Reconnaissance de l’écriture manuscrite avec des réseaux récurrents

Mass digitization of paper documents requires highly efficient optical cha-racter recognition systems. Digital versions of paper documents enable the useof search engines through keyword dectection or the extraction of high levelinformation (e.g. : titles, author, dates). Unfortunately writing recognition sys-tems and especially handwriting recognition systems are still far from havingsimilar performance to that of a human being on the most difficult documents.This industrial PhD (CIFRE) between Airbus DS and the LITIS, that tookplace within the MAURDOR project time frame, aims to seek out and improvethe state of the art systems for handwriting recognition.We compare different systems for handwriting recognition. Our compa-risons include various feature sets as well as various dynamic classifiers : i)Hidden Markov Models, ii) hybrid neural network/HMM, iii) hybrid recurrentnetwork Bidirectional Long Short Term Memory - Connectionist TemporalClassification (BLSTM-CTC)/MMC, iv) a hybrid Conditional Random Fields(CRF)/HMM. We compared these results within the framework of the WR2task of the ICDAR 2009 competition, namely a word recognition task usinga 1600 word lexicon. Our results rank the BLSTM-CTC/HMM system as themost performant, as well as clearly showing that BLSTM-CTCs trained ondifferent features are complementary.Our second contribution aims at using this complementary. We explorevarious combination strategies that take place at different levels of the BLSTM-CTC architecture : low level (early fusion), mid level (within the network),high level (late integration). Here again we measure the performances of theWR2 task of the ICDAR 2009 competition. Overall our results show thatour different combination strategies improve on the single feature systems,moreover our best combination results are close to that of the state of theart system on the same task. On top of that we have observed that some ofour combinations are more adapted for systems using a lexicon to correct amistake, while other are better suited for systems with no lexicon.Our third contribution is focused on tasks related to handwriting recognition. We present two systems, one designed for language recognition, theother one for keyword detection, either from a text query or an image query.For these two tasks our systems stand out from the literature since they usea handwriting recognition step. Indeed most literature systems focus on extracting image features for classification or comparison, wich does not seemappropriate given the tasks. Our systems use a handwriting recognition stepfollowed either by a language detection step or a word detection step, depending on the application.La numérisation massive de documents papier a fait apparaître le besoin d’avoir des systèmes de reconnaissance de l’écriture extrêmement performants. La numérisation de ces documents permet d’effectuer des opérations telles que des recherches de mots clefs ou l’extraction d’informations de haut niveau (titre, auteur, adresses, et.). Cependant la reconnaissance de l’écriture et en particulier l’écriture manuscrite ne sont pas encore au niveau de performance de l’homme sur des documents complexes, ce qui restreint ou nuit à certaines applications. Cette thèse CIFRE entre Airbus DS et le LITIS, dans le cadre du projet MAURDOR, a pour but de mettre en avant et d’améliorer les méthodes état de l’art dans le domaine de la reconnaissance de l’écriture manuscrite. Nos travaux comparent différents systèmes permettant d’effectuer la reconnaissance de l’écriture manuscrite. Nous comparons en particulier différentes caractéristiques et différents classifieurs dynamiques : i) Modèles de Markov Cachés (MMC), ii) hybride réseaux de neurones/MMC, iii) hybride réseaux récurrents « Bidirectional Long Short Term Memory - Connectionist Temporal Classification » (BLSTM-CTC)/MMC et iv) hybride Champs Aléatoires Conditionnels (CAC)/MMC. Les comparaisons sont réalisées dans les conditions de la tâche WR2 de la compétition ICDAR 2009, c’est à dire une tâche de reconnaissance de mots isolés avec un dictionnaire de 1600 mots. Nous montrons la supériorité de l’hybride BLSTM-CTC/MMC sur les autres classifieurs dynamiques ainsi que la complémentarité des sorties des BLSTM-CTC utilisant différentes caractéristiques.Notre seconde contribution vise à exploiter ces complémentarités. Nous explorons des stratégies de combinaisons opérant à différents niveaux de la structure des BLSTM-CTC : bas niveau (en entrée), moyen niveau (dans le réseau), haut niveau (en sortie). Nous nous plaçons de nouveau dans les conditions de la tâche WR2 de la compétition ICDAR 2009. De manière générale nos combinaisons améliorent les résultats par rapport aux systèmes individuels, et nous avoisinons les performances du meilleur système de la compétition. Nous avons observé que certaines combinaisons sont adaptées à des systèmes sans lexique tandis que d’autres sont plus appropriées pour des systèmes avec lexique. Notre troisième contribution se situe sur deux applications liées à la reconnaissance de l’écriture. Nous présentons un système de reconnaissance de la langue ainsi qu’un système de détection de mots clefs, à partir de requêtes images et de requêtes de texte. Dans ces deux applications nous présentons une approche originale faisant appel à la reconnaissance de l’écriture. En effet la plupart des systèmes de la littérature extraient des caractéristiques des image pour déterminer une langue ou trouver des images similaires, ce qui n’est pas nécessairement l’approche la plus adaptée au problème à traiter. Nos approches se basent sur une phase de reconnaissance de l’écriture puis une analyse du texte afin de déterminer la langue ou de détecter un mot clef recherché

