De nos jours, le traitement et l'analyse d'images trouvent leur application dans de nombreux domaines. Dans le cas de la navigation d'un robot mobile (fauteuil roulant) en milieu intérieur, l'extraction de repères visuels et leur suivi constituent une étape importante pour la réalisation de tâches robotiques (localisation, planification, etc.). En particulier, afin de réaliser une tâche de franchissement de portes, il est indispensable de détecter et suivre automatiquement toutes les portes qui existent dans l'environnement. La détection des portes n'est pas une tâche facile : la variation de l'état des portes (ouvertes ou fermées), leur apparence (de même couleur ou de couleur différentes des murs) et leur position par rapport à la caméra influe sur la robustesse du système. D'autre part, des tâches comme la détection des zones navigables ou l'évitement d'obstacles peuvent faire appel à des représentations enrichies par une sémantique adaptée afin d'interpréter le contenu de la scène. Pour cela, les techniques de segmentation permettent d'extraire des régions pseudo-sémantiques de l'image en fonction de plusieurs critères (couleur, gradient, texture...). En ajoutant la dimension temporelle, les régions sont alors suivies à travers des algorithmes de segmentation spatio-temporelle. Dans cette thèse, des contributions répondant aux besoins cités sont présentées. Tout d'abord, une technique de détection et de suivi de portes dans un environnement de type couloir est proposée : basée sur des descripteurs géométriques dédiés, la solution offre de bons résultats. Ensuite, une technique originale de segmentation multirésolution et hiérarchique permet d'extraire une représentation en régions pseudo-sémantique. Enfin, cette technique est étendue pour les séquences vidéo afin de permettre le suivi des régions à travers le suivi de leurs contours. La qualité des résultats est démontrée et s'applique notamment au cas de vidéos de couloir.

The continuous advancement in wireless communications technology demands new approaches to improving the capacity of existing radio links. The high data throughput required can be achieved by the complete utilization of space, time and polarization diversities inherent in any propagation environment. Among the different propagation scenarios, the indoor channels represent a particularly challenging problem given the number and complexity of interactions between the transmitted signal and the environment. This dissertation explores the interrelation between propagation physics and space-time-polarization diversity based on a novel high resolution channel sounding and reconstruction technique. First, a method to reconstruct the indoor complex channel response based on a limited set of samples and the elimination of the interference using deconvolution techniques is presented. Then, the results for the joint angle-of-arrival, delay characterization and depolarization of electromagnetic waves are presented. Finally, a novel approach to using depolarized multipath signals to boost the receiver signal-to-noise performance is presented. The current study shows that full utilization of the diversities of channel novel wireless systems can be proposed with significant improvement in capacity.

Dans le contexte actuel de volonté de préservation de l'environnement, nous avons choisi d'utiliser l'Analyse du Cycle de Vie pour évaluer les performances environnementales de filières énergétiques pour le transport et notamment la filière hydrogène étudiée par le Groupe des Ecoles des Mines dans le projet H2-PAC. Cette ACV met en évidence les mauvaises performances environnementales de l'étape de fabrication de la pile à combustible des filières hydrogène direct et bioéthanol-hydrogène. Cette ACV met également en évidence les mauvaises performances des filières essence et hydrogène combustion liée à l'utilisation des moteurs à combustion interne. Du fait de la non prise en compte des paramètres spatio-temporels lors de la caractérisation des impacts environnementaux locaux et régionaux, nous avons utilisé l'approche Site Dependent pour élaborer une méthodologie de classification plus pertinente basée sur deux points clés : la détermination de la concentration environnementale de la substance par le modèle EUSES et la détermination de la pertinence du calcul de l'impact au regard de cette concentration. Nous avons testé notre nouvelle méthodologie de classification afin de réévaluer les impacts locaux et régionaux de trois étapes que sont la fabrication de la pile, l'utilisation du moteur essence et du moteur hydrogène. Cette réévaluation a permis de confirmer les mauvais résultats de l'étape de fabrication de la pile mais elle a remis en question la contribution forte des émissions engendrées par les moteurs. L'intégration des paramètres spatio-temporels pour l'évaluation de ces impacts permet de mieux appréhender notamment l'impact des sources mobiles d'émission. En marge de cette évaluation environnementale, une analyse des risques de l'ensemble de la filière hydrogène direct et de la filière essence a été réalisée au regard de l'image dangereuse que véhicule ce vecteur énergétique qu'est l'hydrogène. Cette Analyse de Risques du Cycle de Vie montre que ces deux filières présentent un niveau de risque comparable même si l'étape de stockage de l'hydrogène semble problématique.

