L'analyse du comportement des petits animaux de laboratoire tels que rats et souris est fondamentale en recherche biologique. L'objectif de cette thèse est de faire des mesures anatomiques sur le squelette de souris à partir de vidéos et de démontrer la robustesse de ces mesures par une validation quantitative. Les principales difficultés viennent du sujet d'étude, la souris, qui, vu comme un objet géométrique, peut subir de grandes déformations très rapidement et des conditions expérimentales qui ne permettent pas d'obtenir des flux vidéos de même qualité que pour l'étude de l'humain. Au vu de ces difficultés, nous nous concentrons tout d'abord dans le Chapitre 2 sur la mise en place d'une méthode de recalage de squelette à l'aide de marqueurs collés sur la peau de l'animal. On montre que les effets de couplage non-rigide entre peau et squelette peuvent être contre-carrés par une pondération de l'influence des différents marqueurs dans la cinématique inverse. Cela nous permet de justifier que, malgré ce couplage non rigide, des informations sur la peau de l'animal sont suffisantes pour recaler de manière précise et robuste les structures squelettiques. Nous développons pour cela une chaîne de traitement de données morphologiques qui nous permet de proposer un modèle générique d'animation du squelette des souris. La méthode de cinématique inverse pondérée est validée grâce à des vidéos radiographiques. Ayant justifié de l'utilisation de points à la surface de la peau (l'enveloppe) pour recaler le squelette, nous proposons dans le Chapitre 3 un nouveau modèle de déformation de l'enveloppe. Ce modèle, appelé OQR (pour Oriented Quads Rigging, gréage de quadrilatères orientés), est une structure géométrique flexible possédant les bonnes propriétés de déformation de l'animation par cage. A l'instar des squelettes d'animation, elle permet d'avoir une paramétrisation haut-niveau de la morphologie et du mouvement. Nous montrons également comment, grâce à cette bonne déformation de l'enveloppe, nous pouvons utiliser les sommets du maillage déformé comme marqueurs pour la méthode de recalage du squelette du Chapitre 2. Dans les chapitres 2 et 3, nous avons construit un modèle de souris qui permet d'animer en même temps l'enveloppe et le squelette. Ce modèle est paramétré par OQR. Nous proposons donc dans le Chapitre 4 une méthode d'extraction de ces paramètres à partir soit d'une séquence de maillage sans cohérence temporelle soir directement à partir d'images segmentées. Pour contraindre le problème, nous faisons l'apprentissage d'un espace réduit de configurations d'OQR vraisemblables. / Analysing the behaviour of small laboratory animals such as rats and mice is paramount in clinical research. We aim at recovering reliable anatomical measures of the skeleton of mice from videos and at demonstrating the robustness of these measures with quantitative validation. The most challenging aspects of this thesis reside in the study subject, mice, that is highly deformable, very fast and in the experimental conditions that do not allow for video data equivalent to what can be obtained with human subjects. In regards to the first challenge, we first focus on a marker-based tracking method with markers glued on the skin of the animal in Chapter 2. We show that the effects of the non-rigid mapping between skin and bones can be pre-empted by a weighting of the influences of the different markers in inverse kinematics. This allows us to demonstrate that, despite the non-rigid mapping, features on the skin of the animal can be used to accurately and robustly track the skeletal structures. We therefore develop a pipeline to process morphological data that leads to a generic animation model for the skeleton of mice. The weighted inverse kinematics method is validated with X-ray videos. Chapter 2 proves that points on the surface of the animal (on the envelope) can be used to track the skeletal structures. As a result, in Chapter 3, we propose a new deformation model of the envelope. This model, called OQR (Oriented Quads Rigging), is a flexible geometrical structure that has the nice deformation properties of cage-based animation. Like animation skeletons, OQR gives a high-level representation of the morphology and of the motion. We also show how, thanks to a well-deformed envelope, we can use a sub-set of the vertices of the deformed mesh as markers to apply the method of tracking of skeletal structures developed in Chapter 2. With Chapters 2 and 3, we have built a model of mice that allows us to animate at the same time the envelope and the skeleton. This model is parameterised by OQR. In Chapter 4, we therefore propose a method to recover the OQR parameters from either a sequence of meshes without temporal coherence or directly from segmented images. To regularise the tracking problem, we learn a manifold of plausible OQR configurations.

