LEARNING-BASED VISUAL COMPUTING PRÉSENTÉE À LA FACULTÉ INFORMATIQUE ET COMMUNICATIONS Institut des systèmes informatiques et multimédias SECTION D'INFORMATIQUE ÉCOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE LAUSANNE POUR L'OBTENTION DU GRADE DE DOCTEUR ÈS SCIENCES PAR Ik Soo LIM M.SC. in Computer Science, National University of Singapore et de nationalité coréenne acceptée sur proposition du jury: Prof. D. Thalmann, directeur de thèse Prof. W. Gerstner, rapporteur Dr R. Horaud, rapporteur Prof. F. Perales, rapporteur Lausanne, EPFL 2003