Depuis le succès croissant des systèmes mobiles au cours des années 1990, les nouvelles technologies sans fil ont été développées afin de répondre à la demande croissante de services multimédias de haute qualité avec des taux d'erreur les plus faibles possibles. Un moyen intéressant pour améliorer les performances et obtenir de meilleurs taux de transmission consiste à combiner l'utilisation de plusieurs diversités avec un accès de multiplexage dans le cadre des systèmes MIMO. L'utilisation de techniques de sur-échantillonnage, d'étalement et de multiplexage, et de diversités supplémentaires conduit à des signaux multidimensionnels, au niveau de la réception, qui satisfont des modèles tensoriels. Cette thèse propose une nouvelle approche tensorielle basée sur un codage spatio-temporel tensoriel (TST) pour les systèmes de communication sans fil MIMO. Les signaux reçus par plusieurs antennes forment un tenseur d'ordre quatre qui satisfait un nouveau modèle tensoriel, modèle PARATUCK-(2,4) (PT-(2,4)). Une analyse de performance est réalisée pour le système TST ainsi que pour un système spatio-temporel-fréquentiel (STF) récemment proposé dans la littérature, avec l'obtention du gain maximum de diversité dans le cas d'un canal à évanouissement plat. Un système de transmission basé sur le codage TST est proposé pour les systèmes MIMO avec plusieurs utilisateurs. Une nouvelle décomposition tensorielle est introduite, appelée PT-(N1,N). Cette thèse établit les conditions d'unicité du modèle PT-(N1,N). À partir de ces résultats, différents récepteurs semi-aveugles sont proposés pour une estimation conjointe des symboles transmis et du canal, pour les systèmes TST et STF.

Understanding human behaviour is key to understanding the spread of epidemics, habit dispersion, and the efficacy of health interventions. Investigation into the patterns of and drivers for human behaviour has often been facilitated by paper tools such as surveys, journals, and diaries. These tools have drawbacks in that they can be forgotten, go unfilled, and depend on often unreliable human memories. Researcher-driven data collection mechanisms, such as interviews and direct observation, alleviate some of these problems while introducing others, such as bias and observer effects. In response to this, technological means such as special-purpose data collection hardware, wireless sensor networks, and apps for smart devices have been built to collect behavioural data. These technologies further reduce the problems experienced by more traditional behavioural research tools, but often experience problems of reliability, generality, extensibility, and ease of configuration. This document details the construction of a smartphone-based app designed to collect data on human behaviour such that the difficulties of traditional tools are alleviated while still addressing the problems faced by modern supplemental technology. I describe the app's main data collection engine and its construction, architecture, reliability, generality, and extensibility, as well as the programming language developed to configure it and its feature set. To demonstrate the utility of the tool and its configuration language, I describe how they have been used to collect data in the field. Specifically, eleven case studies are presented in which the tool's architecture, flexibility, generality, extensibility, modularity, and ease of configuration have been exploited to facilitate a variety of behavioural monitoring endeavours. I further explain how the engine performs data collection, the major abstractions it employs, how its design and the development techniques used ensure ongoing reliability, and how the engine and its configuration language could be extended in the future to facilitate a greater range of experiments that require behavioural data to be collected. Finally, features and modules of the engine's encompassing system, iEpi, are presented that have not otherwise been documented to give the reader an understanding of where the work fits into the larger data collection and processing endeavour that spawned it.

