Utilisation des réseaux de neurones récurrents pour la projection interlingue d'étiquettes morpho-syntaxiques à partir d'un corpus parallèle

International audienceIn this paper, we propose a method to automatically induce linguistic analysis tools for languages that have no labeled training data. This method is based on cross-language projection of linguistic annotations from parallel corpora. Our method does not assume any knowledge about foreign languages, making it applicable to a wide range of resource-poor languages. No word alignment information is needed in our approach. We use Recurrent Neural Networks (RNNs) as cross-lingual analysis tool. To illustrate the potential of our approach, we firstly investigate Part-Of-Speech (POS) tagging. Combined with a simple projection method (using word alignment information), it achieves performance comparable to the one of recently published approaches for cross-lingual projection. Mots-clés : Multilinguisme, transfert crosslingue, étiquetage morpho-syntaxique, réseaux de neurones récurrents

Application de techniques parcimonieuses et hiérarchiques en reconnaissance de la parole

Les systèmes de reconnaissance de la parole sont fondamentalement dérivés des domaines du traitement et de la modélisation statistique des signaux. Depuis quelques années, d'importantes innovations de domaines connexes comme le traitement d'image et les neurosciences computationnelles tardent toutefois à améliorer la performance des systèmes actuels de reconnaissance de parole. La revue de la littérature a suggéré qu'un système de reconnaissance vocale intégrant les aspects de hiérarchie, parcimonie et grandes dimensions joindrait les avantages de chacun. L'objectif général est de comprendre comment l'intégration de tous ces aspects permettrait d'améliorer la robustesse aux bruits additifs d'un système de reconnaissance de la parole. La base de données TI46 (mots isolés, faible-vocabulaire) est utilisée pour effectuer l'apprentissage non-supervisé et les tests de classification. Les différents bruits additifs proviennent de la base de données NOISEX-92, et permettent d'évaluer la robustesse en conditions de bruit réalistes. L'extraction de caractéristiques dans le système proposé est effectuée par des projections linéaires successives sur des bases, permettant de couvrir de plus en plus de contexte temporel et spectral. Diverses méthodes de seuillage permettent de produire une représentation multi-échelle, binaire et parcimonieuse de la parole. Au niveau du dictionnaire de bases, l'apprentissage non-supervisé permet sous certaines conditions l'obtention de bases qui reflètent des caractéristiques phonétiques et syllabiques de la parole, donc visant une représentation par objets d'un signal. L'algorithme d'analyse en composantes indépendantes (ICA) s'est démontré mieux adapté à extraire de telles bases, principalement à cause du critère de réduction de redondance. Les analyses théoriques et expérimentales ont montré comment la parcimonie peut contourner les problèmes de discrimination des distances et d'estimation des densités de probabilité dans des espaces à grandes dimensions. Il est observé qu'un espace de caractéristiques parcimonieux à grandes dimensions peut définir un espace de paramètres (p.ex. modèle statistique) de mêmes propriétés. Ceci réduit la disparité entre les représentations de l'étage d'extraction des caractéristiques et celles de l'étage de classification. De plus, l'étage d'extraction des caractéristiques peut favoriser une réduction de la complexité de l'étage de classification. Un simple classificateur linéaire peut venir compléter un modèle de Markov caché (HMM), joignant une capacité de discrimination accrue à la polyvalence d'une segmentation en états d'un signal. Les résultats montrent que l'architecture développée offr de meilleurs taux de reconnaissance en conditions propres et bruités comparativement à une architecture conventionnelle utilisant les coefficients cepstraux (MFCC) et une machine à vecteurs de support (SVM) comme classificateur discriminant. Contrairement aux techniques de codage de la parole où la transformation doit être inversible, la reconstruction n'est pas importante en reconnaissance de la parole. Cet aspect a justifié la possibilité de réduire considérablement la complexité des espaces de caractéristiques et de paramètres, sans toutefois diminuer le pouvoir de discrimination et la robustesse

Évaluation en cascade d'algorithmes de clustering

National audienceCet article se place dans le cadre de l'évaluation des résultats d'algorithmes de clustering et de la comparaison de tels algorithmes. Nous proposons une nouvelle méthode basée sur l'enrichissement d'un ensemble de jeux de données étiquetés indépendants par les résultats des algorithmes de clustering considérés, et sur l'utilisation d'un algorithme supervisé pour évaluer l'intérêt de ces nouvelles informations apportées. Nous adaptons ainsi la technique de cascade generalization (Gama & Brazdil, 2000) au cas où l'on combine un apprenant supervisé et un apprenant non supervisé. Nous considérons également le cas où des apprentissages supervisés indépendants sont exécutés sur les différents groupes de données identifiés par le clustering (Apte et al., 2002). Nous avons mené des expérimentations en considérant différents algorithmes supervisés pour comparer plusieurs algorithmes de clustering. Nous montrons ainsi le comportement cohérent de la méthode proposée qui met en avant, par exemple, le fait que les algorithmes de clustering basés sur l'utilisation de modèles proba- bilistes plus complexes surpassent les algorithmes basés sur des modèles plus simples