Nos últimos anos, há um crescente interesse por aplicações do Processamento de Língua Natural (PLN) que processam uma coleção de textos sobre um mesmo assunto e produzem um novo texto de saída, quer seja um sumário ou uma resposta para uma dada pergunta. Para se produzir textos com qualidade, essas aplicações precisam lidar adequadamente com vários fenômenos, tais como a redundância, a contradição e a complementaridade de informações. Nesse contexto, um processo que permita a identificação de informações comuns em um conjunto de sentenças relacionadas, e gere uma nova sentença a partir da fusão de informações das sentenças de entrada, sem redundâncias e sem contradições, é de grande relevância para as aplicações que processam múltiplos textos. A fusão automática de sentenças é um tema de pesquisa relativamente recente na literatura de PLN e para a língua portuguesa, em particular, não se tem conhecimento de trabalhos dessa natureza. Neste trabalho propõe-se um método inédito para a fusão de sentenças similares em português, baseado em uma abordagem simbólica e independente de domínio, e produz-se o Zíper, um sistema de fusão sentencial que implementa o método proposto. O Zíper é o primeiro sistema a contemplar a geração de sentenças que expressam todas as informações das sentenças de entrada, ou seja, que representam a união do conjunto. Além disso, ele permite a geração de sentenças que expressam apenas as informações redundantes do conjunto (consideradas mais importantes), isto é, que representam a interseção das sentenças de entrada. O sistema foi avaliado intrinsecamente e os resultados obtidos mostram que, de modo geral, as sentenças produzidas são bem formadas e preservam a mensagem original do conjunto (isto é, a mensagem toda, na fusão por união e apenas a mensagem principal, na fusão por interseção). Zíper também foi avaliado extrinsecamente no contexto de um sumarizador multidocumento do português. Os resultados alcançados sugerem que o método proposto contribui para melhorar a qualidade dos sumários, reduzindo a redundância de informações, que frequentemente provoca a perda de coesão e de coerência / In recent years, there is increasing interest in applications of Natural Language Processing (NLP) that process a collection of texts on the same subject and generate a new output text, for instance, a summary or an answer to a given question. In order to generate quality texts, these applications need to cope with various phenomena such as information redundancy, contradiction and complementarity. In this context, a process that is able to identify common information in a set of related sentences and generate a new sentence by merging information from the input sentences, without redundancies and contradictions, is of great relevance for applications that process multiple texts. Automatic sentence fusion is a relatively new research topic in NLP literature and for Portuguese, in particular, we are not aware of any such work. This work proposes a new method for fusing similar sentences in Portuguese, based on a symbolic and domainindependent approach, and produces Zíper, a sentence fusion system that implements the proposed method. Zíper is the first such system to generate sentences that express all the information from input sentences, i.e., the union of the input set. Moreover, it allows generating sentences that express only the redundant information of the set (considered more important), i.e., the intersection of the input sentences. The system was evaluated intrinsically and the results show that, in general, the generated sentences are well formed and preserve the original message of the set (i.e. the entire message in the fusion by union, and only the main message in the fusion by intersection). Zíper was also evaluated extrinsically in the context of a Portuguese multi-document summarizer. The results suggest that it can improve the quality of summaries by reducing redundancy, which often causes loss of cohesion and coherence

