Présentation détaillée de la place de ce travail dans le cadre du projet PANDORE, de la définition du langage LM pour la description de taches de manipulation et d'assemblage, d'une analyse fonctionnelle de ce langage, du matériel mis en œuvre, de l'implantation actuelle de LM sur ce matériel et de l'expérimentation faite du matériel à travers le logiciel implanté.

La lumière influence profondément la physiologie humaine, en plus de permettre la vision. Elle constitue le synchronisateur principal des rythmes circadiens et induit des effets physiologiques immédiats. Ces effets concernent des fonctions non-visuelles telles que la régulation du rythme veille/sommeil, de la température corporelle, de fonctions endocrinologiques, de léveil et des performances. Plusieurs études de ces effets réalisées chez lanimal et chez lhomme ont montré limplication dun système de photoréception non-visuel sensible surtout aux courtes longueurs donde (~470nm ; bleu). Ce système utilise les photorécepteurs classiques (cônes et bâtonnets), en plus de cellules ganglionnaires rétiniennes (CGR) intrinsèquement photosensibles, et exprimant la mélanopsine. Ces CGR se connectent à de nombreux noyaux sous-corticaux et corticaux, ce qui suggère un rôle du système non-visuel dans de nombreuses fonctions cérébrales. Cependant, au delà de ces projections rétiniennes directes, les autres régions du cerveau impliquées sont très peu connues. Une étude en tomographie par émission de positons (TEP), réalisée à lUniversité de Liège, a démontré que leffet éveillant dune lumière nocturne intense (>8000lux) pouvait moduler lactivité cérébrale liée à une tâche attentionnelle. Cette étude, ainsi que quelques données dEEG, résume notre connaissance des mécanismes cérébraux impliqués dans le système non-visuel chez lhomme. De plus, la majorité des études sur ces effets ont été entreprises la nuit. Nous avons réalisé trois études en imagerie fonctionnelle par résonance magnétique (IRMf) utilisant des expositions lumineuses diurnes pour mieux caractériser le système cérébral non-visuel chez lhomme. LIRMf bénéficie dune meilleure résolution spatiale et temporelle que la TEP et permet la caractérisation dactivités cérébrales liées à un processus cognitif précis. La première étude met en évidence des réponses cérébrales liées à une tâche attentionnelle avant et après une exposition lumineuse intense (>7000lux) de 21min. Lamélioration de léveil subjectif induite par la lumière est liée à une augmentation de lactivité thalamique. De plus, la lumière augmente lactivité dun réseau de régions corticales impliquées dans la tâche, prévenant les diminutions dactivités observées en obscurité continue. Ces augmentations déclinent en quelques minutes après larrêt de la lumière, en suivant des dynamiques diverses spécifiques à chaque région. Ces premiers résultats suggèrent que, via une modulation de lactivité de structures sous-corticales régulant léveil, la lumière peut promouvoir dynamiquement lactivité corticale de réseaux impliqués dans un processus cognitif non-visuel. La deuxième étude montre que de courtes expositions (18min) à des lumières monochromatiques (3x1013ph/cm2/s) bleues (470nm) ou vertes (550nm) affectent différemment les réponses cérébrales liées à une tâche de mémoire de travail. La lumière bleue augmente les réponses cérébrales ou, du moins, prévient les diminutions observées sous lumière verte dans des cortex pariétaux et frontaux impliqués dans la mémoire de travail, ainsi que dans le thalamus. Ces résultats montrent quune lumière monochromatique peut rapidement influencer les fonctions cognitives et suggèrent que ces effets sont induits via un système de photoréception qui utilise la mélanopsine. La dernière étude répétait, XXX. Ces résultats démontrent quune exposition lumineuse diurne peut moduler lactivité cérébrale non-visuelle liée à deux fonctions cognitives complexes. La lumière agit rapidement en fonction de la région cérébrale et de la longueur donde considérées. Les sensibilités aux différentes longueurs dondes suggèrent limplication dun système de photoréception utilisant la mélanopsine. XXX. Les résultats suggèrent également une implication étendue de la lumière dans la régulation des fonctions cérébrales chez lhomme et soutiennent son utilisation pour contrecarrer la somnolence diurne et traiter des désordres circadiens et psychiatriques.