Les Forêts Aléatoires en Apprentissage Semi-Supervisé (Co-forest) pour la segmentation des images rétiniennes

Nous proposons une approche qui permet la reconnaissance automatique des régions Disques et Cups pour la mesure du rapport CDR (Cup/Disc Ratio) par apprentissage semi-supervisé. Une étude comparative de plusieurs techniques est proposée. Le principe repose sur une croissance de région en classifiant les pixels voisins à partir des pixels d'intérêt de l'image par apprentissage semi-supervisé. Les points d'intérêt sont détectés par l'algorithme Fuzzy C-means (FCM)

Extraction de relations : Exploiter des techniques complémentaires pour mieux s'adapter au type de texte

Extraire des relations d'hyperonymie à partir des textes est une des étapes clés de la construction automatique d'ontologies et du peuplement de bases de connaissances. Plusieurs types de méthodes (linguistiques, statistiques, combinées) ont été exploités par une variété de propositions dans la littérature. Les apports respectifs et la complémentarité de ces méthodes sont cependant encore mal identifiés pour optimiser leur combinaison. Dans cet article, nous nous intéressons à la complémentarité de deux méthodes de nature différente, l'une basée sur les patrons linguistiques, l'autre sur l'apprentissage supervisé, pour identifier la relation d'hyperonymie à travers différents modes d'expression. Nous avons appliqué ces méthodes à un sous-corpus de Wikipedia en français, composé des pages de désambiguïsation. Ce corpus se prête bien à la mise en oeuvre des deux approches retenues car ces textes sont particulièrement riches en relations d'hyperonymie, et contiennent à la fois des formulations rédigées et d'autres syntaxiquement pauvres. Nous avons comparé les résultats des deux méthodes prises indépendamment afin d'établir leurs performances respectives, et de les comparer avec le résultat des deux méthodes appliquées ensemble. Les meilleurs résultats obtenus correspondent à ce dernier cas de figure avec une F-mesure de 0.68. De plus, l'extracteur Wikipedia issu de ce travail permet d'enrichir la ressource sémantique DBPedia en français : 55% des relations identifiées par notre extracteur ne sont pas déjà présentes dans DBPedia

Analyse des problèmatiques liées à la reconnaissance de sons ambiants en environnement réel

