Dans le contexte de la localisation globale et, plus largement, dans celui de la Localisation et Cartographie Simultanées, il est nécessaire de pouvoir déterminer si un robot revient dans un endroit déjà visité. Il s'agit du problème de la détection de fermeture de boucle. Dans un cadre de reconnaissance visuelle des lieux, les algorithmes existants permettent une détection en temps-réel, une robustesse face à l'aliasing perceptuel ou encore face à la présence d'objets dynamiques. Ces algorithmes sont souvent sensibles à l'orientation du robot rendant impossible la fermeture de boucle à partir d'un point de vue différent. Pour palier ce problème, des caméras panoramiques ou omnidirectionnelles sont employées. Nous présentons ici une méthode plus générale de représentation de l'environnement sous forme d'une vue sphérique ego-centrée. En utilisant les propriétés de cette représentation, nous proposons une méthode de détection de fermeture de boucle satisfaisant, en plus des autres propriétés, une indépendance à l'orientation du robot. Le modèle de l'environnement est souvent un ensemble d'images prises à des instants différents, chaque image représentant un lieu. Afin de grouper ces images en lieux significatifs de l'environnement, des lieux topologiques, les méthodes existantes emploient une notion de covisibilité de l'information entre les lieux. Notre approche repose sur l'exploitation de la structure de l'environnement. Nous définissons ainsi un lieu topologique comme ayant une structure qui ne varie pas, la variation engendrant le changement de lieu. Les variations de structure sont détectées à l'aide d'un algorithme efficace de détection de rupture de modèle.

Une nouvelle approche pour la mise en correspondance des objets 3D en présence des transformations non-rigides et des modèles partiellement similaires est proposée dans le cadre de cette thèse. L'approche est composée de deux phases. Une première phase pour la description d'objets et une deuxième phase de mesure de similarité. Pour décrire un objet 3D, nous avons choisi une méthode basée sur des descripteurs locaux. La méthode consiste à extraire d'un objet 3D un ensemble de points caractéristiques pour lesquels deux descripteurs locaux sont calculés. Le premier descripteur Geodesic cord descriptor représente la distribution des distances géodésiques entre un point caractéristique et l'ensemble des points de la surface de l'objet 3D. Le deuxième descripteur Curve based descriptor permet de représenter la surface 3D de l'objet par un ensemble de courbes. La forme de ces courbes est analysée à l'aide d'outils issus de la géométrie Riemannienne. Pour mesurer la similarité entre les objets 3D, nous avons utilisé deux techniques différentes dont l'une est basée sur les fonctions de croyance et l'autre est basée sur les sac-de-mots. Afin de valider notre approche nous l'avons adaptée à deux applications différentes à savoir la recherche et la classification d'objets 3D. Les résultats obtenus sur différent benchmarks montrent une efficacité et une pertinence comparés avec les autres méthodes de l'état-de-l'art.

Biodiversity is a concurrent part of the nature inheritance. The human’s activity (development of cities, industry, agriculture, transport infrastructure, pollution, etc) is influencing the nature’s disbalance. Natural areas of habitats are on the way to disappear or their status is getting worse. There is a need for special means to ensure the protection of many species of fauna and flora and their natural habitats, because they are in danger of disappearing. The network “Natura 2000” has few goals: to cover the fragile and valuable natural habitats and species of particular importance for the conservation of biological diversity within the territory of EU and to guarantee sustained efforts to protect the most important areas properly. The main objective of the “Natura 2000” network is to ensure the survival of species that are threatened or rare throughout Europe. These legal EU documents ensure the creation of the above-mentioned European network of protected territories in public territories as well as in private lands. Economic and farming activities are restricted in these areas as a way to protect natural habitats types, rare animals as well as are plants habitats. That way the interests of land owners become quite different from the nature protectionists and the prohibitions of land or forest property rights. It is quite difficult to evaluate the economical loss while establishing some new protected areas in public and private lands. The evaluation is specific for... [to full text]

