Perceptual quality assessment of real-world images and videos

The development of online social-media venues and rapid advances in technology by camera and mobile device manufacturers have led to the creation and consumption of a seemingly limitless supply of visual content. However, a vast majority of these digital images and videos are often afflicted with annoying artifacts during acquisition, subsequent storage, and transmission over the network. All these factors impact the quality of the visual media as perceived by a human observer, thereby compromising their quality of experience (QoE). This dissertation focuses on constructing datasets that are representative of real-world image and video distortions as well as on designing algorithms that accurately predict the perceptual quality of images and videos. The primary goal of this research is to design and demonstrate automatic image and continuous-time video quality predictors that can effectively tackle the widely diverse authentic spatial, temporal, and network-induced distortions -- contrary to all present-day algorithms that operate on single, synthetic visual distortions and predict a single overall quality score for a given video. I introduce an image quality database which contains a large number of images captured using a representative variety of modern mobile devices and afflicted with a widely diverse authentic image distortions. I will also describe the design of an online crowdsourcing system which aided a very large-scale image quality assessment subjective study. This data collection facilitated the design of a new image quality predictor that is founded on the principles of natural scene statistics of images in different color spaces and transform domains. This new quality method is capable of assessing the quality of images with complex mixtures of distortions and yields high correlation with human perception. Pertaining to videos, this dissertation describes a video quality database created to understand the impact of network-induced distortions on an end user's quality of experience. I present the details of a large-scale subjective study that I conducted to gather continuous-time ground truth QoE scores on a collection of 180 videos afflicted with diverse stalling events. I also present my analysis of the temporal variations in the perceived QoE due to the time-varying video quality and present insights on the impact of relevant human cognitive aspects such as long-term and short-term memory and recency on quality perception. Next, I present a continuous-time objective QoE predicting model that effectively captures the complex interactions between the aforementioned human cognitive elements, spatial and temporal distortions, properties of stalling events, and models the state of any given client-side network buffer. I also show how the proposed framework can be extended by further supplementing with any number of additional inputs (or by eliminating any ineffective ones), based on the information available at the content providers during the design of adaptive stream-switching algorithms. This QoE predictor supports future research in the design of quality-aware stream-switching algorithms which could control the position, location, and length of stalls, given a network bandwidth budget and the end user's device information, such that the end user's QoE is maximized.Computer Science

Modeling Continuous Video QoE Evolution: A State Space Approach

A rapid increase in the video traffic together with an increasing demand for higher quality videos has put a significant load on content delivery networks in the recent years. Due to the relatively limited delivery infrastructure, the video users in HTTP streaming often encounter dynamically varying quality over time due to rate adaptation, while the delays in video packet arrivals result in rebuffering events. The user quality-of-experience (QoE) degrades and varies with time because of these factors. Thus, it is imperative to monitor the QoE continuously in order to minimize these degradations and deliver an optimized QoE to the users. Towards this end, we propose a nonlinear state space model for efficiently and effectively predicting the user QoE on a continuous time basis. The QoE prediction using the proposed approach relies on a state space that is defined by a set of carefully chosen time varying QoE determining features. An evaluation of the proposed approach conducted on two publicly available continuous QoE databases shows a superior QoE prediction performance over the state-of-the-art QoE modeling approaches. The evaluation results also demonstrate the efficacy of the selected features and the model order employed for predicting the QoE. Finally, we show that the proposed model is completely state controllable and observable, so that the potential of state space modeling approaches can be exploited for further improving QoE prediction.Comment: 7 pages, 3 figures, conferenc