Segmentation et caractérisation des dunes sous-marines dans le Fleuve St-Laurent

Dans le Fleuve Saint Laurent, l'acquisition des données bathymétriques permet non seulement de produire des cartes de navigation, mais aussi d'appuyer toute activité visant à améliorer la compréhension de la dynamique du fond marin ainsi que des structures qui y sont présentes, notamment les structures sédimentaires telles que les dunes sous-marines. Ce travail de recherche est consacré à la segmentation et à la caractérisation des dunes sous-marines, tout en considérant la qualité des données acquises. En premier lieu, un modèle d'analyse de l'influence de la morphologie du fond marin sur la valeur de l'incertitude des données bathymétriques a été conçu. Une telle analyse permet de mieux connaître et comprendre l'influence du fond sur la valeur d'incertitude calculée par des approches classiques. Ainsi, la méthode proposée permet d'améliorer l'interprétation de la surface du fond et des structures qui y sont présentes. Par la suite, le projet a conçu et développé une méthode de segmentation des dunes à partir d'un Modèle Numérique Bathymétrique, adaptée au contexte fluviomarin. L'originalité de cette méthode repose sur l'utilisation d'un modèle conceptuel qui formalise l'identification des dunes sous-marines selon leurs saillances (i.e. ligne de crête et deux pieds de dunes). En effet, les dunes sont des structures floues sans une délimitation claire sur le fond marin. Dans la méthode proposée, les saillances sont identifiées à partir d'une analyse morphométrique du fond marin. Ensuite, une approche orientée-objet permet de générer les objets dunes à partir de ces saillances. La démarche associe chacune des lignes de crête aux pieds des dunes qui lui correspondent, permettant ainsi de circonscrire l'ensemble de la dune. L'approche orientée-objet offre une objectivité, répétabilité et robustesse à la segmentation, lui permettant de s'adapter au contexte variable des fonds. La méthode proposée a été validée avec les données bathymétriques de la Traverse Nord du Fleuve Saint Laurent, avec plus de 850 dunes segmentées et un taux de performance de 92% des dunes bien segmentées. Finalement, la dernière partie du projet a été consacrée à la caractérisation des dunes. Celle-ci repose également sur la formalisation des objets dunes. En considérant les saillances et la surface de la dune segmentée, la méthode conçue et développée calcule différents descripteurs morphologiques, sélectionnés à partir de la littérature. Pour valider la méthode de caractérisation proposée, plus de 1200 dunes ont été caractérisées dans neuf champs différents dans le contexte fluviomarin de la Traverse Nord du Fleuve Saint-Laurent. Ainsi, basé sur les méthodes de segmentation et de caractérisation des dunes, un outil qui permet de décrire de manière systématique autant les dunes individuelles que les champs où elles sont localisées à partir d'une surface modélisant le fond marin a été développé dans ce projet de recherche.In the Saint-Lawrence River, the acquisition of bathymetric data not only allows the production of navigation charts, but also supports different activities aiming to improve the knowledge related to the seafloor dynamics and the structures present on it, particularly sedimentary structures such as underwater dunes. This research work is dedicated to the segmentation and characterization of underwater dunes, considering the quality of the bathymetric data acquired. In the first place, a model was designed to estimate the influence of the seafloor morphology on the value of the uncertainty of bathymetric data. The analysis of such influence allows a better knowledge and understanding of the influence of the seafloor on the uncertainty value calculated by classical approaches. Therefore, the proposed model allows a better interpretation of the underwater structures as well as the seafloor surface. Afterwards, the project has designed and developed a method of dune segmentation from a Digital Bathymetric Model. This approach is adapted to the fluviomarine context. The originality of this method lies in the use of a conceptual model that formalizes the identification of underwater dunes considering their salient features (i.e. crest line, stoss trough and lee trough). Underwater dunes are fuzzy structures without a clear delineation on the seafloor. In the proposed method, the salient features are identified from a morphometric analysis of the seafloor. Then, an object-oriented approach is used to generate dune objects from these salient features. The approach matches each crest line with its respective troughs allowing to circumscribe the dune objects. This object-oriented approach offers objectivity, repeatability and robustness to the segmentation, allowing it to adapt to the variable context of the seafloor. The proposed method was validated with bathymetric data from the Northern Traverse of the Saint-Lawrence River, with more than 850 segmented dunes and a performance rate of 92% of well-segmented objects. Finally, the last part of the project was dedicated to the characterization of the dunes. This approach is also based on the formalization of dune object by the conceptual model. By considering the salient features and the entire surface of the segmented dunes, the designed and developed method calculates different morphological descriptors, selected from the literature. To validate the proposed characterization method, more than 1200 dunes were characterized in nine different dunes fields in the fluviomarine context of the Northern Traverse of the Saint-Lawrence River. Thus, a tool that allows a systematic way to describe both individual dunes and the fields where they are located has been developed in this project

