Heuristiques d'ordonnancement en deux étapes de graphes de tâches parallèles

Article publié à Techniques et Sciences Informatiques Volume 28. n° 1/2009National audienceL'ordonnancement d'applications parallèles représentées par des graphes de tâches consiste à trouver l'ensemble de processeurs sur lesquels chaque tâche doit être exécutée afin de minimiser le temps d'exécution de ces applications tout en exploitant rationnellement les ressources. Alors que la plupart des algorithmes d'ordonnancement de graphes de tâches parallèles visent des grappes homogènes, cet article montre la nécessité d'avoir de tels algorithmes pour des agrégations de grappes de calcul qui sont de plus en plus répandues et qui peuvent permettre de déployer des applications parallèles à échelles sans précédents. Nous proposons des améliorations d'une heuristique d'ordonnancement de tâches parallèles en milieu homogène. Ensuite, nous l'adaptons au cas des plates-formes hétérogènes de type grappe hétérogène de grappes homogènes. While most parallel task graph scheduling research has been done in the context of single homogeneous clusters, heterogeneous platforms have become prevalent and are extremely attractive for deploying applications at unprecedented scales. In this paper we address the need for scheduling techniques for parallel task applications for heterogeneous clusters of clusters by proposing a method to adapt existing parallel task graph scheduling heuristics that have proved to be efficient on homogeneous environments. Before adapting that heuristic to heterogeneous platforms, we propose some improvements for homogeneous platform

Connection and image segmentation

After some reminders on the notion of a set connection, a formal definition of image segmentation is proposed, that interprets it in terms of set connections. Then the central theorem of the paper identifies segmentation, connective criteria, and induced connections for any family of functions from an arbitrary space E into an arbitrary space T. The soundness of the egmentation approach is explicited by a series of examples. The connections are then used for filtering purposes. Here the main operations are the opening by reconstruction and the leveling. In conclusion, the proposed approach is compared with variational methods and with graph based strategies.Après quelques rappels sur la notion de connexion ensembliste, une définition formelle de la segmentation des images est proposée, qui l'interprète en termes de partition maximale selon un critère donné. Le théorème central du texte identifie alors segmentation, critère connectif et connections induites, pour toute famille de fonctions d'un espace arbitraire E dans un espace arbitraire T. La pertinence de la théorie est illustrée par une série d'exemples. Les connexions sont ensuite utilisées à des fins de filtrage. Ici, les deux opérations de base sont l'ouverture par reconstruction et le nivellement. Le texte se conclut par la comparaison de la démarche proposée avec les méthodes variationnelles et avec les stratégies à base de graphes

Etude expérimentale de la réparation des structures d'aéronefs par collage des patchs à base d’époxy et fibre de verre