Perceptual video quality and quality of experience for adaptive video streaming

We live in a world where images and videos dominate our everyday lives. Every day, an enormous amount of video data is being shared in social media and consumer applications, while video streaming is becoming a new form of digital entertainment. Large-scale video streaming on demand has become possible thanks to numerous engineering achievements in fields such as video compression, high-speed computation and display technologies. Nevertheless, the skyrocketing needs for bandwidth and network resources consumed by video applications challenges modern video content delivery. Since the available bandwidth resources are limited, streaming service providers have to mediate between operation costs, bandwidth efficiency and maximizing user quality of experience. However, these goals are inherently conflicting and require knowledge of how user quality of experience is affected by the network-induced changes in video quality. Being able to understand and predict user quality of experience and perceptually optimize rate allocation, can have significant effects in better network utilization, reduced costs for service providers and improved user satisfaction. The goal of this dissertation is to study and predict user quality of experience in video streaming applications, by exploiting perceptual video quality and human behavioral responses to streaming-related video impairments. To this end, I present the details of three large-scale video subjective studies which target video streaming under multiple viewing conditions, such as display device, session duration, content characteristics and network/buffer conditions. By analyzing how humans react to changes in visual quality and streaming video impairments, I also design numerous video quality and quality of experience prediction models that can be used to evaluate the overall and the continuous-time perceived video quality. Throughout this dissertation, my goal is to perceptually optimize various stages of the video streaming pipeline, such as video encoding and video quality control as well as client-based rate adaptation. Ultimately, I envision that the outcome of this dissertation can be useful for video streaming applications at global scaleElectrical and Computer Engineerin

Tarsal intersegmental reflex responses in the locust hind leg

Locomotion is vital for vertebrates and invertebrates to survive. However, the mechanisms for locomotion are partially unknown. Central Pattern Generators and reflex systems have been shown to be the basis of most movements performed by arthropods. Much has been investigated lately on Central Pattern Generators, but little work has been done in reflex systems. Locomotion and motor output in feet (or tarsus in arthropods) has also been disregarded in research. Despite that feet are responsible for stability and agility in most animals, research on feet movements is scarce.In this thesis the tarsal intersegmental reflex of the locust hind leg is investigated. The tarsal reflex consists of a response in the tarsus when there is a change in the femoro-tibial joint. The main objective of the thesis is to describe the system and to develop mathematical and experimental methods to study, model and analyse it. Through a set of experiments is shown that as the knee joint is extended, the tarsus is depressed, and as the knee joint flexes, the tarsus levates. The experiments demonstrated that there is a purely neuronal link between the femoro-tibial joint position and the tibio-tarsal joint position. Moreover, it also reveals the effect of neuromodulatory compounds, such as dopamine, serotonin or octopamine. The tarsal reflex responses are fairly consistent across individuals, although significant variability across animals was found.To model a system where variability is an issue, a mathematical model with strong generalisation abilities is used: Artificial Neural Networks (ANNs). To design the ANNs, a metaheuristic algorithm has been implemented. The resulting ANNs are shown to be as accurate as other mathematical models used in physiology when used in a well known reflex system, the FETi responses. This results showed that ANNs are as good as Wiener methods in predicting responses and they outperform them in prediction of Gaussian inputs. Furthermore, they are able to predict responses in different animals, independently of the variability, with a more limited performance.New experimental methods are also designed to obtain accurate recordings of tarsal movements in response to knee joint changes. These experimental methods facilitate the data acquisition and its accuracy, reducing measurement errors. Using the mathematical methods validated, these responses are modelled and studied, showing responses to Gaussian and sinusoidal inputs, variability across individuals and effects of neuromodulators.With the tarsal reflex described and modelled, it can be used as a tool for further research in disciplines such as medicine, in the diagnose and treatment of euromuscular dysfunction or design of prosthesis and orthoses. This model can also be implemented in robotics to aid in stability when walking on irregular terrain

Novel methods for biological network inference: an application to circadian Ca2+ signaling network