隨著地籍管理工作在廣度深度上的增加，使得地籍、土地利用等歷史資料的查詢與檢索日益頻繁，但現階段地籍管理系統之建置方法對於歷史資料查詢之效率較差。本文在探討含時間維度資料庫之建置方法，並利用異動時間與異動註記等欄位及異動紀錄表之建立，令目前地籍管理系統可達到以時間維度，或指定地號，進行地籍資料查詢與檢索。 / The more cadastral management is developed, the more historic data query of cadastre and land use are important. The primary purpose of this study is concentrated on the recoveries of parcel linage and areas on any time profile. The targets of this research are placed on design of spatio-temporal data model, and the analysis of efficiency of data recovery and query.

When statistical assumptions do not hold and coherent structures are present in spatially extended systems such as fluid flows, flame fronts and field theories, a dynamical description of turbulent phenomena becomes necessary. In the dynamical systems approach, theory of turbulence for a given system, with given boundary conditions, is given by (a) the geometry of its infinite-dimensional state space and (b) the associated measure, that is, the likelihood that asymptotic dynamics visits a given state space region. In this thesis this vision is pursued in the context of Kuramoto-Sivashinsky system, one of the simplest physically interesting spatially extended nonlinear systems. With periodic boundary conditions, continuous translational symmetry endows state space with additional structure that often dictates the type of observed solutions. At the same time, the notion of recurrence becomes relative: asymptotic dynamics visits the neighborhood of any equivalent, translated point, infinitely often. Identification of points related by the symmetry group action, termed symmetry reduction, although conceptually simple as the group action is linear, is hard to implement in practice, yet it leads to dramatic simplification of dynamics. Here we propose a scheme, based on the method of moving frames of Cartan, to efficiently project solutions of high-dimensional truncations of partial differential equations computed in the original space to a reduced state space. The procedure simplifies the visualization of high-dimensional flows and provides new insight into the role the unstable manifolds of equilibria and traveling waves play in organizing Kuramoto-Sivashinsky flow. This in turn elucidates the mechanism that creates unstable modulated traveling waves (periodic orbits in reduced space) that provide a skeleton of the dynamics. The compact description of dynamics thus achieved sets the stage for reduction of the dynamics to mappings between a set of Poincare sections.

Le travail effectué dans le cadre de cette thèse intitulée " Outil d'aide au diagnostic du réseau d'eau potable pour la ville de Chisinau par analyse spatiale et temporelle des dysfonctionnements hydrauliques " porte sur le développement d'une maquette du futur outil d'aide à la gestion des infrastructures et notamment du réseau d'eau potable de la ville de Chisinau Moldavie (1200 Km de canalisations - 800 000 habitants). La méthode proposée est basée sur l'analyse de l'état de fonctionnement du réseau d'eau potable. Cet état de fonctionnement du réseau d'AEP peut être connu à partir : - d'informations directes fournies par un système de télésurveillance (mesure de pression, de vitesse, de débit, de qualité....), - d'informations indirectes (analyse des incidents survenus sur le réseau, des interventions, de l'environnement du réseau....) obtenues. Dans notre cas, l'absence de mesures directes ne permet pas de quantifier l'état de fonctionnement du réseau sur l'ensemble du réseau sauf en quelques points critiques connus (station de pompage, station de relèvement..), c'est pourquoi, cet état est défini en se basant sur la liste des incidents, et des interventions survenues sur le réseau entre 1996 et 2001, ainsi que sur des informations portant sur l'environnement du réseau (nature des sols, aménagement du territoire ...) Ce travail de recherche comprend deux volets : Ü Aspect " Diagnostic " : Analyser qualitativement et quantitativement tous les aléas pouvant exister sur le réseau et se manifester par des observations. Il s'agit dans tous les cas d'établir le cheminement possible entre les observations, les causes possibles, et d'évaluer les conséquences induites. Il s'agit par une analyse successive et récursive (à l'aide de requêtes temporelles), de détecter la simultanéité de 2 ou plusieurs observations (manifestations de dysfonctionnement) se produisant dans un même laps de temps et la mise en évidence de relations topologiques et hydrauliques pouvant