Digital Holography Microscopy (DHM) is a new 3D measurement technique that exists since Charge Coupled Devices (or CCD cameras) allow to record numerically high resolution images. That opens a new door to the theory of holography discovered in 1949 by Gabor: the door that masked the world of digital hologram processing. A hologram is a usual image but that contains the complex amplitude of the light coded into intensities recorded by the camera. The complex amplitude of the light can be seen as the combination of the energy information (squared amplitude modulus) with the information of the propagation angle of the light (phase of the amplitude) for each point of the image. When the hologram is digital, this dual information associated with a diffractive model of the light propagation permits to numerically investigate back and front planes to the recorded plane of the imaging system. We understand that 3D information can be recorded by a CCD camera and the acquisition rate of this volume information is only limited by the acquisition rate of the unique camera. For each digital hologram, the numerical investigation of front and back regions to the recorded plane is a tool to numerically refocus objects appearing unfocused in the original plane acquired by the CCD.<p>This thesis aims to develop general and robust algorithms that are devoted to automate the analysis process in the 3D space and in time of objects present in a volume studied by a specific imaging system that permits to record holograms. Indeed, the manual processing of a huge amount of holograms is not realistic and has to be automated by software implementing precise algorithms. In this thesis, the imaging system that records holograms is a Mach-Zehnder interferometer working in transmission and studied objects are either of biological nature (crystals, vesicles, cancer cells) or latex particles. We propose and test focus criteria, based on an identical focus metric, for both amplitude and phase objects. These criteria allow the determination of the best focus plane of an object when the numerical investigation is performed. The precision of the best focus plane is lower than the depth of field of the microscope. From this refocus theory, we develop object detection algorithms that build a synthetic image where objects are bright on a dark background. This detection map of objects is the first step to a fully automatic analysis of objects present in one hologram. The combination of the detection algorithm and the focus criteria allow the precise measurement of the 3D position of the objects, and of other relevant characteristics like the object surface in its focus plane, or its convexity or whatever. These extra relevant measures are carried out with a segmentation algorithm adapted to the studied objects of this thesis (opaque objects, and transparent objects in a uniform refractive index environment). The last algorithm investigated in this research work is the data association in time of objects from hologram to hologram in order to extract 3D trajectories by using the predictive Kalman filtering theory. <p>These algorithms are the abstract bricks of two software: DHM Object Detection and Analysis software, and Kalman Tracking software. The first software is designed for both opaque and transparent objects. The term object is not defined by one other characteristic in this work, and as a consequence, the developed algorithms are very general and can be applied on various objects studied in transmission by DHM. The tracking software is adapted to the dynamic applications of the thesis, which are flows of objects. Performance and results are exposed in a specific chapter. <p> / Doctorat en sciences appliquées / info:eu-repo/semantics/nonPublished

[...] Nos principales contributions peuvent être résumées en trois points :1. la proposition d’un système de classification de documents centrés sur les entités à l’aide d’un profil d’entité et de méta critères dans le contexte de filtrage de documents. Nous avons mis en place une approche qui est indépendante des entités et qui utilise les principes du transfert de connaissances. En effet, notre approche permet l’apprentissage à partir d’un ensemble de données annotées pour un pool d’entités tout en étant capables de catégoriser des documents concernant des entités pour lesquels aucune donnée annotée n’a été fournie ;2. la proposition d’un nouveau modèle de langue diachronique pour étendre la définition de profil d’entité afin de permettre la mise à jour de celui-ci. En effet, le suivi d’une entité nommée implique de pouvoir distinguer une information déjà connue d’une information nouvelle. Le modèle de langue diachronique permet la mise à jour automatique du profil d’entité tout en minimisant le bruit apporté ;3. la proposition d’une méthode pour découvrir la popularité d’une entité afin d’améliorer la cohérence d’un modèle de classification sur tous les aspects temporels liés à une entité. Pour détecter l’importance d’un document au regard d’une entité, nous proposons d’utiliser, entre autres, des indicateurs temporels qui peuvent varier d’une entité à l’autre. Nous proposons de regrouper les entités en fonction de leur popularité sur le Web à chaque instant pour tenter d’améliorer la cohérence des modèles et ainsi augmenter les performances des classificateurs.[...] / [...] Our main contributions are:1. We propose an entity centric classification system, which helps finding documents that are related to an entity based on its profile and a set of meta criteria. We propose to use the classification result to filter out unrelated documents. This approach is entity independent and uses transfer learning principles. We trained the classification system with a set of annotated concerning a set of entities and we categorized documents that concerns other entities;2. We introduce a diachronical language model, which extends our definition of entity profile in order to add to the capability of updating an entity profile. Tracking an entity implies to distinguish between a known piece of information from a new one. This new language model enables automatic update of entity profile while minimizing the noise;3. We develop a method to detect the entity popularity in order to enhance the coherence of a classification model concerning temporal aspects. In order to detect the importance of a document regarding an entity, we propose to use temporal sensors, which may vary from an entity to another. We cluster entities sharing the same amount of popularity on the Web at each time t to enhance the coherence of classification model and thus improve classifier performances.[...]