Tomographie et géométrie discrètes avec la transformée Mojette

We explore through this thesis the insights of discrete tomography over classical tomography in continuous space. We use the Mojette transform, a discrete and exact form of the Radon transform, as a link between classical tomography and discrete tomography. We focus especially on the study of the discrete space induced by the Mojette transform operator through four research axis.Axis 1 focuses on the Mojette space properties in regards to discrete affine transforms of digital images. We provide tools to achieve affine transforms directly from the projections of a digital object, without preliminary tomographic reconstruction. This property is well-known for the continuous Radon transform but non-trivial for its sampled versions.Axis 2 seeks for some links between continuous-sampled projections related to medical imaging acquisition modalities and discrete projections derived by the Mojette transform. We implement interpolation schemes to estimate discrete projections from the continuous ones — on either synthetic or real data — and their reconstruction.In axis 3, we provide an algebraic framework for the description and inversion of the Mojette transform. The input data, the projections as well as the operators are modeled as polynomials. Within this framework, the Mojette projection operator advantageously reduce to a Vandermonde matrix.This thesis has been realized at both IRCCyN Lab and Keosys company within the Quanticardi FUI project. Axis 4 focuses on the design and the implementation of a clinical software for the absolute quantification of myocardial perfusion with positron emission tomography.Dans cette thèse, nous explorons les voies offertes par la tomographie discrète par rapport à la tomographie classique en milieu continu. Nous utilisons la transformée Mojette, version discrète et exacte de la transformée de Radon, que nous présentons comme un lien entre la tomographie classique et la tomographie discrète. Nous nous attachons à l’étude de l’espace sous-jacent à l’opérateur de transformée Mojette. Ce travail se décline suivant quatre axes de recherche.L’axe 1 est consacré au comportement de l’espace Mojette pour les transformations affines discrètes de l’image. Nous montrons qu’il est possible de réaliser certaines transformations affines directement à partir des projections discrètes d’un objet, sans reconstruction préalable.L’axe 2 consiste à examiner les liens entre les projections continues issues de modalités d’acquisitions en imagerie médicale et celles obtenues par transformée Mojette. Nous présentons différentes méthodes d’estimation des projections discrètes à partir de projections continues — réelles ou simulées — et leur reconstruction.L’axe 3 a pour objet l’inversion algébrique de la transformée Mojette. Les données d’entrée, les projections et les opérateurs sont modélisés par des polynômes. Ce formalisme, relevant de la tomographie discrète, permet d’exprimer la matrice de transformation Mojette sous forme Vandermonde.Cette thèse a été réalisée conjointement à l’IRCCyN et à Keosys dans le cadre du projet FUI Quanticardi. L’axe 4 est dédié à la conception et au développement d’un logiciel de quantification absolue de la perfusion myocardique en tomographie par émission de positons

