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Monte Carlo ray tracing is known to be a particularly well-suited class of algorithms for photorealistic rendering. However, its fundamentally random nature breeds noise in the generated images. In this thesis, we develop new algorithms based on Monte Carlo samples and Bayesian inference in order to factorize rendering computations, by sharing information across pixels or by caching previous results. In the context of offline rendering, we build upon a recent denoising technique from the image processing community, called Non-local Bayes, to develop a new patch-based collaborative denoising algorithm, named Bayesian Collaborative Denoising. It is designed to be adapted to the specificities of Monte Carlo noise, and uses the additionnal input data that we can get by gathering per-pixel sample statistics. In a second step, to factorize computations of interactive Monte Carlo rendering, we propose a new algorithm based on path tracing, called Dynamic Bayesian Caching. A clustering of pixels enables a smart grouping of many samples. Hence we can compute meaningful statistics on them. These statistics are compared with the ones that are stored in a cache to decide whether the former should replace or be merged with the latter. Finally, a Bayesian denoising, inspired from the works of the first part, is applied to enhance image quality., Le rendu de Monte-Carlo par lancer de rayons est connu depuis longtemps pour être une classe d’algorithmes de choix lorsqu’il s’agit de générer des images de synthèse photo-réalistes. Toutefois, sa nature fondamentalement aléatoire induit un bruit caractéristique dans les images produites. Dans cette thèse, nous mettons en œuvre des algorithmes fondés sur les échantillons de Monte-Carlo et l’inférence bayésienne pour factoriser le calcul du rendu, par le partage d’information entre pixels voisins ou la mise en cache de données précédemment calculées. Dans le cadre du rendu à temps long, en nous fondant sur une technique récente de débruitage en traitement d’images, appelée Non-local Bayes, nous avons développé un algorithme de débruitage collaboratif par patchs, baptisé Bayesian Collaborative Denoising. Celui-ci est conçu pour être adapté aux spécificités du bruit des rendus de Monte-Carlo et aux données supplémentaires qu’on peut obtenir par des statistiques sur les échantillons. Dans un deuxième temps, pour factoriser les calculs de rendus de Monte-Carlo en temps interactif dans un contexte de scène dynamique, nous proposons un algorithme de rendu complet fondé sur le path tracing, appelé Dynamic Bayesian Caching. Une partition des pixels permet un regroupement intelligent des échantillons. Ils sont alors en nombre suffisant pour pouvoir calculer des statistiques sur eux. Ces statistiques sont comparées avec celles stockées en cache pour déterminer si elles doivent remplacer ou enrichir les données existantes. Finalement un débruitage bayésien, inspiré des travaux de la première partie, est appliqué pour améliorer la qualité de l’image.

International audience; L'architecture Named-Data Networking (NDN) consiste en un réseau de caches, o` u les noeuds peuvent stocker les données qui transitent pour satisfaire les futures requêtes. La mémoire requisè a chaque noeud, appelée Content Store, représente ainsi la majeure partie du coût de l'infrastructure. Cet article se propose d'´ etudier s'il est utile que tous les noeuds soient equipés de Content Stores pour améliorer les performances de l'architecture NDN. Pour cela, nous etudions l'impact du nombre de Content Stores dans un réseau NDN et evaluons ses performances. Nous montrons a travers d'importantes expériences de simulations avec NS-3 et son module ndnSIM que les performances de NDN sont optimales avec seulement 50% de noeuds equipés de Content Stores. C'est un résultat important pour les opérateurs réseaux car cela montre que l'architecture NDN peut etre déployéè a un coût d'infrastructure réduit .

En synthèse d'images réalistes, l'intensité finale d'un pixel est calculée en estimant une intégrale de rendu multi-dimensionnelle. Une large portion de la recherche menée dans ce domaine cherche à trouver de nouvelles techniques afin de réduire le coût de calcul du rendu tout en préservant la fidelité et l'exactitude des images résultantes. En tentant de réduire les coûts de calcul afin d'approcher le rendu en temps réel, certains effets réalistes complexes sont souvent laissés de côté ou remplacés par des astuces ingénieuses mais mathématiquement incorrectes. Afin d'accélerer le rendu, plusieurs avenues de travail ont soit adressé directement le calcul de pixels individuels en améliorant les routines d'intégration numérique sous-jacentes; ou ont cherché à amortir le coût par région d'image en utilisant des méthodes adaptatives basées sur des modèles prédictifs du transport de la lumière. L'objectif de ce mémoire, et de l'article résultant, est de se baser sur une méthode de ce dernier type[Durand2005], et de faire progresser la recherche dans le domaine du rendu réaliste adaptatif rapide utilisant une analyse du transport de la lumière basée sur la théorie de Fourier afin de guider et prioriser le lancer de rayons. Nous proposons une approche d'échantillonnage et de reconstruction adaptative pour le rendu de scènes animées illuminées par cartes d'environnement, permettant la reconstruction d'effets tels que les ombres et les réflexions de tous les niveaux fréquentiels, tout en préservant la cohérence temporelle., In realistic image synthesis, a pixel's final intensity is computed by estimating a multi-dimensional shading integral. A large part of the research in this domain is thus aimed at finding new techniques to reduce the computational cost of rendering while preserving the fidelity and correctness of the resulting images. When trying to reduce rendering costs to approach real-time computation, complex realistic effects are often left aside or replaced by clever but mathematically incorrect tricks. To accelerate rendering, previous directions of work have either addressed the computation of individual pixels by improving the underlying numerical integration routines; or have sought to amortize the computation across regions of an image using adaptive methods based on predictive models of light transport. This thesis' - and resulting paper's - objective is to build upon the latter of the aforementioned classes of methods[Durand2005], and foray into fast adaptive rendering techniques using frequency-based light transport analysis to efficiently guide and prioritize ray tracing. We thus propose an adaptive sampling and reconstruction approach to render animated scenes lit by environment lighting and faithfully reconstruct all-frequency shading effects such as shadows and reflections while preserving temporal coherency.

