma reesei, qui présente, à forte concentration, un comportement fortement rhéofluidifiant pouvant entrainer des limitations de mélange et de transfert de matière lors du changement d'échelle. Dans ce travail, il est proposé de compléter les données de la littérature concernant le temps de mélange, la puissance dissipée et le transfert de matière gaz-liquide (global et local) par des mesures à plusieurs échelles dans des fluides modèles de rhéologie similaire aux milieux biologiques visés. Les modèles et corrélations développés qui en résultent sont directement exploitables pour le design des fermenteurs industriels. Afin d’étudier plus en détail le mélange, le taux de cisaillement et la turbulence, une étude par PIV a été menée sur des milieux transparents. La caractérisation fine de l'hydrodynamique repose sur la dissociation des différentes composantes du mouvement à l’aide de la POD. L'évolution des grandeurs mesurées avec les conditions opératoires permet de fournir des indications précieuses pour l'extrapolation des fermenteurs mettant en œuvre des micro-organismes potentiellement sensibles au cisaillement
Ethanol made from cellulosic biomass is recognized as a promising substitute for fossil fuel and thus as a way to reduce greenhouse gas emissions. To be competitive, low cost cellulosic enzymes produced by the filamentous fungus Trichoderma reesei are required. At high biomass concentration, the culture broth becomes so highly shear-thinning that mixing and mass transfer limitations may be encountered when the process is scaled up.In this study, we propose to complete data available in the literature for mixing times, power draw, and mass transfer (local and global) with measurements at several scales in model fluids (shear thinning) that mimic the rheology of biological media. Models and correlations that derive from this work can be used directly for industrial fermentor design. In order to study mixing, local shear rate and turbulence in detail, PIV is performed in transparent model fluids. The refined hydrodynamic characterisation relies on the dissociation of instantaneous velocity by means of the POD method. The change of key parameters with operating conditions gives relevant information for the scale-up of shear-sensitive micro-organisms

La reconnaissance d'iris est un des systèmes biométriques les plus fiables et les plus précis. Cependant sa robustesse aux dégradations des images d'entrées est limitée. Généralement les systèmes basés sur l'iris peuvent être décomposés en quatre étapes : segmentation, normalisation, extraction de caractéristiques et comparaison. Des dégradations de la qualité des images d'entrées peuvent avoir des répercussions sur chacune de ses étapes. Elles compliquent notamment la segmentation, ce qui peut engendrer des images normalisées contenant des distorsions ou des artefacts non détectés. De plus, la quantité d'information disponible pour la comparaison peut être réduite. Dans cette thèse, nous proposons des solutions pour améliorer la robustesse des étapes d'extraction de caractéristiques et de comparaison à la dégradation des images d'entrées. Nous travaillons avec deux algorithmes pour ces deux étapes, basés sur les convolutions avec des filtres de Gabor 2D, mais des processus de comparaison différents. L'objectif de la première partie de notre travail est de contrôler la qualité et la quantité d'information sélectionnée pour la comparaison dans les images d'iris normalisées. Dans ce but nous avons défini des mesures de qualité locale et globale qui mesurent la quantité d'occlusions et la richesse de la texture dans les images d'iris. Nous utilisons ces mesures pour déterminer la position et le nombre de régions à exploiter pour l'extraction. Dans une seconde partie de ce travail, nous étudions le lien entre la qualité des images et les performances de reconnaissance des deux algorithmes de reconnaissance décrits ci-dessus. Nous montrons que le second est plus robuste aux images dégradées contenant des artefacts, des distorsions ou une texture pauvre. Enfin, nous proposons un système complet pour la reconnaissance d'iris, qui combine l'utilisation de nos mesures de qualités locale et globale pour optimiser les performances des algorithmes d'extraction de caractéristiques et de comparaison
Iris recognition has become one of the most reliable and accurate biometric systems available. However its robustness to degradations of the input images is limited. Generally iris based systems can be cut into four steps : segmentation, normalization, feature extraction and matching. Degradations of the input image quality can have repercussions on all of these steps. For instance, they make the segmentation more difficult which can result in normalized iris images that contain distortion or undetected artefacts. Moreover the amount of information available for matching can be reduced. In this thesis we propose methods to improve the robustness of the feature extraction and matching steps to degraded input images. We work with two algorithms for these two steps. They are both based on convolution with 2D Gabor filters but use different techniques for matching. The first part of our work is aimed at controlling the quality and quantity of information selected in the normalized iris images for matching. To this end we defined local and global quality metrics that measure the amount of occlusion and the richness of texture in iris images. We use these measures to determine the position and the number of regions to exploit for feature extraction and matching. In the second part, we study the link between image quality and the performance of the two recognition algoritms just described. We show that the second one is more robust to degraded images that contain artefacts, distortion or a poor iris texture. Finally, we propose a complete system for iris recognition that combines the use of our local and global quality metrics to optimize recognition performance

