La cécité touche 39 millions de personnes dans le monde et génère de nombreuses difficultés dans la vie quotidienne. Plus précisément, les capacités de navigation (incluant orientation et mobilité) sont fortement diminuées, ce qui amène les personnes non-voyantes à limiter, voire à cesser leurs déplacements. Pour restaurer des sensations "visuelles", et par-delà, une certaine autonomie, il est possible de stimuler directement le système visuel résiduel d'une personne non-voyante à l'aide d'un implant administrant des micro-stimulations électriques. Le dispositif complet se compose d'une micro-caméra portée sur des lunettes et reliée à un ordinateur de poche, qui lui-même est connecté à l'implant. Lors des micro-stimulations, les sujets perçoivent des tâches grises, blanches ou jaunâtres appelées phosphènes. Ainsi la qualité de la vision restaurée est directement dépendante de la résolution et de la position de l'implant. Le nombre d'électrodes étant faible pour les implants en développement (moins d'une centaine), il est nécessaire de réduire drastiquement la résolution du flux vidéo pour la faire correspondre à la faible résolution de l'implant. Actuellement, l'Argus II de la société Second Sight est l'implant dont le développement est le plus avancé et sa résolution est de 60 électrodes, ce qui permet aux patients implantés de percevoir 60 phosphènes différents. Cette vision restaurée est donc très pauvre et un travail d'optimisation du signal est nécessaire pour pouvoir utiliser l'implant de manière fonctionnelle. Les sujets implantés sont impliqués dans des protocoles cliniques fermés ne permettant pas de les inclure dans d'autres expériences. Malgré cela, il est possible d'étudier les possibilités offertes par ces implants visuels en simulant la vision prothétique dans un casque de réalité virtuelle porté par des sujets voyants. Il s'agit du domaine de la vision prothétique simulée (VPS). La navigation n'a jamais été étudiée chez les patients implantés et très rarement en VPS. Il s'avère qu'avec des implants de très faible résolution, elle pose de grandes difficultés liées à la mobilité mais également des difficultés liées à l'orientation. Les travaux entrepris dans ce doctorat se concentrent sur l'étude de la navigation en VPS. Différentes théories en psychologie nous ont permis d'identifier les éléments importants pour les sujets afin qu'ils se repèrent et se construisent une représentation mentale fiable de l'environnement lors de la navigation. À partir de ces modèles, différents rendus prothétiques utilisant la vision par ordinateur ont été conçus et testés dans une tâche de navigation réalisée dans un environnement virtuel. Les expérimentations effectuées avaient pour objectif d'optimiser la perception et la compréhension de l'espace parcouru avec un implant de faible résolution. Ces évaluations reposaient sur la performance de temps des sujets pour effectuer la tâche de navigation et sur leur représentation mentale de l'environnement. Après la tâche de navigation, il leur était demandé de dessiner la carte des environnements explorés, afin d'évaluer ces représentations. Cette double évaluation a permis d'identifier les indices importants permettant de faciliter la perception et la mémorisation de la structure des environnements dans une tâche de navigation en VPS. Pour améliorer les performances des personnes non-voyantes implantées, il apparaît notamment nécessaire de limiter la quantité d'information présentée, tout en préservant la structure de l'environnement grâce à des algorithmes de vision par ordinateur. Lorsque l'accès à des patients implantés sera plus ouvert, il deviendra nécessaire de valider ces différents résultats en les faisant naviguer en environnement virtuel puis en environnement réel. / Blindness affects thirty nine millions people in the world and generates numerous difficulties in everyday life. Specifically, navigation abilities (which include wayfinding and mobility) are heavily diminished. This leads blind people to limit and eventually to stop walking outside. Visual neuroprosthesis are developed in order to restore such "visual" perception and help them to get some autonomy back. Those implants generate electrical micro-stimulations which are focused on the retina, the optic nerve or the visual cortex. Those stimulations elicit blurry dots called "phosphenes". Phosphenes can be mainly white, grey or yellow. The whole stimulation device contains a wearable camera, a small computer and the implant which is connected to the computer. The implant resolution and position impact directly the quality of the restored visual perception. Current implants include less than a hundred electrodes so it is mandatory to reduce the resolution of the visual stream to match the implant resolution. For instance, the already commercialized Argus II implant from the company Second Sight (Seymar, California) is the leading visual implant worldwide and uses only sixty electrodes. This means that Argus II blind owners can