La schizophrénie est une pathologie caractérisée par des symptômes positifs (idées délirantes et hallucinations), des symptômes négatifs (émoussement affectif, alogie, apragmatisme, retrait social) et des symptômes de désorganisation (cognitifs et affectifs). Cette pathologie est également associée à des altérations cognitives, perceptuelles et de la qualité de vie. La physiopathologie de la schizophrénie reste mal connue. Récemment, des travaux ont mis en avant le rôle central des processus inflammatoires chroniques dans la physiopathologie de ce trouble psychiatrique. En particulier, il a été montré que la CRP (Protéine C-Réactive), marqueur inflammatoire chronique aspécifique et facile à doser dans une prise de sang, est augmentée dans la schizophrénie. La CRP est reliée à la symptomatologie clinique et aux altérations cognitives des patients souffrant de schizophrénie. Mais le lien entre altérations perceptuelles et de la qualité de vie et CRP reste à explorer. / Schizophrenia is an illness characterized by positive symptoms (delusions and hallucinations), negative symptoms (reduced emotional expression, alogia, apragmatism, reduced social engagement) and disorganized symptoms (cognitive and affective). This pathology is also associated to cognitive and perceptual alterations and to quality of life alterations. The physiopathology of schizophrenia is still unclear. Recently, papers put forward the central role of chronic inflammatory process in pathophysiology of this psychiatric disorder. In particular, CRP (C-Reactive Protein), a nonspecific marker of chronic inflammation and easy to measure with blood sample, was shown to be increased in schizophrenia. CRP is connected to clinical symptomatology and to cognitive alterations in patients with schizophrenia. However the connection between alterations of perception, quality of life and CRP remains to be explored.

L’activité musculaire peut être caractérisée par la performance et un état de fatigue. Le muscle diaphragmatique est caractérisé par sa résistance à la fatigue, en faisant un témoin de capacité à l'autonomie respiratoire. Bien que cliniquement d'intérêt, la mesure de l'état de fatigue de ce muscle est difficile. Nous avons approché cette mesure en analysant les signaux de son activité électrique recueillis par contact. L'obtention des paramètres requière un traitement du signal. Nous avons développé les outils de recueil et de traitement de ce signal et les avons analysé pendant l'anesthésie. Le recueil a fait l'objet du développement d'une sonde multiélectrodes et des logiciels hardware et software de recueil du signal. L'analyse du signal a été l'objet de différentes méthodes mathématiques de débruitage temps réel sur des processeurs RISC-ARM, comparant des algorithmes de deux types d’ondelettes (MuRw, LiFw), et un filtre morphologique (MoFi), le choix portant finalement sur l'ondelette MuRw offrant le meilleur compromis en temps de calcul et en rapport signal sur bruit. L'évaluation clinique de sujets sains et de patients a montré la pertinence des paramètres fréquentiels de l'activité électrique MuRw du diaphragme comme représentants de son état de fatigue, en particulier par le rapport hautes sur basses fréquences obtenu par analyse spectrale / Muscular activity can be described in terms of performance and fatigue. Diaphragmatic muscle is charactarized by its resistance to fatigue, making of it a good representative of ventilatory autonomy. While of clinical interest, its measurement is difficult. We considered this measurement by analyzing the electrical diaphragmatic signal gathered from direct recordings. To be obtained, the parameters have to be filtered. We developped the tools to record as well as to filter the signal and have validated them in clinical settings during anesthesia and intensive care. A multielectrodes probe and the associated hardware and software were developped for the signal recording. The filtering which followed compared using differnt wavelet analysis algorithms (MuRw, LiFw), and a morphological filter (MoFi), through a RISC-ARM processor for a real-time measurement. MuRw was the best compromise for calcul duration and signal noise ratio. Clinical evaluation on patients and healthy volounteers demonstrated the pertinence of frequential parameters extracted from the filtered signal, particularly the High Low ratio obtained after spectral analysis