exister entre les sites où sont observés les dysfonctionnements. L'utilisation également de la théorie des graphes, plus particulièrement du réseau de Petri, permet de passer d'une analyse espace-temps entre 2 ou m événements à une analyse intégrant la causalité entre 2 événements. Ü Aspect " Aide à la décision " : Associer un " niveau d'urgence " à chaque tronçon du réseau afin d'assurer le suivi de la réhabilitation des infrastructures, l'assistance à la réhabilitation avec la détermination de zones prioritaires, la gestion/maintenance du réseau pour la pérennité du réseau. Ce niveau d'urgence est quantifié à l'aide d'une Méthode Hiérarchique Multicritères développée par SAATY (en considérant des critères techniques, économiques, sociaux, environnementaux ainsi que la politique des gestionnaires). La méthodologie développée utilise différents outils et méthodes issues : des bases de données temporelles, d'analyse spatiale et de SIG, de raisonnement cognitif et de modélisation hydraulique des écoulements, théorie de graphes et réseau de Petri. L'outil est testé sur un secteur pilote de la ville, qui représente environ 7% du réseau d'eau potable sur la ville, l'ensemble du réseau sera pris en compte ultérieurement lorsque la validation de cette portion de réseau sera faite par les services techniques de la ville de Chisinau (Moldavie). Mots clés : Vieillissement, réseau d'eau potable, Système d'Information Géographique, base de données géographique, renouvellement, méthode hiérarchique multicritère, dysfonctionnements, analyse spatio-temporelle, théorie des graphes, réseau de Petri, diagramme cause à effets.

L’imagerie optique à travers des milieux diffusants, comme des milieux biologiques ou de la peinture blanche, reste un challenge car l’information spatiale portée par la lumière incidente est mélangée par les évènements multiples de diffusion. Toutefois, les modulateurs spatiaux de lumière (SLM) disposent de millions de degrés de liberté pour contrôler le profil spatial de la lumière en sortie du milieu, en forme de tavelure (speckle), avec des techniques de modulation du front d’onde. Cependant, si le laser génère une impulsion brève, le signal transmis s’allonge temporellement, car le milieu diffusant répond différemment pour les diverses composantes spectrales de l’impulsion. Nous avons développé, au cours de cette thèse, des méthodes de contrôle du profil spatiotemporel d’une impulsion brève transmise à travers un milieu diffusant. En mesurant la Matrice de Transmission Multi-Spectrale ou Résolue-Temporellement, la propagation de l’impulsion peut être totalement décrite dans le domaine spectral ou temporel. Avec des techniques de manipulation du front d’onde, les degrés de libertés spectraux/temporel peuvent être ajustés avec un unique SLM via la diversité spectrale du milieu diffusant. Nous avons démontré, de manière déterministe, la focalisation spatio-temporelle d’une impulsion brève après propagation dans un milieu diffusant, avec une compression temporelle proche de la durée initiale de l’impulsion, à différentes positions de l’espace-temps. Nous avons également démontré un façonnage contrôlé du profil temporel de l’impulsion, notamment avec la génération d’impulsions doubles. Nous exploitons cette focalisation spatio-temporelle pour exciter un processus optique non-linéaire, la fluorescence à deux photons. Cette approche ouvre des perspectives intéressantes pour le contrôle cohérent, l’étude de l’interaction lumière-matière ainsi que l’imagerie multi-photonique. / Optical imaging through highly disordered media such as biological tissue or white paint remains a challenge as spatial information gets mixed because of multiple scattering. Nonetheless, spatial light modulators (SLM) offer millions of degrees of freedom to control the spatial speckle pattern at the output of a disordered medium with wavefront shaping techniques. However, if the laser generates a broadband ultrashort pulse, the transmitted signal becomes temporally broadened as the medium responds disparately for the different spectral components of the pulse. We have developed methods to control the spatio-temporal profile of the pulse at the output of a thick scattering medium. By measuring either the Multispectral or the Time- Resolved Transmission Matrix, we can fully describe the propagation of the broadband pulse either in the spectral or temporal domain. With wavefront shaping techniques, one can control both spatial and spectral/temporal degrees of freedom with a single SLM via the spectral diversity of the scattering medium. We have demonstrated deterministic spatio-temporal focusing of an ultrashort pulse of light after the medium, with a temporal compression almost to its initial time-width in different space-time position, as well as different temporal profile such as double pulses. We exploit this spatio-temporal focusing beam to enhance a non-linear process that is two-photon excitation. It opens interesting perspectives in coherent control, light-matter interactions and multiphotonic imaging.