Fiche de révision : Fondements de la perception visuelle

📋 Plan du Cours

1. Définir la perception
2. La perception comme construction
3. Anatomie du système visuel
4. Collecte de l’information visuelle
5. Mémoire sensorielle visuelle
6. La mémoire sensorielle visuelle
7. La perception visuelle de bas niveau
8. Reconnaissance perceptive des formes
9. Symboles et traits visuels
10. Modèles structurels des objets
11. Reconnaissance des visages
12. Traitement holistique des visages
13. Agnosies et doubles dissociations
14. Processus ascendants et descendants
15. Influence du contexte perceptif
16. Construction de la représentation visuelle

📖 1. Définir la perception

🔑 Notions clés & Définitions

• Sensation : Aschcraft, 1998 — Le fait de recevoir une stimulation physique via les sens et de l’encoder dans le système nerveux.
• Perception : Le processus par lequel on interprète les informations transmises par les sens.
• Identification : Le fait d’assigner le produit de la perception à une catégorie mentale d’objets déjà encodés en mémoire.

★ À maîtriser

• La perception peut avoir lieu sans conscience, et une information perçue inconsciemment peut ensuite influencer la performance à une tâche.

• Les organes sensoriels captent des stimuli bruts, que les cellules spécialisées traduisent en signaux utilisables par le système nerveux puis transmis au cerveau par les nerfs.

• Dans l’expérience de Gibson (1933), les participants percevaient une ligne visuellement courbe alors qu’ils exploraient tactilement une ligne droite, ce qui montre que la vision domine le toucher lorsque les informations sont contradictoires.

Compléments

📌 La perception peut avoir lieu sans identification lorsqu’un objet est perçu mais ne peut pas être associé à une catégorie mentale connue.

• Les modalités sensorielles comprennent:
  • la vue
  • l’odorat
  • l’ouïe
  • le toucher
  • le goût
  • l’équilibre
  • la température
  • la douleur

💡 Astuce mémo

Sensation → perception → identification

📖 2. La perception comme construction

🔑 Notions clés & Définitions

• Réaliste naïf : L’idée que les représentations perceptives sont de simples copies du monde extérieur.

★ À maîtriser

• Les illusions perceptives montrent que deux stimuli physiquement identiques peuvent produire des représentations mentales différentes, comme dans l’illusion de Müller-Lyer où deux lignes de même longueur paraissent différentes.

• Dans la perception des creux et des bombés, le système cognitif fait l’hypothèse qu’une source lumineuse est située en haut, ce qui permet d’interpréter les variations de gris comme des ombres compatibles avec une forme concave ou convexe.

Compléments

• Les illusions sont considérées comme des manifestations de mécanismes perceptifs ordinaires qui permettent au système visuel de s’adapter aux situations ambiguës.

• Lorsqu’il interprète des lignes connectées en deux dimensions, le cerveau construit une représentation tridimensionnelle et peut alors percevoir certaines arêtes comme plus longues qu’elles ne le sont réellement.

• Kleffner et Ramachandran (1992) ont expliqué que les représentations perceptives de formes bombées ou creuses varient avec le sens de la feuille parce que le système cognitif suppose une source lumineuse située en haut.

💡 Astuce mémo

Information sensorielle ambiguë → interprétation cérébrale → représentation perceptive

📖 3. Anatomie du système visuel

🔑 Notions clés & Définitions

• Cristallin : Une structure biconvexe qui focalise la lumière provenant des objets observés afin de former une projection nette sur la rétine.
• Tache aveugle : La zone de la rétine dépourvue de neurones, à l’endroit où démarre le nerf optique, ce qui empêche de traiter la lumière qui y est projetée.

★ À maîtriser

• Dans la rétine, les cônes et les bâtonnets captent la lumière, transmettent leur activité aux cellules bipolaires, puis celles-ci la relaient aux cellules ganglionnaires dont les axones forment le nerf optique.

