Multivariate discrimination and the Higgs + W/Z search

A systematic method for optimizing multivariate discriminants is developed and applied to the important example of a light Higgs boson search at the Tevatron and the LHC. The Significance Improvement Characteristic (SIC), defined as the signal efficiency of a cut or multivariate discriminant divided by the square root of the background efficiency, is shown to be an extremely powerful visualization tool. SIC curves demonstrate numerical instabilities in the multivariate discriminants, show convergence as the number of variables is increased, and display the sensitivity to the optimal cut values. For our application, we concentrate on Higgs boson production in association with a W or Z boson with H -> bb and compare to the irreducible standard model background, Z/W + bb. We explore thousands of experimentally motivated, physically motivated, and unmotivated single variable discriminants. Along with the standard kinematic variables, a number of new ones, such as twist, are described which should have applicability to many processes. We find that some single variables, such as the pull angle, are weak discriminants, but when combined with others they provide important marginal improvement. We also find that multiple Higgs boson-candidate mass measures, such as from mild and aggressively trimmed jets, when combined may provide additional discriminating power. Comparing the significance improvement from our variables to those used in recent CDF and DZero searches, we find that a 10-20% improvement in significance against Z/W + bb is possible. Our analysis also suggests that the H + W/Z channel with H -> bb is also viable at the LHC, without requiring a hard cut on the W/Z transverse momentum.Comment: 41 pages, 5 tables, 29 figure

Defect cluster recognition system for fabricated semiconductor wafers

The International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) identifies production test data as an essential element in improving design and technology in the manufacturing process feedback loop. One of the observations made from the high-volume production test data is that dies that fail due to a systematic failure have a tendency to form certain unique patterns that manifest as defect clusters at the wafer level. Identifying and categorising such clusters is a crucial step towards manufacturing yield improvement and implementation of real-time statistical process control. Addressing the semiconductor industry's needs, this research proposes an automatic defect cluster recognition system for semiconductor wafers that achieves up to 95% accuracy (depending on the product type)

Hybrid component-based face recognition.

Masters Degree. University of KwaZulu-Natal, Pietermaritzburg.Facial recognition (FR) is the trusted biometric method for authentication. Compared to other biometrics such as signature; which can be compromised, facial recognition is non-intrusive and it can be apprehended at a distance in a concealed manner. It has a significant role in conveying the identity of a person in social interaction and its performance largely depends on a variety of factors such as illumination, facial pose, expression, age span, hair, facial wear, and motion. In the light of these considerations this dissertation proposes a hybrid component-based approach that seeks to utilise any successfully detected components. This research proposes a facial recognition technique to recognize faces at component level. It employs the texture descriptors Grey-Level Co-occurrence (GLCM), Gabor Filters, Speeded-Up Robust Features (SURF) and Scale Invariant Feature Transforms (SIFT), and the shape descriptor Zernike Moments. The advantage of using the texture attributes is their simplicity. However, they cannot completely characterise the whole face recognition, hence the Zernike Moments descriptor was used to compute the shape properties of the selected facial components. These descriptors are effective facial components feature representations and are robust to illumination and pose changes. Experiments were performed on four different state of the art facial databases, the FERET, FEI, SCface and CMU and Error-Correcting Output Code (ECOC) was used for classification. The results show that component-based facial recognition is more effective than whole face and the proposed methods achieve 98.75% of recognition accuracy rate. This approach performs well compared to other componentbased facial recognition approaches

Shape recognition through multi-level fusion of features and classifiers

Shape recognition is a fundamental problem and a special type of image classification, where each shape is considered as a class. Current approaches to shape recognition mainly focus on designing low-level shape descriptors, and classify them using some machine learning approaches. In order to achieve effective learning of shape features, it is essential to ensure that a comprehensive set of high quality features can be extracted from the original shape data. Thus we have been motivated to develop methods of fusion of features and classifiers for advancing the classification performance. In this paper, we propose a multi-level framework for fusion of features and classifiers in the setting of gran-ular computing. The proposed framework involves creation of diversity among classifiers, through adopting feature selection and fusion to create diverse feature sets and to train diverse classifiers using different learn-Xinming Wang algorithms. The experimental results show that the proposed multi-level framework can effectively create diversity among classifiers leading to considerable advances in the classification performance

