Studiens syfte är att beskriva hur elever i de lägre åldrarna använder handgester när de löser aritmetikuppgifter. Den teoretiska utgångspunkten i studien är embodied cognition, där det centrala i teorin är att vi lär oss genom kroppen. Tio elever i sjuårsåldern i Sydafrika har observerats med fokus på deras användning av handgester. Resultatet visade att flera av eleverna använder handgester när de löser additions- och subtraktionsuppgifter och att det finns ett antal olika handgester de använder sig av. De olika handgesterna delades in i taktila och icke-taktila gester, som i sin tur kopplades till konkreta och abstrakta gester. Slutsatsen av studien är att elever använder sig av olika handgester i olika kombinationer när de löser aritmetikuppgifter. Deras gester med händer och fingrar kan vara ett uttryckssätt för deras utvecklingsprocess och kan fungera som en bro mellan konkret och abstrakt tänkande. / The aim of the study is to describe how students of the lower ages use hand gestures when solving arithmetic tasks. The theoretical basis of the study is embodied cognition. The viewpoint of embodied cognition holds that the body is a tool for learning. Ten students in South Africa, aged seven, have been observed based on their use of hand gestures. The result showed that several students use hand gestures when solving addition and subtraction tasks and there were a number of different hand gestures being used. The various hand gestures were divided into tactile and non-tactile gestures. These could in turn be linked to concrete and abstract gestures. The conclusion of the study is that students use different types of hand gestures and also in various combinations when solving arithmetic tasks. Their hand gestures can be a way of expressing their development process and to function as a bridge between concrete and abstract thinking.

Nous avons travaillé sur le développement d’un instrument de mesure de la luminescence induite par un faisceau d’ions lourds (nucléons  12) et d’énergie de l’ordre du MeV/nucléons. Basé sur une méthode de comptage de photons uniques obtenus par coïncidences, le dispositif permet d’obtenir sur 16 voies à la fois un spectre en énergie dans le domaine proche UV-visible-proche IR (185-920 nm) et la réponse temporelle sur la gamme ns-µs, avec un échantillonnage de 100 ps. Des mesures en température peuvent être réalisées depuis la température ambiante jusqu’à 30K.Ce travail met particulièrement l’accent sur les méthodes d’extraction des données : Une fois montrée la nécessité de déconvoluer les signaux, on s’intéresse dans un premier temps à évaluer différents profils instrumentaux modélisés et reconstruit à partir de mesures. A cet effet, un travail de caractérisation temporelle de chaque constituant du dispositif est mené. Puis ces profils instrumentaux sont utilisés dans deux méthodes de déconvolution par moindres carrés d’abord puis par maximum d’entropie ensuite.Deux matériaux types sont testés : Le Titanate de Strontium pour l’étude de la dynamique de l’excitation électronique, et un scintillateur plastique commercial, le BC400, pour l’étude du vieillissement et de la baisse des performances en fonction de la fluence. Dans les deux cas on a pu mettre en évidence la présence d’une composante ultra rapide de constante de temps subnanoseconde. / We developed an instrument for measuring the luminescence induced by a heavy ion beam (nucleons  12) and energy in the range of MeV / nucleon. Based on a single photon counting method obtained by coincidences, the device can provide in the same run a 16-channel energy spectrum in the UV-visible- IR region (185-920 nm) and a time-resolved response in the range of ns up to µs for each channel. Temperature measurements can be performed from room temperature down to 30K.This work places particular emphasis on data extraction methods: Once the need to deconvolve the signals demonstrated the evaluation of different instrument profiles (simulated and reconstructed from measurements) leads to a systematic temporal characterization of each component of the device. Then, these instrumental profiles are used in two deconvolution methods: least squares first followed by maximum entropy method.Two typical materials are tested: the Strontium Titanate for the study of the dynamics of the electronic excitation, and a commercial scintillator, the BC400, for the study of the aging and the decrease of performances with fluence. In both cases, we have been able to highlight the presence of an ultrafast component of subnanosecond time constant.

