GAZE-PREDICT : Étude des mécanismes prédictifs impliqués dans l'orientation du regard

GAZE-PREDICT: Study of the predictive mechanisms involved in gaze orientation

• Auteur / Autrice : Eva Aprile
• Direction : Carole Peyrin
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : PCN - Sciences cognitives, psychologie et neurocognition
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Psychologie et Neuro Cognition
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Vision & Emotion (VisEmo)

Mots clés

Mots clés libres

Mouvements oculaires

Reconnaissance visuelle

Mécanismes prédictifs

Eye movements

Visual perception

Predictive mechanisms

Résumé

Notre système visuel est particulièrement efficace pour reconnaître une scène en un rapide coup d'œil. Pour parvenir à cette reconnaissance ultra-rapide, le système visuel humain s'appuie sur une représentation éparse et globale de la scène visuelle, qu'on appelle le gist. L'extraction rapide du gist d'une scène permettrait aussi de faire des prédictions sur les objets de la scène, facilitant ainsi leur perception. Cependant, ce positionnement théorique repose sur des études qui présentent très rapidement les scènes et où une seule fixation oculaire est alors possible. Or, la perception visuelle est un phénomène dynamique qui alterne entre fixations oculaires sur un objet d'intérêt et saccades vers la périphérie pour fixer de nouveaux objets d'intérêt. Pour être rapide et efficace lorsque nous scannons notre environnement visuel, nous postulons que le système visuel humain utiliserait également des prédictions issues du gist. L'objectif de ce projet de thèse est de caractériser comment les prédictions basées sur nos connaissances de l'environnement visuel peuvent orienter les fixations oculaires à venir en vision périphérique et ce, à travers le développement de nouveaux paradigmes expérimentaux qui impliqueront des mesures des mouvements des yeux. Pour poursuivre cet objectif de recherche, nous avons identifié trois opérations de recherche. L'Opération 1 vise à étudier comment les prédictions issues du contexte (gist) d'une scène influencent l'orientation du regard en vision périphérique lorsque le traitement visuel se doit d'être rapide. L'Opération 2 concerne l'exploration libre et plus naturelle de scènes et vise à étudier comment les prédictions qui peuvent être générées lors d'une fixation oculaire influencent la fixation oculaire suivante. L'Opération 3 vise à étudier comment les modifications en temps réel des connaissances sur une scène (et donc les prédictions qui en découlent) influencent l'exploration de scènes. Pour chaque opération, nous mènerons plusieurs études comportementales où nous mesurerons les mouvements oculaires (durée des fixations oculaires, latence/durée et amplitude des saccades, etc.) à l'aide d'un oculomètre Eyelink 1000 (SR Research). Ce projet repose sur la collaboration entre Carole Peyrin (DR2 CNRS au LPNC) et Nathalie Guyader (MCF au GIPSA-lab). Il contribuera d'une part à améliorer les modèles cognitifs de perception visuelle développés par le LPNC, et d'autre part les modèles du traitement de l'information visuelle et des mouvements oculaires développés par le GIPSA-lab.

Our visual system is particularly good at recognizing a scene at a quick glance. To achieve this ultra-rapid recognition, the human visual system relies on a sparse and global representation of the visual scene, called the gist. The rapid extraction of the gist of a scene would also make it possible to make predictions on the objects of the scene, thus facilitating their perception. However, this theoretical proposition is based on studies that present the scenes very rapidly and where only one ocular fixation is then possible. However, visual perception is a dynamic phenomenon that alternates between ocular fixations on an object of interest and saccades towards the periphery to fix new objects of interest. To be rapid and efficient when scanning our visual environment, we postulate that the human visual system would also use predictions from the gist. The aim of this thesis project is to characterize how predictions based on our knowledge of the visual environment can orient future ocular fixations in peripheral vision, through the development of new experimental paradigms that will involve measures of eye movements. To pursue this research aim, we identified three research operations. Operation 1 aims to study how predictions from the context (gist) of a scene influence gaze orientation in peripheral vision when visual processing needs to be rapid. Operation 2 concerns the free and more natural exploration of scenes and aims to study how the predictions that can be generated during an eye fixation influence the following eye fixation. Operation 3 aims to study how real-time changes in knowledge about a scene (and therefore the resulting predictions) influence scene exploration. For each operation, we will conduct several behavioral studies where we will measure eye movements (duration of eye fixations, latency/duration and amplitude of saccades, etc.) using an Eyelink 1000 eye tracker (SR Research). This project is based on the collaboration between Carole Peyrin (DR2 CNRS at LPNC) and Nathalie Guyader (MCF at GIPSA-lab). It will contribute to improving the cognitive models of visual perception developed by the LPNC, and the models of signal processing and eye movements developed by the GIPSA-lab.