Modélisation de la perception visuelle par un observateur paramètrable : applications dans le domaine de la basse vision

par Cédric Walbrecq

Projet de thèse en Informatique

Sous la direction de Dominique Lafon et de Isabelle Marc.

Thèses en préparation à l'IMT Mines Alès , dans le cadre de École Doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015) , en partenariat avec Laboratoire de génie informatique et d'ingénierie de production (laboratoire) et de I3A - Informatique, image, intelligence artificielle (equipe de recherche) depuis le 01-11-2018 .


  • Résumé

    Le fonctionnement du système visuel humain est à peu près bien connu, et de nombreux travaux dans le domaine du traitement d’images et de la vision par ordinateur s’inspirent de son fonctionnement. Le travail proposé s’inscrit dans cette démarche, avec un focus particulier sur la déficience visuelle : nous cherchons à identifier les composantes de la perception de l’aspect coloré et de la géométrie 3D d’une scène naturelle, lorsque l’observateur présente une vision déficiente, en fonction de la nature de cette déficience, et quelle qu’en soit son origine. Les applications de ces travaux vont se trouver dans la mise au point d’interfaces adaptées à la déficience visuelle, que ce soit dans le monde réel ou dans le monde virtuel (pour l’utilisation des technologies de réalité virtuelle et réalité augmentée). La modélisation de cette vision dégradée doit permettre d’améliorer le rendu perceptif des images: il importe de transmettre à la personne mal voyante un stimulus rendant identifiable des éléments de la scène initiale ou des informations supplémentaires qui ne lui sont pas naturellement accessibles de par son handicap. Les travaux de cette thèse porteront sur l’analyse de la perception 3D, en fonction des informations disponibles selon les capteurs utilisés (caméra stéréo, caméra RGB-D, etc). La prise en compte des variations des conditions d’éclairage conduira à s’intéresser au domaine de l’imagerie à grande dynamique (imagerie HDR pour High Dynamic Range), avec la recherche des opérateurs de mise en correspondance locale des tonalités (Tone Mapping Operators) les mieux adaptés à la problématique. Les effets de divers types de déficience visuelle sur cette perception 3D seront étudiés. On cherchera à mobiliser les techniques classiques en traitement d’images (filtrage, segmentation, rehaussement de contours, modification de la couleur, etc..) pour augmenter l’information fournie visuellement, en fonction de la tâche envisagée. La modélisation de la perception en cas de basse vision doit permettre de proposer une métrique objective pour l’évaluation des méthodes proposées pour l’amélioration des images.

  • Titre traduit

    Visual perception modeling by a configurable observer : applications in the field of low vision


  • Résumé

    Human visual system has inspired a great number of research in the domain of image processing. The proposed work is based on this approach, with a particular focus on visual impairment: we want to identify the components of the perception of the color aspect and the 3D geometry of a natural scene, when the observer presents a vision deficient, depending on the nature of this disability, and whatever its origin. The applications of this work will be in the development of interfaces adapted to visual impairment, whether in the real world or in the virtual world (virtual and augmented reality technologies). The modeling of this degraded vision is intended to improve the perceptual rendering of the images: it is important to highlight components of the image that otherwise would be barely or not visible for low vision persons, and even to provide them with additional information which is not naturally accessible. The proposed work will focus on the analysis of 3D perception, according to the information provided by different types of sensors (stereo pair, RGB-D camera, etc.). Taking into account variations in lighting conditions requires the use of high dynamic range imaging (HDR imaging), and in consequence, specific tone mapping operators will be developed. The effects of various types of visual impairment on this 3D perception will be studied. Conventional techniques in image processing (filtering, segmentation, contour enhancement, color adjustement, etc.) will be used to increase the information visually provided, depending on the task to be performed. Modeling of the perception in case of low vision will lead to propose an objective metric for the evaluation of the different methods used for the image improvement.