La multitude de documents multimédia déjà existants ou créés chaque jour nous confronte au problème de la recherche d' informations au sein de bases de données gigantesques qui rendent toute volonté d'indexation entièrement manuelle impossible. Dans ce contexte il est devenu nécessaire de concevoir et de construire des outils capables sinon d' extraire tout le contenu sémantique d'un document donné du moins d' en élaborer une première structuration de manière automatique. En se restreignant aux documents vidéo, cette thèse se propose donc de bâtir des outils automatiques réalisant une structuration en deux étapes. Tout d'abord linéaire, elle aboutit à un découpage d'un document vidéo en entités allant de la scène à l'image en passant par la prise de vue et le morceau de prise de vue. Puis relationnelle, elle consiste en l'extraction de relations par la mise en évidence de liens syntaxiques ou sémantiques de tout ordre entre deux entités de types quelconques. En plus de leur caractère général et automatique, l'ensemble des outils que nous présentons sont, en outre, conçus dans le respect d'une méthodologie précise. Cette dernière consiste à n'utiliser que des critères simples et de bas niveau de traitements d'images et tout particulièrement de morphologie mathématique qui combinés entre eux et avec des règles logiques de décision permettent déjà d'atteindre une structuration cohérente efficace et représentative d'un contenu informationnel de niveau sémantique élevé. Ce choix induit de plus une grande rapidité de nos outils puisque dans leur ensemble leur temps d'exécution est inférieur au temps réel. Leur validation est obtenue au travers de nombreux exemples et applications appartenant essentiellement à la classe des journaux télévisés.

De multiples études indiquent que les approches traditionnellement utilisées pour enseigner les sciences devraient être modifiées. En effet, l'intérêt des jeunes pour les sciences est à la baisse et ceux-ci vivent typiquement peu de changements conceptuels au cours de leur cheminement scolaire, en particulier dans le domaine de la physique. Or, les lacunes des approches pédagogiques traditionnelles concordent avec des atouts intéressants des jeux vidéo. Ainsi, quelques études semblent montrer un certain potentiel pour les jeux vidéo éducatifs dans le domaine de la physique mécanique. Toutefois les faiblesses des méthodologies et des jeux utilisés ne permettent pas de conclure quant à leur efficacité. Mécanika est un nouveau jeu vidéo éducatif, disponible gratuitement en ligne et conçu spécifiquement pour intervenir sur les conceptions initiales identifiées par le test d'inventaire du Force Concept Inventory, un outil de mesure maintes fois validé. Une étude de l'impact de l'utilisation du jeu chez les jeunes indique qu'il favorise l'apprentissage des concepts de la mécanique newtonienne, en s'appuyant sur plusieurs indices. D'abord, l'utilisation de Mécanika en classe a produit un gain plus important sur la performance au FCI qu'un enseignement jugé « traditionnel ». Ce gain indique un changement conceptuel important, suite à une utilisation du jeu d'environ 2 heures. Ensuite, l'effet sur les résultats au FCI persiste à moyen terme, un mois après l'utilisation du jeu. Enfin, le support additionnel offert par les enseignants pour bien intégrer le jeu en classe, en se servant de guides pédagogiques conçus pour faire le pont entre les situations du jeu et les concepts scolaires, n'a pas aidé de façon notable les élèves à vivre un changement conceptuel plus important que si ceux-ci utilisaient le jeu sans aide externe. Cette étude démontre ainsi que les jeux vidéo peuvent jouer un rôle significatif dans le milieu de l'éducation. ______________________________________________________________________________

Ce mémoire témoigne d'une recherche durant laquelle ont émergé deux productions artistiques articulées autour de la thématique de la mise en espace de l'image vidéographique, Flow et Coup d'éclats. L'installation audiovisuelle Flow explore la fragmentation de la projection dans un espace tridimensionnel. Il s'agit d'une expérience au cours de laquelle le spectateur n'est pas seulement entouré par la surface de projection, mais réellement immergé. La fragmentation de l'écran en de multiples entités autonomes et dispersées offre une scénographie questionnant les notions de contour, d'écran mais aussi d'intentionnalité dans la perception : au cœur du dispositif, chacun des spectateurs est convié à une réception qui lui est propre par le choix de sa position dans l'espace. Le dispositif abandonne l'aspect symbolique de l'image au profit d'images abstraites, générées en temps réel, et propose un monde sensible fait d'abstractions géométriques et de jeux de lumière. Le second projet, Coup d'éclats, est une installation performative qui offre au public de nouvelles perspectives visuelles et sonores grâce à l'utilisation de procédés d'éclatement de la projection et de volumétrie sans écran. L'installation explore le principe d'anamorphose, un procédé de trompe-l'œil, appliqué à l'image en mouvement à travers la projection de formes géométriques virtuelles sur les éléments architecturaux de la salle. Le public, invité à circuler dans l'espace, accède alors à sa propre transformation des volumes selon le point de vue qu'il occupe. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : art numérique, projection, installation, volumétrie, anamorphose, minimalisme.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Après l'obtention de mon doctorat (2005), mes travaux ont porté initialement sur deux des axes de recherche de la thèse, notamment sur le codage vidéo scalable et sur le codage d'images par ondelettes adaptées à la forme (OAF). J'ai en particulier étudié la mise en place d'un codeur vidéo scalable basé sur la transformée en ondelettes par schémas lifting compensés en mouvement et allocation optimale des ressources de codage. En suite j'ai abordé le problème du critère optimal pour l'estimation de mouvement pour ce type de codeur : des meilleures performances débit-distorsion peuvent être atteintes au prix d'une augmentation de la complexité de l'estimation de mouvement. Par rapport au codage d'images par OAF, j'ai travaillé sur les conditions qui permettent à cette approche d'être compétitif avec les méthodes traditionnelles, et ensuite sur l'utilisation conjointe de la transformée en OAF avec la quantification vectorielle arborescente et avec la transformée de Karhunen-Loéve par classes pour la compression d'images multi-spectrales. J'ai aussi considéré la relation entre distorsion sur les coefficients et distorsion perceptuelle ou non-perceptuelle sur l'image résultante. Ensuite j'ai travaillé sur l'amélioration d'un codeur vidéo standard par une représentation efficace du mouvement : un premier travail, visant une très bonne précision, a abouti à une nouvelle méthode de codage sans pertes basée sur l'information mutuelle ; une deuxième approche utilise la quantification des vecteurs de mouvement, permettant de réduire le débit pour la même qualité. J'ai ensuite travaillé sur le codage vidéo distribué (CVD). Dans le contexte du CVD, la corrélation entre deux images consécutives (ou entre deux vues voisines dans le cas de vidéo multi-vues) est exploité uniquement au décodeur, tandis que les deux images sont codées séparément. Il est alors fondamental que le décodeur soit capable de construire une bonne estimation de l'image manquante : dans ce cas le codeur devra envoyer seulement quelques bits de parité d'un code à correction d'erreurs pour améliorer l'estimation jusqu'à avoir une qualité acceptable. Dans ce cadre, mes travaux ont visé surtout à améliorer l'estimation de l'image manquante, par une description précise du mouvement : un premier axe est basé sur la représentation dense des champs de vecteurs de mouvement ; un deuxième sur la modélisation des trajectoires des objets ; les méthodes basées sur les hash, de raffinement successif et de fusion du mouvement global avec le mouvement local ont également donné des bons résultats. Ces techniques d'estimation peuvent être utilisées dans le cadre du codage par descriptions multiples : les images paires et impaires d'une séquence vidéo sont codées dans deux flux séparés avec un codeur standard, et le décodeur peut reproduire le taux original d'images par seconde même s'il reçoit un seul flux : les techniques de CVD permettent de reconstruire l'image manquante. Le CVD permet également de gérer efficacement le compromis entre degré d'interactivité, occupation d'espace de stockage et besoins de bande passante lors du streaming interactif de vidéos multi-vues. Le CVD de la vidéo 3D comporte des problématiques liées au codage des cartes de profondeur à la détection et la gestion des occlusions, et à la fusion des estimations temporelles et inter-vues. Finalement je me suis aussi occupé de la relation entre qualité de l'estimation de l'image manquante et le débit de codage total associé. Même en dehors du cadre du CVD, la compression vidéo 3D, ou plus précisément, de la vidéo multi-vues (VMV) et de la vidéo multi-vues avec profondeur (MVP) est également un domaine majeur de mon activité de recherche. Je me suis intéressé aux méthodes d'estimation dense de disparité, au codage de cartes de profondeur et au codage par Don't Care Regions (DCR) c'est à dire, en considérant les erreurs sur l'image synthétisé avec la carte de profondeur plutôt que la carte de profondeur elle-même. Le dernier domaine de recherche concerne la distribution de la vidéo sur réseau. Dans le cas de réseau filaire, j'ai travaillé sur une approche network-aware pour la distribution coopérative de vidéo. Dans le cas de réseau sans fils, je me suis intéressé à un protocole cross-layer qui minimise le nombre de message échangé, tout en garantissant à tous les nœuds la réception de la vidéo. Ce protocole a ensuite été amélioré pour prendre en compte les compromis entre distorsion et congestion sur le réseau. Ce protocole peut être utilisé conjointement au codage réseau pour maximiser le throughput du réseau et pour améliorer la robustesse de la communication. Les techniques de codage réseau peuvent également être utilisées avec le codage à descriptions multiples pour ultérieurement améliorer la robustesse, et avec le codage de la vidéo multi-vues pour optimiser (en sens débit-distorsion) la planification d'envoi des paquets vidéo.

