Les travaux présentés dans ce manuscrit s'inscrivent dans le contexte de la mise en correspondance. En effet nous montrons l'intérêt de régions spécifiques, les régions curvilinéaires, dans le cadre des applications de mise en correspondances. Dans cette optique, nous avons développé un détecteur spécifique aux régions curvilinéaires. De plus afin de réaliser la mise en correspondance des régions, un descripteur spécifique aux régions curvilinéaires a été développé. L'évaluation du descripteur a été réalisée en deux temps. Dans un premier temps, nous avons étudié et comparé les performances de segmentation du détecteur de régions curvilinéaires, notamment dans le contexte de la segmentation des veines de la rétine. Dans un second temps, les performances du détecteur (associés à son descripteur spécifique) en termes de mise en correspondance ont été évaluées. Cette étude a été menée en utilisant la méthode de K. Mikolajczyk, cette méthodologie permet d'obtenir à la fois les performances globales du détecteur mais de le comparer avec des détecteurs dit " standards ". Les applications présentées au sein de ce manuscrit sont, elles aussi, de deux types. Dans un premier temps, nous présentons deux applications de segmentation qui sont : la détection de cordon de colle sur les culasses de moteur avant assemblage ainsi que la détection de l'aorte dans des coupes sagittales effectuées à l'aide d'imageur IRM. Le second type d'application est les applications de mise en correspondances. Dans ce champ d'application, nous avons proposés l'estimation automatique d'homographie.

L'utilisation des SIG pour la conception de modèles d'écoulements souterrains motive la recherche de méthodes numériques qui ne requièrent pas la discrétisation du domaine de l'écoulement : les SIG sont par nature vectorisés. Les méthodes numériques qui se fient à la discrétisation des frontières plutôt que du domaine offrent l'avantage de garder la description originale de l'information sous forme vecteur, telle que fournie par le SIG, réduisant ainsi les pertes inhérentes à la rastérisation et la vectorisation ultérieure. La méthode des éléments analytiques est particulièrement prometteuse. Cependant,il lui manque la capacité à gérer un type spécifique d'objets, les courbes NURBS. Les fonctions nécessaires à l'inclusion de ces courbes dans le cadre de l'AEM sont dérivées, et des exemples sont fournis. Leur souplesse est présentée, et on montre que les formes courbes exixtantes dans l'AEM peuvent être représentées par des NURBS, permettant ainsi la compatibilité, si elles devaient être supplantées. Une méthode est proposée pour améliorer le temps de réponse des modèles lorque les éléments curvilinéaires sont utilisés, basée sur la méthode des intégrales frontières directes. Les éléments linéaires classiques sont également améliorés pour permettre meilleurs précision et contrôle dans la technique d'accélération.

La détection de structures fines et orientées dans une image peut mener à un très large champ d'applications en particulier dans le domaine de l'imagerie médicale, des sciences des matériaux ou de la télédétection. Les ouvertures et fermetures par chemins sont des opérateurs morphologiques utilisant des chemins orientés et flexibles en guise d'éléments structurants. Ils sont utilisés de la même manière que les opérateurs morphologiques utilisant des segments orientés comme éléments structurants mais sont plus efficaces lorsqu'il s'agit de détecter des structures pouvant être localement non rigides. Récemment, une nouvelle implémentation des opérateurs par chemins a été proposée leur permettant d'être appliqués à des images 2D et 3D de manière très efficace. Cependant, cette implémentation est limitée par le fait qu'elle n'est pas robuste au bruit affectant les structures fines. En effet, pour être efficaces, les opérateurs par chemins doivent être suffisamment longs pour pouvoir correspondre à la longueur des structures à détecter et deviennent de ce fait beaucoup plus sensibles au bruit de l'image. La première partie de ces travaux est dédiée à répondre à ce problème en proposant un algorithme robuste permettant de traiter des images 2D et 3D. Nous avons proposé les opérateurs par chemins robustes, utilisant une famille plus grande d'éléments structurants et qui, donnant une longueur L et un paramètre de robustesse G, vont permettre la propagation du chemin à travers des déconnexions plus petites ou égales à G, rendant le paramètre G indépendant de L. Cette simple proposition mènera à une implémentation plus efficace en terme de complexité de calculs et d'utilisation mémoire que l'état de l'art. Les opérateurs développés ont été comparés avec succès avec d'autres méthodes classiques de la détection des structures curvilinéaires de manière qualitative et quantitative. Ces nouveaux opérateurs ont été par la suite intégrés dans une chaîne complète de traitement d'images et de modélisation pour la caractérisation des matériaux composite renforcés avec des fibres de verres. Notre étude nous a ensuite amenés à nous intéresser à des filtres morphologiques récents basés sur la mesure de caractéristiques géodésiques. Ces filtres sont une bonne alternative aux ouvertures par chemins car ils sont très efficaces lorsqu'il s'agit de détecter des structures présentant de fortes tortuosités ce qui est précisément la limitation majeure des ouvertures par chemins. La combinaison de la robustesse locale des ouvertures par chemins robustes et la capacité des filtres par attributs géodésiques à recouvrer les structures tortueuses nous ont permis de proposer un nouvel algorithme, les ouvertures par chemins robustes et sélectives.