Les patients schizophrènes présentent une sensibilité exacerbée aux distracteurs dans tout l'environnement spatial. Paradoxalement, les études sur l'exploration visuelle avec enregistrement des mouvements oculaires, menées chez les patients schizophrènes, font état d'un profil d'exploration réduit des visages, des paysages, et des images non significatives. La majorité des études réalisées chez ces patients ont été réalisée en condition d'exploration passive (sans instructions) ou lors de la reconnaissance de l'expression faciale. Chez les sujets sains, deux principaux facteurs affectent l'orientation de l'attention : (1) les caractéristiques saillantes (stimulus-driven) de l'image, et (2) les objectifs de l'individu (goal-driven). En effet, les études menées chez les individus sains ont démontré que la capture automatique de l'attention par un distracteur peut être contrôlée lorsque l'attention est focalisée sur une tâche. De plus, des anomalies dans la coordination de séquences d'actions ont été rapportées dans la schizophrénie. Des études ont enregistré les mouvements des yeux de sujets sains pendant la réalisation d'une action (préparer un sandwich). Ces études ont montré que (1) la chronologie des mouvements oculaires suit la chronologie des actions nécessaires pour réaliser la tâche, et (2) l'exploration visuelle est insensible aux objets non pertinents de la scène. Notre objectif est d'examiner si les personnes souffrant de schizophrénie sont capables de contrôler l'orientation spatiale de l'attention au cours de situations impliquant différents degrés de complexité : (1) exploration passive (sans instructions, l'exploration est libre), et (2) exploration active (l'exploration est contrainte par la réalisation d'une tâche). Dans un premier temps, nos études portent sur la comparaison de l'exploration visuelle en condition passive (free viewing) et active (avec une tâche à réaliser) sur des visages. Dans un second temps, nous avons comparé l'exploration visuelle dans des situations d'intention d'action ou d'identification d'action sur des objets ou des personnages exécutant une action. Enfin, dans un troisième temps, les patients et les sujets sains ont été placés dans une situation naturelle avec réalisation d'une action avec des objets familiers ou non familiers. Nos études ont montré une exploration visuelle réduite des patients schizophrènes en condition d'exploration passive, et une amélioration de ce profil d'exploration lorsque les patients sont focalisés sur une tâche. Cependant, les patients présentaient des différences dans leurs stratégies d'exploration par rapport aux sujets sains.

Zugl.: Tübingen, Univ., Diss., 2008

Zugl.: München, Techn. Univ., Diss., 2006 / Hergestellt on demand

Le but de cette thèse est de développer des méthodes pratiques plus performantes pour la détection d'instances de classes d'objets de la vie quotidienne dans les images. Nous présentons une famille de détecteurs qui incorporent trois types d'indices visuelles performantes – histogrammes de gradients orientés (Histograms of Oriented Gradients, HOG), motifs locaux binaires (Local Binary Patterns, LBP) et motifs locaux ternaires (Local Ternary Patterns, LTP) – dans des méthodes de discrimination efficaces de type machine à vecteur de support latent (Latent SVM), sous deux régimes de réduction de dimension – moindres carrées partielles (Partial Least Squares, PLS) et sélection de variables par élagage de poids SVM (SVM Weight Truncation). Sur plusieurs jeux de données importantes, notamment ceux du PASCAL VOC2006 et VOC2007, INRIA Person et ETH Zurich, nous démontrons que nos méthodes améliorent l'état de l'art du domaine. Nos contributions principales sont : – Nous étudions l'indice visuelle LTP pour la détection d'objets. Nous démontrons que sa performance est globalement mieux que celle des indices bien établies HOG et LBP parce qu'elle permet d'encoder à la fois la texture locale de l'objet et sa forme globale, tout en étant résistante aux variations d'éclairage. Grâce à ces atouts, LTP fonctionne aussi bien pour les classes qui sont caractérisées principalement par leurs structures que pour celles qui sont caractérisées par leurs