The collection and interpretation of data is a critical component of traffic and transportation engineering used to establish baseline performance measures and to forecast future conditions. One important source of traffic data is commercial motor vehicle (CMV) weight and classification data used as input to critical tasks in transportation design, operations, and planning. The evolution of Intelligent Transportation System (ITS) technologies has been providing transportation engineers and planners with an increased availability of CMV data. The primary sources of these data are automatic vehicle classification (AVC) and weigh-in-motion (WIM). Microscopic traffic simulation models have been used extensively to model the dynamic and stochastic nature of transportation systems including vehicle composition. One aspect of effective microscopic traffic simulation models that has received increased attention in recent years is the calibration of these models, which has traditionally been concerned with identifying the "best" parameter set from a range of acceptable values. Recent research has begun the process of automating the calibration process in an effort to accurately reflect the components of the transportation system being analyzed. The objective of this research is to develop a methodology in which the effects of CMVs can be included in the calibration of microscopic traffic simulation models. The research examines the ITS data available on weight and operating characteristics of CMVs and incorporates this data in the calibration of microscopic traffic simulation models. The research develops a methodology to model CMVs using microscopic traffic simulation models and then utilizes the output of these models to generate the data necessary to quantify the impacts of CMVs on infrastructure, travel time, and emissions. The research uses advanced statistical tools including principal component analysis (PCA) and recursive partitioning to identify relationships between data collection sites (i.e., WIM, AVC) such that the data collected at WIM sites can be utilized to estimate weight and length distributions at AVC sites. The research also examines methodologies to include the distribution or measures of central tendency and dispersion (i.e., mean, variance) into the calibration process. The approach is applied using the CORSIM model and calibrated utilizing an automated genetic algorithm methodology.

Cette thèse est élaborée en cotutelle entre l'université Badji Mokhtar (Laboratoire LERICA) et l'université de bourgogne (Laboratoire LE2I, UMR CNRS 5158). Elle constitue une contribution à l'étude et l'implantation de l'encodeur H.264/AVC. Durent l'évolution des normes de compression vidéo, une réalité sure est vérifiée de plus en plus : avoir une bonne performance du processus de compression nécessite l'élaboration d'équipements beaucoup plus performants en termes de puissance de calcul, de flexibilité et de portabilité et ceci afin de répondre aux exigences des différents traitements et satisfaire au critère " Temps Réel ". Pour assurer un temps réel pour ce genre d'applications, une solution reste possible est l'utilisation des systèmes sur puce (SoC) ou bien des systèmes multiprocesseurs sur puce (MPSoC) implantés sur des plateformes reconfigurables à base de circuit FPGA. L'objective de cette thèse consiste à l'étude et l'implantation des algorithmes de traitement des signaux et images et en particulier la norme H.264/AVC, et cela dans le but d'assurer un temps réel pour le cycle codage-décodage. Nous utilisons deux plateformes FPGA de Xilinx (ML501 et XUPV5). Dans la littérature, il existe déjà plusieurs implémentations du décodeur. Pour l'encodeur, malgré les efforts énormes réalisés, il reste toujours du travail pour l'optimisation des algorithmes et l'extraction des parallélismes possibles surtout avec une variété de profils et de niveaux de la norme H.264/AVC.Dans un premier temps de cette thèse, nous proposons une implantation matérielle d'un contrôleur mémoire spécialement pour l'encodeur H.264/AVC. Ce contrôleur est réalisé en ajoutant, au contrôleur mémoire DDR2 des deux plateformes de Xilinx, une couche intelligente capable de calculer les adresses et récupérer les données nécessaires pour les différents modules de traitement de l'encodeur. Ensuite, nous proposons des implantations matérielles (niveau RTL) des modules de traitement de l'encodeur H.264. Sur ces implantations, nous allons exploiter les deux principes de parallélisme et de pipelining autorisé par l'encodeur en vue de la grande dépendance inter-blocs. Nous avons ainsi proposé plusieurs améliorations et nouvelles techniques dans les modules de la chaine Intra et le filtre anti-blocs. A la fin de cette thèse, nous utilisons les modules réalisés en matériels pour la l'implantation Matérielle/logicielle de l'encodeur H.264/AVC. Des résultats de synthèse et de simulation, en utilisant les deux plateformes de Xilinx, sont montrés et comparés avec les autres implémentations existantes