Les altérations chromosomiques dans la région 17q surviennent dans de nombreux cancers, incluant les tumeurs papillaires rénales (pRCC), suggérant la présence d'un gène impliqué dans l'oncogenèse. Une analyse de perte d'hétérozygotie sur 15 cas de pRCC nous a permis de définir une zone minimale de délétion autour du marqueur D17S250 (17q12), dans laquelle nous avons isolé un nouveau gène, FBXO47. Ce transcrit apparaît fortement exprimé dans le testicule. La recherche de domaines protéiques caractéristiques a permis de montrer la présence: d'un domaine F-box, dont nous avons démontré la fonctionnalité; d'un motif Leucine-zipper ; d'une séquence d'adressage mitochondrial. Le motif F-box définit une famille de protéines dont la majorité des membres appartient à la voie de dégradation ubiquitine-protéasome dépendante. Afin de déterminer le rôle de Fbxo47 au sein de la cellule, nous avons cherché à identifier ses protéines partenaires. La technique de double-hybride nous a permis d'identifier Gfm1, facteur d'élongation principal de la traduction mitochondriale. Ce travail de thèse représente donc la première description de la présence du système F-box dans la matrice mitochondriale chez l'homme
Genetic alterations of chromosome arm 17q occur in numerous tumor types, including papillary renal cell carcinoma (pRCC). It suggests the presence of a tumor suppressor gene on the long arm of chromosome 17, which is critical for carcinogenesis. In this study, we analyzed 15 cases of pRCC for LOH. We identified a minimal deleted region in which the D17S250 marker (17q12). We isolated the cDNA of a novel gene named FBXO47. FBXO47 cDNA is preferentially expressed in normal tissue, particularly in the testis. The search of characteristic protein domains showed the presence of: a F-box domain, that we showed the functionality in vitro and in vivo; a Leucine-zipper; and a sequence of addressing mitochondrial. Most proteins of the family defined by the F-box motif belong to the ubiquitine-proteasome pathway. In order to determine the cellular function of Fbxo47, we sought to identify its protein partners. A screening in two- hybrid system enabled us to identify the protein Gfm1, the principal elongation factor of the mitochondrial translation. This thesis work represents indeed the first description of the presence of F-box system in mitochondrial matrix in human

Notre méconnaissance des paramètres de la variabilité naturelle des communautés diatomiques nous amène à commettre des erreurs d'appréciation du statut écologique des cours d'eau. En France, un jeu de paramètres abiotiques tels que le climat, la géologie ou l'altitude a permis de diviser l'hydrosystème en hydro-écorégions homogènes. Mais dans quelle mesure cette classification typologique des cours d'eau rend-elle compte de la variabilité naturelle des communautés diatomiques ? Et quelle est la réponse de ces communautés à l'anthropisation? Ce sont ces questions auxquelles ce travail tente d'apporter des réponses. Après une première étude " test " menée sur le bassin " Adour-Garonne ", plus de 800 relevés diatomiques répartis sur l'ensemble de l'hydrosystème français ont été étudiés. La variabilité naturelle des diatomées dans ces jeux de données semble liée à la géochimie de l'eau ainsi qu'au contexte altitudinal, et par conséquent les hydro-écorégions se révèlent être un bon cadre explicatif. PH, altitude et distance aux sources se sont ainsi révélés être de bons paramètres de prédiction de la flore naturelle attendue. L'anthropisation semble induire une banalisation des flores, les espèces à fort pouvoir typologique disparaissant sous le cortège des espèces résistantes. Classification et prédiction ont été réalisés à l'aide de réseaux de neurones artificiels (cartes auto-organisantes et rétro-propagation). Enfin, l'utilité des indices de similarité, en tant que mesures des changements intervenus dans la composition des communautés, a été explorée afin de quantifier l'évolution du statut écologique d'une rivière le long d'un gradient d'anthropisation. Ces travaux préliminaires ont permis la mise au point d'un indice tenant compte de la " similarité écologique " entre les espèces. L'ensemble de ce travail, initié lors du programme européen de recherche PAEQANN, a été soutenu par le Ministère de l'Environnement et du Développement Durable, Direction de l'Eau, dans le cadre de la mise en place de la Directive Cadre sur l'Eau.