textures. En plus, nous démontrons que les indices HOG, LBP et LTP sont bien complémentaires, de sorte qu'un jeux d'indices étendu qui intègre tous les trois améliore encore la performance. – Les jeux d'indices visuelles performantes étant de dimension assez élevée, nous proposons deux méthodes de réduction de dimension afin d'améliorer leur vitesse et réduire leur utilisation de mémoire. La première, basée sur la projection moindres carrés partielles, diminue significativement le temps de formation des détecteurs linéaires, sans réduction de précision ni perte de vitesse d'exécution. La seconde, fondée sur la sélection de variables par l'élagage des poids du SVM, nous permet de réduire le nombre d'indices actives par un ordre de grandeur avec une réduction minime, voire même une petite augmentation, de la précision du détecteur. Malgré sa simplicité, cette méthode de sélection de variables surpasse toutes les autres approches que nous avons mis à l'essai. – Enfin, nous décrivons notre travail en cours sur une nouvelle variété d'indice visuelle – les « motifs locaux quantifiées » (Local Quantized Patterns, LQP). LQP généralise les indices existantes LBP / LTP en introduisant une étape de quantification vectorielle – ce qui permet une souplesse et une puissance analogue aux celles des approches de reconnaissance visuelle « sac de mots », qui sont basées sur la quantification des régions locales d'image considérablement plus grandes – sans perdre la simplicité et la rapidité qui caractérisent les approches motifs locales actuelles parce que les résultats de la quantification puissent être pré-compilés et stockés dans un tableau. LQP permet une augmentation considérable de la taille du support local de l'indice, et donc de sa puissance discriminatoire. Nos expériences indiquent qu'elle a la meilleure performance de toutes les indices visuelles testés, y compris HOG, LBP et LTP. / The goal of this thesis is to develop better practical methods for detecting common object classes in real world images. We present a family of object detectors that combine Histogram of Oriented Gradient (HOG), Local Binary Pattern (LBP) and Local Ternary Pattern (LTP) features with efficient Latent SVM classifiers and effective dimensionality reduction and sparsification schemes to give state-of-the-art performance on several important datasets including PASCAL VOC2006 and VOC2007, INRIA Person and ETHZ. The three main contributions are as follows. Firstly, we pioneer the use of Local Ternary Pattern features for object detection, showing that LTP gives better overall performance than HOG and LBP, because it captures both rich local texture and object shape information while being resistant to variations in lighting conditions. It thus works well both for classes that are recognized mainly by their structure and ones that are recognized mainly by their textures. We also show that HOG, LBP and LTP complement one another, so that an extended feature set that incorporates all three of them gives further improvements in performance. Secondly, in order to tackle the speed and memory usage problems associated with high-dimensional modern feature sets, we propose two effective dimensionality reduction techniques. The first, feature projection using Partial Least Squares, allows detectors to be trained more rapidly with negligible loss of accuracy and no loss of run time speed for linear detectors. The second, feature selection using SVM weight truncation, allows active feature sets to be reduced in size by almost an order of magnitude with little or no loss, and often a small gain, in detector accuracy. Despite its simplicity, this feature selection scheme outperforms all of the other sparsity enforcing methods that we have tested. Lastly, we describe work in progress on Local Quantized Patterns (LQP), a generalized form of local pattern features that uses lookup table based vector quantization to provide local pattern style pixel neighbourhood codings that have the speed of LBP/LTP and some of the flexibility and power of traditional visual word representations. Our experiments show that LQP outperforms all of the other feature sets tested including HOG, LBP and LTP.

