The performance of intelligent video surveillance systems is always degraded under complicated scenarios, like dynamic changing backgrounds and extremely bad weathers. Dynamic changing backgrounds make the foreground/background segmentation, which is often the first step in vision-based algorithms, become unreliable. Bad weathers, such as foggy scenes, not only degrade the visual quality of the monitoring videos, but also seriously affect the accuracy of the vision-based algorithms. In this thesis, a fast and robust texture-based background modeling technique is first presented for tackling the problem of foreground/background segmentation under dynamic backgrounds. An adaptive multi-modal framework is proposed which uses a novel texture feature known as scale invariant local states (SILS) to model an image pixel. A pattern-less probabilistic measurement (PLPM) is also derived to estimate the probability of a pixel being background from its SILS. Experimental results show that texture-based background modeling is more robust than illumination-based approaches under dynamic backgrounds and lighting changes. Furthermore, the proposed background modeling technique can run much faster than the existing state-of-the-art texture-based method, without sacrificing the output quality. Two fast adaptive defogging techniques, namely 1) foreground decremental preconditioned conjugate gradient (FDPCG), and 2) adaptive guided image filtering are next introduced for removing the foggy effects on video scenes. These two methods allow the estimation of the background transmissions to converge over consecutive video frames, and then background-defog the video sequences using the background transmission map. Results show that foreground/background segmentation can be improved dramatically with such background-defogged video frames. With the reliable foreground/ background segmentation results, the foreground transmissions can then be recovered by the proposed 1) foreground incremental preconditioned conjugate gradient (FIPCG), or 2) on-demand guided image filtering. Experimental results show that the proposed methods can effectively improve the visual quality of surveillance videos under heavy fog and bad weathers. Comparing with state-of-the-art image defogging methods, the proposed methods are shown to be much more efficient. / published_or_final_version / Computer Science / Doctoral / Doctor of Philosophy

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Recently, the U.S. Department of Defense placed the technological development of intelligence, surveillance, and reconnaissance (ISR) tools at the top of its priority list. Area surveillance that takes place in an urban setting is an ISR tool of special interest. Unmanned aerial vehicles (UAVs) are ideal candidates to perform area surveillance because they are inexpensive and they do not require a human pilot to be aboard. Multiple unmanned systems increase the rate of information flow from the target region and maintain up to date information. The purpose of the research described in this dissertation is to develop and test a system that coordinates multiple UAVs on a wide area coverage surveillance mission. The research presented in this document implements a waypoint generator for multiple aerial vehicles that is especially suited for large area surveillance. The system chooses initial locations for the vehicles and generates a set of balanced sub-trees which cover the region of interest (ROI) for the vehicles. The sub-trees are then optimally combined to form a single minimal tree that spans the entire region. The system transforms the tree path into a series of waypoints suitable for the aerial vehicles. The output of the system is a set of waypoints for each vehicle assigned to the coverage task. Results from computer simulation and flight testing are presented.

Th. 3e cycle--Physiol.--Paris 5, 1982. N°: 41.

L'environnement professionnel est une source multifactorielle d'expositions où des nuisances d'origine industrielle, chimique ou toxique interagissent pour produire des effets néfastes sur la santé. Le Réseau National de Vigilance et de Prévention des Pathologies Professionnelles (RNV3P) est une base de données où des médecins spécialistes enregistrent des Problèmes de Santé au Travail (PST) à la suite d'un interrogatoire professionnel avec le patient. Un PST est défini comme l'association entre une pathologie et des expositions professionnelles multiples (1 à 5 nuisances, un métier et un secteur d'activité). Les objectifs consistent à développer une approche prenant en compte la multi-exposition professionnelle pour surveiller et détecter les PST potentiellement émergents. Ce travail débute par l'investigation des méthodes et outils statistiques existants pour la surveillance et la détection des événements sanitaires émergents. Nous décrivons ensuite la base de données du RNV3P, son activité et les travaux de recherche déjà réalisés, puis définissons le concept d'émergence au sens des données du RNV3P. Dans un premier temps, nous avons développé une approche basée sur les réseaux relationnels, appelée "Exposomes", qui permet de caractériser et surveiller les expositions professionnelles simples ou multiples potentiellement en cause dans la survenue de la pathologie. A partir du processus d'enregistrement des PST, nous avons dans un deuxième temps développé des travaux de modélisation, appelés "Fonctions Expertes", et construit une stratégie pour détecter des Problèmes de Santé au Travail potentiellement émergents. / The occupational environment is a multifactorial source of exposures where industrial, chemical or toxic hazards interact to produce adverse effects on health. The French national occupational disease surveillance and prevention network (called RNV3P for Réseau National de Vigilance et de Prévention des Pathologies Professionnelles) is a database of Occupational Health Problems (OHPs) defined by physician scientists after a professionnal examination with the patient. An OHP is defined as an association between a disease and a set of occupational exposures (1 to 5 hazards, poste and activity sector). Objectives consist in developing an approach taking into account occupational multi-exposure for temporal surveillance of OHPs and identifying potentially emerging OHPs. This work begins with investigation of existent methods and statistical tools for surveillance and detection of emerging public health events. We then describe the RNV3P database, activity and researches already done, and then we define the concept of emergence in the sense of RNV3P data. First, we developed an approach based on relational networks, called "exposome" which is used to characterize and monitor single or multiple occupational exposures potentially involved in the onset of the disease. Second, from the OHP registration process, we develop a modeling work, called "Experts Functions", and built a strategy to detect potentially emerging OHPs.

