Cette recherche interroge les enjeux heuristiques et opérationnels de la vidéo dans la pratique de l'urbanisme. Pour ce faire, elle opère une rencontre entre la notion d'ambiances architecturales et urbaines, telle qu'elle est développée au CRESSON, et les concepts d'image-mouvement et d'image-temps développés par Deleuze. Puis elle propose de rendre cette rencontre effective dans le cadre de la pratique de l'urbanisme à travers le compositing numérique, technique de manipulation des images animées.L'hypothèse qui guide cette recherche est qu'il est possible de définir une image-composite capable de faire valoir et de mettre en débat des phénomènes d'ambiances spécifiques aux territoires étudiés. Cette hypothèse se formalise autour de deux corpus, le premier est issu d'une pratique artistique de la vidéo qui motiva la mise en place de ce projet de thèse, le deuxième est issu d'une pratique de la vidéo en agence d'urbanisme qui s'effectua tout au long de cette recherche.Ce travail permet de valoriser la vidéo comme support de connaissance d'un côté et comme posture de projet de l'autre. Support de connaissance, car la vidéo offre la possibilité de renouveler l'approche phénoménologique en vigueur dans le champ des ambiances par une appréhension des phénomènes sensibles dans le temps de leur actualisation. Posture de projet, car la vidéo est susceptible de reconfigurer les modalités relationnelles en œuvre dans les dynamiques d'analyse et de conception de l'espace et du territoire / This research questions the heuristic and operational issues of the video in the practice of urban planning. To do this, it operates a meeting between the notion of architectural and urban environments, as developed in Cresson, with image-mouvement and image-temps concepts developed by Deleuze. Then it proposes to give effect to this meeting in the practice of urban planning through digital compositing, technical handling of moving images.The hypothesis guiding this research is that it is possible to define a image-composite able to argue and to debate specific environments territories studied phenomena. This assumption is formalized around two corpus, the first comes from an artistic practice of video that motivated the development of this thesis, the second is from a practice of video in urban planning agency was carried out throughout this research.This work adds value to the video as knowledge media on one side and posture as a project of the other. Support for knowledge, because video offers the possibility of renewing the phenomenological approach in force in the atmospheres of the field by a sensitive understanding of phenomena in time of updating. Project posture, because the video is likely to reconfigure relational modalities implemented in dynamic analysis and design of the space and territory

Les applications de vision par ordinateur embarquées demandent une forte capacité decalcul et poussent le développement des systèmes multi- et many-cores spécifiques à l’application. Les choix au départ de la conception du système peuvent impacter sa performance parallèle finale – parmi lesquelles la granularité de la parallélisation, le nombre de processeurs et l’équilibre entre calculs et l’acheminement des données. L’impact de ces choix est difficile à estimer dans les phases initiales de conception et il y a peu d’outils et méthodes pour aider les concepteurs dans cette tâche. Les contributions de cette thèse consistent en deux méthodes et les outils associés qui visent à faciliter la sélection des paramètres architecturaux d’un multiprocesseur embarqué et les stratégies de parallélisation des applications de vision embarquée. La première est une méthode d’exploration de l’espace de conception qui repose sur Parana, un outil fournissant une estimation rapide et précise de la performance parallèle. Parana permet l’évaluation de différents scénarios de parallélisation et peut déterminer la limite maximale de performance atteignable. La seconde contribution est une méthode pour l’optimisation du dimensionnement des tuiles d’images 2D utilisant la programmation par contraintes dans l’outil Tilana. La méthode proposée intègre pour plus de précision des facteurs non-linéaires comme les temps des transferts DMA et les surcoûts de l’ordonnancement parallèle. / Embedded computer vision applications demand high system computational power and constitute one of the key drivers for application-specific multi- and many-core systems. A number of early system design choices can impact the system’s parallel performance – among which the parallel granularity, the number of processors and the balance between computation and communication. Their impact in the final system performance is difficult to assess in early design stages and there is a lack for tools that support designers in this task. The contributions of this thesis consist in two methods and associated tools that facilitate the selection of embedded multiprocessor’s architectural parameters and computer vision application parallelization strategies. The first consists of a Design Space Exploration (DSE) methodology that relies on Parana, a fast and accurate parallel performance estimation tool. Parana enables the evaluation of what-if parallelization scenarios and can determine their maximum achievable performance limits. The second contribution consists of a method for optimal 2D image tile sizing using constraint programming within the Tilana tool. The proposed method integrates non-linear DMA data transfer times and parallel scheduling overheads for increased accuracy.