La tâche la plus délicate d'un système de reconnaissance faciale est la phase d'extraction de caractéristiques significatives et discriminantes. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes focalisés sur cette tâche avec comme objectif l'élaboration d'une représentation de visage robuste aux variations majeures suivantes: variations d'éclairage, de pose, de temps, images de qualité différentes (vidéosurveillance). Par ailleurs, nous avons travaillé également dans une optique de traitement temps réel. Tout d'abord, en tenant compte des caractéristiques d'orientation des traits principaux du visages (yeux, bouche), une nouvelle variante nommée ELBP de célèbre descripteur LBP a été proposée. Elle s'appuie sur les informations de micro-texture contenues dans une ellipse horizontale. Ensuite, le descripteur EPOEM est construit afin de tenir compte des informations d'orientation des contours. Puis un descripteur nommée PLPQMC qui intégre des informations obtenues par filtrage monogénique dans le descripteur LPQ est proposé. Enfin le descripteur LPOG intégrant des informations de gradient est présenté. Chacun des descripteurs proposés est testé sur les 3 bases d'images AR, FERET et SCface. Il en résulte que les descripteurs PLPQMC et LPOG sont les plus performants et conduisent à des taux de reconnaissance comparables voire supérieur à ceux des meilleurs méthodes de l'état de l'art
Centered around feature extraction, the core task of any Face recognition system, our objective is devising a robust facial representation against major challenges, such as variations of illumination, pose and time-lapse and low resolution probe images, to name a few. Besides, fast processing speed is another crucial criterion. Towards these ends, several methods have been proposed through out this thesis. Firstly, based on the orientation characteristics of the facial information and important features, like the eyes and mouth, a novel variant of LBP, referred as ELBP, is designed for encoding micro patterns with the usage of an horizontal ellipse sample. Secondly, ELBP is exploited to extract local features from oriented edge magnitudes images. By this, the Elliptical Patterns of Oriented Edge Magnitudes (EPOEM) description is built. Thirdly, we propose a novel feature extraction method so called Patch based Local Phase Quantization of Monogenic components (PLPQMC). Lastly, a robust facial representation namely Local Patterns of Gradients (LPOG) is developed to capture meaningful features directly from gradient images. Chiefs among these methods are PLPQMC and LPOG as they are per se illumination invariant and blur tolerant. Impressively, our methods, while offering comparable or almost higher results than that of existing systems, have low computational cost and are thus feasible to deploy in real life applications

Le réseau ferroviaire français dispose d’une infrastructure de grande ampleur qui se compose de nombreux ouvrages d’art. Ces derniers subissent les dégradations du temps et du trafic et font donc l’objet d’une surveillance périodique pour détecter l’apparition de défauts. Aujourd’hui, cette inspection se fait en grande partie, visuellement par des opérateurs experts. Plusieurs entreprises testent de nouveaux vecteurs d’acquisition photo comme le drone, destinés à la surveillance des ouvrages de génie civil. Dans cette thèse, l’objectif principal est de développer un système capable de détecter, localiser et enregistrer d’éventuels défauts de l’ouvrage. Un grand défi est de détecter des défauts sous-pixels comme les fissures en temps réel pour améliorer l’acquisition. Pour cela, une analyse par seuillage local a été conçue pour traiter de grandes images. Cette analyse permet d’extraire des points d’intérêts (Points FLASH: Fast Local Analysis by threSHolding) où une ligne droite peut se faufiler. La mise en relation intelligente de ces points permet de détecter et localiser les fissures fines. Les résultats de détection de fissures de surfaces altérées issues d'images d'ouvrages d'art démontrent de meilleures performances en temps de calcul et robustesse que les algorithmes existants. En amont de l'étape de détection, il est nécessaire de s’assurer que les images acquises soient de bonne qualité pour réaliser le traitement. Une mauvaise mise au point ou un flou de bougé sont à bannir. Nous avons développé une méthode réutilisant les calculs de la détection en extrayant des mesures de Local Binary Patterns (LBP) afin de vérifier la qualité en temps réel. Enfin, pour réaliser une acquisition permettant une reconstruction photogrammétrique, les images doivent avoir un recouvrement suffisant. Notre algorithme, réutilisant les points d’intérêts de la détection, permet un appariement simple entre deux images sans passer par des algorithmes de type RANSAC. Notre méthode est invariante en rotation, translation et à une certaine plage de changements d’échelle. Après l’acquisition, sur les images de qualité optimale, il est possible d'employer des méthodes plus coûteuses en temps comme les réseaux de neurones à convolution. Ces derniers bien qu'incapables d’assurer une détection de fissures en temps réel peuvent être utilisés pour détecter certains types d’avaries. Cependant, le manque de données impose la constitution de notre propre jeu de données. A l'aide d'approches de classification indépendante (classifieurs SVM one-class), nous avons développé un système flexible capable d’évoluer dans le temps, de détecter puis de classifier les différents types de défauts. Aucun système de ce type n’apparaît dans la littérature. Les travaux réalisés sur l’extraction de caractéristiques sur des images pour la détection de défauts pourront être utiles dans d’autres applications telles que la navigation de véhicules intelligents ou le word-spotting
