Représentation et détection des images et des surfaces déformables

La représentation d'une surface, son lissage et son utilisation pour l'identification, la comparaison, la classification, et l'étude des variations de volume, de courbure ou de topologie sont omniprésentes dans l'aire de la numérisation. Parmi les méthodes mathématiques, nous avons retenu les transformations difféomorphiques d'un pattern de référence. Il y a un grand intérêt théorique et numérique à approcher un difféomorphisme arbitraire par des difféomorphismes engendrés par des champs de vitesses. Sur le plan théorique la question est : "est-ce que le sous-groupe de difféomorphismes engendrés par des champs de vitesses est dense dans le groupe plus large de Micheletti pour la métrique de Courant ?" Malgré quelques progrès réalisés ici, cette question demeure ouverte. Les pistes empruntées ont alors convergé vers le sous-groupe de Azencott et de Trouvé et sa métrique dans le cadre de l'imagerie. Elle correspond à une notion de géodésique entre deux difféomorphismes dans leur sous-groupe. L'optimisation est utilisée pour obtenir un système d'équations état adjoint caractérisant la solution optimale du problème d'identification à partir des observations. Cette approche est adaptée à l'identification de surfaces obtenues par un numériseur tel que, par exemple, le scan d'un visage. Ce problème est beaucoup plus difficile que celui d'imagerie. On doit alors introduire un système de référence courbe et une surface à facettes pour les calculs. On donne la formulation du problème d'identification et du calcul du changement de volume par rapport à un scan de référence.

Single-Plateaued Choice

Single-plateaued preferences generalize single-peaked preferences by allowing for multiple best elements. These preferences have played an important role in areas such as voting, strategy-proofness and matching problems. We examine the notion of singleplateauedness in a choice-theoretic setting. Single-plateaued choice is characterized by means of a collinear interval continuity property in the presence of independence of irrelevant alternatives. Further results establish that our notion of single-plateauedness conforms to the motivation underlying the term and we analyze the consequences of alternative continuity properties. The importance of basic assumptions such as closedness and convexity is discussed. Journal of Economic Literature Classification Nos.: D11, D71.

Single-plateaued choice

Single-plateaued preferences generalize single-peaked preferences by allowing for multiple best elements. These preferences have played an important role in areas such as voting, strategy-proofness and matching problems. We examine the notion of single-plateauedness in a choice-theoretic setting. Single-plateaued choice is characterized by means of a collinear interval continuity property in the presence of independence of irrelevant alternatives. Further results establish that our notion of single-plateauedness conforms to the motivation underlying the term and we analyze the consequences of alternative continuity properties. The importance of basic assumptions such as closedness and convexity is discussed. Journal of Economic Literature Classification Nos.: D11, D71.

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.

L’impact de la stéréoscopie dans la reconnaissance, la perception et la constance de forme 3D