La richesse de la programmation par contraintes repose sur la très large variété des algorithmes qu’elle utilise en puisant dans les grands domaines de l’Intelligence Artificielle, de la Programmation Logique et de la Recherche Opérationnelle. Cependant, cette richesse, qui offre aux spécialistes une palette quasi-illimitée de configurations possibles pour attaquer des problèmes combinatoires, devient une frein à la diffusion plus large du paradigme, car les outils actuels sont très loin d’une boîte noire, et leur utilisation suppose une bonne connaissance du domaine, notamment en ce qui concerne leur paramétrage. Dans cette thèse, nous proposons d’analyser le comportement des contraintes de cardinalité avec des modèles probabilistes et des outils de dénombrement, pour paramétrer automatiquement les solveurs de contraintes : heuristiques de choix de variables et de choix de valeurs et stratégies de recherche. / The main asset of constraint programming is its wide variety of algorithms that comes from the major areas of artificial intelligence, logic programming and operational research. It offers specialists a limitless range of possible configurations to tackle combinatorial problems, but it becomes an obstacle to the wider diffusion of the paradigm. The current tools are very far from being used as a black-box tool, and it assumes a good knowledge of the field, in particular regarding the parametrization of solvers.In this thesis, we propose to analyze the behavior of cardinality constraints with probabilistic models and counting tools, to automatically parameterize constraint solvers: heuristics of choice of variables and choice of values and search strategies.

This study aims to investigate the information that can be collected about counting strategies when tracking a person’s eye-movements when he/she is doing a mental calculation on a given expression. Eye-tracking is based on the study of what a person look at and the eye-movements between fixations. This study relies on the eye-mind hypothesis which claims that there is a connection between eye movements and the cognitive processes. The result is based on data from two participants and three tasks. The tasks consisted of mathematical expressions with addition and subtraction that the participants solved with mental arithmetic. The data from eye-movements is of such quality that it is possible to see indications on which counting strategies the participants are using and the results are in-line with previous research. The data also show which number the participant focus most on and how they begin to solve the task. On one task both participant gave an incorrect answer and the eye-movement showed where the participants made a mistake. Using this sort of eye-tracking investigation has both its limitations and its possibilities. / Syftet med arbetet är att undersöka vilken information som går att få fram om en persons räknestrategier med eye-tracking som metod. Eye-tracking innebär att en persons ögonrörelser studeras utifrån fixeringar vad någon fokuserar blicken på och sackader förflyttningarna mellan det personen fixerar på. Studien utgår från the eye-mind hypothesis som innebär att det finns ett samband mellan vad någon tittar på och vad den tänker på. Resultatet i det här arbetet baseras på datainsamling från två deltagare som löser tre uppgifter. Uppgifterna innehåller matematiska uttryck med addition och subtraktion som deltagaren ska lösa med huvudräkning. Under tiden deltagaren löste uppgiften registrerades personens ögonrörelser. Data från ögonrörelserna är av sådan kvalitet att det går att se indikationer på vilka räknestrategier deltagarna använder. Resultatet stämmer väl överens med data från tidigare studier. Dessutom visar data vilket tal deltagaren fokuserar sin blick på mest och hur deltagaren väljer att börja lösa uppgiften. På en uppgift gjorde båda deltagarna fel och ögonrörelserna kunde då visa var felräkningen uppstod. Metoden att mäta ögonrörelser diskuteras också utifrån dess möjligheter och begränsningar. Slutsatsen av studien är att eye-tracking kan ge värdefull information och kan bidra till förståelse för olika personers sätt att utföra beräkningar.

Syftet med den här studien var att undersöka om en möjlig framgångsrik implementering avett biometriskt system kommer att leda till ett ökat anat resenärer som använder bussbolagetstjänster, utifrån passagerarperspektiv. I studien undersöker jag vilken typ av biometriskt system som är mest troligt att bliaccepterat av busspassagerarna och vad det kan bero på, hur bussbolaget kan marknadsförabiometriska system till passagerarna för att skapa mer värde för passagerarna samtundersöker hur kunderna anser att bussbolaget kan agera för att busspassagerarna skaacceptera ett biometriskt system. Studien baseras på en enkätundersökning baserad på mina undersökningsfrågor och minanalysmodell som användes för att analysera resultatet. Enkätundersökningen är uppbyggd av16 frågor med svarsalternativ som består av en graderad inställning. Resultatet presenteras i form av stycken utifrån analysmodellens uppbyggnad därresultatet från enkätundersökningen ställs mot teorin. Studien resulterar i tre stycken slutsatser, den första slutsatsen är att Automatic PassengerCounting är det biometriska system som har högst trolighet att bli accepterat avbusspassagerarna och det beror på att busspassagerarna högt värdesätter att bussbolagensbussar inte är fulla och att det inte är trängsel på bussarna samt att bussbolagen sätter in extrainsatta bussar om det skulle krävas. Den andra slutsatsen är att det bästa sättet att marknadsföra biometri mot passagerarna ärvia appen då flest busspassagerare tycker att appen är det bästa stället att se marknadsföring. Den tredje och sista slutsatsen är att bussbolagen behöver bevisa för passagerarna att detar säkerheten och lagringen av passagerarnas uppgifter på allvar och hur de planerar attadressera integritetsoron

