L'étude théorique intitulée : " Médias, multimédia et interactivité : jeux de rôles et enjeux sémiotiques ". consiste en une approche sémiotique de l'interactivité, par la convocation d'une problématique à deux dimensions : a) inter médias : par rapport aux médias de masse en ligne (radiophonie, télévision, internet) b) intra média : par rapport au dispositif Internet. Les deux dimensions sont sous-tendues par une réflexion sur les modes d'existence du texte électronique et les conséquences sémiotiques de ces derniers sur le faire-réceptif. La réflexion est, par la suite, canalisée vers une problématique de la pratique médiatique Internet dans sa dimension autant idéologique que praxéologique. Enfin, l'ensemble de cette étude motivée par la question des épreuves de croyance, traite du contrat axiologique que les nouveaux médias placent au centre de la médiation.

Ce travail de thèse a pour objectif de proposer plusieurs méthodes d'identi- fication non-supervisées des personnes présentes dans les flux télévisés à l'aide des noms écrits à l'écran. Comme l'utilisation de modèles biométriques pour reconnaître les personnes présentes dans de larges collections de vidéos est une solution peu viable sans connaissance a priori des personnes à identifier, plusieurs méthodes de l'état de l'art proposent d'employer d'autres sources d'informations pour obtenir le nom des personnes présentes. Ces méthodes utilisent principalement les noms prononcés comme source de noms. Cependant, on ne peut avoir qu'une faible confiance dans cette source en raison des erreurs de transcription ou de détection des noms et aussi à cause de la difficulté de savoir à qui fait référence un nom prononcé. Les noms écrits à l'écran dans les émissions de télévision ont été peu utilisés en raison de la difficulté à extraire ces noms dans des vidéos de mauvaise qualité. Toutefois, ces dernières années ont vu l'amélioration de la qualité des vidéos et de l'incrustation des textes à l'écran. Nous avons donc ré-évalué, dans cette thèse, l'utilisation de cette source de noms. Nous avons d'abord développé LOOV (pour Lig Overlaid OCR in Vidéo), un outil d'extraction des textes sur-imprimés à l'image dans les vidéos. Nous obtenons avec cet outil un taux d'erreur en caractères très faible. Ce qui nous permet d'avoir une confiance importante dans cette source de noms. Nous avons ensuite comparé les noms écrits et les noms prononcés dans leurs capacités à fournir le nom des personnes présentes dans les émissions de télévisions. Il en est ressorti que deux fois plus de personnes sont nommables par les noms écrits que par les noms prononcés extraits automatiquement. Un autre point important à noter est que l'association entre un nom et une personne est intrinsèquement plus simple pour les noms écrits que pour les noms prononcés. Cette très bonne source de noms nous a donc permis de développer plusieurs méthodes de nommage non-supervisé des personnes présentes dans les émissions de télévision. Nous avons commencé par des méthodes de nommage tardives où les noms sont propagés sur des clusters de locuteurs. Ces méthodes remettent plus ou moins en cause les choix fait lors du processus de regroupement des tours de parole en clusters de locuteurs. Nous avons ensuite proposé deux méthodes (le nommage intégré et le nommage précoce) qui intègrent de plus en plus l'information issue des noms écrits pendant le processus de regroupement. Pour identifier les personnes visibles, nous avons adapté la méthode de nommage précoce pour des clusters de visages. Enfin, nous avons aussi montré que cette méthode fonctionne aussi pour nommer des clusters multi-modaux voix-visage. Avec cette dernière méthode, qui nomme au cours d'un unique processus les tours de paroles et les visages, nous obtenons des résultats comparables aux meilleurs systèmes ayant concouru durant la première campagne d'évaluation REPERE.

Le cadre général de cette thèse est l'indexation sémantique et la recherche d'informations, appliquée à des documents multimédias. Plus précisément, nous nous intéressons à l'indexation sémantique des concepts dans des images et vidéos par les approches d'apprentissage actif, que nous utilisons pour construire des corpus annotés. Tout au long de cette thèse, nous avons montré que les principales difficultés de cette tâche sont souvent liées, en général, à l'fossé sémantique. En outre, elles sont liées au problème de classe-déséquilibre dans les ensembles de données à grande échelle, où les concepts sont pour la plupart rares. Pour l'annotation de corpus, l'objectif principal de l'utilisation de l'apprentissage actif est d'augmenter la performance du système en utilisant que peu d'échantillons annotés que possible, ainsi minimisant les coûts de l'annotations des données (par exemple argent et temps). Dans cette thèse, nous avons contribué à plusieurs niveaux de l'indexation multimédia et nous avons proposé trois approches qui succèdent des systèmes de l'état de l'art: i) l'approche multi-apprenant (ML) qui surmonte le problème de classe-déséquilibre dans les grandes bases de données, ii) une méthode de reclassement qui améliore l'indexation vidéo, iii) nous avons évalué la normalisation en loi de puissance et de l'APC et a montré son efficacité dans l'indexation multimédia. En outre, nous avons proposé l'approche ALML qui combine le multi-apprenant avec l'apprentissage actif, et nous avons également proposé une méthode incrémentale qui accélère l'approche proposé (ALML). En outre, nous avons proposé l'approche de nettoyage actif, qui aborde la qualité des annotations. Les méthodes proposées ont été tous validées par plusieurs expériences, qui ont été menées et évaluées sur des collections à grande échelle de l'indice de benchmark internationale bien connue, appelés TRECVID. Enfin, nous avons présenté notre système d'annotation dans le monde réel basé sur l'apprentissage actif, qui a été utilisé pour mener les annotations de l'ensemble du développement de la campagne TRECVID en 2011, et nous avons présenté notre participation à la tâche d'indexation sémantique de cette campagne, dans laquelle nous nous sommes classés à la 3ème place sur 19 participants.

