Cette thèse s’inscrit dans la recherche d’images basée sur leur contenu. La recherche opère sur des images eprésentéesdans un domaine transformé et où sont construits directement les vecteurs de caractéristiques ou indices. Deux types detransformations sont explorés : la transformée en cosinus discrète ou Discrete Cosine Transform (DCT) et la transforméen ondelettes discrète ou Discrete Wavelet Transform (DWT), utilisés dans les normes de compression JPEG et JPEG2000. Basés sur les propriétés des coefficients de la transformation, différents vecteurs de caractéristiquessont proposés. Ces vecteurs sont mis en oeuvre dans la reconnaissance de visages et de textures couleur.Dans le domaine DCT, sont proposés quatre types de vecteurs de caractéristiques dénommés «patterns» : Zigzag-Pattern,Sum-Pattern, Texture-Pattern et Color-Pattern. Le premier type est l’amélioration d’une approche existante. Les trois derniers intègrent la capacité de compactage des coefficients DCT, sachant que certains coefficients représentent une information de directionnalité. L’histogramme de ces vecteurs est retenu comme descripteur de l’image. Pour une réduction de la dimension du descripteur lors de la construction de l’histogramme il est défini, soit une adjacence sur des patterns proches puis leur fusion, soit une sélection des patterns les plus fréquents. Ces approches sont évaluées sur des bases de données d’images de visages ou de textures couramment utilisées. Dans le domaine DWT, deux types d’approches sont proposés. Dans le premier, un vecteur-couleur et un vecteur–texture multirésolution sont élaborés. Cette approche se classe dans le cadre d’une caractérisation séparée de la couleur et de la texture. La seconde approche se situe dans le contexte d’une caractérisation conjointe de la couleur et de la texture. Comme précédemment, l’histogramme des vecteurs est choisi comme descripteur en utilisant l’algorithme K-means pour construire l’histogramme à partir de deux méthodes. La première est le procédé classique de regroupement des vecteurs par partition. La seconde est un histogramme basé sur une représentation parcimonieuse dans laquelle la valeur des bins représente le poids total des vecteurs de base de la représentation. / This thesis comes within content-based image retrieval for images by constructing feature vectors directly fromtransform domain. In particular, two kinds of transforms are concerned: Discrete Cosine Transform (DCT) andDiscrete Wavelet Transform (DWT), which are used in JPEG and JPEG2000 compression standards. Based onthe properties of transform coefficients, various feature vectors in DCT domain and DWT domain are proposedand applied in face recognition and color texture retrieval. The thesis proposes four kinds of feature vectors in DCTdomain: Zigzag-Pattern, Sum-Pattern, Texture-Pattern and Color-Pattern. The first one is an improved method based onan existing approach. The last three ones are based on the capability of DCT coefficients for compacting energy and thefact that some coefficients hold the directional information of images. The histogram of these patterns is chosen as descriptor of images. While constructing the histogram, with the objective to reduce the dimension of the descriptor, either adjacent patterns are defined and merged or a selection of the more frequent patterns is done. These approaches are evaluated on widely used face databases and texture databases. In the aspect of DWT domain, two kinds of approaches for color texture retrieval are proposed. In the first one, color-vector and multiresolution texture-vector are constructed, which categorize this approach into the context of extracting color and texture features separately. In contrast, the second approachis in the context of extracting color and texture features jointly: multiresolution feature vectors are extracted from luminance and chrominance components of color texture. Histogram of vectors is again chosen as descriptor and using k-means algorithm to divide feature vectors into partitions corresponding to the bins of histogram. For histogram generation, two methods are used. The first one is the classical method, in which the number of vectors that fall into the corresponding partition is counted. The second one is the proposition of a sparse representation based histogram in which a bin value represents the total weight of corresponding basis vector in the sparse representation.

