L'objectif de cette thèse est d'étudier le développement des mécanismes sous-tendant l'exploration d'une scène visuelle. Les résultats montrent que les stratégies d'attention ambiante et focale émergent vers l'âge de 12 mois. La saillance détermine davantage les mouvements oculaires chez les enfants de moins de 6 ans que chez les plus âgés. En outre, les objets sémantiquement inconsistants avec le contexte visuel attirent similairement le regard des jeunes enfants et des adultes. Cependant, seuls les enfants sont plus rapidement attirés par les objets à saillance élevée que par ceux à saillance réduite. L'effet du niveau de vocabulaire sur l'analyse des scènes visuelles se trouve uniquement dans la condition objets consistants. Toutefois, la latence et la topographie des PEs sont modulées selon le niveau de vocabulaire. Nos résultats suggèrent que le contrôle des mouvements oculaires liés à l'analyse d'une scène visuelle se développe de la petite enfance jusqu'à l'enfance. Bien que les modes ambiant et focal soient présents durant la petite enfance, l'exploration d'une scène visuelle est surtout influencée par le mode focal. De plus, les jeunes enfants utilisent - semblablement aux adultes - le contexte visuel pour orienter leur attention visuelle. Aux stades précoces du développement, la saillance paraît un facteur déterminant pour l'allocation du regard. L'attention visuelle est également influencée par les compétences linguistiques des jeunes enfants. / This dissertation investigated developmental mechanism underlying scene exploration. The results showed that ambient and focal attention strategies emerge by 12 months of age. Saliency guided eye movements more in children younger than 6 years compared with older children. Additionally, objects that were semantically inconsistent with the scene context equally attracted the gaze in young children and adults. Children were, however, attracted faster to high salient than to low salient objects. High-producers looked longer to consistent objects than low-producers while both groups looked equally long to inconsistent objects. The N400 ERP component was more pronounced for inconsistent than for consistent scene-word pairs. Low-producers exhibited a later N400 effect over the right frontal recording sites while in high-producers the N400 effect was observed earlier over the left frontal sites. Our results suggest that eye movement control during scene viewing mature from infancy to childhood. Even though ambient and focal modes are present in early infancy, scene exploration is dominated by focal mode. Additionally, young children use scene context, similarly to adults, in guidance of their visual attention. However, during early stages of development saliency has a stronger effect on gaze allocation compared with adults. Visual attention was also influenced by linguistic skills in young children.

La capacité à repérer les événements pertinents dans notre environnement visuel est cruciale dans la surveillance de situations dynamiques telles que le contrôle du trafic aérien. La Cécité aux Changements (CaC) renvoie à la difficulté à détecter des changements visuels. La CaC peut être causée par, soit l’incapacité de l’individu à diriger son attention vers l’objet ayant subi le changement (source perceptive) ou par l’incapacité de l’individu à attribuer suffisamment de ressources attentionnelles à l’objet afin de prendre conscience du changement qu’il a subi (source attentionnelle). Étant donné que la CaC est une cause importante d’erreurs humaines, certaines solutions technologiques ont été conçues pour soutenir la détection des changements. L’historique explicite des changements (CHEX) est efficace pour prévenir la CaC lorsque l’individu n’a qu’à détecter les changements qui surviennent dans une situation dynamique. Le premier objectif de la thèse est d’examiner l’ampleur de la CaC dans un contexte de travail multitâche dynamique au sein duquel la détection des changements est sous-jacente à la réalisation d’une tâche de prise de décision plus complexe. Le deuxième objectif vise à déterminer si le CHEX demeure efficace lorsqu’il est utilisé pour soutenir la détection des changements dans ce contexte multitâche dynamique. Un micromonde est employé pour simuler la tâche d’évaluation du risque et de gestion de la réponse (ERGR) et les conditions de travail des activités de commandement et contrôle (C2). La thèse confirme que les individus qui doivent surveiller et gérer des situations complexes et dynamiques sont vulnérables à la CaC. Dans ce contexte, le CHEX semble exacerber la prévalence de la source attentionnelle de la CaC, provoque une augmentation de la charge de travail perçue, et nuit à l’efficacité de la défense du navire. Le CHEX n’est efficace que lorsque la détection des changements est effectuée seule. La thèse suggère que, pour être réellement efficace dans des contextes de travail multitâches dynamiques, une aide à la détection des changements doit être adaptée aux ressources attentionnelles disponibles de l’utilisateur. Elle démontre qu’il est important d’adopter une approche holistique d’évaluation des systèmes d’aide à la décision, car un outil conçu spécifiquement pour aider une fonction cognitive de l’utilisateur peut aussi avoir des conséquences inattendues sur d’autres facettes de son travail.