I dagens samhälle har aktivitetsmätare blivit allt vanligare för att logga vår fysiska hälsa. Detta är något som även skulle kunna gynna och användas i sjukvårdssammanhang. Problemet är att dagens kommersiella aktivitetsmätare sparar personlig information och privat data på sina egna servar. Syftet med denna avhandling är därför att påbörja ett projekt där all mjukvara är open-source och där tillförlitlighet, noggrannhet och integritet är drivande attribut. En stegräknaralgoritm implementeras för smartklockor som ska kunna användas inom vården. Utvecklingen av algoritmen bygger på en existerande stegräknaralgoritm för smartphones som har skrivits om och optimerats för inbyggda system, så som aktivitetsmätare. Mjukvaran är konstruerad med ett realtidsoperativsystem där algoritmen är integrerad. För att testa algoritmen har 10 deltagare genomfört ett antal tester, både på löpband men också utomhus på varierat underlag. Den slutliga noggrannheten resulterade i en median på 92% och skulle kunna förbättras genom att vidareutveckla optimeringen med hjälp av större datamängder. Källkoden är tillgänglig för allmänheten på GitHub. / In today’s society, it is quite common to track your own health with the use of a wearable device. These devices track physical activity and physiological signals. This is a concept that could be used in healthcare-applications as well. The main issue with this lies in the fact that commercially available devices send personal data to their own servers. The goal of this thesis is therefore to set in motion a project to build an entirely open-source firmware for smart watches for use in healthcare, where reliability, accuracy and privacy are driving quality attributes. This thesis covers a step counting algorithm in addition to the firmware for the watch. To speed up the process of developing the algorithm, an existing algorithm for smartphones is used as a starting point. This algorithm is rewritten, optimized for wearable devices and tested with an existing dataset. The firmware is built with an existing RTOS implementation and the algorithm is integrated into it. To test the firmware, 10 participants conducted several test scenarios, both on a treadmill and on mixed terrain. The results of this were a median accuracy of 92% and could be improved further with more optimizations with a larger dataset. The source code is publicly available on GitHub.

High resolution transient/3D imaging technology is of high interest in both scientific research and commercial application. Nowadays, all of the transient imaging methods suffer from low resolution or time consuming mechanical scanning. We proposed a new method based on TCSPC and Compressive Sensing to achieve a high resolution transient imaging with a several seconds capturing process. Picosecond laser sends a serious of equal interval pulse while synchronized SPAD camera's detecting gate window has a precise phase delay at each cycle. After capturing enough points, we are able to make up a whole signal. By inserting a DMD device into the system, we are able to modulate all the frames of data using binary random patterns to reconstruct a super resolution transient/3D image later. Because the low fill factor of SPAD sensor will make a compressive sensing scenario ill-conditioned, We designed and fabricated a diffractive microlens array. We proposed a new CS reconstruction algorithm which is able to denoise at the same time for the measurements suffering from Poisson noise. Instead of a single SPAD senor, we chose a SPAD array because it can drastically reduce the requirement for the number of measurements and its reconstruction time. Further more, it not easy to reconstruct a high resolution image with only one single sensor while for an array, it just needs to reconstruct small patches and a few measurements. In this thesis, we evaluated the reconstruction methods using both clean measurements and the version corrupted by Poisson noise. The results show how the integration over the layers influence the image quality and our algorithm works well while the measurements suffer from non-trival Poisson noise. It's a breakthrough in the areas of both transient imaging and compressive sensing.

