Urban Detection From Hyperspectral Images Using Dimension-Reduction Model and Fusion of Multiple Segmentations Based on Stuctural and Textural Features

Ce mémoire de maîtrise présente une nouvelle approche non supervisée pour détecter et segmenter les régions urbaines dans les images hyperspectrales. La méthode proposée n ́ecessite trois étapes. Tout d’abord, afin de réduire le coût calculatoire de notre algorithme, une image couleur du contenu spectral est estimée. A cette fin, une étape de réduction de dimensionalité non-linéaire, basée sur deux critères complémentaires mais contradictoires de bonne visualisation; à savoir la précision et le contraste, est réalisée pour l’affichage couleur de chaque image hyperspectrale. Ensuite, pour discriminer les régions urbaines des régions non urbaines, la seconde étape consiste à extraire quelques caractéristiques discriminantes (et complémentaires) sur cette image hyperspectrale couleur. A cette fin, nous avons extrait une série de paramètres discriminants pour décrire les caractéristiques d’une zone urbaine, principalement composée d’objets manufacturés de formes simples g ́eométriques et régulières. Nous avons utilisé des caractéristiques texturales basées sur les niveaux de gris, la magnitude du gradient ou des paramètres issus de la matrice de co-occurrence combinés avec des caractéristiques structurelles basées sur l’orientation locale du gradient de l’image et la détection locale de segments de droites. Afin de réduire encore la complexité de calcul de notre approche et éviter le problème de la ”malédiction de la dimensionnalité” quand on décide de regrouper des données de dimensions élevées, nous avons décidé de classifier individuellement, dans la dernière étape, chaque caractéristique texturale ou structurelle avec une simple procédure de K-moyennes et ensuite de combiner ces segmentations grossières, obtenues à faible coût, avec un modèle efficace de fusion de cartes de segmentations. Les expérimentations données dans ce rapport montrent que cette stratégie est efficace visuellement et se compare favorablement aux autres méthodes de détection et segmentation de zones urbaines à partir d’images hyperspectrales.

Analyse de groupe d’un modèle de la plasticité idéale planaire et sur les solutions en termes d’invariants de Riemann pour les systèmes quasilinéaires du premier ordre

Les objets d’étude de cette thèse sont les systèmes d’équations quasilinéaires du premier ordre. Dans une première partie, on fait une analyse du point de vue du groupe de Lie classique des symétries ponctuelles d’un modèle de la plasticité idéale. Les écoulements planaires dans les cas stationnaire et non-stationnaire sont étudiés. Deux nouveaux champs de vecteurs ont été obtenus, complétant ainsi l’algèbre de Lie du cas stationnaire dont les sous-algèbres sont classifiées en classes de conjugaison sous l’action du groupe. Dans le cas non-stationnaire, une classification des algèbres de Lie admissibles selon la force choisie est effectuée. Pour chaque type de force, les champs de vecteurs sont présentés. L’algèbre ayant la dimension la plus élevée possible a été obtenues en considérant les forces monogéniques et elle a été classifiée en classes de conjugaison. La méthode de réduction par symétrie est appliquée pour obtenir des solutions explicites et implicites de plusieurs types parmi lesquelles certaines s’expriment en termes d’une ou deux fonctions arbitraires d’une variable et d’autres en termes de fonctions elliptiques de Jacobi. Plusieurs solutions sont interprétées physiquement pour en déduire la forme de filières d’extrusion réalisables. Dans la seconde partie, on s’intéresse aux solutions s’exprimant en fonction d’invariants de Riemann pour les systèmes quasilinéaires du premier ordre. La méthode des caractéristiques généralisées ainsi qu’une méthode basée sur les symétries conditionnelles pour les invariants de Riemann sont étendues pour être applicables à des systèmes dans leurs régions elliptiques. Leur applicabilité est démontrée par des exemples de la plasticité idéale non-stationnaire pour un flot irrotationnel ainsi que les équations de la mécanique des fluides. Une nouvelle approche basée sur l’introduction de matrices de rotation satisfaisant certaines conditions algébriques est développée. Elle est applicable directement à des systèmes non-homogènes et non-autonomes sans avoir besoin de transformations préalables. Son efficacité est illustrée par des exemples comprenant un système qui régit l’interaction non-linéaire d’ondes et de particules. La solution générale est construite de façon explicite.