The french railway network has a huge infrastructure which is composed of many civil engineering structures. These suffer from degradation of time and traffic and they are subject to a periodic monitoring in order to detect appearance of defects. At the moment, this inspection is mainly done visually by monitoring operators. Several companies test new vectors of photo acquisition like the drone, designed for civil engineering monitoring. In this thesis, the main goal is to develop a system able to detect, localize and save potential defects of the infrastructure. A huge issue is to detect sub-pixel defects like cracks in real time for improving the acquisition. For this task, a local analysis by thresholding is designed for treating large images. This analysis can extract some points of interest (FLASH points: Fast Local Analysis by threSHolding) where a straight line can sneak in. The smart spatial relationship of these points allows to detect and localise fine cracks. The results of the crack detection on concrete degraded surfaces coming from images of infrastructure show better performances in time and robustness than the state-of-art algorithms. Before the detection step, we have to ensure the acquired images have a sufficient quality to make the process. A bad focus or a movement blur are prohibited. We developed a method reusing the preceding computations to assess the quality in real time by extracting Local Binary Pattern (LBP) values. Then, in order to make an acquisition for photogrammetric reconstruction, images have to get a sufficient overlapping. Our algorithm, reusing points of interest of the detection, can make a simple matching between two images without using algorithms as type RANSAC. Our method has invariance in rotation, translation and scale range. After the acquisition, with images with optimal quality, it is possible to exploit methods more expensive in time like convolution neural networks. These are not able to detect cracks in real time but can detect other kinds of damages. However, the lack of data requires the constitution of our database. With approaches of independent classification (classifier SVM one-class), we developed a dynamic system able to evolve in time, detect and then classify the different kinds of damages. No system like ours appears in the literature for the defect detection on civil engineering structure. The implemented works on feature extraction on images for damage detection will be used in other applications as smart vehicle navigation or word spotting

Le changement climatique modifie l'aire de répartition des espèces dans le monde. Pour mieux comprendre et prévoir de façon plus réaliste les aires de répartition futures des espèces, il est essentiel de tenir compte de l'adaptation locale et de la plasticité phénotypique dans les réponses des populations au changement climatique. C'est un défi, cependant, parce que l'adaptation locale et la plasticité phénotypique dépendent des caractères et parce que les caractères varient le long des gradients climatiques dans toute la gamme, avec des conséquences différentes pour la condition physique. C'est un défi, cependant, parce que l'adaptation locale et la plasticité phénotypique dépendent des caractères et parce que les caractères varient le long des gradients climatiques dans toute la gamme, avec des conséquences différentes pour la valeur adaptative. Une façon de relever ce défi consiste à construire des modèles à partir de données empiriques issues d'expériences à grande échelle sur les jardins communs, comme celles qui ont été réalisées au cours des dernières décennies pour certaines essences forestières. Cette thèse a utilisé des mesures individuelles de plusieurs caractères phénotypiques liés à la valeur adaptative (croissance verticale et radiale des arbres, phénologie foliaire printanière et automnale et mortalité) du hêtre européen (Fagus sylvatica L.) enregistrés dans le cadre du projet BeechCOSTe52, le plus grand réseau de caractères phénotypiques d'arbres mesurés dans des jardins communs à travers l'Europe (>150 000 arbres) pour modéliser la réponse probable de l'espèce au changement climatique récent. Plus précisément, j'ai poursuivi les objectifs suivants (i) quantifier la variation et la covariation à l'échelle de l'aire de répartition de l'adaptation locale et de la plasticité phénotypique pour quatre caractères phénotypiques majeurs liés à la valeur adaptative (croissance verticale, croissance radiale, survie et phénologie des feuilles au printemps), et de projeter son aire de répartition dans le climat actuel et futur en fonction de cette information (chapitre 1) ; (ii) quantifier les variations entre les populations en ce qui concerne la phénologie foliaire printanière et automnale et la durée de la période de végétation qui en résulte, et prévoir leurs tendances à l'échelle de l'aire de répartition sous le climat actuel et futur (chapitre 2) ; et (iii) quantifier la plasticité phénotypique à différents stades de développement pour la croissance verticale, la croissance radiale, la survie et la phénologie des feuilles au printemps et à l'automne, et déterminer dans quelle mesure la variation climatique interannuelle au cours du 20e siècle est liée à la variation de la plasticité phénotypique dans l'aire de répartition des espèces (chapitre 3). Après avoir mis en place les bases de données requises, j'ai réalisé différents types de modèles linéaires à effets mixtes qui relient la variation et la covariation des caractères à l'adaptation locale (c'est-à-dire la variation des caractères liée au climat d'origine des populations plantées) et la plasticité phénotypique (c'est-à-dire la variation des caractères liée au climat du site de plantation). Finalement, j'ai calculé un indice de plasticité phénotypique pour les populations en fonction de leurs normes de réaction (la forme spécifique de la réponse phénotypique à l'environnement d'un individu ou du génotype). Mes résultats l'ont révélé : [... )
