Depuis quelques années, un intérêt grandissant pour les interactions homme-robot (HRI), avec pour but de développer des robots pouvant interagir (ou plus généralement communiquer) avec des personnes de manière naturelle. Cela requiert aux robots d'avoir la capacité non seulement de comprendre une conversation et signaux non verbaux associés à la communication (e.g. le regard et les expressions du visage), mais aussi la capacité de comprendre les dynamiques des interactions sociales, e.g. détecter et identifier les personnes présentes, où sont-elles, les suivre au cours de la conversation, savoir qui est le locuteur, à qui parle t-il, mais aussi qui regarde qui, etc. Tout cela nécessite aux robots d’avoir des capacités de perception multimodales pour détecter et intégrer de manière significative les informations provenant de leurs multiples canaux sensoriels. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur les entrées sensorielles audio-visuelles du robot composées de microphones (multiples) et de caméras vidéo. Dans cette thèse nous nous concentrons sur trois tâches associés à la perception des robots, à savoir : (P1) localisation de plusieurs locuteurs, (P2) localisation et suivi de plusieurs personnes, et (P3) journalisation de locuteur. La majorité des travaux existants sur le traitement du signal et de la vision par ordinateur abordent ces problèmes en utilisant uniquement soit des signaux audio ou des informations visuelles. Cependant, dans cette thèse, nous prévoyons de les aborder à travers la fusion des informations audio et visuelles recueillies par deux microphones et une caméra vidéo. Notre objectif est d'exploiter la nature complémentaire des modalités auditive et visuelle dans l'espoir d'améliorer de manière significatives la robustesse et la performance par rapport aux systèmes utilisant une seule modalité. De plus, les trois problèmes sont abordés en considérant des scénarios d'interaction Homme-Robot difficiles comme, par exemple, un robot engagé dans une interaction avec un nombre variable de participants, qui peuvent parler en même temps et qui peuvent se déplacer autour de la scène et tourner la tête / faire face aux autres participants plutôt qu’au robot. / In recent years, there has been a growing interest in human-robot interaction (HRI), with the aim to enable robots to naturally interact and communicate with humans. Natural interaction implies that robots not only need to understand speech and non-verbal communication cues such as body gesture, gaze, or facial expressions, but they also need to understand the dynamics of the social interplay, e.g., find people in the environment, distinguish between different people, track them through the physical space, parse their actions and activity, estimate their engagement, identify who is speaking, who speaks to whom, etc. All these necessitate the robots to have multimodal perception skills to meaningfully detect and integrate information from their multiple sensory channels. In this thesis, we focus on the robot's audio-visual sensory inputs consisting of the (multiple) microphones and video cameras. Among the different addressable perception tasks, in this thesis we explore three, namely; (P1) multiple speakers localization, (P2) multiple-person location tracking, and (P3) speaker diarization. The majority of existing works in signal processing and computer vision address these problems by utilizing audio signals alone, or visual information only. However, in this thesis, we plan to address them via fusion of the audio and visual information gathered by two microphones and one video camera. Our goal is to exploit the complimentary nature of the audio and visual modalities with a hope of attaining significant improvements on robustness and performance over systems that use a single modality. Moreover, the three problems are addressed considering challenging HRI scenarios such as, eg a robot engaged in a multi-party interaction with varying number of participants, which may speak at the same time as well as may move around the scene and turn their heads/faces towards the other participants rather than facing the robot.

