Exploitation de contraintes photométriques et géométriques en vision : application au suivi, au calibrage et à la reconstruction

Cette thése a été réalisée dans le cadre d'une cotutelle avec l'Institut National Polytechnique de Grenoble (France). La recherche a été effectuée au sein des laboratoires de vision 3D (DIRO, UdM) et PERCEPTION-INRIA (Grenoble).

Montage et caractérisation d’un système de spectroscopie Raman accordable en longueur d’onde utilisant des réseaux de Bragg comme filtre : application aux nanotubes de carbone

La spectroscopie Raman est un outil non destructif fort utile lors de la caractérisation de matériau. Cette technique consiste essentiellement à faire l’analyse de la diffusion inélastique de lumière par un matériau. Les performances d’un système de spectroscopie Raman proviennent en majeure partie de deux filtres ; l’un pour purifier la raie incidente (habituellement un laser) et l’autre pour atténuer la raie élastique du faisceau de signal. En spectroscopie Raman résonante (SRR), l’énergie (la longueur d’onde) d’excitation est accordée de façon à être voisine d’une transition électronique permise dans le matériau à l’étude. La section efficace d’un processus Raman peut alors être augmentée d’un facteur allant jusqu’à 106. La technologie actuelle est limitée au niveau des filtres accordables en longueur d’onde. La SRR est donc une technique complexe et pour l’instant fastidieuse à mettre en œuvre. Ce mémoire présente la conception et la construction d’un système de spectroscopie Raman accordable en longueur d’onde basé sur des filtres à réseaux de Bragg en volume. Ce système vise une utilisation dans le proche infrarouge afin d’étudier les résonances de nanotubes de carbone. Les étapes menant à la mise en fonction du système sont décrites. Elles couvrent les aspects de conceptualisation, de fabrication, de caractérisation ainsi que de l’optimisation du système. Ce projet fut réalisé en étroite collaboration avec une petite entreprise d’ici, Photon etc. De cette coopération sont nés les filtres accordables permettant avec facilité de changer la longueur d’onde d’excitation. Ces filtres ont été combinés à un laser titane : saphir accordable de 700 à 1100 nm, à un microscope «maison» ainsi qu’à un système de détection utilisant une caméra CCD et un spectromètre à réseau. Sont d’abord présentés les aspects théoriques entourant la SRR. Par la suite, les nanotubes de carbone (NTC) sont décrits et utilisés pour montrer la pertinence d’une telle technique. Ensuite, le principe de fonctionnement des filtres est décrit pour être suivi de l’article où sont parus les principaux résultats de ce travail. On y trouvera entre autres la caractérisation optique des filtres. Les limites de basses fréquences du système sont démontrées en effectuant des mesures sur un échantillon de soufre dont la raie à 27 cm-1 est clairement résolue. La simplicité d’accordabilité est quant à elle démontrée par l’utilisation d’un échantillon de NTC en poudre. En variant la longueur d’onde (l’énergie d’excitation), différentes chiralités sont observées et par le fait même, différentes raies sont présentes dans les spectres. Finalement, des précisions sur l’alignement, l’optimisation et l’opération du système sont décrites. La faible acceptance angulaire est l’inconvénient majeur de l’utilisation de ce type de filtre. Elle se répercute en problème d’atténuation ce qui est critique plus particulièrement pour le filtre coupe-bande. Des améliorations possibles face à cette limitation sont étudiées.

La discrimination en milieu de travail et le devoir juridique de représentation syndicale : une analyse socio-juridique

