Notre thèse évoque les usages d'Internet des préadolescents âgés de 11 à 14 ans, dans toute leur complexité d'une manière anthropologique et ethno-qualitative. D'une part, elle présente une démarche scientifique appliquée et ses principes en se focalisant sur le courant méthodologique des Visual Methodologies, et plus particulièrement sur les méthodes visuelles participatives utilisées durant l'étude dans deux collèges publics bordelais. Et d'autre part, elle fournit l'analyse des résultats de cette étude afin de démontrer comment, grâce à la création de collages et de dessins et aux entretiens menés avec la technique « dessin/collage-élicitation », les préadolescents ont pu construire un modèle métaphorique de leur lien avec Internet. Notre thèse contribue à la compréhension des dynamiques sociales, culturelles et identitaires qui se créent à travers les dispositifs en ligne et se manifestent chez le public des préadolescents. Nous examinons la façon dont le public en question, à travers ses interactions numériques, comportements, routines, jeux, construit un espace culturel en ligne et comment, à leur tour, les différentes formes d'activités et d'expression influencent leur monde : leurs relations, leur identité et leur quotidien. / This thesis discusses preteens' (aged from 11 to 14 years old) uses of the Internet in all their complexities and in anthropological and ethno-qualitative ways. Firstly, it presents a scientific approach and it's principles by focusing on the Visual Methodologies, especially on the participatory visual methods used during the study In two public schools in Bordeaux. Secondly, it provides the analysis of the results of this study to demonstrate how, through the creation of collages and drawings, and interviews with the technical "drawing/collage-elicitation", preteens were able to build a metaphorical model of their relation with the Internet. This thesis contributes to a better understanding of the social and cultural dynamics between the identity created online and the one developed in the preteens' ordinary lives. We examine how this public, through its digital interactions, behaviours, routines, and games, builds a cultural space on the Internet and how the different forms of activities and expressions influence their world: their relationships, their identities and their lives.

L'objectif de cette thèse est d'améliorer les représentations des images et des vidéos dans le but d'obtenir une reconnaissance visuelle accrue, tant pour des entités spécifiques que pour des catégories plus génériques. Les contributions de cette thèse portent, pour l'essentiel, sur des méthodes de description du contenu visuel. Nous proposons des méthodes pour la recherche d'image par le contenu ou par des requêtes textuelles, ainsi que des méthodes pour la reconnaissance et la localisation d'action dans des vidéos. En recherche d'image, les contributions se fondent sur des méthodes `a base de plongements de Hamming. Tout d'abord, une méthode de comparaison asymétrique vecteur-`a-code est proposée pour améliorer la méthode originale, symétrique et utilisant une comparaison code-`a-code. Une méthode de classification fondée sur l'appariement de descripteurs locaux est ensuite proposée. Elle s'appuie sur une classification opérée dans un espace de similarités associées au plongement de Hamming. En reconnaissance d'action, les contributions portent essentiellement sur des meilleures manières d'exploiter et de représenter le mouvement. Finalement, une méthode de localisation est proposée. Elle utilise une partition de la vidéo en super-voxels, qui permet d'effectuer un échantillonnage 2D+t de suites de boîtes englobantes autour de zones spatio-temporelles d'intérêt. Elle s'appuie en particulier sur un critère de similarité associé au mouvement. Toutes les méthodes proposées sont évaluées sur des jeux de données publics. Ces expériences montrent que les méthodes proposées dans cette thèse améliorent l'état de l'art au moment de leur publication. / The subject of this thesis is about image and video representations for visual recognition. This thesis first focuses on image search, both for image and textual queries, and then considers the classification and the localization of actions in videos. In image retrieval, images similar to the query image are retrieved from a large dataset. On this front, we propose an asymmetric version of the Hamming Embedding method, where the comparison of query and database descriptors relies on a vector-to-binary code comparison. For image classification, where the task is to identify if an image contains any instance of the queried category, we propose a novel approach based on a match kernel between images, more specifically based on Hamming Embedding similarity. We also present an effective variant of the SIFT descriptor, which leads to a better classification accuracy. Action classification is improved by several methods to better employ the motion inherent to videos. This is done by dominant motion compensation, and by introducing a novel descriptor based on kinematic features of the visual flow. The last contribution is devoted to action localization, whose objective is to determine where and when the action of interest appears in the video. A selective sampling strategy produces 2D+t sequences of bounding boxes, which drastically reduces the candidate locations. The method advantageously exploits a criterion that takes in account how motion related to actions deviates from the background motion. We thoroughly evaluated all the proposed methods on real world images and videos from challenging benchmarks. Our methods outperform the previously published related state of the art and remains competitive with the subsequently proposed methods.