• Le cortex visuel primaire du lobe occipital comprend plusieurs zones spécialisées, notamment V4 pour la couleur, V3 et V4 pour la forme, et V3 pour le mouvement, tandis que V1 et V2 distribuent les signaux vers les aires appropriées. — Zéki, 1978

📌 Les cônes codent les détails précis et la couleur avec une forte énergie lumineuse, tandis que les bâtonnets sont sensibles aux variations de lumière et permettent notamment la vision dans la pénombre sans coder la couleur.

Compléments

• Les axones de la partie gauche des rétines se regroupent au chiasma optique et se dirigent vers l’hémisphère gauche, tandis que ceux de la partie droite se dirigent vers l’hémisphère droit.

• La fovea mesure environ 0,5 à 1 mm de diamètre, la parafovea environ 3 à 4 mm, et la macula lutea formée par ces deux zones permet la vision précise, avec une acuité plus élevée dans la fovea.

💡 Astuce mémo

Cristallin → rétine → nerf optique → cortex visuel

📖 4. Collecte de l’information visuelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Saccade : Un mouvement très rapide des yeux qui déplace le regard d’un point à un autre d’une scène visuelle.
• Fixation : Une pause pendant laquelle le regard s’arrête sur un point de la scène visuelle et collecte de l’information.
• Suppression saccadique : L’absence de prise d’information visuelle pendant une saccade, due aux changements rapides de lumière et à des mécanismes physiologiques de blocage.

📝 Points essentiels

📌 Les saccades durent typiquement entre 25 et 100 ms, tandis que les fixations durent approximativement entre 150 et 250 ms.

• Un cycle complet fixation-saccade dure en moyenne 200 à 300 ms, ce qui permet environ 3 à 5 cycles par seconde.

💡 Astuce mémo

Saccades déplacent le regard, fixations captent l’information

📖 5. Mémoire sensorielle visuelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Mémoire sensorielle visuelle : Neisser, 1967 — Un système qui reçoit l’information visuelle provenant des yeux et la maintient pendant un bref instant.

★ À maîtriser

📌 La mémoire sensorielle visuelle est nécessaire parce que l’information lumineuse peut disparaître physiquement avant que le cerveau ait eu le temps de l’interpréter.

Compléments

• Un éclair complet peut durer au plus 200 ms et être composé de trois ou quatre flashs d’environ une milliseconde séparés par 50 ms d’obscurité, tout en étant perçu comme une lumière étendue dans le temps. — Ashcraft, 1998

💡 Astuce mémo

Un éclair bref qui continue d’éclairer mentalement le jardin

📖 6. La mémoire sensorielle visuelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Persistance visuelle : Persistance apparente d’un stimulus au-delà de sa durée physique, avec une scène qui s’estompe progressivement plutôt que de s’éteindre directement.
• Mémoire sensorielle visuelle : Stockage temporaire de l’information visuelle nécessaire à son interprétation lorsque le stimulus reste trop peu longtemps devant les yeux.

★ À maîtriser

• Dans l’expérience de rappel partiel de Sperling, les participants voient simultanément une matrice de 12 lettres pendant 50 ms, reçoivent ensuite un signal indiquant une ligne et rappellent les lettres de cette ligne.

• Dans le rappel intégral de Sperling, les participants rapportent en moyenne 4 lettres sur 12, soit environ 33 %, tandis que dans le rappel partiel ils rapportent un peu plus de 3 lettres sur 4, soit environ 80 %, lorsque le signal suit immédiatement la matrice.

• L’information visuelle brute est stockée dans un registre sensoriel visuel pendant environ une seconde et sa dégradation dépend notamment de l’intensité, du contraste, de la durée de présentation et de l’exposition immédiate à un autre stimulus.

Compléments

• Un éclair complet dure au plus 200 ms et se compose de trois ou quatre flashs d’environ une milliseconde, séparés par 50 ms d’obscurité, mais il est perçu comme une lumière permettant de voir le jardin pendant presque une seconde.