Dans l’hémiparésie consécutive à un AVC, une coactivation anormale des extenseurs du genou et de la cheville est souvent observée à la jambe atteinte lorsque la personne tente de bouger ou encore lors de la marche. Les mécanismes sous-jacents à cette coactivation sont mal compris. Bien que l’AVC entraîne une lésion supraspinale, des évidences démontrent le dysfonctionnement de certains circuits spinaux dans l’hémiparésie. Ce projet de doctorat visait à évaluer : 1) l’excitabilité des circuits spinaux intersegmentaires projetant des extenseurs du genou aux extenseurs de la cheville et 2) si un éventuel dysfonctionnement de ces circuits dans l’hémiparésie est associé à une coactivation anormale des extenseurs du genou et de la cheville lors de contractions statiques et au cours de la marche. La première étude compare la modulation de l’activité réflexe du soléaire suite à la stimulation du nerf fémoral entre des sujets hémiparétiques et sains. Une augmentation de la facilitation hétéronyme de courte latence et une diminution de l’inhibition ultérieure du réflexe H du soléaire ont été observées chez les sujets hémiparétiques. Ces résultats démontrent un dysfonctionnement des circuits intersegmentaires propriospinaux liant le quadriceps au soléaire suite à l’AVC. La deuxième étude démontre que ces changements dans la modulation hétéronyme des sujets hémiparétiques, évaluée au moyen de la méthode complexe basée sur l’activité réflexe du soléaire, sont similaires à ceux observés lorsque la modulation est évaluée en utilisant une méthode plus simple, soit celle de l’activité volontaire du soléaire. De plus, la modulation hétéronyme évaluée par les deux méthodes est corrélée avec l’atteinte motrice à la jambe parétique. La troisième étude a permis de quantifier une augmentation de la coactivation entre les extenseurs du genou et de la cheville lors de contractions volontaires statiques chez des personnes hémiparétiques par rapport à des personnes saines. De plus, le niveau accru de la coactivation involontaire des extenseurs de la cheville lors de l’activation volontaire des extenseurs du genou s’avère corrélé avec la modulation intersegmentaire du côté parétique. La quatrième étude a utilisé un indice temporel, soit l’intervalle entre les pics d’activation électromyographique (PAI), et un indice d’amplitude de coactivation (CAI) pour quantifier une augmentation de la coactivation entre les extenseurs du genou et de la cheville lors de la marche chez des personnes hémiparétiques par rapport à des personnes saines. Ces indices sont corrélés, pour certains groupes musculaires, avec la modulation intersegmentaire modifiée du côté parétique. Finalement, des résultats préliminaires montrent que la vibration mécanique du tendon rotulien (80 Hz) réduit la facilitation intersegmentaire accrue des sujets hémiparétiques. Ce projet doctoral a permis de mettre en lumière un dysfonctionnement de circuits spinaux liant le quadriceps et le soléaire dans l’hémiparésie consécutive à un AVC. Ce changement dans les mécanismes neurophysiologiques de la moelle épinière est corrélé avec des changements fonctionnels. Ainsi, ce dysfonctionnement pourrait contribuer à la coactivation involontaire entre les extenseurs du genou et de la cheville qui fait partie intégrante de la synergie pathologique en extension souvent rencontrée à la jambe parétique lors d’efforts en statique et pendant la marche. Finalement, une étude préliminaire suggère que la vibration mécanique serait une modalité sensorielle prometteuse pour réguler l’hyperexcitabilité des circuits spinaux qui contribuerait aux atteintes motrices chez les personnes hémiparétiques. / In stroke individuals, an abnormal coactivation of knee and ankle extensors is often observed when the paretic leg is voluntarily moved and during gait. The mechanisms underlying this abnormal coactivation are not well understood. Although, stroke is the result of a supraspinal lesion, studies have shown that spinal pathways might also be affected in hemiparesis. This doctoral project aims: 1) to assess intersegmental pathways projecting from knee extensors to ankle extensors in hemiparetic patients and 2) to evaluate whether a potential malfunction in these pathways after stroke is associated with an abnormal coactivation of leg extensors during static contractions and during gait. The first study of this project compares the effects of femoral nerve (FN) stimulation on soleus reflex activity in hemiparetic patients and healthy individuals. An increase of the early short-latency heteronymous facilitation and a decrease of the later inhibition of soleus H reflex induced by FN stimulation were observed in stroke patients. These results demonstrate the malfunction of intersegmental