The composite materials present weakness to shocks and impact, studies are carried out in order to minimize the consequences of these defects, solutions are adopted for temporary or permanent. solutions are adopted for temporary or permanent repairs. These repairs are applied to the defects present on the composite materials of the "Low Energy Impact" type aircraft structure using the Epoxy matrix composite patch method: EPOCASTA50-1, a non-diluted resin reinforced with glass of the same type as that of the aircraft fuselage. The effectiveness of these repairs is verified using the study of conventional tensile behavior. For the characterization of the damaged state and validation of the results, non-destructive NDT control is carried out on specimens developed under the same conditions as repair plates attached to the fuselage plane.Les matériaux composites présentent une faiblesse aux chocs et aux impacts, des études ont été effectuées par plusieurs chercheurs afin de minimiser les conséquences de ces défauts, qui mènent souvent à des réparations temporaires ou permanentes. La présente étude a pour objectif d'investiguer des cas de réparation des structures d'avions. Ces réparations sont appliquées aux défauts survenus sur les matériaux composites de la structure d'avion de type « Impact Faible Energie » en utilisant la méthode patch de composite à matrice époxy : EPOCASTA50-1, la résine est sans dilution renforcée par des tissus de fibres de verre de même type que celui du fuselage d'avion. L’efficacité de ces réparations est vérifiée par l’étude du comportement en traction classique. Pour la caractérisation à l'état endommagé et la validation des résultats, la méthode de contrôle non destructif CND a été utilisée sur des éprouvettes élaborées dans les mêmes conditions que les plaques de réparation fixées sur le fuselage d'avion.Les matériaux composites présentent une faiblesse aux chocs et aux impacts causés par différents projectiles (Foreign Object damage, oiseaux, foudres …. etc.). Des études ont été effectuées par plusieurs chercheurs afin de minimiser les conséquences de ces défauts, qui mènent souvent à prendre des solutions de réparations temporaires ou permanente. Ces dernières sont mises sous forme de procédures dans un manuel appelé SRM (Structure Réparation Manuel). La présente étude englobe un travail expérimental réalisé à l’université de Boumerdes en collaboration avec la compagnie aérienne AIR ALGERIE. Elle a pour objectif d'investiguer des cas de réparation des structures d'avions. Ces réparations sont appliquées aux défauts survenus sur les matériaux composites de la structure d'avion de type « Impact Faible Energie » en utilisant la méthode patch de composite à matrice époxy : EPOCASTA50-1, la résine est sans dilution renforcée par des tissus de fibres de verre de même type que celui du fuselage d'avion. Ensuite, l’efficacité de ces réparations est vérifiée par l’étude du comportement en traction classique par application d’une contrainte de l’ordre de 80% de contrainte max, en mode de relaxation. Pour la caractérisation à l'état endommagé et la validation de nos résultats, on a utilisé la méthode de contrôle non destructif CND à base d’ultrasons, cette vérification s’effectue sur des éprouvettes élaborées dans les mêmes conditions que les plaques de réparation fixées sur le fuselage d'avion

Indexation et navigation dans les contenus visuels : approches basées sur les graphes

La première partie de cette thèse concerne l’indexation des documents vidéo en scènes. Les scènes sont des ensembles de plans vidéo partageant des caractéristiques similaires. Nous proposons d’abord une méthode interactive de détection de groupes de plans, partageant un contenu couleur similaire, basé sur la fragmentation de graphe. Nous abordons ensuite l’indexation des documents vidéo en scènes de dialogue, basée sur des caractéristiques sémantiques et structurelles présentes dans l’enchaînement des plans vidéo. La seconde partie de cette thèse traite de la visualisation et de la recherche dans des collections d’images indexées. Nous présentons un algorithme de plongement d’un espace métrique dans le plan appliqué à la visualisation de collections d’images indexées. Ce type de visualisation permet de représenter les relations de dissimilarité entre images et d’identifier visuellement des groupes d’images similaires. Nous proposons enfin une interface de recherche d’images basée sur le routage local dans un graphe. Les résultats d’une validation expérimentale sont présentés et discutés.This thesis deals with the indexation and the visualisation of video documents and collections of images. The proposed methods are based on graphs to represent similarity relationships between indexed video shots and images. The first part of this thesis deals with the indexation of video documents into scenes. A scene is a set of video shots that share common features. We first propose an interactive method to group shots with similar color content using graph clustering. We then present a technique to index video documents into dialogue scenes based on semantic and structural features. The second part of this thesis deals with visualisation and search in collections of indexed images.We present an algorithm for embedding a metric space in the plane applied to collections of indexed images. The aim of this technique is to visualise the dissimilarity relationships between images to identify clusters of similar images. Finally, we present a user interface for searching images, inspired from greedy routing in networks. Results from experimental validation are presented and discussed

Répartition automatique des tâches parallèles : application dans la simulation de réseaux électriques en temps réel

Répartition automatique des tâches parallèles pour la simulation en temps réel -- Modélisation et analyse du problème de la répartition des tâches -- Méthode heuristique de répartition des tâches temps réel -- Heuristiques de répartition et performances de la méthode

Segmentation d'images de façades de bâtiments acquises d'un point de vue terrestre