Biological processes involve complex biochemical interactions among a large number of species like cells, RNA, proteins and metabolites. Learning these interactions is essential to interfering artificially with biological processes in order to, for example, improve crop yield, develop new therapies, and predict new cell or organism behaviors to genetic or environmental perturbations. For a biological process, two pieces of information are of most interest. For a particular species, the first step is to learn which other species are regulating it. This reveals topology and causality. The second step involves learning the precise mechanisms of how this regulation occurs. This step reveals the dynamics of the system. Applying this process to all species leads to the complete dynamical network. Systems biology is making considerable efforts to learn biological networks at low experimental costs. The main goal of this thesis is to develop advanced methods to build models for biological networks, taking the circadian system of Arabidopsis thaliana as a case study. A variety of network inference approaches have been proposed in the literature to study dynamic biological networks. However, many successful methods either require prior knowledge of the system or focus more on topology. This thesis presents novel methods that identify both network topology and dynamics, and do not depend on prior knowledge. Hence, the proposed methods are applicable to general biological networks. These methods are initially developed for linear systems, and, at the cost of higher computational complexity, can also be applied to nonlinear systems. Overall, we propose four methods with increasing computational complexity: one-to-one, combined group and element sparse Bayesian learning (GESBL), the kernel method and reversible jump Markov chain Monte Carlo method (RJMCMC). All methods are tested with challenging dynamical network simulations (including feedback, random networks, different levels of noise and number of samples), and realistic models of circadian system of Arabidopsis thaliana. These simulations show that, while the one-to-one method scales to the whole genome, the kernel method and RJMCMC method are superior for smaller networks. They are robust to tuning variables and able to provide stable performance. The simulations also imply the advantage of GESBL and RJMCMC over the state-of-the-art method. We envision that the estimated models can benefit a wide range of research. For example, they can locate biological compounds responsible for human disease through mathematical analysis and help predict the effectiveness of new treatments

Contagion dynamics in multilevel and structured populations.

