Reconnaissance de documents assistée: architecture logicielle et intégration de savoir-faire

Cette thèse aborde la reconnaissance de documents suivant une approche assistée, qui vise à exploiter au mieux les compétences respectives de l’homme et de la machine. Nos contributions portent notamment sur les questions d’architecture logicielle soulevées par la mise en oeuvre de systèmes de reconnaissance de documents. Les avantages d’un environnement coopératif sont motivés par une analyse critique des systèmes actuels, et une projection sur les futures applications de la reconnaissance de documents. Diverses propositions concrètes sont émises sur la conduite du dialogue homme-machine, ainsi que sur les possibilités d’amélioration à l’usage. L’inventaire des données à gérer dans un système de reconnaissance est organisé de façon modulaire et homogène, et représenté à l’aide du format standard DAFS Sur le plan du contrôle, le système est décomposé selon une modélisation multi-agents. Cette découpe conceptuelle est alors simulée dans notre plateforme de développement, qui repose sur la programmation concurrente, distribuée, et multi-langages. Une solution expressive est proposée pour le couplage entre le noyau de l’application et l’interface graphique. Le prototype qui a servi à valider l’architecture est présenté. Notre architecture logicielle encourage l’exploitation du savoir-faire typographique, par l’intermédiaire d’un support de fontes standardisé. Ce rapprochement entre les deux disciplines profite à la fois à l’ergonomie, à la valorisation des résultats de reconnaissance, et aux méthodes d’analyse automatiques. Nous présentons une poignée d’analyseurs originaux, pour des tâches de reconnaissance de caractères, d’identification des fontes, ou de segmentation. Les expériences conduites en guise de première évaluation démontrent l’utilité potentielle de nos outils d’analyse. Par ailleurs, une contribution est apportée au problème de l’évaluation des performances de systèmes de reconnaissance assistée, avec l’introduction d’un nouveau modèle de coûts. Celui-ci intègre l’influence du comportement de l’utilisateur, de même que l’amélioration des performances liée au phénomène d’apprentissage incrémental. Notre modèle de coûts est utilisé dans des simulations, ainsi que dans des expériences mettant en jeu des analyseurs existants. Les observations mettent en évidence la dynamique particulière des systèmes assistés par rapport aux approches entièrement automatiques.This thesis addresses the question of document recognition with an assisted perspective advocating an adequate combination between human and machine capabilities. Our contributions tackle various aspects of the underlying software architecture. Both a study of existing systems and a projection on some future applications of document recognition illustrate the need of cooperative environments. Several mechanisms are proposed to drive the human-machine dialog or to make the recognition systems able to improve with use. The various data involved in a recognition system are organized in a modular and homogeneous way. The whole information is represented using the DAFS standard format. In our proposition, the control is decentralized according to a multi-agent modelling. This conceptual scheme is then simulated on our development platform, using concurrent, distributed, and multi-languages programming. An expressive solution is proposed for the coupling between the application kernel and a graphical user interface. A prototype is realized to validate the whole architecture. Our software architecture takes advantage of the typographical know-how, through the use of a standardized font management support. This integrated approach lets us enhance the ergonomy, extend the possible use of the recognition results, and redefine some recognition techniques. A few innovative analyzers are described in the field of optical character recognition, font identification, or segmentation. The first experiments show that our simple methods behave surprisingly well, with respect to what can be expected from the state of the art. Besides, we bring a contribution to the problem of measuring the performance of cooperative recognition systems, through the introduction of a new cost model. Our notations are able to describe assisted recognition scenarios, where the user takes part in the process, and where the accuracy is modified dynamically thanks to incremental learning. Our cost model is used both in simulations and in experiments implying existing analyzers. The dynamic aspects of assisted systems can then be observed

Le tableur et l'option informatique : vers la programmation par objets

Des difficultés décelées auprès de plusieurs groupes d'élèves dans l'enseignement optionnel de l'informatique en classe de seconde m'ont amené à élaborer puis à affiner par étapes successives une approche particulière du programme. Cette communication présente l'état d'avancement de ma réflexion à ce sujet au cours de l'année scolaire 1987/88. Dans la première partie de l'année scolaire les élèves apprennent à identifier dans un problème les objets significatifs, à reconnaître a priori le type de données informatiques qui permettra le codage de ces objets (valeurs logiques, chaînes de caractères, nombres, objets composés) et la nature de la définition de ces objets (définition simple, définition conditionnelle, définition itérative). La découverte de ces notions s'effectue progressivement, les objets à définition itérative qui constituent l'introduction à l'algorithmique séquentielle classique ne sont abordés que lorsque la notion d'objet est maîtrisée par un nombre suffisant d'élèves. Cette démarche englobe à la fois le cours théorique, les exercices et les travaux pratiques sur ordinateurs. Son originalité principale est de s'appuyer pour les travaux pratiques sur le tableur Multiplan, utilisé dans un contexte de résolution de problème, de simulation et d'aide à la décision au cours de la première moitié de l'année scolaire. La force du tableur par opposition à un langage traditionnel résulte : - de la visualisation permanente de l'état des données (des objets), - de la possibilité de repousser les difficultés liées à la notion de séquence tout en préparant son introduction et son étude systématique, - de la facilité de la prise en main. Les résultats obtenus par des élèves lors d'un exercice d'analyse et lors de deux travaux pratiques sont commentés à titre d'illustration et servent de base à des comparaisons entre le tableur d'une part, et d'autre part les langages impératifs, les langages applicatifs et les langages à objets