La prise de décision est une partie intégrante de notre vie quotidienne où le décideur est confronté à des problèmes composés de plusieurs objectifs habituellement contradictoires. Dans ce travail, nous traitons des problèmes d'optimisation multiobjectif dans des espaces de recherche continus ou discrets. Nous avons développé plusieurs nouveaux algorithmes basés sur les métaheuristiques hybrides évolutionnaires, en particulier sur l'algorithme MOEA/D. Nous avons proposé l'algorithme HEMH qui utilise l'algorithme DM-GRASP pour construire une population initiale de solutions de bonne qualité dispersées le long de l'ensemble des solutions Pareto optimales. Les résultats expérimentaux montrent la supériorité de toutes les variantes hybrides proposées sur les algorithmes originaux MOEA/D et SPEA2. Malgré ces bons résultats, notre approche possède quelques limitations, levées dans une version améliorée de HEMH : HEMH2 et deux autres variantes HEMHde et HEMHpr. Le Adaptive Binary DE inclus dans les HEMH2 et HEMHde a de meilleures capacités d'exploration qui pallient aux capacités de recherche locale contenues dans la HEMH, HEMH2 et HEMHde. Motivés par ces résultats, nous avons proposé un nouvel algorithme baptisé HESSA pour explorer un espace continu de recherche où le processus de recherche est réalisé par différentes stratégies de recherche. Les résultats expérimentaux montrent la supériorité de HESSA à la fois sur MOEA/D et dMOPSO. Tous les algorithmes proposés ont été vérifiés, testé et comparés à certaines méthodes MOEAs. Les résultats expérimentaux montrent que toutes les propositions sont très compétitives et peuvent être considérés comme une alternative fiable / Many real-world decision making problems consist of several conflicting objectives, the solutions of which is called the Pareto-optimal set. Hybrid metaheuristics proved their efficiency in solving these problems. They tend to enhance search capabilities by incorporating different metaheuristics. Thus, we are concerned with developing new hybrid schemes by incorporating different strategies with exploiting the pros and avoiding the drawback of the original ones. First, HEMH is proposed in which the search process includes two phases DMGRASP obtains an initial set of efficient solutions in the 1st phase. Then, greedy randomized path-relinking with local search or reproduction operators explore the non-visited regions. The efficient solutions explored over the search are collected. Second, a comparative study is developed to study the hybridization of different metaheuristics with MOEA/D. The 1st proposal combines adaptive discrete differential Evolution with MOEA/D. The 2nd combines greedy path-relinking with MOEA/D. The 3rd and the 4th proposals combine both of them in MOEA/D. Third, an improved version of HEMH is presented. HEMH2 uses inverse greedy to build its initial population. Then, differential evolution and path-relink improves these solutions by investigating the non-visited regions in the search space. Also, Pareto adaptive epsilon concept controls the archiving process. Motivated by the obtained results, HESSA is proposed to solve continuous problems. It adopts a pool of search strategies, each of which has a specified success ratio. A new offspring is generated using a randomly selected one. Then, the success ratios are adapted according to the success of the generated offspring. The efficient solutions are collected to act as global guides. The proposed algorithms are verified against the state of the art MOEAs using a set of instances from literature. Results indicate that all proposals are competitive and represent viable alternatives

O trauma em dentes decíduos é uma ocorrência comum na infância, sendo a reabsorção radicular patológica (RRP) uma das sequelas observadas no próprio dente traumatizado. A proposta deste estudo de coorte histórico foi avaliar a associação entre a ocorrência de reabsorção radicular externa e a perda precoce de incisivos centrais superiores decíduos traumatizados. Um examinador treinado e calibrado avaliou as fichas clínicas, fotografias e radiografias de prontuários de pacientes atendidos no Centro de Pesquisa e Atendimento de Traumatismos em Dentes Decíduos da FOUSP de 1998 a 2016. Após critérios de inclusão e exclusão, 521 prontuários foram analisados. Observou-se que 56,6% dos pacientes eram do sexo masculino, 54,7% tinham menos de 3 anos de idade e 30,7% tinham mordida aberta anterior e/ou sobressaliência no momento do trauma. A amostra deste estudo foi composta de 803 incisivos centrais superiores decíduos traumatizados, dos quais 69,2% sofreram trauma de tecido periodontal. Observou-se em 56 dentes (7%) reabsorção fisiológica, 138 (17,2%) reabsorção relacionada à reparação óssea (RRR), 163 (20,3%) reabsorção relacionada à infecção (RRI) e 446 (55,5%) reabsorção relacionada à expansão do folículo do sucessor permanente (RREXP). A ocorrência de reabsorção radicular patológica foi de 93% dos dentes incluídos neste estudo. A RREXP apresentou as maiores médias de tempo entre a ocorrência do trauma e o diagnóstico da reabsorção e entre o diagnóstico da reabsorção e a perda do dente, 32,3 meses e 24,1 