Alignement élastique d’images pour la reconnaissance d’objet

Seeing allows animals and people alike to gather information from a distance, often with high spatial and temporal resolution. Machines have access to this rich pool of information thanks to their cameras. But, they still do not have the software to process it, in order to transform the raw pixel values into useful information such as nature, position, and function of the surrounding objects. That is one of the reasons why it is still difficult for them to naviguate in an unknown environment and interract with people and objects in an un-planned fashion. However, the design of such a software implies many challenges. Among them, it is hard to compare two images, for insance, in order to recognize that the seen image is similar to another which has been previously seen and identified. One of the difficulties here is that the software cannot know --a priori-- which parts of the two images match. So, it cannot know which parts it should compare. This thesis tackles that problem, and presents a set of algorithm to find correspondences in images, or in other words, to align them. The first proposed method match parts in images, in a coherent fachion, taking into account higher order interactions between more than to of them. The second proposed algorithm apply with success alignment technique to discover the category of an object centered in an image. The third one is optimized for speed and try to detect objects of a given category, which can be anywhere in an image.La vision permet aux animaux de recueillir une information riche et détaillée sur leur environnent proche ou lointain. Les machines ont aussi accès à cette information riche via leurs caméras. Mais, elles n'ont pas encore le logiciel adéquat leur permettant de la traiter pour transformer les valeurs brutes des pixels de l'image en information plus utile telle que la nature, la position, et la fonction des objets environnants. Voilà une des raisons pour laquelle il leur est difficile de se mouvoir dans un environnement inconnu, et d'interagir avec les humains ou du matériel dans des scénarios non-planifiés. Cependant, la conception de ce logiciel comporte de multiples défis. Parmi ceux-ci, il est difficile de comparer deux images entre elles, par exemple, afin que la machine puisse reconnaître que ce qu'elle voit est similaire à une image qu'elle a déjà vue et identifiée. Une des raisons de cette difficulté est que la machine ne sait pas, a priori, quelles parties des deux images se correspondent, et ne sait donc pas quoi comparer avec quoi. Cette thèse s'attaque à ce problème et propose une série d'algorithmes permettant de trouver les parties correspondantes entre plusieurs images, ou en d'autre terme d'aligner les images. La première méthode proposée permet d'apparier ces parties de manière cohérente en prenant en compte les interactions entre plus de deux d'entre elles. Le deuxième algorithme proposé applique avec succès une méthode d'alignement pour déterminer la catégorie d'un objet centré dans une image. Le troisième est optimisé pour la vitesse et tente de détecter un objet d'une catégorie donné où qu'il soit dans l'image