La propriété intellectuelle est un des droits fondamentaux. Conformément à l’esprit résultant de la théorie de l’ordre de valeur objectif, les intermédiaires de l’Internet doivent assumer une obligation de protection active en matière de propriété intellectuelle. Cependant, en raison d’une relation de répartition des obligations entre les titulaires de droits de propriété intellectuelle, les usagers, l’État et les intermédiaires de l’Internet, l’obligation de protection qui incombe à ces derniers doit être limitée. Afin d’éviter que les obligations des intermédiaires de l’Internet ne soient ni excessives ou ni insuffisantes, un certain nombre de principes juridique et économique et de critères permettant d’adapter l’obligation aux objets de diffusion, aux modes d’exploitation ainsi qu’au caractère lucratif doit être prise en compte lors de la mise en place de ces obligations. Plus précisément, les intermédiaires de l’Internet ne doivent pas prendre en charge une seule et unique obligation mais de multiples obligations, y compris l’obligation de filtrage. Ces obligations forment un système complet leur permettant d’assurer de manière active la protection des droits de propriété intellectuelle / Intellectual property is one of fundamental rights. By developing and applying the objective value order theory, the internet intermediaries should assume the obligation to actively protect the intellectual property. Meanwhile, as shared obligations distributed among the government, the right holder, the internet intermediaries, and the user, the active obligation of IP protection that the internet intermediaries can carry out is limited. In order to insure the moderation of obligation, it would be preferable to respect the pertinent legal and economic principles, and distinguish the target of dissemination, the business model, and the profit factor in choosing the type of obligations. It should be noted that this active protection would not be accomplished only through a unique obligation. It should articulate several types of obligation, including but not limited to filtering obligation. These obligations, all together, form an obligation system which enables internet intermediaries to actively protect intellectual property

Dans le domaine du proche infrarouge et du moyen infrarouge (3-10 µm), les besoins évoluent vers une plus grande complexité des fonctions optiques et un niveau d'intégration plus élevé des systèmes. Ceci est particulièrement vrai dans un contexte spatial ou aéronautique visant à l'observation de la terre, où l'on cherche simultanément à accroître le nombre de bandes spectrales acquises et à miniaturiser les systèmes d'observation. Cela se traduit notamment par une pixellisation des filtres afin que ceux-ci soient intégrés dans une matrice réalisant plusieurs fonctions optiques. Or, les méthodes traditionnelles de fabrication de filtres optiques utilisant des empilements de couches minces n'ont pas démontré leur capacité à répondre au besoin de pixellisation dans l'infrarouge. C'est pourquoi il est nécessaire d'étudier de nouveaux concepts de filtrages issus du domaine de la photonique permettant de s'affranchir de ces limitations. Les "zero-contrast gratings" (ZCG),qui constituent une sous-catégorie des réseaux résonnants, ont démontré leur capacité à réaliser des filtres en transmission accordables de grande efficacité dans le proche-infrarouge, tout en ayant une structure très simple. Néanmoins, leur faible bande passante et leur tolérance angulaire réduite en limitent la pertinence pour des applications pixellisées dans le moyen-infrarouge. Nous présentons dans cette thèse diverses structures basées sur ce même concept de ZCG. D'une part nous introduisons des filtres 1D doublement corrugués de bande passante variant entre 1 et 200 nm, dont les tailles de pixels accessibles sont de l'ordre de 100 µm, accordables sur une bande de 200 nm. D'autre part, nous avons développé un nouveau concept de filtre, dit "ZCG TE/TM" dont le fonctionnement permet de dépasser une limitation très restrictive des ZCGs conventionnels pour le choix des matériaux. La fabricabilité de ces dispositifs a été démontrée lors d'opérations technologiques menées en salle blanche. Un premier démonstrateur de filtre 1D doublement corrugué été caractérisé optiquement. / In the near-infrared (NIR) and mid-infrared (MIR) spectral domains (3-10 µm), requirements and needs evolve toward more complex optical functions and highly-integrated systems. This is especially relevant in the context of space and aeronautics applications for earth observation, where the aim is to increase the number of acquired spectral bands while simultaneously reducing the device footprint. These requirements translate into a pixelization of the filters so that they can be integrated into a mosaic which also performs the spatial filtering and different spectral functions. As of today, conventional thin films filter technologies haven't been shown to achieve this goal. As a result, different filtering concepts originating from the field of photonics which could overcome these limitations must be investigated. "Zero-contrast gratings" (ZCG) are a kind of guided-mode resonance filters that have proved to implement efficient tunable transmission filters in the MIR, while having a very simple structure. Nevertheless, their narrow transmission linewidth and weak angular acceptance hinder their applicability for pixelated applications in the MIR. We present in this work several structures based on the ZCG concept. On the one hand, we have introduced doubly-corrugated 1D filters with bandwidths ranging from 1 to 200 nm, allowing for 100 µm pixel sizes and tunable over a domain of 200 nm. On the other hand, we have shown a novel filtering concept, which we called "TE/TM ZCG". This new generation of ZCG is not bound by stringent material requirements inherent to conventionnal ZCGs. Their fabrica- bility have been demonstrated through cleanroom operations. A first doubly-corrugated 1D filter has been fabricated and characterized optically.