L’objectif principal de ce travail de thèse est de proposer une méthode d’évaluation de ces algorithmes qui soit réaliste, pragmatique, opérationnel (que les acteurs de la surveillance pourront mettre simplement en œuvre), validé et reproductible. Cette méthode permettra de tester et d’évaluer les algorithmes pour en établir les caractéristiques et pour en définir les limites. Pour atteindre cet objectif, premièrement, nous proposons de modéliser le processus de surveillance avec ses tâches associées, la prise de décision et l’utilisation des ODA en conditions réelles. Un travail centré sur l’incertitude au cours de la gestion d’épidémie et l’identification d’outils potentiellement utilisables pour aider à la prise de décision a été réalisé.Deuxièmement, comme la maîtrise de l’ensemble du jeu de données d’évaluation est un préalable à toute évaluation, nous avons proposé une nouvelle approche qui permet de simuler en quelques minutes, à partir d’épidémies publiées, des courbes épidémiques réalistes. Nous avons utilisé les techniques de rééchantillonnage de Monte-Carlo permettant de résoudre un certain nombre de problèmes non traités dans la littérature et nous avons identifié la divergence du χ² comme une métrique intéressante pour réaliser le contrôle qualité de cette simulation. Nous avons également proposé une revue détaillée et commentée de l’ensemble des métriques d’évaluations publiées (>50). / The main goal of this work is to propose an assessment method to evaluate outbreak detection algorithm with the following characteristics: realistic, pragmatic, operational (easy to implement), validated and reproducible. This method will allow testing and evaluating outbreak detection algorithms with the objective to determine their features and limits. To reach this goal, firstly, we propose to model the surveillance process with their associated tasks, the decision-making and the use of ODA in real conditions. A work focused of uncertainty during the outbreak management and identification of possible tools to support the expert decision-making is presented.Secondly, because building a standardized dataset of evaluation is a prior before any evaluation, we proposed a new approach to simulate in few minutes, from published epidemics, realistic outbreak curve. We used a Monte-Carlo sampling approach to solved several problems non treated in literature and identified theχ²divergence to realized the quality control of data simulated. We also proposed a detailed and commented review on published evaluation metrics (>50). An example of ODA evaluation was realized by comparing several change point analysis (CPA) model and expert judgment while seeking to identify the complementarity between human and statistical tool in a goal of help to decision-making.

West Nile virus (WNv) is an arbovirus and is transmitted by infected mosquitoes after feeding on the blood of birds carrying the virus. The Canadian WNv national surveillance system has just completed its tenth year of operation. The thesis is to evaluate the surveillance system and analyze multi-year human data. The evaluation includes the use of multiple lines of complementary methods such as the US CDC surveillance guidelines, Canadian Evaluation Framework, document review and a survey. Logistic and Poisson regressions were used for data analyses. WNv has become endemic in most parts of Canada since the virus occurred in 2001. The virus activity is peak around August. High numbers of human cases with WNv neurological syndrome identified pose a significant health concern due to the long term sequelae among affected patients. WNv national surveillance met its main objectives and there is a continual need for the surveillance.

