Vision Binoculaire et Disparités Positionnelles

ASPECTS GEOMETRIQUES

PARAMETRES DE LA FIXATION BINOCULAIRE

La localisation crâniocentrée d’un point dans l’espace visuel est complètement spécifiée par la position des yeux dans leur orbite. Cette position permet de recouvrer les paramètres de la fixation binoculaire, à savoir distance de fixation et direction du regard.

La connaissance de la position des yeux dans leur orbite suffit donc à localiser un point fixé par le regard dans l’espace égocentré. Théoriquement, tous les autres éléments dans la scène visuelle peuvent aussi être localisés, soit en déplaçant le regard vers eux, soit en utilisant les disparités positionnelles générées par l’écartement entre les yeux pour recouvrer leur position relative par rapport au point de fixation : disparités positionnelles et position des yeux dans leur orbite permettent théoriquement de reconstruire totalement l’espace visuel (Foley, 1980; Garding et al., 1995). Pour comprendre comment les disparités positionnelles sont utilisées par le système visuel, il convient de les définir plus précisément et de présenter comment elles sont quantifiées et surviennent naturellement.

DISPARITES POSITIONNELLES HORIZONTALES ET VERTICALES

Définition

Par disparité binoculaire , nous entendons toute différence entre les images rétiniennes droite et gauche provoquées par la différence de point de vue de nos deux yeux. Ces disparités binoculaires englobent ainsi des différences de position, d’occlusion, d’orientation, de taille, de perspective ou encore de déformation entre éléments correspondants sur les deux rétines. Les disparités de position, ou disparités positionnelles, sont une manifestation élémentaire des disparités binoculaires ; elles correspondent à des différences de localisation d’éléments correspondants sur les deux rétines.

Pour deux raisons principales, nous nous intéressons plus spécifiquement à ces disparités positionnelles. La première raison est que les disparités positionnelles sont des disparités élémentaires à partir desquelles peuvent être reconstruites des disparités binoculaires plus complexes (qu’elles soient de taille, de perspective ou encore de déformation). Si les éléments rétiniens associés à ces disparités complexes sont décomposés point par point, chacun de ces points de taille négligeable ne peut être associé qu’à une disparité positionnelle. La deuxième raison est que ce sont les disparités positionnelles qui sont encodées dans l’aire visuelle primaire, par des neurones dont les champs récepteurs sont de petite taille et dont le travail pourrait -très approximativement- s’apparenter à une comparaison point par point des images rétiniennes.

La quantité de disparité horizontale générée par ce point sera d’autant plus importante que sa distance au cercle de Vieth-Müller est importante. Par contre, si ce point et le point de fixation demeurent fixes mais que l’observateur s’en éloigne, la quantité de disparité horizontale associée à ce point diminue progressivement avec l’éloignement de l’observateur (avec la distance de fixation). La disparité horizontale absolue associée à un point proche du point de fixation, dans le plan médian de la tête, est inversement proportionnelle au carré de sa distance absolue, une relation connue sous le nom de loi du carré inverse (Kries, 1911). La quantité de disparité horizontale associée à un point sera, par contre, insensible à son élévation par rapport au plan du regard : seule sa distance horizontale au cercle de ViethMüller importe.

Disparités horizontales et verticales en dehors de l’horoptère

La plupart des points se présentent néanmoins aux deux yeux avec une disparité à la fois horizontale et une verticale. Si cette page est résumée à une surface plane fixée en son milieu, les lettres qui se trouvent dans la partie supérieure gauche, par exemple, sont en dehors du cercle de Vieth-Müller, mais aussi en dehors du plans médian de la tête et du plan du regard.

Chaque lettre est donc associée à de la disparité positionnelle absolue horizontale et verticale. La lettre la plus disparate est celle qui débute cette page (la plus excentrée). Cette dernière se projette avec une disparité horizontale non croisée (positive) et une disparité verticale positive.

La distinction opérée entre disparités horizontales et verticales est due au fait que, la rétine étant une surface, les disparités positionnelles sont bidimensionnelles et nécessitent donc deux paramètres pour être spécifiées. Nous aurions aussi pu choisir un système polaire pour les caractériser par une direction et une amplitude (Weinshall, 1990; Liu et al., 1994). Cependant, le fait que les yeux soient séparés dans la dimension horizontale confère des caractéristiques différentes aux composantes horizontales et verticales des disparités positionnelles, ce qui justifie la distinction opérée entre composantes horizontales et verticales de ces disparités. Nous verrons, de plus, que disparités horizontales et verticales sont tolérées différemment par le système visuel et remplissent des fonctions bien distinctes.

