After a review of the notions of Hausdorff and Fourier dimensions from fractal geometry and Fourier analysis and the properties of local times of Brownian motion, we study the Fourier structure of Brownian level sets. We show that if δa(X) is the Dirac measure of one-dimensional Brownian motion X at the level a, that is the measure defined by the Brownian local time La at level a, and μ is its restriction to the random interval [0, L−1 a (1)], then the Fourier transform of μ is such that, with positive probability, for all 0 ≤ β < 1/2, the function u → |u|β|μ(u)|2, (u ∈ R), is bounded. This growth rate is the best possible. Consequently, each Brownian level set, reduced to a compact interval, is with positive probability, a Salem set of dimension 1/2. We also show that the zero set of X reduced to the interval [0, L−1 0 (1)] is, almost surely, a Salem set. Finally, we show that the restriction μ of δ0(X) to the deterministic interval [0, 1] is such that its Fourier transform satisfies E (|ˆμ(u)|2) ≤ C|u|−1/2, u 6= 0 and C > 0. Key words: Hausdorff dimension, Fourier dimension, Salem sets, Brownian motion, local times, level sets, Fourier transform, inverse local times. / Decision Sciences / PhD. (Operations Research)

Le but de cette thèse est de construire, à partir d'un ensemble donné d'exemples de contours d'objets, un critère qui exprime quantitativement la ressemblance entre une forme quelconque et ces exemples. Ce critère permettra ainsi d'avoir un a priori sur la forme de l'objet à rechercher dans une nouvelle image à segmenter. On définit tout d'abord mathématiquement l'ensemble de "toutes les formes". L'étude de plusieurs métriques sur cet ensemble conduit à leur équivalence topologique. Une approximation dérivable de la distance de Hausdorff permet alors de construire un chemin entre deux formes quelconques par descente de gradient. Le gradient d'une application dépendant d'une forme est un champ de déformation appartenant à son espace tangent; il dépend de son produit scalaire, qui peut alors être vu comme un a priori sur les champs de déformation en changeant qualitativement les évolutions. Une extension de la notion de gradient à des a priori non linéaires est également proposée. Les champs instantanés de déformation d'une forme vers une autre obtenus par gradient d'une distance permettent de définir la "moyenne" d'un ensemble donné de contours, ainsi que les modes caractéristiques de déformation qui lui sont associés, exprimant la variabilité de la forme dans l'échantillon étudié. De ces statistiques sur les formes on déduit plusieurs critères de segmentation, qui sont testés et illustrés sur quelques exemples. Des statistiques assez similaires sont également menées sur des images (au lieu de formes) dans une approche difféomorphique, testées sur des photographies de visages, puis utilisées dans une tâche de reconnaissance d'expression.

On s'intéresse à la géométrie des variétés de courbure de Ricci presque supérieure à $k$ (i.e. telle qu'une norme $L^p$---locale ou globale---de la fonction $(\underline(\rm Ric)-k)^-$ soit petite, où $\underline(\rm Ric)(x)$ est la plus petite valeur propre de la courbure de Ricci en $x$). On démontre sous cette hypothèse les équivalents des inégalités géométriques classiques de Myers, de Bishop-Gromov, de Lichnerowicz,... puis on caractérise les variétés qui réalisent presque les cas d'égalité (généralisant des travaux de T.~Colding et de P.~Petersen). Sur une variété compacte $M^n$ de courbure presque positive, le laplacien sur les 1-formes a au plus $n$ petites valeurs propres. S'il a exactement $n$ petites valeurs propres ($n-1$ suffisent si $M$ est orientable) alors $M$ est difféomorphe à une Nilvariété et la métrique est presque invariante à gauche. Ces résultats découlent d'estimées analytiques établies dans la première partie de la thèse.

<p>Fractal analysis is an important tool when we need to study geometrical objects less regular than ordinary ones, e.g. a set with a non-integer dimension value. It has developed intensively over the last 30 years which gives a hint to its young age as a branch within mathematics.</p><p>In this thesis we take a look at some basic measure theory needed to introduce certain definitions of fractal dimensions, which can be used to measure a set's fractal degree. Comparisons of these definitions are done and we investigate when they coincide. With these tools different fractals are studied and compared.</p><p>A key idea in this thesis has been to sum up different names and definitions referring to similar concepts.</p>

Fractal analysis is an important tool when we need to study geometrical objects less regular than ordinary ones, e.g. a set with a non-integer dimension value. It has developed intensively over the last 30 years which gives a hint to its young age as a branch within mathematics. In this thesis we take a look at some basic measure theory needed to introduce certain definitions of fractal dimensions, which can be used to measure a set's fractal degree. Comparisons of these definitions are done and we investigate when they coincide. With these tools different fractals are studied and compared. A key idea in this thesis has been to sum up different names and definitions referring to similar concepts.