The research presented in this document centers on the management of mobile distributed systems, and in particular, on emerging wireless local area networks and the possibilities they offer for new applications. In contrast to cellular wireless networks, with their technical complexity and expensive deployment overhead, local area wireless networks can be installed very simply, without the need for existing infrastructure. Wireless local-area networks permit laptops and mobile phones that are in close proximity to spontaneously exchange information. In this document, systems programming techniques are presented to facilitate the development of applications that exploit the proximity of devices, and that notably handle the inherent network volatility. The themes presented in the document are then extended to other types of mobile network, notably to discontinued coverage networks. These are wireless networks with the particularity that user devices do not exchange information directly, but rather via base stations that integrate radio receivers and transmitters. Base stations can be easily deployed, thus facilitating a scalable and highly dynamic network. The systems programming techniques presented in this part of the docu- ment are aimed at rendering communication breakages transparent using caching techniques that manage the up-flow (device to base station) and down-flow (base station to device) of application data. The final part of this document looks at the merging two types of heterogeneous and wireless networks. The merging of these type of networks, on a technical level, presents immense possibilities for incorporating a large number of users in a wireless infrastructure at low cost. The work presented in this final part concludes with the presentation of a series of systems programming mechanisms for integrating the two kinds of network.; Les travaux présentés s'inscrivent dans le cadre des systèmes mobiles et distribués, et s'intéressent tout particulièrement aux perspectives offertes par les réseaux locaux sans fil. A l'opposé de la complexité de déploiement d'une infrastructure cellulaire étendue, les interactions sans fil courte portée peuvent être utilisées de manière très simple, sans infrastructure. Ainsi, elles permettent à des calculateurs proches d'échanger automatiquement des informations. Nous proposons des supports système prenant en compte la volatilité des communications sans fil, et permettant de développer des applications tirant spontanément parti de la proximité physique des noeuds mobiles. Ces travaux sont ensuite étendus dans le cadre d'autres familles de réseaux sans fil. Ainsi, nous nous intéressons aux réseaux à couverture discontinue. La technologie support est la même que celle de notre première étude. Simplement, les communications entre les noeuds mobiles ne sont plus directes, mais passent par une borne fixe. Cette borne définit une bulle radio de taille limitée. C'est l'interconnexion de ces bulles, sans souci de continuité de la couverture radio, qui permet d'envisager un réseau étendu et simple à déployer. Dans ce cadre, les mécanismes système étudiés permettent de masquer l'intermittence de la connectivité, et autorisent le support d'applications exploitant les flux montants et descendants dans le réseau. Enfin, dans une dernière partie, nous abordons le problème du couplage système de deux architectures sans fil hétérogènes. Un tel couplage présente des objectifs comparables à ceux des réseaux à couverture discontinue : offrir des nouveaux services sur une couverture large, à des densités importantes d'utilisateurs mobiles. Ces travaux débouchent sur la définition de mécanismes permettant de coupler au sein d'un même service des propriétés fonctionnelles des deux infrastructures sans fil.

Mémoire de DEA (master), INPG, Grenoble (FR) - euzenat1987a; National audience; L'utilisation d'objets pour la représentation des connaissances est de plus en plus répandue. C'est dire l'importance que prend la conception de bases de connaissance centrées-objet qui peuvent être manipulés de manière non monotone par divers systèmes informatiques tant pour y opérer des modifications que des consultations. On se propose d'étudier des mécanismes permettant à la fois plus d'efficacité et de cohérence dans l'utilisation d'une représentation centrée-objet. Le mécanisme de caching introduit des problèmes liés à l'utilisation non monotone de la base. Dans le but de palier ces problèmes, les différents systèmes de maintenance de la vérité existant sont étudiés. Un cadre général permettant la coopération des mécanismes de "caching" et de maintenance de la vérité au sein d'une représentation centrée-objet est proposé. On présente ensuite une réalisation effective des propositions sur le système de gestion de bases de connaissance centrées-objet Shirka.