Proefschrift--Delft--Technische universiteit, 1998. / Bibliogr. p. 393-404. Résumé en anglais.

Th. doct.-ing.--Besançon, 1984. N°: 8.

Th. doct.-ing.--Électrotech.--Toulouse--I.N.P., 1981. N°: 142.

Le sujet de cette thèse consiste à définir un outil complet permettant l’acquisition du relief et de la texture d’une surface 3D dans le but de l’appliquer dans le domaine de la dermatologie, et plus généralement dans le domaine biomédical.Il s’agit d’abord d’étudier et de spécifier ou concevoir les aspects matériels tels que les appareils photographiques professionnels, les systèmes d’assemblage des appareils stéréoscopiques, le système d’éclairage et le système de déclenchement des appareils.Ensuite, la thèse porte sur les aspects algorithmiques et logiciels qui sont liés à tous les traitements mathématiques et informatiques nécessaires pour obtenir une surface 3D la plus fiable possible. Un des problèmes majeurs traités est la calibration géométrique de caméras stéréoscopiques. L’approche développée consiste à repousser les limites des méthodes classiques dans ce domaine en proposant l’utilisation de méthodes d’optimisation plus performantes et plus faciles à mettre en œuvre.Nous avons montré que les algorithmes d’optimisation utilisant les principes des algorithmes génétiques peuvent obtenir des résultats plus fiables que leurs concurrents et qu’ils permettent de traiter plus facilement des conditions variables d’expérimentations.Les applications réelles de notre algorithme génétique pour le calibrage portent sur de nombreux matériels d’acquisition (caméras industrielles, appareils photo reflex « grand-public » et professionnels, microscopes stéréoscopiques, objectifs à séparation de vue, objectifs sténopés et objectifs télécentriques), chaque dispositif d’acquisition est adapté à une utilisation spécifique suivant l’étude demandée (zones microscopiques, visage, partie du corps, …).Cette thèse constitue la partie « acquisition/calibration » du système VirtualSkinLAB. / This thesis “Acquisition of stereoscopic images and camera calibration with genetic algorithms: application in the biomedical domain” consists to define a complete tool for acquiring the topography and texture of a 3D surface in order to apply it in the dermatological and more generally in the biomedical field.First, the objective is to study and to specify or design hardware devices such as professional cameras, assembly systems for stereo equipments, lighting system and trigger system for devices.Then, the thesis focuses on algorithmic and software aspects which relate to all mathematic and computational treatments needed to obtain a 3D surface.One of major issues addressed is the geometric calibration of stereo cameras. The developed approach pushes the limits of conventional methods in this field by proposing the use of more efficient and easier to implement optimization methods.We have shown that the algorithms using the principles of genetic algorithms can obtain more reliable results than their competitors and they can deal more easily the variable conditions of experiments.The real applications of our genetic algorithm for camera calibration cover many acquisition devices (industrial cameras, SLR cameras, stereo microscopes, beam splitters, pinhole and telecentric objectives), each acquisition device is adapted to a specific use following the requested study (microscopic areas, face or body parts). This thesis “acquisition / calibration” is a part of a global system called VirtualSkinLAB.

Les appareils mobiles intelligents occupent désormais une place importante dans la vie de tous les jours. En plus de répondre aux besoins multiformes des utilisateurs, ils permettent l'intégration de nouveaux supports informatifs dans le développement de plusieurs secteurs, dont celui du tourisme. L'objectif de cette étude est d'élaborer un outil d'aide à la décision qui mène à la création d'un modèle théorique de développement pour l'adaptation d'une application mobile à l'une des routes touristiques signalisées du Québec : la Route des Sommets. Pour ce faire, la méthode utilisée est basée sur le recensement des possibilités technologiques offertes, sur la création d'une grille analytique d'évaluation des différentes possibilités, sur la création d'une grille de concordance entre les outils technologiques et les besoins spécifiques ainsi que sur la proposition d'un modèle théorique adapté aux spécificités du territoire et à la mission touristique de la Route des Sommets.Les résultats prennent la forme d'une application mobile conforme aux besoins immédiats de la Route des Sommets. Ils reflètent la progression des étapes de création d'un projet de tourisme mobile en plus des modélisations conceptuelle et logique du système de l'application. En outre, cette recherche sert à mener à terme l'ensemble des étapes préalables à l'élaboration du modèle physique de l'application mobile de la Route des Sommets.