La previz on-set est une étape de prévisualisation qui a lieu directement pendant la phase de tournage d’un film à effets spéciaux. Cette proposition de prévisualisation consiste à montrer au réalisateur une vue assemblée du plan final en temps réel. Le travail présenté dans cette thèse s’intéresse à une étape spécifique de la prévisualisation : le compositing. Cette étape consiste à mélanger plusieurs sources d’images pour composer un plan unique et cohérent. Dans notre cas, il s’agit de mélanger une image de synthèse avec une image issue de la caméra présente sur le plateau de tournage. Les effets spéciaux numériques sont ainsi ajoutés à la prise de vue réelle. L’objectif de cette thèse consiste donc à proposer un système permettant l’ajustement automatique du mélange entre les deux images. La méthode proposée nécessite la mesure de la géométrie de la scène filmée. Pour cette raison, un capteur de profondeur est ajouté à la caméra de tournage. Les données sont relayées à l’ordinateur qui exécute un algorithme permettant de fusionner les données du capteur de profondeur et de la caméra de tournage. Par le biais d’un démonstrateur matériel, nous avons formalisé une solution intégrée dans un moteur de jeux vidéo. Les expérimentations menées montrent dans un premier temps des résultats encourageants pour le compositing en temps réel. Nous avons observé une amélioration des résultats suite à l’introduction de la méthode de segmentation conjointe. La principale force de ce travail réside dans la mise en place du démonstrateur qui nous a permis d’obtenir des algorithmes efficaces dans le domaine de la previz on-set. / Previz on-set is a preview step that takes place directly during the shootingphase of a film with special effects. The aim of previz on-set is to show to the film director anassembled view of the final plan in realtime. The work presented in this thesis focuses on aspecific step of the previz : the compositing. This step consists in mixing multiple images tocompose a single and coherent one. In our case, it is to mix computer graphics with an imagefrom the main camera. The objective of this thesis is to propose a system for automaticadjustment of the compositing. The method requires the measurement of the geometry ofthe scene filmed. For this reason, a depth sensor is added to the main camera. The data issent to the computer that executes an algorithm to merge data from depth sensor and themain camera. Through a hardware demonstrator, we formalized an integrated solution in avideo game engine. The experiments gives encouraging results for compositing in real time.Improved results were observed with the introduction of a joint segmentation method usingdepth and color information. The main strength of this work lies in the development of ademonstrator that allowed us to obtain effective algorithms in the field of previz on-set.

Nous nous situons toujours «aux frontières de» pour contempler : devant une porte, une fenêtre, un cadre, un espace ou un miroir. Ma réflexion commence à partir de ma fenêtre, mon espace intime. « Aux frontières du virtuel : depuis ma fenêtre » nous incite à tenter de découvrir où se cache la gravité des choses, où se situe l'essence même des choses où leur «existence pure», à travers la notion de virtuel si difficilement perceptible. Cette thèse s'articule en trois grandes parties : Virtualité espace interne et externe ; Virtualité : l'apparition par-delà : photographies et reflets dans l’art ; Virtualité : au-delà de la disparition. Dans la philosophie orientale (Taoïsme et Bouddhisme) et la philosophie occidentale, la notion de virtuel concerne tous les phénomènes universels qui nous entourent, y compris ce qui a trait à notre propre regard ou à notre esprit. Elle évoque quelques concepts contradictoires : «le visible et l’invisible», «la présence et l’absence», «l’apparition et la disparition», «l’émergence et l’évanescence», etc. Elles les lie l’un et l’autre comme les deux faces d’une même monnaie. En Orient, le virtuel peut se retrouver dans la notion de vide qui est intimement liée à celle d'existence, comme cette recherche qui concerne ce qui n’est pas toujours visible, peu souvent perceptible par un regard. Dans la peinture Shansuie, le vide peut signifier un nuage, le vent ou l’eau. Nous nous situons toujours dans une transition temporelle ou un passage physique où il est difficile de percevoir ce qui va apparaitre et ce qui est présent, face à nous. / We always situate "the borders" to contemplate: a front door, a window, a frame, a space or a mirror. My reflection starts from my window, my intimate space. "In the virtual borders: from my window'' drives us to try to find out where things gravity hiding or is the essence of things or their "pure existence" through the concept of virtual which is hardly noticeable. This thesis has three main parts: Virtuality: internal and external space; Virtuality: the appearance beyond: photographs and reflections in the art; virtuality beyond the disappearance. In Eastern philosophy (Buddhism and Taoism) and Western philosophy, the concept of virtual respect all universal phenomena around us, including respect to our own eyes or mind. It evokes some conflicting concepts: "the visible and the invisible", "the presence and absence", "The appearance and disappearance", "the emergence and evanescence" etc. It binds both of them as two sides of the same coin. In the Eastern countries, the virtual can be found in the vacuum concept which is intimately linked to that of existence, as this research regarding what is not always visible, rarely discernible by eye. In painting Shan shui, the vacuum may mean a cloud, wind or water. We always situate in a time of transition or a physical place where it is difficult to see what will appear and what is present, facing us.