L'intelligence artificielle : une certaine intelligence du social

Sociologie des techniquesDu point de vue d’une sociologie de la connaissance, la recherche contemporaine en intelligence artificielle tire son originalité de l’intérêt porté à la modélisation de la connaissance ordinaire, ce savoir engagé dans la vie de tous les jours (ex. aller l’épicerie, prendre son petit déjeuner). Les entreprises Facebook ou Google, le fameux GAFAM ainsi que les services de musique et de vidéos en ligne capturent et modélisent les faits et gestes du quidam afin de remettre les résultats de leurs calculs en jeu dans cette même vie courante. La recherche en IA porte également sur la mise en forme de savoirs savants et professionnels tout comme durant les années 1960 et 1970, mais cette thèse ne s’y intéressera pas. Dans le cadre d’une sociologie des sciences et des techniques, je me questionne sur ce que nous, en tant que civilisation occidentale, faisons du développement technologique, du monde que nous construisons à l’aide des diverses techniques. Ma préoccupation ne porte pas sur les choix des objets privilégiés par la recherche des laboratoires publics et privés, mais sur les usages, les débouchés selon la question très générale : en quoi telle technique modifie-t-elle ou non notre façon de vivre ? Or, cette question relève d’un exercice de prospective dans la mesure où bien souvent nous ne possédons pas assez de recul sur ces techniques. Elle demeure malgré tout une préoccupation d’arrière-plan de mes questions de recherche. En effet, ces modèles d’apprentissage machine, trouveraient-ils leur place au sein d’une civilisation qui n’accorderait pas autant d’importance à l’efficacité, à la productivité, à la rentabilité, à la science ou encore au travail ? Aussi, viennent-ils entériner l’ordre établi ou bien offrent-ils de nouvelles possibilités d’existence ? Comprendre minimalement l’artefact d’un point de vue technique et saisir du point de vue de la sociologie la façon dont les chercheurs pensent leurs objets nous éclaire sur les catégories de pensées principales qui orientent ces usages et le cas échéant sur les éventuels effets sociétaux. En l’occurrence, l’idée de modéliser de nombreuses activités de la vie quotidienne repose sur une représentation à priori de celle-ci de la part de chercheurs localisés socialement par leur profession et plus généralement leurs relations sociales diverses. Quelle est cette représentation et comment est-elle opérationnalisée dans les modèles ? Posée autrement, de quels rapports au monde témoignent ingénieurs et informaticiens par l’intermédiaire de leurs connaissances professionnelles, savantes et ordinaires ? Ainsi, dans cette thèse, mon travail se ramène à informer de la dimension sociale propre à la technique étudiée. À partir d’entretiens auprès de chercheurs en IA, la question de recherche est la suivante : quels sont les savoirs et raisonnements chez les chercheurs au fondement de l’élaboration des algorithmes relevant de l’intelligence artificielle contemporaine et qui construisent une représentation opératoire particulière de la vie sociale ? Exprimée en terme sociologique, cette question devient : en quoi les modèles d'apprentissage sont-ils un nouveau « modèle concret de connaissance » pour les usagers et informaticiens selon le concept développé par le sociologue Gilles Houles ? Les modèles dits d’apprentissage sous-tendent une conception relationnelle de la constitution de la connaissance humaine et d’un rapport à la réalité médié par l’action comme moyen d’actualisation de cette connaissance. Résumé simplement, le concept sociologique de « modèle concret de connaissance » objective les deux modalités d’existence de la vie humaine que nous retrouvons empiriquement sous deux concepts informatiques : symbolique (leur modèle mathématique) et l’action ou « l’agent informatique » ou « celui qui agit », que ce concept soit mobilisé ou non par les chercheurs. En somme, ces modèles en relation les uns avec les autres et matérialisés dans les objets dits connectés ou « smart » (ex. téléphones, électroménagers) forment un schéma opératoire organisateur de la vie sociale. Ce côté opératoire repose sur la position de « tiers médiateur » ou de « mémoire sociale technicisée » dans les relations humains-humains via machines. Je m'appuierai sur le concept de mémoire