Th. doct.--Signal et images--Paris--École nationale supérieure des télécommunications, 2002. / Textes en français et en anglais. Bibliogr. p. 169-177.

L'hypertension est une maladie qui affecte plus d'un milliard de personnes dans le monde. Il s'agit d'une des principales causes de décès; le suivi et la gestion de cette maladie sont donc cruciaux. La technologie de mesure de la pression artérielle la plus répandue, utilisant le brassard pressurisé, ne permet cependant pas un suivi en continu de la pression, ce qui limite l'étendue de son utilisation. Ces obstacles pourraient être surmontés par la mesure indirecte de la pression par l'entremise de l'électrocardiographie ou de la photopléthysmographie, qui se prêtent à la création d'appareils portables, confortables et peu coûteux. Ce travail de recherche, réalisé en collaboration avec le département d'ingénierie biomédicale de l'université de Lund, en Suède, porte principalement sur la base de données publique Multiparameter Intelligent Monitoring in Intensive Care (MIMIC) Waveform Datasetde PhysioNet, largement utilisée dans la littérature portant sur le développement et la validation d'algorithmes d'estimation de la pression artérielle sans brassard pressurisé. Puisque ces données proviennent d'unités de soins intensifs et ont été recueillies dans des conditions non contrôlées, plusieurs chercheurs ont avancé que les modèles d'estimation de la pression artérielle se basant sur ces données ne sont pas valides pour la population générale. Pour la première fois dans la littérature, cette hypothèse est ici mise à l'épreuve en comparant les données de MIMIC à un ensemble de données de référence plus représentatif de la population générale et recueilli selon une procédure expérimentale bien définie. Des tests statistiques révèlent une différence significative entre les ensembles de données, ainsi qu'une réponse différente aux changements de pression artérielle, et ce, pour la majorité des caractéristiques extraites du photopléthysmogramme. De plus, les répercussions de ces différences sont démontrées à l'aide d'un test pratique d'estimation de la pression artérielle par apprentissage machine. En effet, un modèle entraîné sur l'un des ensembles de données perd en grande partie sa capacité prédictive lorsque validé sur l'autre ensemble, par rapport à sa performance en validation croisée sur l'ensemble d'entraînement. Ces résultats constituent les contributions principales de ce travail et ont été soumis sous forme d'article à la revue Physiological Measurement. Un volet additionnel de la recherche portant sur l'analyse du pouls par décomposition (pulse de composition analysis ou PDA) est présenté dans un deuxième temps. La PDA est une technique permettant de séparer l'onde du pouls en une composante excitative et ses réflexions, utilisée pour extraire des caractéristiques du signal dans le contexte de l'estimation de la pression artérielle. Les résultats obtenus démontrent que l'estimation de la position temporelle des réflexions à partir de points de référence de la dérivée seconde du signal donne d'aussi bons résultats que leur détermination par la méthode traditionnelle d'approximation successive, tout en étant beaucoup plus rapide. Une méthode récursive rapide de PDA est également étudiée, mais démontrée comme inadéquate dans un contexte de comparaison intersujet. / Hypertension affects more than one billion people worldwide. As one of the leading causes of death, tracking and management of the condition is critical, but is impeded by the current cuff-based blood pressure monitoring technology. Continuous and more ubiquitous blood pressure monitoring may be achieved through simpler, cheaper and less invasive cuff-less devices, performing an indirect measure through electrocardiography or photoplethysmography. Produced in collaboration with the department of biomedical engineering of Lund Universityin Sweden, this work focuses on public data that has been widely used in the literature to develop and validate cuffless blood pressure estimation algorithms: The Multiparameter Intelligent Monitoring in Intensive Care (MIMIC) Waveform Dataset from PhysioNet. Because it is sourced from intensive care units and collected in absence of controlled conditions, it has many times been hypothesized that blood pressure estimation models based on its data may not generalize to the normal population. This work tests that hypothesis for the first time by comparing the MIMIC dataset to another reference dataset more representative of the general population and obtained under controlled experimental conditions. Through statistical testing, a majority of photoplethysmogram based features extracted from MIMIC are shown to differ significantly from the reference dataset and to respond differently to blood pressure changes. In addition, the practical impact of those differences is tested through the training and cross validating of machine learning models on both datasets, demonstrating an acute loss of predictive powers of models facing data from outside the dataset used in the training phase. As the main contribution of this work, these findings have been submitted as a journal paper to Physiological Measurement. Additional original research is also presented in relation to pulse decomposition analysis (PDA), a technique used to separate the pulse wave from its reflections, in the context of blood pressure estimation. The results obtained through this work show that when using the timing of reflections as part of blood pressure predictors, estimating those timings from fiducial points in the second derivative works as well as using the traditional and computationally costly successive approximation PDA method, while being many times faster. An alternative fast recursive PDA algorithm is also presented and shown to perform inadequately in an inter-subject comparison context.