Technique for recognizing faces using a hybrid of moments and a local binary pattern histogram

The face recognition process is widely studied, and the researchers made great achievements, but there are still many challenges facing the applications of face detection and recognition systems. This research contributes to overcoming some of those challenges and reducing the gap in the previous systems for identifying and recognizing faces of individuals in images. The research deals with increasing the precision of recognition using a hybrid method of moments and local binary patterns (LBP). The moment technique computed several critical parameters. Those parameters were used as descriptors and classifiers to recognize faces in images. The LBP technique has three phases: representation of a face, feature extraction, and classification. The face in the image was subdivided into variable-size blocks to compute their histograms and discover their features. Fidelity criteria were used to estimate and evaluate the findings. The proposed technique used the standard Olivetti Research Laboratory dataset in the proposed system training and recognition phases. The research experiments showed that adopting a hybrid technique (moments and LBP) recognized the faces in images and provide a suitable representation for identifying those faces. The proposed technique increases accuracy, robustness, and efficiency. The results show enhancement in recognition precision by 3% to reach 98.78%

Evaluating feature extractors and dimension reduction methods for near infrared face recognition systems

This study evaluates the performance of global and local feature extractors as well as dimension reduction methods in NIR domain. Zernike moments (ZMs), Independent Component Analysis (ICA), Radon Transform + Discrete Cosine Transform (RDCT), Radon Transform + Discrete Wavelet Transform (RDWT) are employed as global feature extractors and Local Binary Pattern (LBP), Gabor Wavelets (GW), Discrete Wavelet Transform (DWT) and Undecimated Discrete Wavelet Transform (UDWT) are used as local feature extractors. For evaluation of dimension reduction methods Principal Component Analysis (PCA), Kernel Principal Component Analysis (KPCA), Linear Discriminant Analysis + Principal Component Analysis (Fisherface), Kernel Fisher Discriminant Analysis (KFD) and Spectral Regression Discriminant Analysis (SRDA) are used. Experiments conducted on CASIA NIR database and PolyU-NIRFD database indicate that ZMs as a global feature extractor, UDWT as a local feature extractor and SRDA as a dimension reduction method have superior overall performance compared to some other methods in the presence of facial expressions, eyeglasses, head rotation, image noise and misalignments

