Psychophysique de la lecture en basse vision : simulation de scotome, modélisation et développement d'aides visuelles

par Jean-Baptiste Bernard

Thèse de doctorat en Psychophysique de la vision

Sous la direction de Eric Castet.

Soutenue en 2009

à Aix Marseille 2 .


  • Résumé

    Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'analyses psychophysiques de la vision avec scotome central, pathologie perturbant les performances visuelles des patients et entraînant le développement d'une ou plusieurs zones périphériques de fixation (PRL). Son but est de mieux comprendre les phénomènes perceptifs et oculomoteurs qui limitent les capacités des patients à extraire l'information visuelle nécessaire à la lecture d'un texte. Le premier axe de recherche a consisté à développer un simulateur de scotome afin d'étudier la lecture de phrases. Nous avons ainsi démontré (1) le faible effet de l'interligne sur les performances de lecture des sujets avec scotomes centraux, suggérant que l'effet de l'encombrement sur la vitesse de lecture est relativement moins important que les diffi cultés oculomotrices et attentionnelles, et (2) que le nombre de saccades est un prédicteur majeur de la vitesse de lecture, plutôt que la composante horizontale des saccades progressives, suggérant qu'une partie du problème de la lecture en basse vision peut provenir de l'intégration spatio-temporelle des données visuelles. L'utilisation du simulateur nous a également permis de mettre en évidence l'effet et de la décomposition syllabique d'un mot sur son temps de reconnaissance. Le deuxième axe de recherche a consisté en la définition et l'implémentation d'un modèle mathématique permettant de définir l'extraction d'information visuelle à chaque fixation pour des champs visuels avec ou sans scotomes centraux. Ce modèle se base sur la reconnaissance de pixels, ce qui permet de définir des stratégies oculomotrices de lecture 2D contrairement aux autres modèles de lecture. En simulant un scotome central symétrique, ce modèle suggère clairement l'optimalité d'une stratégie utilisant une PRL située au dessus ou en dessous du scotome pour reconnaître un mot isolite. Le troisième axe de recherche concerne Navisio, un logiciel d'aide à la lecture qui permet de diminuer le problème de navigation présent lors de la lecture d'un document complexe chez les patients basse vision. Navisio a été testé sur des patients basse-vision, et permet une augmentation de leurs performances en terme de vitesse de lecture et de confort. Ces travaux combinent ainsi la mise en évidence de nouveaux axes théoriques concernant les limites des performances de lecture des patients avec scotomes centraux, et la définition de méthodes d'afichage et d'outils logiciels permettant l'augmentation des performances de lecture des patients.

  • Titre traduit

    Psychophysics of reading in low vision : simulation of scotoma, modeling and new reading aid tools


  • Résumé

    This thesis investigates the perceptual and oculomotor factors which limit the capacities of patients with central scotoma to extract visual information in order to read a text. First, we developped a tool to simulate central scotoma with an eye-tracker. Using this tool, we showed (1) a modest effect of interline spacing in page-mode reading, suggesting that the crowding effect is less important than attentional and oculomotor factors, and (2) that the horizontal component of saccades is not a strong predictor of reading speed, despite the hypothesis linked to the visual span theory. We suggest that difficulties in reading can be caused by spatio-temporal integration difficulties like trans-saccadic fusion. Using a simulated central scotoma, we also showed that syllabic segmentation can improve word recognition. Second, we developped a mathematical model of word recognition using information theory for normal or damaged visual fields. This model is pixel-based and allows to define 2D oculo-motor strategies, contrary to existing models. When the model simulates a symetrical central scotoma, it shows that strategies using a Preferred Retinal Locus above or under the scotoma are optimal to recognize a word. Third, we developped Navisio, a software which allows to help low vision patient to read by decreasing the navigation problem in a complex document. Navisio has been tested on low-vision patients and allows to raise reading performances in terms of comfort and reading speed. Thus, this work combines fundamental work on low vision reading and on the design of new visual aids and softwares allowing to enhance reading performance of patients with central scotoma

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La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (225 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 175-203

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  • Bibliothèque : Université Aix-Marseille (Marseille. Luminy). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : MFTH 8679
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