Au cours de ces dernières décennies, les avionneurs n’ont cessé d’augmenter la puissance électrique embarquée à bord des avions. Cette intensification de l’usage de l’électricité, dans le but de rationaliser les énergies secondaires de l’avion (pneumatique, hydraulique, mécanique) constitue le fondement du concept de l’avion plus électrique. Une des contreparties de l’augmentation du nombre de charges électriques réside dans le fait qu’elles doivent fonctionner dans le même environnement électromagnétique, ce qui engendre des problèmes de compatibilité. Cette discipline a été traitée jusqu’à présent en fin de développement d’un système, avant l’étape de la certification et de l’intégration sur avion. La prise en compte de ces contraintes dès la phase de conception, via l’estimation des perturbations électromagnétiques conduites et rayonnées par simulation, peut permettre d’importants gains de temps et de coûts en réduisant les phases d’essais. La première étape de ce projet de recherche est la mise en place d’une approche de modélisation compatible avec les processus d’optimisation. Il est alors indispensable de prendre en compte l’ensemble des sous-systèmes qui composent la chaîne électromécanique, à savoir les RSILs, les câbles, le convertisseur et le moteur. L’approche de modélisation choisie est de type directe ; elle consiste à représenter la chaîne électromécanique dans la base de mode commun par des quadripôles. Ce modèle générique permet d’estimer les courants de mode commun directement dans le domaine fréquentiel en différents points du système. Par ailleurs, afin d’être compétitif vis-à-vis des autres vecteurs d’énergie présents sur avion, la densité de puissance des systèmes électriques doit être drastiquement augmentée. L’introduction des semi conducteurs grands gaps à base de Carbure de Silicium (SiC) permet de contribuer à l’augmentation de la densité de puissance des électroniques de puissance. Cependant, dans ces travaux de thèse, nous veillons à la non régression des performances au niveau système et notamment vis-à-vis de l’impact des émissions électromagnétiques conduites de mode commun. Une fois les modèles en émission établis, diverses solutions de filtrage sont étudiées : filtrage passif externe et interne. Une démarche d’optimisation multi-objectifs (masse, pertes) et multi contraintes (qualité réseau, stabilité, CEM, thermique, etc.) est proposée. Des études de sensibilité mettent en évidence les variables de conception ayant le plus d’impact sur les émissions conduites. Cette approche permet le dimensionnement optimal des composants de l’onduleur (module de puissance, dissipateur, filtres de mode commun et de mode différentiel, paramètres de la commande rapprochée). Les résultats obtenus grâce à l’algorithme génétique employé permettent de construire des courbes de tendance utiles pour l’aide au dimensionnement. / Over the last decades, aircraft manufacturers have not ceased to increase the electrical power on board aircrafts. This intensification of the use of electricity, in order to rationalize the secondary energies of the aircraft, lays the foundation for the concept of the More Electric Aircraft (MEA). One of the counterparts to increasing the number of the electrical loads is that they must operate in the same electromagnetic environment, which creates compatibility issues. This discipline has been treated so far at the end of the development of a system, before the stage of certification and aircraft integration. Taking into account these constraints from the design phase, via the estimationof conducted and radiated electromagnetic disturbances by simulation, significant time and costs savings could be achieved by reducing the test phases. The first step of this research project is the implementation of a modeling approach suitable with optimization processes. It is then essential to take into account all subsystems that form the electromechanical drive, namely the LISNs, the cables, the power converter and the electric motor. The modeling approach chosen is of the direct type; it consists of representing the electromechanical chain in the common mode base by two ports networks. This generic model allows us to estimate common mode currents