cours 3 : perception de la couleur Flashcards
Les modèles mathématiques utilisent un … et des … pour décrire des phénomènes psychologiques et/ou neuraux
langage
équations mathématiques
quelles sont les différents modèles computationnels ?
- efficient coding models (Horace Barlow, 1961)
- modèles bayésiens
- réseaux de neurones artificiels (ANN) –> apprentissage profond (deep neural nets DNN)
c’est quoi les modèles bayésiens ?
un modèle qui utilise les statistiques bayésiennes pour construire des prédictions à partir des connaissances antérieures de l’environnement
–> faire des prédictions sur ce qui s’envient, selon la situation présente
c’est quoi le efficient coding model ?
ce sont des modèles computationnels qui découvrent la prédictibilité dans l’input sensoriel pour encoder le monde efficacement.
Lorsqu’on regarde une image, le cerveau encode d’abord le stimulus (ex. image de scène naturelle) puis le décode pour générer une représentation mentale de l’image (percept).
Le efficient coding model s’intéresse particulièrement à la première partie …
lorsque le cerveau encode l’information.
Expliquez l’hypothèse du efficient coding model proposé par Barlow grâce à l’exemple de l’image du paysage vu en cours
- Les info sont transmises d’un neurone à l’autre sous forme de PA.
- les potentiels d’action du système visuel (pour reprendre l’exemple d’image) forment une sorte de ‘‘code neuronal” qui permet au cerveau de traiter efficacement les informations du monde extérieur (genre image de paysage)
- Pour être efficace, il faudrait que le message (le code) soit transmis avec un nombre minimal de potentiel d’action.
- le cerveau a un ‘‘format’’ plus efficace pour encoder le monde extérieur. Pour être efficaces, les informations sensorielles sont encodées pour être représentatives du monde extérieur.
c’est quoi le principe de l’énergie disponible de Karl Friston (étroitement lié aux modèles bayésiens ?)
une formulation explicite qui explique comment les systèmes vivants et non-vivants sont en états non-équilibrés mais stables en se limitant à une quantité limitée d’états possibles
–>le principe de l’énergie disponible est une façon d’interpréter comment est organisée la vie (incluant les cellules, le cerveau, etc.) avec une fonction mathématique.
ex: « Si je déduis que je touche mon nez avec mon index gauche, mais que mes propriocepteurs me disent que mon bras est suspendu à mon côté, je peux minimiser les signaux d’erreur de prédiction de mon cerveau en levant ce bras et en appuyant un doigt sur le milieu de mon visage. »
quelles sont les 4 principes de l’énergie libre ?
- homéostasie
- minimisation de l’énergie libre
–> Minimiser l’énergie libre (une mesure de l’incertitude ou de la surprise aux stimuli), cad réduire l’écart entre les prédictions et les entrées sensorielles - modèles prédictifs
–> Ces modèles sont continuellement mis à jour en fonction des erreurs de prédiction (la différence entre les prédictions et les expériences réelles) - adaptation et apprentissage
–> Le cerveau apprend des régularités de leur environnement pour faire de meilleures prédictions et ainsi minimiser l’énergie libre
Qui sont McCulloch et Pitts, et qu’est-ce qu’ils ont fait en 1943 ?
les premiers a montré que des réseaux de neurones artificiels pourraient effectuer des opérations de calcul complexes
C’est quoi les Réseaux de neurones artificiels (Artificial Neural Networks) ?
Des neurones biologiques sont simulés avec des modèles à couches traitant l’input, et massivement interconnectés avec des unités d’output qui peuvent soit s’exciter ou s’atténuer mutuellement
–>très grand nombre de couches
Les réseaux neuronaux artificiels (artificial neural network) reposent sur le principe que …
le cerveau humain est composé de réseaux de neurones interconnectés.
Pourquoi les ANNs simulent les réseaux de neurones ?
- Pour que le modèle prenne des décisions semblables au cerveau humain.
- Les ANN utilisent différentes couches (niveaux) de traitement d’information, avec pour unité de calcul les neurones artificiels.
- La structure ANN comprend :
1. la couche d’entrée (entrée de données)
2. une ou des couches cachées (traitement d’information)
3. la couche de sortie (ce que ton modèle décide de générer en fonction de tes données)
qu’est ce qu’a montré Geoffrey Hinton (ANN) ?
(Yoshua Bengio, Yann Le Cun)
dans son labo, première fois qu’on est capable de prédire des catégories d’objet (avec 1.5 millions d’images annotés)
C’est quoi le Deep Learning ?