La détection de structures fines et orientées dans une image peut mener à un très large champ d'applications en particulier dans le domaine de l'imagerie médicale, des sciences des matériaux ou de la télédétection. Les ouvertures et fermetures par chemins sont des opérateurs morphologiques utilisant des chemins orientés et flexibles en guise d'éléments structurants. Ils sont utilisés de la même manière que les opérateurs morphologiques utilisant des segments orientés comme éléments structurants mais sont plus efficaces lorsqu'il s'agit de détecter des structures pouvant être localement non rigides. Récemment, une nouvelle implémentation des opérateurs par chemins a été proposée leur permettant d'être appliqués à des images 2D et 3D de manière très efficace. Cependant, cette implémentation est limitée par le fait qu'elle n'est pas robuste au bruit affectant les structures fines. En effet, pour être efficaces, les opérateurs par chemins doivent être suffisamment longs pour pouvoir correspondre à la longueur des structures à détecter et deviennent de ce fait beaucoup plus sensibles au bruit de l'image. La première partie de ces travaux est dédiée à répondre à ce problème en proposant un algorithme robuste permettant de traiter des images 2D et 3D. Nous avons proposé les opérateurs par chemins robustes, utilisant une famille plus grande d'éléments structurants et qui, donnant une longueur L et un paramètre de robustesse G, vont permettre la propagation du chemin à travers des déconnexions plus petites ou égales à G, rendant le paramètre G indépendant de L. Cette simple proposition mènera à une implémentation plus efficace en terme de complexité de calculs et d'utilisation mémoire que l'état de l'art. Les opérateurs développés ont été comparés avec succès avec d'autres méthodes classiques de la détection des structures curvilinéaires de manière qualitative et quantitative. Ces nouveaux opérateurs ont été par la suite intégrés dans une chaîne complète de traitement d'images et de modélisation pour la caractérisation des matériaux composite renforcés avec des fibres de verres. Notre étude nous a ensuite amenés à nous intéresser à des filtres morphologiques récents basés sur la mesure de caractéristiques géodésiques. Ces filtres sont une bonne alternative aux ouvertures par chemins car ils sont très efficaces lorsqu'il s'agit de détecter des structures présentant de fortes tortuosités ce qui est précisément la limitation majeure des ouvertures par chemins. La combinaison de la robustesse locale des ouvertures par chemins robustes et la capacité des filtres par attributs géodésiques à recouvrer les structures tortueuses nous ont permis de proposer un nouvel algorithme, les ouvertures par chemins robustes et sélectives. / The detection of thin and oriented features in an image leads to a large field of applications specifically in medical imaging, material science or remote sensing. Path openings and closings are efficient morphological operators that use flexible oriented paths as structuring elements. They are employed in a similar way to operators with rotated line segments as structuring elements, but are more effective as they can detect linear structures that are not necessarily locally perfectly straight. While their theory has always allowed paths in arbitrary dimensions, de facto implementations were only proposed in 2D. Recently, a new implementation was proposed enabling the computation of efficient d-dimensional path operators. However this implementation is limited in the sense that it is not robust to noise. Indeed, in practical applications, for path operators to be effective, structuring elements must be sufficiently long so that they correspond to the length of the desired features to be detected. Yet, path operators are increasingly sensitive to noise as their length parameter L increases. The first part of this work is dedicated to cope with this limitation. Thus, we will propose an efficient d-dimensional algorithm, the robust path operators, which use a larger family of flexible structuring elements. Given an arbitrary length parameter G, path propagation is allowed if disconnections between two pixels belonging to a path is less or equal to G and so, render it independent of L. This simple assumption leads to a constant memory bookkeeping and results in a low complexity. The developed operators have been compared qualitatively and quantitatively to other efficient methods for the detection of line-like features. As an application, robust path openings have been integrated into a complete chain of image processing for the modelling and the characterization of glass fibers reinforced polymer. Our study has also led us to focus our interest on recent morphological connected filters based on geodesic measurements. These filters are a good alternative to path operators as they are efficient at detecting the so-called "tortuous" shapes in an image which is precisely the main limitation of path operators. Combining the local robustness of the robust path operators with the ability of geodesic attribute-based filters to recover "tortuous" shapes have enabled us to propose another original algorithm, the selective and robust path operators.