Near-infrared Image Based Face Recognition

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012İnsanların yüzleri hatırlama, tanıma ve ayrıştırma yetenekleri doğuştandır. Yüz tanıma alanındaki gelişmeler ve çeşitli ticari yüz tanıma uygulamaları birbirlerine paralel ilerlemiştir. Yine de, daha hatasız ve doğru sistemlere olan ihtiyaç devam etmektedir. Yüz tanımanın kullanıldığı bazı uygulama örnekleri aşağıdaki gibidir:  Yüz tabanlı video dizinleme ve arama motorları  Multimedya yönetimi  İnsan-bilgisayar etkileşimi  Biyometrik kimlik tanıma  Takip sistemleri Yüz tanımada işbirliği içinde ve işbirliği etmeyen olarak iki tip senaryo bulunmaktadır. Takip sistemleri, işbirliği etmeyen kullanıcı uygulamaları için iyi bir örnektir. İşbirliği içinde olan kullanıcı uygulamalarına da geçiş control makinelerinde okunabilen seyahat dökümanları, ATM, bilgisayarda oturum açma, e-ticaret ve e-devlet uygulamaları örnek verilebilir. Kullanıcının sistemle işbirliği içinde olduğu uygulamalarda, sistemin kabulu için yüzün kameraya uygun bir şekilde konumlandırıldıktan sonra yüz resminin elde edilmelidir. Aslında çoğu yüz tanıma sistemleri bu tip uygulamalar için geliştirilmiştir. Yüze ait iç ve dış faktörler yüz tanıma işleminin performansını etkilemektedir. Yüz tanıma yüz yüzeyinin 3D şekil yansıması gibi, yalnızca yüze ait iç faktörlere dayandırılmalıdır. Dış faktörler gözlük, saç modeli, yüz ifadesi, poz ve çevresel ışıklandırma gibi özellikleri içerir. Güvenilir bir yüz tanıma için etkileri en aza indirgenmelidir. Biyometrik bir sistem çevreye uyum sağlamalıdır, bu durumun tam tersi düşünülemez. Çeşitli dış faktörlerin arasından kontrolsüz çevresel ışıklandırma en önemli konudur. Işıklandırma koşulları, özellikle ışığın açısı, yüzün görünümünü öyle çok değiştirmektedir ki; farklı ışıklandırma altında aynı kişiye ait görüntüler ile aynı ışıklandırma altında iki ayrı kişiye ait görüntüler arasında hesaplanan farklılık daha fazladır. Üzerinde çalışılmakta olan bölgesel filtrelerin çoğu kendi başlarına ışıklandırma yönünün sebep olduğu değişimlerin üstesinden gelmekte yetersizdir. Bu sebeple, yakın kızılötesi görüntüleme önerilmiştir. Son zamanlarda, görünür spectrum ardı görüntüleme üzerine çalışmalar yürütülmektedir. Ancak, termal görüntülemenin üstünlükleri yanısıra birçok dezavantajı vardır. Çevresel sıcaklık, fiziksel ve duygusal durum, alkol alımı sistemin başarısını çok fazla etkilemektedir. Çalışmalar, thermal görüntüleme ile yapılan tanıma işlemlerinin, görünür ışık tabanlı görüntüleme işlemlerinden daha iyi bir performans sergilemediklerini göstermiştir. 3D görüntüleme de kullanılan yöntemler arasındadır; fakat işlem yükü, görüntüleme sırasında gözlük takılması veya ağzın açık olma durumu sistemi başarısız kılabilir. Yakın kızıl-ötesi için aktif ışıklandırmada dikkat edilmesi gereken iki önemli husus vardır. • Işıklar net bir önden aydınlatılmış yüz resmi sağlayacak şiddette olmalı; fakat göze rahatsızlık vermemelidir. • Elde edilen yüz resmi çevresel ışıklandırmadan minimum derecede etkilenmiş olmalıdır. Bu çalışmada, diğer metotlarla karşılaştırma amacıyla, yakın kızılötesi (YKÖ) imajları üzerinde öncelikle PCA, LDA ve LBP gibi geleneksel yüz tanıma metotları uygulanmıştır. Eigenfaces yaklaşımında, “öz yüzler” PCA yardımıyla yüz imajlarından oluşturulmuştur. PCA’in amacı yüksek boyutlu veri uzayını, daha az boyuta sahip içsel özellik uzayına dönüştürmektir. LDA’in PCA’den sonra uygulandığı Fisherfaces yaklaşımında, projeksiyon yönü bulunur böylece farklı id’li, farklı sınıflara ait imajlar azami ölçüde ayrıştırılacaktır. Diğer bir deyişle, sınıflar arası dağılım matrisi ve sınıf içi dağılım matrisi oranını maksimum yapan projeksiyon matrisi bulunur. Gabor ve LBP gibi yerel görüntü temsilleri ile ilgili çalışmalar da merak uyandırmaktadır. Başarılı bir yüz tanıma için yüzün dışsal özellikleri ile uğraşmak önemli bir konudur. LBP doku operatörü, ışıklandırma gibi özellikler nedeniyle oluşan değişimlerle başa çıkabilmektedir; bu yüzden çeşitli uygulamalarda popular bir yaklaşım haline gelmiştir. Kapalı mekan için yapılan yüz tanıma