La problématique principale de cette thèse est la compression de masses de données vidéo haute résolution. Nous proposons un schéma de compression vidéo par transformée en ondelettes compensée en mouvement. Plus précisément, dans le but de réduire le coût des vecteurs mouvement parfois trop élevé dans ce type de schéma, nous avons développé une approche de quantification avec pertes de ces vecteurs, permettant d'adapter leur précision tout en respectant le compromis débit/ distorsion. Cette approche permet d'améliorer considérablement les performances du codeur, spécialement `a bas débit. Pour modéliser l'influence de l'introduction de perte sur l'information de mouvement, nous avons établi un modèle théorique de distorsion de l'erreur de codage, et, enfin, nous avons réalisé une allocation de débit optimale basée modèle entre les vecteurs mouvement et les coefficients d'ondelettes. Pour éviter certains artefacts dus à une mauvaise estimation du mouvement, nous avons ensuite amélioré le schéma lifting utilisé pour la transformée en ondelettes par une approche novatrice : les coefficients du schéma lifting sont adaptés à la norme des vecteurs mouvement. Notre méthode de quantification des vecteurs mouvement a par ailleurs été appliquée au codeur H.264, la norme actuelle de compression vidéo pour la Haute Définition. Enfin, nous avons travaillé sur le Codage par Descriptions Multiples, une approche de codage conjoint source / canal pour la compression robuste de vidéos utilisée dans la transmission sur des canaux de communication bruités. Nous avons développé un codeur vidéo robuste, par des approches de Codage par Descriptions Multiples dans le domaine transformé. Une allocation de débit est réalisée au codeur pour répartir le débit des coefficients d'ondelettes entre les différentes descriptions, en fonction des paramètres du canal. Plus particulièrement, pour reconstruire au mieux la vidéo en sortie du canal, nous avons réalisé des approches de décodage optimal, basées sur la connaissance des densités de probabilités des sous bandes des différentes descriptions, sur un modèle de canal et sur des probabilités à posteriori. En parallèle, le codage de source vidéo distribué a également été exploré.

Cette étude présente une méthode de structuration d'une vidéo utilisant des indices sonores et visuels. Cette méthode repose sur un modèle statistique de l'entrelacement temporel des plans de la vidéo. Le cadre général de la modélisation est celui des modèles de Markov cachés. Les indices visuels sont utilisés pour caractériser le type des plans. Les indices audio décrivent les événements sonores apparaissant durant un plan. La structure de la vidéo est représentée par un modèle de Markov caché hiérarchique, intégrant les informations a priori sur le contenu de la vidéo, ainsi que sur les règles d'édition. L'approche est validée dans le cadre des vidéos de tennis, ce dernier présentant une structure intrinsèque hiérarchique bien définie. En résultat de l'analyse de l'entrelacement temporel des différents types de plans, des scènes caractéristiques du tennis sont identifiées. De plus, chaque plan de la vidéo est assigné à un niveau de hiérarchie décrit en terme de point, jeu et set. Cette classification et segmentation simultanées de la structure globale de la vidéo peuvent être utilisées pour la création de résumés vidéo ou pour permettre une navigation non linéaire dans le document vidéo.

Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse ont pour objectif d'extraire les différents segments informatifs au sein de séquences vidéo, plus particulièrement aériennes. L'interprétation manuelle de telles vidéos dans une optique de renseignement se heurte en effet au volume des données disponibles. Une assistance algorithmique fondée sur diverses modalités d'indexation est donc envisagée, dans l'objectif de repérer les "segments d'intérêt" et éviter un parcours intégral de la vidéo. Deux approches particulières ont été retenues et respectivement développées au sein de chaque partie. La partie 1 propose une utilisation des conditions de prise de vue (CPDV) comme modalités d'indexation. Une évaluation de la qualité image permet ainsi de filtrer les segments temporels de mauvaise qualité et donc inexploitables. La classification du mouvement image apparent directement lié au mouvement caméra, fournit une indexation de séquences vidéo en soulignant notamment les segments potentiels d'intérêt ou au contraire les segments difficiles présentant un mouvement très rapide ou oscillant. La partie 2 explore le contenu dynamique de la séquence vidéo, plus précisément la présence d'objets en mouvement. Une première approche locale en temps est présentée. Elle filtre les résultats d'une première classification par apprentissage supervisé en exploitant les informations de contexte, spatial puis sémantique. Différentes approches globales en temps sont par la suite explorées. De telles approches permettent de garantir la cohérence temporelle des résultats et réduire les fausses alarmes.