📌 Dans le rappel partiel de Sperling, la performance chute à environ 33 % lorsque le signal indiquant la ligne survient 1 seconde après la présentation de la matrice.

💡 Astuce mémo

Présentation brève → registre sensoriel → dégradation rapide

📖 7. La perception visuelle de bas niveau

🔑 Notions clés & Définitions

• Couleur : Effet perceptif causé par les variations de la longueur d’onde de la lumière.
• Ségrégation : Capacité du système perceptif à distinguer les figures du fond afin de localiser les objets les uns par rapport aux autres.
• Mouvement apparent : Perception d’un mouvement continu à partir d’une succession d’images fixes présentées rapidement.

★ À maîtriser

• Les trois types de cônes rétiniens sont principalement sensibles aux lumières bleue, verte et rouge, et la pondération de leurs réponses permet de percevoir les diverses couleurs.

• Les principes gestaltistes de proximité, de similitude et de bonne continuation structurent les scènes visuelles en regroupant les éléments proches, les éléments semblables et les contours qui se poursuivent sans interruption.

📌 Les indices monoculaires de profondeur comprennent l’interposition, la perspective linéaire, la taille relative, l’ombre projetée et le mouvement parallaxe, tandis que les indices binoculaires comprennent la convergence et la disparité binoculaire.

Compléments

📌 En mouvement parallaxe, lorsqu’un observateur se déplace, les objets proches semblent se déplacer plus rapidement que les objets éloignés.

• Wertheimer a découvert le phénomène phi en 1912, dans lequel une alternance rapide d’images fixes produit la perception d’un mouvement continu.

• Une lésion bilatérale de la région visuelle V5, aussi appelée MT, peut provoquer une akinétopsie cérébrale, c’est-à-dire l’absence de perception du mouvement.

💡 Astuce mémo

Couleur → ségrégation → profondeur → mouvement

📖 8. Reconnaissance perceptive des formes

📝 Points essentiels

• 🔄 La reconnaissance d’une forme suit plusieurs étapes:

  1. Construction d’un percept à partir des informations visuelles
  2. Comparaison avec des représentations stockées en mémoire
  3. Reconnaissance de la forme
  4. Accès aux informations associées à l’objet

• Les humains reconnaissent généralement en environ un quart de seconde qu’un objet appartient à une catégorie connue malgré les milliers de variations possibles entre ses exemplaires.

💡 Astuce mémo

Percept construit → comparaison en mémoire → reconnaissance et accès aux informations associées

📖 9. Symboles et traits visuels

🔑 Notions clés & Définitions

• Appariement des gabarits : Consiste à comparer l’image rétinienne d’une nouvelle forme avec des modèles précis stockés en mémoire afin de la classifier.
• Théorie des traits : Propose que les formes soient reconnues en décomposant les patrons visuels en traits élémentaires présents ou absents, puis en comparant leur combinaison avec des représentations mémorisées.

★ À maîtriser

• Cette théorie présente trois limites majeures:
  • Elle nécessiterait de stocker un gabarit pour chaque variation de forme
  • Elle ne permettrait pas de reconnaître un stimulus jamais appris
  • Elle serait sensible aux différences de position, de taille, d’orientation et aux déformations locales

Compléments

• Avec dix traits binaires, la théorie des traits permet en principe de distinguer 1024 catégories différentes, et certaines classifications de l’alphabet latin utilisent environ une douzaine de traits.

• Hubel et Wiesel (1959) ont mis en évidence chez le chat des neurones du cortex visuel primaire qui répondent préférentiellement à des lignes présentant certaines orientations, grâce à l’enregistrement de cellules isolées.

💡 Astuce mémo

Gabarit = copie exacte ; traits = combinaison réutilisable

📖 10. Modèles structurels des objets

🔑 Notions clés & Définitions

• Géons : Composants tridimensionnels simples que le modèle de Biederman utilise comme unités de base pour décrire les objets physiques.