perceive only sixty phosphenes simultaneously. Therefore this restored vision is quite poor and signal optimization is required to get to a functional implant usage. Blind people with implants are involved in restricted clinical trials and are difficult to reach. Yet, studying those implant possibilities is at our reach by simulating prosthetic vision and displaying it in a head mounted display for sighted subjects. This is the field of simulated prosthetic vision (SPV). Navigation was never studied with people with implant, and only a few studies approached this topic in SPV. In this thesis, we focused on the study of navigation in SPV. Computer vision allowed us to select which of the scene elements to display in order to help subjects to navigate and build a spatial representation of the environment. We used psychological models of navigation to conceive and evaluate SPV renderings. Subjects had to find their way and collect elements in a navigation task in SPV inspired by video games for the blind. To evaluate their performance we used a performance index based on the completion time. To evaluate their mental representation, we asked them to draw the environment layout after the task for each rendering. This double evaluation lead us to spot which elements can and should be displayed in low resolution SPV in order to navigate. Specifically those results show that to be understandable in low vision, a scene must be simple and the structure of the environment should not be hidden. When blind people with implant will become available we will be able to confirm or deny those results by evaluating their navigation in virtual and real environments.

Dans de nombreuses applications dont celles du domaine médical et de l’embarqué, l’authentification des images nécessite de prendre en compte les contraintes temporelles, le taux d’insertion, la qualité visuelle et la robustesse contre différentes attaques. Le tatouage a été proposé comme approche complémentaire à la cryptographie pour l’amélioration de la sécurité des images. Il peut être effectué soit dans le domaine spatial sur les pixels de l’image, soit dans le domaine fréquentiel sur les coefficients de sa transformée. Dans cette thèse, le but est de proposer des approches de tatouage permettant d’assurer un niveau élevé d’imperceptibilité et de robustesse, tout en maintenant un niveau de complexité répondant aux exigences d’applications soumises à des contraintes temporelles. La démarche adoptée a consisté, d’une part, à s’appuyer sur les bénéfices du zéro-tatouage (zero-watermarking) qui ne change pas la qualité perceptuelle de l’image et qui a une faible complexité computationnelle, et d’autre part, à analyser les caractéristiques visuelles de l’image afin de détecter les zones les plus adaptées pour insérer la marque avec un bon niveau d’imperceptibilité et une bonne robustesse. Une approche de zéro-tatouage a ainsi été proposée dans cette thèse, ainsi que plusieurs approches de tatouage basées sur l’analyse de caractéristiques visuelles de l’image et sur des techniques d’intelligence artificielles ou connexes.Les solutions proposées ont été analysées du point de vue de l’imperceptibilité, de la robustesse et de la performance temporelle et les résultats d’analyses ont montré qu’elles apportent des améliorations significatives par rapport aux approches existantes. / In numerous applications such as those of medical and embedded domains, images authentication requires taking into account time constraints, embedding rate, perceptual quality and robustness against various attacks. Watermarking has been proposed as a complementary approach to cryptography, for improving the security of digital images. Watermarking can be applied either in the spatial domain on the pixels of the image, or in the frequency domain on the coefficient of its transform.In this thesis, the goal is to propose image watermarking approaches that make it possible to ensure high level of imperceptibility and robustness while maintaining a level of computational complexity fitting the requirements of time-constrained applications. The method adopted in this thesis has consisted, on the one hand, to rely on the benefit of zero-watermarking that does not degrade the perceptual quality of image data and has low computational complexity, and on the other hand, to analyze visual characteristics of digital image (characteristics that are correlated to the Human Visual System - HVS) in order to identify the locations the most adapted for embedding the watermark with good level of imperceptibility and robustness. A zero-watermarking has therefore been proposed in this thesis, as well as several watermarking approaches based on the analysis of visual characteristics of image and on artificial intelligence or related techniques. The proposed solutions have been analyzed with respect to imperceptibility, robustness and temporal performance and the results have shown significant improvements in comparison to existing approaches.