La reconstruction 3D consiste à acquérir des images d’un objet, et à s’en servir pour en estimer un modèle 3D. Dans ce manuscrit, nous développons une méthode de reconstruction basée sur la modélisation par squelette. Cette méthode a l’avantage de renvoyer un modèle 3D qui est un objet virtuel complet (i.e. fermé) et aisément éditable, grâce à la structure du squelette. Enfin, l’objet acquis n’a pas besoin d’être texturé, et entre 3 et 5 images sont suffisantes pour la reconstruction. Dans une première partie, nous étudions les aspects 2D de l’étude. En effet, l’estimation d’un squelette 3D nécessite d’étudier la formation de la silhouette de l’objet à partir de son squelette, et donc les propriétés de sa projection perspective, appelée squelette perspectif. Cette étude est suivie par notre première contribution : un algorithme d’estimation de la projection perspective d’un squelette 3D curviligne, constitué d’un ensemble de courbes. Cet algorithme a toutefois tendance, comme beaucoup d’algorithmes estimant un squelette, à générer des branches peu informatives, notamment sur une image rastérisée. Notre seconde contribution est donc un algorithme d’estimation de squelette 2D, capable de prendre en compte la discrétisation du contour de la forme 2D, et d’éviter ces branches peu informatives. Cet algorithme, d’abord conçu pour estimer un squelette classique, est ensuite généralisé à l’estimation d’un squelette perspectif. Dans une seconde partie, nous estimons le squelette 3D d’un objet à partir de ses projections. Tout d’abord, nous supposons que le squelette de l’objet 3D à reconstruire est curviligne. Ainsi, chaque squelette perspectif estimé correspond à la projection du squelette 3D de l’objet, sous différents points de vue. La topologie du squelette étant affectée par la projection, nous proposons notre troisième contribution, l’estimation de la topologie du squelette 3D à partir de l’ensemble de ses projections. Une fois celle-ci estimée, la projection d’une branche 3D du squelette est identifiée sur chaque image, i.e. sur chacun des squelettes perspectifs. Avec cette identification, nous pouvons trianguler les branches du squelette 3D, ce qui constitue notre quatrième contribution : nous sommes donc en mesure d’estimer un squelette curviligne associé à un ensemble d’images d’un objet. Toutefois, les squelettes 3D ne sont pas tous constitués d’un ensemble de courbes : certains d’entre eux possèdent aussi des parties surfaciques. Notre dernière contribution, pour reconstruire des squelettes 3D surfaciques, est une nouvelle approche pour l’estimation d’un squelette 3D à partir d’images : son principe est de faire grandir le squelette 3D, sous les contraintes données par les images de l’objet.

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L'internalisation et le trafic intracellulaire sont des mécanismes cruciaux dans la régulation de la signalisation des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) dans lesquels les -arrestines jouent un rôle central. Des agonistes biaisés qui sont capables d'activer sélectivement les voies de signalisation dépendantes des protéines G ou dépendantes des -arrestines ont été récemment identifiés. D'autre part, le concept selon lequel la signalisation des RCPG serait limitée à la membrane cellulaire a été contesté sur la base des données qui démontrent que de nombreux RCPG induisent du signal aussi bien à partir d'endosomes qu'au niveau de la surface cellulaire. Le glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP) est une hormone incrétine essentielle dans l'homéostasie glucidique postprandiale. Elle exerce ses fonctions en se liant à un récepteur couplé aux protéines G, le RGIP qui est impliquée dans divers processus physiologiques et physiopathologiques. À ce jour, l'internalisation et le trafic intracellulaire du RGIP ainsi que leurs mécanismes moléculaires sous-jacents n'ont pas été étudié en détail. Dans ce contexte, le but de notre travail était d'abord d'étudier ces mécanismes et ensuite de caractériser le profil d'internalisation du N-acétyl-GIP, un analogue du GIP connu pour être résistant à la dégradation par le DPP-IV. Enfin, nous avons étudié si, en plus de sa signalisation à la membrane cellulaire, le RGIP est capable d'induire une