Les buts des recherches présentées dans cette thèse étaient d’évaluer le rôle de la stéréoscopie dans la reconnaissance de forme, dans la perception du relief et dans la constance de forme. La première étude a examiné le rôle de la stéréoscopie dans la perception des formes visuelles en utilisant une tâche de reconnaissance de formes. Les stimuli pouvaient être présentés en 2D, avec disparité normale (3D) ou avec disparité inversée. La performance de reconnaissance était meilleure avec les modes de présentation 2D et 3D qu’avec la 3D inversée. Cela indique que la stéréoscopie contribue à la reconnaissance de forme. La deuxième étude s’est intéressée à la contribution conjointe de l’ombrage et de la stéréoscopie dans la perception du relief des formes. Les stimuli étaient des images d’une forme 3D convexe synthétique présentée sous un point de vue menant à une ambigüité quant à sa convexité. L’illumination pouvait provenir du haut ou du bas et de la gauche ou de la droite, et les stimuli étaient présentés dichoptiquement avec soit de la disparité binoculaire normale, de la disparité inversée ou sans disparité entre les vues. Les participants ont répondu que les formes étaient convexes plus souvent lorsque la lumière provenait du haut que du bas, plus souvent avec la disparité normale qu’en 2D, et plus souvent avec absence de disparité qu’avec disparité inversée. Les effets de direction d’illumination et du mode de présentation étaient additifs, c’est-à-dire qu’ils n’interagissaient pas. Cela indique que l’ombrage et la stéréoscopie contribuent indépendamment à la perception du relief des formes. La troisième étude a évalué la contribution de la stéréoscopie à la constance de forme, et son interaction avec l’expertise perceptuelle. Elle a utilisé trois tâches de discrimination séquentielle de trombones tordus ayant subi des rotations en profondeur. Les stimuli pouvaient être présentés sans stéréoscopie, avec stéréoscopie normale ou avec stéréoscopie inversée. Dans la première moitié de l’Exp. 1, dans laquelle les variations du mode de présentation étaient intra-sujets, les performances étaient meilleures en 3D qu’en 2D et qu’en 3D inversée. Ces effets ont été renversés dans la seconde moitié de l’expérience, et les coûts de rotation sont devenus plus faibles pour la 2D et la 3D inversée que pour la 3D. Dans les Exps. 2 (variations intra-sujets du mode de présentation, avec un changement de stimuli au milieu de l’expérience) et 3 (variations inter-sujets du mode de présentation), les effets de rotation étaient en tout temps plus faibles avec stéréoscopie qu’avec stéréoscopie inversée et qu’en 2D, et plus faibles avec stéréoscopie inversée que sans stéréoscopie. Ces résultats indiquent que la stéréoscopie contribue à la constance de forme. Toutefois, cela demande qu’elle soit valide avec un niveau minimal de consistance, sinon elle devient stratégiquement ignorée. En bref, les trois études présentées dans cette thèse ont permis de montrer que la stéréoscopie contribue à la reconnaissance de forme, à la perception du relief et à la constance de forme. De plus, l’ombrage et la stéréoscopie sont intégrés linéairement.

Les actions de groupes en géométrie symplectique et l'application moment

Ce mémoire porte sur quelques notions appropriées d'actions de groupe sur les variétés symplectiques, à savoir en ordre décroissant de généralité : les actions symplectiques, les actions faiblement hamiltoniennes et les actions hamiltoniennes. Une connaissance des actions de groupes et de la géométrie symplectique étant prérequise, deux chapitres sont consacrés à des présentations élémentaires de ces sujets. Le cas des actions hamiltoniennes est étudié en détail au quatrième chapitre : l'importante application moment y est définie et plusieurs résultats concernant les orbites de la représentation coadjointe, tels que les théorèmes de Kirillov et de Kostant-Souriau, y sont démontrés. Le dernier chapitre se concentre sur les actions hamiltoniennes des tores, l'objectif étant de démontrer le théorème de convexité d'Atiyha-Guillemin-Sternberg. Une discussion d'un théorème de classification de Delzant-Laudenbach est aussi donnée. La présentation se voulant une introduction assez exhaustive à la théorie des actions hamiltoniennes, presque tous les résultats énoncés sont accompagnés de preuves complètes. Divers exemples sont étudiés afin d'aider à bien comprendre les aspects plus subtils qui sont considérés. Plusieurs sujets connexes sont abordés, dont la préquantification géométrique et la réduction de Marsden-Weinstein.