uygulamalarında, ışıklandırma bağımsız yüz temsilinde, gri tonlamadaki monotonik dönüşümün serbestlik derecesini telafi etmek amacıyla LBP gösterimi kullanılmaktadır. İmaja ait pixeller, komşu piksellerin eşik değeri olarak ilgili pikselle karşılaştırılması ile 0 veya 1 olarak etiketlenir. LBP operatörü, tamsayı olmayan piksel koordinatlarında çift doğrusal interpolasyon uygulayarak, farklı boyut ve çaplardaki komşuluklarda kullanılabilmesi için geliştirilmiştir. Başka bir değişik kullanımı ise tek biçim dokulardır. Yerel bir ikili değer dokusu, 0’dan 1’e veya tersi şeklinde en fazla iki bitsel geçiş içeriyorsa tek biçim olarak adlandırılır. Bu çalışmada, (8,1), (8,2) ve (16,2) komşu sayısı ve çap için tek biçim LBP’leri hesaplanmıştır. LBP+LDA metotu da bu çalışmada kullanılmıştır. İmajlara ait ek biçim (8,1)’lik LBP görüntü temsilleri elde edildikten sonra, bellek kısıtlarından ötürü alt örnekleme ile boyutu düşürülür. Tekil olmayan sınıf içi dağılım matrisi için PCA işleminden sonra, alt örneklenmiş özellik sınıfları üzerinde LDA uygulanır. Yüz tanıma performansını daha da arttırmak için Zernike momentleri kullanılmıştır. Global Zernike momentleri, LBP gibi bir yerel görüntü temsilleri eldesi için değiştirilmiştir. Komşuluklar ve her bir piksel etrafındaki mikro yapıyı yakalamak için bulunan moment bileşenleri dikkate alınarak, momentler her bir piksel için hesaplanmıştır. Asıl yüz imajı boyutlarına sahip kompleks moment imajı, her bir moment bileşeni için elde edilir. Daha sonra, her moment imajı, üst üste denk gelmeyecek şekilde alt bölgelere bölünür ve her bir alt bölgeden faz-büyüklük histogramları çıkartılır. Bu histogramlar peşi sıra birbirine eklenerek yüz temsili elde edilir. LBP ve LDA metotlarının birlikte kullanımı yüz tanıma başarısını olumlu bir şekilde etkilemektedir. Bu yüzden LZM ile LDA de birlikte kullanılarak, başarısı test edilmiştir. LDA’in LZM üzerine uygulanma şekli LBP+LDA işlemindekinin aynısıdır. Faz-büyüklük histogramlarının alt örnekleme ile boyutu düşürülmüştür. Daha sonar, LDA projeksiyonları hesaplanmış ve cosine benzerliği formülü ile eşleşme operasyonu gerçekleştirilmiştir. Sonuçlardan anlaşıldığı üzere, LZM+LDA’in LZM üzerinde belirgin bir üstünlüğü vardır. Bu çalışmada aşağıdaki metotlar kullanılmıştır: 1. Mahalanobis mesafesi ile PCA 2. Cosine benzerliği ile LDA 3. Ki-kare mesafesi ile tek biçim LBP (original (8,1), (8,2) ve (8,16)) 4. Cosine benzerliği ile LBP+LDA 5. Manhattan mesafesi ile LZM 6. Cosine benzerliği ile LBP+LZM Bu çalışma için oluşturulan yazılım hem kimlik tanımlama hem de kimlik doğrulama için test edilmiştir. Kimlik tanımlamada, sistem kullanıcının kim olduğunu bulmaya çalışır. Kimlik doğrulamada ise, kullanıcı belirli bir kimlik olduğunu iddia eder ve sistem bunun doğruluğunu kontrol eder. Testler için OTCBVS kalite testi veri kümesi koleksiyonundan CBSR NIR yüz veritabanı kullanılmıştır. Veritabanında 197 farklı kişiye ait toplam 3,940 YKÖ yüz imajı bulunmaktadır. Görüntüler, aktif yakın kızıl-ötesi ışıklandırma ile yakın kızıl-ötesi kamera kullanarak çekilmiştir. Kameranın üstüne konumlandırılmış 18 adet yakın kızıl-ötesi led bulunmaktadır. Bu çalışma için yapılan testler sonucunda, LZM’in başarısı, hem orijinal tek biçim LBP hem de farklı komşuluk sayısı ve çapta kullanım için geliştirilmiş olan tek biçim LBP metotlarından daha yüksek çıkmıştır. Metotların LDA ile birlikte kullanımı ise yüz tanıma işleminin başarısını daha üst seviyelere taşımaktadır. Kimlik doğrulama adımında, LBP operatörlerinin başarısı tek başına LDA’in başarısından daha fazladır; ancak kimlik tanımlama adımında LDA’in başarısı, LBP’nin üstünde çıkmıştır. PCA kullanımı ise hem tanımlama hem doğrulama için diğer metotların başarımlarını yakalayamamış; güvenilir bir yüz tanıma için yetersiz kalmıştır. Bir YKÖ yüz imajı, yüz tanıma sistemleri için sorunsuz bir girdi oluşturmaktadır; çünkü tanıma aşamasından önceki ağır ön işleme adımlarını azaltmaktadır. LZM işleminin de yardımlarıyla, YKÖ görüntüleme sisteminden elde edilmiş yüz imajları ile hızlı ve yüksek başarımlı yüz tanıma sistemleri gerçekleştirilebilir. Yalnız, YKÖ görüntüleme, işbirliği etmeyen kullanıcı uygulamaları için henüz uygun değildir. Ayrıca, dış mekan kullanımı da özellikle görünür ışığın, güneşli havalar gibi baskın olacağı yerlerde başarılı olamayabilir. Gelecekte, YKÖ görüntüleme sistemlerinde yapılacak çalışmalar ile bu tür kısıtların üzerinden gelinebilir.Humans have the ability to remember, recognize and distinguish faces and the scientists have been working on systems that can establish the same facility. The improvements in face recognition and numerous commercial face recognition systems has increased in a parallel way. Yet the need for more accurate systems still remains. Some examples of the applications in which face recognition is being used are:  Face-based video indexing and browsing engines  Multimedia management  Human-computer interaction  Biometric identity authentication  Surveillance systems There are two kinds of scenarios in face recognition, namely cooperative and uncooperative. Survellience systems can be a good example for uncooperative user applications. Cooperative user applications are such as access control machine readable traveling documents, ATM, computer login, e-commerce and e-government systems. In cooperative user scenarios, a user is required provide his/her face in a proper position for the camera to have the face image captured properly, in order to be granted for the access. In fact, many face recognition systems have been developed for such applications. The intrinsic and extrinsic factors of the face affect the performance of the face recognition. Face recognition should be performed based on intrinsic factors of the face only, like 3D shape reflectance of the facial surface. Extrinsic factors include eyeglasses, hairstyle, expression, posture, environmental lighting. They should be minimized for reliable face recognition. A biometric system should adapt to the environment, not vice versa. Among several extrinsic factors, problems with uncontrolled environmental lighting is the topmost issue. Lighting conditions, especially the light angle, change the appearance of a face so much that the changes calculated between the images of a person under different illumination conditions are larger than those between the images of two different people under the same illumination conditions. All of the local filters under study are insufficient by themselves to overcome variations due to changes in illumination direction. So, therefore, near infrared imaging is proposed. Studies on imaging beyond visible spectrum has been carried on recently. However, thermal imaging has many disadvantages as well as its advantages. Enviromental temperature, physical and emotional conditions, drinking alcohol can affect the system’s success drastically. Studies have shown they have not performed better than visible image based systems. 3D visible imaging had also been tried but the load created during its process and wearing sunglasses or an open mouth can fail the system’s success. There are two principles for the active lighting in near-infrared imaging: • The lights should be strong enough to produce clear frontal-lighted face image but not cause disturbance to human eyes • The resulting face image should be affected as little as possible after minimizing the environmental lighting. In this work, firstly, traditional face recognition methods such as PCA, LDA and LBP have been tried on NIR images for comparison with other methods. In Eigenfaces approach, “eigenfaces” are constructed from the face images, by means of PCA. The purpose of PCA is to reduce the large dimensionality of the data space to the smaller intrinsic dimensionality of feature space. In Fisherfaces approach, where LDA is applied after PCA, the projection direction is found so that the images belonging to different class, here the different ids, are separated maximally. In other words, the projection matrix that makes the ratio of the between-class scatter matrix and within-class scatter matrix of the images maximum, is found. Local image representations such as Gabor and LBP has arisen great interest. For