Implantation des Grammaires de Propriétés en CHR

We propose a direct interpretation for constraint-based linguistic formalisms.Nous proposons dans cet article une interprétation directe des formalismes linguistiques basés sur les contraintes dans laquelle les notions de dérivation et de hiérarchie laissent la place à la notion plus flexible de statisfaisabilité. De telles approches définissent l'acceptabilité de phrases en termes de propriétés devant être satisfaites par un groupe de catégories : par exemple le SN peut être décrit dans les grammaires de propriétés proposées dans [Blache01a] par un ensemble de propriétés comme la précédence (un déterminant précède un nom), unicité (il ne peut y avoir qu'un déterminant), d'exclusion (un pronom ne peut apparaître avec un déterminant), etc. Le résultat est alors proposé en termes de listes de propriétés qu'une entrée satisfait ou ne satisfait pas, une même structure pouvant comporter des descriptions avec des granularités différentes. La possibilité de définir des conditions sur les propriétés permet d'analyser des inputs incomplets ou incorrects de façon adaptable et efficace

Fusion de bases propositionnelles : une méthode basée sur les R-ensembles

La prise de décision collective conduit à l'interaction de plusieurs agents afin d'élaborer une décision commune cohérente. D'un point de vue informatique, ce problème peut se ramener à celui de la fusion de différentes sources d'informations. Dans le domaine de la représentation des connaissances pour l'intelligence artificielle, plusieurs approches ont été proposées pour la fusion de bases de croyances propositionnelles, cependant, la plupart d'entre elles l'ont été sur un plan sémantique et sont peu utilisables en pratique. Ce papier propose une nouvelle approche syntaxique pour la fusion de bases de croyances, appelée Fusion par Rensembles (ou RSF). La notion de R-ensemble, initialement définie dans le contexte de la révision de croyances, est étendue à la fusion et la plupart des opérations classiques de fusion sont capturées syntaxiquement par RSF. Afin d'implanter efficacement RSF, ce papier montre comment RSF peut être codé en un programme logique avec sémantique des modèles stables, puis présente une adaptation du système Smodels permettant de calculer efficacement les R-ensembles. Finalement, une étude expérimentale préliminaire montre que la mise en œuvre utilisant la programmation logique avec sémantique des modèles stables semble prometteuse pour réaliser la fusion de bases de croyances sur des applications réelles. Collective decision making leads to interaction between agents in order to elaborate a consistent common decision. From a data-processing point of view, this problem can be brought back to the merging of different sources of information. In knowledge representation for artificial intelligence, several approaches have been proposed for propositional bases fusion, however, most of them are de- paper proposes a new syntactic approach of belief bases fusion, called Removed Sets Fusion (RSF). The notion of removed-set, initially defined in the context of belief revision is extended to fusion and most of the classical fusion operations are syntactically captured by RSF. In order to efficiently implement RSF, the paper shows how RSF can be encoded into a logic program with answer set semantics, then presents an adaptation of the smodels system devoted to efficiently compute the removed sets in order to perform RSF. Finally a preliminary experimental study shows that the answer set programming approach seems promising for performing belief bases fusion on real scale applications