short propriospinal pathways linking quadriceps to soleus after stroke. The second study shows that these changes in the heteronymous modulation assessed with the complex method using soleus H reflex are similar to those found using a simpler method based on the modulation of soleus voluntary EMG. Moreover, changes in the propriospinal modulation observed with both methods were correlated with motor impairments of the paretic leg. The third study has quantified an increased coactivation of knee and ankle extensors during static contractions in stroke patients compared to healthy controls. Furthermore, the increased coactivation of ankle extensors during the voluntary contraction of knee extensors was related to the modified heteronymous modulation in the paretic leg. The fourth study has quantified an increased coactivation of knee and ankle extensors in hemiparetic gait using a temporal coactivation index, that was the peak activation interval (PAI) and a coactivation amplitude index (CAI). In some muscles, these indexes were correlated to the modified intersegmental modulation of soleus voluntary activity on the paretic side of stroke patients. Finally, preliminary results have shown that vibration of the patellar tendon (80 Hz) can reduce the enhanced heteronymous facilitation observed in the paretic leg. This doctoral project demonstrates the malfunction of intersegmental pathways linking quadriceps to soleus in hemiparesis following stroke. The neurophysiological alterations at the spinal level are correlated with functional changes. This malfunction could contribute to the abnormal involuntary coactivation of knee and ankle extensors often observed in the paretic leg while the person attempts to move or during gait. Finally, a preliminary study indicates that mechanical vibration could be a promising sensory modality in the regulation of the hyperexcitability of spinal reflex pathways, which is thought to participate in motor impairments after stroke.

Les travaux de cette thèse ont pour but de développer des stratégies de régulation de débit pour le codage vidéo scalable MPEG-4 SVC. Plusieurs approches sont proposées, en fonction des besoins en termes de précision et de la complexité désirée. La qualité du flux vidéo décodé est également prise en compte afin d'améliorer l'impression visuelle. La multiplication des moyens de transmission et la diversification des appareils capables de lire du contenu vidéo contraignent les diffuseurs à dépenser beaucoup de temps et de moyens pour être en mesure de fournir une qualité de vidéo optimale quel que soit le contexte. La vidéo scalable a été développée en réponse à ce besoin d'adaptation des contenus vidéo aux différents contextes de diffusion. Le standard H.264/MPEG-4 SVC (Scalable Video Coding) propose trois types de scalabilité (spatiale, temporelle et en qualité), qui permettent d'adapter la résolution, le nombre d'images par seconde et la qualité du flux en fonction des besoins. Un flux vidéo unique est encodé, contentant plusieurs couches de résolution différentes codées les unes par rapport aux autres, de façon à rendre le codage de l'ensemble plus efficace. La régulation de débit permet d'adapter le débit en sortie de l'encodeur pour respecter des contraintes liées à la transmission ou au décodage du flux vidéo. À partir d'une consigne donnée, le budget à respecter est réparti entre les différents éléments du flux. Un modèle de débit est ensuite utilisé pour anticiper le comportement du débit en fonction des paramètres d'encodage afin de respecter les contraintes imposées au flux. À partir de cette problématique, deux approches sont proposées. La première se base sur un pré-encodage de chaque image pour fournir une base de calcul au modèle de débit. Elle permet d'obtenir une régulation très précise, avec une erreur entre le budget alloué et le débit effectif inférieure à 7\% sur les trois types de scalabilité. La seconde approche utilise les informations rassemblées dans les images précédentes comme base pour le modèle de débit de l'image à encoder. Elle ne requiert pas de pré-encodage, et ne pénalise pas la complexité du processus d'encodage. En outre, la perte de performances par rapport à l'approche en deux passes est minime et la consigne de débit par seconde est respectée de manière précise. Enfin, une méthode permettant de réduire les variations de la qualité est proposée pour améliorer l'impression visuelle ressentie par l'utilisateur. Les résultats montrent que la méthode présentée est capable de réguler le débit avec une grande précision sur les trois types de scalabilité, tout en réduisant les variations de la qualité et en conservant une complexité de calculs très faible. Ces atouts la rendent non seulement intéressante du point de vue des performances, mais également applicable dans des contextes pratiques où les ressources en temps sont limitées.