Improving sampling, optimization and feature extraction in Boltzmann machines

L’apprentissage supervisé de réseaux hiérarchiques à grande échelle connaît présentement un succès fulgurant. Malgré cette effervescence, l’apprentissage non-supervisé représente toujours, selon plusieurs chercheurs, un élément clé de l’Intelligence Artificielle, où les agents doivent apprendre à partir d’un nombre potentiellement limité de données. Cette thèse s’inscrit dans cette pensée et aborde divers sujets de recherche liés au problème d’estimation de densité par l’entremise des machines de Boltzmann (BM), modèles graphiques probabilistes au coeur de l’apprentissage profond. Nos contributions touchent les domaines de l’échantillonnage, l’estimation de fonctions de partition, l’optimisation ainsi que l’apprentissage de représentations invariantes. Cette thèse débute par l’exposition d’un nouvel algorithme d'échantillonnage adaptatif, qui ajuste (de fa ̧con automatique) la température des chaînes de Markov sous simulation, afin de maintenir une vitesse de convergence élevée tout au long de l’apprentissage. Lorsqu’utilisé dans le contexte de l’apprentissage par maximum de vraisemblance stochastique (SML), notre algorithme engendre une robustesse accrue face à la sélection du taux d’apprentissage, ainsi qu’une meilleure vitesse de convergence. Nos résultats sont présent ́es dans le domaine des BMs, mais la méthode est générale et applicable à l’apprentissage de tout modèle probabiliste exploitant l’échantillonnage par chaînes de Markov. Tandis que le gradient du maximum de vraisemblance peut-être approximé par échantillonnage, l’évaluation de la log-vraisemblance nécessite un estimé de la fonction de partition. Contrairement aux approches traditionnelles qui considèrent un modèle donné comme une boîte noire, nous proposons plutôt d’exploiter la dynamique de l’apprentissage en estimant les changements successifs de log-partition encourus à chaque mise à jour des paramètres. Le problème d’estimation est reformulé comme un problème d’inférence similaire au filtre de Kalman, mais sur un graphe bi-dimensionnel, où les dimensions correspondent aux axes du temps et au paramètre de température. Sur le thème de l’optimisation, nous présentons également un algorithme permettant d’appliquer, de manière efficace, le gradient naturel à des machines de Boltzmann comportant des milliers d’unités. Jusqu’à présent, son adoption était limitée par son haut coût computationel ainsi que sa demande en mémoire. Notre algorithme, Metric-Free Natural Gradient (MFNG), permet d’éviter le calcul explicite de la matrice d’information de Fisher (et son inverse) en exploitant un solveur linéaire combiné à un produit matrice-vecteur efficace. L’algorithme est prometteur: en terme du nombre d’évaluations de fonctions, MFNG converge plus rapidement que SML. Son implémentation demeure malheureusement inefficace en temps de calcul. Ces travaux explorent également les mécanismes sous-jacents à l’apprentissage de représentations invariantes. À cette fin, nous utilisons la famille de machines de Boltzmann restreintes “spike & slab” (ssRBM), que nous modifions afin de pouvoir modéliser des distributions binaires et parcimonieuses. Les variables latentes binaires de la ssRBM peuvent être rendues invariantes à un sous-espace vectoriel, en associant à chacune d’elles, un vecteur de variables latentes continues (dénommées “slabs”). Ceci se traduit par une invariance accrue au niveau de la représentation et un meilleur taux de classification lorsque peu de données étiquetées sont disponibles. Nous terminons cette thèse sur un sujet ambitieux: l’apprentissage de représentations pouvant séparer les facteurs de variations présents dans le signal d’entrée. Nous proposons une solution à base de ssRBM bilinéaire (avec deux groupes de facteurs latents) et formulons le problème comme l’un de “pooling” dans des sous-espaces vectoriels complémentaires.

Bounding The Hochschild Cohomological Dimension

Ce mémoire a deux objectifs principaux. Premièrement de développer et interpréter les groupes de cohomologie de Hochschild de basse dimension et deuxièmement de borner la dimension cohomologique des k-algèbres par dessous; montrant que presque aucune k-algèbre commutative est quasi-libre.