meses, respectivamente. Já em contrapartida a RRI foi a que apresentou as menores médias 12,8 meses e 5 meses, respectivamente. A associação entre as variáveis independentes e os desfechos foram avaliadas usando análises de regressão de Poisson que permitiram o cálculo dos valores de risco relativo (RR) e respectivos intervalos de confiança de 95%. Em relação ao desfecho perda precoce, a análise de regressão de Poisson multivariada no modelo hierárquico pré-definido indicou como fatores de risco a presença de mordida aberta e/ou sobressaliência (RR = 1,95; 1,20 - 3,18), traumas de tecido periodontal do tipo luxação (RR = 1,84; 1,03 - 3,31) ou luxação com deslocamento (RR = 2,37; 1,36 - 4,12), reabsorção relacionada à reparação óssea (RR = 3,35; 1,17 - 9,55), reabsorção relacionada à infecção (RR = 7,55; 2,74 - 20,81) e a presença de necrose pulpar (RR = 2,35; 1,18 - 4,67). O tratamento endodôntico foi considerado fator de proteção (RR = 0,53; 0,36 - 0,77). Para o desfecho reabsorção desfavorável (RRR e RRI), a análise de regressão de Poisson multivariada indicou como fatores de risco trauma de tecido periodontal do tipo luxação (RR = 1,93; 1,20 - 3,09) e luxação com deslocamento (RR = 2,81; 1,80 - 4,38), traumas de tecido duro (RR = 1,94; 1,21 - 3,12) e ter coloração dental cinza ou marrom (RR = 1,46; 1,09 - 1,95). A calcificação pulpar foi considerada fator de proteção (RR = 0,51; 0,38 - 0,69). Conclui-se que a ocorrência de reabsorção radicular externa patológica em incisivos centrais superiores decíduos traumatizados é alta, e que as reabsorções relacionadas à reparação óssea e à infecção são desfavoráveis ao ciclo fisiológico destes dentes, porém o prognóstico melhora com o tratamento endodôntico. / Trauma in primary teeth is a common occurrence in childhood, and the pathological root resorption (PRR) is one of the sequelae, which may be observed in the traumatized tooth itself. The purpose of this historical cohort study was to evaluate the association between the occurrence of external root resorption and the premature loss of traumatized primary upper central incisors. One trained and calibrated examiner evaluated the dental records, photographs and radiographs of patients attended at the Research and Clinical Centre of Dental Trauma in Primary Teeth of FOUSP from 1998 to 2016. After inclusion and exclusion criteria, 521 dental records were evaluated. It was observed that 56.6% of the patients were males, 54.7% were less than 3 years of age and 30.7% had anterior open bite and/or overjet at the time of trauma. The study sample was composed of 803 traumatized primary upper central incisors, of which 69.2% suffered periodontal trauma. It was observed in 56 teeth (7%) physiological resorption, 138 teeth (17.2%) repair-related resorption (RRR), 163 teeth (20.3%) infection-related resorption (IRR) and 446 teeth (55.5%) expansion of dental sac-related resorption (EDSRR). The occurrence of pathological root resorption was 93% in the teeth included in this study. EDSRR presented the highest mean time between the occurrence of trauma and the diagnosis of resorption, and between the diagnosis of resorption and tooth loss, 32.3 months and 24.1 months, respectively. On the other hand, IRR presented the lowest averages 12.8 months and 5 months, respectively. The association between independent variables and outcomes was assessed after performance of Poisson regression analyses (regular or hierarchical model), which allowed the calculation of relative risk (RR) values and respective 95% confidence intervals. In relation to the premature tooth loss outcome, the multivariate Poisson regression analysis using the predefined hierarchical model indicated as risk factors: presence of anterior open bite and/or overjet (RR = 1.95; 1.20 - 3.18), periodontal trauma such as luxation (RR = 1.84; 1.03 - 3.31) or luxation with tooth displacement (RR = 2.37; 1.36 - 4.12), repairrelated resorption (RR = 3.35; 1.17 - 9.55), infection-related resorption (RR = 7.55; 2.74 - 20.81) and presence of pulp necrosis (RR = 2.35; 1.18 - 4.67). Endodontic treatment was considered a protection factor (RR = 0.53; 0.36 - 0.77). Regarding the desfavorable resorption outcome (RRR and IRR), the multivariate Poisson regression analysis indicated as risk factors periodontal trauma such as luxation (RR = 1.93; 1.20 - 3.09) and luxation with tooth displacement (RR = 2. 81; 1.80 - 4.38), hard tissue trauma (RR = 1.94; 1.21 - 3.12) and had grey or brown tooth colour (RR = 1.46; 1.09 -1.95). Pulp calcification was considered a protection factor (RR = 0.51; 0.38 -0.69). It is concluded that the occurrence of pathological external root resorption in traumatized primary upper central incisors is high, and repair-related and infection-related resorptions are unfavourable to the physiological cycle of these teeth, however the prognosis improves when endodontic treatment is performed.

