L'objectif de ce travail est de décrire des modélisations des points de vue et des changements de points de vue d'images d'un objet planaire dans les algèbres de Clifford conformes. Nous généralisons le modèle conforme de l'espace euclidien à travers une famille à deux paramètres d'horosphère, chacune d'entre elles étant plongée dans un espace vectoriel réel de dimension 4 muni d'une métrique équivalente à la métrique de Minkowski. Nous décrivons par la suite deux approches pour mettre en œuvre ces modèles conformes généralisés pour les représentations d'images. L'idée de base est d'encoder les distorsions perspectives de l'objet causées par la variation du paramètre de latitude de la caméra au travers des paramètres d'une horosphère. La première approche consiste à considérer les horosphères de l'espace de Minkowski de dimension 4 pour encoder les points de vue. Les changements de points de vue sont alors linéarisés à travers un groupe de transformations linéaires et conformes de cet espace. Cette approche est ensuite généralisée en décrivant les points de vue à travers les objets d'un groupoïde dont les morphismes sont des diagrammes commutatifs qui représentent les changements de points de vue. Ainsi, une image conforme est décrite par une application définie sur une horosphère à deux paramètres. L'action du groupoïde sur l'ensemble des images conformes nous conduit à associer à tout objet planaire l'orbite de toutes ses images conformes obtenues à partir de tous les points de vue. / Our purpose in this work is to introduce representations of image viewpoints and viewpoint changes of a planar object in conformal Clifford algebras. Our important preliminary contribution is a generalization of the conformal model of the Euclidean space through a two-parameter family of horospheres. Each one of these is embedded into a real vector space of dimension 4 equipped with a metric equivalent to the Minkowski metric. We describe two approaches that make use of these generalized conformal models for image representations. These are based on modelings of perspective distortions of the object caused by a variation of the latitude angle of the camera. First, we model the image viewpoints by the horospheres of the Minkowski space of dimension 4. In this setting, the viewpoint changes are linearized through a group of linear conformal transformations of this space. This approach is generalized by describing the viewpoints through the objects of a groupoid whose morphisms are commutative diagrams that model the viewpoint changes. A conformal image is then described as a map defined on a horosphere. The action of the groupoid on the set of conformal images leads us to associate with every planar object the orbit of its conformal images from all viewpoints.

Cette thèse contribue à la compréhension fondamentale du phénomène de couplage fort de la lumière avec des molécules organiques en mettant en œuvre de nouveaux systèmes et de nouvelles techniques, afin d'étudier les modifications de propriétés de molécules couplées à des résonances photoniques. Nous présentons des techniques de nanofabrication avancées pour la création de grands réseaux de trous sur des métaux et de cavités de Fabry-Pérot (FP) nanofluidiques. Ces systèmes sont ensuite utilisés pour étudier, sous régime de couplage fort, les modifications des propriétés de surface et de volume de molécules organiques en phase solide et liquide. En particulier les transitions électroniques de molécules du colorant cyanine en solution liquide ont été couplées à des modes photoniques résonants de cavités FP nanofluidiques spécialement conçues. Leur couplage fort a conduit à une amélioration du rendement quantique d'émission, mettant en évidence la nature radiative des états polaritoniques. / This thesis contributes to the fundamental understanding of the phenomenon of strong coupling of light with organic molecules by implementing new systems and techniques in order to investigate property modifications of molecules coupled with photonic resonances. State-of-the-art nanofabrication techniques for the formation of large hole-array gratings in metals and nanofluidic Fabry-Perot (FP) cavities are presented. These systems were then invested to study, under strong coupling, surface and bulk properties modifications of organic molecules in the solid and liquid phase. In particular, electronic transitions of cyanine dye molecules in liquid solutions were coupled to resonant photonic modes of specially designed nanofluidic FP cavities. Their strong coupling has led to an enhancement of the emission quantum yield, highlighting the radiative nature of the associated polaritonic states.