Ce mémoire est une analyse socio-juridique de la discrimination en milieu de travail et de son impact sur le devoir juridique de représentation syndicale, ou plus précisément, sur la responsabilité syndicale en contexte de diversité. Partant d’une première approche sociométrique du phénomène, suivie d’une deuxième davantage socio-juridique, le constat est à l’effet que la discrimination en milieu de travail a des répercussions jusque dans les milieux syndiqués,où les flux d’immigration semblent, à plusieurs égards, bousculer l’ordre établi. La revue de littérature permet de dégager deux grands axes de recherche : un premier concernant les forums : dans l’état actuel du droit, ce sont les Tribunaux des droits de la personne qui élaborent les normes applicables au devoir juridique de représentation syndicale dans les cas allégués de discrimination au travail, les Commissions des relations de travail s’adaptant mais lentement, sinon avec réticence, à la nouvelle donne ; le deuxième concernant spécifiquement la partie syndicale : cette dernière pondère l’effet des normes applicables en matière de discrimination au travail tant en fonction de ses propres intérêts stratégiques, que de l’attente des membres, que des préjugés et stéréotypes présents dans le milieu de travail. L’analyse globale porte sur 689 décisions en provenance de quatre Commissions des relations de travail — Québec, Fédéral, Ontario et Colombie-Britannique — et ainsi que des quatre Tribunaux des droits de la personne correspondants, sur une période de dix ans, allant du 1er janvier 2000 au 31 décembre 2009. Quant aux forums, la conclusion est à l’effet qu’au cours de la période étudiée, aucune institution n’a de préséance sur l’autre en ce qui a trait aux motifs illicites de discrimination. Les deux se complétent sans presque se chevaucher, et chacune à leur manière, contribuent fortement à faire progresser les droits de la personne. Par contre, les Commissions des relations de travail ont préséance quant au harcèlement, tandis que les Tribunaux des droits de la personne sont prépondérants face aux mesures d’accommodement. Quant à la partie syndicale, si elle a toujours agi, pour des raisons historiques, en fonction de ses intérêts stratégiques, de l’attente des membres, et des préjugés et stéréotypes présents sur les lieux de travail. Mais, ce qui change au fil du temps, c’est tout ce qui entoure le devoir juridique de représentation syndicale, c’est-à-dire tout le climat général d’application, ainsi que tout le contexte d’analyse et d’évaluation des situations. Quel est donc l’impact de la discrimination en milieu de travail sur le devoir juridique de représentation syndicale ? Dans la mesure où le contexte d’analyse et d’évaluation des situations est la lecture que font les agents, du climat général d’application, et des changements qu’ils y apportent en fonction de leurs propres intérêts stratégiques, du point de vue syndical, cet impact est triple : d’abord, devant chaque cas d’espèce, (1) l’acteur syndical doit désormais jongler avec beaucoup plus de facteurs qu’auparavant ; deuxièmement, (2) envers les salariés de l’unité de négociation, la marge de manoeuvre est beaucoup plus restreinte en contexte de lutte contre la discrimination ; enfin, et c’est le point le plus important, (3) l’économie générale des droits de la personne a pour effet d’introduire une hiérarchie dans les normes applicables, ce qui oblige l’acteur syndical à s’adapter, de façon constante, à un climat général d’application sans cesse changeant, auquel tous les agents contribuent, y compris lui-même.

La promotion sur Internet : analyse d’un discours sous l’angle du mythe. Le cas de labels indépendants de rap au Québec

À l’heure où l’industrie de l’enregistrement sonore connait un certain nombre de bouleversements, Internet apparait à la fois comme un responsable d’une crise du disque et comme une plate-forme de diffusion et de promotion de la musique enregistrée. C’est dans ce contexte de mutations des industries culturelles que sont les industries de la musique que les labels indépendants voient les possibilités liées à la promotion se multiplier. Notamment par le biais des sites internet que j’envisage ici comme discours encodé et diffusé. Ce mémoire explore deux sites internet officiels de labels indépendants de rap québécois à l’aide de la proposition de la présence du mythe dans le discours de promotion. S’appuyant sur la théorie de Barthes, mon analyse s’articule autour de l’étude de la signification afin de mettre en lumière la façon dont le mythe fonctionne dans le discours. En m’intéressant principalement à l’image et au texte, je mets notamment en valeur le traitement de l’artiste, de la création musicale et du label dans le discours.

Le cinéma omnistéréo ou l'art d'avoir des yeux tout le tour de la tête

Cette thèse s'intéresse à des aspects du tournage, de la projection et de la perception du cinéma stéréo panoramique, appelé aussi cinéma omnistéréo. Elle s'inscrit en grande partie dans le domaine de la vision par ordinateur, mais elle touche aussi aux domaines de l'infographie et de la perception visuelle humaine. Le cinéma omnistéréo projette sur des écrans immersifs des vidéos qui fournissent de l'information sur la profondeur de la scène tout autour des spectateurs. Ce type de cinéma comporte des défis liés notamment au tournage de vidéos omnistéréo de scènes dynamiques, à la projection polarisée sur écrans très réfléchissants rendant difficile l'estimation de leur forme par reconstruction active, aux distorsions introduites par l'omnistéréo pouvant fausser la perception des profondeurs de la scène. Notre thèse a tenté de relever ces défis en apportant trois contributions majeures. Premièrement, nous avons développé la toute première méthode de création de vidéos omnistéréo par assemblage d'images pour des mouvements stochastiques et localisés. Nous avons mis au point une expérience psychophysique qui montre l'efficacité de la méthode pour des scènes sans structure isolée, comme des courants d'eau. Nous proposons aussi une méthode de tournage qui ajoute à ces vidéos des mouvements moins contraints, comme ceux d'acteurs. Deuxièmement, nous avons introduit de nouveaux motifs lumineux qui permettent à une caméra et un projecteur de retrouver la forme d'objets susceptibles de produire des interréflexions. Ces motifs sont assez généraux pour reconstruire non seulement les écrans omnistéréo, mais aussi des objets très complexes qui comportent des discontinuités de profondeur du point de vue de la caméra. Troisièmement, nous avons montré que les distorsions omnistéréo sont négligeables pour un spectateur placé au centre d'un écran cylindrique, puisqu'elles se situent à la périphérie du champ visuel où l'acuité devient moins précise.