Le reporter comme théoricien : une dimension négligée du journalisme politique

Cette thèse examine les théories politiques profanes qui sont mises de l’avant dans les articles et les reportages des journalistes politiques. Par «théories profanes», nous entendons les constructions intellectuelles informelles qui aident les journalistes à appréhender et à concevoir la vie politique. Nous les définissons ici par opposition aux théories scientifiques des universitaires. Ces théories sont examinées sous trois angles différents, au travers de trois articles scientifiques distincts. Notre principal objectif est de déterminer dans quelle mesure et pour quelles raisons les théories journalistiques profanes convergent ou divergent des théories universitaires scientifiques. Au premier chapitre, nous nous demandons ce que les journalistes font, en nous attardant aux critères sur lesquels ces derniers s’appuient pour analyser la personnalité des chefs de partis politiques. Plus précisément, nous cherchons à savoir si les journalistes tiennent compte des considérations politiques jugées importantes par les citoyens. Afin d’atteindre cet objectif, nous réalisons une analyse de contenu des reportages diffusés dans les grands bulletins d’information télévisés au sujet de l’ex-chef du Parti québécois, André Boisclair. Au second chapitre, nous poussons notre réflexion un cran plus loin en nous demandant ce que les journalistes disent précisément dans les théories qu’ils développent. Pour ce faire, nous examinons les théories développées par les journalistes pour expliquer le comportement des parlementaires. De manière spécifique, nous contrastons les théories académiques de la dissidence politique avec ce qui s’est écrit dans les grands journaux canadiens à l’occasion de quatre votes particulièrement serrés ayant eu lieu à la Chambre des communes à propos de la prolongation de la mission canadienne en Afghanistan et de l’abolition du registre des armes d’épaule. Enfin, nous nous attardons à ce que les journalistes pensent de leurs propres théories, en les interrogeant sur les raisons qui les poussent à mettre ces dernières de l’avant et sur la manière dont ils s’y prennent pour les développer. Nous nous attardons aux mécanismes qui rythment la pensée des journalistes et nous portons notre regard sur les matériaux dont ceux-ci se servent pour construire les théories qu’ils incluent dans leurs reportages. Pour ce faire, nous réalisons des entrevues semi-dirigées avec des journalistes politiques affectés à la couverture de l’élection présidentielle française de 2012. Nos questions portent notamment sur le chemin intellectuel qu’ils parcourent lorsqu’ils tentent de comprendre et d’expliquer le comportement des politiciens, ainsi que sur la façon dont ils conçoivent les campagnes électorales et le rôle qu’ils sont appelés à jouer à l’intérieur de celles-ci. Nos conclusions sont à l’effet que les journalistes construisent bel et bien des théories profanes de la vie politique afin d’aller au-delà des simples comptes rendus factuels et de répondre à ce qu’ils considèrent être une nécessité de leur travail. Les théories qu’ils mettent de l’avant tiennent compte des considérations politiques jugées importantes par les électeurs, et elles ont des traits communs avec certaines des idées sous-tendues par les théories scientifiques des universitaires. Ces théories s’articulent autour des observations que font les journalistes, et des conversations auxquelles ils prennent part ou dont ils sont témoins. Elles reflètent la plupart du temps l’expérience ou le vécu du journaliste. Les théories journalistiques profanes se distinguent toutefois des théories scientifiques en ce qu’elles ne sont ni formalisées, ni explicitement nommées. Elles n’ont pas la sophistication des théories universitaires, et elles sont parfois reléguées à l’arrière-plan de la couverture médiatique au bénéfice d’aspects plus théâtraux de la vie politique. Les journalistes développent par contre des mécanismes pour valider leurs théories. La contribution de cette thèse à l’avancement des connaissances se manifeste sur les plans conceptuel, théorique et empirique. Sur le plan conceptuel, nous étayons davantage le concept des théories journalistiques. Notre thèse permet de mieux comprendre la couverture médiatique de la politique, en mettant en lumière un de ses aspects jusqu’ici négligé par les politologues, soit le fait que les journalistes construisent et utilisent des théories politiques qui leur sont propres pour appréhender l’univers au sein duquel ils évoluent. Sur le plan théorique, nous faisons ressortir les objectifs et les impératifs qui guident les journalistes qui développent ces théories. Enfin, sur le plan empirique, nous donnons pour une rare fois l’occasion aux journalistes de s’exprimer sur la manière dont ils perçoivent leur propre travail.