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Les salles de cinéma sont passées à l'ére numérique. L'objectif de cette thèse est d'étudier le déploiement du cinéma numérique pour les salles d'art et essai et de proposer des solutions techniques ouvertes, basées sur des logiciels libres et gratuits. Nous présentons les impacts du passage au numérique pour les distributeurs et les exploitants indépendants. Nous détaillons le fonctionnement du cinéma numérique : de la création de contenu au format DCP, au système de projection en salles. Dans cette thèse, nous proposons deux solutions : une solution de projection basée sur le lecteur multimédia VLC, et un système de transmission dématérialisée de DCP des distributeurs vers les exploitants. / Movie theaters have switched to the digital era. The objective of this thesis is to study the deployment of digital cinema for arthouse cinemas and to propose open technical solutions based on free and open source software. We present the impacts of the digital switch for independent distributors and exhibitors. We detail the workflow of the digital cinema specification: from creation of DCP content to the projection system in theaters. This thesis offers two solutions: a projection system based on the VLC media player, and a dematerialized transmission system of DCP from distributors to exhibitors.

Nous abordons le problème de la synchronisation automatique d'un contenu audiovisuel avec une procédure textuelle qui le décrit. La stratégie consiste à extraire des informations sur la structure des deux contenus puis à les mettre en correspondance. Nous proposons deux outils d'analyse vidéo qui extraient respectivement : * les limites des évènements d'intérêt à l'aide d'une méthode de quantification de type dictionnaire * les segments dans lesquels une action se répète en exploitant une méthode d'analyse fréquentielle : le YIN. Ensuite, nous proposons un système de synchronisation qui fusionne les informations fournies par ces outils pour établir des associations entre les instructions textuelles et les segments vidéo correspondants. Une "Matrice de confiance" est construite et exploitée de manière récursive pour établir ces associations en regard de leur fiabilité. / We address the problem of automatic synchronization of an audiovisual content with a procedural text that describes it. The strategy consists in extracting pieces of information about the structure from both contents, and in matching them depending on their types. We propose two video analysis tools that respectively extract: * Limits of events of interest using an approach inspired by dictionary quantization. * Segments that enclose a repeated action based on the YIN frequency analysis method. We then propose a synchronization system that merges results coming from these tools in order to establish links between textual instructions and the corresponding video segments. To do so, a "Confidence Matrix" is built and recursively processed in order to identify these links in respect with their reliability.

