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Thèse Année : 2010

Developing and implementing models of visual attention

Développement et mise en oeuvre de modèles d'attention visuelle

Tien Ho Phuoc
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 859040

Résumé

To explore the world around us, we move without cease our eyes altering between rapid movements, ``saccades'', and immobile moments, ``fixations''. What factors guide these eye movements? How to interpret and evaluate quantitatively them? This thesis addressed these problems in the context of free viewing of natural scenes according two aspects: modeling and behavioural data recording with eye movements experiments. The proposed model was inspired mainly by the biology of the human visual system and predicted the salient regions (which attract the eyes) by using some low-level visual features according to the bottom-up architecture, which is compatible with the context of free viewing of natural scenes. Even though considering static scenes, we also proposed a spatio-temporal model to take into account temporal sequences of stabilization phases during fixations and movement phases during saccades. The behavioural and physiological data helped to build, improve successively and validate the model. We presented that although colour was often used in most models in the literature, it had little influence on subjects' eye movements. We also showed that programming several saccades in parallel from a fixation point, which had been observed in the context of visual search, was not compatible with the experimental data. This thesis also described several methodological tools to compare experimental data with the data predicted by the model and proposed a method to evaluate the relative contributions of low-level visual features to the prediction of eye movements.
Pour explorer le monde qui nous entoure nous bougeons sans cesse les yeux alternant entre des mouvements rapides ``les saccades'' et des moments d'immobilisation ``les fixations''. Quels sont les facteurs guidant ces mouvements oculaires? Comment les interpréter et les évaluer quantitativement? Cette thèse aborde ces questions lors de l'exploration libre de scènes naturelles, sous deux aspects: la modélisation et le recueil de données comportementales avec des enregistrements oculométriques. Le modèle proposé s'inspire fortement de la biologie et propose de prédire les régions dites saillantes (qui attirent les yeux) en utilisant un certain nombre de caractéristiques visuelles de bas niveaux, selon une démarche de traitement ascendante (``bottom-up'') compatible avec le contexte choisi d'exploration libre des scènes naturelles. Bien qu'il s'agisse de l'exploration de scènes statiques, un modèle dynamique spatio-temporel est également proposé considérant les séquences temporelles alternant les phases de stabilisation durant les fixations et les phases de déplacement durant les saccades. Les données comportementales et les données physiologiques ont permis l'établissement du modèle, ses évolutions et améliorations successives, puis sa validation. Ainsi, nous montrons que bien que la couleur soit présente partout et apparaisse dans plusieurs modèles de la littérature, celle-ci influence peu les mouvements oculaires des sujets. De même nous montrons que programmer plusieurs saccades en parallèle à partir d'un point de fixation comme cela a été montré dans des expériences de recherche de cible n'est pas compatible avec les données comportementales. Cette thèse propose aussi de nombreux outils méthodologiques pour comparer des données comportementales à des données issues d'un modèle et propose également une manière de tester l'importance relative de plusieurs caractéristiques visuelles de bas niveau sur la prédiction des mouvements oculaires.
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Dates et versions

tel-00495365 , version 1 (25-06-2010)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00495365 , version 1

Citer

Tien Ho Phuoc. Développement et mise en oeuvre de modèles d'attention visuelle. Informatique [cs]. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00495365⟩
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