Les graphistes utilisent des propriétés visuelles comme la couleur, la police de caractères typographiques, la taille ou la position pour construire et communiquer leurs concepts visuels. La plupart des outils numériques de composition considèrent les propriétés visuelles comme simples attributs. Ces propriétés sont accessibles, quand l’objet est sélectionné,via des boîtes de dialogue, sans êtres considérées comme objets indépendants dans l’interface. Cette thèse porte sur la réification des propriétés visuelles des objets graphiques pour les tâches de composition.Je soutiens l’importance de créer des outils de composition qui permettent de manipuler les propriétés visuelles directement, sans passer par des menus ou des boîtes de dialogue.La manipulation des propriétés visuelles dépend de la perception des propriétés, de l’expertise de l’utilisateur et de leur représentations sur l’interface.Elle dépend également des outils existants pour manipuler les propriétés visuelles dans le contexte de travail. Les outils numériques de composition utilisent principalement des boîtes de dialogue. Certains travaux de recherche soutiennent l’importance de faire évoluer les boîtes de dialogues, et proposent des boîtes de dialogues plus interactives. D’autres travaux proposent de nouvelles manières de représenter et de manipuler les propriétés visuelles.Les graphistes préfèrent les outils qui agissent directement sur les propriétés visuelles. Ils adaptent ces propriétés, pour les utiliser comme outils leur permettant de compléter des tâches comme l’alignement et l’espacement.Les artistes et les designers travaillent en développant leurs propres représentations des espaces de couleur. Ils manipulent chaque couleur, dans le contexte des autres couleurs utilisées dans le même document.Leurs choix de couleur dépendent également d’autres propriétés visuelles comme la texture, la matière, ou la luminosité. En créant leurs mise en page, les graphistes établissent des liens entre les propriétés spatiales comme la position, la taille, et la superposition des éléments graphiques. Ils créent des règles pour définir comment ces liens évoluent dans un même document, ou entre différents documents.Deux groupes d’outils proposent des exemples de la réification des propriétés visuelles pour des tâches de composition. Deux études avec des designers présentent différentes utilisations envisagées pour ces outils.Chaque utilisateur présente des exemples de projets spécifiques dans lesquels ces outils faciliteront leurs tâches de composition, et comment ils leur permettront d’obtenir les rendus recherchés. / In this dissertation, I argue that visual composition tools should reify visual properties— that is, create them into first-class, interactive objects that designers can manipulate, directly in the document. Artists and designers use visual properties such as color, typography,size, and position to create novel composition concepts. Most visual composition tools treat graphical elements as objects— but not their visual properties. The latter are simply attributes of graphical elements, usually accessible on demand, through property sheets or dialog boxes, rather than as independen tinteractive objects.I begin with an introduction, where I outline the dissertation and summarise the main contributions.Then, I present a conceptual overview, where I argue that perception, expertise, theories and existing representations of visual properties affect how designers manipulate them in their work. In the related worksection, I identify the main approaches visual composition tools propose to manipulate visual properties.I explain the advantages and limitations of these approaches.I present a comparative structured observation study (Chapter 4) where graphic designers perform visual composition tasks in Adobe Illustrator. Designers preferred tools that provide direct access to visual properties.They use these visual properties to complete visual composition tasks such as alignment and distribution.I then present two interview studies (Chapter5, Chapter 6) that examined artists’ and designers’practices as they manipulate color and create layouts in their projects. Artists and designers create personal color representations. They manipulate each color in the context of its surrounding graphical elements,and combine it with other visual properties such as texture. As they create their layouts, designers establish links among visual properties such as size,position, and layering of graphical elements. They define rules for how these properties change in space,across instances of the same composition, or in time,across related compositions.Based on these observations, two groups of prototypes (Chapter 7) demonstrate how we can reify visual properties into first-class graphical objects. ColorPartner supports creating personal representations of the color manipulation process. Color Revealer permits creating informative color representations of how a process evolves. Palette Explorer supports manipulatingvisual properties of color swatches, such as size, position and layering, in the context of surrounding colors. Color Compositor supports manipulating the combination of colors and textures. Linkify supports linking visual properties directly in the documentand defining rules for how these links evolve as the content changes. Contextify supports creating rules that define how visual properties change across instances of a composition. In two follow up studies,designers explain how they intend to use these tools in their current projects..I conclude with a summary of the contributions(Chapter 8) and a discussions of the limitations and future work.