Cette thèse de doctorat étudie le nouveau concept de décodeur intelligent (SDec) dans lequel le décodeur est doté de la possibilité de simuler l’encodeur et est capable de mener la compétition R-D de la même manière qu’au niveau de l’encodeur. Cette technique vise à réduire la signalisation des modes et des paramètres de codage en compétition. Le schéma général de codage SDec ainsi que plusieurs applications pratiques sont proposées, suivis d’une approche en amont qui exploite l’apprentissage automatique pour le codage vidéo. Le schéma de codage SDec exploite un décodeur complexe capable de reproduire le choix de l’encodeur calculé sur des blocs de référence causaux, éliminant ainsi la nécessité de signaler les modes de codage et les paramètres associés. Plusieurs applications pratiques du schéma SDec sont testées, en utilisant différents modes de codage lors de la compétition sur les blocs de référence. Malgré un choix encore simple et limité des blocs de référence, les gains intéressants sont observés. La recherche en amont présente une méthode innovante qui permet d’exploiter davantage la capacité de traitement d’un décodeur. Les techniques d’apprentissage automatique sont exploitées pour but de réduire la signalisation. Les applications pratiques sont données, utilisant un classificateur basé sur les machines à vecteurs de support pour prédire les modes de codage d’un bloc. La classification des blocs utilise des descripteurs causaux qui sont formés à partir de différents types d’histogrammes. Des gains significatifs en débit sont obtenus, confirmant ainsi le potentiel de l’approche. / This Ph.D. thesis studies the novel concept of Smart Decoder (SDec) where the decoder is given the ability to simulate the encoder and is able to conduct the R-D competition similarly as in the encoder. The proposed technique aims to reduce the signaling of competing coding modes and parameters. The general SDec coding scheme and several practical applications are proposed, followed by a long-term approach exploiting machine learning concept in video coding. The SDec coding scheme exploits a complex decoder able to reproduce the choice of the encoder based on causal references, eliminating thus the need to signal coding modes and associated parameters. Several practical applications of the general outline of the SDec scheme are tested, using different coding modes during the competition on the reference blocs. Despite the choice for the SDec reference block being still simple and limited, interesting gains are observed. The long-term research presents an innovative method that further makes use of the processing capacity of the decoder. Machine learning techniques are exploited in video coding with the purpose of reducing the signaling overhead. Practical applications are given, using a classifier based on support vector machine to predict coding modes of a block. The block classification uses causal descriptors which consist of different types of histograms. Significant bit rate savings are obtained, which confirms the potential of the approach.