Ce mémoire décrit la conception d’un dispositif, communicant sans fil, estimant la dépense énergétique liée à une activité physique (DEAP) de patients présentant de faibles niveaux d’activité physique (post-AVC) dans un milieu sensible comme les hôpitaux en associant fiabilité et sécurité. La nécessité d’une nouvelle conception s’appuie sur les résultats d’études préalables et de tests des dispositifs commercialisés dans ce domaine basés sur des accéléromètres. Pour limiter l’impact des radiofréquences, nous utilisons une technologie optique sans fil avec un émetteur porté par le patient en mouvement (plateforme existante associée à un accéléromètre et un système d’émission par diode infrarouge) et des récepteurs fixés au plafond reliés via Ethernet à un ordinateur distant permettant l’analyse des données. La probabilité de coupure d’un lien mobile en optique sans fil par transmission diffuse a été établie théoriquement en considérant un débit faible et une haute qualité de service classique dans le domaine médical. La mesure du nombre de pertes de trame durant la communication a permis de valider les performances théoriques de la technologie optique sans fil et d’établir la fiabilité de ce type de transmission infrarouge en fonction du nombre de récepteurs. Le calcul de la DEAP a été effectué à partir d’un pré-étalonnage sur deux personnes en comparant les résultats obtenus avec ceux donnés par calorimétrie et ceux donnés par un dispositif commercial. Nous avons optimisé l’étalonnage en réalisant un protocole d’essais avec un échantillon de personnes plus vaste puis avec un échantillon de onze personnes post-AVC pour valider le prototype. / This thesis describes the design of a wireless device, communicating and estimating the energy expenditure (EE) related to physical activity of patients with low levels of physical activity (post stroke) in a sensitive environment such as hospitals by combining reliability and safety. The necessity of a new device is based on the results of preliminary studies and tests of commercially available devices (for the same use) based on accelerometers. To limit the impact of radio frequencies, we use optical technology with a wireless transmitter worn by a mobile patient (existing platform combined with an accelerometer and a system of transmission with infrared diode) and receiver fixed on the ceiling and connected via Ethernet to a remote computer for data analysis. The outage probability of a mobile wireless diffuse optical transmission was theoretically established by considering a low speed and a high quality of service in the conventional medical area. Measuring the number of frame losses during communication validates the theoretical performance of the optical wireless technology and proves the reliability of this type of mobile infrared transmission according to the number of receivers. The calculation of the EE has been performed on a pre-calibration from two people by comparing the results with those given by calorimetry and those given by a commercial device. We optimized the calibration by performing a test protocol with a larger sample of people and with a sample of eleven stroke people to validate the prototype.

L'atteinte vasculaire cérébrale est une complication grave et fréquente chez les enfants drépanocytaires, car elle impacte leur pronostic, en termes de morbidité (handicap) et de mortalité. L’accélération des vitesses mesurées par le doppler transcrânien (DTC) est prédictive du risque d'infarctus cérébral et implique une modification de la prise en charge thérapeutique. Chez l’enfant drépanocytaire, l'infarctus cérébral est d'origine multifactorielle, lié à la vasculopathie cérébrale sténotique ainsi qu'à une hypercoagulabilité et une activation cellulaire. Nous avons étudié de manière prospective l'association de marqueurs biologiques au DTC chez 108 enfants porteurs de syndrome drépanocytaire majeur et recherché des éléments prédictifs d'événement vasculaire périphérique ou cérébral. Nous avons ainsi réalisé une analyse approfondie de la fonction endothéliale, de l’activation de l’hémostase primaire et de la coagulation, de l'activation cellulaire et de la mécanique artérielle. L’atteinte vasculaire cérébrale a été estimée en considérant les données du DTC comme une variable continue plutôt que catégorielle. Le principal résultat est le rôle prédictif du nombre des cellules souches hématopoïétiques CD34+ pour la survenue d'événements cliniques vasculaires. Nous avons également mis en évidence un profil particulier de coagulation chez les enfants drépanocytaires présentant des céphalées récurrentes ou des accès migraineux. Ceci supporte l'hypothèse que les céphalées chez l'enfant drépanocytaire, et notamment celles répondant aux critères de la migraine, peuvent être le reflet d'événements ischémiques cérébraux ultra-transitoires. Elles représentent donc peut-être un indicateur indirect de risque ischémique cérébral. Nous avons par ailleurs montré que le risque hémorragique cérébral chez les enfants drépanocytaires restait proportionnellement stable par rapport au risque ischémique, malgré l'utilisation en routine de stratégies de prévention du risque ischémique. L'observation de lésions sténotiques et d'anévrismes permet de supposer que ces atteintes vasculaires cérébrales procèdent de mécanismes physiopathologiques communs. L'amélioration de la compréhension des mécanismes physiopathologiques des complications neurovasculaires et la mise en évidence de facteurs prédictifs d'événements cliniques est un pas supplémentaire vers l'amélioration de la sensibilité diagnostique de la vasculopathie cérébrale drépanocytaire, de