La recherche interroge, par la création de projets de design et par une thèse écrite, le rôle et le pouvoir de la visualisation de données dans l’approche des problématiques économiques. Dans cette étude critique et théorique, je me demande d’abord en quoi les visualisations de données qui construisent des accès aux informations et aux questionnements économiques façonnent des représentations et des comportements singuliers. Je fais l’hypothèse que les « technologies intellectuelles » (Goody) qui rendent visibles ces données – les diagrammes, les réseaux, les cartes – ont construit depuis le début du XIXe siècle, une vision particulièrement étroite, désincarnée et dépolitisante de l’économie. Cependant, le design dispose de moyens favorisant, dans certaines conditions, la réappropriation des sujets économiques par les non-expert·e·s. Il s’agit alors de comprendre, en étudiant l’évolution de ses méthodes, la nature du régime contemporain de visualisation des phénomènes économiques, que je qualifie de néolibéral, et d’explorer ensuite les espaces d’intervention du design où des alternatives peuvent se déployer.Dans un second temps, au-delà de décrire, de comprendre ou de faire comprendre des phénomènes économiques, il m’a semblé que le rôle du design dans la visualisation de données était d’opérer des actes de « saisie » : saisir les données et les phénomènes, sur le plan cognitif, pour les comprendre ; mais aussi saisir les phénomènes économiques, dans leur sens, leur signification et leur raison d’être, le sens de l’économie et les objectifs qu’elle poursuit ; enfin, saisir par les sens, sur le plan sensoriel et sensible, en nous rappelant qu’au-delà de l’œil et de la vue, c’est le corps tout entier qui peut opérer la saisie. Ne parvenant pas à saisir l’économie, en me concentrant sur la performance cognitive ou communicationnelle des visualisations de données, l’hypothèse d’une « emprise sorcière » (Stengers et Pignarre), s’est alors imposée comme un terrain d’expérimentation fécond et comme une clé de lecture précieuse pour positionner, dans mon travail, l’imagination, les corps, les sens, les représentations mentales en tant qu’éléments essentiels pour penser l’économie. La magie qui habite nos rapports à l’économie m’oriente d’abord vers le pouvoir de rendre visible l’invisible, que détiennent les visualisations de données, et m’amène à questionner leur puissance liée à leur nature d’image. J’esquisse ensuite, avec la magie des liens (Bruno), une théorie de la visualisation comme pouvoir de relier et introduit la méthode des microcosmogrammes. Enfin, avec la sorcellerie, c’est la capacité à rendre tangible l’impalpable qui est examinée et confrontée au concept de désorcèlement (Favret-Saada), d’où j’extrais des principes méthodologiques et un questionnement sur la figure de la ou du designer-désorceleur. / Through the creation of design projects and a written thesis, the research questions the role and power of data visualisation in the approach to economic issues. In this critical and theoretical study, I first wonder how data visualisations that construct access to economic information and issues, shape specific representations and behaviours. I hypothesise that the 'intellectual technologies' (Goody) that make these data visible – charts, diagrams, networks, maps – have built a particularly narrow, disembodied and depoliticising view of the economy since the early nineteenth century. However, under certain conditions, design has the means to encourage the reappropriation of economic subjects by non-experts. I try to understand, by studying the evolution of its methods, the nature of the contemporary regime of visualisation of economic phenomena, which I describe as neoliberal. I then explore the design spaces where alternatives can be deployed.Secondly, beyond describing, understanding or making economic phenomena understood, it seemed to me that the role of design in data visualisation was to allow to grasp: to grasp data and phenomena, on a cognitive level, in order to understand them; but also to grasp economic phenomena, in their meaning, their significance and their raison d'être, the meaning of the economy and the objectives it pursues; finally, to grasp through the senses, on a sensory and sensitive level, reminding us that beyond the eye and the sight, it is the whole body that can carry out the grasping. As I was unable to grasp the economy by focusing on the cognitive or communicative performance of data visualisations, the