robust face recognition, dealing with extrinsic properties of face is an important issue. LBP texture operator can handle the variations caused by these properties, such as illumination, so it has become a popular approach in various applications. LBP representation is used to compensate for the degree of freedom in a monotonic transform in the gray tone to achieve an illumination invariant representation of faces for indoor face recognition applications. The pixels of an image are labeled as 0 or 1, by thresholding the neighborhood of each pixel, considering the result as a binary number. The LBP operator was extended for neighborhood of different sizes and radius by bilinearly interpolating values at non-integer pixel coordinates. Another extension is the uniform patterns. A local binary pattern is called uniform if the binary pattern contains at most two bitwise transitions from 0 to 1 or vice versa. Uniform LBPs that have (8,1), (8,2) and (16,2) neighborhood and radius size are computed. LBP+LDA is also used in this work. After uniform LBP(8,1) representations of the images are obtained, they are downsampled because of the memory limitations. Then LDA is performed on the downsampled feature sets after PCA is applied to make the within-class scatter matrix nonsingular. Zernike moments are used to further improve the face recognition performance. Global Zernike moments are modified to obtain a local representation, such as LBP, called Local Zernike moments (LZM). The moments are computed at each pixel, considering their neighborhood and moment components obtained to capture the micro structure around each pixel. A complex moment image, which has the same size of the original face image, is obtained for each moment component. Later, each moment image is divided into non-overlapping subregions and phase-magnitude histograms are extracted from each subregion. Finally, the phase-magnitude histograms are concatenated and the face representation is built. Since the use of LDA on LBP has positive effects on the success of the recognition, LZM+LDA is implemented for this study. The process of applying LDA on LZM is the same as the process in LBP+LDA. The phase-magnitude moments are downsampled and PCA is applied before LDA operation. Afterwards, the LDA projections are calculated and cosine distance is used for the matching operation. It is found out that the success of LZM+LDA over LZM is significant. The tests in this study are performed with the following methods: 1. PCA with Mahalanobis distance 2. LDA with cosine distance 3. LBP with chi-square distance (original uniform (8,1), (8,2) and (16,2)) 4. LBP+LDA with cosine distance 5. LZM with Manhattan distance 6. LZM+LDA with cosine distance Both identification and verification have been tested for the methods. In face identification, a system tries to figure who the person is. In face verification, the system verifies whether the identity a person claims to be is true. CBSR NIR Face Dataset of OTCBVS Benchmark Dataset Collection is used. The database contains 3,940 NIR face images of 197 people. The images were taken by an NIR camera with active NIR lighting. 18 NIR LEDs are mounted on the camera. It is found that LZM performs better than both the original and extended uniform LBP methods in verification and identification tests. A method’s combination with LDA carries the success of face recognition to higher levels. In identification step, however, the extended LBP operators are more successful than LDA itself but in verification step, LDA is more successful than all the LBP operators. The success rate of PCA is not good enough to catch up with the other methods in face recognition. Using NIR face images for face recognition saves the system from the load of the preprocessing steps before the recognition. With the help of LZM on NIR images, robust and highly accurate systems can be built. Yet, NIR imaging is not improved enough to handle outdoor and uncooperative user applications. Future works on this context can help the system’s success carry to a higher level.Yüksek LisansM.Sc