Ce projet de recherche s'articule sur la validation de notre hypothèse qui affirme que l’introversion résidentielle dans la communauté métropolitaine de Montréal (CMM), ce n’est qu'une étape ultime vers la fermeture résidentielle. Ainsi, que ces lotissements prennent d’autres formes d’enclosure, qui diffèrent du modèle des Gated Communities (GCs) étatsuniennes. Ce dernier se caractérise par la clôture, la gouvernance privée, le marquage d’entrée par les portails et le flicage à travers la vidéosurveillance. Cette enclosure introvertie se réalise par la forme urbaine ̶ semi-fermée ̶ des ensembles résidentiels. Cependant, ces enclaves montréalaises se dirigent vers le modèle d’enclavement francilien; qui se caractérise par le passage doux (inaperçu) vers la fermeture résidentielle (Paquot, 2009). Précisément, nous viserons à étudier la typo-morphologie du phénomène des GCs et ses impacts par la rupture physico-spatiale, et par la ségrégation socio-spatiale sur le territoire urbain et suburbain. Notre champ d’expérimentation est la CMM. Cependant, une revue critique de la littérature sur le phénomène dans quatre territoires des pays suivants : au Canada, dans l’Ouest canadien, en France, dans l’Île-de-France, au Mexique, dans la région métropolitaine de Puebla et aux États-Unis à Los Angeles, nous a permis de tirer des conclusions en matière de définition et de divergence. La définition des GCs selon la littérature actuelle est très restreinte, elle exclut d’autres types enclos qui ne se renferment pas avec leurs clôtures, mais beaucoup plus avec leurs formes urbaines semi-fermées. Ces derniers types nous l’avions destinée à une nouvelle désignation : enclaves résidentielles introverties (ERI). Cela est après avoir réfuté la désignation d'« enclave résidentielle » utilisée par les auteurs francophones. Cette dernière n’est pas précise, elle inclut notamment tous les ensembles résidentiels qui se distinguent avec leur style individualisé par apport à leurs alentours, voire même si leur forme urbaine est ouverte. En outre, nous voulons démontrer que ces formes urbaines semi-fermées sont vraiment des lacunes au niveau des ententes conclues entre la ville (autorité locale) et les promoteurs au Québec. Ces formes urbaines sont en antinomie avec les principes du développement durable. Elles rendent la possibilité d’offrir un transport écologique impossible, leur structure est irréversible sauf si l'on va recourir à la démolition de certaines maisons pour désenclaver l’ensemble. Ces lotissements semi-fermés empêchent la circulation en éliminant la connexion de leurs rues intérieures avec le reste des voies passantes qui tissent le tissu urbain toutes autour. Parfois le panneau « cul-de-sac » garantit l’exclusivité des rues intérieures de l’ensemble résidentiel. Cette forme urbaine encourage les déplacements massifs en automobile vers les lieux de travail, étant donné qu'elle est localisée souvent loin des voies desservies par le transport en commun. En outre, cette forme semi-fermée complique l’intervention des pompiers en cas d’incendie. / This research focuses on the validation of our hypothesis which states that residential introversion in the metropolitan community of Montreal (MCM) is only the last step of residential closure. These developments are taking other forms of enclosure which differ from the design of American gated communities (GCs). These communities are characterized by the enclosure, private governance, policing through video surveillance and the marking of entry by gates. The introverted enclosure is achieved by the urban form semi-closed of residential development. However, these enclaves are like the model of closed developments in Île-de-France. This later is characterized by the uncontrolled progression to closed residential development (Paquot, 2009). Precisely, we shall study the typo-morphology of the phenomenon of GCs and their impacts of physical rupture and social-space segregation of urban and suburban territory. Our area of experimentation is the MCM, however, a criticized review of literature that analyses the phenomenon in four countries (the Canadian West; Île-de-France, France; Puebla, Mexico; and Los Angeles, United States of America) allowed us to draw conclusions regarding the divergence of definitions. The definition of GCs according to the current literature is very limited. It excludes other types of residential closing that are not characterised by their fences, but more with their semi-enclosed urban forms. So, we have refuting the label of "residential enclave" used by French authors, and then we have assigned these types a new designation: introverted residential enclaves (IRE). Our resentment is that the term of enclave residential is not precise: it includes the residential development that stands out with individual style by contributing to its surroundings, even if the urban form is open. Furthermore, we show that these semi-enclosed urban forms are indeed gaps in conventions between the local authorities and developers in Quebec. These urban forms are in contradiction with the principles of sustainable development. They imped the possibility of providing an ecological transport. Their structure is irreversible, without the demolition of certain houses in order to open up the whole. These shapes prevent also pedestrian traffic. Sometimes the panel "cul-de-sac" guarantees exclusivity of internal streets to their resident. / Plusieurs logiciels utilisés dans la réalisation des pièces graphiques incluses dans ce mémoire : ArcGIS 10; Autocad 2012; GIS Consortium de la Ville de Chicago; PowerPoint 2010, Photoshop... etc. Notre recherche est la première et la seule qui aborde le phénomène de l'introversion résidentielle au Québec. Elle se focalise sur le postulat de la représentation du phénomène de l’introversion résidentielle autant qu’une forme urbaine fermée ou semi-fermée d’une descendance accouplée aux GCs étatsuniennes. De la gated community américaine vers l’enclave francilienne, à l’introversion résidentielle montréalaise. À l'aide de notre analyse typo-morphologique, basée principalement sur la théorie de Rossi (1966), nous avons dévoilé sur un nouveau fait urbain qui existe dans la communauté métropolitaine de Montréal. Nous l'avions désigné par : enclaves résidentielles introverties (ERI).

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