la compréhension des mécanismes des accidents vasculaires cérébraux de ces enfants et probablement de leur pronostic neurologique en permettant une prise en charge thérapeutique adaptée plus précoce. / Cerbrovascular involvement is frequent in children with sickle-cell disease (SCD). It is severe in terms of morbidity (handicap) and mortality. Accelerated intracranial arterial blood flow velocity measured by transcranial doppler (TCD) is predictive for stroke occurrence and leads to therapeutic modifications. In SCD children, ischemic stroke results from stenotic cerebral vasculopathy associated with hypercoagulability, and cell activation. We prospectively addressed associations between biological markers and TCD velocity in 108 children with sickle-cell anemia (HbSS or HbSβ°) and looked for predictive factors for vascular peripheral or cerebral events. We performed extensive work-up of endothelial function, coagulation activation, cell activation, and arterial wall mechanics. Cerebral vasculopathy was defined using TCD velocity (continuous data) rather than the classical category classification. The main result is the demonstration of the role of hematopoietic stem cell CD34+ for the prediction of clinical vascular event occurrence. We also demonstrated an imbalanced coagulation profile in SCD children with recurrent cephalalgia or migraine. This finding supports the hypothesis that recurrent cephalalgia, especially migraine, could be a symptom of ultra-transient ischemic cerebrovascular events in SCD children. Therefore, this symptom may also indicate increased cerebrovascular ischemic risk. We demonstrated that the ratio cerebral hemorrhagic risk / cerebral ischemic risk in SCD children remains stable, despite the routine use of strategies aiming at reducing ischemic stroke risk. The concurrent observation of intracranial arterial stenotic lesions and aneurysm suggests common pathophyiological mechanisms. Improving pathophysiological understanding of cerebrovascular complications and demonstrating predictive risk factors for clinical events may help clinicians to improve early diagnosis of SCD-associated cerebral vasculopathy, to better understand stroke mechanism in this population, and probably to improve neurological outcome with earlier and more adapted management

L’accident vasculaire cérébral (AVC) est un problème majeur de santé publique car les troubles fonctionnels associés ont des répercussions délétères sur la qualité de vie des patients. Deux axes de recherche portant sur l’ischémie cérébrale chez le rat sont abordés. Pour le premier, il s’agira d’étudier les modifications de la régulation des réflexes somatiques qui peuvent contribuer à expliquer en partie les déficits fonctionnels. Nos résultats montrent une fatigue précoce au cours d’un exercice isométrique du triceps brachial et une perturbation de l’inhibition du réflexe-H post-exercice. Nous avons précisé que la perturbation de l’activité des voies réflexes est associée à une modification de l’action inhibitrice des afférences musculaires des groupes III et IV pouvant expliquer la fatigue précoce observée. L’axe 2 concerne l’optimisation de l’entrainement d’endurance, stratégie prometteuse pour traiter les déficits. L’objectif est de définir la stratégie d’endurance la plus appropriée en nous focalisant sur l’intensité de l’exercice. Pour cela, les effets des exercices d’intensité modérée (classiquement recommandés) ont été confrontés avec ceux des exercices intermittents de haute intensité (HIT) en analysant la récupération fonctionnelle et la neuroplasticité cérébrale. Nos résultats montrent que l’intensité de travail, déterminée à partir du seuil lactique, est un paramètre crucial car les HIT se révèlent être plus efficaces en termes de récupération de la force, d’aptitude aérobie et de neuroplasticité. Ces travaux ouvrent de nombreuses perspectives où ces 2 axes pourraient se rejoindre en approfondissant les effets des HIT au niveau cérébral et spinal. / Stroke is a major public health issue because associated functional disorders have detrimental impacts on life quality and independence of patients as well as on economic state. This thesis work is focused on 2-research axis concerning cerebral ischemia in rat. The aim of the first axis is to study plasticity at spinal level by investigating the alteration of somatic reflex regulation that could contribute to partially explain functional deficits. Ours results show early fatigue of triceps brachii during an isometric contraction and H-reflex inhibition perturbation post-exercise. We also observed that the disturbance of reflex pathway activity is associated with a decrease of the inhibitory effect induced by muscular metabosensitive afferents that might explain early fatigue and observed functional deficits. The second axis treats about endurance training that is a promising strategy to reduce stroke-induced disorders but remains to improve. In that way, the purpose is to determine which endurance strategy is the most suitable by focusing on exercise intensity. In order to ensure this, the effects of moderate intensity exercise (classically recommended) have been compared to high intensity interval training (HIT) by analysing the functional recovery and cerebral neuroplasticity. Our data show that work intensity, based on lactic threshold, is a critical parameter. Indeed, HIT is more effective for increasing grip strength recovery, aerobic capacity as well as promoting neuroplasticity. The results of these 2 lines of research could be now associated by deepening the HIT effects at cerebral and spinal level that lead to numerous perspectives.