Existen numerosos procesos de contagio sobre redes, como la propagación de epidemias, los rumores, la información u otros fenómenos no lineales propios de los sistemas complejos humanos. Desde la perspectiva de la modelización matemática, los procesos de contagio en poblaciones estructuradas se están volviendo cada vez más sofisticados en lo que respecta al tipo de interacciones no triviales involucradas en ellos. Los modelos han evolucionado desde los simples métodos compartimentales a modelos estructurados en los que se tienen en cuenta las heterogeneidades de la población. Además, para visualizar estas jerarquías y heterogeneidades de los sistemas complejos humanos, también consideramos la representación multicapa de las poblaciones. En esta tesis, intentamos explorar la punta del iceberg en lo que respecta a procesos de contagio sobre poblaciones basándonos en varios modelos matemáticos. Nuestro objetivo es entender la complejidad de las dinámicas de contagio en poblaciones estructuradas y multinivel.En el primer capítulo, nos centramos en presentar el desarrollo de algunas de las teorías principales que se utilizan para estudiar los sistemas complejos. El descubrimiento de las interacciones no lineales hizo que le método del reduccionismo fuese cuestionado, dado que el comportamiento general no puede describirse como una simple superposición de pequeñas escalas. La ciencia de redes busca caracterizar los sistemas complejos de diversos campos. Al mismo tiempo, la teoría de grafos proporciona las herramientas matemáticas necesarias para describir redes realistas. Discutiremos algunas de las cantidades fundamentales y las métricas más relevantes para la caracterización de la estructura de la red, así como varios ejemplos de modelos de red. Además, repasaremos brevemente los principios básicos de las redes multicapa que rompen la limitación de un solo tipo de conexión existente en las redes monocapa, estableciendo la base para explorar y generalizar estos conceptos.A continuación, estudiaremos procesos dinámicos comenzando por una breve introducción a los modelos matemáticos que se usarán durante el resto de la tesis. En el caso de la ecuación maestra, resaltaremos el rol de los procesos de Markov así como la aproximación de campo medio, sin centrarnos en sus soluciones completas. Los métodos de modelización y las reglas de actualización que se utilizan en las simulaciones numéricas también se presentan en detalle. En esta tesis, nos centraremos en el problema de la propagación de epidemias sobre redes, un tema que despierta gran interés en el campo de los procesos de propagación y contagio. Después de revisar las propiedades y los resultados teóricos de algunos de los modelos epidemiológicos típicos, con varias simplificaciones desde el punto de vista matemático, exploraremos varias medidas importantes en el campo de la epidemiología, i.e., el número reproductivo básico y la inmunidad de grupo. Después, implementaremos un modelo clásico de epidemias sobre redes multicapa para explorar el papel que juega la direccionalidad utilizando funciones generatrices. Terminaremos el capítulo 2 modelizando un tipo especial de procesos de contagio social, en particular, utilizaremos un modelo compartimental para estudiar la propagación de la corrupción. Prestaremos atención a las condiciones críticas para que surja este tipo de comportamiento desarrollando la aproximación de campo medio y comparando sus predicciones con simulaciones. Es más, extenderemos el modelo de corrupción a un sistema de dos capas en el que los flujos de contagio pueden ser diferentes en cada capa para investigar el papel que juega el solapamiento de enlaces y las correlaciones de grado entre capas en la evolución de las actividades honestas y corruptas.Resulta evidente que la complejidad de los sistemas humanos del mundo real afecta la precisión con la que se pueden predecir las epidemias y algunas propiedades específicas de los sistemas. Sin embargo, debido al desarrollo de la ciencia de datos, fuentes de datos masivas y muy informativas pueden utilizarse para enriquecer la topología de la red de forma que se acerque a los sistemas reales. En al tercera parte de esta tesis, comenzaremos describiendo los retos y las oportunidades que han surgido durante el desarrollo de la ciencia de datos. A continuación, intentaremos conseguir una imagen más realista de la estructura interna de las redes de contacto utilizando datos reales. Además, ilustraremos la importancia de utilizar una perspectiva conducida por los datos en lo que respecta a la modelización de redes a la hora de estudiar la propagación de epidemias en redes de contacto. En este caso, la variabilidad de patrones de interacción que surge de la heterogeneidad de la población, sus comportamientos sociales, etc. puede ser capturada correctamente.Bajo este mismo desarrollo teórico, consideraremos la edad de los individuos y sus patrones de interacción social para generar redes multicapa con estructura de edad para estudiar el problema de la inmunidad de grupo del SARS-CoV-2 y evaluar el impacto que tres estrategias de vacunación pueden tener a la hora de eliminar la transmisión de la panedmia. Después, para explorar la dinámica de las enfermedades que se propagan en entornos hospitalarios (HAI, por sus siglas en inglés) cuando los pacientes están recibiendo tratamiento en ellos, utilizaremos una colección de datos espacio-temporales recogida en tres hospitales de Canadá para generar las redes de interacción entre los trabajadores hospitalarios (HCWs). Nos centraremos en determinar cuantitativemente el riesgo de que las HAIs se propaguen por las diferentes unidades de un hospital y los varios grupos de HCWs, respectivamente. Calcularemos el riesgo de las unidades espaciales usando el tiempo de llegada de la enfermedad y el número de infecciones producidas en cada unidad. En el caso de los HCWs, la probabilidad de infectarse y el número de reproducción efectivo son usados como indicador del riesgo de HCWs.Concluiremos la tesis presentando nuestras conclusiones y discutiendo algunos de los restos que quedan por explorar en el futuro.<br /

Uso de peces y macroinvertebrados como bindicadores del estudio ecológico a lo largo de un gradiente altitudinal: Propuesta para una evaluación ecológica de los ríos bajos del noroccidente ecuatoriano.