La demande croissante pour les véhicules à haute efficacité énergétique a fait de l'aluminium (Al) un candidat de premier choix pour l'industrie automobile. Dans le but de rencontrer les objectifs actuels de réduction de masse, l'Al sous sa forme extrudée est introduit dans la conception de composants d'absorption d'impact. Ceux-ci incluent notamment les pare-chocs, qui requièrent une résistance mécanique, une ténacité et une résistance à la corrosion élevées. Alors que certains alliages de la série 7XXX (Al-Zn) permettent de rencontrer les devis des constructeurs automobiles, leur coût élevé, leur soudabilité médiocre et leur mauvaise recyclabilité rend leur utilisation non viable. Parmi les autres alliages d'extrusion, ceux de la série 6XXX (Al-Mg-Si) sont de bons candidats vu leur facilité de fabrication, leur extrudabilité et leur plus grande possibilité à être recyclés. Cependant, aucun d'eux ne permet actuellement de rivaliser avec les alliages Al-Zn en matière de résistance mécanique pour l'application considérée. Conséquemment, de nouveaux alliages Al-Mg-Si aux propriétés améliorées doivent être développés, un processus long et coûteux. La stratégie adoptée dans le cadre de ce projet consiste à utiliser un appareil d'extrusion à échelle réduite pour réaliser l'extrusion d'une série d'alliages expérimentaux Al-Mg-Si en laboratoire. Cette approche a permis de réduire au minimum le nombre d'essais d'extrusion à être effectués en usine, limitant ainsi le coût et le temps requis au développement d'alliages. Les travaux abordés concernent le développement de cet appareil, qui doit permettre de simuler le procédé industriel. Ce dernier est conçu et fabriqué, puis utilisé pour extruder un alliage expérimental Al-Mg-Si à l'aide duquel les paramètres d'opération de l'appareil ont été optimisés. Ce même alliage a également été extrudé en usine. Les profilés produits à partir des deux procédés sont comparés en termes de propriétés mécaniques, de microstructure et de résistance à la corrosion intergranulaire. Finalement, le comportement en extrusion de l'alliage étudié est comparé à celui d'alliages commerciaux. Les extrusions produites en laboratoire possèdent des propriétés mécaniques et une résistance à la corrosion supérieures à celles produites en usine. La solubilisation complète des éléments d'alliage et l'atteinte d'un taux de refroidissement élevé sont majoritairement responsables de la résistance élevée obtenue. En plus, les conditions thermomécaniques moins sévères pour l'extrusion en laboratoire permettent l'obtention d'une structure de grains fibreuse et homogène, idéale pour la résistance à la corrosion intergranulaire. Comparativement à l'alliage commercial AA6082, l'alliage expérimental étudié possède une limite élastique 12% supérieure. En revanche, sa formabilité est 10% moins élevée et sa plage de mise en solution est plus étroite. L'extrudabilité attendue est donc plus faible. L'appareil développé pourra être utilisé pour comparer le potentiel de plusieurs alliages expérimentaux pour l'application considérée, facilitant ainsi le développement d'alliages Al-Mg-Si. Les conditions optimales obtenues en laboratoire, de même que les propriétés qui en découlent pourront être utilisés comme référence pour guider l'optimisation du procédé industriel. / The growing demand for fuel efficient vehicles renders aluminum a top candidate for the substitution of steel in the automotive industry. To fulfill the current need for weight reduction, Al in its extruded form is introduced into the design of crash components, such as bumpers, requiring high strength, high toughness and excellent corrosion resistance. As some 7XXX (Al-Zn) series alloys satisfy the requirements of car manufacturers in terms of tensile properties, their poor weldability, recyclability and high cost make them uninteresting to use. Among other Al extrusion alloys, the 6XXX (Al-Mg-Si) series alloys are promising due to their ease of recycling and processing. However, none of them can currently compete with Al-Zn alloys for the considered application with respect to tensile properties. As a result, novel Al-Mg-Si alloys with enhanced properties must be developed, which in some instances can be an expensive and time-consuming procedure. The alloy development strategy adopted consists of using a lab-scale extrusion apparatus to extrude a series experimental Al-Mg-Si alloys. This approach allows to minimize the number of experiments conducted at the industrial level, therefore the cost and lead time of alloy development process. This work focuses on the development of the lab-scale Al extrusion setup, which aims to simulate the industrial process. The machine was designed and fabricated. It was then used to extrude an experimental Al-Mg-Si alloy and optimize the process parameters. Afterwards, the same alloy was also extruded on an industrial extrusion press. Profiles produced using both processes are compared in terms of mechanical properties, microstructure and intergranular corrosion resistance. Finally, the extrusion behavior of the experimental alloy investigated is also compared with that of other commercial alloys. The lab-scale process led to higher tensile properties and intergranular corrosion resistance than the industrial process. The less severe thermomechanical conditions generated through lab-scale extrusion generated a homogeneous and totally fibrous grain structure, while extrusions produced in industry exhibit coarse recrystallized grains at the surface of the extruded specimens (PCG). Furthermore, the lab-scale setup allowed complete dissolution of alloying elements and its quench system can attain high cooling rate. Elevated tensile properties and intergranular corrosion resistance can therefore be attained. Compared to the commercial alloy AA6082, the experimental alloy studied exhibit a yield strength 12% superior. However, its formability is 10% lower and its solutionizing temperature range is narrower. Hence, the expected extrudability is decreased. The lab-scale apparatus developed may be used to compare the potential of many experimental AA6XXX alloys for the considered application, thus facilitating alloy development. The optimal conditions obtained at the lab-scale as well as the resulting properties may be used as a reference to guide the optimization of the industrial process.

