PSY 2055. Psychologie de la perception. Reconnaissance dobjets. Frédéric Gosselin.

PSY 2055. Psychologie de la perception.

Reconnaissance d’objets.

Frédéric Gosselin

Les niveaux de traitement de Marr (1982; et l’ajout de Palmer, 1999)

• Image rétinienne (Marr) / stimulus proximal (Palmer)

• “Primal sketch” / stade de l’image

– Détection de contours, de blobs, de régions; groupement minimal

• “2.5-D sketch” / stade de la surface

– Surface visible, orientée en profondeur par rapport à l’observateur

• Représentation 3-D / stade de l’objet

– Représentations centrées sur les objets complets

• Stade de la catégorie (Palmer)

– Propriétés, fonctions, etc. de l’objet ou des objets

Objet distal

Qualia...

Objet perceptuel

Observatrice

“Top-down” / “bottom-up”

“Bottom-up”

“Top-down”

Extraction des contours

Application de la règledes minima

Activation des représentationsd’objets

Détection des propriétésnon-accidentelles

Identification des géonset de leurs relations

spatiales

1 monde

Neurophysiologie

1 percept véridique

Psychologie cognitive

Niveau de traitement

… IT?...

Retour au problème du “liage”• Comment ces activations morcelées sont-elles

regroupées en éléments de plus en plus complexes pour aboutir à des objets puis à des catégories?

• Une réponse provenant des neurosciences : la synchronie neurale– Mais comment expliquer que l’on peut percevoir plusieurs

choses en même temps?

– Et les groupements temporaux?

• Une réponse venant de l’école de la Gestalt : la Pragnanz– Correspond à la “vraissemblance” de Helmholtz

Lois d’organisation de la Gestalt

Symmétrie

Proximité

Similarité

Fermeture

Bonne continuation (V1 et V2; Grosof, Shapley & Hawken, 1993)

(Marroquin)

La synchronie événementielle

Forme/fond

Une “mooney figure”: groupement par “familiarité”

La nécessité de l’attention et la FIT

• Quelques démonstrations

• “Feature Integration Theory” (FIT)

• Tests empiriques de la FIT

Choisissez et mémorisez une carte.

Votre carte est celle qui manque!

Quelques phénomènes révélants l’importance des processus “top-down” (et la relative

pauvreté des processus “bottom-up)

• “Change blindness” (p. ex. le tour de magie)

• “Inattentional blindness”

Mud-splash change blindness

(O'Regan, Rensink et Clark, 1998)

Flicker change blindness


Mud-splash change blindness


“Inattentional blindness”

(Simons et Chabris, 1999)

Démo

http://viscog.beckman.uiuc.edu/djs_lab/demos.html

“Feature Integration Theory” (FIT)Treisman (1980, 1988, 1993)

• L’attention est nécessaire pour “lier” les attributs visuels

• Les objets sont codés à la fois en parallèle et en série

• L’attention ressemble à un faisceau circulaire

FIT: dans le détail

• Les attributs visuels (couleur, taille, orientation, etc.) sont codés en parallèle par des modules spécialisés

• Les modules créent deux types de “cartes”– Cartes d’attributs (e.g., carte des couleurs, carte des

orientations , etc.)– Une carte maîtresse des positions

Cartes d’attributs

• Y est encodé ce qu’il y a dans le monde en fait d’attributs visuels

• N’y est pas encodé :– Où ces attributs sont dans le monde– Et, donc, quels sont les objets présents dans le

monde

Carte maîtresse des positions

• Y sont encodées les positions mais pas la nature des attributs

Le rôle de l’attention dans la FIT• L’attention peut se déplacer dans la carte

maîtresse des positions

• Fait le pont entre les attributs et les positions

• Les attributs dans le faisceau attentionel activent temporairement une représentation d’objet

Tests empiriques de la FIT

• Recherche visuelle

• Conjonctions illusoires

Expériences en recherche visuelle

• Enregistre les temps pris par les sujet pour dire si la cible est présente ou pas.

• Le nombre de distracteurs varie.

• Prédictions :– La recherche d’attributs simples devrait être

indépendante du nombre de distracteurs

– La recherche de cibles définies par des conjonctions d’attributs devrait varier en fonction du nombre distracteurs

Recherche d’un seul attribut

• Y a-t-il un T à droite?