Les travaux de cette thèse portent sur l'amélioration et l'optimisation de l'algorithme de suivi d'objet couleur Mean-Shift à la fois d’un point de vue robustesse du suivi et d’un point de vue architectural pour améliorer la vitesse d’exécution. La première partie des travaux a consisté en l'amélioration de la robustesse du suivi. Pour cela, l'impact des espaces de représentation couleur a été étudié, puis une méthode permettant la sélection de l'espace couleur représentant le mieux l'objet à suivre a été proposée. L'environnement de la cible changeant au cours du temps, une stratégie est mise en place pour resélectionner un espace couleur au moment opportun. Afin d'améliorer la robustesse dans le cas de séquences particulièrement difficile, le Mean-Shift avec stratégie de sélection a été couplé avec un autre algorithme plus coûteux en temps d'exécution : le suivi par covariance. L’objectif de ces travaux est d’obtenir un système complet fonctionnant en temps réel sur processeurs multi-cœurs SIMD. Une phase d’étude et d'optimisation a donc été réalisée afin de rendre les algorithmes paramétrables en complexité pour qu’ils puissent s’exécuter en temps réel sur différentes plateformes, pour différentes tailles d’images et d’objets suivi. Dans cette optique de compromis vitesse / performance, il devient ainsi possible de faire du suivi temps-réel sur des processeurs ARM type Cortex A9. / The work of this thesis focuses on the improvement and optimization of the Mean-Shift color object tracking algorithm, both from a theoretical and architectural point of view to improve both the accuracy and the execution speed. The first part of the work consisted in improving the robustness of the tracking. For this, the impact of color space representation on the quality of tracking has been studied, and a method for the selection of the color space that best represents the object to be tracked has been proposed. The method has been coupled with a strategy determining the appropriate time to recalculate the model. Color space selection method was also used in collaboration with another object tracking algorithm to further improve the tracking robustness for particularly difficult sequences : the covariance tracking which is more time consuming. The objective of this work is to obtain an entire real time system running on multi-core SIMD processors. A study and optimization phase has been made in order to obtain algorithms with a complexity that is configurable so that they can run in real time on different platforms, for various sizes of images and object tracking. In this context of compromise between speed and performance, it becomes possible to do real-time tracking on processors like ARM Cortex A9.

Made available in DSpace on 2016-08-10T11:07:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carmen Lucia Alves Leal.pdf: 742765 bytes, checksum: 3d351abf97404bdbe140919720c49f65 (MD5) Previous issue date: 2009-09-28 / Le but de cette recherche est d analyser le cas des couleurs en renvoyant aux idées qui règlent les propriétés du sens et support symbolique des opérations perceptibles en ce qui concerne les concepts phénoménologiques. Le point de départ des analyses y comprises est la qualité dynamique de l aspect sensoriel et par quels moyens celles-ci s intègrent aux sensations humaines et naturellement, aux personnages en littérature. Pour analyser le champ de ce phénomène qui n obéit pas la continuité des processus perceptibles de l oeuvre littéraire, on entre fréquemment dans la nature sensible humaine, ce qui nous mène à l articulation avec la psychanalyse, concernant surtout les sens phénomènologiques de la symbologie des couleurs. En plus, on cherche à démontrer comment la perception des couleus est présentée dans les énonciations imaginées basées sur la philosophie de la phénoménologie de la perception ainsi que d y penser dans sa relation avec l art par la valeur esthétique. / Esta dissertação propõe-se a analisar o cromatismo enquanto construtor fenomenológico gerador de sentido e suporte simbólico na (de)codificação do proceder literário. O ponto de partida deste trabalho é o da natureza dinâmica do repertório simbólico das cores e de como estas se integram à compreensão humana e, naturalmente, das personagens em literatura. Com o objetivo de analisar a abrangência desse fenômeno que desdobra-se na inesgotabilidade dos processos perceptivos que permeiam a obra de arte literária, entramos constantemente no mundo sensível humano, o que faz com que a significância dessa questão esteja em constante articulação com a psicanálise, principalmente no que tange a hermenêutica dos sentidos fenomenológicos da simbologia das cores. Trata também, do encontro entre o código cultural e as enunciações ficcionais na acepção da fenomenologia da percepção justamente objetivando pensá-lo em sua relação com a arte pelo juízo estético.

Cette thèse interroge et analyse comment la lumière, en tant que phénomène naturel et physique, est devenue un phénomène proprement pictural. Si la lumière, qu’elle soit naturelle ou artificielle, est la force mettant en acte la visibilité du monde pour la majorité des êtres vivants, elle est également à l’origine des couleurs qui sont les effets de son action spécifique sur l’œil. En interagissant directement avec la matière, la lumière produit la couleur et penser philosophiquement le concept de lumière dans l’art pictural revient donc tout d’abord à comprendre le cheminement des voies propres de la couleur qui fut progressivement reconnue comme la spécificité même de la peinture. Intrinsèquement liées au sein de toute expérience perceptive, lumière et couleur impliquent un processus physiologique dont les paradigmes évoluèrent au fil des siècles. La couleur révèle un monde visible dont l’origine lumineuse échappe pourtant à la perception et les peintres œuvrèrent à dégager l’origine invisible du visible : la lumière, essence de la visibilité. Le sujet percevant, découvert comme l’agent actif de l’expérience optique impliqua une transformation radicale et le monde du visible, qui constituait jusqu’alors une forme privilégiée de connaissance, fut reconsidéré en fonction des caractéristiques subjectives de l’œil. En devenant objet de connaissance, la vision pénétra ainsi dans le champ de la philosophie et des sciences expérimentales. C’est plus particulièrement à travers l’analyse de l’œuvre de Mark Rothko et de celle de Pierre Soulages que nous orienterons la seconde partie de notre recherche tant le concept de lumière y rencontre de riches problématiques esthétiques qui entrent en résonance avec les paradigmes artistiques propres à l’histoire de la peinture. / This doctoral thesis suggests questionning how light, a natural and physical phenomenon has also become a concept in the field of painting. Light, artifical or natural, is not only the mere driving force behind vision for the majority of beings in this world, it is also at the origin of colors, which result from the action of light on the eye. By interacting directly with the material, light produces color. Therefore, to think philosophically the concept of light in pictorial art would thus means first to understand the inner ways of color, which have been gradually recognized as the true specificity of painting. Intrinsically connected within any perceptive experience, light and color involve a physiological process paradigm which evolved in the course of the centuries. Color reveals a visible world whose bright origin still cannot be grasped by our perception, and painters have worked to release the invisible origin of the visible: light, the essence of the visibility. The role of the perceiving subject is then profoundly transformed as it becomes regarded as the active agent of the optical experience. The visible world, thus far a privileged shape of knowledge, is reconsidered according to the subjective characteristics of the eye. By becoming an object of knowledge, vision became associated to the fields of philosophy and experimental sciences. Most precisely, since the concept of light meets in their works such rich aesthetic problems which resonate with the artistic paradigms that belong to the history of painting, it is throughout an analysis of Mark Rothko’s and Pierre Soulages’s work that the research work has been focused in a second part.

Cet écrit traverse l'encre de la peinture par la sienne propre. Elle a ce corps en partage, à la fois fraternel et inconciliable. L'encre de l'écrit a voulu ici se frayer un chemin de liquidité dans la peinture, donnant à son mouvement l'ébranlement de la couleur, qui est un geste de la matière elle-même. Mon geste, lui, bu par le papier et retiré dans des plis de vagues, opère un glissement jusqu'au blanc d'une page sur la table qui se déploie jusqu'à cet objet singulier qu'est la thèse en arts. De fait, comme la peinture accompagne dans son sillage d'ombres le questionnement d'un regard, son itinéraire sans tracé, l'écrit depuis la peinture, se retourne sur son propre objet — d'une encre à l'autre. La construction d'une parole en prise avec une errance d'atelier est délicate. Elle mêle son corps résonant d'images à celui des mots des poètes, travaillant un langage inconnu au creux de l'impasse même que constituent les mots, la prise de parole. La voix du peintre est la seule que je connaisse. Elle est issue de l'abandon et du dessaisissement à l’œuvre. Elle engage la pensée dans le faire, au milieu d'une déposition qui est celle, multiple, d'un corps d'encre, d'une peinture en éclat, d'un geste et sa dépose, d'une voix et de ses fragments. La déposition appelle le sol. C'est bien de ce sol dont il est question tout au long de cet écrit. Un fondement, comme fondation mais aussi comme ce qui fond sous les pas. Liquide, fluide, mouvante. Une déprise qui est aussi un ancrage, une attache qui est aussi un débord. / This writing goes through the ink of painting through its own. It has this body to share, both fraternal and irreconcilable. Here the ink of writing sought to pave a liquid way in painting, giving to its movement the trembling of color, which is a gesture of matter itself. As for my gesture, drunk by the paper and withdrawn in folds of waves, operates a drift to the white of a page on the table, that unfolds to this singular object that is the thesis in fine arts. In fact, as painting accompanies in its shadowy wake the questioning of a gaze, its course without outline, writing from painting, turns on its own object - from one ink to another. The construction of a discourse in touch with the wandering of the studio is delicate. It merges its body resonant with images with that of words from poets, working an unknown language in the very core of the impasse that constitutes words, access to speech. The painter's voice is the only one I know. It is the result of the abandonment and divestment at work. It engages thought in making, in the midst of a deposition which is, multiple, that of a body of ink, of a radiant painting, of a gesture and its removal, of a voice and its fragments. Deposition calls for the ground. It is that very ground that is being discussed throughout this writing. A grounding, as foundation but also as what melts under the steps. Liquid, fluid, moving. A release that is also an anchor, a tie that is also an overflow.