Cette thèse présente plusieurs contributions permettant d'améliorer la diffusion de vidéos. Dans la première partie de la thèse, nous évaluons et analysons les mécanismes de tolérance d'erreurs (correction et masquage d'erreurs). Les performances de ces différents mécanismes sont évaluées pour des taux de pertes de paquets variables. Les contributions suivantes mettent l'accent sur un code à effacements à la volée, appelée Tetrys, plus efficace que les codes en blocs classiques (Forward Error Correction - FEC). Tout d'abord, nous étudions l'application de Tetrys à la transmission vidéo temps réel par des chemins multiples. Nous proposons un découplage entre l'allocation de la charge et la gestion de la redondance pour Tetrys. Tetrys, lorsqu'il est couplé avec un mécanisme de répartition de charge appelé Encoded Multipath streaming (EMS), surpasse le couplage entre EMS et FEC pour les deux modèles de perte testés (Bernoulli et Gilbert-Elliott) en termes de taux de perte résiduel et de qualiée vidéo. En exploitant la capacité de correction de Tetrys, nous étudions ensuite les performances du décodage tardif où les paquets arrivant en retard sont décodés et utilisés pour stopper la propagation d'erreur. Enfin, une étude plus approfondie sur Tetrys propose un algorithme d'adaptation de la redondance, appelé A-Tetrys, permettant de gérer la dynamique du réseau. Cet algorithme combine des approches réactives et pro-actives pour adapter au mieux le taux de redondance. L'évaluation des performances montre que A-Tetrys parvient à gérer simultanément les variations du taux de perte, du modèle de perte et du délai. Nous étudions ensuite un autre challenge en proposant un nouveau critère d'équité : la qualité vidéo. Nous proposons un algorithme Q-AIMD qui permet un partage équitable de la bande passante en termes de qualité vidéo entre des ux concurrents. Nous présentons un système pour le déploiement de cet algorithme Q-AIMD et nous étudions sa convergence. L'évaluation de différentes métriques de qualité vidéo (PSNR, QP et VQM) montre une diminution importante des écarts de qualité vidéo entre plusieurs flux par rapport à l'approche traditionnelle AIMD qui se base sur le débit. De plus, une autre contribution sur ce sujet propose une nouvelle approche appelée courbe virtuelle. Contrairement à QAIMD qui est une approche décentralisée, la courbe virtuelle est une approche centralisée qui permet à la fois une équité entre les flux vidéo en termes de qualité vidéo et une équité entre les flux non-vidéo et flux vidéo en termes de débit. / This thesis contributes to deal with the challenges in video delivery. In the first part of the thesis, we evaluate and analyse the error tolerance schemes (error protection and error resilience). The analysis shows how an error protection solution (equal and unequal) behaves in a wide range of packet loss rate from less lossy to error prone environments. We then study the performance of error protection schemes against the error resilience tools. Departing from the insights drawn from the evaluation and analysis, our next contributions focus on an on-the-y systematic erasure code, named Tetrys, which outperforms the traditional Forward Error Correction (FEC) approach. First, we study the application of Tetrys to real-time multipath transmission. We propose decoupling between load allocation and redundancy traffic for Tetrys. Tetrys coupled with a load splitting scheme, Encoded Multipath Streaming (EMS), outperforms the coupling between EMS and FEC for both loss patterns (Bernoulli and Gilbert-Elliott) in terms of residual loss rate and video quality. Exploiting the full reliable property of Tetrys, we then study the performance of Tetrys late-decoding (LD) where late-arrival packets are lately decoded and used to stop the error progatation. Finally, a deeper study on Tetrys focuses on an redundancy adaptation algorithm, named A-Tetrys, to cope with the network dynamics. We propose an algorithm which has both reaction and estimation behaviors to adapt its redundancy ratio. The performance evaluation shows that A-Tetrys copes well with the variations of both loss rate, loss pattern and delay. Then, we study another today challenge for a new fairness criterion, the video quality. We propose a Q-AIMD algorithm that enables a fair share in terms of video quality between competing ows. We discuss a system with the control granularity to deploy the Q-AIMD algorithm and study its convergence. The evaluation with different video quality metrics (PSNR, QP and VQM) shows an important diminution in video quality discrepancies between different transmitted ows compared to traditional throughput-based AIMD. Looking from another view, another work focuses on a virtual curve approach. Unlike Q-AIMD which is a decentralized approach, virtual curve is a centralized approach that enables both intra-fairness between video ows in terms of video quality and inter-fairness between non-video and video ows in terms of throughput.