L'analyse de façades (détection, compréhension et reconstruction) à partir d'images acquises depuis la rue est aujourd'hui un thème de recherche très actif en photogrammétrie et en vision par ordinateur de part ses nombreuses applications industrielles. Cette thèse montre des avancées réalisées dans le domaine de la segmentation générique de grands volumes de ce type d'images, contenant une ou plusieurs zones de façades (entières ou tronquées).Ce type de données se caractérise par une complexité architecturale très riche ainsi que par des problèmes liés à l'éclairage et au point de vue d'acquisition. La généricité des traitements est un enjeu important. La contrainte principale est de n'introduire que le minimum d'a priori possible. Nous basons nos approches sur les propriétés d'alignements et de répétitivité des structures principales de la façade. Nous proposons un partitionnement hiérarchique des contours de l'image ainsi qu'une détection de grilles de structures répétitives par processus ponctuels marqués. Sur les résultats, la façade est séparée de ses voisines et de son environnement (rue, ciel). D'autre part, certains éléments comme les fenêtres, les balcons ou le fond de mur, sans être reconnus, sont extraits de manière cohérente. Le paramétrage s'effectue en une seule passe et s'applique à tous les styles d'architecture rencontrés. La problématique se situe en amont de nombreuses thématiques comme la séparation de façades, l'accroissement du niveau de détail de modèles urbains 3D générés à partir de photos aériennes ou satellitaires, la compression ou encore l'indexation à partir de primitives géométriques (regroupement de structures et espacements entre ellesFacade analysis (detection, understanding and field of reconstruction) in street level imagery is currently a very active field of research in photogrammetric computer vision due to its many applications. This thesis shows some progress made in the field of generic segmentation of a broad range of images that contain one or more facade areas (as a whole or in part).This kind of data is carecterized by a very rich and varied architectural complexity and by problems in lighting conditions and in the choice of a camera's point of view. Workflow genericity is an important issue. One significant constraint is to be as little biased as possible. The approches presented extract the main facade structures based on geometric properties such as alignment and repetitivity. We propose a hierarchic partition of the image contour edges and a detection of repetitive grid patterns based on marked point processes. The facade is set appart from its neighbooring façades and from its environment (the ground, the sky). Some elements such as windows, balconies or wall backgrounds, are extracted in a relevant way, without being recognized. The parameters regulation is done in one step and refers to all architectural styles encountered. The problem originates from most themes such as facade separation, the increase of level of details in 3D city models generated from aerial or satellite imagery, compression or indexation based on geometric primitives (structure grouping and space between them)PARIS-EST-Université (770839901) / SudocSudocFranceF

Reconstruction 3D à partir de paires stéréoscopiques en conditions dégradées

Stereo reconstruction serves many outdoor applications, and thus sometimes faces foggy weather. The quality of the reconstruction by state of the art algorithms is then degraded as contrast is reduced with the distance because of scattering. However, as shown by defogging algorithms from a single image, fog provides an extra depth cue in the grey level of far away objects. Our idea is thus to take advantage of both stereo and atmospheric veil depth cues to achieve better stereo reconstructions in foggy weather. To our knowledge, this subject has never been investigated earlier by the computer vision community. We thus propose a Markov Random Field model of the stereo reconstruction and defogging problem which can be optimized iteratively using the ±-expansion algorithm. Outputs are a dense disparity map and an image where contrast is restored. The proposed model is evaluated on synthetic images. This evaluation shows that the proposed method achieves very good results on both stereo reconstruction and defogging compared to standard stereo reconstruction and single image defogging.Nous nous sommes intéressés au problème de la reconstruction 3D à partir de paires stéréoscopiques en présence de brouillard. De nombreux algorithmes existent pour effectuer la reconstruction stéréoscopique, mais peu sont adaptés aux conditions dégradées et en particulier, au brouillard. De ce fait, ils produisent des résultats incorrects à partir d'une certaine distance. L'une des principales causes de cette limitation est la diminution du contraste avec la distance due au brouillard. La restauration du contraste dans une image en présence de brouillard connaît un intérêt croissant en traitement d'image ces dernières années, en particulier pour des applications destinées aux aides à la conduite. De nombreux algorithmes ont été proposés et permettent d'apporter des solutions approchées à ce problème. Un grand nombre d'entre eux sont fondés sur la loi de Koschmieder qui permet de faire le lien entre l'intensité de l'image, l'intensité originale de la scène et la profondeur. L'un des problèmes de la restauration du contraste monoculaire est l'ambiguïté entre l'épaisseur du voile atmosphérique liée à la profondeur et la couleur plus ou moins claire de la scène, qui fait que ce problème est mal posé. Des contraintes arbitraires doivent donc être ajoutées et cela fait que la solution est approchée. Souvent, la profondeur estimée est très différente de la profondeur exacte de la scène, en particulier à courte distance où le voile est faible.. A partir de ce constat, la complémentarité de la reconstruction stéréo et de la restauration apparaît et un algorithme de reconstruction et de restauration simultanées a été proposé pour la première fois. Pour cela, nous proposons une approche probabiliste fondée sur les champs de Markov. Le modèle proposé permet, grâce à l'indice de profondeur de la stéréovision, de restaurer le contraste avec précision à courte distance. De plus, les images restaurées facilitent la reconstruction à longue distance. Une évaluation qualitative de l'algorithme proposé montre une amélioration significative de la qualité de la carte de profondeur générée par rapport aux algorithmes classiques ne prenant pas en compte le brouillard. L'évaluation montre aussi que les restaurations obtenues sont de qualité proche de celles de l'état de l'art

