Les nombres spatiaux : comment l'encombrement visuel et le masque redondance modulent la perception de la numérosité

Spatial numbers : how visual crowding and redundancy masking modulate numerosity perception

• Auteur / Autrice : Miao Li
• Direction : Bilge Sayim, Bert Reynvoet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Psychologie
• Date : Soutenance le 22/03/2023
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....) en cotutelle avec KU Leuven (1970-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'homme et de la société (Lille ; 2006-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : SCALab Sciences Cognitives & Sciences Affectives
• Jury : Président / Présidente : Muriel Boucart
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ramakrishna Chakravarthi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anke Huckauf, Michael H. Herzog

Mots clés

Mots clés contrôlés

Masquage visuel

Nombre, Idée de

Perception visuelle

Mots clés libres

Encombrement visuel

Perception de la numérosité

Masque redondance

Visual crowding

Numerosity perception

Redundancy masking

Résumé

L'être humain est capable d'estimer visuellement le nombre d'objets sans avoir à les compter, c'est un processus connu sous le nom de perception de la numérosité. Il a été suggéré que cette perception relève soit d'un système dédié à l'estimation du nombre d'objets, soit de l'exploitation de diverses propriétés visuelles des objets présentés. Il existe de nombreuses limitations qui peuvent être liées à la perception de la numérosité. Par exemple, l'encombrement visuel est la difficulté d'identifier des cibles dans des environnements encombrés, et il est prononcé dans la vision périphérique. Une découverte récente montre que les individus ne parviennent pas à détecter des éléments identiques lorsqu'ils sont regroupés dans la vision périphérique, un phénomène appelé masquage de redondance (RM). L'influence des limites de la vision spatiale sur la perception de la numérosité n'a pas encore été explorée en profondeur. Dans cette thèse, nous étudions comment l'encombrement visuel et le RM modulent la perception de la numérosité. Les théories existantes de la perception de la numérosité sont passées en revue, et les facteurs de confusion potentiels tels que la densité et l'enveloppe convexe sur la perception de la numérosité sont discutés (chapitre 1). Il a été démontré que ces facteurs ont un impact sur la perception de la numérosité, et il est important de prendre en compte leurs effets potentiels dans les études sur la perception de la numérosité. Les concepts d'encombrement visuel et de RM, en tant que limites spécifiques de la vision spatiale, et leur influence potentielle sur la perception de la numérosité sont présentés. Pour étudier ces effets, une série d'expériences a été menée. Nous présentons les résultats concernant l'exploration en fonction de la topologie de la vision spatiale sur la perception de la numérosité (chapitre 2). Nous avons examiné les effets de l'anisotropie radiale-tangentielle : il a été constaté que les éléments disposés radialement interféraient davantage avec la perception de la cible tandis que éléments disposés tangentiellement interfèrent davantage avec la perception de la numérosité. Les résultats ont montré que les estimations étaient plus faibles lorsque les disques cibles sur les écrans étaient disposés dans une direction radiale par rapport à une direction tangentielle. Ces résultats prouvent que l'anisotropie radiale-tangentielle de la vision spatiale module la perception de la numérosité et souligne l'importance de prendre en compte les asymétries du champ visuel lors de l'étude de la perception de la numérosité. Les observateurs ont signalé que les affichages radiaux étaient moins nombreux que les affichages tangentiels, quelle que soit la façon dont la disposition radiale-tangentielle des affichages était manipulée (chapitre 3). Nos résultats étaient évidents dans les quatre expériences, y compris lorsque la manipulation de la disposition radiale et tangentielle des affichages était faible, forte ou modulée avec une polarité de contraste mixte. Nous avons proposé que l'encombrement visuel et RM modulent la perception de la numérosité. Deux expériences ont été menées pour étudier le RM avec des visages. Les visages ont une grande importance sociale et sont généralement traités rapidement (chapitre 4). Les résultats ont montré que les observateurs ne parvenaient pas à détecter les visages lorsqu'ils étaient présentés en petits groupes, le nombre d'éléments rapportés étant souvent inférieur au nombre d'éléments présentés. Les résultats ont montré que le RM se produit avec des stimuli très complexes tels que les visages, et qu'il s'agit d'un mécanisme clé pour la compression des informations visuelles redondantes. Enfin, nous avons discuté et élucidé toutes les expériences des chapitres précédents et les résultats observés (chapitre 5). Dans l'ensemble, nos résultats ont démontré comment l'encombrement visuel et le RM peuvent moduler la perception de la numérosité.

Humans can visually approximate the number of items without the need for counting, a process known as numerosity perception. It has been suggested that numerosity perception is either the result of a dedicated system to estimate the number of items, or is due to the exploitation of various visual properties of the presented items. There are many limitations of our spatial vision that may be related to numerosity perception. For example, visual crowding is the difficulty of identifying targets in cluttered environments, and it is especially pronounced in peripheral vision. Recently, it has been discovered that individuals often fail to detect identical items when they are presented in small clusters in the visual periphery, a phenomenon referred to as redundancy masking. The influence of these and related limits of spatial vision on numerosity perception have yet to be extensively explored. In the current thesis, we aim to investigate how crowding and redundancy masking modulate numerosity perception. In Chapter 1, existing theories of numerosity perception are reviewed, and the potential confounding factors, such as density and convex hull on numerosity perception, are discussed. These factors have been previously shown to impact numerosity perception, and it is important to consider their potential effects in studies on numerosity perception. The concept of crowding and redundancy masking as specific forms of limits of spatial vision, and their potential influence on numerosity perception are introduced. To investigate these effects, a series of experiments were conducted, as discussed in chapters 2 to 4 of the thesis. In Chapter 2, we present the results of the investigation into the impact of the topology of spatial vision on numerosity perception. Specifically, we examined the effects of the radial-tangential anisotropy that radially arranged items were found to interfere more with target perception than tangentially arranged items on numerosity perception. The results demonstrated that numerosity estimates were lower when target discs on displays were predominantly arranged in a radial direction compared to a tangential direction. These findings provide evidence that the radial-tangential anisotropy of spatial vision modulates numerosity perception and highlights the importance of considering visual field asymmetries when studying numerosity perception. Observers reported radial displays as less numerous compared to tangential displays, regardless of how the radial-tangential arrangements of displays were manipulated (Chapter 3). Our results were consistent across experiments, including when manipulation of the radial and tangential arrangement of displays was weak (Experiment 3.1), strong (Experiment 3.2), or modulated with mixed contrast polarity (Experiment 3.3 and Experiment 3.4). We proposed that crowding and redundancy masking modulate numerosity perception. Next, two more experiments were conducted to investigate redundancy masking with faces using a typical redundancy masking paradigm (Chapter 4). Faces are of great social importance and are usually processed quickly. The results showed that observers often failed to detect faces when presented in small groups, with the number of reported items frequently lower than the number of presented items. The results showed that redundancy masking occurs with highly complex stimuli such as faces, and that it is a key mechanism for compressing redundant visual information. In Chapter 5, we discussed and elucidated all experiments in the pervious chapters and the observed results. Overall, our results demonstrated how crowding and redundancy masking possibly modulate numerosity perception.