Thèmes

 

Le GDR-vision s’adresse aux chercheurs, enseignants-chercheurs, techniciens, cliniciens et industriels travaillant sur l’étude ou la modélisation du système visuel biologique, de ses sorties comportementales (perception et action) et de ses interactions avec les autres systèmes sensoriels. Il vise à mettre en relation les approches en psychologie expérimentale (psychophysique, développement), en neurosciences (électrophysiologie, neuroimagerie) et en modélisation (mathématiques appliquées, vision artificielle). Quatre axes thématiques principaux ont été retenus:

 

A. Images et vision naturelle

Les recherches en vision dans la seconde moitié du vingtième siècle ont permis de caractériser avec succès l’espace des traits élémentaires pertinents pour le système visuel (orientation, fréquence spatiale, disparité, couleur, direction, …), les modes de traitements de ces traits (sélectivité, bande passante, organisation) et leur inscription dans l’architecture fonctionnelle complexe des aires visuelles primaires. L’ère qui s’ouvre, et qui constitue l’enjeu central de cet axe, est de comprendre les processus psychologiques et les mécanismes physiologiques d’élaboration de représentations d’objets complexes constitués d’une collection de ces traits élémentaires. Au cœur de cet axe se trouvent les études sur les distributions statistiques de traits dans les images naturelles, l’utilisation croissante de ces images naturelles en laboratoire, ainsi que les développements de techniques de visualisation (synthèse, compression) et d’acquisition d’images (capteurs infrarouges, thermiques, images hyperspectrales). Au plan scientifique, cet axe de recherche visera à faire le point sur l’état des connaissances en modélisation et en expérimentation, à faciliter l’émergence de paradigmes et d’outils nouveaux, à générer des collaborations sur ces thèmes. Au plan technique et de structuration de la recherche, cet axe visera à développer des plateformes communes (bases de données images), méthodes et outils de synthèse et d’analyse d’images qui seront mis au service de la communauté.

 

B. Espace et forme

Parmi les fonctions utiles du système visuel, la localisation d’objets dans l’espace tridimensionnel et la reconnaissance d’objets sont particulièrement critiques à la survie de l’organisme. Plusieurs indices participent sans doute de concert pour inférer la profondeur d’un objet, en particulier les indices de disparités binoculaires, de parallaxe de mouvement, de perspective linéaire, de texture et d’ombres. En ce qui concerne l’identification d’objets simples ou la reconnaissance de visages, les indices sont plus délicats à mettre à jour. Cet axe de recherche rassemblera les études théoriques qui délimitent l’information disponible dans une image, les études expérimentales qui mesurent l’efficacité d’un observateur à utiliser cette information, et les études physiologiques qui tentent de comprendre comment cette information est utilisée. L’interaction entre ces disciplines pourrait permettre de mettre au point de nouveaux algorithmes de perception de l’espace et de la forme, ainsi que d’élucider les représentations et les traitements utilisés par le primate pour percevoir une forme tridimensionnelle.

 

C. Décision perceptive

L’utilisation d’informations visuelles pour prendre une décision perceptive (discrimination, catégorisation…) implique de nombreux processus cognitifs qui sont souvent ignorés. La question de la perception visuelle consciente, de sa nature et de sa dynamique est intimement liée à cette étape cruciale de la performance visuelle. Comprendre ces processus cognitifs, à la charnière entre vision et comportement, implique également une approche pluri-disciplinaire (psychophysique ; psychologie cognitive ; modélisation ; neuroimagerie et électrophysiologie (électrodes profondes, TMS)). Dans cet axe, nous étudierons la modélisation des décisions perceptives (modèles Bayésiens, théorie de la détection du signal), le rôle des processus attentionnels et mnésiques et les phénomènes liés à la conscience perceptive. Le lien sera approfondi entre ces travaux et l’étude des bases neurales des comportements perceptifs chez le primate non-humain.

 

D. Interactions

Le système visuel sert à percevoir notre environnement mais aussi à contrôler nos actions (mouvements oculaires, locomotion ….). Les informations visuelles doivent aussi souvent être comparées, voir fusionnées, avec d’autres informations sensorielles (haptique, auditive..) ou sensorimotrice (copie d’efference, signaux extra-rétiniens..). En retour, ces informations non visuelles peuvent être utilisées pour lever les ambiguïtés présentes dans l’image ou encore permettre un traitement visuel optimal. Les problématiques abordées toucheront à la nature et à la dynamique des représentations visuelles dans le contexte spécifique des saccades (recherche visuelle), de la poursuite oculaire et des mouvements segmentaires vers un but. Le rôle de ces mouvements dans la définition optimale des entrées visuelles sera étudié (vision active). La modélisation cherchera à étudier les interactions entre dynamiques motrice et sensorielle. Enfin, si le sens visuel est largement dominant chez les primates humains et non-humains, le système visuel n’opère pas seul. Etudier la nature des interactions entre vision et audition, proprioception ou encore kinesthésie est cruciale pour comprendre comment le cerveau élabore une représentation unifiée et non ambiguë de notre environnement visuel.