La compression vidéo HEVC standardisée en 2013 offre des gains de compression dépassant les 50% par rapport au standard de compression précédent MPEG4-AVC/H.264. Ces gains de compression se paient par une augmentation très importante de la complexité de codage. Si on ajoute à cela l’augmentation de complexité générée par l’accroissement de résolution et de fréquence image du signal vidéo d’entrée pour passer de la Haute Définition (HD) à l’Ultra Haute Définition (UHD), on comprend vite l’intérêt des techniques de réduction de complexité pour le développement de codeurs économiquement viables. En premier lieu, un effort particulier a été réalisé pour réduire la complexité des images Intra. Nous proposons une méthode d'inférence des modes de codage à partir d'un pré-codage d'une version réduite en HD de la vidéo UHD. Ensuite, nous proposons une méthode de partitionnement rapide basée sur la pré-analyse du contenu. La première méthode offre une réduction de complexité d'un facteur 3 et la deuxième, d'un facteur 6, contre une perte de compression proche de 5%. En second lieu, nous avons traité le codage des images Inter. En mettant en œuvre une solution d'inférence des modes de codage UHD à partir d'un pré-codage au format HD, la complexité de codage est réduite d’un facteur 3 en considérant les 2 flux produits et d’un facteur 9.2 sur le seul flux UHD, pour une perte en compression proche de 3%. Appliqué à une configuration de codage proche d'un système réellement déployé, l'apport de notre algorithme reste intéressant puisqu'il réduit la complexité de codage du flux UHD d’un facteur proche de 2 pour une perte de compression limitée à 4%. Les stratégies de réduction de complexité mises en œuvre au cours de cette thèse pour le codage Intra et Inter offrent des perspectives intéressantes pour le développement de codeurs HEVC UHD plus économes en ressources de calculs. Elles sont particulièrement adaptées au domaine de la WebTV/OTT qui prend une part croissante dans la diffusion de la vidéo et pour lequel le signal vidéo est codé à des résolutions multiples pour adresser des réseaux et des terminaux de capacités variées. / The High Efficiency Video Coding (HEVC) standard was released in 2013 which reduced network bandwidth by a factor of 2 compared to the prior standard H.264/AVC. These gains are achieved by a very significant increase in the encoding complexity. Especially with the industrial demand to shift in format from High Definition (HD) to Ultra High Definition (UHD), one can understand the relevance of complexity reduction techniques to develop cost-effective encoders. In our first contribution, we attempted new strategies to reduce the encoding complexity of Intra-pictures. We proposed a method with inference rules on the coding modes from the modes obtained with pre-encoding of the UHD video down-sampled in HD. We, then, proposed a fast partitioning method based on a pre-analysis of the content. The first method reduced the complexity by a factor of 3x and the second one, by a factor of 6, with a loss of compression efficiency of 5%. As a second contribution, we adressed the Inter-pictures. By implementing inference rules in the UHD encoder, from a HD pre-encoding pass, the encoding complexity is reduced by a factor of 3x when both HD and UHD encodings are considered, and by 9.2x on just the UHD encoding, with a loss of compression efficiency of 3%. Combined with an encoding configuration imitating a real system, our approach reduces the complexity by a factor of close to 2x with 4% of loss. These strategies built during this thesis offer encouraging prospects for implementation of low complexity HEVC UHD encoders. They are fully adapted to the WebTV/OTT segment that is playing a growing part in the video delivery, in which the video signal is encoded with different resolution to reach heterogeneous devices and network capacities.

Les recommandations (normes) élaborées par l'UIT (l'Union Internationale de Télécommunications) précisent avec rigueur les conditions dans lesquelles les tests subjectifs de qualité visuelle doivent avoir lieu: la salle de test, les conditions de visualisation, le protocole d'évaluation, les méthodes de post-traitement des scores accordées par les évaluateurs, etc... Pourtant, les études de l'état de l'art mettent en évidence que des nombreuses inadvertances perdurent au niveau théorique et expérimental: (1) la modélisation statistique précise des scores attribués par les observateurs humains à un certain type de contenu reste encore inconnue, (2) la différence théorique et applicative entre les évaluations sur des échelles discrètes et continues ne fait pas encore l'objet d'une étude dédiée et (3) l'impact sémantique (psycho-cognitif) des étiquettes associées à l'échelle d'évaluation est toujours invoqué mais jamais évalué. Notre thèse offre un cadre méthodologique et expérimental permettant de: 1. Modéliser avec précision statistique la distribution des scores attribués par les observateurs et évaluer l'impact pratique d'une telle modélisation, 2. Établir la relation théorique entre les scores attribués par les observateurs sur une échelle continue et une échelle discrète, 3. Établir le cadre statistique permettant de quantifier l'impact sémantique induit par les étiquettes sémantiques associées à l'échelle d'évaluation, 4. Spécifier et réaliser un cadre expérimental de référence, à vocation d'utilisation ultérieure par les instances de l'UIT / Quality evaluation is an ever-fascinating field, covering at least a century of research works emerging from psychology, psychophysics, sociology, marketing, medicine… While for visual quality evaluation the IUT recommendations pave the way towards well-configured, consensual evaluation conditions granting reproducibility and comparability of the experimental results, an in-depth analysis of the state-of-the-art studies shows at least three open challenges related to the: (1) the continuous vs. discrete evaluation scales, (2) the statistical distribution of the scores assigned by the observers and (3) the usage of semantic labels on the grading scales. Thus, the present thesis turns these challenges into three research objectives: 1. bridging at the theoretical level the continuous and the discrete scale evaluation procedures and investigating whether the number of the classes on the discrete scales is a criterion meaningful in the results interpretations or just a parameter; studying the theoretical influence of the statistical model of evolution results and of the size of the panel (number of observers) in the accuracy of the results are also targeted; 2. quantifying the bias induced in subjective video quality experiments by the semantic labels (e.g. Excellent, Good, Fair, Poor and Bad) generally associated to the discrete grading scales; 3. designing and deploying an experimental test-bed able to support their precision and statistical relevance. With respect to these objectives, the main contributions are at theoretical, methodological and experimental levels

Les joueuses (femmes) sont devenues plus actives sur le marché des jeux mobiles ces dernières années. Et les jeux vidéo pour femmes, qui étaient auparavant une catégorie de niche, ont fait leur entrée sur le marché en raison de l’augmentation de l’auditoire. Dans le même temps, cependant, peu de recherches ont été menées sur ces jeux dans le milieu universitaire, en particulier en Europe et aux États-Unis. Par conséquent, l’objectif principal de ce mémoire est d’analyser le design des personnages de cette catégorie de jeux, en abordant le cas de Mr. Love : Queen’s Choice, un jeu mobile pour femmes qui est devenu un grand succès sur le marché asiatique. Sur la base du cadre conceptuel des valeurs dans les jeux proposés par Mary Flanagan et Jonathan Belman (Flanagan et Nissenbaum, 2014) ainsi que la théorie sémiotique de Roland Barthes (1964), ce mémoire étudie les caractéristiques des personnages dans les jeux vidéo pour femmes, sous quatre aspects principaux : les caractéristiques de base du jeu, le gameplay (la façon dont on joue), l’esthétique et la narration. Le mémoire est divisé en six chapitres. Le premier chapitre est l’introduction, qui présente le contexte et la signification du sujet ; le deuxième chapitre est la revue de la littérature, qui vise à recenser les résultats de la recherche académique actuelle sur les jeux vidéo, les jeux mobiles, les questions de genre dans les jeux et les jeux orientés vers les femmes ; le troisième chapitre présente la problématique; le quatrième chapitre aborde la méthodologie et présente brièvement les principales idées directrices et la structure tout au long du processus de recherche. Le cinquième chapitre est entièrement consacré à l’analyse pour répondre à la problématique et le dernier chapitre est constitué d’une conclusion et des discussions. / Female players (women) have become more active in the mobile game market in recent years. And women’s games, which used to be a niche category, have entered the public eye due to the increased audience. At the same time, however, not much research has been done on these games in academia, especially in Europe and the US. Therefore, the main objective of this paper is to analyse the character design of this category of games, addressing the case of Mr. Love: Queen's Choice, a mobile game for women that has become a big hit in the Asian market. Based on the elements of game value research proposed by Belman, this paper will study the character design features in this category of games from four major aspects: basic game features, gameplay, aesthetics and narrative. At the same time, since the study of this paper does not involve any interviews, it mainly focuses on textual analysis. The ideas of textual analysis in it are mainly inspired by Roland Barthes’ mythology as well as semiotic theory. The paper is divided into six chapters. The first chapter is the introduction, which presents the context and meaning of the topic; the second chapter is the literature review, which aims to identify the results of current academic research on video games, mobile games, gender issues in games and women-oriented games; the third chapter presents the problematic; the next chapter discusses the methodology and briefly presents the main guiding ideas and structure throughout the research process. The fifth chapter is entirely devoted to the analysis to answer the problematic and the last chapter constitutes a conclusion and discussions.

Notre étude vise à mettre en lumière les utilisations qu’il est possible de faire des jeux vidéo en classe et, plus précisément, la manière dont ceux-ci peuvent permettre de faire le pont entre les concepts quotidiens et les concepts scientifiques, un cadre conceptuel issu de la théorie historico-culturelle de Vygotsky. Cet objectif découle de notre problématique, qui a consisté à souligner l’écart existant entre la culture scolaire et la culture ludique qui imprègne la vie des adolescents et des adolescentes à l’heure actuelle. Notre choix du cadre théorique vygotskien nous a permis de nous appuyer sur des concepts bien établis et clairement définis pour analyser dans quelle mesure le jeu Minecraft pouvait être utilisé à des fins de formation. Notre méthode a consisté à effectuer une analyse de contenu d’un corpus que nous avons constitué à partir d’un forum d’échange entre enseignants utilisant le jeu Minecraft dans leur pratique. Nous avons répertorié les concepts susceptibles d’être développés à travers le jeu ainsi que les méthodes à préconiser dans l’utilisation de ce jeu vidéo en particulier. Il résulte de cette analyse que le jeu en question peut être un outil très efficace, qui permet à l’élève d’expérimenter et d’user de créativité dans des contextes de résolution de problème, de demeurer particulièrement engagé dans la tâche et facilite la verbalisation de la pensée de ces derniers, mais ce, à condition d’être utilisé judicieusement par les enseignants. Nous concluons ce mémoire en présentant les répercussions de nos résultats et précisons les considérations que devraient prendre en compte les enseignants désirant intégrer un tel outil dans leur pratique.

Une séance de téléréadaptation consiste à mettre en interaction une personne sous traitement dans son lieu de résidence avec un professionnel dans une clinique, via Internet, dans le but de mener à distance une consultation ou un traitement. Un exemple typique de séances de téléréadaptation implique la tenue d'exercices sur vélo stationnaire, accompagnés entre autres de la mesure de signes vitaux. Actuellement, le système utilisé par l'équipe de recherche en téléréadaptation de l'Université de Sherbrooke mesure seulement le rythme cardiaque ainsi que la saturation d'oxygène du patient. Pour que les cliniciens puissent avoir plus d'informations sur l'activité de la personne et donc pouvoir mieux adapter leurs consignes lors des séances, il faut que des informations supplémentaires soient ajoutées, telles que le rythme respiratoire, l'échelle de Borg, la vitesse et le niveau de résistance sélectionné lors de séances sur un vélo stationnaire. Ce projet de maîtrise porte sur une de ces mesures, soit celle du rythme respiratoire sans contact. La détection sans contact est moins gênante pour le patient, non biaisée et ne demande pas le port d'un capteur supplémentaire. L'objectif principal du projet est de développer une technique de mesure du rythme respiratoire sans contact utilisant une caméra thermique pan-tilt montée sur un trépied et placée devant le vélo stationnaire. Le système doit être capable de suivre la région bouche-nez d'une personne en temps réel lorsqu'elle est en mouvement grâce à un algorithme de suivi traitant une séquence d'images. La première étape a consisté à passer en revue les techniques envisageables pour mesurer le rythme respiratoire. Ensuite, il a été nécessaire de sélectionner une technique de mesure sans contact, de l'implémenter, de la rendre robuste aux mouvements, et de la tester en conditions réelles. Enfin, les performances du système développé ont été évaluées en comparant ce dernier avec une mesure provenant d'une ceinture respiratoire. Les résultats démontrent que le système fonctionne en temps réel lorsque le patient déplace ou effectue des rotations de sa tête sur le vélo stationnaire. Des recommandations sont faites pour minimiser les limitations du système, par exemple en cas de présence de personnes dans l'arrière-plan ou lorsque le patient parle. Le système réalisé est maintenant prêt pour être déployé lors de sessions de téléréadaptation à domicile afin de vérifier l'acceptabilité et la facilité d'utilisation du système.