Entre la première photographie jamais prise de la Lune en 1840 par J.W. Draper et la première photographie prise depuis le sol de notre satellite en 1969 par la mission Apollo 11, l’aventure spatiale occidentale a donné lieu à une vaste production d’images. Toutes ont cherché à comprendre, capturer et communiquer au plus grand nombre l’aspect du cosmos. Absorbé comme une évidence par la culture collective, ce corpus hétérogène, protéiforme et aux délimitations complexes, relève d’une histoire culturelle qui reste difficile à classer, entre histoire des sciences et histoire des images. Les visualisations qui en résultent, marquées par les traditions de l’histoire de la représentation et fabriquées en parallèle des évolutions technologiques de l’astronomie et de ses moyens d’observation, ont tout autant façonné le regard de l’astronomie physique et la culture visuelle de ses observateurs néophytes. L’analyse de la formation et de l’épanouissement de l’Art spatial au XXe siècle nous ouvre ainsi les yeux sur un corpus visuel où la coalescence entre science et style est une condition nécessaire à son existence. A l’épreuve de l’histoire de l’histoire de l’art et des études visuelles, ce dernier trouve également toute sa place dans une analyse qui vise à dévoiler la puissance et la qualité performative des images. Qu’il s’agisse d’une imagerie vulgarisant le savoir savant à des fins didactiques, d’une volonté de saisir l’image du cosmos pour le découvrir ou d’une dissémination culturelle au cœur des grands mythes du siècle, l’exploration spatiale fut aussi une entreprise du regard qu’il nous incombe d’observer. / Between the first photograph taken from the moon in 1840 by J.W. Draper and the first photograph taken from our satellite’s ground in 1969 by Apollo 11’s mission, western space odyssey led to a wide range of images. They all had the common goal of understanding, apprehending and sharing the aspect of cosmos with as many people as possible. Evidently absorbed by a collective culture, this heterogeneous and multifaceted corpus with many complex boundaries is based on a cultural history, which remains hard to classify, between science history and images history. The resulting visualizations, heavily influenced by the traditions of the history of representation and made in parallel of the technical evolutions of astronomy and its means of observation, have equally shaped the look of physical astronomy and of the visual culture of its neophyte observers. The analysis of the creation and the fulfilment of Space Art in the twentieth century make us open our eyes on a visual corpus where the coalescence between science and style is a necessary condition to its really existence. Confronted to History of Arts and to visual studies, this corpus finds its place within an analysis, which pursues to disclose the power and the performative quality of images. Whether it be an imagery popularizing the deepest knowledge for teaching purposes, a will of grabbing the image of cosmos in order to discover it or a cultural dissemination at the heart of the most important myths of the century, spatial exploration was also an experience of the look we need to observe.

L’irrelevant process, décrit par George Brecht en quelques lignes au sein de son texte Chance-Imagery(1957), est une méthode de création d’ « images du hasard », proche de l’idée de « non-intentionnalité ».Cette thèse analyse cette description et en étudie les enjeux dans le cadre de la création de dessins et depeintures, au travers de l’idée de « machine à dessiner » et de celle d’« image trouvée ». L’étude dequelques démarches artistiques issues de la seconde moitié du XXème siècle et exemplifiant cette typologienous amène à considérer que l’irrelevant process consiste notamment en l’adoption d’une perspectiveintentionnelle et esthétique sur des processus et des traces « non-pertinents » avec la créationd’images. / The “irrelevant process”, briefly described by George Brecht in Chance-Imagery (1957), is a method forcreating “chance-images”, close to the idea of ”non-intentionality”. Our thesis analyses this description andstudies its issues for the creation of paintings and drawings, through the ideas of « drawing machine » and« found image ». The study of some artistic practices which illustrate this typology brings us to think thatthe irrelevant process involves the adoption of an intentional and aesthetic point of view on processes andtraces which are irrelevant with the creation of images.

Dans cette thèse, en collaboration avec l'entreprise AéroDRONES, le Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique et l'INRIA, nous abordons le problème de la perception de l'environnement à partir d'une caméra embarquée sur un drone léger. Nous avons conçu, développé et validé de nouvelles méthodes de traitement qui optimisent l'exploitation des données produites par des systèmes de prise de vue aéroportés bas coût. D'une part, nous présentons une méthode d'autocalibrage de la caméra et de la tourelle d'orientation, sans condition spécifique sur l'environnement observé. Ensuite nous proposons un nouvel algorithme pour extraire la rotation de la caméra calibrée entre deux images (gyroscope visuel) et l'appliquons à la stabilisation vidéo en temps réel. D'autre part, nous proposons une méthode de géoréférencement des images par fusion avec un fond cartographique existant. Cette méthode permet d'enrichir des bases de données de photos aériennes, en gérant les cas de non-planéité du terrain. / The last decade has seen the emergence of many Unmanned Aerial Vehicles (UAV) which are becoming increasingly cheap and miniaturized. A mounted video-camera is standard equipment and can be found on any such UAVs. In this context, we present robust techniques to enhance autonomy levels of airborne vision systems based on mini-UAV technologies. First, we present a camera autocalibration method based on central projection based image \dimension{2}-invariants analysis and we compare it to classical Dual Image of the Absolute Conic (DIAC) technique. We present also a method to detect and calibrate turret's effectors hierarchy. Then, we propose a new algorithm to extract a calibrated camera self-rotation (visual gyroscope) and we apply it to propose a real-time video stabilizer with full perspective correction.

Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse ont pour objectif d’extraire les différents segments informatifs au sein de séquences vidéo, plus particulièrement aériennes. L’interprétation manuelle de telles vidéos dans une optique de renseignement se heurte en effet au volume des données disponibles. Une assistance algorithmique fondée sur diverses modalités d’indexation est donc envisagée, dans l’objectif de repérer les "segments d’intérêt" et éviter un parcours intégral de la vidéo. Deux approches particulières ont été retenues et respectivement développées au sein de chaque partie. La partie 1 propose une utilisation des conditions de prise de vue (CPDV) comme modalités d’indexation. Une évaluation de la qualité image permet ainsi de filtrer les segments temporels de mauvaise qualité et donc inexploitables. La classification du mouvement image apparent directement lié au mouvement caméra, fournit une indexation de séquences vidéo en soulignant notamment les segments potentiels d’intérêt ou au contraire les segments difficiles présentant un mouvement très rapide ou oscillant. La partie 2 explore le contenu dynamique de la séquence vidéo, plus précisément la présence d’objets en mouvement. Une première approche locale en temps est présentée. Elle filtre les résultats d’une première classification par apprentissage supervisé en exploitant les informations de contexte, spatial puis sémantique. Différentes approches globales en temps sont par la suite explorées. De telles approches permettent de garantir la cohérence temporelle des résultats et réduire les fausses alarmes. / The objective of this thesis is to extract the informative temporal segments from video sequences, more particularly in aerial video. Manual interpretation of such videos for information gathering faces an ever growing volume of available data. We have thus considered an algorithmic assistance based on different modalities of indexation in order to locate "segments of interest" and avoid a complete visualization of the video. We have chosen two methods in particular and have respectively developed them in each part of this thesis. Part 1 describes how viewing conditions can be used as a method of indexation. The assessment of image quality enables to filter out the temporal segments for which the quality is low and which can thus not be exploited. The classification of global image motion, which is directly linked to camera motion, leads to a method of indexation for video sequences. Indeed, it emphasizes possible segments of interest or, conversely, difficult segments for which motion is very fast or oscillating. Part 2 focuses on the dynamic content of video sequences, especially the presence of moving objects. We first present a local (in time) approach. This approach refines the results obtained after a first classification by supervised learning by using contextual information, spatial then semantic information. We have then investigated several methods for moving object detection which are global in time. Such approaches aim to enforce the temporal consistency of the detected objects and to reduce false detections.

L’avènement du numérique a déplacé et découplé l’acte d’écriture de sa forme graphique et ainsi ouvert des possibilités de recherche au sujet des performances graphomotrices. Ces dernières peuvent, en particulier, prendre une autre dimension dans le contexte de création d’une écriture. Les langues des signes (LS) n’ont pas trouvé à ce jour de système d’écriture à même de rendre compte de leur spatialité et multidimensionnalité. Elles offrent ainsi des circonstances propices à cette recherche. Notre étude cherche à savoir jusqu’à quel point une part de l’activité du langage oral (gestuelle, corporelle) peut être maintenue dans l’activité du langage écrit et vise à comprendre le lien, en première personne, entre gestes et sens. L’objectif est de préserver une signification profonde pour le locuteur/scripteur. Pour répondre à cette question, nous proposons de réinvestir une gestuelle porteuse de sens dans le cadre de la conception d’un environnement technique favorisant la création scripturale. Dans un premier temps, cette étude pluridisciplinaire explore ce qui peut être transférable d’une sphère gestuelle à l’autre. En d’autres termes, quels éléments de l’oral peuvent être rapportés à l’écriture. Dans un second temps, elle envisage l’instrument permettant ce transfert. Pour cela, nous employons une démarche phénoménologique entendue comme méthodologie descriptive du point de vue en première personne. Cette méthode s’appuie sur des techniques de verbalisation de l’expérience vécue lors d’entretiens. La construction de la méthode adaptée à la LS française permet d’accéder à des descriptions fines des locuteurs sourds sur leur gestuelle. Le corpus de données est ensuite mis en dialogue avec une analyse en troisième personne établie à l’aide d’études linguistiques et kinésiologiques. Les résultats sur les dimensions du geste sémiotique nous amènent à penser les conditions d’une expérience habilitée, dans une perspective d’appropriation et de création scripturale des LS. Nous suivons pour cela la démarche de conception du design d’expérience utilisateur, du design d’énaction et de l’approche instrumentale pour l’immersion et l’interaction. La conception d’un tel dispositif vient non seulement changer le regard des personnes sourdes sur leur langue, mais également de manière plus générale, changer la relation que tout utilisateur a avec sa production gestuelle. / The digital revolution has evolved the act of writing; its forms have changed. From this phenomenon, new Graphomotor oriented research opportunities have emerged. The knowledge gathered by this research introduces a new angle for setting up a new writing system. Until today, no writing system has been able to transcribe the multidimensional nature of sign languages (SL). For that reason, sign languages offer the perfect opportunity for this kind of research. In this study we try to understand the link between gestures and meaning for the speaker and discover what features and how much of signing (gestures, body language) can be kept in the act of writing. Our objective is to maintain the integral meaning of gestures for the signer/writer. To do so, we offer the creation of a technologically advanced scriptural environment in which meaningful gestures can be put into perspective. First, this multidisciplinary research focuses on what can be transferred from the former gestural act (signing) to the latter (writing). Then, we consider the tool that will enable this transfer. To do so, we follow a phenomenological approach, or in other terms, a descriptive methodology from the firstperson point of view. This methodology is built upon signers’ feedback gathered of the experience lived during interviews. Shaping this method to fit the French SL offers precise gestural descriptions from signers themselves. This database is then compared with alinguistic and kinesiological analysis from the third-person point of view. These gestural meaning results enable us to reflect on how to create a guided experience tool enabling the assimilation of SL’s gestural matter and the creation of scriptural forms. To do that, we follow a UX design, an enaction design, and a tool based approach in order to offer immersion and interaction. This kind of device offers a new perspective to signers on their own language and more generally, offers the possibility for any user to form a new relationship with her or his own gestures.