directly in the frequency domain at different locations. Besides, one of the main challenges associated to MEA is thus to drastically increase the power density of electrical power systems, without compromising on reliability. The development of new Wide Bandgap (WBG) semiconductor technologies made of Silicon Carbide, can significantly increase efficiency, performance and power density of adjustable speed electrical power drive systems. Nevertheless, due to their higher switching speed and voltage overshoot, WBG semiconductors used in power converters of an electromechanical chain may have some drawbacks when it comes to ElectroMagnetic Interference. Understanding the switching behavior of WBG components is necessary in order to keep switching speed and overvoltage at a reasonable level. In this PhD thesis, we ensure that the introduction of this emerging technology does not lead to a regression of performance at system level. Once we establish the conducted emissions models, different filtering solutions have been used: external and internal passive filters. An optimization dedicated to the resolution of a multi-objectives problem (mass, losses) and multi-constraints (quality, stability, EMC, thermal, etc.) in order to minimize the mass of the converter is accomplished. Sensitivity studies led to the identification of the design variables which have the biggest impacts on conducted emissions. This tool allows the optimal sizing of the inverter’s components (power module, heat sink, common mode and differential mode filters, close control parameters). The results obtained thanks to the use of a genetic algorithm make it possible to develop trend curvesfor an inverter sizing.

Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'évaluation efficace de requêtes top-k continues sur des flux d'informations textuelles avec des feedbacks utilisateurs. La première contribution est une généralisation des modèles de requêtes top-k continues proposés dans l'état de l'art. Cette généralisation est fondée sur une famille des scores non-homogènes définis comme une combinaison linéaire de scores d'importance de l'information (indépendants des requêtes) et de scores de pertinence du contenu avec une décroissance continue de score reflétant la fraîcheur de l'information. La deuxième contribution est la définition et la mise en ¿uvre de structures de données en mémoire pour l'indexation et l'évaluation de cette nouvelle famille de requêtes top-k continues. Nos expériences montrent que notre solution est évolutive et, limitées aux fonctions homogènes, surpasse les performances d'autres solutions. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous considérons le problème de l'intégration des signaux de feedback à notre famille de scores non-homogènes. Nous proposons un nouveau cadre général pour l'évaluation de ces requêtes du "web en temps réel" (real-time web queries) avec un ensemble d'algorithmes minimisant le coût d'évaluation d'un signal de feedback utilisateur dynamique sur un item d'information. Enfin, nous présentons MeowsReader, notre prototype de recommandation d'actualités qui intègre l'ensemble des résultats obtenus et illustre comment une classe générale de requêtes continues top-k propose une abstraction appropriée pour la modélisation et le filtrage continu d'information sur le web "temps-réel". / In this thesis, we are interested in efficient evaluation techniques of continuous top-k queries over text and feedback streams featuring generalized scoring functions which capture dynamic ranking aspects. As a first contribution, we generalize state of the art continuous top-k query models, by introducing a general family of non-homogeneous scoring functions combining query-independent item importance with query-dependent content relevance and continuous score decay reflecting information freshness. Our second contribution consists in the definition and implementation of efficient in-memory data structures for indexing and evaluating this new family of continuous top-k queries. Our experiments show that our solution is scalable and outperforms other existing state of the art solutions, when restricted to homogeneous functions. Going a step further, in the second part of this thesis we consider the problem of incorporating dynamic feedback signals to the original scoring function and propose a new general real-time query evaluation framework with a family of new algorithms for efficiently processing continuous top-k queries with dynamic feedback scores in a real-time web context. Finally, putting together the outcomes of these works, we present MeowsReader, a real-time news ranking and filtering prototype which illustrates how a general class of continuous top-k queries offers a suitable abstraction for modelling and implementing continuous online information filtering applications combining keyword search and real-time web activity.