Les semelles instrumentées sont des dispositifs pouvant être utilisées pour la quantification de pas et la reconnaissance des activités. Il existe plusieurs modèles de semelles instrumentées, avec des niveaux de validité variables. Ce mémoire comprend trois objectifs : 1) faire une revue systématique de la littérature sur la validité de critère des semelles instrumentées existantes pour identifier les postures, les types d’activités et compter les pas, 2) développer une semelle instrumentée et 3) étudier sa validité pour le comptage de pas. Pour l’objectif 1, cinq bases de données ont permis de sélectionner 33 articles sur la validité de critère de seize modèles de semelles instrumentées pour la détection de posture, de type d’activités et de pas. Selon les indicateurs utilisés, les validités de critère varient de 65,8% à 100% pour la reconnaissance des activités et des postures et de 96% à 100% pour la détection de pas. En somme, peu d’études ont utilisé les semelles instrumentées pour le comptage de pas bien qu’elles démontrent une très bonne validité. Pour les objectifs 2 et 3, nous avons équipé une semelle commercialisée de cinq capteurs de pression et testé trois méthodes de traitement des signaux de pression pour la quantification de pas. Ces trois méthodes sont basées sur le signal de chaque capteur de pression, la moyenne ou la somme cumulée des cinq signaux de pression. Les résultats ont montré que notre semelle instrumentée détectait le pas avec un taux de succès de 94,8 ± 9,4% à 99,5 ± 0,4% à des vitesses de marche confortable et de 97,0 ± 6,2% à 99,6 ± 0,4% à des vitesses de marche rapide à l’intérieur et à l’extérieur d’un bâtiment avec les trois méthodes. Toutefois, la méthode basée sur la somme cumulée avait les niveaux de précision plus élevés pour le comptage de pas / Instrumented insoles are devices which can be used for quantifying steps and recognizing activities. Validity of many instrumented insoles varies from medium to high. This thesis has three objectives: 1) to systematically review the literature on the validity of existing instrumented insoles for posture, type of activities recognition, and step counting, 2) to develop an instrumented insole and 3) to study its criterion validity for step counting. For objective 1, five databases were used to select 33 articles on criterion validity of sixteen insole models for posture and type of activities recognition, and step detection. According to indicators used, validity values vary from 65.8% to 100% for activities and postures recognition and from 96% to 100% for detection of steps. In summary, few studies have used instrumented insoles for steps counting even though they demonstrated a very good validity. For objectives 2 and 3, we equipped a commercialized insole with five pressure sensors and tested three pressure signal processing methods for step quantification. These three methods are based on signal of each pressure sensor, average or cumulative sum of five pressure signals. Results showed that our instrumented insole detected steps with a success rate varying from 94.8 ± 9.4% to 99.5 ± 0.4% at self-selected walking speeds and from 97.0 ± 6.2% to 99.6 ± 0.4% at maximal walking speeds in indoor and outdoor settings with all three processing methods. However, cumulative sum method had the highest levels of accuracy for step counting.