Dans le cadre des actuels débats autour du rôle et des pouvoirs des images, notre étude explore, à la lumière de la recherche du philosophe Michel Foucault, l'étendue et les fonctionnements discontinus, et parfois conflictuels, des rapports entre visibilités et pratiques d'images. La première partie de notre travail analyse le rôle des descriptions et évocations picturales des ouvrages du philosophe que l'on peut associer à l'analyse archéologique, s'attachant à montrer la singularité du rapport entre les images et l'émergence historique de différentes « modalités de voir» dans leurs articulations aux pratiques discursives. À l'appui des textes et manuscrits simultanés ou immédiatement successifs à l'élaboration de L'archéologie du savoir, la deuxième partie de la recherche valorise les défis que la question du traitement du visible et des images a lancés à la mise en place d'un champ de cohérence pour l'analyse discursive. Avec une attention particulière portée aux cours inédits sur la peinture du Quattrocento et aux projets sur la peinture de Manet, l'étude retrace les tentatives du philosophe vouées à considérer les dispositions culturelles de la visibilité et les configurations historiques de la présentation visuelle comme des dimensions articulées historiquement par des modalités différentes. La troisième partie analyse, enfin, les expérimentations foucaldiennes concernant des pratiques de l'image, présentant, à partir des conditions d'émergence de la notion d'attitude critique, les enjeux politiques de la réflexion autour des rapports entre visibilité et modernité picturale. / In the framework of the present ongoing debates about the role and power of images, our work aims to explore the extent and the discontinuous characterizing the historical relations between visibilities and practices of images in the light of the research of the philosopher Michel Foucault. The first part analyzes the role of descriptions and pictorial evocations in Foucault's works which can be associated with archaeological analysis; its objective is to show the singular relation between images and the historical emergence of different “modalities of seeing” in their articulations with discursive practices. Thanks to the analysis of texts and unedited manuscripts on painting, the second part points out the discrepancies between the visual dimension of Foucauldian research and the methodological elaboration of the archaeological discourse, with its claim to disclose a field of coherence for the discursive analysis. In light of the debates between art history's methodology and philosophy in France at the time, our analysis presents this apparently marginal section of the research of Foucault as an attempt to consider the cultural dispositions of visibility and the historical configurations of visual presentation as differently articulated through historical modalities. The third part analyzes various Foucauldian experiments concerning image practices. Through the study of archival material, the political stakes of the Foucauldian reflection about pictorial modernity through the emergence of the notion of critique as attitude are presented.

Le but de notre étude quantitative a été de déterminer si la performance en lecture en anglais langue seconde (ALS) d'individus atteints de dyslexie peut être influencée par les caractéristiques du matériel typographique utilisé. Plus précisément, nous observons si l'utilisation d'une police d'écriture spécialement développée pour ces derniers est réellement efficace ou si une simple adaptation de celles déjà existantes est suffisante. Pour ce faire, nous avons demandé à des enfants francophones, atteints de dyslexie et âgés de 9 à 12 ans (n = 13) de réaliser deux tâches de lecture (mots isolés et phrases indépendantes) rédigées dans leur langue seconde (L2), l'anglais. Ces dernières, écrites dans trois conditions différentes (Times New Roman, EasyReadingᵀᴹ et Times New Roman avec espacement augmenté), nous ont permis de mesurer la fluidité, la précision et la performance en lecture en L2 de nos participants. L'analyse de nos résultats a démontré que EasyReadingᵀᴹ n'est pas plus efficace que la police d'écriture traditionnelle Times New Roman. De plus, nous pouvons avancer que les caractères particuliers de la police d'écriture spécialisée n'ont pas d'influence sur la performance en lecture d'individus atteints de dyslexie. / The aim of our quantitative research study was to determine whether the reading performance of individuals with dyslexia can be influenced by the characteristics of the typographic material used. More specifically, we examined whether the use of a font specially developed for individuals with dyslexia is effective or whether a simple adaptation of existing fonts is sufficient. To do so, French-speaking children with dyslexia aged 9 to 12 (n = 13) were asked to complete two reading tasks (isolated words and independent sentences) written in their second language (L2), English. The two tasks, presented in three different conditions (Times New Roman, EasyReadingᵀᴹ and Times New Roman with increased spacing) allowed the measurement of the fluency, accuracy and the L2 reading performance of study participants. Analysis of results demonstrated that EasyReadingᵀᴹ was not more effective than the traditional Times New Roman font. Furthermore, results revealed that the specific characteristics of the specialized font did not affect the reading performance of individuals with dyslexia.