Par ailleurs, nous pouvons souligner la différence entre les rangs de disparité verticale et de disparité horizontale qui peuvent survenir dans la région centrale du champ visuel lorsque le regard est droit devant ou faiblement excentré. La double proximité du plan médian de la tête et du plan du regard fait que les disparités verticales sont nulles ou quasi-nulles dans cette région centrale. Par contre, du fait que des disparités horizontales sont générées par la position d’un point en avant ou en arrière du cercle de Vieth-Müller, un large rang de disparités horizontales peut naturellement survenir dans cette même région centrale.

Source oculomotrice

La deuxième source pouvant générer des disparités positionnelles est oculomotrice, et ne dépend plus cette fois de la position des éléments dans l’espace visuel. Lorsque les deux yeux ne sont pas parfaitement alignés verticalement sur le point de fixation, ce dernier se projette un peu au dessus d’une fovéa et un peu au dessous de l’autre fovéa. Bien que le point soit fixé, il génère une certaine quantité de disparité verticale (positive dans ce cas) qui est proportionnelle à l’erreur d’alignement vertical. Comme la totalité de l’image rétinienne subit cette erreur d’alignement, la quantité de disparité verticale ajoutée au point de fixation est aussi ajoutée à tous les autres éléments correspondants sur les deux rétines. De même, un mauvais alignement horizontal des yeux aura aussi un effet global en ajoutant une certaine quantité de disparité horizontale à tous les éléments correspondants sur les deux rétines. Il faut souligner ici que nous parlons de disparités absolues (cf. partie A.2.2.) et que les disparités relatives sont elles insensibles à ces mauvais alignements oculaires. En effet, puisque la disparité relative entre deux points est égale à la différence entre leurs disparités absolues, et puisque le mauvais alignement provoque l’ajout d’un terme constant à ces disparités absolues, leur différence reste donc constante.

Il existe encore une autre source oculomotrice de disparités positionnelles, mais qui n’est pas liée cette fois-ci à un mauvais alignement des yeux. Lorsque les yeux fixent un point vers le haut ou le bas, principalement pour des distances courtes, ils subissent une légère rotation autour de leur axe visuel en sens contraire pour les deux yeux (Enright, 1980; Minken et al., 1995; Porrill et al., 1999). le déplacement du regard du point P vers le point A provoquerait une rotation en sens contraire des rétines entraînant un basculement vers l’extérieur des repères cartésiens que nous leur avons appliqués.

Cette cyclovergence induit des cyclodisparités. Pour le point fixé, la cyclodisparité est nulle (puisque le centre de la rétine correspond au point autour duquel tourne la rétine). Pour les autres éléments rétiniens, la cyclodisparité est d’autant plus importante qu’ils sont éloignés du centre de la rétine (du centre de rotation). Comme ces cyclodisparités peuvent être décomposées en disparités horizontales et verticales, ces dernières sont donc renforcées dans les rétines périphériques.

Le rapport de stage ou le pfe est un document d’analyse, de synthèse et d’évaluation de votre apprentissage, c’est pour cela rapport-gratuit.com propose le téléchargement des modèles complet de projet de fin d’étude, rapport de stage, mémoire, pfe, thèse, pour connaître la méthodologie à avoir et savoir comment construire les parties d’un projet de fin d’étude.