Cette thèse explore l'utilisation des modèles bayésiens dans les IA de jeux vidéo multi-joueurs, particulièrement l'IA des jeux de stratégie en temps réel (STR). Les jeux vidéo se situent entre la robotique et la simulation totale, car les autres joueurs ne sont pas simulés, et l'IA n'a pas de contrôle sur la simulation. Les jeux de STR demandent simultanément d'effectuer des actions reactives (contrôle d'unités) et de prendre des décisions stratégiques (technologiques, économiques) et tactiques (spatiales, temporelles). Nous avons utilisé la modélisation bayésienne comme une alternative à la logique (booléenne), étant capable de travailler avec des informations incomplètes, et donc incertaines. En effet, la spécification incomplète des comportement "scriptés", ou la spécification incomplète des états possibles dans la recherche de plans, demandent une solution qui peut gérer cette incertitude. L'apprentissage artificiel aide à réduire la complexité de spécifier de tels modèles. Nous montrons que la programmation bayésienne peut intégrer toutes sortes de sources d'incertitudes (états cachés, intentions, stochasticité) par la réalisation d'un joueur de StarCraft complètement robotique. Les distributions de probabilité sont un moyen de transporter, sans perte, l'information que l'on a et qui peut représenter au choix: des contraintes, une connaissance partielle, une estimation de l'espace des états et l'incomplétude du modèle lui-même. Dans la première partie de cette thèse, nous détaillons les solutions actuelles aux problèmes qui se posent lors de la réalisation d'une IA de jeu multi-joueur, en donnant un aperçu des caractéristiques calculatoires et cognitives complexes des principaux types de jeux. En partant de ce constat, nous résumons les catégories transversales de problèmes, et nous introduisons comment elles peuvent être résolues par la modélisation bayésienne. Nous expliquons alors comment construire un programme bayésien en partant de connaissances et d'observations du domaine à travers un exemple simple de jeu de rôle. Dans la deuxième partie de la thèse, nous détaillons l'application de cette approche à l'IA de STR, ainsi que les modèles auxquels nous sommes parvenus. Pour le comportement réactif (micro-management), nous présentons un controleur multi-agent décentralisé et temps réel inspiré de la fusion sensori-motrice. Ensuite, nous accomplissons les adaptation dynamiques de nos stratégies et tactiques à celles de l'adversaire en le modélisant à l'aide de l'apprentissage artificiel (supervisé et non supervisé) depuis des traces de joueurs de haut niveau. Ces modèles probabilistes de joueurs peuvent être utilisés à la fois pour la prédiction des décisions/actions de l'adversaire, mais aussi à nous-même pour la prise de décision si on substitue les entrées par les notres. Enfin, nous expliquons l'architecture de notre joueur robotique de StarCraft, et nous précisions quelques détails techniques d'implémentation. Au delà des modèles et de leurs implémentations, il y a trois contributions principales: la reconnaissance de plan et la modélisation de l'adversaire par apprentissage artificiel, en tirant partie de la structure du jeu, la prise de décision multi-échelles en présence d'informations incertaines, et l'intégration des modèles bayésiens au contrôle temps réel d'un joueur artificiel. / This thesis explores the use of Bayesian models in multi-player video games AI, particularly real-time strategy (RTS) games AI. Video games are an in-between of real world robotics and total simulations, as other players are not simulated, nor do we have control over the simulation. RTS games require having strategic (technological, economical), tactical (spatial, temporal) and reactive (units control) actions and decisions on the go. We used Bayesian modeling as an alternative to (boolean valued) logic, able to cope with incompleteness of information and (thus) uncertainty. Indeed, incomplete specification of the possible behaviors in scripting, or incomplete specification of the possible states in planning/search raise the need to deal with uncertainty. Machine learning helps reducing the complexity of fully specifying such models. We show that Bayesian programming can integrate all kinds of sources of uncertainty (hidden state, intention, stochasticity), through the realization of a fully robotic StarCraft player. Probability distributions are a mean to convey the full extent of the information we have and can represent by turns: constraints, partial knowledge, state space estimation and incompleteness in the model itself. In the first part of this thesis, we review the current solutions to problems raised by multi-player game AI, by outlining the types of computational and cognitive complexities in the main gameplay types. From