A unified framework for the comprehension of software's time dimension

Les logiciels sont de plus en plus complexes et leur développement est souvent fait par des équipes dispersées et changeantes. Par ailleurs, de nos jours, la majorité des logiciels sont recyclés au lieu d’être développés à partir de zéro. La tâche de compréhension, inhérente aux tâches de maintenance, consiste à analyser plusieurs dimensions du logiciel en parallèle. La dimension temps intervient à deux niveaux dans le logiciel : il change durant son évolution et durant son exécution. Ces changements prennent un sens particulier quand ils sont analysés avec d’autres dimensions du logiciel. L’analyse de données multidimensionnelles est un problème difficile à résoudre. Cependant, certaines méthodes permettent de contourner cette difficulté. Ainsi, les approches semi-automatiques, comme la visualisation du logiciel, permettent à l’usager d’intervenir durant l’analyse pour explorer et guider la recherche d’informations. Dans une première étape de la thèse, nous appliquons des techniques de visualisation pour mieux comprendre la dynamique des logiciels pendant l’évolution et l’exécution. Les changements dans le temps sont représentés par des heat maps. Ainsi, nous utilisons la même représentation graphique pour visualiser les changements pendant l’évolution et ceux pendant l’exécution. Une autre catégorie d’approches, qui permettent de comprendre certains aspects dynamiques du logiciel, concerne l’utilisation d’heuristiques. Dans une seconde étape de la thèse, nous nous intéressons à l’identification des phases pendant l’évolution ou pendant l’exécution en utilisant la même approche. Dans ce contexte, la prémisse est qu’il existe une cohérence inhérente dans les évènements, qui permet d’isoler des sous-ensembles comme des phases. Cette hypothèse de cohérence est ensuite définie spécifiquement pour les évènements de changements de code (évolution) ou de changements d’état (exécution). L’objectif de la thèse est d’étudier l’unification de ces deux dimensions du temps que sont l’évolution et l’exécution. Ceci s’inscrit dans notre volonté de rapprocher les deux domaines de recherche qui s’intéressent à une même catégorie de problèmes, mais selon deux perspectives différentes.

Sur la dimension éthique de l’argent : les phénomènes de fuite et de blanchiment de capitaux au Maroc

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Sur les traces du virtuel : de la nature et du rôle de la dimension affective dans le processus de communication

La présente thèse rend compte de la dimension affective de la communication. Pour ce faire, l’expérience est d’abord considérée comme durée qualitative (Henri Bergson). Donc, l’expérience est mouvement. Point de départ : le mouvement comme caractéristique intrinsèque du corps qui, ainsi compris, devient un point de passage. Qu’est-ce qui le traverse? Des événements. Il se constitue par ce passage même, ce qui fait de lui un devenir-corps. Ici, toute expérience est acte de communication à son stade le plus pur. Qui est-ce qui communique? L’expérience est une occasion d’actualisation du virtuel. Il s’agit de l’actualisation d’une force virtuelle – que A. N. Whitehead appelle la forme subjective. Le sens du message est l’événement lui-même, c’est-à-dire ce qui émerge dans l’expérience (Gilles Deleuze). Non pas l’expérience subjective d’un sujet préconstitué, mais l’expérience pure, telle que définie par William James : une relationalité. Ce qui s’actualise est une tonalité affective (Whitehead), vécue comme qualité esthétique. Quels sont les facteurs constitutifs du sens? Élargissons la traditionnelle dualité sujet-objet à un complexe relationnel : nous pouvons ainsi percevoir des acteurs affectifs, perceptifs, humains et technologiques, dans un agencement qui se concrétise comme relationalité émergente. Tout événement est situé. Par conséquent, l’émergence du sens devient acte de co-création dans lequel participent les multiples facteurs qui conditionnent l’événement. Cette vision sort d’un anthropocentrisme pour concevoir l’événement lui-même comme sujet de ses propres expériences (Whitehead). De sorte que, tout comme chaque acte de communication, l’expérience des médias est aussi événement vécu. Ce dernier est incorporé par les dimensions du devenir-corps – la conscience-affective et la conscience-réflexive. Celles-ci sont si intimement interreliées qu’elles deviennent mutuellement inclusives dans l’expérience et totalement actives dans l’actualisation du sens.

La dimension politique du soleil

Qu’il ait fallu attendre « Lignes aériennes » (2002) pour que les critiques s’avisent que la poésie de Pierre Nepveu avait quelque chose à dire de la politique et de l’histoire en cours est proprement aberrant. Où regardent-ils donc? Faut-il que le poème exhibe des drapeaux rouges, bleus ou noirs; qu’il vienne d’un écrivain bien connu pour ses positions sociales et dûment affilié au parti dont le commun des publicistes espère qu’il soit; qu’il aragone à tout vent ou soit atteint de la sartrose, cette maladie mal engagée de la foi; que ses vers attestent des affinités militantes, quitte à faire rimer des slogans; que son auteur soit de tel réseau ma chère; faut-il cela pour qu’un poème soit politique ou pour qu’il ait une dimension politique? Sainte-Beuve, décidément, empeste encore, aujourd’hui déguisé en sociologue de rencontre pour département de lettres, prompt à se donner l’illusion d’avoir quelque chose à dire en filant des « postures » et des « stratégies » qui renvoient encore et toujours à des intentions conspiratoires : l’auteur, figurez-vous, est de retour, il n’écrit pas, il fomente pour faire carrière. [Introduction]

Généralisation d'algorithmes de réduction de dimension

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La dimension religieuse de Regards et jeux dans l'espace d'Hector de Saint-Denys Garneau

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.