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Thèses et Mémoire de l'Université de Strasbourg

Etude psychophysique et modélisation des traitements de bas niveau sous-tendant la vision des contours des objets

TZVETANOV, Tzvetomir (2003) Etude psychophysique et modélisation des traitements de bas niveau sous-tendant la vision des contours des objets. Thèses de doctorat, Université Louis Pasteur.

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Résumé

Les mécanismes de formation des contours sont connus pour avoir des propriétés fonctionnelles différentes (Polat , 1999; Dresp , 1999, 2000). Une étude de l'intégration de l'information spatiale entre éléments de lignes coaxiaux a été effectuée. Deux régimes sont présents, différenciés à partir d'une séparation spatiale d'environ un quart de degré d'angle visuel : les régimes courte et longue distance. Le premier a été intensivement étudié, contrairement au deuxième. En utilisant une approche expérimentale et par modélisation, les caractéristiques fonctionnelles du régime longue distance ont été mesurées et attribuées en partie à l'aire visuelle primaire de l'Homme. Les expériences ont permis d'obtenir les différentes caractéristiques psychophysiques. Avec des stimuli de polarités positives, le régime courte distance a pour limites spatiales 0 et un tiers de degré, et est sensible à l'intensité de l'inducteur (Expérience 1). Le régime longue distance a pour limites spatiales un tiers de degré et 2,5 degrés, et n'est pas sensible à l'intensité de l'inducteur (Expérience 1). Le régime longue distance semble être de manière générale facilitateur pour la détection de la cible (Expérience 2 et 5), quelles que soient la polarité et l'intensité de l'inducteur. Par contre, des différences entre polarités opposées et identiques des stimuli sont présentes pour ce régime. Les interactions OFF-vers-ON sont de manière générale beaucoup moins facilitatrices que les autres interactions dans le régime longue distance (Expérience 2 et 5). La luminance du fond sur lequel sont présentés les stimuli semblait intervenir dans les interactions (Expérience 2), mais l'étude contrôle sur des sujets naïfs n'a pas montré d'effet du fond (Expérience 5). En fonction de la séparation spatiale entre les deux stimuli, il est possible d'obtenir une interaction entre les deux régimes si le stimulus inducteur est placé de manière à ce que les deux régimes soient en compétition pour la détection de la cible (Expérience 3). Pour des polarités positives des stimuli, le régime longue distance s'est avéré posséder une plasticité visuelle spécifique à la direction d'alignement des stimuli (Expérience 4) : la direction verticale a montré une augmentation des seuils de détection des sujets au début des expériences, et la direction horizontale une diminution des seuils de détection des sujets au début des expériences. Par la suite, nous avons tenté de modéliser ces résultats expérimentaux au moyen du modèle LAMINART (Raizada & Grossberg , 2001). Ce modèle simule certaines propriétés fonctionnelles des neurones du cortex visuel primaire (V1). Celui-ci permet de reproduire de manière globale les effets dus aux polarités, mais ne semble pas être sensible au facteur "séparation spatiale". Les résultats de cette thèse soutiennent l'idée que les deux régimes d'intégration de l'information spatiale d'iso-orientation sont principalement présents dans le cortex visuel primaire de l'Homme. The mechanisms of contour formation are known to have different functional properties (Polat , 1999; Dresp , 1999, 2000). A study of the integration of space information between coaxial elements of lines was carried out. Two regimes are present, differentiated from a space separation of approximately a quarter of degree of visual angle : short- and long-range distance regimes. The first one was intensively studied, contrary to the second one. By using an experimental approach and by modeling, the functional characteristics of the long-range regime were measured and partly explained by the primary visual cortex of the Man. The experiments made it possible to obtain some psychophysical characteristics. With stimuli of positive polarities, the short-range regime goes from zero to one third of degree, and is sensitive to the intensity of the inducer (Experiment 1). The long-range regime goes from one third of degree to 2,5 degrees, and is not sensitive to the intensity of the inducer (Experiment 1). The long-range regime seems to be in a general way facilitatory for detection of the target (Experiment 2 and 5), whatever the polarity and the intensity of the inducer. On the other hand, differences between opposite and identical polarities of the stimuli are present for this regime. The interaction OFF-to-ON is in a general way much less facilitatory than the other interactions (Experiment 2 and 5).The luminance of the background field on which the stimuli are presented seemed to interfere in the interactions (Experiment 2), but the control study on naive subjects did not show an effect of this parameter (Experiment 5). According to the space separation between the two stimuli, it is possible to obtain an interaction between the two regimes if the inductive stimulus is placed so that the two regimes compete for the detection of the target (Experiment 3). For positive polarities of the stimuli, the long-range regime proved to have a visual plasticity specific to the direction of alignment of the stimuli (Experiment 4) : the vertical direction shows an increase in the detection thresholds of the subjects at the beginning of the experiments, and the horizontal direction a reduction in the detection thresholds of the subjects at the beginning of the experiments. Thereafter, we tried to model these experimental results with the LAMINART model (Raizada & Grossberg , 2001). It simulates a part of the functional properties of the neurons of the primary visual cortex (V1). It reproduces, in a global way, the effects due to the polarities, but does not seem to be sensitive to the factor "space separation". The results of this thesis support the idea that the two regimes of integration of the space information of Iso-orientation are mainly influenced by the primary visual cortex of the Man.

Type d'EPrint:Thèse de doctorat
Mots-clés libres:psychophysique, vision, régime courte distance, régime longue distance, modélisation, réseau de neurones, LAMINART, théorie de la résonance adaptative, ART, seuil de détection, contraste, écart-type, non linéaire, lignes, Gabor. psychophysics, vision, short-range, long-range, modeling, neural networks, LAMINART, ART, contrast detection threshold, standard deviation, nonlinear, lines, Gabor.
Sujets:CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 500 Sciences de la nature et mathématiques > 570 Sciences de la vie. Biologie. Biochimie > 573 Anatomie, histologie et physiologie animales > 573.8 Système nerveux. Organes des sens
Classification Thèses Unistra > Santé > Sciences de la vie, biologie, biochimie > 570 Sciences de la vie. Biologie. Biochimie > 573 Anatomie, histologie et physiologie animales > 573.8 Système nerveux. Organes des sens

UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-5 Santé, industrie du médicament, cosmétique
UNERA Classification UNERA > DISC Discipline UNERA > DISC-16 Sciences de la vie et de la santé, psychologie
Code ID:798
Déposé le :10 Mai 2004

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