Réseaux et signal : des outils de traitement du signal pour l'analyse des réseaux

This thesis describes new tools specifically designed for the analysis of networks such as social, transportation, neuronal, protein, communication networks... These networks, along with the rapid expansion of electronic, IT and mobile technologies are increasingly monitored and measured. Adapted tools of analysis are therefore very much in demand, which need to be universal, powerful, and precise enough to be able to extract useful information from very different possibly large networks. To this end, a large community of researchers from various disciplines have concentrated their efforts on the analysis of graphs, well define mathematical tools modeling the interconnected structure of networks. Among all the considered directions of research, graph signal processing brings a new and promising vision : a signal is no longer defined on a regular n-dimensional topology, but on a particular topology defined by the graph. To apply these new ideas on the practical problems of network analysis paves the way to an analysis firmly rooted in signal processing theory. It is precisely this frontier between signal processing and network science that we explore throughout this thesis, as shown by two of its major contributions. Firstly, a multiscale version of community detection in networks is proposed, based on the recent definition of graph wavelets. Then, a network-adapted bootstrap method is introduced, that enables statistical estimation based on carefully designed graph resampling schemes.Cette thèse propose de nouveaux outils adaptés à l'analyse des réseaux : sociaux, de transport, de neurones, de protéines, de télécommunications... Ces réseaux, avec l'essor de certaines technologies électroniques, informatiques et mobiles, sont de plus en plus mesurables et mesurés ; la demande d'outils d'analyse assez génériques pour s'appliquer à ces réseaux de natures différentes, assez puissants pour gérer leur grande taille et assez pertinents pour en extraire l'information utile, augmente en conséquence. Pour répondre à cette demande, une grande communauté de chercheurs de différents horizons scientifiques concentre ses efforts sur l'analyse des graphes, des outils mathématiques modélisant la structure relationnelle des objets d'un réseau. Parmi les directions de recherche envisagées, le traitement du signal sur graphe apporte un éclairage prometteur sur la question : le signal n'est plus défini comme en traitement du signal classique sur une topologie régulière à n dimensions, mais sur une topologie particulière définie par le graphe. Appliquer ces idées nouvelles aux problématiques concrètes d'analyse d'un réseau, c'est ouvrir la voie à une analyse solidement fondée sur la théorie du signal. C'est précisément autour de cette frontière entre traitement du signal et science des réseaux que s'articule cette thèse, comme l'illustrent ses deux principales contributions. D'abord, une version multiéchelle de détection de communautés dans un réseau est introduite, basée sur la définition récente des ondelettes sur graphe. Puis, inspirée du concept classique de bootstrap, une méthode de rééchantillonnage de graphes est proposée à des fins d'estimation statistique