En la región del Chocó ecuatoriano existen ríos, en montañas bajas, que están aislados de los grandes ríos que nacen en tierras altas de los Andes; particularmente, en la región noroccidental del Ecuador, se forman pequeñas cuencas hidrográficas, en altitudes no mayores a los 300 m.s.n.m., que drenan directamente hacía el mar y que mantienen caudales permanentes durante todo el año; son de bajo gradiente (1.0-2.3%), forman cauces compuestos, principalmente de grava-arena y mantienen una profundidad media que oscila entre 30 y 70 cm durante la estación seca (Molinero, 2019). Un ejemplo destacado de este tipo de estos drenajes, son los ríos vecinos Atacames y Súa, que tienen una extensión del cauce cercana a los 40 km y un área de drenaje máximo de alrededor de los 300 km2. Con la finalidad de aportar conocimiento, sobre los ríos bajos de esta región poco explorada, se plantearon algunos objetivos: determinar los cambios que presenta el ensamblaje y la estructura funcional de los peces y macroinvertebrados a lo largo del tiempo y del gradiente longitudinal en los ríos Atacames y Súa; identificar bioindicadores que señalen un cambio en la integridad biótica para establecer un gradiente de deterioro ambiental en los ríos Atacames y Súa; finalmente, diseñar una herramienta de Evaluación del Estado Ecológico mediante la valoración de bioindicadores, aplicable a los ríos bajos del noroccidente ecuatoriano.Si bien el estudio de la diversidad de especies representa uno de los mayores intereses en la ecología y es intuitivamente simple, conceptualmente es complejo (Chiarucci et al., 2011), al punto que existe un fuerte debate sobre si actualmente está cambiando la diversidad biológica (Cardinale et al., 2017), disminuyendo (Barnosky et al., 2011) u homogenizándose (Sax y Gaines, 2003). Esta discusión está, en muchos casos, relacionada con la presencia de especies invasoras. En este sentido, la primera aproximación consistió en una comparación de muestreos de peces registrados en dos periodos, el primero de ellos se hizo en el invierno de 2012 (Jiménez-Prado, 2012) y el segundo (datos solo de invierno de este trabajo) en 2017, para entender los cambios en la diversidad y en la estructura de la comunidad de peces del río Atacames, en periodos de alta precipitación (enero a junio), con un seguimiento a la presencia de dos especies introducidas (Capítulo 1, publicado). Se determinó un cambio del ensamblaje de peces en la cuenca del río Atacames, con la extinción local de una especie nativa y la aparición de una segunda especie introducida, entre los dos periodos. Dentro de este escenario, es particularmente interesante la coexistencia de la millonaria (Pseudopoecilia fria), especie endémica de la región y el guppi (Poecilia gillii), como especie introducida, ya que no solo pertenecen a la misma familia, sino que existen reportes de comportamientos similares (Magurran, Seghers, Carvalho, & Shaw, 1992; Camacho-Cervantes, García, Ojanguren, y Magurran, 2014); incluso la posibilidad de hibridación (Magalhães y Jacobi, 2017); Partiendo de estos antecedentes, se buscó identificar si la competencia entre estas dos especies podría ocasionar cambios en la población original (Capítulo 2, publicado). Producto de esto se ha evidenciado una modificación en el crecimiento y la velocidad de madurez en la población de P. fria del río Atacames, donde está presente la especie introducida (P. gillii), presenta una mayor tasa de crecimiento inicial, pero también una madurez más temprana, por lo que detiene el crecimiento; al contrario de los que sucede con la misma especie del río Súa (donde aún está ausente P. gillii), que tiene una menor tasa de crecimiento primario, por lo que demora más su madurez, y por lo tanto también logra alcanzar un mayor crecimiento.Para entender algunos de los efectos en las poblaciones, específicamente a través de identificar patrones de variación morfológica entre especies y entre zonas en los cauces, se examinó la variación morfológica de los peces. Se planteó la idea de que a pesar de que estos ríos son pequeños, las condiciones ambientales entre su desembocadura y su origen, generan diferencias morfológicas intra e interespecíficas (Capítulo 3, publicado). El patrón de cambio morfológico más interesante que se encontró fue que las poblaciones muestreadas en la zona baja de la cuenca tuvieron el cuerpo más alto que las que habitan la zona alta. Este tipo de cambio en la forma del cuerpo ha sido reportado previamente en otras especies (Sidlauskas et al., 2006; Aguirre et al., 2019); sin embargo, en todos los ríos en que se han encontrado estas variaciones han sido con tramos de altitud que varía de los 500 a 1000 m., mientras que en los ríos de este estudio los cambios han sido detectados en altitudes de entre 5 y 130 m.Se buscó también determinar si los diferentes factores ambientales explicarían más variación en las métricas basadas en el tamaño que en las métricas basadas en la diversidad taxonómica; por lo que se determinó el efecto de los procesos de ensamblaje sobre el tamaño de los peces y la diversidad, comparando las condiciones de los arroyos (por ejemplo, la concentración de nutrientes, la salinidad, etc.), la topografía (por ejemplo, la elevación), y el sustrato del lecho del arroyo con varios parámetros de biodiversidad de peces (diversidad de especies y tamaños). (Capítulo 4, publicado). Las variables del paisaje tuvieron los mayores efectos sobre las métricas de diversidad de peces (tanto las del tamaño corporal como las taxonomicas). En particular, encontramos también una disminución de la riqueza de especies de peces de aguas abajo a aguas arriba, como se ha observado para otros grupos de animales y ecosistemas (Rahbek, 1995). Igualmente, la disminución de la diversidad de tamaños hacia aguas arriba sugiere que los ensamblajes de peces en esas zonas pueden estar compuestos por especies de pequeño tamaño corporal, un patrón similar reportado en otros estudios, pero de igual manera para grandes diferencias altitudinales (Tobes et al., 2016; Benejam et al., 2018).Por otro lado, para entender la relación entre la disponibilidad de nutrientes y sus consumidores, se buscó determinar los efectos del cambio estacional (de seco a húmedo) sobre la composición y abundancia de la materia orgánica particulada gruesa bentónica y las comunidades de macroinvertebrados; suponiendo que las existencias de la materia orgánica y el número de macroinvertebrados se reducen por efecto del aumento en los caudales y que eso podría suponer también cambios funcionales en la comunidad de macroinvertebrados (Capítulo 5). Se destaca un claro patrón diferencial en el cambio de la estación seca a la lluviosa, de noviembre a enero, con una disminución general de la abundancia en casi todos los grupos de macroinvertebrados, excepto en el de los moluscos donde por el contrario aumentó su abundancia; evidenciando que el régimen de los caudales puede impulsar fluctuaciones intra e interanuales de las condiciones ambientales (Arantes et al., 2019), lo cual hace que la disponibilidad y calidad de los hábitats ejerzan influencia en los patrones de la biodiversidad (Palmer y Ruhi, 2019).Finalmente, utilizando diferentes métricas, tanto de peces como de macroinvertebrados, se ha construido una herramienta que permite medir la condición ecológica, por medio de una evaluación de la integridad biológica en la comunidad que habitan este tipo de ríos, para proponer un índice multimétrico de ríos bajos en el noroccidente ecuatoriano, IMRB (Capítulo 6). La validación realizada en este estudio muestra que el IMRB es robusto, en el contexto de los ríos Súa y Atacames, lo cual no permite saber cómo se comportaría esta herramienta a la hora de evaluar el estado ecológico de localidades situadas fuera de estas cuencas; por lo que se recomienda realizar nuevos estudios en otros ríos de la región que permitan validad su uso en otros contextos.Como un aporte técnico adicional del estudio, se generó una contribución técnica de la relación talla-peso en seis de las especies nativas de los ríos estudiados (Apéndice II).<br /