Notre vie est constamment bercée par les sons ambiants. Du bruit d’une voiture qui passe à un oiseau qui chante, de l’eau qui coule dans notre douche aux bruits de notre clavier, les sons ambiants sont partout. Les humains sans pertes auditives reconnaissent inconsciemment les sons qui les entourent et prennent de nombreuses décisions de la vie quotidienne en tenant compte des sons ambiants (réactions à des pleurs de bébé ou une alarme par exemple). Durant ces dernières années, la recherche autour de l’analyse automatique de ces sons ambiants s’est développée rapidement. L’analyse des sons ambiants est un problème difficile à résoudre en raison de la complexité des scènes sonores et de leur manque de structure apparente. Les événements sonores qui constituent les scènes sonores sont très variés et de nombreux événements peuvent être actifs simultanément. Afin de reconnaître les événements sonores de façon automatique, on a généralement recours à des méthodes d’apprentissage automatique. Les méthodes par apprentissage profond sont devenues très populaires ces dernières années grâce à leurs performances élevées pour des tâches diverses dont l’analyse de sons ambiants. Les méthodes d’apprentissage s’appuient sur l’utilisation de jeux de données contenant les événements que l’on souhaite reconnaître. Dans l’idéal, ces jeux de données contiennent des annotations concernant l’activité liée à chacune des classes d’événements sonores et éventuellement à leur temporalité (on parle alors d’annotations fortes). Ces dernières années, des jeux de données fortement annotés ont été collectés et publiés pour permettre l’analyse de sons ambiants, mais ils sont souvent composés d’une faible quantité de données qui ne sont pas toujours enregistrées en conditions réelles. Obtenir des annotations fortes coûte cher, et il est donc difficile d’obtenir un gros jeu de données fortement annotées. En revanche, la collecte de données non annotées ou annotées partiellement et sans indication de temporalité (annotations faibles) est plus facile. C’est dans ce cadre que s’inscrit cette thèse.Nous proposons de traiter le problème de la reconnaissance d’événements sonores en environnement domestique en utilisant des données non annotées et faiblement annotées. Le but est d’analyser les problèmes qui surviennent lors d’un scénario réel de reconnaissance d’événements sonores au sein d’une maison pour permettre l’assistance aux personnes en perte d’autonomie ou rendre la maison intelligente. Afin d’analyser ce problème, nous avons proposé une tâche de détection d’événements sonores dans un challenge international d’analyse de sons ambiants. Pour cette tâche nous avons défini un problème proche d’un scénario réel pour permettre l’analyse scientifique des différents problèmes qui apparaissent dans l’analyse de sons ambiants en environnement réel. Nous proposons un jeu de données pour permettre des analyses détaillées des problèmes scientifiques à résoudre pour permettre l’évolution continue de la tâche. Nous nous focalisons ensuite sur le problème de l’apprentissage semi-supervisé qui permet l’apprentissage de systèmes utilisant des données annotées et des données non annotées. Cette analyse se concentre sur l’apprentissage d’une représentation qui serait utile pour des applications finales d’étiquetage ou de détection d’événements sonores. Nous analysons enfin l’impact de l’annotation faible des données dans l’apprentissage d’un système de reconnaissance d’événements sonores afin de proposer des conseils pour l’annotation faible des jeux de données ou des pistes de solutions.We’re constantly surrounded by ambient sounds. From a car passing by to a bird’s song or from the running water in the shower to the sound of a keyboard, ambient sounds are everywhere. Humans without hearing loss unconsciously recognize them and take multiple decisions using the information provided by ambient sounds in their everyday life (reaction to a baby crying or to an alarm for example). In the last years, the research interest in automatic ambient sound analysis has rapidly grown. Ambient sound analysis is a difficult problem because of the complexity of the sound scenes and their lack of apparent structure.Sound events constituting these sound scenes are various and multiple events can appear simultaneously. To recognize sound events automatically, machine learning methods are usually used, in particular deep learning methods due to their good performance on a variety of tasks including ambient sound analysis. These methods require a training dataset containing the sound events to be recognized. Ideally, the dataset contains labels indicating the type of events and their time positions in the audio clips (strong labels). In recent years, some strongly annotated datasets have appeared that are designed for ambient sound analysis, but they usually contain only a small amount of data and are rarely recorded in real conditions. Strong annotations are expensive to collect, making it difficult to acquire a large scale strongly labeled dataset. However, collecting data without labels or with partial labels indicating the presence of some events without their time information (weak labels) is easier. This thesis fits in this context. We propose to address the problem of sound event recognition in domestic environments using unlabeled and weakly labeled data. Our goal is to analyze the different problems that can appear in a real world scenario of sound event recognition in domestic environment with applications to assisted living and smart house. To analyse this problem we have organized a domestic sound event detection task in an international ambient sound analysis challenge. We have defined this task in such a way that it allows us to analyze the different problems appearing in a real world scenario. We have collected, annotated and shared a dataset designed for this analysis. From 2018 to 2020, we have organized three evaluation campaigns to allow for a detailed analysis of the systems submitted by participants and a continuous improvement the task definition. Then, we focus on the problem of learning systems using both labeled and unlabeled training data (semi-supervised learning). The analysis concentrates on learning a representation which could be useful for a variety of tasks in sound event detection or tagging. Finally, we analyze the impact of weak labels in the training dataset of a sound event recognition system to understand if this is the main problem of a sound event recognition system and provide advice for the labelling of real world data

Apprentissage neuronal de caractéristiques spatio-temporelles pour la classification automatique de séquences vidéo

