Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet « SCALA » financé par l’ANR à travers le programme ANR-11-SECU-0005. Son objectif consiste à surveiller des systèmes de contrôle et d’acquisition de données (SCADA) contre des attaques cyber-physiques. Il s'agit de résoudre un problème de détection-localisation séquentielle de signaux transitoires dans des systèmes stochastiques et dynamiques en présence d'états inconnus et de bruits aléatoires. La solution proposée s'appuie sur une approche par redondance analytique composée de deux étapes : la génération de résidus, puis leur évaluation. Les résidus sont générés de deux façons distinctes, avec le filtre de Kalman ou par projection sur l’espace de parité. Ils sont ensuite évalués par des méthodes d’analyse séquentielle de rupture selon de nouveaux critères d’optimalité adaptés à la surveillance des systèmes à sécurité critique. Il s'agit donc de minimiser la pire probabilité de détection manquée sous la contrainte de niveaux acceptables pour la pire probabilité de fausse alarme et la pire probabilité de fausse localisation. Pour la tâche de détection, le problème d’optimisation est résolu dans deux cas : les paramètres du signal transitoire sont complètement connus ou seulement partiellement connus. Les propriétés statistiques des tests sous-optimaux obtenus sont analysées. Des résultats préliminaires pour la tâche de localisation sont également proposés. Les algorithmes développés sont appliqués à la détection et à la localisation d'actes malveillants dans un réseau d’eau potable / This PhD thesis is registered in the framework of the project “SCALA” which received financial support through the program ANR-11-SECU-0005. Its ultimate objective involves the on-line monitoring of Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) systems against cyber-physical attacks. The problem is formulated as the sequential detection and isolation of transient signals in stochastic-dynamical systems in the presence of unknown system states and random noises. It is solved by using the analytical redundancy approach consisting of two steps: residual generation and residual evaluation. The residuals are firstly generated by both Kalman filter and parity space approaches. They are then evaluated by using sequential analysis techniques taking into account certain criteria of optimality. However, these classical criteria are not adequate for the surveillance of safety-critical infrastructures. For such applications, it is suggested to minimize the worst-case probability of missed detection subject to acceptable levels on the worst-case probability of false alarm and false isolation. For the detection task, the optimization problem is formulated and solved in both scenarios: exactly and partially known parameters. The sub-optimal tests are obtained and their statistical properties are investigated. Preliminary results for the isolation task are also obtained. The proposed algorithms are applied to the detection and isolation of malicious attacks on a simple SCADA water network

L’estimation de la pose du corps humain est un problème difficile en vision par ordinateur et les actions de toutes les difficultés de détection d’objet. Cette thèse se concentre sur les problèmes de l’estimation de la pose du corps humain dans les images ou vidéo, y compris la diversité des apparences, les changements de scène et l’éclairage de fond de confusion encombrement. Pour résoudre ces problèmes, nous construisons un modèle robuste comprenant les éléments suivants. Tout d’abord, les méthodes top-down et bottom-up sont combinés à l’estimation pose humaine. Nous étendons le modèle structure picturale (PS) de coopérer avec filtre à particules recuit (APF) pour robuste multi-vues estimation de la pose. Deuxièmement, nous proposons plusieurs parties de mélange à base (MMP) modèle d’une partie supérieure du corps pour l’estimation de la pose qui contient deux étapes. Dans la phase de pré-estimation, il y a trois étapes: la détection du haut du corps, catégorie estimation du modèle pour le haut du corps, et la sélection de modèle complet pour pose estimation. Dans l’étape de l’estimation, nous abordons le problème d’une variété de poses et les activités humaines. Enfin, le réseau de neurones à convolution (CNN) est introduit pour l’estimation de la pose. Un Local Multi-résolution réseau de neurones à convolution (LMR-CNN) est proposé pour apprendre la représentation pour chaque partie du corps. En outre, un modèle hiérarchique sur la base LMR-CNN est défini pour faire face à la complexité structurelle des parties de branche. Les résultats expérimentaux démontrent l’efficacité du modèle proposé / Human pose estimation is a challenging problem in computer vision and shares all the difficulties of object detection. This thesis focuses on the problems of human pose estimation in still images or video, including the diversity of appearances, changes in scene illumination and confounding background clutter. To tackle these problems, we build a robust model consisting of the following components. First, the top-down and bottom-up methods are combined to estimation human pose. We extend the Pictorial Structure (PS) model to cooperate with annealed particle filter (APF) for robust multi-view pose estimation. Second, we propose an upper body based multiple mixture parts (MMP) model for human pose estimation that contains two stages. In the pre-estimation stage, there are three steps: upper body detection, model category estimation for upper body, and full model selection for pose estimation. In the estimation stage, we address the problem of a variety of human poses and activities. Finally, a Deep Convolutional Neural Network (DCNN) is introduced for human pose estimation. A Local Multi-Resolution Convolutional Neural Network (LMR-CNN) is proposed to learn the representation for each body part. Moreover, a LMR-CNN based hierarchical model is defined to meet the structural complexity of limb parts. The experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed model

