Etude sur la dichotomie ambiant-focal du comportement oculomoteur dans la perception des scènes naturelles

À propos

Le présent travail de thèse approfondit la question de l'existence de deux modes d'attention visuelle appelés ambiant et focal. Le document commence par présenter les travaux précédant les nôtres tant au niveau comportemental, physiologique, oculométrique et computationnel. Nous exposons ensuite les études expérimentales. L'ensemble des études menées provient directement ou indirectement d'enregistrements oculométriques dans le but d'étudier l'attention visuelle dans ses aspects ambiant et focal. Nous abordons le problème en proposant une méthode de discrimination automatique de ces deux types de fixations contrairement aux approches précédemment utilisées dans la littérature. Cette discrimination nous permet dans un premier temps de relever les indices comportementaux pertinents pour leur distinction. Nous voyons ensuite que ces deux types de fixations obtenus présentent des caractéristiques distinctes au niveau de leur déploiement spatial sur les scènes visuelles présentées. Par la suite, nous investiguons leur rôle respectif dans la perception au travers de deux paradigmes expérimentaux spécifiques. Les hypothèses selon lesquelles les fixations focales s'occupent de la perception locale des objets et que les fixations ambiantes sont vouées au traitement de la scène globale sont validées. Dans un dernier temps, nous nous occupons de la modélisation informatique de l'attention visuelle en vue d'augmenter les prédictions du modèle de saillance visuelle au regard de ces différents types de fixation. Nous proposons enfin un modèle fonctionnel temporel puis une architecture globale du comportement oculaire.

This work relies on the question of existence of two kinds of visual named ambient and focal. Document begins to present previous work at behavioral, physiological, oculometric and computational levels. Next, we expose our experimental approach and the obtained results. All experimental methodologies rely on oculomotor data with the aim to study ambient and focal aspects. We approach this problem in suggesting an automatic method to discriminate the two kinds of fixations contrary to previous studies. In a first step, this fixation clustering allows to reveal one relevant behavioral index to discriminate fixations. In a subsequent step, we observe that two kinds of fixations show distinct features on the spatial deployment in the visual scene. In a next step, we investigate the respective role of ambient and focal fixations in the perception across two different paradigms. Hypothesis suggesting focal fixations are specialized in a local perception of object and ambient fixations preferentially treat the global scene are validated. In a next step, we try to consider ambient and focal fixations to increase the ability of a saliency model to predict spatial deployment of fixations. The last step suggests a functional temporal synthesis and a global schema of ocular behavior.