Soutenance de thèse de Alexey LAZAREV

Régularisation métrique en apprentissage automatique avec des fonctionnelles de courbure


Titre anglais : Metric regularization in machine learning with curvature functionals
Ecole Doctorale : EDMITT - Ecole Doctorale Mathématiques, Informatique et Télécommunications de Toulouse
Spécialité : Mathématiques et Applications
Etablissement : Université de Toulouse
Unité de recherche : UMR 5219 - IMT : Institut de Mathématiques de Toulouse
Direction de thèse : Francesco COSTANTINO- Reda CHHAIBI


Cette soutenance a eu lieu lundi 19 mai 2025 à 14h00
Adresse de la soutenance : Université Paul Sabatier Institut de Mathématiques de Toulouse 118, route de Narbonne F-31062 Toulouse Cedex 9 - salle Salle Johnson

devant le jury composé de :
Francesco COSTANTINO   Professeur des universités   Université de Toulouse   Directeur de thèse
Reda CHHAIBI   Professeur des universités   Université Côte d'Azur   CoDirecteur de thèse
Stéphanie  ALLASSONNIÈRE   Professeure des universités   Université Paris Cité   Examinateur
Marc  ARNAUDON   Professeur des universités   Université de Bordeaux   Examinateur
Alice  LE BRIGANT   Maîtresse de conférences   Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne   Examinateur
Mathieu  SERRURIER   Professeur des universités   Université Toulouse - Jean Jaurès   Président
Clément  LEVRARD   Professeur des universités   Université de Rennes   Rapporteur
Xavier  PENNEC   Directeur de recherche   INRIA Université Côte d'Azur   Rapporteur


Résumé de la thèse en français :  

Deux contributions aux domaines de l'apprentissage automatique et de l'analyse de données géométriques sont présentées dans la thèse.
La première contribution est une nouvelle technique de régularisation de l'espace latent d'un autoencodeur, appelée régularisation de courbure. La technique implique une intégration numérique sur l'espace latent, qui est considéré comme une variété riemannienne. La technique de régularisation de courbure améliore l'interprétabilité de l'espace latent de l'autoencodeur et facilite le clustering. Une validation expérimentale approfondie démontre son efficacité sur divers ensembles de données et applications. Par exemple, des grilles géodésiques dans l'espace latent d'un autoencodeur sont construites et présentées.
La deuxième contribution est le développement d'un algorithme de clustering k-means riemannien. L'algorithme proposé atteint des performances supérieures dans les applications où les données résident sur des variétés riemanniennes.

 
Résumé de la thèse en anglais:  

Two contributions to the fields of machine learning and geometric data analysis are introduced in the thesis .
The first contribution is a novel technique for regularizing the latent space of an autoencoder, named curvature regularization. The technique involves numerical integration on the latent space, which is considered as a Riemannian manifold. The curvature regularization technique enhances the interpretability of the autoencoder’s latent space and facilitates clustering. Extensive experimental validation demonstrates its effectiveness across diverse datasets and applications. For example, geodesic grids in the latent space of an autoencoder are constructed and presented.
The second contribution is the development of a Riemannian k-means clustering algorithm. The proposed algorithm achieves superior performance in applications where data resides on riemannain manifolds.

Mots clés en français :régularisation métrique, apprentissage automatique, courbure, géométrie riemannienne, algorithme des k-moyennes, espace latent,
Mots clés en anglais :   metric regularization, machine learning, curvature, Riemannian geometry, k-means clustering, latent space,