Le problème de détection et localisation d’anomalie peut être traité comme le problème du test entre des hypothèses multiples (THM) dans le cadre bayésien. Le test bayésien avec la fonction de perte 0−1 est une solution standard pour ce problème, mais les hypothèses alternatives pourraient avoir une importance tout à fait différente en pratique. La fonction de perte 0−1 ne reflète pas cette réalité tandis que la fonction de perte quadratique est plus appropriée. L’objectif de cette thèse est la conception d’un test bayésien avec la fonction de perte quadratique ainsi que son étude asymptotique. La construction de ce test est effectuée en deux étapes. Dans la première étape, un test bayésien avec la fonction de perte quadratique pour le problème du THM sans l’hypothèse de base est conçu et les bornes inférieures et supérieures des probabilités de classification erronée sont calculées. La deuxième étape construit un test bayésien pour le problème du THM avec l’hypothèse de base. Les bornes inférieures et supérieures des probabilités de fausse alarme, des probabilités de détection manquée, et des probabilités de classification erronée sont calculées. A partir de ces bornes, l’équivalence asymptotique entre le test proposé et le test standard avec la fonction de perte 0−1 est étudiée. Beaucoup d’expériences de simulation et une expérimentation acoustique ont illustré l’efficacité du nouveau test statistique / The anomaly detection and localization problem can be treated as a multiple hypotheses testing (MHT) problem in the Bayesian framework. The Bayesian test with the 0−1 loss function is a standard solution for this problem, but the alternative hypotheses have quite different importance in practice. The 0−1 loss function does not reflect this fact while the quadratic loss function is more appropriate. The objective of the thesis is the design of a Bayesian test with the quadratic loss function and its asymptotic study. The construction of the test is made in two steps. In the first step, a Bayesian test with the quadratic loss function for the MHT problem without the null hypothesis is designed and the lower and upper bounds of the misclassification probabilities are calculated. The second step constructs a Bayesian test for the MHT problem with the null hypothesis. The lower and upper bounds of the false alarm probabilities, the missed detection probabilities as well as the misclassification probabilities are calculated. From these bounds, the asymptotic equivalence between the proposed test and the standard one with the 0-1 loss function is studied. A lot of simulation and an acoustic experiment have illustrated the effectiveness of the new statistical test

L'attention est une fonction au cœur de la cognition qui, à tout moment, nous permet de sélectionner les informations pertinentes à traiter, tout en ignorant les autres. Cette sélection de l’information qui s’opère à la fois dans l'espace et dans le temps résulte de l’intégration des informations sensorielles et d’un contrôle de "haut niveau" en fonction de nos buts. Cette fonction dépend d’un réseau cérébral incluant le système fronto-pariétal et est sous l’influence de différents neuromodulateurs, en particulier la noradrénaline, dont l’action reste encore mal connue. Mon travail de thèse consistait à comprendre le rôle de la noradrénaline sur les processus attentionnels. Mes objectifs étaient d’une part de vérifier notre hypothèse selon laquelle la noradrénaline modulerait les différentes facettes de l’attention (attention spatiale et attention soutenue) et d’autre part d’élucider les mécanismes d’action par lesquelles la noradrénaline exercerait ces effets. Pour répondre à ces questions, nous avons testé l’impact d’une augmentation de la transmission noradrénergique (administration intramusculaire d'atomoxétine) chez le singe, dans des tâches comportementales nécessitant une sélection de l’information visuelle soit dans l’espace (tâche d'attention avec indice et exploration spontanée d'images) soit au cours du temps (tâche de discrimination go/nogo). Nos résultats démontrent que l’atomoxétine facilite les processus attentionnels à la fois dans l’espace et au cours du temps. Dans l’espace, l’atomoxétine module l’orientation de l’attention visuo-spatiale en fonction du contexte, en ajustant le taux d’accumulation sensorielle ou l’impact de la saillance des images sur l’orientation de l’attention. Au cours du temps, l’atomoxétine ajuste la relation entre la sensibilité à discriminer la cible parmi des distracteurs et le biais de réponse des animaux. En résumé, mes résultats démontrent que la noradrénaline influence les deux facettes, spatiale et temporelle de l’attention et suggèrent une action via un ajustement des processus de traitement de l’information sensorielle et un ajustement du contrôle de l’attention au contexte / Attention is a function at the heart of cognition that, at any given moment, enables us to select some information for further processing, while setting aside others. This selection of information that operates both in space and time, results from the integration of sensory information and higher-level control according