La croissance maxillaire et mandibulaire et l’apnée du sommeil chez les enfants présentant une séquence de Pierre Robin

Introduction : La croissance maxillo-mandibulaire des enfants avec une séquence de Pierre Robin (SPR) est controversée dans la littérature. Certains auteurs croient que la croissance mandibulaire est accélérée après la naissance, mais peu se sont penchés sur la croissance du maxillaire supérieur. Cette étude rétrospective sur dossier vise à analyser la croissance maxillo-mandibulaire des enfants atteints de la SPR. Dans un deuxième temps, nous aurions aimé évaluer la sévérité et l’évolution de l’apnée du sommeil en lien avec la croissance des maxillaires, mais un manque de données a empêché l’atteinte de cet objectif. Matériel et méthode : Les dossiers médicaux et orthodontiques de 93 patients (82 volet apnée et 40 volet croissance) du CHU Ste-Justine avec une SPR isolée ont été révisés puis comparés au groupe contrôle composé d’enfants normaux de l’Université du Michigan. L’analyse statistique de modèle mixte pour mesures répétées de même que celle de Brunner-Langer furent effectuées. Résultats : L’évaluation orthodontique a montré un changement statistiquement significatif pour la relation molaire droite, la présence de chevauchement et de diastème au maxillaire et le surplomb vertical. L’analyse des données céphalométriques nous montre que le maxillaire supérieur, la branche montante et le corps de la mandibule sont tous réduits par rapport à la normale. Ce dernier montre une diminution significative avec l’âge (p = 0,03). L’angle gonial, le SNA, SNB, ANB, l’angle de convexité faciale et l’inclinaison de l’incisive supérieure par rapport à FH sont tous normaux. Par contre, on remarque une augmentation statistiquement significative de cette dernière avec l’âge (p = 0,04). L’angle Y est augmenté tandis que les hauteurs faciales supérieure (HFS) et inférieure (HFI) sont diminuées bien que cette dernière montre une tendance à s’approcher de la normale avec l’âge (p ≤ 0,001). Discussion : Les dimensions des maxillaires sont similaires à plusieurs études. En ce qui concerne la mandibule, la croissance est soit plus lente, soit diminuée. Cette observation est plus marquée lorsque l’on s’approche du pic de croissance puisque l’écart par rapport à la normale s’agrandit. On voit une tendance à la croissance hyperdivergente qui pourrait expliquer l’augmentation de la HFI avec l’âge. Le fait que SNA et SNB soient dans la normale pourrait s’expliquer par une diminution de la longueur de la base crânienne. Conclusion : Il n’y a pas de rattrapage de croissance maxillaire et mandibulaire. Les maxillaires restent micrognathes quoique proportionnels l’un envers l’autre et le profil est convexe tout au long de la croissance. La comparaison des données céphalométriques et des traitements orthodontiques avec ceux des patients présentant une fente palatine isolée devrait se faire sous peu. Nous n’avons pas été en mesure d’atteindre nos objectifs concernant l’apnée du sommeil. Une étude prospective serait à prévoir pour y arriver.

On Some Infinite Convex Invariants

The present study on some infinite convex invariants. The origin of convexity can be traced back to the period of Archimedes and Euclid. At the turn of the nineteenth centaury , convexicity became an independent branch of mathematics with its own problems, methods and theories. The convexity can be sorted out into two kinds, the first type deals with generalization of particular problems such as separation of convex sets[EL], extremality[FA], [DAV] or continuous selection Michael[M1] and the second type involved with a multi- purpose system of axioms. The theory of convex invariants has grown out of the classical results of Helly, Radon and Caratheodory in Euclidean spaces. Levi gave the first general definition of the invariants Helly number and Radon number. The notation of a convex structure was introduced by Jamison[JA4] and that of generating degree was introduced by Van de Vel[VAD8]. We also prove that for a non-coarse convex structure, rank is less than or equal to the generating degree, and also generalize Tverberg’s theorem using infinite partition numbers. Compare the transfinite topological and transfinite convex dimensions