La quantité d'informations sur Internet aujourd'hui accable la plupart des utilisateurs. La découverte d'informations pertinentes (p. Ex. Des nouvelles à lire ou des vidéos à regarder) prend du temps et est fastidieuse; pourtant, elle fait partie du travail quotidien d'au moins 80% des employés en Amérique du Nord. Plusieurs systèmes de filtrage d'informations pour le Web peuvent faciliter cette tâche pour les utilisateurs. Les exemples se retrouvent dans des familles telles que les réseaux sociaux, les systèmes de notation sociale et les systèmes de bookmarking social. Tous ces systèmes exigent que l'engagement de l'utilisateur fonctionne (par exemple, la soumission ou l'évaluation du contenu). Ils fonctionnent bien dans une communauté Internet, mais souffrent dans le cas des petites communautés. En effet, dans les petites communautés, l'apport des utilisateurs est plus rare. Nous nous concentrons sur les communautés d'un endroit qui sont des communautés qui regroupent les gens qui vivent, travaillent ou étudient dans la même région. Exemples de communautés d'un lieu: (i) les étudiants d'un campus, (ii) les personnes vivant dans un quartier ou (iii) les chercheurs travaillant sur le même site. Anecdote nous savons que seulement 0,3% des travailleurs contribuent quotidiennement à leur réseau social d'entreprise. Cette information montre qu'il ya un manque d'engagement des utilisateurs dans les communautés d'un endroit.Dans cette thèse, nous tirons parti de l'observation passive des communautés d'un endroit pour réduire les frais généraux pour les utilisateurs de participer à des systèmes de filtrage de l'information. Nous obtenons une nouvelle source riche d'informations que nous utilisons pour (i) concevoir WeBrowse, un outil de restauration de contenu pour les communautésLa quantité d'informations sur Internet aujourd'hui accable la plupart des utilisateurs. La découverte d'informations pertinentes (p. Ex. Des nouvelles à lire ou des vidéos à regarder) prend du temps et est fastidieuse; pourtant, elle fait partie du travail quotidien d'au moins 80% des employés en Amérique du Nord. Plusieurs systèmes de filtrage d'informations pour le Web peuvent faciliter cette tâche pour les utilisateurs. Les exemples se retrouvent dans des familles telles que les réseaux sociaux, les systèmes de notation sociale et les systèmes de bookmarking social. Tous ces systèmes exigent que l'engagement de l'utilisateur fonctionne (par exemple, la soumission ou l'évaluation du contenu). Ils fonctionnent bien dans une communauté Internet, mais souffrent dans le cas des petites communautés. En effet, dans les petites communautés, l'apport des utilisateurs est plus rare. Nous nous concentrons sur les communautés d'un endroit qui sont des communautés qui regroupent les gens qui vivent, travaillent ou étudient dans la même région. Exemples de communautés d'un lieu: (i) les étudiants d'un campus, (ii) les personnes vivant dans un quartier ou (iii) les chercheurs travaillant sur le même site. Anecdote nous savons que seulement 0,3% des travailleurs contribuent quotidiennement à leur réseau social d'entreprise. Cette information montre qu'il ya un manque d'engagement des utilisateurs dans les communautés d'un endroit. / The amount of information on the Internet today overwhelms most users. Discovering relevant information (e.g. news to read or videos to watch) is time-consuming and tedious and yet it is part of the daily job of at least 80% of the employees in North America. Several information filtering systems for the web can ease this task for users. Examples fall into families such as Social Networks, Social Rating Systems and Social Bookmarking Systems. All these systems require user engagement to work (e.g. submission or rating of content). They work well in an Internet-wide community but suffer in the case smaller communities. Indeed, in smaller communities, the users' input is more scarce. We focus on communities of a place that are communities that group people who live, work or study in the same area. Examples of communities of a place are: (i) the students of a campus, (ii) the people living in a neighborhood or (iii) researchers working in the same site. Anecdotally we know that only 0.3% of workers contribute daily to their corporate social network. This information shows that there is a lack of user engagement in communities of a place.