Évaluation de rafles policières successives contre un réseau de revendeurs de stupéfiants

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Estimation des paramètres biophysiques des cultures agricoles par télédétection aéroportée

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Détection des chutes par calcul homographique

La vidéosurveillance a pour objectif principal de protéger les personnes et les biens en détectant tout comportement anormal. Ceci ne serait possible sans la détection de mouvement dans l’image. Ce processus complexe se base le plus souvent sur une opération de soustraction de l’arrière-plan statique d’une scène sur l’image. Mais il se trouve qu’en vidéosurveillance, des caméras sont souvent en mouvement, engendrant ainsi, un changement significatif de l’arrière-plan; la soustraction de l’arrière-plan devient alors problématique. Nous proposons dans ce travail, une méthode de détection de mouvement et particulièrement de chutes qui s’affranchit de la soustraction de l’arrière-plan et exploite la rotation de la caméra dans la détection du mouvement en utilisant le calcul homographique. Nos résultats sur des données synthétiques et réelles démontrent la faisabilité de cette approche.

Analyse d’information tridimensionnelle issue de systèmes multi-caméras pour la détection de la chute et l’analyse de la marche

Réalisé en cotutelle avec le laboratoire M2S de Rennes 2

La lutte au terrorisme international au Canada: panopticon ou banopticon ?

Depuis quelques années, mais surtout depuis le 11 septembre 2001, les contrôles migratoires sont devenus le locus principal d’affirmation du pouvoir souverain dans les pays occidentaux. La mouvance sécuritaire actuelle semble avoir donné les outils conceptuels nécessaires aux États pour leur permettre d’amalgamer des notions autrefois distinctes, comme la sécurité et l’immigration, et d’en inférer des liens qui paraissent désormais naturels et évidents aux yeux du public. Le Canada s’inscrit aussi dans cette mouvance où l’immigrant et l’étranger sont désormais pensés en relation avec l’illégalité, la criminalité et le sujet de non-droit. En pratique, cela se traduit par la mise en œuvre étatique d’un pouvoir souverain qui se manifeste clairement et ouvertement dans le cadre de contrôles migratoires de plus en plus serrés et contraignants. Ainsi, alimenté par la justification sécuritaire, par l’affect de la peur et par la nécessité de combattre le terrorisme international, le Canada applique ses lois et ses politiques de manière à exercer un contrôle accru sur sa population, plus particulièrement sur les migrants en général, mais encore davantage sur les demandeurs d’asile et les réfugiés soupçonnés de terrorisme. La mise en œuvre de pratiques restrictives à l’endroit des demandeurs d’asile et des réfugiés est facilitée par une conviction très tenace. À la lumière de son comportement, le gouvernement canadien semble convaincu que l’exclusion, l’expulsion, voire le refoulement, à l’extérieur du territoire national des personnes jugées être de potentiels terroristes, permettront de renforcer la sécurité nationale. Cette conviction est elle-même supportée par une autre, à savoir la croyance selon laquelle le pouvoir souverain d’exclure quelqu’un du territoire est absolu et, qu’en situation d’exception, il ne peut être limité d’aucune manière par le droit international. Suivant ceci, la lutte antiterroriste s’exécute presque exclusivement par le rejet des éléments potentiellement dangereux à l’extérieur du pays, au détriment d’autres mesures moins attentatoires des droits et libertés, plus légitimes et plus à même de remplir les objectifs liés à la lutte au terrorisme international. Dans notre étude, par une relecture d’une décision paradigmatique de la Cour suprême du Canada, l’affaire Suresh, nous chercherons à ébranler ces convictions. Notre thèse est à l’effet que la prétention du Canada à vouloir en arriver à un monde plus sécuritaire, en excluant d’une protection internationale contre la torture et en refoulant de potentiels terroristes à l'extérieur de son territoire, constitue une entreprise vouée à l’échec allant potentiellement à l’encontre des objectifs de lutte au terrorisme et qui se réalise présentement dans le déni de ses obligations internationales relatives aux droits de l’Homme et à la lutte contre l’impunité. Généralement, à la lumière d’une analyse de certaines obligations du Canada dans ces domaines, notre étude révélera trois éléments, ceux-ci se trouvant en filigrane de toute notre réflexion. Premièrement, le pouvoir souverain du Canada d’exclure des individus de son territoire n’est pas absolu. Deuxièmement, le droit d’une personne à obtenir protection non plus n’est pas absolu et des mécanismes d’équilibrage existant en droit international permettent de protéger les personnes tout en s’assurant que le Canada ne devienne pas un refuge pour les terroristes potentiels. Troisièmement, le Canada est astreint à d’autres obligations internationales. Celles-ci protègent les personnes exclues d’une protection et forcent le gouvernement à lutter contre l’impunité.