Les vidéos sont de plus en plus utilisées dans un contexte pédagogique, mais les formats de présentation sur les plateformes spécialisées (e.g., MOOC) sont variés et peu analysés. Il paraît cependant nécessaire de s’intéresser aux processus à l’oeuvre lors des tâches d’apprentissage et de recherche d’information (RI) pour adapter au mieux les environnements vidéo aux besoins et ressources cognitifs des individus. Au cours de ces deux tâches (RI et apprentissage), la littérature scientifique fait apparaître l’importance de la qualité du modèle mental de l’individu. Pour favoriser la construction d’un modèle mental pertinent par l’individu, deux types d’étayage sont envisagés au cours de cette thèse : la segmentation de la barre de navigation et la structuration du contenu de la vidéo par une table des matières. Les trois premières études ont permis de montrer que la présence conjointe des deux niveaux d’étayage a favorisé la performance en RI (étude 1), mais qu’elle n’a pas permis la construction d’un modèle mental efficace du contenu de la vidéo (étude 2). Au cours de l’étude 3, différents formats de présentation ont été comparés : le format pop-up a permis de diminuer la difficulté perçue de la tâche de RI. Les deux dernières études se sont centrées sur les effets de l’étayage lors d’une tâche d’apprentissage. La présence d’étayage n’a pas amélioré la qualité de l’apprentissage (étude 4). Néanmoins, lorsque l’apprenant est rendu actif, grâce à une tâche de RI par exemple, la mémorisation du contenu de la vidéo a été améliorée (étude 5). Les résultats sont discutés en termes de rôle organisateur de l’étayage permettant une récupération efficace de l’information. L’étayage organiserait l’information entrante dans l’environnement vidéo ou la mémoire de l’individu selon la tâche. / Videos are more and more used in pedagogical contexts, but presentation formats on specific platforms (e.g., MOOC) are varied and not so much analyzed. However, it seems necessary to focus on processes involved during learning and information seeking (IS) tasks to adapt video-based environments to individuals’ needs and cognitive resources. During learning and IS, scientific literature highlights the importance of individuals’ mental models. To encourage the construction of a relevant mental model, two types of scaffolding are considered in this thesis: the segmentation of the timeline and the structuration of the video content using a table of contents. The first three studies showed that the conjoint use of the two levels of scaffolding enhanced IS performance (study 1), but it did not promote the construction of a relevant mental model of the video content (study 2). During study 3, several presentation format were compared: the pop-up format reduced perceived difficulty of the IS task. The last two studies focused on the effects of scaffolding during a learning task. The presence of scaffolding did not enhanced learning performance (study 4). Nevertheless, when the learner was made active, thanks to an IS task for example, memorization of the video content was improved (study 5). Results are discussed in terms of organizing role of scaffolding enabling effective recovery of information. Scaffolding is here thought to organize incoming information in the video-based environment or in individual’s memory according to the task.

Le travail de thèse que nous présentons s’articule autour de l’utilisation de caméras motorisées à trois degrés de liberté, également appelées caméras PTZ. Ces caméras peuvent être pilotées suivant deux angles. L’angle de panorama (θ) permet une rotation autour d’un axe vertical et l’angle de tangage (ϕ) permet une rotation autour d’un axe horizontal. Si, théoriquement, ces caméras permettent donc une vue omnidirectionnelle, elles limitent le plus souvent la rotation suivant l’angle de panorama mais surtout suivant l’angle de tangage. En plus du pilotage des rotations, ces caméras permettent également de contrôler la distance focale permettant ainsi un degré de liberté supplémentaire. Par rapport à d’autres modèles, les caméras PTZ permettent de construire un panorama - représentation étendue d’une scène construite à partir d’une collection d’image - de très grande résolution. La première étape dans la construction d’un panorama est