Dans le domaine de la détection et du suivi d'obstacles pour les systèmes ADAS (Advanced Driver Assistance System) basés vision, il est nécessaire d'assurer la localisation à court terme du véhicule. Le SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) basé vision propose de résoudre ce problème en combinant l’estimation de l’état du véhicule (pose dans un repère local et vitesses) et une modélisation incrémentale de l’environnement. Ce dernier est perçu par l'extraction de caractéristiques locales (points d'intérêt) dans une séquence d'images et leur suivi au cours du temps pour permettre la construction incrémentale d'une carte d'amers. Cette tâche de perception engendre une importante charge de calcul qui affecte très significativement la latence et la cadence du système. Les méthodologies de co-design permettent de concevoir une architecture mixte de calcul pour l“exécution d'une application particulière. Dans ce type d'architecture, l'utilisation d'accélérateurs matériels permet d'améliorer significativement les performances (temps d'exécution, encombrement, consommation). Le ZynQ (Xilinx) propose une architecture de prototypage mixte comprenant un processeur dual-core associé à des ressources matérielles configurables. L'objectif de cette thèse est donc de proposer une implémentation co-design d'un SLAM basé vision par la conception d'accélérateurs pour les opérations de vision afin de satisfaire les contraintes en performances des systèmes ADAS embarqués. La première contribution des travaux est la conception de cette chaîne complète 3D EKF-SLAM à l'aide une approche co-design. Nous avons défini et validé, selon notre méthodologie de conception, le choix d'une architecture Hardware-in-theloop (HIL) afin de valider les différentes itérations de conception. La seconde contribution est l'intégration de modules matériels dédiés pour accélérer les traitements de perception visuelle de cette chaîne (détection, description et mise en correspondance de points d’intérêt). / In the field of obstacle detection and tracking for vision-based ADAS (Advanced Driver Assistance System), it is necessary to perform short-term vehicle localisation. Vision based SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) solves this problem by combining the vehicle state estimation (local pose and speeds) and an incremental modelling of the environment. The environment is perceived by extracting features (interest points) in a sequence of images and tracking them over time to allow an incremental landmarks map construction. The perception step leads to an important computational load which affects very significantly the system latency and throughput. Co-design methodologies allow to design a mixed processing architecture optimized for a specific application In this type of architecture, the use of hardware accelerators allows for great performance increase (throughput, memory size, power consumption). The ZynQ (Xilinx) provides a prototyping mixed-architecture including a dual-core microprocessor combined with configurable hardware resources. The goal of this thesis is to propose a co-design implementation of a vision-based SLAM processing chain involving hardware accelerators for image processing in order to meet the constraints of an embedded ADAS system. The first contribution is the design of a complete 3D EKF-SLAM processing chain thanks to a codesign approach. We defined and validated, according to the followed co-design approach, the choice of a Hardware-in-the-loop (HIL) architecture to validate the different design iterations. The second contribution is the integration of dedicated hardware modules to accelerate the visual perception computations of this processing chain (features detection, description and matching).