here, we sum up the transversal categories of prob- lems, introducing how Bayesian modeling can deal with all of them. We then explain how to build a Bayesian program from domain knowledge and observations through a toy role-playing game example. In the second part of the thesis, we detail our application of this approach to RTS AI, and the models that we built up. For reactive behavior (micro-management), we present a real-time multi-agent decentralized controller inspired from sensory motor fusion. We then show how to perform strategic and tactical adaptation to a dynamic opponent through opponent modeling and machine learning (both supervised and unsupervised) from highly skilled players' traces. These probabilistic player-based models can be applied both to the opponent for prediction, or to ourselves for decision-making, through different inputs. Finally, we explain our StarCraft robotic player architecture and precise some technical implementation details. Beyond models and their implementations, our contributions are threefolds: machine learning based plan recognition/opponent modeling by using the structure of the domain knowledge, multi-scale decision-making under uncertainty, and integration of Bayesian models with a real-time control program.

Le récepteur aux hydrocarbures aromatiques (AhR) est un facteur de transcription de la famille bHLH/PAS, activé par différents ligands exogènes dont les hydrocarbures aromatiques polycycliques ou halogénés (dioxines). A ce titre, il est décrit historiquement comme un récepteur de xénobiotiques dont le principal rôle est l’élimination de ces composés via la régulation des enzymes du métabolisme des xénobiotiques. Toutefois, des études récentes menées à l’aide de modèles souris invalidées pour le AhR, suggèrent indirectement que cette protéine régule des fonctions endogènes, notamment dans le système nerveux de mammifères dans lequel aucun rôle du AhR n’a jusqu’à présent été démontré. Nous avons donc utilisé le modèle de souris C57BL/6J AhR-/- pour mener à la fois des études comportementales et mécanistiques afin de déterminer ce rôle. Tout d’abord, nous avons identifié un défaut oculomoteur chez les souris AhR-/-, caractérisé par des mouvements spontanés horizontaux. En étudiant l’ensemble des circuits neurosensoriels potentiellement impliqués dans ce nystagmus pendulaire, nous avons montré que son origine est liée à des déficits du système visuo-moteur. De plus, en caractérisant et comparant les profils d’expression génique des cervelets de souris AhR+/+ et AhR-/- traitées ou non par de la 2,3,7,8 TétraChloroDibenzo-p-Dioxine (TCDD), nous avons montré que ce polluant, ligand du AhR, perturbait les fonctions endogènes du récepteur. Cet effet de « perturbation endogène » a été retrouvé dans un autre organe et est associé à une toxicité (fibrose hépatique). Cette étude a permis d’identifier de nouvelles fonctions physiologiques du AhR dans le système nerveux des souris, de caractériser un nouveau modèle animal de nystagmus pendulaire et ouvre de nouvelles perspectives de travail en neurotoxicologie. / The AhR is a basic helix-loop-helix Per/ARNT/Sim family (bHLH-PAS) transcription factor which is activated by many diverse compounds including polyphenols and aromatic hydrocarbons such as 2,3,7,8 TétraChloroDibenzo-p-Dioxin (TCDD). Initially, the AhR was described as a ubiquitous xenobiotic-activated transcription factor which promotes the elimination of xenobiotics by regulating the expression of genes involved in xenobiotic metabolism. However, mouse AhR knockout models have demonstrated that the AhR also regulates other normal physiological functions. In particular, functioning of the nervous system of mammals, previously unexplored in this respect, might depend upon the activity of the AhR. We, thus, performed behavioral and gene expression studies in AhR-/- mice to discover these functions. We, first, found that AhR-/- mice exhibit an oculomotor deficit which is characterized by spontaneous horizontal pendular eye movements that are probably due to a deficit in the visuo-motor circuitry. Second, we found that the cerebellar gene expression profiles of AhR-/- as compared to AhR+/+ mice resembled those of AhR+/+ mice treated with TCDD (the ligand with the highest affinity for the AhR). This suggests that TCDD disrupts some normal physiological functions of the AhR in the nervous system. Third, AhR-/- mice and AhR+/+ treated with TCDD both develop liver fibrosis. This further suggests a role for the AhR in normal liver function. In conclusion, this study reveals new physiological functions for the AhR in the mouse nervous system and describes a new model of pendular nystagmus. Moreover, the results also provide novel research perspectives in the field of neurotoxicology.