Une branche de l’apprentissage automatique (machine learning) en IA, qui cherche à imiter la fonction de traitement des données du cerveau humain et donc, de créer des modèles similaires à ceux utilisés par le cerveau pour prendre des décisions.
C’est quoi la différence entre ANN et DNN ?
- Déf très proche, les deux cherchent à imiter le fonctionnement du cerveau humain
- Diff : l’apprentissage profond (DNN, deep learning) apprend à chaque fois qu’il transforme et extrait des caractéristiques (features).
–> Pour y arriver, il utilise des réseaux neuronaux artificiels (ANN) (couche d’entrée, couche de sortie et couches cachées). Les deux sont donc étroitement liés. Sans les réseaux neuronaux (ANN), l’apprentissage profond n’existerait pas.
Les DNN (Deep Neural Networks) / apprentissage profond sont excellent pour…
des tâches de catégorisation
–> reconnaître objets et leurs catégorie
–> comprendre le langage parlé
avons-nous des connaissances véridiques (aboutissement) du monde extérieur ?
il existe une correspondance entre nos perceptions et le monde extérieur
–> notre appareil perceptif est bien adapté à l’environnement
est-ce qu’on acquiert toutes les connaissances (le processus) du monde extérieur
nous avons conscience seulement du produit final de nos processus perceptuels
mais les chercheurs en vision s’intéressent à tous les processus, conscients et inconscients
Qu’est-ce qu’un paradoxe?
C’est un énoncé qui mène à une contradiction
Qu’est-ce qu’un pseudo-paradoxe (un sophisme)?
C’est un énoncé qui semble mener à sa négation; le raisonnement ne résiste pas à l’analyse
–> ex gruyère
C’est quoi le pseudo-paradoxe de la perception ?
si le monde est tel que nous le percevons, notre système visuel est aussi tel que nous le percevons :
le monde tridimensionnel se projette donc sur nos deux rétines bidimensionnelles
et, par suite, il y a une gigantesque perte d’information
donc le monde n’est pas tel que nous le percevons
définir lumière
bande étroite de radiation électromagnétique qui peut être conceptualisée comme une onde ou un flux de photons
définir photons
un quantum de lumière visible (ou autre forme de radiation électromagnétique) qui possède de propriétés matérielles (particule) et ondulatoires
–> particule qui a une fréquence electromag particulière et qui voyage
pour percevoir les couleurs, il faut être capable de voir…
la lumière
La majeure partie de la lumière que nous voyons est absorbée, réfractée ou réfléchie ?
réfléchie
quelle partie du spectre électromagnétique est-on capable de voir ?
entre 400 et 700 nm
Dans la bande visible du spectre électromagnétique quelle partie est à faible énergie et laquelle à haute énergie ?
- à gauche = haute énergie (400nm, longueurs d’onde) = bleu
- à droite = faible énergie (700nm) = rouge
que ce passe-t-il lorsqu’un faisceau lumineux rentre dans un prisme ?
et qui a fait cette découverte ?
les fréquences électromagnétiques sont séparés et c’est pourquoi on voit les couleurs
Isaac Newton
si on combine toutes les couleurs que se passe-t-il ?
on obtient du blanc
c’est quoi l’utilité de la perception des couleurs (4) ?
- déterminer quand les aliments sont bons (ex : baies)
- La saveur perçue des aliments peut être affectée par leur couleur (ex : vin rosé)
- Segmentation et organisation des scènes visuelles
–> aider à distinguer les objets
–>groupement perceptif par similarité - reconnaissance des objets
ça veut dire quoi lorsqu’on dit que les chiens sont dichromates ?
qu’ils ont juste 2 cônes qui permettent de reconnaitre couleurs
combien de cônes et bâtonnets possèdent les poissons à nageoires argentées ?
2 types de cônes et 38 types de bâtonnets
car ils vivent dans profondeurs marines , donc pas bcq de lumière dans fond
batonnets permet de detecter changement de contrsate très minime
quelles sont les 3 étapes pour la perception des couleurs ?
- détection
–>les longueurs d’onde de la lumière doivent être détectées en premier lieu. - discrimination
–> nous devons être capables de faire la différence entre une longueur d’onde (ou un mélange de longueurs d’onde) et une autre - apparence
–> nous voulons attribuer des couleurs perçues aux lumières et aux surfaces dans le monde et faire en sorte que ces couleurs perçues soient stables dans le temps, quelles que soient les différentes conditions d’éclairage
quelles sont les 3 types de photorécepteurs ?
- cônes
–> responsables de la vision des couleurs et de la vision en lumière vive - bâtonnets
–> responsables de la vision en basse lumière et de la perception des mouvements - cellules ganglionnaires
qui est plus sensibles à la lumière entre cônes et bâtonnets ?
bâtonnets
dans la détection, quelles sont les 3 types de cônes ? quelles longueurs d’ondes détectent-ils ?
- cônes S
- longueurs d’onde courtes (bleue) - cônes M
- longueurs d’onde moyennes (verte) - cônes L
- grandes longueurs d’onde (rouge)
que veut dire photopique ?
ce sont des intensités lumineuses suffisamment brillantes pour stimuler les cônes
ET suffisamment brillantes pour « saturer » les bâtonnets à leurs réponses maximales
La lumière du soleil et un éclairage intérieur brillant sont des conditions d’éclairage…
photopique
que veut dire scotopique ?
des intensités lumineuses suffisamment brillantes pour stimuler les bâtonnets
MAIS trop faibles pour stimuler les cônes
Le clair de lune et l’éclairage intérieur extrêmement faible sont des conditions d’éclairage…
scotopique
Lorsqu’on parle de discrimination dans perception des couleurs, c’est quoi le principe d’univariance ?
Un ensemble infini de différentes combinaisons de longueurs d’onde et d’intensités peut susciter exactement la même réponse d’un seul type de photorécepteur
–> donc un type de photorécepteur ne peut pas faire de discrimination de couleur basée sur la longueur d’onde
VRAI OU FAUX
la longueur d’onde permet au photorécepteur de reconnaitre une couleur
FAUX
pourquoi dans des conditions scotopiques, le monde semble vidé de ses couleurs ?
car seuls les bâtonnets sont actifs
ET tous les bâtonnets contiennent la même molécule de photopigment : la rhodopsine
ALORS ont la même sensibilité aux différentes longueurs d’onde de la lumière
DONC obéissent au principe d’univariance et ne peuvent pas détecter les différences de couleur
qu’est-ce qui est actifs dans des conditions photoniques ?
les cônes S, M et L
–> avec les 3, ont peut faire la différence entre des lumières de différentes longueurs d’onde
c’est quoi la théorie trichromatique de la vision des couleurs
La théorie selon laquelle la couleur de toute lumière est définie dans notre système visuel par les sorties de trois types de récepteurs maintenant connus pour être les trois cônes
c’est quoi les métamères ?
Différents mélanges de longueurs d’onde qui semblent identiques,
Plus généralement, toute paire de stimuli perçus comme identiques malgré des différences physiques
sous quel nom est également connu la théorie thrichromatique ?
théorie de Young-Helmholtz
qu’a développé James Maxwell ?
technique de correspondance des couleurs qui est encore utilisée aujourd’hui
–> la base de la théorie thrichromatique
qu’est-ce qu’on mélange dans un mélange de couleurs ADDITIF ? et c’est quoi ?
c’est un mélange de lumières
–> Si la lumière A et la lumière B sont toutes deux réfléchies d’une surface vers l’œil, dans la perception de la couleur, les effets de ces deux lumières s’additionnent
–> on obtient du blanc
qu’est-ce qu’on mélange dans un mélange de couleurs SOUSTRACTIF ? et c’est quoi ?
c’est un mélange de pigments
–>Si les pigments A et B se mélangent, une partie de la lumière qui brille sur la surface sera soustraite par A et une autre par B. Seul le reste contribue à la perception de la couleur
–> on obtient des couleurs (jaune+bleu=vert)
Le corps géniculé latéral (LGN) a des cellules qui sont stimulées au maximum par…
des taches de lumière
par où s’arrête la voie visuelle sur le chemin de la rétine au cortex visuel ?
dans le LGN (corps géniculé latéral)
qu’est-ce qu’on de particulier les cellules LGN ?
elles ont des champs récepteurs avec une organisation centre-périphérie
(souvent pour contraste et contour des objets)
- certaines sont des cellules antagonistes avec une organisation centre-périphérie
(c cellules vont avoir des rep diff en fonction de si lumière rouge, bleu…)
c’est quoi le processus antagoniste ?
neurone dont la sortie est basée sur une différence entre des ensembles de cônes
–> Hering a proposé trois mécanismes antagonistes pour expliquer la vision des couleurs. Ces mécanismes mettent en opposition des paires de couleurs ainsi que le blanc et le noir
donnez un exemple de cellules avec une organisation centre-périphérie
excitées par l’activation du cône S (bleu) au centre, inhibées par l’activation de cône (L + M) (jaune) dans leur périphérie
–> aussi antagoniste
en quoi est-ce que le processus antagoniste dans LGN joue un rôle dans la perception des couleurs ?
essentiel pour la discrimination des couleurs
Il aide à percevoir les contrastes entre les couleurs complémentaires (comme le rouge et le vert, ou le bleu et le jaune), améliorant ainsi la clarté et la richesse des images perçues
quelles sont les 3 phénomènes suggérant des processus antagonistes ?