hypothesis of a 'sorcerer's capture' (Stengers and Pignarre), became a fertile field of experimentation and as a precious key to understanding. It has allowed to position, in my work, imagination, bodies, senses and mental representations as essential elements for thinking about the economy. Firstly, with the magic that inhabits our relationship to the economy, I focus on the power of data visualisations to make the invisible visible, and then I question their power linked to their nature as images. Then, with the magical bondings (Bruno), I sketch a theory of visualisation as a power to bind and introduce the method of microcosmograms. Finally, with witchcraft, it is the capacity to touch the impalpable that is examined and confronted with the concept of unbewitching (Favret-Saada), from which I extract methodological principles and a questioning of the figure of the designer-unbewitcher. / Doctorat en Art et Sciences de l'Art / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Résumé : Il semble que le cerveau atténuerait les stimuli provenant de nos actions par rapport aux stimuli d’origine externe, ceci afin d’augmenter la pertinence des informations environnementales. Lors de la production d’un mouvement, la copie de la commande motrice serait utilisée pour anticiper les conséquences sensorielles. Les conséquences sensorielles prédites permettraient ainsi d’atténuer les réafférences réelles du mouvement. Plusieurs évidences montrent que l’activité corticale liée aux réafférences somatosensorielles et auditives est atténuée lorsque celles-ci résultent de nos propres mouvements par rapport à lorsqu’elles proviennent d’une cause externe. L’étude présentée dans ce mémoire a investigué l’existence d’une atténuation des réafférences visuelles lors d’un mouvement d’atteinte du bras vers une cible. L’expérience consistait en une tâche de pointage de la main vers une cible visuelle, pendant laquelle l’activité EEG des sujets était enregistrée. L’intervalle de temps entre la position réelle de la main et le curseur visuel associé à celle-ci était manipulé. De fait, le retour visuel était fourni soit en temps réel soit avec un retard de 150 ms. Le délai créait ainsi un décalage entre les conséquences visuelles prédites et réelles du mouvement. Les résultats montrent que l’amplitude de la composante N1 du Potentiel Évoqué Visuel (PEV) associé au retour visuel de la main était réduite dans le cortex pariétal lorsque le retour visuel était fourni en temps réel par rapport à lorsqu’il était présenté en retard. Conséquemment, ces données suggèrent que les réafférences visuelles du membre en mouvement sont atténuées au niveau cortical lorsqu’elles correspondent aux prédictions. L’association des résultats comportementaux et électrophysiologiques supportent également d’autres études qui montrent que les processus sensorimoteurs sont plus fins que la perception consciente. À la lumière de la littérature, la modulation de la composante N1 enregistrée aux électrodes pariéto-occipitales suggère l’implication des régions pariétales dans l’intégration des retours sensoriels et des prédictions motrices. En discussion, nous proposons que les retours visuels liés au contrôle en ligne du membre soient modulés au niveau pariétal en raison des prédictions motrices cérébelleuses, à l’instar des retours tactiles. / Abstract : It is well established that the cortical processing of somatosensory and auditory signals is attenuated when they result from self-generated actions as compared to external events. This phenomenon is thought to result from an efference copy of motor commands used to predict the sensory consequences of an action through a forward model. The present work examined whether attenuation also takes place for visual reafferent signals from the moving limb during voluntary reaching movements. To address this issue, EEG activity was recorded in a condition in which visual feedback of the hand was provided in real time and compared to a condition in which it was presented with a 150 ms delay, thus creating a mismatch between the predicted and actual visual consequences of the movement. Results revealed that the amplitude of the N1 component of the visual ERP evoked by hand visual feedback over the parietal cortex was significantly smaller when presented in real time as compared to when it was delayed. These data suggest that the cortical processing of visual reafferent signals is attenuated when they are correctly predicted, likely as a result of a forward model.