La question de recherche des objets vidéo basés sur le contenu lui-même, est de plus en plus difficile et devient un élément obligatoire pour les moteurs de recherche vidéo. Cette thèse présente un cadre pour la recherche des objets vidéo définis par l'utilisateur et apporte deux grandes contributions. La première contribution, intitulée DOOR (Dynamic Object Oriented Retrieval), est un cadre méthodologique pour la recherche et récupération des instances d'objets vidéo sélectionnés par un utilisateur, tandis que la seconde contribution concerne le support offert pour la recherche des vidéos, à savoir la navigation dans les vidéo, le système de récupération de vidéos et l'interface avec son architecture sous-jacente.Dans le cadre DOOR, l’objet comporte une représentation hybride obtenues par une sur-segmentation des images, consolidé avec la construction des graphs d’adjacence et avec l’agrégation des points d'intérêt. L'identification des instances d'objets à travers plusieurs vidéos est formulée comme un problème d’optimisation de l'énergie qui peut approximer un tache NP-difficile. Les objets candidats sont des sous-graphes qui rendent une énergie optimale vers la requête définie par l'utilisateur. Quatre stratégies d'optimisation sont proposées: Greedy, Greedy relâché, recuit simulé et GraphCut. La représentation de l'objet est encore améliorée par l'agrégation des points d'intérêt dans la représentation hybride, où la mesure de similarité repose sur une technique spectrale intégrant plusieurs types des descripteurs. Le cadre DOOR est capable de s’adapter à des archives vidéo a grande échelle grâce à l'utilisation de représentation sac-de-mots, enrichi avec un algorithme de définition et d’expansion de la requête basée sur une approche multimodale, texte, image et vidéo. Les techniques proposées sont évaluées sur plusieurs corpora de test TRECVID et qui prouvent leur efficacité.La deuxième contribution, OVIDIUS (On-line VIDeo Indexing Universal System) est une plate-forme en ligne pour la navigation et récupération des vidéos, intégrant le cadre DOOR. Les contributions de cette plat-forme portent sur le support assuré aux utilisateurs pour la recherche vidéo - navigation et récupération des vidéos, interface graphique. La plate-forme OVIDIUS dispose des fonctionnalités de navigation hiérarchique qui exploite la norme MPEG-7 pour la description structurelle du contenu vidéo. L'avantage majeur de l'architecture propose c’est sa structure modulaire qui permet de déployer le système sur terminaux différents (fixes et mobiles), indépendamment des systèmes d'exploitation impliqués. Le choix des technologies employées pour chacun des modules composant de la plate-forme est argumentée par rapport aux d'autres options technologiques. / With the ever increasing amount of available video content on video repositories the issue of content-based video objects retrieval is growing in difficulty and becomes a mandatory feature for video search engines.The present thesis advances a user defined video object retrieval framework and brings two major contributions. The first contribution is a methodological framework for user selected video object instances retrieval, entitled DOOR (Dynamic Object Oriented Retrieval), while the second one concerns the support offered for video retrieval, namely the video navigation and retrieval system and interface and its underlying architecture.Under the DOOR framework, the user defined video object comports a hybrid representation obtained by over-segmenting the frames, constructing region adjacency graphs and aggregating interest points. The identification of object instances across multiple videos is formulated as an energy optimization problem approximating an NP-hard problem. Object candidates are sub-graphs that yield an optimum energy towards the user defined query. In order to obtain the optimum energy four optimization strategies are proposed: Greedy, Relaxed Greedy, Simulated Annealing and GraphCut. The region-based object representation is further improved by the aggregation of interest points into a hybrid object representation. The similarity between an object and a frame is achieved with the help of a spectral matching technique integrating both colorimetric and interest points descriptors.The DOOR framework is suitable to large scale video archives through the use of a Bag-of-Words representation enriched with a query definition and expansion mechanism based on a multi-modal, text-image-video principle.The performances of the proposed techniques are evaluated on multiple TRECVID video datasets prooving their effectiveness.The second contribution is related to the user support for video retrieval - video navigation, video retrieval, graphical interface - and consists in the OVIDIUS (On-line VIDeo Indexing Universal System) on-line video