★ À maîtriser

📌 Les théories structurelles ajoutent aux traits visuels les relations spatiales entre ces traits, car un même ensemble de lignes peut former des lettres ou des objets différents selon leur organisation.

• Dans le modèle de reconnaissance par composants de Biederman, le système segmente d’abord l’objet et extrait les géons, reconnaît ensuite les géons et leurs points d’attache, puis assemble les géons et compare la structure obtenue à des patrons mémorisés.

Compléments

• Dans l’expérience de Biederman (1985), la suppression de 65 % du contour produisait plus de 80 % d’erreurs lorsque les intersections étaient supprimées, contre seulement 3 % d’erreurs après une présentation de 5 secondes lorsque les intersections étaient conservées.

• Biederman et Cooper (1991) ont montré que les participants reconnaissaient plus correctement et plus rapidement une image complémentaire lorsque les deux images partageaient les mêmes géons plutôt que des géons différents.

💡 Astuce mémo

Traits → relations spatiales → géons → objet reconnu

📖 11. Reconnaissance des visages

🔑 Notions clés & Définitions

• Invariant physionomique : Représentation sous-jacente d’un visage conservée en mémoire et comparée au percept malgré les changements d’angle, d’éclairage, d’expression ou d’âge.

★ À maîtriser

📌 Les visages sont généralement reconnus de manière plus holistique, en tenant compte de la configuration des parties et de l’aspect global, tandis que les objets communs sont davantage représentés par leurs parties et leurs relations structurelles.

Compléments

• Dans l’expérience de Tanaka et Sengco (1997), les participants apprenaient à associer des visages à des noms, puis jugeaient l’identité de parties présentées isolément, dans l’ancienne configuration ou dans une nouvelle configuration.

📌 Dans une expérience de reconnaissance, les essais négatifs sont nécessaires pour empêcher les participants de répondre toujours oui, limiter les effets d’attente et vérifier qu’une performance proche de 50 % ne correspond pas à des réponses aléatoires.

💡 Astuce mémo

Objets par parties ; visages surtout par configuration globale

📖 12. Traitement holistique des visages

🔑 Notions clés & Définitions

• Traitement holistique des visages : Consiste à utiliser l’information globale et configurale du visage plutôt que des traits complexes isolés pour reconnaître une partie du visage.

★ À maîtriser

• Dans l’étude de Tanaka et Sengco (1997), les participants obtiennent en moyenne 77 % de bonnes réponses lorsque la partie cible est présentée dans l’ancienne configuration du visage, contre 72 % dans une nouvelle configuration et 65 % en isolation.

📌 Les essais négatifs, généralement associés à 50 % d’essais positifs et 50 % d’essais négatifs, empêchent les participants de répondre systématiquement « oui », limitent les effets d’attente et permettent de vérifier la réalisation de la tâche.

Compléments

• Dans l’expérience comparant les visages et les maisons, la reconnaissance de la partie cible d’une maison reste similaire en isolation, dans l’ancienne configuration et dans une nouvelle configuration. — Tanaka et Sengco, 1997

• Des neurones du lobe temporal des singes répondent sélectivement aux visages de singes, et une atteinte de la région correspondante chez les primates humains provoque de grandes difficultés de reconnaissance des visages. — Desimone et al., 1991

💡 Astuce mémo

Visage configuré : 77 % ; partie isolée : 65 %

📖 13. Agnosies et doubles dissociations

🔑 Notions clés & Définitions

• Agnosie visuelle : Désigne un trouble de la perception des formes dû à une absence de connaissance visuelle malgré la réception de l’information visuelle.
• Prosopagnosie : Incapacité à reconnaître les visages familiers, alors que les patients peuvent encore savoir qu’ils voient un visage et en décrire certaines parties.
• Imagerie par résonance magnétique : Technique non invasive qui produit des vues en deux ou trois dimensions de l’intérieur du corps avec une résolution en contraste relativement élevée.