La télédétection de la couleur de l'océan représente un outil adapté à l'observation du phytoplancton avec des résolutions spatio-temporelles élevées et pouvant être adaptées à chaque cas d'étude. Plusieurs méthodes ont été développées ces dernières années afin de permettre la distinction de différents groupes de phytoplancton en utilisant les données des capteurs de la couleur de l'océan. Dans le cadre de cette thèse, on présente une nouvelle approche, appelée PHYSAT-SOM, qui se base sur l'application d'un algorithme de classification automatique non supervisée (SOM ou Self-Organizing Maps) à l'extraction de différentes formes et amplitudes de spectres d'anomalies de luminances (Ra ou Radiance Anomaly). Cette anomalie spectrale a été définie par Alvain et al. (2005), lors du développement de la méthode PHYSAT et il est actuellement admis que sa variabilité est reliée à celle de la composition des communautés phytoplanctoniques. L'utilisation des SOM vise à améliorer la caractérisation de la variabilité des Ra en termes de forme et amplitude ainsi que l'expansion du potentiel de leur utilisation à de grandes bases de données in situ de pigments. En considérant un même jeu de données de spectres de Ra, une comparaison entre la précédente version de PHYSAT et la nouvelle approche, basée sur SOM a montré qu'il est maintenant possible de couvrir toute la variabilité spectrale des Ra. Ceci n'était pas le cas avec l'ancienne approche du fait de l'utilisation de seuils, définis dans le but d'éviter les chevauchements entre les signatures spectrales des différents groupes de phytoplancton. La méthode basée sur SOM est pertinente pour caractériser une grande variété de spectres de Ra, de par sa capacité à gérer de grandes quantités de données et de sa fiabilité statistique. La première approche aurait pu, de ce fait, introduire des biais potentiels et donc, les possibilités de son extension à de plus grandes bases de données in situ étaient relativement restreintes. Par la suite, SOM a été utilisé pour classer les spectres de Ra fréquemment observés à l'échelle globale. Ces spectres ont ensuite été empiriquement reliés à différents groupes de phytoplancton, identifiés à partir de données in situ de pigments. Cette classification a été appliquée aux archives satellite du capteur SeaWiFS, permettant l'étude de la distribution globale de chaque groupe. Grâce à sa capacité à caractériser un large éventail de spectres de Ra et de gérer une plus grande base de données in situ, l'outil SOM permet de classer un nombre plus élevé de pixels (2x plus) que la précédente approche de PHYSAT. En outre, différentes signatures spectrales de Ra ont été associées aux diatomées. Ces signatures sont situées dans divers environnements où les propriétés optiques inhérentes affectant les spectres de Ra sont susceptibles d'être significativement différentes. Par ailleurs, les floraisons de diatomées dans certaines conditions sont plus clairement visibles avec la nouvelle méthode. La méthode PHYSAT-SOM offre ainsi plusieurs perspectives afin d'aller plus loin dans l'utilisation des données de la couleur de l'océan pour la détection des groupes de phytoplancton. On peut citer l'exemple d'une application future dans les eaux du Cas 2, moyennant une approche de normalisation adéquate du signal de luminances. Une étude préliminaire en Manche et Mer du Nord est présentée dans le dernier chapitre, montrant qu'il sera possible d'utiliser PHYSAT-SOM dans cet environnement optiquement complexe. / Remote sensing of ocean color is a powerful tool for monitoring phytoplankton in the ocean with a high spatial and temporal resolution. Several methods were developed in the past years for detecting phytoplankton functional types from satellite observations. In this thesis, we present an automatic classification method, based on a neural network clustering algorithm, in order to classify the anomalies of water leaving radiances spectra (Ra), introduced in the PHYSAT method by Alvain et al. (2005) and analyze their variability at the global scale. The use of an unsupervised classification aims at improving the characterization of the spectral variability of Ra in terms of shape and amplitude as well as the expansion of its potential use to larger in situ datasets for global phytoplankton remote sensing. The Self-Organizing Map Algorithm (SOM) aggregates similar spectra into a reduced set of pertinent groups, allowing the characterization of the Ra variability, which is known to be linked with the phytoplankton community composition. Based on the same sample of Ra spectra, a comparison between the previous version of PHYSAT and the new one using SOM shows that is now possible to take into consideration all the types of spectra. This was not possible with the previous approach, based on thresholds, defined in order to avoid overlaps between the spectral signatures of each phytoplankton group. The SOM-based method is relevant for characterizing a wide variety of Ra spectra through its ability