signalisation à partir d'endosomes. Dans cette étude, nous montrons d'abord que l'internalisation du RGIP est un processus impliquant la clathrine, le complexe AP-2 et la dynamine, mais pas la région C-terminale du récepteur, ni les -arrestines1/2. Nous avons également montré que le N-acétyl-GIP, qui présente une activité agoniste pleine sur la production d'AMPc et sur la sécrétion d'insuline dans les cellules MIN-6-B1, n'est pas capable de stimuler l'internalisation du RGIP. Cela suggère que le N-acétyl-GIP pourrait être un agoniste biaisé du RGIP induisant préférentiellement la voie d'activation de Gs comparativement à un adressage du récepteur vers des puits recouverts de clathrine. Nous avons également réussi à observer une persistance au cours du temps de la production d'AMPc induite par le GIP. Le signal persistant dépend de l'internalisation du RGIP et est irréversible après lavage du GIP de la membrane cellulaire. De plus, nous avons détecté d'une manière directe la forme active de Gs au niveau d'endosomes contenant le RGIP en utilisant des plasmides codant pour des Nanobodies fusionnés à la GFP. Enfin, en utilisant un biosenseur FRET d'AMPc dirigé à la surface des endosomes précoces, nous avons également pu détecter d'une manière directe la production d'AMPc spécifiquement à la surface des endosomes contenant le RGIP internalisé. À notre connaissance, cette dernière observation est la première de ce genre, prouvant le concept de signalisation à partir d'endosomes par une approche de détection directe. Les résultats de cette étude apportent des informations quant à la régulation pharmacologique de l'internalisation et de la signalisation du RGIP, ouvrant des perspectives prometteuses dans le domaine du GIP. / Internalization and trafficking are crucial mechanisms regulating G-protein coupled receptors (GPCRs) signaling in which -arrestins play a central role. Biased agonists which selectively activate either G protein or -arrestin signaling pathway were identified. On the other hand, the concept of GPCR signaling being restricted to cell membrane has been contested on the basis of data demonstrating GPCR signaling from endosomes as well as from the cell surface. Glucose insulinotropic polypeptide (GIP) is an incretin hormone essential in post-prandial glucose homeostasis. It exerts its functions through binding to a G protein-coupled receptor, GIPR which is involved in various physiological and pathological processes. To date, GIPR internalization and trafficking and the underlying molecular mechanisms have not been investigated in detail. In this context, the aim of our work was to study these mechanisms and to characterize the internalization profile of N-Acetyl-GIP, a GIP analogue resistant to DPP-IV degradation. Finally, we investigated if GIPR signaling can occur from endosomes alongside its signaling at the cell membrane. In this study, we first report that GIPR internalization involves clatherin, AP-2 and dynamin but not C-terminal region of the GIPR nor -arrestin1/2. Moreover, N-Acetyl-GIP, which fully stimulated cAMP production and insulin secretion from MIN-6-B1 cells, did not stimulate internalization of the GIPR. This suggests that N-Acetyl-GIP could be a biased GIPR agonist preferentially inducing Gs activation pathway over directing the receptor to clathrin-coated pits. We have also succeeded to witness a sustainability in GIP-induced cAMP production. The sustained signal was dependent on GIPR internalization and unreversed by GIP removal from the cell membrane. Moreover, we directly detected the active form of Gas in early endosomes containing GIPR using a genetically encoded GFP tagged nanobody. Finally, using a FRET sensor of cAMP targeted to the surface of early endosomes, we also directly detected cAMP production specifically at the surface of endosomes containing internalized GIPR. The latter observation is the first of this kind, proving the endosomal signaling concept by a direct detection approach. This study brings new insights into the pharmacological regulation of GIPR internalization and signaling, opening promising perspectives in GIP field.