Désormais, l'analyse des scènes denses s'impose incontestablement comme une tâche importante pour contrôler et gérer les foules. Notre recherche a pour objectifs d'apporter des solutions à l'estimation de la densité de la foule et de prouver l'utilité de cette estimation comme préalable pour d'autres applications. Concernant le premier objectif, afin de cerner les difficultés de la détection de personnes dans une foule, on se focalise sur l'estimation de la densité basée sur un niveau d'analyse bas. Dans un premier temps, on démontre que nos approches sont plus adéquates que les méthodes de l’état de l’art que ce soit pour compter les individus ou pour estimer le niveau de la foule. Dans un second temps, nous proposons une approche innovante dans laquelle une estimation locale au niveau des pixels remplace l'estimation au niveau global de la foule ou le nombre des personnes. Elle est basée sur l’utilisation des suivis de caractéristiques visuelles dans une fonction de densité. Notre recherche a également pour objectif d'utiliser la densité comme information supplémentaire pour affiner d'autres tâches. D'abord, nous avons utilisé la mesure de la densité qui comporte une description pertinente à la répartition spatiale des individus afin d'améliorer leur détection et leur suivi dans les foules. Ensuite, en prenant en compte la notion de la protection de la vie privée, nous ajustons le niveau de floutage en fonction de la densité de la foule. Enfin, nous nous appuyons sur l’estimation locale de la densité ainsi que sur le mouvement en tant qu'attributs pour des applications de haut niveau telles que la détection des évolutions et la reconnaissance des événements. / Crowd analysis has recently emerged as an increasingly important problem for crowd monitoring and management in the visual surveillance community. In this thesis, our objectives are to address the problems of crowd density estimation and to investigate the usefulness of such estimation as additional information to other applications. Towards the first goal, we focus on the problems related to the estimation of the crowd density using low level features in order to avert typical problems in detection of high density crowd. We demonstrate in this dissertation, that the proposed approaches perform better than the baseline methods, either for counting people, or alternatively for estimating the crowd level. Afterwards, we propose a novel approach, in which local information at the pixel level substitutes the overall crowd level or person count. It is based on modeling time-varying dynamics of the crowd density using sparse feature tracks as observations of a probabilistic density function. The second goal is to use crowd density as additional information to complement other tasks related to video surveillance in crowds. First, we use the proposed crowd density measure which conveys rich information about the local distributions of persons to improve human detection and tracking in videos of high density crowds. Second, we investigate the concept of crowd context-aware privacy protection by adjusting the obfuscation level according to the crowd density. Finally, we employ additional information about the local density together with regular motion patterns as crowd attributes for high level applications such as crowd change detection and event recognition.

The effects of the child's chronological age, his sex, and a second concept of color were studied as they effected the counting skills and number recognition abilities in preschool children. The research was conducted at the Utah State University Child Development Laboratories with the subjects being three and four-year-old children enrolled at that time. Each child was given counting and number recognition tasks involving cubes in sets of one color and also in sets which involved two colors. It was found that as the age of the child increased, his ability to correctly count and label sets of cubes also increased. An interest ing trend was found when the sex and the age of the child were considered together. Girls and boys responded differently t o the counting and number recognition tasks. At an earlier age girls showed a greater language facility with the numbers; on the other hand, boys showed an earlier development in meaning of numbers. The smaller numbers involved were easier for the children to identify and seemed to hold much more meaning for them . The introduction of the color variable influenced the ability of the child to correctly label the number of cubes; however, many of the children did not mention the presence of cubes of two colors.

Combinatorics is a growing topic in mathematics with widespread applications in a variety of fields. Because of this, it has become increasingly prominent in both K-12 and undergraduate curricula. There is a clear need in mathematics education for studies that address cognitive and pedagogical issues surrounding combinatorics, particularly related to students' conceptions of combinatorial ideas. In this study, I describe my investigation of students' thinking as it relates to counting problems. I interviewed a number of post-secondary students as they solved a variety of combinatorial tasks, and through the analysis of this data I defined and elaborated a construct that I call set-oriented thinking. I describe and categorize ways in which students used set-oriented thinking in their counting, and I put forth a model for relationships between the formulas/expressions, the counting processes, and the sets of outcomes that are involved in students' counting activity.