Reconstruction tridimensionnelle pour projection sur surfaces arbitraires.

Ce mémoire s'inscrit dans le domaine de la vision par ordinateur. Elle s'intéresse à la calibration de systèmes de caméras stéréoscopiques, à la mise en correspondance caméra-projecteur, à la reconstruction 3D, à l'alignement photométrique de projecteurs, au maillage de nuages de points, ainsi qu'au paramétrage de surfaces. Réalisé dans le cadre du projet LightTwist du laboratoire Vision3D, elle vise à permettre la projection sur grandes surfaces arbitraires à l'aide de plusieurs projecteurs. Ce genre de projection est souvent utilisé en arts technologiques, en théâtre et en projection architecturale. Dans ce mémoire, on procède au calibrage des caméras, suivi d'une reconstruction 3D par morceaux basée sur une méthode active de mise en correspondance, la lumière non structurée. Après un alignement et un maillage automatisés, on dispose d'un modèle 3D complet de la surface de projection. Ce mémoire introduit ensuite une nouvelle approche pour le paramétrage de modèles 3D basée sur le calcul efficace de distances géodésiques sur des maillages. L'usager n'a qu'à délimiter manuellement le contour de la zone de projection sur le modèle. Le paramétrage final est calculé en utilisant les distances obtenues pour chaque point du modèle. Jusqu'à maintenant, les méthodes existante ne permettaient pas de paramétrer des modèles ayant plus d'un million de points.

Comparabilité entre modalités d’évaluation TIC et papier-crayon : cas de productions écrites en français en cinquième secondaire au Québec

Au niveau méthodologique, ce travail innove en combinant plusieurs moyens d'observation complémentaires sur le processus d'écriture et sur le processus de correction. Les observations qualitatives ainsi recueillies sont retranscrites en les combinant selon l'ordre chronologique d'apparition, puis elles sont traitées et analysées sous le logiciel QDA Miner.

Détection de chute à l'aide d'une caméra de profondeur

Les chutes chez les personnes âgées représentent un problème important de santé publique. Des études montrent qu’environ 30 % des personnes âgées de 65 ans et plus chutent chaque année au Canada, entraînant des conséquences néfastes sur les plans individuel, familiale et sociale. Face à une telle situation la vidéosurveillance est une solution efficace assurant la sécurité de ces personnes. À ce jour de nombreux systèmes d’assistance de services à la personne existent. Ces dispositifs permettent à la personne âgée de vivre chez elle tout en assurant sa sécurité par le port d'un capteur. Cependant le port du capteur en permanence par le sujet est peu confortable et contraignant. C'est pourquoi la recherche s’est récemment intéressée à l’utilisation de caméras au lieu de capteurs portables. Le but de ce projet est de démontrer que l'utilisation d'un dispositif de vidéosurveillance peut contribuer à la réduction de ce fléau. Dans ce document nous présentons une approche de détection automatique de chute, basée sur une méthode de suivi 3D du sujet en utilisant une caméra de profondeur (Kinect de Microsoft) positionnée à la verticale du sol. Ce suivi est réalisé en utilisant la silhouette extraite en temps réel avec une approche robuste d’extraction de fond 3D basée sur la variation de profondeur des pixels dans la scène. Cette méthode se fondera sur une initialisation par une capture de la scène sans aucun sujet. Une fois la silhouette extraite, les 10% de la silhouette correspondant à la zone la plus haute de la silhouette (la plus proche de l'objectif de la Kinect) sera analysée en temps réel selon la vitesse et la position de son centre de gravité. Ces critères permettront donc après analyse de détecter la chute, puis d'émettre un signal (courrier ou texto) vers l'individu ou à l’autorité en charge de la personne âgée. Cette méthode a été validée à l’aide de plusieurs vidéos de chutes simulées par un cascadeur. La position de la caméra et son information de profondeur réduisent de façon considérable les risques de fausses alarmes de chute. Positionnée verticalement au sol, la caméra permet donc d'analyser la scène et surtout de procéder au suivi de la silhouette sans occultation majeure, qui conduisent dans certains cas à des fausses alertes. En outre les différents critères de détection de chute, sont des caractéristiques fiables pour différencier la chute d'une personne, d'un accroupissement ou d'une position assise. Néanmoins l'angle de vue de la caméra demeure un problème car il n'est pas assez grand pour couvrir une surface conséquente. Une solution à ce dilemme serait de fixer une lentille sur l'objectif de la Kinect permettant l’élargissement de la zone surveillée.