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Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'objectif de ce travail doctoral est double : (1) contribuer à une meilleure compréhension des processus impliqués dans l'établissement d'une perception égocentrée d'un objet visuel dans l'espace gravitaire terrestre, et (2) éclaircir le rôle joué par la référence égocentrée dans la perception visuelle de la direction gravitaire. Une première série l'expériences montre que seule l'inclinaison en roulis induit (1) une déviation de la localisation visuelle égocentrée du côté opposé à l'inclinaison suggérant l'implication du réflexe vestibulo-oculaire, et (2) une déviation de l'orientation du côté de l'inclinaison suggérant l'implication de la somesthésie tactile. Une seconde série d'expériences met en évidence que le segment céphalique joue un rôle important dans la perception visuelle de l'orientation égocentrée du tronc en situation de discordance sensorielle (vibration mécanique des muscles du cou et microgravité). En effet, lors d'une dissociation tête/tronc, l'orientation perçue du tronc est déviée dans la direction de la tête. Ces déviations de l'espace corporel semblent cependant indépendantes de l'efficience de l'information cervicale. La dernière partie expérimentale suggère que la déviation visuelle de l'axe-Z est impliquée dans la genèse de l'effet Aubert. La perception de l'axe-Z aurait des conséquences non seulement sur la perception de l'espace égocentré mais aussi sur le jugement de la verticale gravitaire. Ces résultats donnent à la perception visuelle égocentrée une valeur heuristique dans la perception visuelle exocentrée.

L'attention visuelle est l'un des mécanismes les plus importants mis en oeuvre par le système visuel humain (SVH) afin de réduire la quantité d'information que le cerveau a besoin de traiter pour appréhender le contenu d'une scène. Un nombre croissant de travaux est consacré à l'étude de l'attention visuelle, et en particulier à sa modélisation computationnelle. Dans cette thèse, nous présentons des études portant sur plusieurs aspects de cette recherche. Nos travaux peuvent être classés globalement en deux parties. La première concerne les questions liées à la vérité de terrain utilisée, la seconde est relative à la modélisation de l'attention visuelle dans des conditions de visualisation 3D. Dans la première partie, nous analysons la fiabilité de cartes de densité de fixation issues de différentes bases de données occulométriques. Ensuite, nous identifions quantitativement les similitudes et les différences entre carte de densité de fixation et carte d'importance visuelle, ces deux types de carte étant les vérités de terrain communément utilisées par les applications relatives à l'attention. Puis, pour faire face au manque de vérité de terrain exploitable pour la modélisation de l'attention visuelle 3D, nous procédons à une expérimentation oculométrique binoculaire qui aboutit à la création d'une nouvelle base de données avec des images stéréoscopiques 3D. Dans la seconde partie, nous commençons par examiner l'impact de la profondeur sur l'attention visuelle dans des conditions de visualisation 3D. Nous quantifions d'abord le " biais de profondeur " lié à la visualisation de contenus synthétiques 3D sur écran plat stéréoscopique. Ensuite, nous étendons notre étude avec l'usage d'images 3D au contenu naturel. Nous proposons un modèle de l'attention visuelle 3D basé saillance de profondeur, modèle qui repose sur le contraste de profondeur de la scène. Deux façons différentes d'exploiter l'information de profondeur par notre modèle sont comparées. Ensuite, nous étudions le biais central et les différences qui existent selon que les conditions de visualisation soient 2D ou 3D. Nous intégrons aussi le biais central à notre modèle de l'attention visuelle 3D. Enfin, considérant que l'attention visuelle combinée à une technique de floutage peut améliorer la qualité d'expérience de la TV-3D, nous étudions l'influence de flou sur la perception de la profondeur, et la relation du flou avec la disparité binoculaire.