Table des matières

Introduction
Chapitre 1 Vision Binoculaire et Disparités Positionnelles
A. Aspects Géométriques
A.1. Paramètres de la fixation binoculaire
A.2. Disparités positionnelles horizontales et verticales
A.2.1. Définition
A.2.2. Quantification
A.2.3. Source géométrique
A.2.3.1. Horoptère
A.2.3.2. Disparités horizontales en dehors de l’horoptère
A.2.3.3. Disparités verticales en dehors de l’horoptère
A.2.3.4. Disparités horizontales et verticales en dehors de l’horoptère
A.2.4. Source oculomotrice
B. Aspects Psychophysiques
B.1. Disparités positionnelles et fusion binoculaire
B.1.1. Fusion motrice
B.1.2. Fusion sensorielle
B.2. Disparités positionnelles et vision stéréoscopique
B.2.1. Mise en évidence de la vision stéréoscopique
B.2.2. Disparités positionnelles horizontales et verticales et percept stéréoscopique
B.2.3. Disparités verticales et effet induit
B.2.4. Modèles théoriques
B.2.4.1. Modèles où disparités horizontales et verticales dont dissociées
B.2.4.2. Modèles où disparités horizontales et verticales ne sont pas dissociées
B.2.5. Données psychophysiques
B.2.6. Ancrage physiologique
C. Aspects Neurophysiologiques
C.1. Mise en évidence des neurones binoculaires détecteurs de disparité
C.1.1. Neurones binoculaires
C.1.2. Neurones détecteurs de disparité positionnelle
C.2. Mécanismes d’encodage des disparités positionnelles
C.2.1. Cellules simples
C.2.1.1. Cellules simples et intégration binoculaire
C.2.1.2. Cellules simples et encodage des disparités positionnelles
C.2.2. Cellules complexes
C.2.2.1. Cellules complexes et modèle d’énergie binoculaire
C.2.2.2. Modèle d’énergie binoculaire chez le primate
C.3. Encodage des disparités positionnelles dans l’aire V1 du primate
C.3.1. Encodage de la disparité horizontale
C.3.2. Encodage de la disparité verticale
C.3.3. Existe-t-il un réel encodage des disparités verticales ?
C.3.4. L’aire V1 est-elle un filtre sensoriel fonctionnellement organisé ?
Chapitre 2 Méthodologie Générale
A. Préparation des Animaux
A.1. Phase d’acclimatation
A.2. Première chirurgie : casquette de fixation et bobines oculaires
A.3. Conditionnement comportemental : tâche de fixation binoculaire
A.4. Deuxième chirurgie : chambre d’enregistrement
B. Enregistrements Cellulaires
B.1. De la préparation à l’isolement d’un signal unitaire
B.2. Champs récepteurs et réponses neuronales
C. Stimuli visuels
C.1. Présentation dichoptique
C.2. Réseaux carrés de luminance et orientation
C.3. Stéréogrammes de points aléatoires dynamiques et disparité
D. Recueil et Traitement des Données
D.1. Signal de position des yeux
D.2. Réponses neuronales
D.3. Présentation graphique et traitement statistique des réponses neuronales
D.3.1. Présentation graphique
D.3.1.1. Rasters
D.3.1.2. Profils de réponse (courbes de sélectivité)
D.3.2. Traitement statistique
D.3.2.1. Neurone visuel ? Neurone sélectif ?
D.3.2.2. Ajustement statistique des profils de réponse
Chapitre 3 Etude I Caractéristiques d’Encodage des Disparités Horizontales et Verticales dans l’Aire V1 Centrale et Périphérique
A. Présentation de l’étude
B. Aspects méthodologiques
B.1. Sujets
B.2. Stimuli
B.3. Traitement des données
B.3.1. Détermination des classes de détecteurs : une nouvelle méthode
B.3.2. Méthode de quantification des disparités de phase et de position
C. Résultats
C.1. Résultats généraux
C.1.1. Régions d’enregistrements
C.1.2. Population d’étude
C.1.3. Sélectivité à la disparité positionnelle
C.2. Classes de détecteurs
C.2.1. Description des classes de détecteurs
C.2.2. Classes de détecteurs dans V1 central et périphérique
C.2.3. Classes de détecteurs dans V2 périphérique
C.3. Rangs d’encodage
C.3.1. Rangs d’encodage dans l’aire V1
C.3.2. Rangs d’encodage dans l’aire V2 périphérique
C.4. Contribution des disparités de phase et de position aux rangs d’encodages
C.4.1. Illustrations et correction de la méthode de quantification
C.4.2. Comparaison générale des contributions respectives
C.5. Interactions des disparités horizontales et verticales
D. Discussion
D.1. Synthèse des principaux résultats
D.2. Encodage des disparités et fusion sensorielle
D.3. Encodage des disparités et contrôle oculomoteur
D.3.1. Alignement binoculaire
D.3.2. Vergence oculaire
D.4. Encodage des disparités et vision stéréoscopique
D.4.1. Vision stéréoscopique en région centrale
D.4.2. Vision stéréoscopique en région périphérique
D.4.2.1. Vision stéréoscopique périphérique et disparités horizontales
D.4.2.2. Vision stéréoscopique périphérique et disparités verticales
Conclusion

Lire le rapport complet

Télécharger aussi :

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *