Cette thèse porte sur l’appariement des formes, et la recherche par forme clef. Elle décrit quatrecontributions à ce domaine. La première contribution est une amélioration de la méthode des nuéesdynamiques pour partitionner au mieux les voxels à l’intérieur d’une forme donnée ; les partitionsobtenues permettent d’apparier les objets par un couplage optimal dans un graphe biparti. Laseconde contribution est la fusion de deux descripteurs, l’un local, l’autre global, par la règle duproduit. La troisième contribution considère le graphe complet, dont les sommets sont les formes dela base ou la requête, et les arêtes sont étiquetées par plusieurs distances, une par descripteur ;ensuite cette méthode calcule par programmation linéaire la combinaison convexe des distancesqui maximise soit la somme des longueurs des plus courts chemins entre la requête et les objetsde la base de données, soit la longueur du plus court chemin entre la requête et l’objet comparé àla requête. La quatrième contribution consiste à perturber la requête avec un algorithme génétiquepour la rapprocher des formes de la base de données, pour un ou des descripteur(s) donné(s) ; cetteméthode est massivement parallèle, et une architecture multi-agent est proposée. Ces méthodes sontcomparées aux méthodes classiques, et ont de meilleures performances, en terme de précision. / This thesis concerns shape matching and shape retrieval. It describes four contributions to thisdomain. The first is an improvement of the k-means method, in order to find the best partition ofvoxels inside a given shape ; these best partitions permit to match shapes using an optimal matchingin a bipartite graph. The second contribution is the fusion of two descriptors, one local, the otherglobal, with the product rule. The third contribution considers the complete graph, the vertices ofwhich are the shapes in the database and the query. Edges are labelled with several distances,one per descriptor. Then the method computes, with linear programming, the convex combinationof distances which maximizes either the sum of the lengths of all shortest paths from the query toall shapes of the database, or the length of the shortest path in the graph from query to the currentshape compared to query. The fourth contribution consists in perturbing the shape query, to make itcloser to shapes in the database, for any given descriptors. This method is massively parallel and amulti-agent architecture is proposed. These methods are compared to classical methods in the field,they achieve better retrieval performances.

Cette thèse porte sur la reconnaissance et l’appariement de formes 3D pour des systèmes intelligents de vision par ordinateur. Elle décrit deux contributions principales à ce domaine. La première contribution est une implémentation d'un nouveau descripteur de formes construit à la base de la géométrie spectrale de l'opérateur de Laplace-Beltrami ; nous proposons une signature de point globale avancée (AGPS). Ce descripteur exploite la structure intrinsèque de l'objet et organise ses informations de manière efficace. De plus, AGPS est extrêmement compact puisque seulement quelques paires propres étaient nécessaires pour obtenir une description de forme précise. La seconde contribution est une amélioration de la signature du noyau d'onde ; nous proposons une signature du noyau d'onde optimisée (OWKS). La perfectionnement est avec un algorithme heuristique d'optimisation par essaim de particules modifié pour mieux rapprocher une requête aux autres formes appartenant à la même classe dans la base de données. L'approche proposée améliore de manière significative la capacité discriminante de la signature. Pour évaluer la performance de l'approche proposée pour la récupération de forme 3D non rigide, nous comparons le descripteur global d'une requête aux descripteurs globaux du reste des formes de l'ensemble de données en utilisant une mesure de dissimilarité et trouvons la forme la plus proche. Les résultats expérimentaux sur différentes bases de données de formes 3D standards démontrent l'efficacité des approches d'appariement et de récupération proposées par rapport aux autres méthodes de l'état de l'art. / This thesis concerns recognition and matching of 3D shapes for intelligent computer vision systems. It describes two main contributions to this domain. The first contribution is an implementation of a new shape descriptor built on the basis of the spectral geometry of the Laplace-Beltrami operator; we propose an Advanced Global Point Signature (AGPS). This descriptor exploits the intrinsic structure of the object and organizes its information in an efficient way. In addition, AGPS is extremely compact since only a few eigenpairs were necessary to obtain an accurate shape description. The second contribution is an improvement of the wave kernel signature; we propose an optimized wave kernel signature (OWKS). The refinement is with a modified particle swarm optimization heuristic algorithm to better match a query to other shapes belonging to the same class in the database. The proposed approach significantly improves the discriminant capacity of the signature. To assess the performance of the proposed approach for nonrigid 3D shape retrieval, we compare the global descriptor of a query to the global descriptors of the rest of shapes in the dataset using a dissimilarity measure and find the closest shape. Experimental results on different standard 3D shape benchmarks demonstrate the effectiveness of the proposed matching and retrieval approaches in comparison with other state-of-the-art methods.