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Notre thèse évoque les usages d'Internet des préadolescents âgés de 11 à 14 ans, dans toute leur complexité d'une manière anthropologique et ethno-qualitative. D'une part, elle présente une démarche scientifique appliquée et ses principes en se focalisant sur le courant méthodologique des Visual Methodologies, et plus particulièrement sur les méthodes visuelles participatives utilisées durant l'étude dans deux collèges publics bordelais. Et d'autre part, elle fournit l'analyse des résultats de cette étude afin de démontrer comment, grâce à la création de collages et de dessins et aux entretiens menés avec la technique " dessin/collage-élicitation ", les préadolescents ont pu construire un modèle métaphorique de leur lien avec Internet. Notre thèse contribue à la compréhension des dynamiques sociales, culturelles et identitaires qui se créent à travers les dispositifs en ligne et se manifestent chez le public des préadolescents. Nous examinons la façon dont le public en question, à travers ses interactions numériques, comportements, routines, jeux, construit un espace culturel en ligne et comment, à leur tour, les différentes formes d'activités et d'expression influencent leur monde : leurs relations, leur identité et leur quotidien.

Depuis quelques années, avec l'émergence de larges bases d'images comme Google Street View, la capacité à traiter massivement et automatiquement des données, souvent très contaminées par les faux positifs et massivement ambiguës, devient un enjeu stratégique notamment pour la gestion de patrimoine et le diagnostic de l'état de façades de bâtiment. Sur le plan scientifique, ce souci est propre à faire avancer l'état de l'art dans des problèmes fondamentaux de vision par ordinateur. Notamment, nous traitons dans cette thèse les problèmes suivants: la mise en correspondance robuste, algorithmiquement efficace de caractéristiques visuelles et l'analyse d'images de façades par grammaire. L'enjeu est de développer des méthodes qui doivent également être adaptées à des problèmes de grande échelle. Tout d'abord, nous proposons une formalisation mathématique de la cohérence géométrique qui joue un rôle essentiel pour une mise en correspondance robuste de caractéristiques visuelles. A partir de cette formalisation, nous en dérivons un algorithme de mise en correspondance qui est algorithmiquement efficace, précise et robuste aux données fortement contaminées et massivement ambiguës. Expérimentalement, l'algorithme proposé se révèle bien adapté à des problèmes de mise en correspondance d'objets déformés, et à des problèmes de mise en correspondance précise à grande échelle pour la calibration de caméras. En s'appuyant sur notre algorithme de mise en correspondance, nous en dérivons ensuite une méthode de recherche d'éléments répétés, comme les fenêtres. Celle-ci s'avère expérimentalement très efficace et robuste face à des conditions difficiles comme la grande variabilité photométrique des éléments répétés et les occlusions. De plus, elle fait également peu d'hallucinations. Enfin, nous proposons des contributions méthodologiques qui exploitent efficacement les résultats de détections d'éléments répétés pour l'analyse de façades par grammaire, qui devient substantiellement plus précise et robuste

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.