A popularização do GPS tem gerado uma massiva quantidade de dados que são organizados em trajetórias geográficas. Trajetórias geográficas são sequências ordenadas de coordenadas geográficas que representam um caminho de um objeto móvel. Para melhorar a compreensão destas trajetórias, são detectados locais de maior importância que são chamados de pontos de permanência, que indicam que um usuário permaneceu neste local por um tempo significativo. Pontos de permanência são comumente transformados em vértices de redes geolocalizadas para facilitar a mineração de trajetórias, a transformação é feita agrupando pontos geograficamente próximos. Porém, é pouco discutido na literatura a qualidade destas redes. Portanto, este projeto aborda esta lacuna e apresenta duas novas abordagens para construção de redes sociais geolocalizadas a partir de pontos de permanência. A abordagem proposta utiliza a fase de contração do paradigma multinível para realizar a transformação de pontos de permanência em vértices de redes. A fase de contração contrai uma rede original iterativamente até ser obtida uma rede solução, a contração leva em conta a estrutura topológica da rede. Os resultados mostram que as novas abordagens conseguem representar com maior precisão, por meio de redes geolocalizadas, o mundo real. / The popularization of GPS has generated a massive amount of geographic data organized in raw trajectories. Raw trajectories are ordered sequences of geographic coordinates that represent a path of a moving object. To improve the understanding of raw trajectories, important places, referred to as stay points, are detected. They indicate that a user has remained in this correspondent place for a significant time. Stay points are commonly turned into vertices of location-based networks to facilitate trajectory mining, the turning into vertices is done by grouping geographically close points. Nonetheless, to the best of our knowledge, there is a lack of studies addressing the quality of these networks. This piece of research addresses this gap and presents two new approaches to using stay points for building location-based social networks. The proposed approach uses the contraction phase of the multilevel partitioning to turned stay points into vertices. The contraction phase contracts an original network iteratively until a solution network is obtained, the contraction is done considering the topological structure of the network. The results show that the new approaches are able to represent more accurately, through location-based networks, the real world.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Face à l’évolution technologique rapide des produits, l’innovation incrémentale des nouveaux produits, et la mobilité du personnel le plus expérimenté, les entreprises cherchent à formaliser et à capitaliser leurs expériences et les savoir-faire des acteurs d’entreprise en vue d’une réutilisation ultérieure. Afin de répondre à cette problématique, l’approche du raisonnement à partir de cas conversationnel (RàPCC) est une réponse potentielle à la question de la capitalisation et de la réutilisation des connaissances. Notre recherche s’intéresse aux méthodes permettant de piloter le retour d’expérience (RETEX) appliqué à la résolution de problèmes techniques. Notre méthodologie pour créer un système d’aide au diagnostic des pannes est divisée en quatre phases : la description d’événements, l’élaboration de l’ensemble des solutions apportées aux pannes, la mise en place d’une aide au diagnostic grâce aux arbres de défaillances et la mise en place d’un système informatique. Afin d’extraire les connaissances tacites et les formaliser, nous avons créé des protocoles de décision dans le but d’aider l’expert à résoudre un problème industriel. Nous avons donc proposé une formulation et l’élaboration de cas conversationnels dans le domaine du diagnostic. Ces cas doivent être stockés dans une base de cas. Afin de valider notre proposition méthodologique, nous avons réalisé la phase expérimentale dans une entreprise industrielle de l’Est de la France. Nous proposons finalement une maquette informatique conçue pour l’entreprise. Cette maquette permet de réaliser un diagnostic des pannes en créant des cas dans une base de cas pour une réutilisation ultérieure / Faced with the fast technological development of products, incremental innovation of new products, and the mobility of their most experienced staff, companies are seeking to formalize and capitalize on the experiences and know-how of their personnel in order to reuse them later. To deal with these problems, the conversational case based reasoning (CCBR) approach is a potential answer to the question of capitalization and reuse of knowledge. Our research focuses on methods to manage experience feedback (EF). We