Interprétation visuelle de gestes pour l'interaction homme-machine

Nowadays, people want to interact with machines more naturally. One of the powerful communication channels is hand gesture. Vision-based approach has involved many researchers because this approach does not require any extra device. One of the key problems we need to resolve is hand posture recognition on RGB images because it can be used directly or integrated into a multi-cues hand gesture recognition. The main challenges of this problem are illumination differences, cluttered background, background changes, high intra-class variation, and high inter-class similarity. This thesis proposes a hand posture recognition system consists two phases that are hand detection and hand posture recognition. In hand detection step, we employed Viola-Jones detector with proposed concept Internal Haar-like feature. The proposed hand detection works in real-time within frames captured from real complex environments and avoids unexpected effects of background. The proposed detector outperforms original Viola-Jones detector using traditional Haar-like feature. In hand posture recognition step, we proposed a new hand representation based on a good generic descriptor that is kernel descriptor (KDES). When applying KDES into hand posture recognition, we proposed three improvements to make it more robust that are adaptive patch, normalization of gradient orientation in patches, and hand pyramid structure. The improvements make KDES invariant to scale change, patch-level feature invariant to rotation, and final hand representation suitable to hand structure. Based on these improvements, the proposed method obtains better results than original KDES and a state of the art method.Aujourd'hui, les utilisateurs souhaitent interagir plus naturellement avec les systèmes numériques. L'une des modalités de communication la plus naturelle pour l'homme est le geste de la main. Parmi les différentes approches que nous pouvons trouver dans la littérature, celle basée sur la vision est étudiée par de nombreux chercheurs car elle ne demande pas de porter de dispositif complémentaire. Pour que la machine puisse comprendre les gestes à partir des images RGB, la reconnaissance automatique de ces gestes est l'un des problèmes clés. Cependant, cette approche présente encore de multiples défis tels que le changement de point de vue, les différences d'éclairage, les problèmes de complexité ou de changement d'environnement. Cette thèse propose un système de reconnaissance de gestes statiques qui se compose de deux phases : la détection et la reconnaissance du geste lui-même. Dans l'étape de détection, nous utilisons un processus de détection d'objets de Viola Jones avec une caractérisation basée sur des caractéristiques internes d'Haar-like et un classifieur en cascade AdaBoost. Pour éviter l'influence du fond, nous avons introduit de nouvelles caractéristiques internes d'Haar-like. Ceci augmente de façon significative le taux de détection de la main par rapport à l'algorithme original. Pour la reconnaissance du geste, nous avons proposé une représentation de la main basée sur un noyau descripteur KDES (Kernel Descriptor) très efficace pour la classification d'objets. Cependant, ce descripteur n'est pas robuste au changement d'échelle et n'est pas invariant à l'orientation. Nous avons alors proposé trois améliorations pour surmonter ces problèmes : i) une normalisation de caractéristiques au niveau pixel pour qu'elles soient invariantes à la rotation ; ii) une génération adaptative de caractéristiques afin qu'elles soient robustes au changement d'échelle ; iii) une construction spatiale spécifique à la structure de la main au niveau image. Sur la base de ces améliorations, la méthode proposée obtient de meilleurs résultats par rapport au KDES initial et aux descripteurs existants. L'intégration de ces deux méthodes dans une application montre en situation réelle l'efficacité, l'utilité et la faisabilité de déployer un tel système pour l'interaction homme-robot utilisant les gestes de la main