Socio-endocrinology revisited: New tools to tackle old questions

Animals’ social environments impact their health and survival, but the proximate links between sociality and fitness are still not fully understood. In this thesis, I develop and apply new approaches to address an outstanding question within this sociality-fitness link: does grooming (a widely studied, positive social interaction) directly affect glucocorticoid concentrations (GCs; a group of steroid hormones indicating physiological stress) in a wild primate? To date, negative, long-term correlations between grooming and GCs have been found, but the logistical difficulties of studying proximate mechanisms in the wild leave knowledge gaps regarding the short-term, causal mechanisms that underpin this relationship. New technologies, such as collar-mounted tri-axial accelerometers, can provide the continuous behavioural data required to match grooming to non-invasive GC measures (Chapter 1). Using Chacma baboons (Papio ursinus) living on the Cape Peninsula, South Africa as a model system, I identify giving and receiving grooming using tri-axial accelerometers and supervised machine learning methods, with high overall accuracy (~80%) (Chapter 2). I then test what socio-ecological variables predict variation in faecal and urinary GCs (fGCs and uGCs) (Chapter 3). Shorter and rainy days are associated with higher fGCs and uGCs, respectively, suggesting that environmental conditions may impose stressors in the form of temporal bottlenecks. Indeed, I find that short days and days with more rain-hours are associated with reduced giving grooming (Chapter 4), and that this reduction is characterised by fewer and shorter grooming bouts. Finally, I test whether grooming predicts GCs, and find that while there is a long-term negative correlation between grooming and GCs, grooming in the short-term, in particular giving grooming, is associated with higher fGCs and uGCs (Chapter 5). I end with a discussion on how the new tools I applied have enabled me to advance our understanding of sociality and stress in primate social systems (Chapter 6)