Les interfaces cerveau-ordinateur basées sur l’imagerie mentale (MI-BCIs) offrent de nouvelles possibilités d’interaction avec les technologies numériques, telles que les neuroprothèses ou les jeux vidéo, uniquement en effectuant des tâches d’imagerie mentale, telles qu’imaginer d’un objet en rotation. La reconnaissance de la commande envoyée au système par l’utilisateur repose sur l’analyse de l’activité cérébrale de ce dernier. Les utilisateurs doivent apprendre à produire des patterns d’activité cérébrale reconnaissables par le système afin de contrôler les MI-BCIs. Cependant, les protocoles de formation actuels ne permettent pas à 10 à 30 % des personnes d’acquérir les compétences nécessaires pour utiliser les MI-BCIs. Ce manque de fiabilité des BCIs limite le développement de la technologie en dehors des laboratoires de recherche. Cette thèse a pour objectif d’examiner comment le feedback fourni tout au longde la formation peut être amélioré et adapté aux traits et aux états des utilisateurs. Dans un premier temps, nous examinons le rôle qui est actuellement donné au feedback dans les applications et les protocoles d’entraînement à l’utilisation des MI-BCIs. Nous analysons également les théories et les contributions expérimentales discutant de son rôle et de son utilité dans le processus d’apprentissage de contrôle de correlats neurophysiologiques. Ensuite, nous fournissons une analyse de l’utilité de différents feedback pour l’entraînement à l’utilisation des MI-BCIs. Nous nous concentrons sur trois caractéristiques principales du feedback, i.e., son contenu, sa modalité de présentation et enfin sa dimension temporelle. Pour chacune de ces caractéristiques, nous avons examiné la littérature afin d’évaluer quels types de feedback ont été testés et quel impact ils semblent avoir sur l’entraînement. Nous avons également analysé quels traits ou états des apprenants influaient sur les résultats de cet entraînement. En nous basant sur ces analyses de la littérature, nous avons émis l’hypothèse que différentes caractéristiques du feedback pourraient être exploitées afin d’améliorer l’entraînement en fonction des traits ou états des apprenants. Nous rapportons les résultats de nos contributions expérimentales pour chacune des caractéristiques du feedback. Enfin, nous présentons différentes recommandations et défis concernant chaque caractéristique du feedback. Des solutions potentielles sont proposées pour à l’avenir surmonter ces défis et répondre à ces recommandations. / Mental-Imagery based Brain-Computer Interfaces (MI-BCIs) present new opportunities to interact with digital technologies, such as neuroprostheses or videogames, only by performing mental imagery tasks, such as imagining an object rotating. The recognition of the command for the system is based on the analysis of the brain activity of the user. The users must learn to produce brain activity patterns that are recognizable by the system in order to control BCIs. However, current training protocols do not enable 10 to 30% of persons to acquire the skills required to use BCIs. The lack of robustness of BCIs limit the development of the technology outside of research laboratories. This thesis aims at investigating how the feedback provided throughout the training can be improved and adapted to the traits and states of the users. First, we investigate the role that feedback is currently given in MI-BCI applications and training protocols. We also analyse the theories and experimental contributions discussing its role and usefulness. Then, we review the different feedback that have been used to train MI-BCI users. We focus on three main characteristics of feedback, i.e., its content, its modality of presentation and finally its timing. For each of these characteristics, we reviewed the literature to assess which types of feedback have been tested and what is their impact on the training. We also analysed which traits or states of the learners were shown to influence BCI training outcome. Based on these reviews of the literature, we hypothesised that different characteristics of feedback could be leveraged to improve the training of the learners depending on either traits or states. We reported the results of our experimental contributions for each of the characteristics of feedback. Finally, we presented different recommendations and challenges regarding each characteristic of feedback. Potential solutions were proposed to meet these recommendations in the future.