La vision de nuit des pilotes d’hélicoptère est artificiellement assistée par un dispositif de vision bas niveau de lumière constitué d’un intensificateur de lumière (IL) couplé à une caméra numérique d’une part, et d’une caméra infrarouge (IR) d’autre part. L’objectif de cette thèse est d’améliorer ce dispositif en ciblant les défauts afin de les corriger.Une première partie consiste à réduire le bruit dont souffrent les images IL. Cela nécessite d’évaluer la nature du bruit qui corrompt ces images. Pour cela, une méthode d’estimation automatique du bruit est mise en place. L’estimation repose sur la détection non paramétrique de zones homogènes de l’image. Les statistiques du bruit peuvent être alors être estimées à partir de ces régions homogènes à l’aide d’une méthode d’estimation robuste de la fonction de niveau de bruit par minimisation l1.Grâce à l’estimation du bruit, les images IL peuvent alors débruitées. Nous avons pour cela développé dans la seconde partie un algorithme de débruitage d’images qui associe les moyennes non locales aux méthodes variationnelles en effectuant une régularisation adaptative pondérée parune attache aux données non locale. Une adaptation au débruitage de séquences d’images permet ensuite de tenir compte de la redondance d’information apportée par le flux vidéo, en garantissant stabilité temporelle et préservation des structures fines.Enfin, dans la troisième partie les informations issues des capteurs optique et infrarouge sont recalées dans un même référentiel. Nous proposons pour cela un critère de recalage multimodal basé sur l’alignement des contours des images. Combiné à une résolution par montée de gradient et à un schéma temporel, l’approche proposée permet de recaler de façon robuste les deuxmodalités, en vue d’une ultérieure fusion. / Night vision for helicopter pilots is artificially enhanced by a night vision system. It consists in a light intensifier (LI) coupled with a numerical camera, and an infrared camera. The goal of this thesis is to improve this device by analyzing the defaults in order to correct them.The first part consists in reducing the noise level on the LI images. This requires to evaluate the nature of the noise corrupting these images, so an automatic noise estimation method has been developed. The estimation is based on a non parametric detection of homogeneous areas.Then the noise statistics are estimated using these homogeneous regions by performing a robust l`1 estimation of the noise level function.The LI images can then be denoised using the noise estimation. We have developed in the second part a denoising algorithm that combines the non local means with variational methods by applying an adaptive regularization weighted by a non local data fidelity term. Then this algorithm is adapted to video denoising using the redundancy provided by the sequences, hence guaranteeing temporel stability and preservation of the fine structures.Finally, in the third part data from the optical and infrared sensors are registered. We propose an edge based multimodal registration metric. Combined with a gradient ascent resolution and a temporel scheme, the proposed method allows robust registration of the two modalities for later fusion.