sociale et de morphologie sociale développée par le sociologue Maurice Halbwachs. Autrement dit, ce réseau d’objets connectés et d’êtres humains se ramène à l’instauration d’un cadre cognitif collectif particulier, issu des représentations sociales de groupes professionnels précis, mais mises en jeu dans la vie courante de tous, soit une institutionnalisation en cours. En effet, la diffusion et l’adoption des modèles découlent d’un processus de reconnaissance publique de savoirs sous-jacents et déjà institutionnalisés, pour l'essentiel, les mathématiques et l’ingénierie, le savoir implicite des « sciences de la gestion » et un savoir dit « scientifique » par les chercheurs. Plus précisément, le processus en cours consiste en l’institution d’êtres humains et de machines apprenantes en liens permanents via les objets connectés (« Internet of Things »). Au final, elle consiste en une mise en réseau des « régularités sociales » obtenues par classifications et régressions effectuées par les détenteurs des données. Je parlerai d'une « morphologie sociotechnique » ou d’une « configuration sociotechnique ». À la figure du robot polyvalent anthropomorphique censé condenser toute la mise en pratique du savoir sur l’IA, se substitue celle de relations sociales informatisées comme lieux du maintien des liens entre êtres humains par un concentré de savoirs et idées hétérogènes tels qu'un être humain ayant besoin d'aide ou la nécessité de la créativité par exemple. À l’usage, s’établit un type de lien social entre êtres humains via les machines pris entre la réduction propre à tout modèle de l’objet sur lequel il porte, la flexibilité qu’offre la possibilité d’ajustement (le côté « learning ») et le sens donné à l’action par l’utilisateur lambda. L’idéologie comme « mode de connaissance » du réseau sociotechnique est partie prenante de cette institutionnalisation en cours. Elle offre un cadre cognitif qui remet en cause la diversité produite par la division habituelle du travail sémantique au sein des ensembles sociaux en fournissant un modèle de légitimité, soit le discours du « partage ». L’accent mis par cette thèse sur les « sciences de la gestion » et la notion de réseau l’inscrit dans le prolongement des études des trente dernières années sur cette « société informationnelle » de Manuel Castells, une « nouvelle représentation générale des sociétés » en réseau en suivant Luc Boltanski ou encore « l’esprit gestionnaire » qui s’empara des fonctionnaires d’État selon le sociologue Albert Ogien.From the point of view of a sociology of knowledge, contemporary research in Artificial Intelligence (AI) draws its originality by its interest in the modeling of ordinary knowledge, that knowledge engaged in everyday life. The companies Facebook or Google, the so-called GAFAM, as well as online music and video services, capture and model the facts and gestures of the average person in order to put the results of their calculations back into play in its very everyday life. The research in AI also deals with academic and professional knowledge as it did in the 1960s and 1970s, but this thesis will not focus on it. Within the framework of a sociology of science and technology, I question what We, as the Western civilization, do with technological development, about the world we build with the help of various techniques. My concern is not with the choice of research objects privileged by public and private laboratories, but with the uses, the outlets according to the very general question: In what way does such a technique modify or not our way of living? Now, this question is an exercise in foresight insofar as we often do not have enough hindsight on these techniques. Nevertheless, it remains a background concern of my research. Indeed, would these machine learning models find their place in a civilization that would not give as much importance to efficiency, productivity, profitability, science or work? Also, do they endorse the established social organization, or do they offer new possibilities of existence? Understanding the artifact minimally from a technical perspective and grasping from a sociological point of view the way in which researchers think about their objects sheds light on the main categories of thought that guide these uses and, if applicable, on the possible societal effects. In this case, the idea of