Accessible, consultable, lisible, maniable, jouable, opérable, décodable, malléable, toutes ces qualités dessinent en filigrane le film de ces " utopies d'un cinéma interactif ", film aux multiples temporalités, qui se lit, se monte en cours de lecture. Il s'explore, se visite, il est un territoire virtuel, où le spectateur se promène, se déplace, accède à toutes les images, qui viennent à lui comme des souvenirs. Ce film est aussi un grand réservoir, une liste gigantesque de séquences, dont on peut disposer de différentes manières. Le lecteur le met dans sa poche ou le visionne dans son salon transformé en home cinema. L'auteur décide comment en jouer et l'indique au spectateur. Celui-ci est connecté, interfacé. Il chemine mentalement dans l'œuvre constituée d'un réseau de liens, de connexions et en découvre les associations. Il habite pour un temps l'histoire du film et fait aussi son propre cinéma, avec sa machine. Un cinéma qu'il partage ensuite avec d'autres.

Vieux d'une cinquantaine d'années environ, les jeux vidéo arrivent à une période charnière de leur existence en tant qu'objets issus des industries culturelles. Ils font l'objet d'études, d'expositions et sont conservés au sein des collections patrimoniales d'institutions telles que le Conservatoire national des arts et métiers ou la Bibliothèque nationale de France. L'objet de cette thèse est d'étudier l'accession du jeu vidéo au statut d'objet patrimonial au sein des grandes institutions culturelles françaises mais aussi par le biais des pratiques amateur, tout particulièrement dans leurs aspects collaboratif et numérique. Les sciences de l'information et de la communication sont l'outil essentiel qui permet d'analyser le processus de patrimonialisation d'une culture populaire. Au travers de l'étude des pratiques de classement, de hiérarchisation de l'information et des connaissances mises en place par les amateurs autant que par les institutions patrimoniales, nous construisons un objet théorique. Nous convoquons également dans cette recherche d'autres disciplines qui nous aident à analyser cet objet comme la sociologie de l'attachement, l'étude des processus de légitimation, ou les cultural studies. / Now more than 50 years olds, video games have come to a key period of their existence as objects born from the cultural industries. They are studied, exhibited and are preserved as part of the collections of institutions such as the Conservatoire national des arts et métiers or the Bibliothèque nationale de France. This thesis’ goal is to study the process that transformed video games into heritage inside the latter institutions but also though the actions of fans, specially in their particularities which are to be collaborative and digital.Information and communication sciences are the main tool which will allow us to analyse the heritage process of a popular culture. Though the study of indexation processes, the hierarchization of information et knowledge which are taken care of by the fans as well as by the institutions, we will build our theoretical object. We also use in this research the methods of other disciplines which help us analyzing this object such as the sociology of attachments, the study of legitimization processes, or the cultural studies.

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Cette thèse se propose de penser l’expérience des dispositifs écraniques à partir de pratiques artistiques contemporaines. Il s’agit d’analyser comment des artistes travaillant à partir d’images appareillées (de l’installation vidéo au cinéma expérimental en passant par le net art) et de leur mise en espace, opèrent des déplacements dans les diverses strates des dispositifs pour proposer des situations esthétiques qui relèvent du hors champ, de l’impensé, du refoulé des dispositifs écraniques fonctionnels, faisant écho aux frictions qui se jouent entre leur mode d’action et notre expérience.Face à la difficulté de définir les dispositifs écraniques de par la multiplicité de leurs formes et de leur usages, il est proposé en premier lieu une réflexion sur la notion de dispositif, corrélée à celles d’écran et de technologie (I). Puis sont considérées les tactiques artistiques permettant de détourner l’impact de ces dispositifs (par l’expérimentation de la mise en défaut, du détournement, de l’appropriation…). S’en suivent cinq mouvements, comme autant de voies de déplacement, qui abordent les dispositifs écraniques selon des entrées différentes : il s’agit de révéler la part d’être de l’appareil par des opérations plastiques et contextuelles (II), de créer des voies de figuration alternatives par et à travers l’interface (III), de détourner la relation physique et émotionnelle entretenue avec l’écran (IV), d’opposer à la mobilité des écrans celles des spectateurs (V), et enfin de confronter les dispositifs écraniques à l’épreuve de l’espace (VI). Un dernier chapitre propose une synthèse de ces déplacements concrétisée par l’analyse d’un projet de création (entrepris parallèlement aux recherches théoriques) où sont mis en œuvre les mouvements précités (VII).Les analyses plastiques sont étayées par des mises en perspective historiques et sociétales, avec une considération particulière pour les questions de réception et d’usage. / In a time when screens are more and more studied and analysed, this thesis is based on observations of both users’ behaviors and contemporary artists’ productions.It chooses to present the experience created by screened devices and systems through these observations. It defines the screen as an apparatus — meaning, as a mix of different elements assembled for a specific purpose — which articulates separation and re-synthesising. We analyse how artists work with images in devices (from video installation to experimental cinema and net art) and how they use space to produce an attentional shift, therefore creating artworks that call for realizations.Facing the difficulties of clearly defining screened apparatus due to the multitudes of shapes they take and uses they create, we first orient our reflexion to the very notion of apparatus, combined with those of screen and technologie. Then we consider the artists’ tactics to hijack the impact of these apparatus (through experimentation, appropriation and misappropriation). This is followed by five movements, presented as possible means of displacements, each addressing, in its own way, the screened apparatus. We study the different relationships those screens can have inside the apparatus, and how they react and interact with space. We feed this research with analyses of artworks, historical and societal perspectives, with a special leaning towards the notions of reception and user’s experience.