Aujourd'hui, les contenus et les applications Web sont devenus la principale interface pour effectuer toutes sortes de tâches de la vie quotidienne comme déclarer et payer les impôts, réserver des billets d'avion ou de train, planifier des vacances, effectuer des achats, gérer les comptes bancaires, etc. En conséquence, il devient de plus en plus important d'étudier leurs fondements, d'améliorer leurs capacités, de faciliter leur conception, de vérifier leur fonctionnement, de les optimiser automatiquement et les rendre plus souples et adaptables aux usages et aux différentes plateformes. Dans ce document, nous décrivons d'abord mes activités professionnelles, concernant les années 1998 à 2012. La première partie de ce document contient un résumé de mes activités de recherche, d'encadrement, d'enseignement et charges administrative et collective, ainsi qu'un résumé de mes principaux résultats scientifiques. Dans le reste du document, nous introduisons une logique de raisonnement sur les arbres finis, une procédure de décision correcte et complète pour vérifier la satisfaisabilité d'une formule de la logique ainsi que d'une mise en œuvre efficace en pratique. La logique est une variante du mu-calcul adaptée aux arbres finis et équipée avec des modalités arrières et des nominaux. Ensuite, nous considérons le problème de l'évolution des schémas XML. Dans le contexte en constante évolution du Web, les schémas XML changent continuellement afin de faire face à l'évolution naturelle des entités qu'ils décrivent. Les modifications de schémas peuvent avoir des conséquences importantes dans la mesure où les documents existants peuvent devenir invalides et la programmes les manipulant incorrectes. Nous proposons un cadre unificateur pour déterminer les effets de l'évolution des schémas XML à la fois sur la validité des documents et des requêtes contenues dans ces programmes. Dans la dernière partie du document, nous considérons une algèbre de type équipée de la récursivité, du produit cartésien, des fonctions, de l'intersection, de l'union, et du complément ainsi que des variables de type et une quantification universelle implicite sur ces variables. Nous considérons la relation de sous-typage récemment définie par Castagna et Xu sur des expressions de cette algèbre de type et montrons que le sous-typage peut être décidé avec une complexité EXPTIME et implémenté efficacement en pratique clôturant ainsi à une question ouverte dans la littérature.