browsing and retrieval platform. The OVIDIUS platform features hierarchical video navigation functionalities that exploit the MPEG-7 approach for structural description of video content. The DOOR framework is integrated in the OVIDIUS platform, ensuring the search functionalities of the system. The major advantage of the proposed system concerns its modular architecture which makes it possible to deploy the system on various terminals (both fixed and mobile), independently of the exploitation systems involved. The choice of the technologies employed for each composing module of the platform is argumented in comparison with other technological options. Finally different scenarios and use cases for the OVIDIUS platform are presented.

La réduction des informations redondantes et/ou non-pertinentes dans la description de données est une étape importante dans plusieurs domaines scientifiques comme les statistiques, la vision par ordinateur, la fouille de données ou l’apprentissage automatique. Dans ce manuscrit, nous abordons la réduction de la taille des signatures des images par une méthode issue de l’Analyse Formelle de Concepts (AFC), qui repose sur la structure du treillis des concepts et la théorie des treillis. Les modèles de sac de mots visuels consistent à décrire une image sous forme d’un ensemble de mots visuels obtenus par clustering. La réduction de la taille des signatures des images consiste donc à sélectionner certains de ces mots visuels. Dans cette thèse, nous proposons deux algorithmes de sélection d’attributs (mots visuels) qui sont utilisables pour l’apprentissage supervisé ou non. Le premier algorithme, RedAttSansPerte, ne retient que les attributs qui correspondent aux irréductibles du treillis. En effet, le théorème fondamental de la théorie des treillis garantit que la structure du treillis des concepts est maintenue en ne conservant que les irréductibles. Notre algorithme utilise un graphe d’attributs, le graphe de précédence, où deux attributs sont en relation lorsque les ensembles d’objets à qui ils appartiennent sont inclus l’un dans l’autre. Nous montrons par des expérimentations que la réduction par l’algorithme RedAttsSansPerte permet de diminuer le nombre d’attributs tout en conservant de bonnes performances de classification. Le deuxième algorithme, RedAttsFloue, est une extension de l’algorithme RedAttsSansPerte. Il repose sur une version approximative du graphe de précédence. Il s’agit de supprimer les attributs selon le même principe que l’algorithme précédent, mais en utilisant ce graphe flou. Un seuil de flexibilité élevé du graphe flou entraîne mécaniquement une perte d’information et de ce fait une baisse de performance de la classification. Nous montrons par des expérimentations que la réduction par l’algorithme RedAttsFloue permet de diminuer davantage l’ensemble des attributs sans diminuer de manière significative les performances de classification. / In several scientific fields such as statistics, computer vision and machine learning, redundant and/or irrelevant information reduction in the data description (dimension reduction) is an important step. This process contains two different categories : feature extraction and feature selection, of which feature selection in unsupervised learning is hitherto an open question. In this manuscript, we discussed about feature selection on image datasets using the Formal Concept Analysis (FCA), with focus on lattice structure and lattice theory. The images in a dataset were described as a set of visual words by the bag of visual words model. Two algorithms were proposed in this thesis to select relevant features and they can be used in both unsupervised learning and supervised learning. The first algorithm was the RedAttSansPerte, which based on lattice structure and lattice theory, to ensure its ability to remove redundant features using the precedence graph. The formal definition of precedence graph was given in this thesis. We also demonstrated their properties and the relationship between this graph and the AC-poset. Results from experiments indicated that the RedAttsSansPerte algorithm reduced the size of feature set while maintaining their performance against the evaluation by classification. Secondly, the RedAttsFloue algorithm, an extension of the RedAttsSansPerte algorithm, was also proposed. This extension used the fuzzy precedence graph. The formal definition and the properties of this graph were demonstrated in this manuscript. The RedAttsFloue algorithm removed redundant and irrelevant features while retaining relevant information according to the flexibility threshold of the fuzzy precedence graph. The quality of relevant information was evaluated by the classification. The RedAttsFloue algorithm is suggested to be more robust than the RedAttsSansPerte algorithm in terms of reduction.