are placed in the field of experience feedback applied to technical problem solving. Our methodology for creating aided failure diagnosis systems is divided into four phases: the events description, the development of all solutions to failures, the arrangement of a diagnostic aid through fault trees and setting up a computer system. We based our work on the fault tree approach in order to extract tacit knowledge and its formalization. Our objective was to create decision protocols in order to assist the expert in solving an industrial problem. Therefore, we have proposed a formulation and development of conversational cases in diagnosis. These cases must be memorised in a database of cases. To validate our proposal methodology, we have carried out the experimental phase in an industrial company in eastern France. This experiment allowed us to validate our work and highlight its advantages and limitations. Finally, we propose a computer model designed for the company. This model enables failure diagnosis by creating the case in a case base for later utilization

En aquesta tesi s’estudia el problema de la segmentació del moviment. La tesi presenta una revisió dels principals algoritmes de segmentació del moviment, s’analitzen les característiques principals i es proposa una classificació de les tècniques més recents i importants. La segmentació es pot entendre com un problema d’agrupament d’espais (manifold clustering). Aquest estudi aborda alguns dels reptes més difícils de la segmentació de moviment a través l’agrupament d’espais. S’han proposat nous algoritmes per a l’estimació del rang de la matriu de trajectòries, s’ha presenta una mesura de similitud entre subespais, s’han abordat problemes relacionats amb el comportament dels angles canònics i s’ha desenvolupat una eina genèrica per estimar quants moviments apareixen en una seqüència. L´ultima part de l’estudi es dedica a la correcció de l’estimació inicial d’una segmentació. Aquesta correcció es du a terme ajuntant els problemes de la segmentació del moviment i de l’estructura a partir del moviment. / IN THIS STUDY THE PROBLEM OF MOTION SEGMENTATION IS DISCUSSED. MOTION SEGMENTATION STATE OF THE ART IS PRESENTED, THE MAIN FEATURES OF MOTION SEGMENTATION ALGORITHMS ARE ANALYSED, AND A CLASSIFICATION OF THE RECENT AND MOST IMPORTANT TECHNIQUES IS PROPOSED. THE SEGMENTATION PROBLEM COULD BE CAST INTO A MANIFOLD CLUSTERING PROBLEM. IN THIS STUDY SOME OF THE MOST CHALLENGING ISSUES RELATED TO MOTION SEGMENTATION VIA MANIFOLD CLUSTERING ARE TACKLED. NEW ALGORITHMS FOR THE RANK ESTIMATION OF THE TRAJECTORY MATRIX ARE PROPOSED. A MEASURE OF SIMILARITY BETWEEN SUBSPACES IS PRESENTED. THE BEHAVIOUR OF PRINCIPAL ANGLES IS DISCUSSED. A GENERIC TOOL FOR THE ESTIMATION OF THE NUMBER OF MOTIONS IS DEVELOPED. THE LAST PART OF THE STUDY IS DEDICATED TO THE DEVELOPMENT OF AN ALGORITHM FOR THE CORRECTION OF AN INITIAL MOTION SEGMENTATION SOLUTION. SUCH A CORRECTION IS ACHIEVED BY BRINGING TOGETHER THE PROBLEMS OF MOTION SEGMENTATION AND STRUCTURE FROM MOTION.

Cette thèse porte sur l'étude d'une démarche et de techniques pour prendre en compte les spécificités des systèmes sécurisés évolutifs lors de la génération des tests à partir de modèles UML/OCL. Dans ce travail, trois axes sont étudiés : (i) le cycle de vie des tests, (ii) les exigences fonctionnelles et (iii) les exigences de sécurité. Dans un premier temps, nous avons défini la clé de voûte de notre approche qui est la caractérisation des statuts du cycle de vie des tests. À l'issu de ces travaux, nous avons pu définir la démarche de classification des tests pour les systèmes évolutifs, appelée SeTGaM. La notation UML, accompagnée du langage de spécification OCL, permet de formaliser les comportements du système. Le langage OCL spécifie ainsi les gardes/actions des transitions et les pré/post conditions des opérations. La méthode propose ainsi deux classifications des tests : la première s'appuie sur les comportements issus des transitions du diagramme d'états/transitions, tandis que l'autre repose sur l'étude des comportements issus des opérations du diagramme de classes. Dans le domaine du test de logiciels critiques, une des questions clés concerne la sécurité. Pour cette raison, nous avons enrichi l'approche SeTGaM en prenant en compte l'aspect sécurité. Ainsi, SeTGaM permet de générer sélectivement des tests qui ciblent les différentes exigences de sécurité lors des évolutions du système. Finalement, le prototype de SeTGaM a été intégré, avec l'outil Smartesting CertifyIt, à l'environnement IBM Rational Software Architect. Ceci nous a permis de valider expérimentalement le passage à l'échelle de la méthode sur des études de cas industriels, notamment proposées par Gemalto/Trusted Labs dans le cadre du projet européen SecureChange.