Climate change is modifying the distribution ranges of species worldwide. To better understand and more realistically predict future species ranges, it is critical to account for local adaptation and phenotypic plasticity in populations’ responses to climate. This is challenging, however, because local adaptation and phenotypic plasticity are trait dependent and because traits co-vary along climatic gradients across the range, with differential consequences for fitness. One way to address this challenge is to build models with empirical data from large-scale common-garden experiments such as those that have been established in past decades for some forest tree species. This thesis used individual measurements of several fitness-related phenotypic traits (vertical and radial tree growth, spring and autumn leaf phenology and recruit mortality) of European beech (Fagus sylvatica L.) recorded in the frame of BeechCOSTe52, the largest network of tree phenotypic traits measured in common gardens throughout Europe (>150,000 trees) for modeling the species’ likely response to recent climate change. Specifically, I pursued the following objectives: (i) to quantify range-wide variation and co-variation of local adaptation and phenotypic plasticity for four major phenotypic traits related to fitness (vertical growth, radial growth, survival, and leaf flushing phenology), and to project its species range under current and future climate based on this information (chapter 1); (ii) to quantify variation among populations in spring and autumn leaf phenology and the resulting growing season length, and to predict their patterns at the range-wide scale under current and future climate (chapter 2); and (iii) to quantify phenotypic plasticity at different development stages for vertical growth, radial growth, survival, and spring and autumn leaf flushing phenology, and to determine the extent to which inter-annual climate variation during the 20th century is related to variation in phenotypic plasticity across the species range (chapter 3). After setting up the required databases, I performed different types of linear mixed-effect models that related trait variation and co-variation to local adaptation (i.e., trait variation related to the climate of the planted populations’ origin) and phenotypic plasticity (i.e., trait variation related to the climate of plantation site). Finally, I calculated a phenotypic plasticity index for populations based on their reaction norms (i.e., the shape or specific form of the phenotypic response to the environment of an individual or genotype). My results revealed that: (i) the contribution of plasticity to intra-specific trait variation is always higher than that of local adaptation, suggesting that beech is less sensitive to (moderate) climate change than previously reported; (ii) different traits and underlying climatic drivers constrain beech populations in different parts of the species range; (iii) considering trait co-variation improves predictions based on single traits; (iv) growing season length will increase under climate change in northern beech provenances but shrink in populations from the core and the southern range; (v) northern beech populations show high phenotypic plasticity for the investigated traits; and (vi) phenotypic plasticity tends to increase with age in growth-related traits. My results underline that population responses to climate across large geographical gradients are trait-dependent, suggesting that a complete set of fitness-related traits is required to fully understand species sensitivity to climate change

Cette thèse est consacrée au problème de la reconnaissance visuelle des objets basé sur l'ordinateur, qui est devenue un sujet de recherche très populaire et important ces dernières années grâce à ses nombreuses applications comme l'indexation et la recherche d'image et de vidéo , le contrôle d'accès de sécurité, la surveillance vidéo, etc. Malgré beaucoup d'efforts et de progrès qui ont été fait pendant les dernières années, il reste un problème ouvert et est encore considéré comme l'un des problèmes les plus difficiles dans la communauté de vision par ordinateur, principalement en raison des similarités entre les classes et des variations intra-classe comme occlusion, clutter de fond, les changements de point de vue, pose, l'échelle et l'éclairage. Les approches populaires d'aujourd'hui pour la reconnaissance des objets sont basé sur les descripteurs et les classiffieurs, ce qui généralement extrait des descripteurs visuelles dans les images et les vidéos d'abord, et puis effectue la classification en utilisant des algorithmes d'apprentissage automatique sur la base des caractéristiques extraites. Ainsi, il est important de concevoir une bonne description visuelle, qui devrait être à la fois discriminatoire et efficace à calcul, tout en possédant certaines propriétés de robustesse contre les variations mentionnées précédemment. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse est de proposer des contributions novatrices pour la tâche de la reconnaissance visuelle des objets, en particulier de présenter plusieurs nouveaux descripteurs visuelles qui représentent effectivement et efficacement le contenu visuel d'image et de vidéo pour la reconnaissance des objets. Les descripteurs proposés ont l'intention de capturer l'information visuelle sous aspects différents. Tout d'abord, nous proposons six caractéristiques LBP couleurs de multi-échelle pour traiter les défauts principaux du LBP original, c'est-à-dire, le déffcit d'information de couleur et la sensibilité aux variations des conditions d'éclairage non-monotoniques. En étendant le LBP original à la forme de multi-échelle dans les différents espaces de couleur, les caractéristiques proposées non seulement ont plus de puissance discriminante par l'obtention de plus d'information locale, mais possèdent également certaines propriétés d'invariance aux différentes variations des conditions d'éclairage. En plus, leurs performances sont encore améliorées en appliquant une stratégie de l'image division grossière à fine pour calculer les caractéristiques proposées dans les blocs d'image afin de coder l'information spatiale des structures de texture. Les caractéristiques proposées capturent la distribution mondiale de l'information de texture dans les images. Deuxièmement, nous proposons une nouvelle méthode pour réduire la dimensionnalité du LBP appelée la combinaison orthogonale de LBP (OC-LBP). Elle est adoptée pour construire un nouveau descripteur local basé sur la distribution en suivant une manière similaire à SIFT. Notre objectif est de construire un descripteur local plus efficace en remplaçant l'information de gradient coûteux par des patterns de texture locales dans le régime du SIFT. Comme l'extension de notre première contribution, nous étendons également le descripteur OC-LBP aux différents espaces de couleur et proposons six descripteurs OC-LBP couleurs pour améliorer la puissance discriminante et la propriété d'invariance photométrique du descripteur basé sur l'intensité. Les descripteurs proposés capturent la distribution locale de l'information de texture dans les images. Troisièmement, nous introduisons DAISY, un nouveau descripteur local rapide basé sur la distribution de gradient, dans le domaine de la reconnaissance visuelle des objets. [...]

Depuis quelques années, avec l'émergence de larges bases d'images comme Google Street View, la capacité à traiter massivement et automatiquement des données, sou- vent très contaminées par les faux positifs et massivement ambiguës, devient un enjeu stratégique notamment pour la gestion de patrimoine et le diagnostic de l'état de façades de bâtiment. Sur le plan scientifique, ce souci est propre à faire avancer l'état de l'art dans des problèmes fondamentaux de vision par ordinateur. Notamment, nous traitons dans cette thèse les problèmes suivants: la mise en correspondance robuste, algorithmiquement efficace de caractéristiques visuelles et l'analyse d'images de façades par grammaire. L'enjeu est de développer des méthodes qui doivent également être adaptées à des problèmes de grande échelle. Tout d'abord, nous proposons une formalisation mathématique de la cohérence géométrique qui joue un rôle essentiel pour une mise en correspondance robuste de caractéristiques visuelles. À partir de cette formalisation, nous en dérivons un algo- rithme de mise en correspondance qui est algorithmiquement efficace, précise et robuste aux données fortement contaminées et massivement ambiguës. Expérimentalement, l'algorithme proposé se révèle bien adapté à des problèmes de mise en correspondance d'objets déformés, et à des problèmes de mise en correspondance précise à grande échelle pour la calibration de caméras. En s'appuyant sur notre algorithme de mise en correspondance, nous en dérivons ensuite une méthode de recherche d'éléments répétés, comme les fenêtres. Celle-ci s'avère expérimentalement très efficace et robuste face à des conditions difficiles comme la grande variabilité photométrique des éléments répétés et les occlusions. De plus, elle fait également peu d'hallucinations. Enfin, nous proposons des contributions méthodologiques qui exploitent efficacement les résultats de détections d'éléments répétés pour l'analyse de façades par grammaire, qui devient substantiellement plus précise et robuste.

Les techniques de description des éléments caractéristiques d'une image sont omniprésentes dans de nombreuses applications de vision par ordinateur. Nous proposons à travers ce manuscrit une extension, pour décrire (représenter) et apparier les éléments caractéristiques des images. L'extension proposée consiste en une approche originale pour apprendre, ou estimer, la présence sémantique des éléments caractéristiques locaux dans les images. L'information sémantique obtenue est ensuite exploitée, en conjonction avec le paradigme de sac-de-mots, pour construire un descripteur d'image performant. Le descripteur résultant, est la combinaison de deux types d'informations, locale et contextuelle-sémantique. L'approche proposée peut être généralisée et adaptée à n'importe quel descripteur local d'image, pour améliorer fortement ses performances spécialement quand l'image est soumise à des conditions d'imagerie contraintes. La performance de l'approche proposée est évaluée avec des images réelles aussi bien dans les deux domaines, 2D que 3D. Nous avons abordé dans le domaine 2D, un problème lié à l'appariement des éléments caractéristiques dans des images. Dans le domaine 3D, nous avons résolu les problèmes d'appariement et alignement des vues partielles tridimensionnelles. Les résultats obtenus ont montré qu'avec notre approche, les performances sont nettement meilleures par rapport aux autres méthodes existantes.