to handle large amounts of data, in addition to its statistical reliability compared to the previous PHYSAT. The former approach might have introduced potential biases and thus, its extension to larger databases was very restricted. In a second step, some new Ra spectra have been related to phytoplankton groups using collocated field pigments inventories from a large in situ database. Phytoplankton groups were identified based on biomarker pigments ratios thresholds taken from the literature. SOM was then applied to the global daily SeaWiFS imagery archive between 1997 and 2010. Global distributions of major phytoplankton groups were analyzed and validated against in situ data. Thanks to its ability to capture a wide range of spectra and to manage a larger in situ pigment dataset, the neural network tool allows to classify a much higher number of pixels (2 times more) than the previous PHYSAT method for the five phytoplankton groups taken into account in this study (Synechococcus-Like-Cyanobacteria, diatoms, Prochloroccus, Nanoeucaryots and Phaeocystis-like). In addition, different Ra spectral signatures have been associated to diatoms. These signatures are located in various environments where the inherent optical properties affecting the Ra spectra are likely to be significantly different. Local phenomena such as diatoms blooms in the upwelling regions or during climatic events(i.e. La Nina) are more clearly visible with the new method. The PHYSAT-SOM method provides several perspectives concerning the use of the ocean color remote sensing data for phytoplankton group identification, such as, the potential application of the method in Case 2 waters, using an appropriate nLw signal normalization approach. A preliminary case study in the English Channel and North Sea waters is presented in the last chapter of the thesis, showing the possibility of a future use of PHYSAT-SOM in these optically complex waters.

Dans le cadre d'une création-recherche, la question initiale qui présidait cette réflexion épistémologique était de savoir comment penser la couleur et la coloration dans l'architecture traditionnelle et contemporaine dans les villes du sud tunisien. Ma thèse est fondée sur l'interprétation empruntée d'une propre expérience sur le terrain. J'ai élaboré une analyse chromatique rétrospective du site, de la ville et de l'architecture dans leurs dimensions économiques, sociales et culturelles. Ce travail d'invention de la couleur est, dans le fonds de ses parties, formé pour comprendre l'identité chromatique du lieu culturel. Ma recherche consiste à l'application de la méthode de planification scientifique à partir de laquelle les enjeux objectifs de la classification des couleurs ont été dégagés sur la base des facteurs sensoriels et des notions rationnelles. Elle regroupe toutes les activités qui consistent à structurer, fonder et évaluer un savoir chromatique en s'ouvrant sur des expériences de coloristes professionnels. Une pensée du développement a été établie au niveau de la couleur qui s'intègre dans une progression dynamique du secteur particulier du design environnement et développe ses propres concepts, usages et finalités au sein d'un milieu culturel spécifique. À travers cette recherche, j'ai développé le concept de la couleur locale comme étant un souci individuel, une pratique socioculturelle, un savoir scientifique et enfin comme un matériau et un processus de développement durable. Comment la couleur locale représente-t-elle un équilibre savant et permanent entre dimensions culturelles et axes d'acculturation ? / As part of a research-creation, the original question who chaired the epistemological thinking was how to think the color in the traditional and contemporary architecture in the cities of southern Tunisia. My thesis is based on the interpretation borrowed from its own field experience. I developed a color retrospective analysis of the site, the city and architecture in their economic, social and cultural dimensions. Inventive work of the color in the background of its parts, formed due to understand the cultural identity of color instead. My research involves the application of the scientific method of planning, from which the objectives of the color classification issues were identified on the basis of sensory factors and rational notions. It includes ail activities which include structure, build and evaluate a chromatic know, opening on the experiences of professional colorists. Development thinking has been established at the color that fits into a dynamic growth sector of particular environmental design and develops its own concepts, uses and purposes within a specific cultural environment. Through this research, I developed the concept of local color as an individual concern, a socio-cultural practice, scientific knowledge and finally as a material and a process of sustainable development. How local color represents a scholar and permanent balance between cultural dimensions and areas of acculturation?