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Les travaux de cette thèse ont été initiés par des problèmes d’apprentissage de données radiomiques. La Radiomique est une discipline médicale qui vise l’analyse à grande échelle de données issues d’imageries médicales traditionnelles, pour aider au diagnostic et au traitement des cancers. L’hypothèse principale de cette discipline est qu’en extrayant une grande quantité d’informations des images, on peut caractériser de bien meilleure façon que l’œil humain les spécificités de cette pathologie. Pour y parvenir, les données radiomiques sont généralement constituées de plusieurs types d’images et/ou de plusieurs types de caractéristiques (images, cliniques, génomiques). Cette thèse aborde ce problème sous l’angle de l’apprentissage automatique et a pour objectif de proposer une solution générique, adaptée à tous problèmes d’apprentissage du même type. Nous identifions ainsi en Radiomique deux problématiques d’apprentissage: (i) l’apprentissage de données en grande dimension et avec peu d’instances (high dimension, low sample size, a.k.a.HDLSS) et (ii) l’apprentissage multi-vues. Les solutions proposées dans ce manuscrit exploitent des représentations de dissimilarités obtenues à l’aide des Forêts Aléatoires. L’utilisation d’une représentation par dissimilarité permet de contourner les difficultés inhérentes à l’apprentissage en grande dimension et facilite l’analyse conjointe des descriptions multiples (les vues). Les contributions de cette thèse portent sur l’utilisation de la mesure de dissimilarité embarquée dans les méthodes de Forêts Aléatoires pour l’apprentissage multi-vue de données HDLSS. En particulier, nous présentons trois résultats: (i) la démonstration et l’analyse de l’efficacité de cette mesure pour l’apprentissage multi-vue de données HDLSS; (ii) une nouvelle méthode pour mesurer les dissimilarités à partir de Forêts Aléatoires, plus adaptée à ce type de problème d’apprentissage; et (iii) une nouvelle façon d’exploiter l’hétérogénèité des vues, à l’aide d’un mécanisme de combinaison dynamique. Ces résultats ont été obtenus sur des données radiomiques mais aussi sur des problèmes multi-vue classiques. / The work of this thesis was initiated by a Radiomic learning problem. Radiomics is a medical discipline that aims at the large-scale analysis of data from traditional medical imaging to assist in the diagnosis and treatment of cancer. The main hypothesis of this discipline is that by extracting a large amount of information from the images, we can characterize the specificities of this pathology in a much better way than the human eye. To achieve this, Radiomics data are generally based on several types of images and/or several types of features (from images, clinical, genomic). This thesis approaches this problem from the perspective of Machine Learning (ML) and aims to propose a generic solution, adapted to any similar learning problem. To do this, we identify two types of ML problems behind Radiomics: (i) learning from high dimension, low sample size (HDLSS) and (ii) multiview learning. The solutions proposed in this manuscript exploit dissimilarity representations obtained using the Random Forest method. The use of dissimilarity representations makes it possible to overcome the well-known difficulties of learning high dimensional data, and to facilitate the joint analysis of the multiple descriptions, i.e. the views.The contributions of this thesis focus on the use of the dissimilarity easurement embedded in the Random Forest method for HDLSS multi-view learning. In particular, we present three main results: (i) the demonstration and analysis of the effectiveness of this measure for HDLSS multi-view learning; (ii) a new method for measuring dissimilarities from Random Forests, better adapted to this type of learning problem; and (iii) a new way to exploit the heterogeneity of views, using a dynamic combination mechanism. These results have been obtained on radiomic data but also on classical multi-view learning problems.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.