Esprit du don, dispositifs et reconnaissance : de "Diaries, Notes and Sketches : Also Known as Walden" (1969) à "The First Forty" (2006) de Jonas Mekas.

Après avoir passé plus de 4 ans dans des camps de travail forcé, Jonas Mekas, lituanien, est déporté avec son frère par les Nations-Unies en 1949 aux États-Unis. Les deux rescapés de la seconde guerre mondiale dédient alors leur temps au cinéma. Dès leur arrivée, ils se procurent une caméra 16 mm bolex et se tournent vers le cinéma expérimental, grâce, entre autre, à une de ces cinéastes pionnières américaine Maya Deren. En marge de l'industrie cinématographique hollywoodienne, Jonas Mekas participe à l'édification de structures - coopératives, associations, magazines, journaux - afin de rendre accessible ce genre filmique, de lui obtenir une reconnaissance publique et de, ultimement, le préserver. En 1969, il réalise un film intitulé "Diaries, Notes and Sketches : Also Known as Walden". Mekas réalise ensuite des films qui réemploient des séquences qui se trouvent dans cette première ébauche filmique. Ce processus se retrace au sein de son « premier essai » numérique qu'il réalise à l'ère cybériste intitulé "The First Forty" (2006), composé de vidéos et de descriptions textuelles. Tout comme il l’avait fait avec Walden, Mekas présente explicitement celui-ci à un public, en l’occurrence son nouveau public d'internautes, qui en prend connaissance sur son site web officiel. La présentation numérique et la table des matières papier accompagnant "Diaries, Notes and Sketches : Also Known as Walden" rédigée par l'artiste en 1969 ont une fonction similaire au sens où, par elles, Jonas Mekas donne ces deux créations aux spectateurs. Nous avons choisi d'employer le terme de dispositif pour parler de ces « objets » qui font appel à diverses formes énonciatives afin de créer un effet spécifique chez le spectateur. En explorant la théorie sociologique moderne du don développée par Jacques T. Godbout, notre projet a été de relever « l'esprit de don » qui se retrace au sein de ces dispositifs. Cette étude nous permet de constater que les dispositifs audiovisuels / cinématographiques que développa Mekas sont des « objets » qui peuvent être reçus tel des dons suscitant le désir de donner chez les spectateurs. Ils sont le ciment symbolique personnel et collectif nécessaire à l’accomplissement du processus de « reconnaissance » qu’implique le don.

Développement et validation d'un modèle de simulation numérique personnalisé à une athlète de plongeon

Les entraîneurs en sports acrobatiques disposent de peu d’outils permettant d’améliorer leur compréhension des saltos vrillés et la performance des athlètes. L’objectif de ce mémoire était de développer un environnement graphique de simulation numérique réaliste et utile des acrobaties aériennes. Un modèle composé de 17 segments et de 42 degrés de liberté a été développé et personnalisé à une athlète de plongeon. Un système optoélectronique échantillonné à 300 Hz a permis l’acquisition de huit plongeons en situation réelle d’entraînement. La cinématique articulaire reconstruite avec un filtre de Kalman étendu a été utilisée comme entrée du modèle. Des erreurs quadratiques moyennes de 20° (salto) et de 9° (vrille) entre les performances simulées et réelles ont permis de valider le modèle. Enfin, une formation basée sur le simulateur a été offerte à 14 entraîneurs en sports acrobatiques. Une augmentation moyenne de 11 % des résultats aux questionnaires post-test a permis de constater le potentiel pédagogique de l’outil pour la formation.