Dans cette thèse, nous étudions un phénomène optique souvent ignoré en vision par ordinateur : les inter-réflexions. Les inter-réflexions, qui peuvent être trouvées dans l’état de l’art sous le nom « illumination mutuelle », se produisent quand une surface concave est illuminée. Dans ce cas, un rayon lumineux venant de la source de lumière vers un point de la surface, va réfléchir vers d’autres points de la même surface plusieurs fois avant d’arriver à nos yeux, ou aux capteurs de l’appareil photo. Donc, un rayon inter-réfléchi entre les différents points de la surface concave, d’où le nom « inter-réflexions». Les inter-réflexions conduisent aux variations de couleurs, ou gradients de couleurs, sur la totalité de la surface concave. Ces variations sont plus au moins prononcées selon plusieurs facteurs comme la réflectance de la surface et sa géométrie. Dans ce manuscrit, nous allons montrer que ces variations de couleurs contiennent en elles des informations importantes qui méritent d’être utilisées en vision par ordinateur. Ces mêmes variations jouent un rôle important dans la perception ce qui permet à l’être humain une meilleure constance de couleur, comme montré par nos résultats empiriques. Dans l’objectif d’utiliser efficacement les inter-réflexions pour quelques applications en vision par ordinateur, nous introduisons dans ce manuscrit un modèle spectral d’inter-réflexions prenant en compte une infinité de rebonds. Ce modèle construit sur des bases radiométriques nous permet de définir la relation entre les valeurs RGB brut correspondant à la surface concave dans l’image d’un côté, et la réflectance spectrale et la géométrie de cette même surface, la distribution de puissance spectrale de l’éclairage (SPD), et les courbes des réponses spectrales de l’appareil photo de l’autre côté. Grâce à ce modèle, nous sommes capables d’étudier plusieurs applications d’inter-réflexions en estimation spectrale. Nous montrons que l’estimation de la réflectance spectrale à partir d’une seule image RGB, une tâche qui est quasi-impossible sans apprentissage même sous un éclairage connu, est devenue possible grâce aux inter-réflexions. Nos résultats ontdémontré que l’estimation de la réflectance spectrale d’une surface concave donne une précision similaire, et même parfois meilleure, en comparaison avec les approches de l’état de l’art qui ont besoin de trois images de la même surface prises sous trois différents éclairages. De plus, les inter-réflexions nous ont aidés à proposer une application plus concrète de l’estimation de la réflectance spectrale dans laquelle il est possible d’utiliser un spectre d’un éclairage standard sans nécessiter un pré-calibrage pour les paramètres de l’acquisition. Par la suite, nous démontrons que les inter-réflexions sont aussi utiles dans des applications qui utilisent des mires de couleurs, comme par exemple la caractérisation de l’appareil photo. La nature de l’inter-réflexion sur une surface d’une seule couleur conduit aux couleurs spéciales qui sont les résultats des multiplications de la réflectance spectrale avec elle-même de multiples fois. Utiliser ces couleurs avec notre modèle d’inter-réflexion aide à introduire de la non-linéarité sur les mires de couleurs et donc à obtenir une meilleure caractérisation spectrale. Par conséquent, utiliser des mires de couleurs 3D est plus bénéfique qu’ajouter des nouvelles couleurs aux mires 2D. Finalement, nous entraînons un réseau neuronal convolutif sur des images simulés d’inter-réflexions dans le but d’estimer à la fois la réflectance spectrale de la surface et la SPD de l’éclairage d’une seule image RGB. Nos résultats expérimentaux démontrent que notre approche est capable d’estimer les deux spectres avec une très bonne précision en comparaison avec les autres approches. De plus, cette approche fonctionne très bien sur les images réelles grâce aux niveaux de bruits ajoutés dans le processus d’apprentissage. / In this thesis, we study an optical phenomenon often ignored in computer vision, the interreflection phenomenon. Interreflections, which can also be found in the literature under the name mutual illumination happen whenever a concave surface is illuminated. As the name tells, a light ray coming from the light source and hitting a surface point will reflect toward some other point, then another, and so on, before reaching the camera sensor or the eye. Hence, a ray does inter-reflect between the different points of a concave surface. Interreflections lead to color variations, or color gradients, all over the concave surface. These variations are more or less pronounced depending on many factors including, but not limited to, the surface reflectance and its geometry. We will show in this manuscript that these color variations hold some important information which is worth to be used in computer vision. They also play an important role in perception leading to a better color constancy in human vision as demonstrated in our experiments. In order to be able to efficiently use interreflections in some computer vision applications, a spectral