Cette thèse se place dans le domaine de la modélisation et de la reconnaissance d'objets par leur apparence. Chaque objet est modélisé par une collection d'images et la reconnaissance est obtenue par l'appariement d'une nouvelle image avec une image modèle. Les images sont modélisées par des mesures sur des caractéristiques locales. Plusieurs bases de descripteurs locaux sont évaluées théoriquement et expérimentalement et la base des dérivées de Gaussiennes est sélectionnée pour ses propriétés de discriminabilité avec une description très concise et son paramétrage en orientation et en échelle. Une invariance à l'orientation de la caméra par rapport à l'objet est obtenue par un calage des dérivées sur la direction du gradient et une invariance à l'échelle est obtenue par une technique novatrice qui consiste à sélectionner en chaque point une échelle caractéristique pour décrire son voisinage. Cette échelle caractéristique correspond au maximum en échelle d'un opérateur Laplacien. Ces invariances sont validées par des expérimentations systématiques. Dans notre système, une image est décomposée en une grille de fenêtres recouvrantes puis représentée par une grille de descripteurs locaux calculés sur ces fenêtres. Cette représentation très redondante nous a permis de définir deux stratégies de reconnaissance robustes~: l'une fondée sur un vote et l'autre fondée sur une stratégie par prédiction--vérification qui consiste à découper la reconnaissance en une phase de génération d'hypothèses d'appariement pour une fenêtre suivi d'une phase de vérification de ces hypothèses sur les fenêtres voisines en incluant des contraintes de cohérence spatiale à cette vérification.

Une des approches dominantes pour la reconnaissance d'objets est basée sur les caractéristiques locales. La méthode utilise la description locale calculée au voisinage de points d'intérêt. La détection de points d'intérêt est une première étape dans le processus de la mise en correspondance et de la reconnaissance. L'approche par apparences locales a permis d'améliorer et d'accélérer considérablement la recherche d'images dans des bases de données. Dans cette thèse, nous proposons une nouvelle approche pour la détection de points caractéristiques d'une image. Cette approche est invariante aux transformations géométriques et photométriques, qui apparaissent fréquemment entre les images prises dans des conditions différentes. Nous nous concentrons sur le problème d'invariance aux transformations affines. Cette transformation est particulièrement importante parce qu'elle permet de s'affranchir des problèmes de changements perspectives. Les approches précédentes apportent des solutions partielles, car certains paramètres de points d'intérêt ne sont pas estimés de façon invariante aux changements affines. Nous avons proposé une solution générique à ces problèmes. Notre méthode est réellement invariante aux transformations affines, y compris aux changements d'échelle importants. Les images sont caractérisées par des ensembles de descripteurs calculés en des points caractéristiques détectés automatiquement. Une mesure de ressemblance permet d'établir des correspondances entre les points. Ces correspondances sont ensuite utilisées pour calculer la géométrie qui lie les images. Dans le contexte de la recherche d'images les descripteurs sont utilisés pour retrouver des points similaires dans la base et par conséquent des images similaires aux images requêtes. Les résultats expérimentaux pour la mise en correspondance et la recherche d'images montrent que notre approche est très robuste et efficace même dans les cas de changements importants. Plusieurs études comparatives effectuées dans cette thèse montrent l'avantage de cette méthode par rapport aux approches existantes présentées récemment dans la littérature.