Logique floue Appliquée à la gestion à long terme des ressources en eau

Dans le contexte de la rareté des ressources en eau, une approche globale de la gestion à long terme d'un système de stockage/transfert/distribution d'eau est proposée. L'objectif principal de la gestion d'un tel type de système est de gérer les réserves et les délestages de manière à minimiser les écarts entre offre et demande, ceci à partir d'une prédiction de la demande et des apports.Ainsi, on propose une approche à horizon glissant et surtout une procédure d'adaptation des pondérations du critère fondée sur la logique floue. Cette notion d'adaptation du critère parait tout à fait judicieuse quand on connaît la difficulté de définir les pondérations de tels problèmes d'optimisation et son influence sur la pertinence de la solution obtenue. On vérifie ici l'apport essentiel de la logique floue qui permet d'appréhender finement les enjeux en présence dans la gestion de long terme du système stockage/transfert/distribution d'eau. Le problème de gestion à long terme est résolu par une heuristique améliorée utilisant la programmation linéaire et la programmation dynamique pour réduire les effets de la discrétisation spatiale qui est si limitative dans ce contexte.L'approche de gestion proposée est effectivement appliquée à un cas d'étude qui permet de mettre en évidence sa relative simplicité de mise en œuvre.Since the origins of history, irrigation of agricultural lands has been reported to be an activity of great concern for many human societies. At the beginning, natural irrigation systems such as the Nile River flowing through the sands of Egypt have provided to neighbouring populations some amenities in their hard life. However irregular cycles of floods and droughts were a serious impediment to permanent settlements and to a continuous improvement of life conditions. Consequently human ingenuity has been continuously challenged by the development of new ways and means to master water resource system (WRS).During the last century, improved civil engineering techniques and the development of digital control systems and techniques have dramatically increased the power of human societies over their water resources. However many problems, which received some attention in the past, now require new approaches, given the steady increase in water demand and the introduction of environmental conservation considerations. Today, intelligent systems techniques appear to be able to give some insight in this direction by improving the efficiency of the different decision steps involved in the management and control of such systems. This paper focuses on the problem of the long-term management of a water resource system composed of a network of dams and river reaches. This system is viewed as a hybrid dynamic system, called here a storage/transfer/distribution system. The main long-term management objective of such a system is to manage reserves and releases so as to minimise the deficit between supply and demand by taking into account predictions of demand and contributions.Thus, in the present context of water resource scarcity, a complete approach for long-term management of a storage/transfer/distribution system is proposed. To take into account major uncertainties related to the operations of this kind of system, a sliding horizon approach (it consists of readjusting each week the release plan over the whole coming year, according to the present reserves, the most recent long-term demand estimation and the programmed release for the next week). In addition, an adaptation procedure of weighting parameters of the minimisation criterion based on fuzzy logic is implemented. The definition of an optimisation objective function is in this case a very intricate question since it involves competition, uncertainty and geographical dispersion. However, it is crucial to guarantee the quality of long-term management. This is why Fuzzy Logic is used as a particularly appropriate means to refine on-line the formulation of the objective function of the recurrent optimisation problem. Fuzzy Logic is also shown to be very useful in defining what is at stake in the long-term management. This criterion adaptation concept seems judicious, in view of the difficulty of defining the weighting parameters of such optimisation problems and their influence on the relevant solution obtained.The long-term management problem is solved with improved heuristics using linear programming and dynamic programming in order to reduce the effects of spatial discretisation, which is so restrictive in this context. The suggested approach is applied to a case study, which highlights its relative simplicity of implementation

Une nouvelle sémantique pour la programmation logique capturant la sémantique des modèles stables : la sémantique des extensions

National audienceAnswer set programming is a well studied framework in logic programming. Many research works had been done in order to de ne a semantics for logic programs. Most of these semantics are iterated xed point semantics. The main idea is the canonical model approach which is a declarative semantics for logic programs that can be de ned by selecting for each program one of its canonical models. The notion of canonical models of a logic program is what it is called the stable models. The stable models of a logic program are in a certain sense the minimal Herbrand models of its "reduct" programs. Here we introduce a new semantics for logic programs that is di erent from the known xed point semantics. In our approach, logic programs are expressed as CNF formulas (sets of clauses) of a propositional logic for which we de ne a notion of extension. We prove in this semantics, that each consistent CNF formula admits at least an extension and for each given stable model of a logic program there exists an extension of its corresponding CNF formula which logically entails it. On the other hand, we show that some of the extensions do not entail any stable model, in this case, we de ne a simple descrimination condition which allows to recognize such extensions. These extensions could be very important, but are not captured by the stable models semantics. Our approach, extends the stable model semantics in this sense. Following the new semantics, we give a full characterization of the stable models of a logic program by means of the extensions of its CNF encoding verifying a simple condition, and provide a procedure which can be used to compute such extensions from which we deduce the stable models of the given logic program.La programmation par ensembles r éponses (Answer Set Programming) est un cadre bien étudi é en programmation logique. Plusieurs travaux ont été faits pour d éfinir une s émantique pour les programmes logiques. La plupart de ces s émantiques sont en fait des s émantiques de point fi xe. L'id ée principale est le calcul de mod èles canoniques du programme logique consid ér é, appel és mod èles stables. Les mod èles stables sont dans un certain sens des mod èles minimaux des programmes r éduits. Nous introduisons une nouvelle s emantique pour les programmes logiques, à partir d'une notion d'extension d'une formule propositionnelle classique. Ces extensions peuvent être calcul és de mani ère it érative. Un programme logique est alors cod é par un ensemble de clauses de la logique propositionnelle. On prouve que chaque formule consistante admet au moins une extension et que, pour chaque mod èle stable d'un programme logique, il existe une extension de son codage qui l'implique logiquement. Certaines des extensions ne correspondent pas à un mod èle stable mais sont int eréssantes. Nous donnons une condition discriminante simple qui permet de reconnaitre de telles extensions. En fin, nous d écrivons un algorithme qui calcule les extensions de la formule CNF codant le programme logique. De cet ensemble d'extension on peut extraire les mod èles stables du programme logique initial

Un cadre de conception pour réunir les modèles d'interaction et l'ingénierie des interfaces

National audienceWe present HIC (Human-system Interaction Container), a general framework for the integration of advanced interaction in the software development process. We show how this framework allows to reconcile the software development methods (such MDA, MDE) with the architectural models of software design such as MVC or PAC. We illustrate our approach thanks to two different types of implementation for this concept in two different business areas: one software design pattern, MVIC (Model View Interaction Control) and one architectural model, IM (Interaction Middleware)