l’acquisition des différentes prises de vue. A cet effet, nous avons réalisé une étude théorique permettant une couverture optimale de la sphère à partir de surfaces rectangulaires en limitant les zones de recouvrement. Cette étude nous permet de calculer une trajectoire optimale de la caméra et de limiter le nombre de prises de vues nécessaires à la représentation de la scène. Nous proposons également différents traitements permettant d’améliorer sensiblement le rendu et de corriger la plupart des défauts liés à l’assemblage d’une collection d’images acquises avec des paramètres de prises de vue différents. Une part importante de notre travail a été consacrée au recalage automatique d’images en temps réel, c’est à dire que chaque étapes est effectuée en moins de 40ms pour permettre le traitement de 25 images par seconde. La technologie que nous avons développée permet d’obtenir un recalage particulièrement précis avec un temps d’exécution de l’ordre de 4ms (AMD1.8MHz). Enfin, nous proposons deux applications de suivi d’objets en mouvement directement issues de nos travaux de recherche. La première associe une caméra PTZ à un miroir sphérique. L’association de ces deux éléments permet de détecter tout objet en mouvement dans la scène puis de se focaliser sur l’un d’eux. Dans le cadre de cette application, nous proposons un algorithme de calibrage automatique de l’ensemble caméra et miroir. La deuxième application n’exploite que la caméra PTZ et permet la segmentation et le suivi des objets dans la scène pendant le mouvement de la caméra. Par rapport aux applications classiques de suivi de cible en mouvement avec une caméra PTZ, notre approche se différencie par le fait que réalisons une segmentation fine des objets permettant leur classification. / The thesis considers the of use motorized cameras with 3 degrees of freedom which are commonly called PTZ cameras. The orientation of such cameras is controlled according to two angles: the panorama angle (θ) describes the degree of rotation around on vertical axis and the tilt angle (ϕ) refers to rotation along a meridian line. Theoretically, these cameras can cover an omnidirectional field of vision of 4psr. Generally, the panorama angle and especially the tilt angle are limited for such cameras. In addition to control of the orientation of the camera, it is also possible to control focal distance, thus allowing an additional degree of freedom. Compared to other material, PTZ cameras thus allow one to build a panorama of very high resolution. A panorama is a wide representation of a scene built starting from a collection of images. The first stage in the construction of a panorama is the acquisition of the various images. To this end, we made a theoretical study to determine the optimal paving of the sphere with rectangular surfaces to minimize the number of zones of recovery. This study enables us to calculate an optimal trajectory of the camera and to limit the number of images necessary to the representation of the scene. We also propose various processing techniques which appreciably improve the rendering of the mosaic image and correct the majority of the defaults related to the assembly of a collection of images which were acquired with differing image capture parameters. A significant part of our work was used to the automatic image registration in real time, i.e. lower than 40ms. The technology that we developed makes it possible to obtain a particularly precise image registration with an computation time about 4ms (AMD1.8MHz). Our research leads directly to two proposed applications for the tracking of moving objects. The first involves the use of a PTZ camera and a spherical mirror. The combination of these two elements makes it possible to detect any motion object in the scene and to then to focus itself on one of them. Within the framework of this application, we propose an automatic algorithm of calibration of the system. The second application exploits only PTZ camera and allows the segmentation and the tracking of the objects in the scene during the movement of the camera. Compared to the traditional applications of motion detection with a PTZ camera, our approach is different by the fact that it compute a precise segmentation of the objects allowing their classification.