Contexte : Un accès adéquat aux aliments sains dans les environnements résidentiels peut contribuer aux saines habitudes alimentaires. Un tel accès est d’autant plus important pour les personnes âgées, où les changements associés au vieillissement peuvent accentuer leur dépendance aux ressources disponibles dans le voisinage. Cependant, cette relation n’a pas encore été établie chez les aînés. Objectifs : La présente thèse vise à quantifier les associations entre l’environnement alimentaire local et les habitudes alimentaires de personnes âgées vivant à domicile en milieu urbain. La thèse s’est insérée dans un projet plus large qui a apparié les données provenant d’une cohorte d’aînés québécois vivant dans la région métropolitaine montréalaise avec des données provenant d’un système d’information géographique. Trois études répondent aux objectifs spécifiques suivants : (1) développer des indices relatifs de mixité alimentaire pour qualifier l’offre d’aliments sains dans les magasins d’alimentation et l’offre de restaurants situés dans les quartiers faisant partie du territoire à l’étude et en examiner la validité; (2) quantifier les associations entre la disponibilité relative de magasins d’alimentation et de restaurants près du domicile et les habitudes alimentaires des aînés; (3) examiner l’influence des connaissances subjectives en nutrition dans la relation entre l’environnement alimentaire près du domicile et les habitudes alimentaires chez les hommes et les femmes âgés. Méthodes : Le devis consiste en une analyse secondaire de données transversales provenant de trois sources : les données du cycle 1 pour 848 participants de l’Étude longitudinale québécoise « La nutrition comme déterminant d’un vieillissement réussi » (2003-2008), le Recensement de 2001 de Statistique Canada et un registre privé de commerces et services (2005), ces derniers regroupés dans un système d’information géographique nommé Mégaphone. Des analyses bivariées non paramétriques ont été appliquées pour répondre à l’objectif 1. Les associations entre l’exposition aux commerces alimentaires dans le voisinage et les habitudes alimentaires (objectif 2), ainsi que l’influence des connaissances subjectives en nutrition dans cette relation (objectif 3), ont été vérifiées au moyen d’analyses de régression linéaires. Résultats : Les analyses ont révélé trois résultats importants. Premièrement, l’utilisation d’indices relatifs pour caractériser l’offre alimentaire s’avère pertinente pour l’étude des habitudes alimentaires, plus particulièrement pour l’offre de restaurants-minute. Deuxièmement, l’omniprésence d’aspects défavorables dans l’environnement, caractérisé par une offre relativement plus élevée de restaurants-minute, semble nuire davantage aux saines habitudes alimentaires que la présence d’opportunités d’achats d’aliments sains dans les magasins d’alimentation. Troisièmement, un environnement alimentaire plus favorable aux saines habitudes pourrait réduire les écarts quant à la qualité de l’alimentation chez les femmes ayant de plus faibles connaissances subjectives en nutrition par rapport aux femmes mieux informées. Conclusion : Ces résultats mettent en relief la complexité des liens entre l’environnement local et l’alimentation. Dans l’éventualité où ces résultats seraient reproduits dans des recherches futures, des stratégies populationnelles visant à résoudre un déséquilibre entre l’accès aux sources d’aliments sains par rapport aux aliments peu nutritifs semblent prometteuses.
Context: Adequate access to healthful foods in residential environments may contribute to healthful dietary practices. Such access is important for older adults where changes associated with aging may accentuate their dependence on resources available in their residential neighborhood. However, this relationship has not been established for seniors. Objectives: This thesis aims to quantify associations between the local food environment and dietary patterns of independent urban-dwelling older adults. The thesis is part of a larger project involving the linkage of data from a cohort of Québec seniors living in the Montréal metropolitan area and data from a geographic information system. Three studies addressed the following specific objectives: (1) to develop relative indices of local-area food sources outlets to qualify stores potentially selling healthful foods and supply of restaurants in neighborhoods that were part of the study area, (2) to quantify associations between the relative availability of food stores and restaurants in residential area and dietary patterns of members of the cohort, (3) to examine the influence of subjective nutrition knowledge in the relationship between the residential food environment and dietary patterns among older men and women. Methods: Cross-sectional analysis of data from three different sources was performed: (1) person-level data on 848 participants from cycle 1 of the Québec Longitudinal Study on Nutrition and Successful Aging , (2) 2001 Census data from Statistics Canada and (3) data from private businesses and services registry (2005), these two gathered in a geographic information system called Megaphone. Nonparametric bivariate analyses were applied to address objective 1. Associations between exposure to residential-area food sources and dietary patterns (objective 2), as well as moderating effect of nutrition knowledge (objective 3), were tested using linear regression analyses. Results: Analyses revealed three important results. First, the use of relative indices to characterize availability of local-area food sources is relevant to the study of dietary patterns, particularly regarding the supply of fast food restaurants. Second, the ubiquity of unfavorable aspects in the food environment, characterized by relatively higher fast food restaurants offer seem more detrimental to healthful eating habits that the presence of opportunities to buy healthful foods in food stores. Third, a residential food environment more favorable to healthful dietary patterns could reduce disparities in diet quality between women with low nutrition knowledge compared to women more knowledgeable. Conclusion: These results highlight the complex links between local environment and diet. If findings can be replicated in future research, population-based strategies to address an imbalance between accessibility to healthful food sources relative to unhealthful food sources, would be promising.