Les hallucinations visuelles (HV) sont un symptôme psychotique commun retrouvé de manière transdiagnostique dans les troubles de la vision, les troubles neurologiques et les troubles psychiatriques. Les différents modèles cognitifs des HV s’accordent sur la présence d’une perturbation du traitement de l’information visuelle bottom-up et des processus tardifs top-down pour expliquer la survenue des HV. Dans un première partie de notre travail, nous avons étudié les caractéristiques communes entre les pathologies caractérisées par la présence d’HV et avons constaté que toutes présentent des anomalies structurales ou fonctionnelles de la rétine mais que peu d’études ont exploré le lien entre anomalies fonctionnelles de la rétine et HV. Nous avons ensuite étudié le fonctionnement de la rétine chez des patients souffrant de schizophrénie présentant ou non des HV. Nos résultats ont montré la présence d’anomalies fonctionnelles touchant le système des photorécepteurs et les cellules ganglionnaires de la rétine chez les patients souffrant de schizophrénie et des anomalies fonctionnelles du système des bâtonnets spécifiquement chez les patients présentant des HV. Les anomalies du traitement sensoriel sont une condition nécessaire mais insuffisante pour expliquer la survenue des HV. Ainsi nous avons exploré l’influence du traitement des émotions dans les HV, par une tâche d’amorçage émotionnel sur le traitement de stimuli ambigus chez des sujets sains prônes aux hallucinations et des patients souffrant de schizophrénie. Les premiers résultats intermédiaires présentés montrent en partie que la manipulation d'une amorce émotionnelle pourrait influencer la perception de stimuli ambigus chez les sujets sains prônes aux hallucinations. Ces arguments sont à confirmer par un nouveau protocole de recherche à adapter. Nos résultats nous permettent de discuter l’adaptation d’un modèle des HV dans la schizophrénie. / Visual hallucinations (VH) are a common psychotic symptom present in eye disease, neurological disorders and psychiatric disorders. Cognitive models of VH postulate the disruption of both bottom-up visual information processing and late top-down processes to explain the emergence of VH. In the first part of our work, we have reviewed the common characteristics between pathologies characterized by VH. We have found that structural or functional abnormalities of the retina were systematically present, but few studies have explored the link between these abnormalities and VH. Hence, we have explored the retinal functions in schizophrenia patients with or without VH. We have found photoreceptors and retinal ganglion cells abnormalities in patients with schizophrenia and abnormalities of the rod system specifically in patients with VH. Abnormalities of sensory processing are a necessary but insufficient condition to explain the occurrence of VH. Thus, we have explored the influence of emotion processing in healthy hallucinations prone subjects and schizophrenia patients in an emotional priming task requiring the treatment of ambiguous stimuli. We expose intermediate results which show that the manipulation of an emotional primer can influence the perception of ambiguous stimuli in healthy hallucinations prone subjects. These results need replications in a new research protocol. Our results allow us to discuss the adaptation of a model of VH in schizophrenia.

Les saccades sont de brefs mouvements des yeux dont le but est d'amener les objets visuels périphériques sur la partie fovéale de la rétine pour une analyse détaillée. L'ensemble des modèles considère que la programmation de la métrique des saccades reflète en premier lieu le codage spatial distribué au sein du colliculus supérieur (CS), et n'est que secondairement modulée par des processus cognitifs endogènes. De plus, la majorité considère que les interactions latérales entre les neurones du CS (locales et excitatrices ou distantes et inhibitrices) déterminent où mais aussi quand les yeux bougent. Nos études visaient à (1) tester et préciser la relation entre codage spatial distribué et métrique des saccades, (2) re-examiner si des stratégies visuelles peuvent déterminer où les yeux bougent, et (3) tester le rôle des interactions latérales. Elles reposaient sur l'enregistrement des mouvements oculaires de participants humains lors de la visée d'une cible visuelle, présentée seule ou accompagnée d'un distracteur. Nos résultats ont premièrement confirmé l'hypothèse de codage spatial distribué ; les champs d'intégration spatiale estimés à partir de la distance maximale entre deux stimuli pour l'exécution d'une saccade vers une position intermédiaire (ou effet global; Findlay, 1982) présentent des propriétés similaires aux champs récepteurs des neurones du CS. Deuxièmement, en désaccord avec l'hypothèse générale, des stratégies visuelles peuvent aussi amener le regard au centre de gravité de la configuration visuelle. Enfin, contrairement à l'hypothèse d'interactions latérales, l'effet d'un distracteur sur la latence des saccades (Walker et al., 1997) est indépendant de la distance qui le sépare de la cible. La variable critique étant l'excentricité des stimuli, ce serait plutôt la balance entre les activités de fixation et de mouvement qui déterminerait quand les yeux bougent. Notre travail présente l'intérêt d'avoir établi un nouvel ensemble de contraintes pour la modélisation des bases neurales et cognitives de la programmation saccadique.