Les travaux présentés dans ce manuscrit traitent de la détection de personnes dans des séquences d’images et de l’analyse de leur activité. Ces travaux ont été menés au sein de l’institut PRISME dans le cadre du projet CAPTHOM du pôle de compétitivité S2E2. Après un état de l’art sur l’analyse de séquences d’images pour l’interprétation automatique de scènes et une étude comparative de modules de vidéo-surveillance, nous présentons la méthode de détection de personnes proposée dans le cadre du projet CAPTHOM. Celle-ci s’articule autour de trois étapes : la détection de changement, le suivi d’objets mobiles et la classification. Chacune de ces étapes est décrite dans ce manuscrit. Ce système a été évalué sur une large base de vidéos correspondant à des scénarios de cas d’usage de CAPTHOM établis par les partenaires du projet. Ensuite, nous présentons des méthodes permettant d’obtenir, à partir du flux vidéo d’une ou deux caméras, d’autres informations de plus haut-niveau sur l’activité des personnes détectées. Nous présentons tout d’abord une mesure permettant de quantifier leur activité. Ensuite, un système de stéréovision multi-capteurs combinant une caméra infrarouge et une caméra visible est utilisé pour augmenter les performances du système de détection mais aussi pour permettre la localisation dans l’espace des personnes et donc accéder à une cartographie de leurs déplacements. Finalement, une méthode de détection d’événements anormaux, basée sur des statistiques de distributions spatiales et temporelles des pixels de l’avant-plan est détaillée. Les méthodes proposées offrent un panel de solutions performantes sur l’extraction d’informations haut-niveau à partir de séquences d’images. / The work presented in this manuscript deals with people detection and activity analysis in images sequences. This work has been done in the PRISME institut within the framework of the CAPTHOM project of the French Cluster S2E2. After a state of the art on video analysis and a comparative study of several video surveillance tools, we present the people detection method proposed within the framework of the CAPTHOM project. This method is based on three steps : change detection, mobile objects tracking and classification. Each steps is described in this thesis. The system was assessed on a wide videos dataset. Then, we present methods used to obtain other high-level information concerning the activity of detected persons. A criterion for characterizing their activity is presented. Then, a multi-sensors stereovision system combining an infrared and a daylight camera is used to increase performances of the people detection system but also to localize persons in the 3D space and so build the moving cartography. Finally, an abnormal events detection method based on statistics about spatio-temporal foreground pixel distribution is presented. These proposed methods offer robust and efficient solutions on high-level information extraction from images sequences.

Cette thèse s'intéresse à la phénoménologie relative à l'imagerie passive dans le domaine sub-térahertz allant de 0,1 à 1 THz. Dans cette fenêtre électromagnétique, les matériaux diélectriques comme les vêtements sont transparents ce qui ouvre la voie à la réalisation d'images des personnes débarrassées de leurs vêtements et la possibilité de détecter des objets extracorporels cachés sous ces derniers. Le processus de formation d'images repose sur la détection des puissances de rayonnement provenant de la scène et sur la discrimination des signatures spectrales des objets de la scène. Dans cette thèse, nous mesurons l'indice, la transmission et la diffusion de quelques vêtements et autres matériaux dissimulants dans le domaine térahertz. La technique de mesure utilisée est la spectroscopie térahertz dans le domaine temporel, la génération et la détection des signaux sont réalisées par les photocommutateurs ultra-rapides à base de GaAs-BT. Les résultats obtenus s'étendent jusqu'à 2 ou 2,5 THz. La technique de mesure est ensuite adaptée pour la détermination in-vivo des propriétés térahertz de la peau humaine. La base de données constituée par la campagne de mesures est enfin intégrée dans un modèle radiométrique pour l'étude des scénarios d'imagerie passive de détection à distance. Les performances obtenables sont discutées et les spécifications favorables à l'imagerie sont déduites. / The thesis focuses on the phenomenology related to passive imaging in Millimeter/Terahertz domain, 0.1 to 1 THz. In this domain, dielectric materials such as clothing are transparent, this paves the way for the creation of images of people guillemotleft stripped of guillemotright their clothing and the ability to detect extracorporeal objects hidden behind the clothes. In this thesis, we measure the optical index, the transmission and the diffusion of some hidden materials in the terahertz domain. The measurement technique used is the terahertz time-domain spectroscopy. The generation and detection of signals are carried out by LT-GaAS photoswitches. The results extend to 2 or 2.5 THz. The optical properties of human skin is measured using our experimental setup mounted in reflection geometry. The database made from the measurement campaign is finally integrated into a radiometric model for the study of passive imaging scenarios for remote sensing. Obtainable performances are discussed and favorable specification to imaging are derived.