Titre de l'écran-titre (visionné le 8 mai 2023) / Ce mémoire présente la démarche ayant mené à la conception et à la fabrication d'un outil capable d'évacuer des personnes âgées résidant en CHSLD ou en RPA. Les personnes âgées sont généralement moins mobiles et plus difficiles à évacuer. Peu d'outils sur le marché permettent de faciliter leur transport afin d'obtenir des évacuations rapides et sécuritaires. Une étude des différents outils existants a permis de comprendre les besoins et les solutions potentielles pouvant accomplir l'objectif. La génération de plusieurs solutions potentielles a permis la sélection d'un concept jugé optimal pour répondre aux besoins, suivi de son développement et sa fabrication. L'outil réalisé est similaire à un diable de transport permettant de descendre des escaliers de manière contrôlée. Ce diable polyvalent peut transporter des personnes assises, des fauteuils roulants ou des personnes couchées. La versatilité de l'outil développé permet de rendre possible les évacuations sur une plus grande portion des personnes âgées atteintes de difficultés de mobilité ou autres handicaps rendant les évacuations plus difficiles. La fabrication et les tests de l'appareil ont démontré la convenabilité de l'outil et un potentiel fort intéressant en situation d'urgence. Ces tests ont aussi mis en évidence les points faibles du concept, comme son poids élevé et la complexité des manipulations requises. Des recommandations sont portées afin de régler les problèmes mentionnés. Parmi ces recommandations, la séparation des modes de transport en différents outils est suggérée afin de simplifier chaque outil. Néanmoins, le produit fabriqué et testé a permis de démontrer qu'il est possible et efficace, à l'aide d'un équipement polyvalent, de descendre les aînés sous plusieurs configurations. / This thesis goes through the multiple steps taken to design and build a working prototype that facilitates the evacuation of elders living in a care facility such as CHSLD and RPA in Quebec. Even if elderly people are generally less mobile and therefore harder to evacuate, a very small number of tools currently available on the market are safe and adapted to evacuate these older generations. A study on currently available tools and concepts was made to better understand the requirements and the potential solutions that were able to solve the problem. New solutions were generated to create an extended array in which every solution was evaluated as objectively as possible. This method allowed the team to choose a solution that was best suited for the needs of elders and staff. The tool developed is very similar to a hand truck fitted with tracks that enables it to be moved down the stairs while reducing the force required by the operator. This evacuation hand truck can transport a seated person, a wheelchair or a person lying down. This versatility allows for evacuation of a wider range of people with disabilities. The construction and tests performed with the tool proved that the concept is usable in an emergency. These tests also highlighted some issues such as the important weight of the tool and the complexity of use. Multiple recommendations are made to solve the a for ementioned problems. One recommendation that is made is to separate the multiple methods of transport into different tools to simplify the use of each tool. Nonetheless, the prototype fabricated and tested proved that it was possible and efficient to evacuate elders down the stairs in multiple configurations.