Studies on Fuzzy Matroitls and Related Topics

The doctoral thesis focuses on the Studies on fuzzy Matroids and related topics.Since the publication of the classical paper on fuzzy sets by L. A. Zadeh in 1965.the theory of fuzzy mathematics has gained more and more recognition from many researchers in a wide range of scientific fields. Among various branches of pure and applied mathematics, convexity was one of the areas where the notion of fuzzy set was applied. Many researchers have been involved in extending the notion of abstract convexity to the broader framework of fuzzy setting. As a result, a number of concepts have been formulated and explored. However. many concepts are yet to be fuzzified. The main objective of this thesis was to extend some basic concepts and results in convexity theory to the fuzzy setting. The concept like matroids, independent structures. classical convex invariants like Helly number, Caratheodoty number, Radon number and Exchange number form an important area of study in crisp convexity theory. In this thesis, we try to generalize some of these concepts to the fuzzy setting. Finally, we have defined different types of fuzzy matroids derived from vector spaces and discussed some of their properties.

Consejos superiores de la administración, neocorporativismo y participación orgánica

La Constitución Política de 1991 introdujo el concepto de participación como dato fundamental de su estructura. Un estudio ligero permite evidenciar una cantidad de artículos que regulan la materia participativa sin embargo, dichos preceptos se encuentran sin una relación de convexidad precisa. En cuanto al tema de la participación del administrado en la administración pública, como género de la especie que engloba las normas precisas sobre el ejercicio de funciones administrativas por particulares, el problema es de mayor complejidad; ello debido a que el problema participativo supone el estudio de teorías sociológicas que explican el fenómeno desde perspectivas que superan el ámbito normativo de los preceptos que consagran dicho fenómeno. El presente artículo tiene como propósito estudiar desde un punto de vista teórico el problema de la participación como fundamento del ejercicio de funciones administrativas por particulares con el objeto de explicar su fundamento último. Para este efecto, el artículo propone un panorama general de los fundamentos tradicionales del derecho administrativo y su eficacia actual, dentro del marco de una sociedad compleja en permanente conexión con el Estado Social de Derecho. A su vez expone teorías explicativas de la relación mencionada y sus efectos en la producción de normas jurídicas. Por último, expone un estudio de caso para la aplicación de los fundamentos teóricos expuestos en este artículo.

En nombre de un amor imaginario y los orígenes de la República del Ecuador (Dossier: Bicentenario, rastros y revelaciones de la Independencia)

El autor analiza esta novela histórica de Jorge Velasco Mackenzie, en torno a los orígenes de la nación ecuatoriana, entre la historia y la fábula. Reflexiona sobre el proceso de escribir como una forma de interpelar presupuestos consagrados, valores, símbolos e identidades. Handelsman destaca que el trabajo de la Misión Geodésica Francesa, de 1736, cambió la cosmovisión de la sociedad colonial ecuatoriana, escolástica, por otra de carácter más empírico, pero que el nuevo motor del saber moderno trajo también distorsiones y omisiones de otras verdades (como el que los indígenas perdieran su protagonismo milenario como conocedores de su hábitat). Pone en relieve, igualmente, la imposibilidad de expresar en una segunda lengua lo que se vive en geografías ajenas. Personaje importante es Isabel Godin, quien no puede liberarse del mundo oscuro, complejo y ambivalente que constituye la memoria. En suma, la novela desmitifica la autoridad de las ciencias naturales y físicas, y abre la posibilidad de repensar, reescribir y resignificar la historia del país.

La muerte del cirujano. Ansiedades coloniales e identidades colectivas en Cuenca, 1739 (Estudios)

El artículo analiza las tensiones que enfrentaban a criollos y europeos en la Audiencia de Quito en el siglo XVIII, a través del caso de la muerte del cirujano Jean de Sénierges en la ciudad de Cuenca, durante la expedición geodésica a la región. El análisis de los relatos tejidos en torno al deceso del médico de la expedición muestra la progresiva consolidación de identidades políticas diferenciadas en la Colonia. Pone en evidencia, además, la importancia de analizar los motines urbanos como herramientas de acción colectiva, en las que se cristalizan estas identidades.