Le titre XXV du Code de procédure pénale destiné à lutter contre la criminalité et la délinquance organisées a été introduit par la loi du 9 mars 2004, laquelle a créé une notion par son régime. Celui-ci, dérogatoire, comprend un panel d’actes d’investigations, lesquels supposent la mise à disposition de techniques d’enquête permettant d’anticiper, d’agir et de mieux appréhender les modes de fonctionnement de criminels considérablement aguerris. Plus précisément, il s’agit des techniques de surveillance des personnes et des biens, de l’infiltration, de l’enquête sous pseudonyme, des interceptions de correspondances émises par la voie des communications électroniques, de l’accès aux correspondances stockées, de l’IMSI-catcher, de la captation de données informatiques, et de la sonorisation et fixation d’images de certains lieux ou véhicules. Alors que les méthodes utilisées sont particulièrement coercitives, le domaine d’application n’est pas défini. En effet, s’il existe une énumération des infractions concernées par le régime, la criminalité et la délinquance organisées, pour leur part, ne sont pas définies. En réalité, ces infractions toutes décousues comprennent de multiples valeurs protégées, divers quantum de peine, et des circonstances aggravantes variées. Mais, le choix du législateur s’explique puisque l’expression « criminalité organisée » est ancienne et recouvre de multiples acceptions. Si, pour se conformer au principe de légalité criminelle, certains pensent qu’une définition rigoureuse de la notion est souhaitable, d’autres, en revanche, considèrent que le phénomène ne peut être réduit à un unique vocable ou syntagme. Cependant, l’étude démontre que, compte tenu de l’ampleur des disparates manifestations de la criminalité organisée, le législateur n’a cessé d’étendre le périmètre de ce régime en passant de deux à trois articles, et de listes à des groupes d’infractions. Ainsi, près de quinze ans après l’entrée en vigueur de ladite loi, le constat est sans appel, il existe une incapacité matérielle à véritablement saisir ce phénomène. Partant, des catégories d’infractions se recoupent au sein de plusieurs procédures particulières, et ce, pour étendre les moyens de surveillance. Des nouveaux procédés ont été intégrés mais d’autres ont également été multipliés. Dès lors, l’extension de l’une s’accompagne de l’autre. Ainsi, la simplification des dispositions du Code de procédure pénale est devenue essentielle, ce qui a conduit cette étude à s’interroger sur le rapprochement entre les règles dérogatoires et celles de droit commun. Pour appréhender ces techniques d’enquête, il faut procéder par renvois entre les articles puisque la configuration actuelle du Code de procédure pénale ne se limite pas au seul titre XXV. Cette étude propose donc de réorganiser l’emplacement de ces moyens de surveillance en les rationalisant au mieux. Une gradation était nécessaire puisque certes, elles portent toutes atteintes au droit au respect de la vie privée mais pas au même degré. Enfin, dans un objectif de simplification de la procédure, le projet de loi de programmation 2018-2022 envisage une nouvelle extension de ces moyens de surveillance. Bien que l’ambition semble, pour l’heure, inachevée, cela témoigne des perspectives d’évolution de la matière, laquelle doit perpétuellement trouver un juste équilibre entre une lutte efficace contre la criminalité et délinquance organisée et la protection de la vie privée, notamment. / By the law of March 9, 2004, Title XXV of the Code of Criminal Procedure entitled "The procedure applicable to organized crime and delinquency" created a notion by its regime. The latter, derogatory, includes a panel of investigative acts, which involve the provision of investigative techniques to anticipate, act and better apprehend the modes of operation of criminals considerably seasoned. Specifically, these include surveillance of persons and property, infiltration, pseudonym investigation, interception of correspondence via electronic communications, access to stored correspondence, the IMSI-catcher, the capture of computer data, and the sound and image fixation of certain places or vehicles. While the methods used are particularly coercive, the scope is not defined. Indeed, while there is an enumeration of the offenses concerned by the regime, organized crime and delinquency, for their part, are not defined. In reality, these all-encompassing offenses include multiple protected values, varying quantum of sentence, and various aggravating circumstances. But, the choice of the legislator is explained because the expression "organized crime" is old and covers multiple meanings. If, in order to comply with the principle of criminal legality, some people think that a rigorous definition of the notion is desirable, others, on the other hand, consider that the phenomenon can not be reduced to a single word or phrase. However, the study shows that, given the extent of the disparate manifestations of organized crime, the legislator has continued to expand the scope of this regime from two to three articles, and lists to groups offenses. Thus, nearly fifteen years after the entry into force of the said law, the finding is without appeal, there is a material incapacity to truly grasp this phenomenon. As a result, categories of offenses overlap in a number of specific procedures to extend the means of surveillance. New processes have been integrated but others have also been multiplied. From then on, the extension of one is accompanied by the other. Thus, the simplification of the provisions of the Code of Criminal Procedure has become essential, which led this study to question the approximation between the derogating rules and those of common right. To understand these investigative techniques, it is necessary to cross-refer the articles since the current configuration of the Code of Criminal Procedure is not limited to Title XXV alone. This study proposes to reorganize the location of these means of surveillance by rationalizing them at best. A gradation was necessary since, as they all violate the right to respect for private life but not to the same degree. Lastly, with a view to simplifying the procedure, the 2018-2022 programming bill envisages a further extension of these means of surveillance. Although the ambition seems, for the time being, unfinished, this shows the prospects of evolution of the subject, which must perpetually find a right balance between an effective fight against crime and organized crime and the protection of privacy. This statement has never been more true living in our times right now.

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