modeling many activities of daily life is based on an a priori representation of it by researchers who are socially situated by their profession. What is this representation and how is it operationalized in the models? Put differently, what relationships to the world do engineers and computer scientists have through their professional, academic and ordinary knowledge? Thus, in this thesis, my work comes down to informing the social dimension specific to the studied technique. Based on interviews with AI researchers, the question is as follows: What is the knowledge and reasoning of the researchers at the core of the algorithms of contemporary artificial intelligence and which build a specific operational representation of social life? Expressed in sociological terms, this question becomes: In what way are learning models a new "concrete model of knowledge" for users et researchers according to the concept developed by the sociologist Gilles Houles? The so-called learning models underlie a relational constitution of human knowledge and of a relation to reality mediated by actions as a means of actualization of this knowledge. Summarized simply, the sociological concept of "concrete model of knowledge" objectifies the two modalities of existence of the human life that we find empirically under two computing concepts: symbolic (their mathematical model) and the “action” as "the computing agent" or "the one who acts", whether this concept is used or not by the researchers. In sum, these models in relation to each other and materialized in the notorious connected or "smart" objects (e.g. telephones, household appliances) turn social life into a sociotechnical network. Its operational side relies on the position of "third-party intermediary" or "technical social memory" in human-human relations via machines. I will draw upon the concept of "social memory" and "social morphology" developed by the sociologist Maurice Halbwachs. In other words, this network of connected objects and human beings comes down to the establishment of a particular collective cognitive framework, stemming from the social representations of specific professional groups, but put into play in the everyday life of all, that is to say an institutionalization in progress. Indeed, the diffusion and adoption of the models stem from a process of public recognition of underlying and already institutionalized knowledge, essentially mathematics and engineering, the implicit knowledge of the "management sciences" and a knowledge called "scientific" by researchers. More precisely, the process underway consists in the institution of human beings and learning machines in permanent links via connected objects ("Internet of Things"). In the end, it consists in the networking of "social regularities" obtained by classifications and regressions carried out by the data's owners. I will speak of a "sociotechnical morphology" or a "sociotechnical configuration". The figure of the anthropomorphic multipurpose robot, which is supposed to condense all the practical application of knowledge on AI, is replaced by that of computerized social relations as places where links between human beings are maintained by a concentration of heterogeneous knowledge and ideas, such as a human being in need of help or the need for creativity, for example. In use, a type of social link between human beings via the machines is established, caught between the reduction proper to any modelling of the object on which it concerns, the flexibility offered by the possibility of adjustment (the "learning" side) and the meaning given to the action by the lambda user. Ideology as a "mode of knowledge" of the socio-technical network is part of this ongoing institutionalization. It offers a cognitive framework that challenges the diversity produced by the usual division of semantic labor within social groups by providing a model of legitimacy, namely the discourse of "sharing". The emphasis placed by this thesis on the "management sciences" and the notion of network places it in the continuity of the studies of the last thirty years on this "informational society" of Manuel Castells, a "new general representation of societies" into a network according to Luc Boltanski, or the "managerial spirit" which took hold of the State civil servants according to the sociologist Albert Ogie