★ À maîtriser

📌 Une dissociation correspond à une fonction atteinte tandis qu’une autre est relativement préservée chez un patient, tandis qu’une double dissociation correspond à deux patients présentant des dissociations inversées entre les mêmes fonctions.

📌 Une double dissociation est interprétée comme l’indice de systèmes de traitement distincts, car l’hypothèse d’une simple différence de difficulté ne peut pas expliquer les performances inversées des deux patients.

Compléments

• Le patient CK, étudié par Moscovitch, Winocur et Behrmann (1997), reconnaissait correctement les visages mais présentait de graves difficultés à reconnaître visuellement les objets ordinaires.

💡 Astuce mémo

Patient A : visages altérés, objets préservés ; patient B : visages préservés, objets altérés

📖 14. Processus ascendants et descendants

🔑 Notions clés & Définitions

• Processus ascendants : Construisent une représentation complexe en allant des propriétés visuelles élémentaires du stimulus vers un percept.
• Processus descendants : Influencent la perception à partir des connaissances antérieures, des attentes et d’informations contextuelles extérieures au stimulus.

📝 Points essentiels

📌 Le contexte physique correspond à l’information visuelle entourant l’objet, tandis que le contexte mental correspond aux connaissances stockées en mémoire, aux attentes et aux motivations.

• Dans l’exemple des myrtilles, la reconnaissance des feuilles, la saison connue et l’envie de manger des myrtilles peuvent orienter l’interprétation de petites formes sphériques vers des myrtilles plutôt que vers des mûres.

💡 Astuce mémo

Stimulus → traits → percept : ascendant ; connaissances → percept : descendant

📖 15. Influence du contexte perceptif

★ À maîtriser

• Dans l’expérience de Leeper (1935), sans contexte préalable, 35 % des participants voient spontanément la jeune femme et 65 % voient la femme âgée dans la figure ambiguë.

• Après la présentation préalable d’une figure non ambiguë de jeune femme, 100 % des participants interprètent la figure ambiguë comme une jeune femme, tandis qu’après la présentation préalable d’une femme âgée, 98 % l’interprètent comme une femme âgée. — Leeper, 1935

• Dans l’expérience de Bruner et Goodman (1947), les enfants surestiment la taille réelle des pièces de monnaie, tandis que leurs estimations des disques de carton de même taille oscillent autour de la taille réelle. — Value and need as organizing factors in perception

Compléments

• Les enfants issus de milieux défavorisés surestiment davantage la taille des pièces de monnaie que les enfants issus de milieux favorisés.

• Dans les mots THE et CAT, la même information visuelle centrale est perçue comme un H dans THE et comme un A dans CAT en raison du contexte fourni par les lettres voisines. — McClelland & Rumelhart, An interactive activation model of context effects in letter perception: I. An account of basic findings, 1981

💡 Astuce mémo

Contexte préalable ou connaissances → interprétation perceptive modifiée

📖 16. Construction de la représentation visuelle

📝 Points essentiels

• 🔄 La perception visuelle suit une chaîne de traitements:

  1. Captation de l’information par l’œil
  2. Stockage très bref dans un registre sensoriel
  3. Analyse des couleurs, traits et dimensions
  4. Construction d’une représentation perceptive
  5. Influence des connaissances et du contexte
  6. Comparaison avec les connaissances en mémoire
  7. Reconnaissance en cas de correspondance

• La reconnaissance des formes fait intervenir simultanément des processus ascendants fondés sur les propriétés du stimulus et des processus descendants fondés sur les connaissances et le contexte.

💡 Astuce mémo

Capture sensorielle → analyse → percept → comparaison mnésique → reconnaissance

📊 Tableaux de synthèse

Sensation, perception et identification

Indices de profondeur