infinite-bounce model of interreflections is introduced in the manuscript. This radiometric model allows us to define the relation between the raw RGB values correspondingto the concave surface in the image on one side, and the spectral reflectance and the geometry of this surface, the spectral power distribution of the light and the spectral responses of the camera sensors on the other side. Thanks to this model, we were able to study some applications of interreflections in spectral estimation. We show that a task, such as spectral reflectance estimation form a single RGB image, which is almost impossible without learning even under known illuminant and spectral responses of the camera, is made possible thanks to interreflections. Our results show that, spectral reflectance estimation of a folded surface gives a similar accuracy and sometimes a better one when compared to the state of the art approaches that need three different images of the flat surface taken under three different illuminants. Moreover, interreflections help in proposing a more concrete application of spectral reflectance estimation where a standard light SPD can be used and no pre-calibration for the acquisition settings is needed. Later, we show that interreflections are useful in some applications which need color charts such as camera characterization. The nature of interreflections leads to special colors resulted from raising the spectral reflectance to multiple powers. Using these colors along with the interreflection model helps in introducing some non linearly-related information and thus in obtaining a better spectral characterization. Hence, using 3D color charts is more beneficial than adding new colors to 2D color charts. Finally, we train a convolutional neural network on simulated images of interreflections in order to get an estimation of both the spectral reflectance and the SPD of light from a single RGB image. The experimental results show that our approach is able to get both spectra with a very good accuracy compared to other approaches. In addition, this approach performs very well on real images thanks to the added noises in the training process.

La télédétection spatiale de la couleur de l’océan implique l’élimination de la contribution atmosphérique, appelée correction atmosphérique (CA). Au-dessus des eaux claires, cette dernière se base sur l’hypothèse que l’eau est totalement absorbante dans le Proche Infra-Rouge (PIR) pour estimer la réflectance atmosphérique et déterminer la réflectance marine. À l’opposé, au-dessus des eaux côtières turbides, la contribution du signal marin n’est pas négligeable dans le PIR. De ce fait, différentes méthodes alternatives ont été proposées. La thèse se consacre à l’évaluation des algorithmes de CA proposés et leur amélioration pour le capteur Ocean and Land Colour Instrument (OLCI) au-dessus des eaux côtières en exploitant sa synergie avec le capteur Sea and Land Surface Temperature Radiometer (SLSTR). Dans ce but, des mesures radiométriques in-situ ont été acquises dans deux zones côtières françaises contrastées : Manche orientale et Guyane Française, avec le spectro-radiomètre ASD, suivant un nouveau protocole d’acquisition et de post-traitement. Le post-traitement s’est basé sur le coefficient de variabilité et la différence relative de la médiane dans le contrôle de qualité, en plus du score d’assurance de qualité (QAS). Suivant l’analyse statistique basée en partie sur l’angle spectral moyenné (SAM), l’inter-comparaison radiométrique de l’ASD avec les autres radiomètres (TriOS-above et Radeau), a révélé la cohérence des mesures ASD. L’utilisation de ces dernières a permis l’inter-comparaison de la performance de cinq algorithmes de CA, où l’algorithme Polymer est le plus performant d’après un système à points avec une seule métrique. Cependant aucun algorithme a atteint le maximum de points soulignant la grande marge de progression à accomplir, surtout en eau côtière. Dans cette optique, trois relations spectrales de la réflectance des aérosols ont été testées sur une base de données simulées suivant la synergie OLCI/SLSTR. Une autre relation, Full Spectrum AC (FSAC) a été développée initialement en combinant deux relations existantes, après l’élimination de l’hypothèse du pixel noir dans l’ultra-violet (UV) et l’intégration d’un schéma itératif. L’inter-comparaison des relations révèle la cohérence de FSAC qui est légèrement moins performante qu’une relation publiée. L’application de FSAC sur des images OLCI/SLSTR ouvrirait des perspectives dans l’amélioration de la CA au-dessus des eaux côtières. / The ocean color remote sensing involves the removal of the atmospheric contribution, the so-called atmospheric correction (AC). Over clear waters, the latter is based on the hypothesis that the sea water is totally absorbent in the Near Infra-Red (NIR), to estimate the atmospheric reflectance and to determine the water reflectance. By contrast, over coastal turbid waters, the marine signal is not negligible in the NIR. Accordingly, different alternative methods were proposed. The thesis is