Les thèmes principaux abordés dans cette thèse sont l'utilisation de méthodes d'apprentissage actif et d'apprentissage profond dans le contexte du traitement de documents multimodaux. Les contributions proposées dans cette thèse abordent ces deux thèmes. Un système d'apprentissage actif a été introduit pour permettre une annotation plus efficace des émissions de télévision grâce à la propagation des étiquettes, à l'utilisation de données multimodales et à des stratégies de sélection efficaces. Plusieurs scénarios et expériences ont été envisagés dans le cadre de l'identification des personnes dans les vidéos, en prenant en compte l'utilisation de différentes modalités (telles que les visages, les segments de la parole et le texte superposé) et différentes stratégies de sélection. Le système complet a été validé au cours d'un ``test à blanc'' impliquant des annotateurs humains réels.Une deuxième contribution majeure a été l'étude et l'utilisation de l'apprentissage profond (en particulier les réseaux de neurones convolutifs) pour la recherche d'information dans les vidéos. Une étude exhaustive a été réalisée en utilisant différentes architectures de réseaux neuronaux et différentes techniques d'apprentissage telles que le réglage fin (fine-tuning) ou des classificateurs plus classiques comme les SVMs. Une comparaison a été faite entre les caractéristiques apprises (la sortie des réseaux neuronaux) et les caractéristiques plus classiques (``engineered features''). Malgré la performance inférieure des seconds, une fusion de ces deux types de caractéristiques augmente la performance globale.Enfin, l'utilisation d'un réseau neuronal convolutif pour l'identification des locuteurs à l'aide de spectrogrammes a été explorée. Les résultats ont été comparés à ceux obtenus avec d'autres systèmes d'identification de locuteurs récents. Différentes approches de fusion ont également été testées. L'approche proposée a permis d'obtenir des résultats comparables à ceux certains des autres systèmes testés et a offert une augmentation de la performance lorsqu'elle est fusionnée avec la sortie du meilleur système. / The main topics of this thesis include the use of active learning-based methods and deep learning in the context of retrieval of multimodal documents. The contributions proposed during this thesis address both these topics. An active learning framework was introduced, which allows for a more efficient annotation of broadcast TV videos thanks to the propagation of labels, the use of multimodal data and selection strategies. Several different scenarios and experiments were considered in the context of person identification in videos, including using different modalities (such as faces, speech segments and overlaid text) and different selection strategies. The whole system was additionally validated in a dry run involving real human annotators.A second major contribution was the investigation and use of deep learning (in particular the convolutional neural network) for video retrieval. A comprehensive study was made using different neural network architectures and training techniques such as fine-tuning or using separate classifiers like SVM. A comparison was made between learned features (the output of neural networks) and engineered features. Despite the lower performance of the engineered features, fusion between these two types of features increases overall performance.Finally, the use of convolutional neural network for speaker identification using spectrograms is explored. The results are compared to other state-of-the-art speaker identification systems. Different fusion approaches are also tested. The proposed approach obtains comparable results to some of the other tested approaches and offers an increase in performance when fused with the output of the best system.

The thesis called ?The Creation of Materials with Multimedia Support Focusing on Teaching of Languages? deals with creation of educational materials which take advantages of available technical support (software, an interactive whiteboard, a personal computer, a projector, storage media etc.). It was necessary to find out and examine the created block of free educational materials from the internet to solve the submission of the thesis; on the basis of gained information to create the new educational block of materials which will be corresponding with the educational framework at the primary school and also with using of a cross curricular approach. The next aim of the thesis is also creating the methodology of the digital portfolio, which could be used by pupils during their studies on the storage media not only at the primary school. The expected utility was checked up in terms of university practice and also through the cooperation with primary school teachers. The benefit of the thesis should be the usable set of materials on the attached CD with the methodology for primary school teachers.

This thesis deals with possibilities of use of multimedia technology in physics education and describes a few new educational units. First chapter of the thesis contains a short definition of multimedia and a brief summary of the importance of multimedia in general. The main merits of the thesis are the four chapters regarding individual multimedia technologies. Firstly, the potentialities of utilization of video records in physics measurements are discussed, including a few new experiments. The second main topic is the slow motion video, its importance, use in physics lessons and the description of a series of recorded slow motion video clips. As the next point, the use of a computer sound card as a measurement tool in innovative experiments is discussed. Finally, in the last chapter a series of newly created computer programs for visualization of hydrogen atom orbital shapes is characterized. The created educational units have been tested and classroom experience, students' or teachers' feedback are presented in corresponding chapters.

Thesis theoretical part based on research describes the different types of e-learning with its development and particularly with pedagogical context in elementary school, and also with its psychosocial aspects. Presents the possibility of using the multimedia in Physics teaching. Furthermore, the practical part describes a concrete deployment of LMS Moodle for Physics teaching - branch Fluids for the blended learning teaching style and compares it with the traditional way of teaching.

The aim of this work was to process the selected theme of the fields of relationships between plants and atmosphere by means of learning programme based on the inquiry approach didacticly and apply it at the elementary school. The aim of the thesis was also to investigate the influence of the created learning programme on the level of pupils´ knowledge. 150 pupils took part in this testing. The research approved that by means of using IBE (Inquiry based education) the level of pupils´ knowledge compared with the frontal form of the education is increasing. The next fact was that pupils´ knowledge of photosynthesis was only on the average. It was also confirmed that with the using of this learning programme with the elements of exploration and the use of modern technology (pupils´ sets called Vernier) the curriculum was absorbed by students more efficiently.

This postgraduate thesis deals with the relationship between animated works and education. Main importance is given to the prior historical trends of educational animated works and to the question if are the animated works suitable for educational purposes. The thesis is divided to four chapters. First chapter depicts the historical development of educational animated works and briefly maps this area of animation. Second chapter analyzes specific characteristics of animation and abilities of its means of expression for educational use. Third chapter is a brief introduction to the cognitive psychology which offers valuable knowledge about functions of human mind. The center of attention is focused on attributes of human memory and process of learning, which are somehow related to the usage of animation. Fourth chapter sort of expands the third chapter and bases its conclusions on the work of American psychologist Richard E. Mayer. The subject matter are more practical ways how to use animation to enhance effective learning.