L’estimation de la diversité et de l’abondance des espèces de poisson est fondamentale pour comprendre la structure des communautés et la dynamique des récifs coralliens. Les observations sont généralement obtenues par des recensements visuels en scaphandre autonome (UVC). Ces informations peuvent également être obtenues de manière originale grâce aux observations issues des techniques vidéo sous-marines modernes sans plongeur qui permettent des couvertures spatiales et temporelles accrues.La première phase de ce travail de thèse synthétise l’ensemble des travaux ayant été effectués avec des techniques vidéo entre 1952 et 2012. La seconde phase, présente deux systèmes vidéo rotatifs complémentaires, utilisés pour étudier la diversité de l’ichtyofaune et des habitats marins dans le lagon de Nouvelle-Calédonie : le STAVIRO (pour « STAtion VIdéo ROtative ») et le MICADO (pour « Module d’Imagerie Côtier, Autonome pour le Développement de l’Observation sous-marine »). La troisième phase de ce travail consiste à comparer ces systèmes vidéo aux UVC puis à examiner l’effet « observateur » inhérent aux techniques vidéo rotatives. Il résulte de cette étude que : (i) les observations des communautés de poissons par UVC et STAVIRO différaient significativement, (ii) la richesse spécifique etla densité des espèces de grande taille n'étaient pas significativement différentes entre les techniques, (iii) la diversité et la densité des espèces de petite taille étaient plus élevés avec les UVC; (iv) la densité des espèces pêchées était plus élevée avec les STAVIRO et (v) seuls les UVC ont détecté des différences de structure des assemblages en fonction du type de récif. L’étude de l’effet « observateur » a montré que sur une liste d’espèces définie, les dénombrements et les identifications des individus peuvent être considérées comme similaires entre observateurs ayant une expérience suffisante (> 6 mois). La dernière phase de ce travail a permis d’appliquer la technique MICADO à l’étude des variations temporelles del’ichtyofaune d’un site corallien à l’échelle de la journée. Elle a permis de mettre en évidence des variations cycliques journalières en fonction de l’heure et de la marée et des « profils type » de variations ont pu être identifiés pour certains groupes d’espèces. Ce travail de thèse permet ainsi de participer au développement de nouvelles techniques d’observations complémentaires des techniques traditionnelles afin d’enrichir les connaissances du fonctionnement et de la dynamique des écosystèmes coralliens. / Estimating diversity and abundance of fish is fundamental for the understanding of community structure and dynamics of coral reefs. Observations are generally gathered using Underwater VisualCensus (UVC). These informations can also be collected by underwater video techniques involving no diver and allowing a high spatial and temporal coverage. The first part of this PhD thesis is a review ofpublications using underwater video techniques between 1952 and 2012. The second part present two rotating video systems used to study the diversity of ichthyofauna and habitats in the lagoon of NewCaledonia: the STAVIRO (for "STAtion VIdeo ROtative") and the MICADO (for "Module d’Imagerie Côtier, Autonome pour le Développement de l’Observation sous-marine"). The third part of this work is acomparison of these techniques with UVCs and an analysis of the “observer effect” for the rotating video techniques. The comparison between rotating video systems and UVC showed that: (i) fish communitydata collected by UVC and by STAVIRO differed significantly; (ii) species richness and density of large species were not significantly different between techniques; (iii) species richness and density of smallspecies were higher for UVC; (iv) density of fished species was higher for STAVIRO; and (v) only UVC detected significant differences in fish assemblages structure across reef type. The comparison of fishcounts obtained from the same videos by different observers showed that for a defined list of species, estimates of species richness and total abundance can be considered as similar between observers withsufficient experiences (> 6 months). The last part of this PhD is an application of rotating video techniques to the study of daily temporal variations of the ichthyofauna. Daily variations were observed depending onthe time of day and the tidal state and typical patterns of variations have been described for some species groups. The outcomes of this work bring original insights of new techniques complementary to traditionaltechniques in order to enhance our understanding of the functioning and dynamic of coral reef.