L'AIS : une donnée pour l'analyse des activités en mer

4 pages, session "Mer et littoral"International audienceCette contribution présente des éléments méthodologiques pour la description des activités humaines en mer dans une perspective d'aide à la gestion. Différentes procédures, combinant l'exploitation de bases de données spatio-temporelles issue de données AIS archivées à des analyses spatiales au sein d'un SIG, sont testées afin de caractériser le transport maritime en Mer d'Iroise (Bretagne, France) sur les plans spatiaux, temporels et quantitatifs au cours d'une année

Extraction de la signature veineuse dans le moyen (MWIR) et le proche infrarouge (NIR) : analyse de la thermorégulation du corps

Ce projet effectué dans le cadre d'une maîtrise émerge suite à la demande croissante d'applications de l'infrarouge dans le domaine de la vision utilisée pour des recherches en bio-ingénierie. Il a pour objectif principal l'extraction de la signature veineuse de la main. Deux bandes spectrales infrarouges sont investiguées : la bande thermique du moyen infrarouge (MWIR, Mid-Wave InfraRed) et la bande du proche infrarouge (NIR, Near InfraRed). Dans la bande thermique, deux recherches sont menées. Tout d'abord, il est question d'étudier la biométrie des veines sur le dos de la main, où l'on extrait la signature veineuse après l'acquisition d'images thermiques. Nous avons opté de travailler sur cette partie de la main et non pas sur la paume car les veines superficielles sont plus visibles dans cette zone lorsqu'on travaille dans l'infrarouge moyen. Les veines de la paume sont, en effet, plus profondes pour être visualisées dans cette zone spectrale. Par la suite, des outils de traitements d'images sont appliqués afin de distinguer les courbes veineuses du tissu. Toujours dans cette première partie, une étude est réalisée sur le comportement thermophysiologique du corps humain en réaction à des stimulations. Dans la bande du proche infrarouge, nous exploitons une propriété significative des composantes du sang en réponse à une stimulation optique. La finalité pratique est de mettre en évidence la structure veineuse de la main par deux modes d'acquisition. Le premier est le mode par réflexion de lumière afin d'extraire la signature du dos de la main. Le second, est le mode par transmission pour extraire le réseau veineux digital. Encore une fois, dans cette partie, nous faisons l'extraction de la signature veineuse sur le dos de la main et non pas sur la paume pour deux raisons. La première, c'est pour être consistant avec notre objectif d'obtenir des résultats dans les deux zones spectrales sur la même région corporelle, à savoir, le dos de la main. La deuxième raison est que le système d'acquisition dans le NIR doit être amélioré afin de visualiser d'une manière exhaustive les fines veines au niveau de la paume. Grâce à la méthode que nous avons développée, des structures internes du corps humain non visibles à l'oeil nu peuvent être visualisées et détectées. L'application médicale de cette étude peut se réaliser dans la localisation des veines lors d'une perfusion ainsi que dans la prévention des maladies telles que les varices primitives, les caillots sanguins, etc. Également, une application dans le domaine de la biométrie est possible eu construisant une base de données de signatures veineuses des mains. Eu outre, ce mémoire fournit au lecteur une base bibliographique consistante à laquelle il pourra se référer afin de mener à bien des recherches en vision infrarouge appliquée au corps humain

Détection du réseau routier à partir des images satellitaires à la suite d'une catatastrophe majeure

Avec l’augmentation de la résolution des images de télédétection, l’extraction des routes se fait avec plus de précision suivie d’une meilleure identification des différentes voies. Cependant, cette précision a un prix, elle génère du bruit dû au capteur et au contexte urbain qui rendent difficile l’extraction. Dans un contexte de catastrophe naturelle, le temps d’intervention des secouristes sur le terrain et la réduction des fausses détections par les algorithmes d’extraction sont primordiaux. Généralement, les structures (différents types de routes) que l’on veut analyser dans une image possèdent des tailles différentes, donc l’utilisation d’une résolution unique adaptée à tous ces objets est à écarter. L’analyse multirésolution qui décrit l’image sous différentes échelles d’espace avec un fort pouvoir de détection d’objets sera employée dans un premier temps pour réduire cette sensibilité au bruit. Dans un deuxième temps, nous allons employer le filtrage de Kalman pour faire le suivi de routes. L’image de sortie de l’extraction de routes obtenue avec l’algorithme modifié de Christophe et Inglada (2007) par Spiric (2011) sera utilisée comme espace d’observation. L’initialisation et la modélisation sont basées sur les caractéristiques intrinsèques de la route