Epistémologie historique de l'étude du comportement animal

Projet réalisé dans le cadre d'une cotutelle avec l'Université de Bourgogne (Dijon, France)Dans cette enquête nous entreprenons d’explorer la notion de comportement animal telle que l’exprime une discipline contemporaine, l’écologie comportementale. Afin de procéder à l’examen d’une notion aussi complexe, positionnée dans un contexte étroit, nous développons et utilisons un outil d’investigation : l’épistémologie historique. De façon générale, cet outil consiste à intégrer en une seule démarche les perspectives d’investigation diachronique et synchronique sur un même thème. Ainsi, pour procéder à l’examen de la notion de comportement animal, nous puisons d’abord dans l’histoire récente de l’écologie comportementale. Nous nous intéressons plus particulièrement à sa filiation avec l’éthologie classique et, après avoir reconstitué la trame historique qui unit les deux disciplines, nous procédons à leur comparaison. Cette seconde étape de notre épistémologie contribue à mettre en évidence plusieurs différences critiques dans la conception du comportement animal qu’endosse chacune des disciplines. Ces distinctions, en faisant ressortir la spécificité de l’écologie comportementale, nous permettent ensuite de nous intéresser à la notion de comportement animal à travers les approches principales que cette discipline mobilise. Ultimement, nous élaborons deux définitions de la notion de comportement animal. La première reflète le statut ontologique du comportement dans la discipline, alors que la seconde correspond à la conception qui se dégage de la pratique des écologues.In this inquiry I undertake to explore the notion of animal behaviour as it is expounded in a contemporary field of inquiry: behavioural ecology. In order to carry out an analysis of such a complex notion, localized in a very narrow context, I design and use a specific tool of investigation called “historical epistemology”. Simply understood, this tool consists in the integration of diachronic and synchronic perspectives of investigation into a single approach to investigate a circumscribed theme. So, in order to proceed to the analysis of the notion of animal behaviour, I first draw into the recent history of behavioural ecology. I take special interest in its filiation with classical ethology and, after having reconstructed the historical frame that links the two fields together, I proceed to compare them. This comparison, the second step of my epistemology, is used to highlight the characteristics of the animal behaviour conceptions put forward by the two scientific disciplines. These distinctions, bringing to the fore the specificity of behavioural ecology, then allow me to scrutinize the notion of animal behaviour as it is instantiated in the main approaches mobilized by the discipline (especially what I identifies as the “phenotypic adaptationist”, the “phenotypic structural”, the “comparative” and the “by reduction” approaches). Last, I design two definitions of the notion of animal behaviour. The first one reflects the ontological status of the notion in this field of investigation, whereas the second corresponds to the conception underlying behavioural ecologist practices

A retrospective analysis of semen samples and reproductive hormones in Africa and the middle east

Philosophiae Doctor - PhDSemen analysis is the cornerstone for the investigation of male infertility. Semen quality can be influenced by geographical location, age, ejaculatory abstinence, and season. In 2010, the WHO published criteria for human semen characteristics that were markedly lower than those previously reported. Many reports have discussed the methodology used by the WHO to set the 2010 reference values. Some of the limitations of the WHO (2010) study included an undefined ejaculatory abstinence period, the limited representation of different age groups, and a limitation in geographical representation as the study did not include any data from Africa and Middle East. Therefore, the current cohort study was designed to provide retrospective data on semen quality (Africa and Middle East) and reproductive hormones (Middle East) in patients who underwent semen analysis and endocrine investigation at Andrology Laboratories in South Africa and Qatar