to our goals. This function depends on a cerebral network including the fronto-parietal system. It is also under the influence of different neuromodulators, in particular norepinephrine, the action of which is still poorly understood.The aim of my PhD work was to understand the role of norepinephrine on attentional processes. My objectives were, on the one hand, to test our hypothesis that norepinephrine is capable of acting on the different facets of attention (spatial attention and sustained attention) and, on the other hand, to elucidate the mechanisms of action by which noradrenaline exerts its action. To answer these questions, we tested the impact of an increase in noradrenergic transmission (intramuscular administration of atomoxetine) in monkeys, using behavioral tasks requiring a selection of visual information in space (cued attentional task and spontaneous image exploration) or over time (go/nogo discrimination task). Our results demonstrate that atomoxetine facilitates attentional processes both in space and over time. In space, atomoxetine modulates the orientation of visuospatial attention according to the context, adjusting the rate of sensory accumulation or the impact of image saliency on attention orientation. Over time, atomoxetine adjusts the relationship between the sensitivity to discriminate a target among distractors and the animal’s response bias.In summary, my results demonstrate that norepinephrine influences both the spatial and temporal facets of attention and suggests an action through an adjustment of sensory information processing and an adjustment of attention control to the context

Cette thèse porte sur la façon dont les individus prennent des décisions en présence de risque et d'incertitude. Elle est composée de quatre essais qui étudient théoriquement et expérimentalement la prise de décision.Les deux premiers essais étudient des situations où un décideur doit décider si un événement a eu lieu en utilisant des informations incertaines. Le fait d'identifier correctement que cet événement s'est produit est plus rémunéré que le fait d'identifier correctement qu'il ne s'est pas produit. Ce problème de décision induit une divergence entre deux qualités d'une décision : l'optimalité et l'exactitude. Les deux essais reproduisent de telles situations dans une expérience de laboratoire basée sur des tâches perceptuelles et analysent les décisions en utilisant la théorie de la détection du signal pour étudier l'arbitrage optimalité-exactitude. Le premier essai confirme l'existence d'un tel arbitrage avec un rôle dominant de la recherche de l'exactitude. Il explique l'existence de cet arbitrage par utilité non-monétaire associée au fait d'avoir raison. Le deuxième chapitre montre que présenter les informations perceptuelles en dernier contribue à l'existence de l'arbitrage optimalité-exactitude.Le troisième essai étudie comment les préférences vie-à-vie d'autrui interagissent avec l'attitude face à l'ambiguïté. Il présente les résultats d'une expérience où les sujets doivent faire des dons à des associations caritatives. Les dons peuvent avoir des coûts ou des bénéfices ambigus. Nous constatons que l'ambiguïté a pour effet de rendre les individus plus égoïstes. En d'autres termes, nous montrons que les individus utilisent l'ambiguïté comme une excuse pour ne pas donner. Ce comportement d’auto-justification est plus marqué pour les coûts ambigus que pour les avantages ambigus.Le quatrième essai examine la validité externe des mesures de préférence pour le risque en laboratoire en utilisant des décisions dans d'autres tâches expérimentales risquées et des décisions prisent sur en dehors du laboratoire. Nous constatons que les mesures de préférence pour le risque permettent d'expliquer les premières, mais qu'elles n'expliquent pas les secondes. / This thesis investigates how individuals make decisions under risk and uncertainty. It is composed of four essays that theoretically and experimentally investigate decision-making.The first two essays study situations where a decision maker has to decide whether an event has occurred using uncertain evidence. Accurately identifying that this event has occurred is more rewarded than accurately identifying that it has not occurred. This decision problem induces a divergence between two qualities of a decision: optimality and accuracy. Both essays reproduce such situations in a laboratory experiment based on perceptual tasks and analyze behavior using Signal Detection Theory to study the optimality-accuracy trade-off. The first essay confirms the existence of the trade-off with a leading role of accuracy. It explains the trade-off by the concern of individuals for being right. The second chapter finds that presenting perceptual evidence last contributes to the existence of the optimality-accuracy trade-off.The third essay studies how other-regarding preferences interact with attitude toward ambiguity. It reports the results of an experiment where subjects have to make donations to charities. Donations may have either ambiguous costs or ambiguous benefits. We find that other-regarding preferences are decreased under ambiguity. In other terms, we highlight that individual use ambiguity has an excuse not to give. This excuse-driven behavior is stronger for ambiguous costs than ambiguous benefits.The fourth essay challenges the external validity of laboratory risk preference measures using behavior in experimental risk tasks and naturally occurring behavior under risk. We find that risk preference measures are related with the former but that they fail to explain the latter.