Contraintes et opportunités pour l'automatisation de l'inspection visuelle au regard du processus humain

This research has the ambition to contribute to the automation of visual inspection, in the quality control of complex geometry metal parts. Firstly, many optical techniques, scanning, implementation of photorealistic rendering, classification of images or data, and pattern recognition are already highly developed and applied in each particular areas. But they are not, or rarely, in special cases, combined for a complete scanning method of appearance to the recognition, effective and perceptual, of object and aesthetic anomalies.This work benefited from the advancements of previous thesis on the formalization of quality control, as well as an agile system of surface appearance scanning to highlight the diversity of aesthetic anomalies surfaces. Thus, the major contribution lies in the adaptation of image processing methods to the formal structure of quality control, rich appearance data format and classification methods to achieve recognition as the human controller.In this sense, the thesis deciphers the different methodologies related to quality control, the human controller processes, surface appearance defects, the managements and processing of visual information, to the combination of all these constraints for a partial substitution system of the human controller. The aim of the thesis is to identify and reduce sources of variability to obtain better quality control, including through the intelligent and structured automation of visual inspection. From a selected computer vision device, the proposed solution is to analyze visual texture. This is regarded as a global signature of superior visual appearance information to a single image containing images textures. The analysis is performed with pattern recognition and machine learning mechanisms to develop automatic detection and evaluation of appearance defects.Ces travaux de recherche ont pour ambition de contribuer à l'automatisation de l'inspection visuelle, dans le cadre du contrôle qualité de pièces métalliques à géométrie complexe. En soi, de nombreuses techniques d'optique, de numérisation, d'implémentation de rendu photo-réaliste, de classification d'images ou de données, et de reconnaissance de formes sont déjà fortement développées et appliquées chacune dans des domaines particuliers. Or, elles ne sont pas, ou rarement pour des cas particuliers, combinées pour obtenir une méthode complète de numérisation de l'apparence jusqu'à la reconnaissance, effective et perceptuelle, de l'objet et des anomalies esthétiques.Ces travaux ont profité des avancements des thèses précédentes sur la formalisation du contrôle qualité ainsi que sur un système agile de numérisation d'aspect de surface permettant la mise en évidence de toute la diversité d'anomalies esthétiques de surfaces. Ainsi, la contribution majeure réside dans l'adaptation des méthodes de traitement d'images à la structure formalisée du contrôle qualité, au format riche des données d'apparence et aux méthodes de classification pour réaliser la reconnaissance telle que le contrôleur humain.En ce sens, la thèse propose un décryptage des différentes méthodologies liées au contrôle qualité, au comportement du contrôleur humain, aux anomalies d'aspect de surface, aux managements et traitements de l'information visuelle, jusqu'à la combinaison de toutes ces contraintes pour obtenir un système de substitution partielle au contrôleur humain. L'objectif de la thèse, et du décryptage, est d'identifier et de réduire les sources de variabilité pour obtenir un meilleur contrôle qualité, notamment par l'automatisation intelligente et structurée de l'inspection visuelle. A partir d'un dispositif de vision par ordinateur choisi, la solution proposée consiste à analyser la texture visuelle. Celle est considérée en tant que signature globale de l'information d'apparence visuelle supérieure à une unique image contenant des textures images. L'analyse est effectuée avec des mécanismes de reconnaissance de formes et d'apprentissage machine pour établir la détection et l'évaluation automatiques d'anomalies d'aspect