This work investigates the application of active noise control (ANC) to speech. ANC has had success reducing tonal noise. In this work, that success was extended to noise that is not completely tonal but has some tonal elements such as speech. Limitations such as causality were established on the active control of human speech. An optimal configuration for control actuators was developed for a sphere using a genetic algorithm. The optimal error sensor location was found from exploring the nulls associated with the magnitude of the radiated pressure with reference to the primary pressure field. Both numerically predicted and experimentally validated results for the attenuation of single frequency tones were shown. The differences between the numerically predicted results for attenuation with a sphere present in the pressure field and monopoles in the free-field are also discussed.The attenuation from ANC of both monotone and natural speech is shown and a discussion about the effect of causality on the results is given. The sentence “Joe took father’s shoe bench out” was used for both monotone and natural speech. Over this entire monotone speech sentence, the average attenuation was 8.6 dB with a peak attenuation of 10.6 dB for the syllable “Joe”. Natural speech attenuation was 1.1 dB for the sentence average with a peak attenuation on the syllable “bench” of 2.4 dB. In addition to the lower attenuation values for natural speech, the pressure level for the word “took” was increased by 2.3 dB. Also, the harmonic at 420 Hz in the word “father’s” of monotone speech was reduced globally up to 20 dB. Based on the results of the attenuation of monotone and natural speech, it was concluded that a reasonable amount of attenuation could be achieved on natural speech if its correlation could approach that of monotone speech.

INTRODUÇÃO: O presente estudo teve como objetivo principal avaliar o impacto dos feriados do Natal e Ano Novo na mortalidade por doença coronariana, AVC, insuficiência cardíaca, acidente de transporte, suicídio e homicídio na cidade de São Paulo, 1996 a 2009. Os objetivos secundários foram investigar outras efemérides, como carnaval, copa do mundo e rebaixamento de times paulistas (Corinthians e Palmeiras), ataque do PCC no ano de 2006. Além disso, foram investigadas associações entre variáveis ambientais, culturais com a mortalidade, como sazonalidade, dia da semana, atributos do clima e poluentes atmosféricos. MÉTODOS: Estudo ecológico e retrospectivo. Os dados diários de mortalidade foram obtidos pelo PRO-AIM. O estudo realizou três tipos de análise: (1) comparação de médias; (2) tendência; (3) regressão linear. Análise de variância (ANOVA) com teste post hoc de Bonferroni foi utilizada para comparar a média de mortes entre as estações do ano e entre os dias da semana. O nível de significância adotado foi de 0,05. No caso das efemérides, foi utilizado o mesmo teste (ANOVA) para comparar com a média de mortes da data controle. A análise de tendência foi realizada pelo programa joinpoint regression. Foi considerada a média de mortes por semana epidemiológica ao longo do ano (53 semanas) bem como os dias próximos ao Natal e Ano novo. O objetivo dessa análise foi identificar alguma alteração das mortes no período do Natal e Ano novo. Para a análise da associação entre mortalidade e variáveis ambientais, foram escolhidos dois períodos do ano: 24 de dezembro a 1 de janeiro e 24 de junho a 2 de julho. Foram calculadas as médias anuais para cada causa de morte bem como de cada variável ambiental, ano a ano. Foi utilizado teste para o coeficiente de correlação e regressão linear para estimar as associações. RESULTADOS: Foi identificado um excesso de homicídio no período do Natal e Ano novo para o sexo masculino e total. Considerando-se apenas o feriado (25 de dezembro e 1 de janeiro) o excesso de homicídio foi de 7,81 (p<0,01) mortes para o total. As demais efemérides não apresentaram diferença significativa em relação às respectivas datas de controle. A análise de variância, para o grupo de doenças cardiovasculares, identificou um pico significativo de mortes no inverno. Suicídio e homicídio apresentaram picos nas estações quentes. Acidente de transporte não apresentou padrão definido. Quanto ao dia da semana, doença coronariana apresentou excesso de mortes na segunda-feira, insuficiência na terça-feira. AVC não apresentou padrão definido. Homicídio e acidente de transporte apresentaram maior frequência de mortes aos