本文應用資產報酬率的多重碎形模型，該模型為一整合財務時間序列上的厚尾及波動持續性的連續時間過程。多重碎形的方法允許我們估計隨時間變動的報酬率高階動差，進而推論財務時間序列的產生機制。我們利用小波轉換的模數最大值計算多重碎形譜，透過譜分解得到資產報率分配的高階動差資訊。根據實證結果，我們得到S&P和DJIA的股價指數期貨報酬率符合動差尺度行為且資料也展現幕律的形態。根據估計出的譜形態為對數常態分配。實證結果也顯示S&P和DJIA的股價指數期貨報酬率均具有長記憶及多重碎形的特性。 / We apply the multifractal model of asset returns (MMAR), a class of continuous-time processes that incorporate the thick tails and volatility persistence of financial time series. The multifractal approach allows for higher moments of returns that may vary with the time horizon and leads to infer about the generating mechanism of the financial time series. The multifractal spectrum is calculated by the Wavelet Transform Modulus Maxima (WTMM) provides information on the higher moments of the distribution of asset returns and the multiplicative cascade of volatilities. We obtain the evidences of multifractality in the moment-scaling behavior of S&P and DJIA stock index futures returns and the moments of the data represent a power law. According to the shape of the estimated spectrum we infer a log normal distribution.The empirical evidences show that both of them have long memory and multifractal property.

After a review of the notions of Hausdorff and Fourier dimensions from fractal geometry and Fourier analysis and the properties of local times of Brownian motion, we study the Fourier structure of Brownian level sets. We show that if δa(X) is the Dirac measure of one-dimensional Brownian motion X at the level a, that is the measure defined by the Brownian local time La at level a, and μ is its restriction to the random interval [0, L−1 a (1)], then the Fourier transform of μ is such that, with positive probability, for all 0 ≤ β < 1/2, the function u → |u|β|μ(u)|2, (u ∈ R), is bounded. This growth rate is the best possible. Consequently, each Brownian level set, reduced to a compact interval, is with positive probability, a Salem set of dimension 1/2. We also show that the zero set of X reduced to the interval [0, L−1 0 (1)] is, almost surely, a Salem set. Finally, we show that the restriction μ of δ0(X) to the deterministic interval [0, 1] is such that its Fourier transform satisfies E (|ˆμ(u)|2) ≤ C|u|−1/2, u 6= 0 and C > 0. Key words: Hausdorff dimension, Fourier dimension, Salem sets, Brownian motion, local times, level sets, Fourier transform, inverse local times. / Decision Sciences / PhD. (Operations Research)

Le thème central de la présente thèse est le contenu sémantique des quantificateurs logiques. Dans leur forme la plus simple, les quantificateurs permettent d’établir l’existence, ou la non-existence, d’individus répondant à une propriété. En tant que tels, ils incarnent la richesse et la complexité de la logique du premier ordre, par delà la logique propositionnelle. Nous contribuons à l’analyse sémantique des quantificateurs, du point de vue de la théorie de la dualité, dans trois domaines différents des mathématiques et de l’informatique théorique. D’une part, dans la théorie des langages formels à travers la logique sur les mots. D’autre part, dans la logique intuitionniste propositionnelle et dans l’étude de l’interpolation uniforme. Enfin, dans la topologie catégorique et dans la sémantique catégorique de la logique du premier ordre. / The unifying theme of the thesis is the semantic meaning of logical quantifiers. In their basic form quantifiers allow to state theexistence, or non-existence, of individuals satisfying a property. As such, they encode the richness and the complexity of predicate logic, as opposed to propositional logic. We contribute to the semantic understanding of quantifiers, from the viewpoint of duality theory, in three different areas of mathematics and theoretical computer science. First, in formal language theory through the syntactic approach provided by logic on words. Second, in intuitionistic propositional logic and in the study of uniform interpolation. Third, in categorical topology and categorical semantics for predicate logic.

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This Master's thesis deals with history of Fractal geometry and describes the fractal science development. In the begining there are essential Fractal science terms explained. Then description of fractal types and typical or most known examples of them are mentioned. Fractal knowledge application besides computer graphics area is discussed. Thesis informs about fractal geometry practical usage. Few present software packages or more programs which can be used for making fractal pictures are described in this work. Some of theirs capabilities are described. Thesis' practical part consists of slides, demonstrational program and poster. Electronical slides represents brief scheme usable for fractal geometry realm lectures. Program generates selected fractal types. Thesis results are projected on poster.