committed to evaluate the proposed AC algorithms and their improvement for the Ocean and Land Colour Instrument (OLCI) sensor over coastal waters exploiting its synergy with the Sea and Land Surface Temperature Radiometer (SLSTR) sensor. For this purpose, radiometric in-situ measurements were acquired in two contrasted French coastal areas : Eastern English Channel and FrenchGuiana, with the ASD spectro-radiometer, according to a newly developed measurement and post-processing protocol. The post-processing was based on the coefficient of variability and the median relative difference, in addition to the Quality Assurance Score (QAS). Following the statistical analysis in part based on the Spectral Angle Mean (SAM), the radiometric inter-comparison of the ASD and other radiometers (TriOS-above and TriOS in-water), shows the consistency of the ASD measurements. The use of these measurement leads to carry out the performance inter-comparison of five AC algorithms, where the Polymer algorithm is the most efficient according to a unique metric scoring system. However, neither algorithm obtained the maximum score, highlighting the big room for improvement, especially for coastal waters. With this in mind; three spectral relationships of aerosols reflectance were tested with a simulated data set based on OLCI/SLSTR synergy. Another relationship, Full Spectrum AC (FSAC) was initially developed combining two existing relationships, after excluding the black pixel hypothesis in the Ultra-Violet and integrating a iterative scheme. The relationships inter-comparison shows consistency ofFSAC which is slightly less performing than one published relationship. The application of FSAC on OLCI/SLSTR images could have perspectives to improve the AC over coastal waters.

Ma thèse a pour objet l’étude des couleurs du mobilier d’apparat en bronze dans le monde gréco-romain, produit entre le IIe s. av. n. è. et le IIe s. de n. è. en Méditerranée. Elle place au cœur de sa démarche historique la caractérisation des couleurs, leur analyse technique et l’étude de leurs valeurs symboliques, associées à des contextes de production et de réception précis. Redonner en effet aux couleurs toute leur place dans l’ameublement de luxe en bronze, en conduire l’étude typologique, iconographique et technique, les replacer dans leur contexte de réception permet de comprendre non seulement l’impact visuel recherché par le maître de maison, mais aussi et surtout leurs valeurs spécifiques dans l’élaboration du discours des élites à destination de leurs semblables et des autres classes de la société. Pour identifier et comprendre cette polychromie, une démarche interdisciplinaire combinant des méthodologies archéologiques, archéométriques et sociologiques a été appliquée. 538 pièces de mobilier en bronze à décors polychromes sont ainsi recensées et réparties dans diverses catégories. Ces multiples données sont réunies et mises en relation grâce à la création et l’utilisation d’une base de données relationnelle nommée « Iris ». La convergence de ces méthodes et de ces angles d’attaque du matériel étudié vise à un seul but : apprécier la valeur des couleurs et des autres traitements de surface de ces objets de luxe d’inspiration grecque dans le processus général d’acculturation des populations et provinces romaines au modèle gréco-romain, un modèle défini par Paul Veyne comme propre à un Empire où « la culture y était hellénique et le pouvoir était romain ». / My thesis aims to study the colours of bronze ceremonial furniture produced by the Greco-Roman world between the 2nd century BCE and the 2nd century CE in the Mediterranean. The main objective is to characterize of colours, their technical properties, and symbolic values associated with specific production and reception contexts.Consequently, by using archaeological contexts, techno-typological and iconographic studies, the objective of this research is to characterize the specificity and originality of the use and visual impact of bronze in the elaboration of the discourse of the Greco-Roman elite, owner of this ostentatious furniture; this discourse is also aimed at this elite as other classes of Roman society.My thesis explores as much the history of techniques as that of arts and mentalities. It combines archaeological, archaeometric, and sociological methodologies for an interdisciplinary approach. 538 pieces of bronze furniture with polychrome decorations are identified and divided into different categories. Furthermore, these multiple data are also collected and linked through the creation and use of a relational database named “Iris”.The convergence of these methods has a single purpose: to appreciate the significance of colours and to investigate other surface treatments on Greek inspired luxury furnishings. The gradual acculturation of “the Greek world” as a result of Roman expansion is evident in a study of this furniture, its colours, and other treatments using the same historical perspective as defined by Paul Veyne as: an Empire where “la culture y était hellénique et le pouvoir était romain”.