Ce mémoire s’intéresse aux usages des modalités braille et vocale pour la lecture tactile et auditive de journaux par des personnes aveugles. Plus spécifiquement, il expose une recherche qualitative visant à l’identification, à la caractérisation et à l’analyse du ou des choix de modalité(s) faits par ces personnes lors d’une lecture de journal adapté en texte électronique, ceci, dans une perspective d’évaluation des facteurs d’influence desdits choix. Afin de répondre aux objectifs fixés, une collecte de données a été réalisée auprès de six participants aveugles, notamment sélectionnés sur la base de leur double aptitude à la lecture tactile et auditive des textes. Chacun a eu à lire un corpus d’articles de journaux en texte électronique avec la ou les modalités de leur choix (braille et/ou vocal), lesquelles pouvaient être employées seules ou en combinaison. L’exercice, se déroulant à l’individuel, s’est tenu à l’aide des technologies adaptées de chacun (afficheur braille, synthèse vocale) et par l’entremise d’un site Web hébergeant le corpus. Les données recueillies proviennent d’une observation de comportements et de verbalisations émises par les participants après chaque lecture. Tous les participants ont à la fois choisi de recourir à la synthèse vocale et à l’afficheur braille dans le cadre des lectures du corpus. Ceci tend à appuyer notre principale hypothèse de recherche, à savoir que certaines personnes aveugles capables d’une lecture braille et placées en présence d’un choix de modalité(s) pourraient faire un emploi combiné du braille et du vocal pour le décodage de journaux en texte électronique. De façon générale, l’approche adoptée par les participants consistait à recourir « par défaut » à la synthèse vocale, pour des motifs comme la rapidité et le confort de lecture, ainsi que la simplicité d’usage. L’afficheur a plutôt été employé en complément, dans le cadre de stratégies de lecture telles que les vérifications orthographiques et la navigation dans les contenus. Toutefois, d’autres usages potentiels du braille en contexte de lecture d’un journal ont aussi été relevés. Notamment, chez certains participants, l’afficheur peut être mis à profit pour la lecture de contenus d’articles que l’on souhaite prendre en note ou rapporter à quelqu’un d’autre. Tous ces usages, exprimés ou observés, ont été rattachés à un certain nombre d’apports du braille décrits et contextualisés dans ce mémoire. Enfin, les données recueillies suggèrent certains liens entre les usages de modalité(s) et des variables telles que les objectifs de lecture et les caractéristiques du texte.

L'analyse de la posture d'un humain à partir d'images est un problème difficile en raison à la fois de la complexité de l'objet étudié (causée entre autres par le nombre de degrés de liberté et la forte variabilité d'apparences entre les personnes) et des ambiguïtés visuelles introduites par le système d'observation (liées aux phénomènes d'auto-occultation et à la perte d'information sur la profondeur). La diversité de ses applications potentielles - comme la réalité virtuelle, l'interface homme machine, l'analyse du geste sportif...- en fait toutefois un sujet de recherche très actif. Cette thèse présente un système d'estimation de la configuration d'un modèle articulé du corps à partir des images acquises par un système de caméras fixes et calibrées, observant une personne évoluant dans une pièce. La méthode proposée ne suppose pas de connaissance sur les estimations précédentes dans la vidéo, et s'affranchit donc des éventuels problèmes d'initialisation ou de perte de suivi. L'objectif de ce travail est d'ouvrir la voie vers une analyse robuste et temps-réel de la posture pour l'interprétation de scènes et la vidéo surveillance. L'analyse s'appuie tout d'abord sur une extraction de la silhouette pour chacune des caméras par une méthode de soustraction de fond. Une reconstruction en voxels de l'enveloppe visuelle du corps est ensuite obtenue grâce à un algorithme de Shape from Silhouettes. Cette enveloppe 3D fusionne les primitives extraites des images et les informations sur la géométrie du système d'acquisition, et représente un moyen de rendre l'estimation plus indépendante du placement des caméras. L'estimation est ensuite basée sur une régression : l'application permettant de passer de la forme 3D reconstruite à la configuration du corps correspondante est modélisée durant une phase d'apprentissage. Les informations a priori intégrées dans le modèle appris permettent une prédiction directe de la pose à partir des données images (représentées par l'enveloppe visuelle). Le temps de calcul associé à l'estimation est réduit car le travail de modélisation est reporté sur la phase d'entrainement effectuée hors-ligne. Des bases v tel-00725684, version 1 - 27 Aug 2012 vi d'apprentissage synthétiques ont été créées grâce à des logiciels d'animation d'avatars et de rendu 3D. Pour encoder de manière concise la géométrie de l'enveloppe visuelle, un nouveau descripteur 3D a été proposé. Différentes possibilités sur la paramétrisation du mouvement du corps, la complexité du descripteur, la méthode de régression, la configuration des caméras...ont été envisagées et testées. Toutes les méthodes proposées sont évaluées quantitativement sur des données synthétiques, qui permettent une comparaison à la vérité terrain. La robustesse du système est éprouvée qualitativement grâce à des tests sur des séquences réelles, portant sur l'analyse des mouvements de marche et de bras.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.