A comparison of extra-tropical cyclones in recent re-analyses; ERA-Interim, NASA MERRA, NCEP CFSR and JRA-25

Extra-tropical cyclones are identified and compared using data from four recent re-analyses for the winter periods in both hemispheres. Results show the largest differences occur between the older lower resolution JRA25 re-analysis when compared with the newer high resolution re-analyses, in particular in the Southern Hemisphere (SH). Spatial differences between the newest re-analyses are small in both hemispheres and generally not significant except some common regions associated with cyclogenesis close to orography. Intensities are generally related to spatial resolution except NASA-MERRA which has larger intensities for several different measures. Matching storms between re-analyses shows the number matched between ERA-Interim and the other re-analyses are similar in the Northern Hemisphere (NH). In the SH the number matched between JRA25 and ERA-Interim is lower than in the NH, but for NASA-MERRA and NCEP-CFSR the number matched is similar to the NH. The mean separation of the identically same cyclones is typically less than 20 geodesic in both hemispheres for the latest re-analyses, whereas JRA25 compared with the other re-analyses has a broader distribution in the SH indicating greater uncertainty. The instantaneous intensity differences for matched storms shows narrow distributions for pressure while for winds and vorticity the distributions are much broader indicating larger uncertainty typical of smaller scale fields. Composite cyclone diagnostics show that cyclones are very similar between the re-analyses, with differences being related to the intensities, consistent with the intensity results. Overall, results show NH cyclones correspond well between re-analyses, with a significant improvement in the SH for the latest re-analyses, indicating a convergence between re-analyses for cyclone properties.

The Brownian traveller on manifolds

We study the inuence of the intrinsic curvature on the large time behaviour of the heat equation in a tubular neighbourhood of an unbounded geodesic in a two-dimensional Riemannian manifold. Since we consider killing boundary conditions, there is always an exponential-type decay for the heat semigroup. We show that this exponential-type decay is slower for positively curved manifolds comparing to the at case. As the main result, we establish a sharp extra polynomial-type decay for the heat semigroup on negatively curved manifolds comparing to the at case. The proof employs the existence of Hardy-type inequalities for the Dirichlet Laplacian in the tubular neighbourhoods on negatively curved manifolds and the method of self-similar variables and weighted Sobolev spaces for the heat equation.

Conditioning of the weak-constraint variational data assimilation problem for numerical weather prediction

4-Dimensional Variational Data Assimilation (4DVAR) assimilates observations through the minimisation of a least-squares objective function, which is constrained by the model flow. We refer to 4DVAR as strong-constraint 4DVAR (sc4DVAR) in this thesis as it assumes the model is perfect. Relaxing this assumption gives rise to weak-constraint 4DVAR (wc4DVAR), leading to a different minimisation problem with more degrees of freedom. We consider two wc4DVAR formulations in this thesis, the model error formulation and state estimation formulation. The 4DVAR objective function is traditionally solved using gradient-based iterative methods. The principle method used in Numerical Weather Prediction today is the Gauss-Newton approach. This method introduces a linearised `inner-loop' objective function, which upon convergence, updates the solution of the non-linear `outer-loop' objective function. This requires many evaluations of the objective function and its gradient, which emphasises the importance of the Hessian. The eigenvalues and eigenvectors of the Hessian provide insight into the degree of convexity of the objective function, while also indicating the difficulty one may encounter while iterative solving 4DVAR. The condition number of the Hessian is an appropriate measure for the sensitivity of the problem to input data. The condition number can also indicate the rate of convergence and solution accuracy of the minimisation algorithm. This thesis investigates the sensitivity of the solution process minimising both wc4DVAR objective functions to the internal assimilation parameters composing the problem. We gain insight into these sensitivities by bounding the condition number of the Hessians of both objective functions. We also precondition the model error objective function and show improved convergence. We show that both formulations' sensitivities are related to error variance balance, assimilation window length and correlation length-scales using the bounds. We further demonstrate this through numerical experiments on the condition number and data assimilation experiments using linear and non-linear chaotic toy models.