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-08-30T17:25:22Z No. of bitstreams: 1 CAIO LIBÂNIO MELO JERÔNIMO – DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2017.pdf: 4821943 bytes, checksum: 615dc29730ed480c902a5496dce5492f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-30T17:25:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CAIO LIBÂNIO MELO JERÔNIMO – DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2017.pdf: 4821943 bytes, checksum: 615dc29730ed480c902a5496dce5492f (MD5) Previous issue date: 2017-07-07 / Capes / A demanda constante por melhorias na qualidade de vida dos habitantes das grandes cidades, somado à crescente urbanização desses centros, torna imprescindível a utilização de meios tecnológicos para um melhor entendimento da dinâmica dos centros urbanos e como seus habitantes interagem nesses ambientes. Nesse sentido, o aumento na utilização de dispositivos eletrônicos equipados com sistemas GPS e o constante anseio da humanidade por comunicação e, mais atualmente, por conexão à internet, vem criando novas oportunidades de estudo e também grandes desafios, especialmente no que tange a grande quantidade de dados gerados pelas redes sociais. Diversas pesquisas vêm utilizando esses dados para realizar estudos que buscam compreender traços do comportamento humano, especialmente no que diz respeito à mobilidade urbana e trajetórias. Porém, grande parte das pesquisas que utilizam dados georreferenciados se restringem às dimensões espaciais e temporais, desconsiderando outros aspectos que podem influenciar na mobilidade humana. Este trabalho propõe um método computacional capaz de extrair padrões de mobilidade oriundos de mensagens georreferenciadas de redes sociais e correlacioná-los com indicadores sociais, econômicos e demográficos fornecidos por órgãos governamentais, buscando assim, analisar quais possíveis fatores poderiam exercer alguma influência sobre a mobilidade dos moradores de uma grande cidade. Para validar o método proposto, foram utilizadas mensagens postadas no Twitter e um conjunto de indicadores sociais, ambos oriundos da cidade de Londres. Os resultados mostraram a existência de correlações entre padrões de mobilidade e indicadores sociais, especialmente os relacionados com condições de emprego e renda, como também com características étnico-religiosas dos indivíduos em estudo. / The constant need for improvements in life quality of inhabitants of big cities, together with the increasing urbanization of these centers, demands the use of technological means for a better understanding of the dynamics of urban centers and how their inhabitants interact in these environments. In this sense, the adoption of electronic devices equipped with GPS systems, the human need for communication and, more recently, for Internet connection, have brought new research opportunities and great challenges, especially due to the huge amount of data generated by social networks. Several studies have used this data to carry out research that seek to understand traces of human behavior, especially with respect to urban mobility and trajectories. However, much of the research that uses georeferenced data are restricted to spatial and temporal dimensions, disregarding other aspects that may influence human mobility. This work proposes a model capable of extracting mobility patterns from georeferenced messages of social networks and correlating them with social, economic and demographic indicators provided by government agencies, seeking to analyze which factors may impact in urban mobility. To evaluate the model, we used messages posted on Twitter and a set of social indicators, both related to the city of London. The results revealed the existence of correlations between mobility patterns and social indicators, especially those related to employment and income conditions, as well as ethnic and religious characteristics of the individuals under study.