La majorité des interfaces reposent essentiellement sur la vision pour transmettre des informations aux utilisateurs. Cependant certaines situations requièrent des techniques d'interactions permettant d'afficher des informations de manière non-visuelle. Nous avons donc étudié des solutions apportées par le sens du toucher. Après un aperçu sur le domaine de la conception d'interfaces, en particulier sur la notion de multimodalité, nous nous sommes intéressés à une modalité en particulier : l'haptique, qui utilise le sens du toucher. Notre contribution à ce domaine commence par la conception et l'évaluation d'icônes tactiles permettant de coder des informations à l'aide d'une matrice de picots. Elles ont été utilisées dans un système de guidage pour aider des utilisateurs à explorer des formes géométriques grâce au sens du toucher. Nous avons aussi conçu et évalué des icônes utilisant le retour de force d'un bras articulé. Ces deux systèmes d'icônes ont été utilisés dans une application d'exploration de schémas de circuits électriques. Cette application multimodale permet à plusieurs enfants déficients visuels ou voyants d'explorer des schémas de circuits électriques en collaboration. Ils disposent d'informations visuelles et haptiques pour comprendre la forme du circuits, ainsi que les composants présents. Cette application utilise une architecture logicielle multimodale, que nous avons conçue et détaillée. L'architecture en question propose des briques de base permettant de faciliter la conception et le développement d'application multimodales, et en particulier celles utilisant le retour haptique.

Notre expérience du monde est fluide, continue. Pourtant, elle pourrait reposer sur un échantillonage discret, par l'attention, de l'information sensorielle entrante. Sous illumination continue un observateur portant attention à une roue à rayons en rotation peut percevoir des inversions illusoires; ceci semble être un artéfact d'aliasing temporel, suggérant que la perception du mouvement par l'attention utilise des échantillons. Nous avons cherché des signes d'aliasing dans d'autres tâches, mais avons rencontré des obstacles pratiques. La périodicité présumée de l'attention nous a mené à prédire que des positions spatiales attendues simultanément devraient être échantillonnées tour à tour. Nous avons des résultats psychophysiques allant à l'encontre d'une division soutenue de l'attention spatiale. Nous avons également étudié certains désordres pathologiques de la perception du mouvement, compatibles avec des mécanismes perceptuels discrets. Certaines oscillations cérébrales sont certainement à l'origine des périodicités découvertes. Un rythme fronto‐central à environ 7hz nous a permis de prédire si un sujet détecterait un stimulus visuel très faible apparaissant à une position attendue. Nous avons aussi cherché une influence phasique de l'activité spontanée du cerveau sur le jugement de simultanéité. Enfin, nous avons voulu suivre la position de l'attention spatiale en temps réel dans un paradigme où le sujet devait porter attention à deux endroits simultanément. Ce travail a révélé des périodicités de l'attention et de la perception; il reste à faire pour parvenir à une compréhension théorique complète de la façon dont ces rythmes forment notre expérience.