TT

T

T

T

T

T

TT

T T• D’après la FIT une

recherche d’un seul attribut visuel ne devrait pas demander d’attention

• Il devrait y avoir “pop out”

Recherche d’une conjunction d’attributs

X

T

TT

X

T

TX

T TX

X

T

T• La cible est définie par

sa forme et sa couleur

• Ceci requière l’intervention de l’attention

• Il faut donc porter sont attention sur chaque “objet” jusqu’à ce que la cible soit trouvée

• Y a-t-il un T à droite?

Résultats typiques (p. ex. Treisman et Geldade, 1980)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1 5 15 30Display Size

Feature Target

Conjunction Target

Conjonctions illusoires

• Sans attention les attributs devraient se combiner aléatoirement

Conjonctions illusoires

Treisman et Schmidt (1986)

• Deux réponses demandées à chaque essai :

i) Identifier les chiffres noirs

ii) Identifier les couleurs et les formes des lettres

• Les sujets combinent les attributs visuels des lettres illusoirement environ 30% du temps

– P. ex. disent avoir vu un T ou un O.

2 8X T O

Quelques critiques

• Un seul faisceau attentionnel?• Quels sont les attributs primitifs?

– P. ex., le traitement des conjonctions devient de plus en plus “parallèle” avec la pratique

• Une chose est certaine : l’attention est cruciale (voire nécessaire) pour que le traitement visuel se fasse

Qu’est-ce qui vient après le groupement de quelques attributs

primitifs?• Souvenez-vous du problème des cellules de

type “grand-mère”• Un alphabet de “partie primitives” (les

géons)– Nous n’avons que 26 lettres dans notre alphabet

mais nous pouvons nous en servir pour écrire les 75,000 mots de la langue française

“Recognition by Components Theory” (RBC) (Biederman, 1987, 1990)

• Geons = alphabet de moins de 50 parties

…

Quatre dimensions : (1) le type de symétrie perpendiculairement à l’axe (3 poss.)? (2) taille constante, expansion et/ou contraction le long de l’axe (4 poss.)? (3) axe droit ou courbé (2 poss.)? et (4) possède des coins ou pas (2 poss.)? (3 * 4 * 2 * 2 ≈ 48 géons)

482 = 2304


Application de la règle des minima

Activation des représentations d’objets

RBC

Détection des propriétés non-accidentelles

Identification des géons et de leurs relations

spatiales

...

• Les geons sont définis par des propriétés qui sont robustes aux changements de perspectives.

• P. ex. une “brique” = 3 * 3 arêtes parallèles, 1 coin interieur en ‘Y’ et 3 coins extérieurs en flèche

• Il s’agit de propriétés “non-accidentelles” des contours dans l’image.

• Kayaert, Biedeman et Vogels (2003) ont montré que les cellules de IT répondaient davantage aux propriétés non-accidentelles qu’aux propriétés accidentelles des objets.

(Gibson et al., 2007)




RBC



spatiales

...

Segmentation des parties

• Les parties d’un objet sont habituellement délimitées par des points de concavité maximale– Règle des minima

• Comment apparier les points de concavité maximale?– Règle des plus proches voisins (?)

(Hoffman et Richard, 1984)

Exemple de segmentation en parties

(Hoffman et Richard, 1984)

Test empirique, I• L’élimination des contours qui définissent les

concavités (et les propriétés non-accidentielles) rend la reconnaissance difficile (Biederman, 1987)

(Fahlstrom)




RBC



spatiales

...

•Macaroni•À l’embouchure du•Cylindre

?

Différent exemplaire de lamême catégorie de base

Test empirique, II : Biederman et Cooper (1991, Expérience 1)

Imagescomplémentaires…

(1) ne partageant pas leurs géons

(2) partageant leurs géons




RBC



spatiales

...

Amorçage visuel

Amorçage sémantique

Test empirique, II : Biederman et Cooper (1991, Expérience 1)

Biederman et Cooper (1991, Expérience 1)


Bloc 1 Identique Complémentaireavec mêmes géons

Différent exemplaire de la même catégorie de base

Tem

ps d

e ré

pons

e

Amorçage visuel


Image complémentaire 1 Image complémentaire 2 Différent exemplaire de lamême catégorie de base



Bloc 1 Identique Complémentaireavec géons différents

Différent exemplaire de la même catégorie de base

Tem

ps d

e ré

pons

e

Amorçage visuel

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