La conception de réseaux est un riche sous-domaine de l'optimisation combinatoire ayant de nombreuses applications pratiques. Du point de vue méthodologique, la plupart des problèmes de cette classe sont notoirement difficiles en raison de leur nature combinatoire et de l'interdépendance des décisions qu'ils impliquent. Ce mémoire aborde deux problèmes de conception de réseaux dont les structures respectives posent des défis bien distincts. Tout d'abord, nous examinons un problème déterministe dans lequel un client doit acquérir au prix minimum un certain nombre d'unités d'un produit auprès d'un ensemble de fournisseurs proposant différents coûts fixes et unitaires, et dont les stocks sont limités. Ensuite, nous étudions un problème probabiliste dans lequel une entreprise entrant sur un marché existant cherche, en ouvrant un certain nombre d'installations parmi un ensemble de sites disponibles, à maximiser sa part espérée d'un marché composé de clients maximisant une fonction d'utilité aléatoire. Ces deux problèmes, soit le problème de transport à coût fixe à un puits et le problème d'emplacement d'installations compétitif basé sur les choix, sont étroitement liés au problème du sac à dos et au problème de couverture maximale, respectivement. Nous introduisons de nouvelles reformulations prenant avantage de ces connexions avec des problèmes classiques d'optimisation combinatoire. Dans les deux cas, nous exploitons ces reformulations pour démontrer de nouvelles propriétés théoriques et développer des méthodes de résolution efficaces. Notre nouvel algorithme pour le problème de transport à coûts fixes à un puits domine les meilleurs algorithmes de la littérature, réduisant le temps de résolution des instances de grande taille jusqu'à quatre ordres de grandeur. Une autre contribution notable de ce mémoire est la démonstration que la fonction objectif du problème d'emplacement d'installations compétitif basé sur les choix est sous-modulaire sous n'importe quel modèle de maximisation d’utilité aléatoire. Notre méthode de résolution basée sur la simulation exploite cette propriété et améliore l'état de l'art pour plusieurs groupes d'instances. / Network design is a rich subfield of combinatorial optimization with wide-ranging real-life applications. From a methodological standpoint, most problems in this class are notoriously difficult due to their combinatorial nature and the interdependence of the decisions they involve. This thesis addresses two network design problems whose respective structures pose very distinct challenges. First, we consider a deterministic problem in which a customer must acquire at the minimum price a number of units of a product from a set of vendors offering different fixed and unit costs and whose supply is limited. Second, we study a probabilistic problem in which a firm entering an existing market seeks, by opening a number of facilities from a set of available locations, to maximize its expected share in a market composed of random utility-maximizing customers. These two problems, namely the single-sink fixed-charge-transportation problem and the choice-based competitive facility location problem, are closely related to the knapsack problem and the maximum covering problem, respectively. We introduce novel model reformulations that leverage these connections to classical combinatorial optimization problems. In both cases, we exploit these reformulations to prove new theoretical properties and to develop efficient solution methods. Our novel algorithm for the single-sink fixed-charge-transportation problem dominates the state-of-the-art methods from the literature, reducing the solving time of large instances by up to four orders of magnitude. Another notable contribution of this thesis is the demonstration that the objective function of the choice-based competitive facility location problem is submodular under any random utility maximization model. Our simulation-based method exploits this property and achieves state-of-the-art results for several groups of instances.