Cette thèse s'intéresse à la problématique de la classification automatique des séquences vidéo. L'idée est de se démarquer de la méthodologie dominante qui se base sur l'utilisation de caractéristiques conçues manuellement, et de proposer des modèles qui soient les plus génériques possibles et indépendants du domaine. Ceci est fait en automatisant la phase d'extraction des caractéristiques, qui sont dans notre cas générées par apprentissage à partir d'exemples, sans aucune connaissance a priori. Nous nous appuyons pour ce faire sur des travaux existants sur les modèles neuronaux pour la reconnaissance d'objets dans les images fixes, et nous étudions leur extension au cas de la vidéo. Plus concrètement, nous proposons deux modèles d'apprentissage des caractéristiques spatio-temporelles pour la classification vidéo : (i) Un modèle d'apprentissage supervisé profond, qui peut être vu comme une extension des modèles ConvNets au cas de la vidéo, et (ii) Un modèle d'apprentissage non supervisé, qui se base sur un schéma d'auto-encodage, et sur une représentation parcimonieuse sur-complète des données. Outre les originalités liées à chacune de ces deux approches, une contribution supplémentaire de cette thèse est une étude comparative entre plusieurs modèles de classification de séquences parmi les plus populaires de l'état de l'art. Cette étude a été réalisée en se basant sur des caractéristiques manuelles adaptées à la problématique de la reconnaissance d'actions dans les vidéos de football. Ceci a permis d'identifier le modèle de classification le plus performant (un réseau de neurone récurrent bidirectionnel à longue mémoire à court-terme -BLSTM-), et de justifier son utilisation pour le reste des expérimentations. Enfin, afin de valider la généricité des deux modèles proposés, ceux-ci ont été évalués sur deux problématiques différentes, à savoir la reconnaissance d'actions humaines (sur la base KTH), et la reconnaissance d'expressions faciales (sur la base GEMEP-FERA). L'étude des résultats a permis de valider les approches, et de montrer qu'elles obtiennent des performances parmi les meilleures de l'état de l'art (avec 95,83% de bonne reconnaissance pour la base KTH, et 87,57% pour la base GEMEP-FERA).This thesis focuses on the issue of automatic classification of video sequences. We aim, through this work, at standing out from the dominant methodology, which relies on so-called hand-crafted features, by proposing generic and problem-independent models. This can be done by automating the feature extraction process, which is performed in our case through a learning scheme from training examples, without any prior knowledge. To do so, we rely on existing neural-based methods, which are dedicated to object recognition in still images, and investigate their extension to the video case. More concretely, we introduce two learning-based models to extract spatio-temporal features for video classification: (i) A deep learning model, which is trained in a supervised way, and which can be considered as an extension of the popular ConvNets model to the video case, and (ii) An unsupervised learning model that relies on an auto-encoder scheme, and a sparse over-complete representation. Moreover, an additional contribution of this work lies in a comparative study between several sequence classification models. This study was performed using hand-crafted features especially designed to be optimal for the soccer action recognition problem. Obtained results have permitted to select the best classifier (a bidirectional long short-term memory recurrent neural network -BLSTM-) to be used for all experiments. In order to validate the genericity of the two proposed models, experiments were carried out on two different problems, namely human action recognition (using the KTH dataset) and facial expression recognition (using the GEMEP-FERA dataset). Obtained results show that our approaches achieve outstanding performances, among the best of the related works (with a recognition rate of 95,83% for the KTH dataset, and 87,57% for the GEMEP-FERA dataset).VILLEURBANNE-DOC'INSA-Bib. elec. (692669901) / SudocSudocFranceF

Détection automatique de la structure organisationnelle de documents à partir de marqueurs visuels et lexicaux

National audienceLa compréhension d'un texte s'opère à travers les niveaux d'information visuelle, logique et discursive, et leurs relations d'interdépendance. La majorité des travaux ayant étudié ces relations a été menée dans le cadre de la génération de textes, où les propriétés visuelles sont inférées à partir des éléments logiques et discursifs. Les travaux présentés ici adoptent une démarche inverse en proposant de générer automatiquement la structure organisationnelle du texte (structure logique) à partir de sa forme visuelle. Le principe consiste à (i) labelliser des blocs visuels par apprentissage afin d'obtenir des unités logiques et (ii) relier ces unités par des relations de coordination ou de subordination pour construire un arbre. Pour ces deux tâches, des Champs Aléatoires Conditionnels et un Maximum d'Entropie sont respectivement utilisés. Après apprentissage, les résultats aboutissent à une exactitude de 80,46% pour la labellisation et 97,23% pour la construction de l'arbre

Élaboration d'un programme théorique de supervision pédagogique pour les étudiants stagiaires de 3e année à l'INJS d'Abidjan (Côte d'Ivoire)

La supervision pédagogique définie en terme de relation d'aide, est importante dans la formation des enseignants. Cependant, perçue de plus en plus comme un système de contrôle, elle est rejetée par plusieurs enseignants. Cette perception négative de la supervision pédagogique semble être liée â la façon de concevoir son efficacité. Contrairement à l’efficacité de renseignement qui est déterminée à partir des comportements des apprenants, celle de la supervision pédagogique semble être déterminée à partir du bon sens des superviseurs. Afin de palier à cet état de fait, nous avons élaboré un programme de supervision pédagogique pour des étudiants-stagiaires , dans lequel le choix d’une stratégie de supervision est le résultat de la synthèse des besoins des supervisés et des administrateurs. Un tel programme peut non seulement permettre aux futurs enseignants de gérer efficacement les différences individuelles de leurs élèves, mais aussi d’avoir une attitude x positive face à la supervision pédagogique.Québec Université Laval, Bibliothèque 201