Les humains reçoivent grande quantité d'informations de l'environnement avec vue et l'ouïe . Pour nous aider à réagir rapidement et correctement, il existe des mécanismes dans le cerveau à l'attention de polarisation vers des régions particulières , à savoir les régions saillants . Ce biais attentionnel n'est pas seulement influencée par la vision , mais aussi influencée par l'interaction audio - visuelle . Selon la littérature existante , l'attention visuelle peut être étudié à mouvements oculaires , mais l'effet sonore sur le mouvement des yeux dans les vidéos est peu connue . L'objectif de cette thèse est d'étudier l'influence du son dans les vidéos sur le mouvement des yeux et de proposer un modèle de saillance audio - visuel pour prédire les régions saillants dans les vidéos avec plus de précision . A cet effet, nous avons conçu une première expérience audio - visuelle de poursuite oculaire . Nous avons créé une base de données d'extraits vidéo courts choisis dans divers films . Ces extraits ont été consultés par les participants , soit avec leur bande originale (condition AV ) , ou sans bande sonore ( état ​​V) . Nous avons analysé la différence de positions de l'oeil entre les participants des conditions de AV et V . Les résultats montrent qu'il n'existe un effet du bruit sur le mouvement des yeux et l'effet est plus important pour la classe de la parole à l'écran . Ensuite , nous avons conçu une deuxième expérience audiovisuelle avec treize classes de sons. En comparant la différence de positions de l'oeil entre les participants des conditions de AV et V , nous concluons que l'effet du son est différente selon le type de son , et les classes avec la voix humaine ( c'est à dire les classes parole , chanteur , bruit humain et chanteurs ) ont le plus grand effet . Plus précisément , la source sonore a attiré considérablement la position des yeux uniquement lorsque le son a été la voix humaine . En outre , les participants atteints de la maladie de AV avaient une durée moyenne plus courte de fixation que de l'état de V . Enfin , nous avons proposé un modèle de saillance audio- visuel préliminaire sur la base des résultats des expériences ci-dessus . Dans ce modèle , deux stratégies de fusion de l'information audio et visuelle ont été décrits: l'un pour la classe de son discours , et l'autre pour la musique classe de son instrument . Les stratégies de fusion audio - visuelle définies dans le modèle améliore la prévisibilité à la condition AV / Humans receive large quantity of information from the environment with sight and hearing. To help us to react rapidly and properly, there exist mechanisms in the brain to bias attention towards particular regions, namely the salient regions. This attentional bias is not only influenced by vision, but also influenced by audio-visual interaction. According to existing literature, the visual attention can be studied towards eye movements, however the sound effect on eye movement in videos is little known. The aim of this thesis is to investigate the influence of sound in videos on eye movement and to propose an audio-visual saliency model to predict salient regions in videos more accurately. For this purpose, we designed a first audio-visual experiment of eye tracking. We created a database of short video excerpts selected from various films. These excerpts were viewed by participants either with their original soundtrack (AV condition), or without soundtrack (V condition). We analyzed the difference of eye positions between participants with AV and V conditions. The results show that there does exist an effect of sound on eye movement and the effect is greater for the on-screen speech class. Then, we designed a second audio-visual experiment with thirteen classes of sound. Through comparing the difference of eye positions between participants with AV and V conditions, we conclude that the effect of sound is different depending on the type of sound, and the classes with human voice (i.e. speech, singer, human noise and singers classes) have the greatest effect. More precisely, sound source significantly attracted eye position only when the sound was human voice. Moreover, participants with AV condition had a shorter average duration of fixation than with V condition. Finally, we proposed a preliminary audio-visual saliency model based on the findings of the above experiments. In this model, two fusion strategies of audio and visual information were described: one for speech sound class, and one for musical instrument sound class. The audio-visual fusion strategies defined in the model improves its predictability with AV condition.