Pour explorer le monde qui nous entoure nous bougeons sans cesse les yeux alternant entre des mouvements rapides ``les saccades'' et des moments d'immobilisation ``les fixations''. Quels sont les facteurs guidant ces mouvements oculaires? Comment les interpréter et les évaluer quantitativement? Cette thèse aborde ces questions lors de l'exploration libre de scènes naturelles, sous deux aspects: la modélisation et le recueil de données comportementales avec des enregistrements oculométriques. Le modèle proposé s'inspire fortement de la biologie et propose de prédire les régions dites saillantes (qui attirent les yeux) en utilisant un certain nombre de caractéristiques visuelles de bas niveaux, selon une démarche de traitement ascendante (``bottom-up'') compatible avec le contexte choisi d'exploration libre des scènes naturelles. Bien qu'il s'agisse de l'exploration de scènes statiques, un modèle dynamique spatio-temporel est également proposé considérant les séquences temporelles alternant les phases de stabilisation durant les fixations et les phases de déplacement durant les saccades. Les données comportementales et les données physiologiques ont permis l'établissement du modèle, ses évolutions et améliorations successives, puis sa validation. Ainsi, nous montrons que bien que la couleur soit présente partout et apparaisse dans plusieurs modèles de la littérature, celle-ci influence peu les mouvements oculaires des sujets. De même nous montrons que programmer plusieurs saccades en parallèle à partir d'un point de fixation comme cela a été montré dans des expériences de recherche de cible n'est pas compatible avec les données comportementales. Cette thèse propose aussi de nombreux outils méthodologiques pour comparer des données comportementales à des données issues d'un modèle et propose également une manière de tester l'importance relative de plusieurs caractéristiques visuelles de bas niveau sur la prédiction des mouvements oculaires.

La dextérité d'un système de Réalité Augmentée (RA) mobile appliqué à la maintenance industrielle repose sur sa flexibilité, sa précision et sa robustesse intrinsèque face aux verrous scientifique et technologique. Nous introduisons d'abord une architecture orientée composants flexible, innovante et satisfaisant les contraintes de temps réel des systèmes de RA. Sur cette architecture est bâti un système de localisation par la vision utilisant des cibles codées. De nouveaux algorithmes d'estimation de pose sont proposés. Notre architecture comporte un Système de Gestion des Augmentations (SGA) utilisant des procédures de maintenance numériques. Chacune est liée à des documents multimédia l'illustrant, dont des modèles 3D animés. Le projet RNTL-Assistance à la Maintenance en RA intègre ce SGA. Enfin, le système est élargi à la RA en vision directe pour laquelle nous combinons une technique de prédiction du point de vue basée sur le filtre particulaire et une méthode de post-rendering.

L’hypothèse des voies visuelles attribue des rôles fonctionnels spécifiques aux réseaux cérébraux ventral et dorsal du système visuel. Ce modèle émet l’hypothèse selon laquelle la voie ventrale sous-tend le traitement de l'information pour la perception (vision-for-perception), alors que la voie dorsale est impliquée dans le traitement de l'information pour l'action (vision-for-action). L'idée de deux réseaux visuels distincts dans le cerveau humain a fait l’objet de très nombreux travaux de recherche au cours des 20 dernières années, mais les résultats apparaissent contradictoires. Cette thèse vise à éclaircir une partie du mystère de la façon dont la perception et l'action s’articulent. La figure d’Ebbinghaus a été utilisée pour distinguer la fonction d’une vision pour la perception, sensible aux illusions visuelles (taille relative), de la fonction d’une vision pour l’action affectée par les propriétés physiques de l’objet. Dans une première étude, nous avons quantifié l’illusion d’Ebbinghaus. Après, une démarche comparable de caractérisation des mouvements visuomoteurs a été implémentée sous des contraintes de précision et de vitesse. La caractérisation des mouvements visuomoteurs et la quantification de la perception des configurations Ebbinghaus ont ensuite permis de concevoir une tâche visuomotrice dont les cibles étaient des figures d’Ebbinghaus.La thèse a démontré que les voies ventrale et dorsale ne sont pas strictement distinctes fonctionnellement. Différentes variables informationnelles sont potentiellement utilisées pour ‘la vision pour la perception’ et ‘la vision pour l’action’ indépendamment du fait que certaines variables causent des illusions. / The influential two-visual streams hypothesis ascribes specific functional roles to the ventral and the dorsal network of the visual system. The ventral system has been hypothesized to process information for conscious perception (vision-for-perception), whereas the dorsal stream processes information for action (vision-for-action). The idea of two separate visual networks in the human brain inspired an enormous amount of research over the past 20 or so years. The results are conflicting and divisive about the idea, causing a seemingly insurmountable gap between supporters and opponents. This thesis aims to unravel a part of the jigsaw puzzle of how perception and action are functioning. The Ebbinghaus figure has been used to distinguish vision-for-perception that is susceptible to visual illusions (i.e., relative size) from vision-for-action that remain unaffected by perceptions of relative sizes. Therefore, we quantified the Ebbinghaus figure based on its geometry and systematically assessed its size illusion. Subsequently, a visuomotor task was implemented in which precision and speed of the voluntary movement were investigated. The description of the visuomotor task and of the perception of Ebbinghaus figures lead to combine both visuomotor task and Ebbinghaus figures. A dynamical model was fit to the experimental data to investigate the effect on the behavioral dynamics.This thesis demonstrated that the ventral stream and dorsal stream are not strictly functionally distinct, and that potentially different informational variables are used for ‘vision for perception’ and ‘vision for action’ irrespective of whether certain variables cause (perceptual) illusions.