L'efficacité des services de compression vidéo est de nos jours un enjeu essentiel, et est appelé à le devenir d'autant plus dans le futur, comme l'indique la croissance constante du trafic vidéo et la production de nouveaux formats tels que la vidéo à haute résolution, à gamme de couleur ou dynamique étendues, ou encore à fréquence d'images augmentée. Le standard MPEG HEVC est aujourd'hui un des schémas de compression les plus efficaces, toutefois, il devient nécessaire de proposer de nouvelles méthodes originales pour faire face aux nouveaux besoins de compression. En effet, les principes de bases des codecs modernes ont été conçu il y a plus de 30 ans : la réduction des redondances spatiales et temporelles du signal en utilisant des outils de prédiction, l'utilisation d'une transformée afin de diminuer d'avantage les corrélations du signal, une quantification afin de réduire l'information non perceptible, et enfin un codage entropique pour prendre en compte les redondances statistiques du signal. Dans cette thèse, nous explorons de nouvelles méthodes ayant pour but d'exploiter d'avantage les redondances du signal vidéo, notamment à travers des techniques multi-patchs. Dans un premier temps, nous présentons des méthodes multi-patchs basées LLE pour améliorer la prédiction Inter, qui sont ensuite combinées pour la prédiction Intra et Inter. Nous montrons leur efficacité comparé à H.264. La seconde contribution de cette thèse est un schéma d'amélioration en dehors de la boucle de codage, basé sur des méthodes de débruitage avec épitome. Des épitomes de bonne qualité sont transmis au décodeur en plus de la vidéo encodée, et nous pouvons alors utiliser coté décodeur des méthodes de débruitage multi-patchs qui s'appuient sur les patchs de bonne qualité contenu dans les épitomes, afin d'améliorer la qualité de la vidéo décodée. Nous montrons que le schéma est efficace en comparaison de SHVC. Enfin, nous proposons un autre schéma d'amélioration en dehors de la boucle de codage, qui s'appuie sur un partitionnement des patchs symétrique à l'encodeur et au décodeur. Coté encodeur, on peut alors apprendre des projections linéaires pour chaque partition entre les patchs codés/décodés et les patchs sources. Les projections linéaires sont alors envoyés au décodeur et appliquées aux patchs décodés afin d'en améliorer la qualité. Le schéma proposé est efficace comparé à HEVC, et prometteur pour des schémas scalables comme SHVC. / Efficient video compression is nowadays a critical issue, and is expected to be more and more crucial in the future, with the ever increasing video traffic and the production of new digital video formats with high resolution, wide color gamut, high dynamic range, or high frame rate. The MPEG standard HEVC is currently one of the most efficient video compression scheme, however, addressing the future needs calls for novel and disruptive methods. In fact, the main principles of modern video compression standards rely on concepts designed more than 30 years ago: the reduction of spatial and temporal redundancies, through prediction tools, the use of a transform to further reduce the inner correlations of the signal, followed by quantization to remove non-perceptive information, and entropy coding to remove the remaining statistical redundancies. In this thesis, we explore novel methods which aims at further exploiting the natural redundancies occurring in video signals, notably through the use of multi-patches techniques. First, we introduce LLE-based multi-patches methods in order to improve Inter prediction, which are then combined for both Intra and Inter predictions, and are proven efficient over H.264. We then propose epitome-based de-noising methods to improve the performances of existing codecs in a out-of-the-loop scheme. High quality epitomes are transmitted to the decoder in addition to the coded sequence, and we can then use at the decoder side multi-patches de-noising methods relying on the high quality patches from the epitomes, in order to improve the quality of the decoded sequence. This scheme is shown efficient compared to SHVC. Finally, we proposed another out-of-the-loop scheme relying on a symmetric clustering of the patches performed at both encoder and decoder sides. At the encoder side, linear mappings are learned for each cluster between the coded/decoded patches and the corresponding source patches. The linear mappings are then sent to the decoder and applied to the decoded patches in order to improve the quality of the decoded sequence. The proposed scheme improves the performances of HEVC, and is shown promising for scalable schemes such as SHVC.