finais de semana. Suicídio apresentou picos no domingo e segunda-feira. A análise de tendência identificou um pico no meio do ano, correspondente ao inverno, para mortes por doenças cardiovasculares. Acidente de transporte apresentou queda no período do Natal e Ano novo. Considerando-se os dias próximos ao Natal e Ano novo, não foi identificada nenhuma alteração da tendência. Na análise de regressão, para doença coronariana, foi identificada associação negativa com a temperatura mínima e positiva com NO2, para o total e sexo masculino. CONCLUSÃO: Foi identificado um pico significativo de homicídios no Natal e Ano novo, que pode ser explicado parcialmente pela teoria de atividade de rotina. Quanto à sazonalidade os resultados condizem com a literatura, ou seja, mortes por doenças cardiovasculares mais frequentes no inverno, suicídio e homicídio no verão. Em relação ao dia da semana foram identificados alguns resultados diferenciados, como maior ocorrência de mortes por insuficiência cardíaca as terças-feiras e suicídio aos domingos e segundas-feiras / INTRODUCTION: This study aimed to evaluate the impact of the Christmas and New Years holidays in the mortality from coronary heart disease, stroke, heart failure, traffic accidents, suicide and homicide in the city of São Paulo, 1996 to 2009. Secondary objectives were to investigate other ephemerides, like carnival, world cup and demotion of the football teams (Corinthians and Palmeiras), PCC attack in 2006. In addition, we investigated associations between environmental and cultural variables with mortality, as seasonality, day of week, weather and air pollutants. METHODS: An ecological and retrospective study. The daily mortality data were obtained through PRO-AIM. The study conducted three types of analysis: (1) comparison of means, (2) trend, (3) linear regression. Analysis of variance (ANOVA) with Bonferroni post hoc test was used to compare the average number of deaths between seasons and between the day of the week. The level of significance was 0.05. In the case of the ephemeris, we used the same test (ANOVA) to compare with the deaths with the control period. A trend analysis was performed by the joinpoint regression program. It was considered the average of deaths per epidemiological week throughout the year (53 weeks) and the days near Christmas and New Year. The purpose of this analysis was to identify any changes in the deaths during this period. For the analysis of association between mortality and environmental variables were chosen two periods of the year: December 24 to January 1 and June 24 to July 2. Annual averages were calculated for each cause of death as well as each environmental variable from year to year. Test was used for the coefficient of correlation and linear regression to estimate associations. RESULTS: An excess of homicide in the period around Christmas and New Year was identified for males and total. Considering only the holiday (December 25 and January 1) the excess of homicide was 7.81 (p <0.01) for total deaths. Other ephemerides did not differ significantly from their respective control dates. The analysis of variance for the group of cardiovascular disease, identified a significant peak of deaths in winter. Suicide and homicide peaked in the warm seasons. Transport accident showed no definite pattern. Considering the day of the week, coronary heart disease showed an excess of deaths on Monday, heart failure on Tuesday. Stroke showed no definite pattern. Homicide and transport accident deaths were more frequent on weekends. Suicide peaks were on Sunday and Monday. Trend analysis identified a peak in the middle of the year, corresponding to winter, only to deaths from cardiovascular disease. Traffic accidents decreased during the Christmas and New Year. Considering the days near Christmas and New Year, no change was identified. In regression analysis, coronary heart disease was negatively associated with minimum temperatura and positively with NO2, for the total and male. CONCLUSION: We identified a significant spike of homicides in the Christmas and New Year, which can be partially explained by the theory of routine activity. The seasonality results consistent with the literature, ie, deaths from cardiovascular disease more common in winter, suicide and homicide in the summer. Regarding the day of the week have been identified differing results, as higher incidence of deaths from heart failure on Tuesdays and suicide on Sunday and Monday