Chez l'homme, la lumière influence 1) les rythmes circadiens, 2) le cycle veille-sommeil, et 3) active les fonctions non-visuelles. La rétine qui reçoit et traite l’information lumineuse possède des caractéristiques uniques de sensibilité à la lumière qui dépendent de la longueur d'onde. Elle se compose de photorécepteurs visuels (cônes S-, M-, ou L-) présentant une sensibilité au bleu, vert, et rouge et des photorécepteurs non-visuels (les cellules ganglionnaires à mélanopsine, ipRGCs) sensible à 480nm. Peu d'études ont étudié l'impact de lumières colorées sur les fonctions non-visuelles. De telles études ont utilisées des lumières monochromatiques de longue durée, administrées après les horaires normaux de coucher, avec une pupille dilatée. Cela contraste avec l'exposition à la lumière ambiante. Comment celle-ci influence la dynamique des réponses non-visuelles et est-ce que leur intensité ou leur composition de couleur influe sur les rythmes circadiens n'est toujours pas élucidée.Nous avons étudié les effets d’une lumière polychromatique sur les dynamiques de l'activité corticale (EEG), le réflexe pupillaire, la suppression de la mélatonine, la fréquence cardiaque, la température et les performances neurocomportementales. 28 sujets hommes ont été exposés à 4 stimuli lumineux de 50 min, entre 19-2300 h. Les stimuli avaient une contribution mélanopique différente, mais une densité de photons identique de 10e14 photons/cm²/s. Cela nous a permis de disséquer les contributions relatives des photorécepteurs non-visuels/visuels dans les fonctions non-visuelles. Dans une seconde étude, les photorécepteurs et niveaux de lumière nécessaires pour 1) initier et saturer la suppression de la mélatonine et 2) les plages actives ont été calculés. Ces résultats ont des implications dans notre compréhension des effets d’une exposition à la lumière artificielle sur la veille et le sommeil et les troubles du rythme circadien tels que le syndrome du retard de phase / In humans, light influences 1) circadian rhythms, 2) sleep-wake cycle, and 3)activate non-visual functions. While white bright light studies provide insight on the effect of light per se, the retina consists of visual photoreceptors (S-M-L cones) exhibiting sensitivity in blue, green, red colour range and non-visual photoreceptors (intrinsically photosensitive retinal ganglion cells, ipRGCs) most sensitive at 480nm. Few studies investigated the impact of coloured light corresponding to the different photoreceptors on light-dependent physiology. Such studies employed long duration monochromatic light, administered past normal bedtimes, after pupil dilator application. This contrasts with real-life light exposure. Furthermore, the link between light, non-visual responses and sleep-wake cycle has not been dynamically assessed. How ambient light influences the kinetics of non-visual responses and whether their intensity or colour impacts circadian rhythms is still unclear.We investigated polychromatic light exposure on the kinetics of cortical activity (EEG), pupillary light reflex, melatonin suppression, heart rate, temperature and neurobehavioral performances in humans. In a first study, 28 males were exposed to 4 light pulses of 50 min each from 19-2300 h. Light pulses had different melanopic contribution but identical photon density of 1014 photons/cm²/s. This allowed us to dissect relative contributions of non-visual/visual photoreceptors on light-dependent physiology and wakefulness markers. In a second study, we determined the sensitivity and thresholds of nocturnal melatonin suppression by light and the photoreceptors involved. Light levels needed to 1) initiate suppression, 2) saturation and 3) the active ranges were calculated. These findings have implications in our understanding of artificial light exposure on the sleep-wake cycle and circadian rhythm disorders such as delayed sleep phase disorder