A partir d’une réflexion plastique, cette recherche vise à étudier les liens entre la répétition et l’art vidéo. La répétition, pensée en termes de processus, s’inscrit dans une double perspective. Elle est d’abord un principe de composition qui génère un certain nombre d’effets. Elle est ensuite un motif capable d’interroger une série de glissements perceptifs susceptibles d’interroger notre travail psychique actuel. Une première partie, consacrée à la mise en boucle de l’image et du son et à la boucle du direct, vise à étudier comment la diversité des processus de répétition à l’oeuvre dans l’art vidéo peut orchestrer de façon singulière la perception des objets temporels. Une seconde partie permettra d’étudier comment les processus de répétition opèrent lorsqu’ils prennent place dans des vidéos qui intègrent une dimension narrative. La circularité des récits, les jeux de dédoublements et de redoublements, les allers-retours entre textes et images agissent comme autant de ritournelles qui décousent l’unité des personnages et de leurs récits pour tenter de cerner un sujet aujourd’hui caractérisé par son indétermination. / Starting with a reflection based on plastic arts, this thesis aims at studying the links between repetition and video art. Repetition, considered as a process, is double. First, it is a composition principle which produces several effects. Secondly, it is a motif capable of interrogating a series of perception shifts likely to question our current psychic work. The aim of the first part, devoted to sound and image in a continuous loop and to feedback processes, is to study how the many processes of repetition at work in video art can orchestrate our perception of temporal objects. The second part will focus on the way these processes of repetition operate when they take place in videos with a narrative dimension. The narratives’ circularity, the processes of doubling and reduplication, the back and forth movement between texts and images act as ritournelles which undo the characters and their stories’ unity to try and comprehend a subject whose profound nature is today indeterminate.

Les infections nosocomiales sont responsables de milliers de décès chaque année. Les soignants, les patients et l'environnement à l'hôpital peuvent être source de contamination. Les objets tels que les téléphones cellulaires, les stéthoscopes, les tensiomètres, les cravates, les blouses et les bagues sont utilisés par les soignants et peuvent être contaminés. Ils deviennent alors des vecteurs potentiels pouvant être responsables d'infections nosocomiales. Les mains des soignants peuvent aussi être un vecteur de la transmission d'agents pathogènes. Respecter l'ensemble des règles d'hygiènes au quotidien est indispensable mais peut être contraignant pour les soignants. Afin d'avoir une mesure plus précise de la désinfection des mains, un outil automatique de mesure appelé MédiHandTrace® (MHT) a été développé, et breveté. Il permet de tracer les soignants grâce à leurs sabots pucés. MHT montre des taux d'observance inférieurs à 50% et aussi que l'hygiène des mains est individuelle. Aussi, Nous avons voulu comprendre le raisonnement des soignants au regard de leurs pratiques d'hygiène. Grâce à la vidéo, nous avons mis en lumière des comportements singuliers. L'amélioration de l'hygiène des mains reste une priorité. En conséquence, nous avons introduit des outils couplés à MHT, envoyé des sms sur les téléphones des soignants donnant leurs performances individuelles. L'hygiène des mains est un geste simple, mais sa réalisation se fait dans des situations de soins souvent complexes. L'adhérence à l'hygiène reste multifactorielle nécessitant l'apport de nouveaux outils d'apprentissage et de communication afin de délivrer des messages simples et efficaces auprès des soignants. / Nosocomial infections are responsible for thousands of deaths each year. Healthcare workers (HCW), patients and the hospital environment can be a source of contamination. Fomites such as cell phones, stethoscopes, tensiometers, ties, gowns and rings are used by HCW and may be contaminated. They become potential vectors that can be responsible for nosocomial infections. The HCWs hands' can also be a vector for the transmission of pathogens. Respecting all the rules of hand hygiene in everyday life is essential but can be binding for the HCW. In order to have a more accurate measurement of hand disinfection, an automatic measuring tool called MédiHandTrace® (MHT) was developed and patented. It makes it possible to trace the HCWs with tags into their shoe hoofs. MHT shows compliance rates below 50% and also that hand hygiene is individual. Also, we wanted to understand the reasoning of HCW with regard to their hygiene practices. Through the video, we have highlighted some singular behaviors of HCWs. Improving hand hygiene remains a priority. As a result, we introduced tools coupled with MHT, sent sms to the phones of HCWs showing their individual performance. Hand hygiene is a simple gesture, but its realization takes place in often complex care situations. Adherence to hand hygiene remains multifactorial, requiring new learning and communication tools to deliver simple and effective messages to HCWs.