Notre recherche doctorale s’intéresse aux enseignantes et enseignants novices à l’ordre d’études collégiales qui oeuvrent au secteur technique. Selon de nombreux auteurs, leur entrée en fonction est marquée par l’isolement, par la précarité d’emploi et par une carence en formation pédagogique (Galaise, 2009; Lauzon, 2002). Ces conditions ne favorisent pas leur insertion professionnelle et se soldent trop souvent par des pratiques par tâtonnement qui ne leur permettent pas de s’adapter adéquatement à leur nouvelle profession (Lauzon, 2002). Ce manque de contrôle relatif en début de carrière engendre chez plusieurs enseignantes et enseignants novices un niveau de stress élevé et un délai important avant d’avoir l’impression de tirer des apprentissages de la pratique (Ibid). À cet égard, la pratique réflexive a été identifiée comme pouvant contribuer à l’amélioration de l’enseignement (Bessette et Duquette, 2003; De Cock, Wibault et Paquay, 2006; Holborn, 1992; Lacroix, 2008; Schön, 1983). Toutefois, il appert que les enseignantes et les enseignants ne savent pas toujours comment en tirer parti. L’utilisation d’outils réflexifs simples, accessibles et minimalement connus par les enseignantes et les enseignants novices permettrait de stimuler leur réflexion sur l’action et les rendrait plus autonomes en début de carrière. Le cadre conceptuel auquel nous nous sommes référé dans cette recherche fait appel à trois concepts-clés soit la pratique réflexive, la pensée réflexive et la réflexion. Le modèle de la démarche réflexive d’Holborn (1992) a permis de dynamiser le processus réflexif tandis que les catégories de réflexion proposées par Mezirow (1981) favorisent une analyse de la démarche réflexive entamée par les enseignantes et les enseignants novices. À ce propos, bon nombre d’auteurs ont utilisé le terme de « niveau » pour indiquer une hiérarchie dans les contenus de réflexion. Comme nous 3 le verrons plus loin, nous lui avons préféré le terme de « catégorie » pour écarter cette idée de gradation en privilégiant une approche qui tient compte des dimensions individuelles et met l’accent sur la diversité de l’expérience humaine. Des objectifs spécifiques ont été dégagés des modèles convoqués, mentionnons entre autres, notre intérêt à : 1) décrire les catégories de réflexion exprimées par des enseignants et des enseignantes novices au cours de leur réflexion sur l’action; 2) préciser les catégories de réflexion exprimées lors de l’utilisation des différents outils proposés; 3) mettre en évidence l’apport des différents outils servant à soutenir le développement de la pratique réflexive selon la perception des enseignantes et des enseignants novices. Cette recherche exploratoire de type qualitatif a été réalisée auprès d’enseignantes et d’enseignants novices provenant des départements des techniques de Prothèses dentaires et des techniques de Denturologie qui ont expérimenté les différents outils sélectionnés (journal de bord, autoévaluation, rétroaction vidéo, autoconfrontation simple) pour soutenir leur réflexion. Un accompagnement leur a été proposé par des collègues expérimentés afin qu’ils se familiarisent avec les outils. Enfin, l’appréciation des outils par les participantes et les participants a été recueillie grâce à des entrevues semi-dirigées. À la suite de cette expérimentation qui s’est déroulée sur une année scolaire au collégial, les résultats nous permettent de conclure que les novices développent une meilleure compréhension du processus de réflexion sur l’action et ils utilisent mieux les outils mis à leur disposition au fur et à mesure qu’ils y sont exposés. Les novices sont davantage en mesure de fournir des interprétations logiques et explicites de leurs actions. Nos résultats montrent que les participantes et les participants sollicitent des catégories de réflexion variées lorsqu’ils réfléchissent sur leur pratique. Enfin, les outils semblent contribuer de manière positive à la découverte de significations émergeant de la pratique et ils permettent de bonifier leurs actions pédagogiques. 4 Des retombées sur la pratique enseignante au collégial auront un effet favorable grâce à une utilisation plus éclairée des outils soutenant le développement de la pratique réflexive. D’ailleurs, ces derniers pourront être considérés dans le cadre de l’élaboration et de la mise en place de programmes favorisant la formation continue sur le plan pédagogique, sur le plan de l’insertion et du développement professionnel lors de l’entrée en fonction des novices puisque les outils leur permettront d’avoir une meilleure compréhension de leur pratique enseignante.