- description
–> Les sujets n’utilisent jamais des combinaisons de type “bleu-jaune” ou “vert-rouge” pour décrire une couleur. - imaginer
–> Ces combinaisons de couleurs sont même difficiles à imaginer - Anomalie de la vision des couleurs
–>l’atteinte affecte à la fois soit la perception du rouge et du vert, soit celle du jaune et du bleu
c’est quoi une image consécutive ?
Fixer une surface colorée pendant une période de temps assez longue donne lieu à la perception d’une image de couleur complémentaire
c’est quoi un espace colorimétrique ?
un espace tridimensionnel qui décrit toutes les couleurs
(plusieurs)
(un système utilisé pour décrire les couleurs)
–> utilisé pour GIMP ou photoshop
donnez exemples de espaces colorimétriques
- Espace colorimétrique RGB : défini par les sorties des lumières de longueur d’onde longue, moyenne et courte (c’est-à-dire rouge, vert et bleu)
- Espace colorimétrique TCS (en anglais HSB)
définir tonalité, clarté et saturation dans l’espace colorimétrique TCS (ou HSB : hue, saturation, brightness)
tonalité : L’aspect chromatique (couleur) de la lumière
clarté : La distance par rapport au noir dans l’espace colorimétrique
Saturation : La force chromatique d’une teinte
c’est quoi les limites de l’arc-en-ciel ?
ce sont les couleurs non-spectrales
–> Certaines couleurs que nous voyons ne correspondent pas à une seule longueur d’onde de lumière, mais bien un mélange
–> ne sont pas directement produites par la dispersion de la lumière blanche à travers un prisme, qui est à la base de la formation de l’arc-en-ciel.
est ce-que le magenta est une couleur spectrale ?
NON
–> le magenta est perçus que lorsque les cônes S et L sont stimulés, mais pas les cônes M (pas une seule longue d’ondes)
qu’est-ce qu’a remarqué Ewald Hering ?
que certaines combinaisons de couleurs sont « légales » tandis que d’autres sont « illégales
–> rouge bleuâtre (violet) VS vert rougeâtre (impossible)
donnez exemple d’une expérience d’annulation de tonalité avec un vert bleuté
- L’objectif est d’obtenir un vert pur
- Faites briller une lumière jaune pour annuler la lumière bleue.
- Réglez l’intensité de la lumière jaune jusqu’à ce qu’il n’y ait plus aucun signe de bleu ou de jaune dans la zone verte
Existe-t-il une place particulière dans le cortex spécialisée pour le traitement des couleurs ?
Pas clair
V1, V2 et surtout V4 sont tous impliqués dans la perception des couleurs, mais pas exclusivement
c’est quoi une achromatopsie
Perte de la vision des couleurs due à des lésions cérébrales
les noms qu’on attribue aux couleurs sont-ils universelles ?
Diverses cultures décrivent la couleur différemment
–> Relativisme culturel
Quelle partie est atteinte lorsqu’on a une atteinte congénitale de la vision des couleurs ?
une anomalie des cônes
pourquoi anomalies de la vision des couleurs affectent plus les hommes que les femmes ?
8% des hommes et 0.5% des femmes
car cônes M et L sont codés sur les chromosomes X, donc H en a un, alors que F en a 2
compléter :
il existe plusieurs types de vision anormale des couleurs :
- Deutéranopie : En raison de l’absence de cônes…
- Protanope : En raison de l’absence de cônes en…
- Tritanope : En raison de l’absence de cônes en…
- M
- L
- S
c’est quoi avoir un cône monochromatique ?
avoir qu’un seul type de cône
–> vraiment daltonien
c’est quoi avoir un bâtonnet monochromatique ?
n’avoir aucun cône
–> vraiment daltonien et très malvoyant en pleine lumière
c’est quoi une anomie ?
Incapacité à nommer des objets ou des couleurs malgré la capacité de les voir et de les reconnaître. Généralement due à des lésions cérébrales
comment s’appelle le phénomène lorsqu’un stimulus évoque l’expérience d’un autre stimulus qui n’est pas présent ?
synesthésie
–> ex : lettres semblant avoir des couleurs
(4 à 5 % de la pop)
VRAI ou FAUX
lorsque plusieurs couleurs sont présentes, elles peuvent s’influencer mutuellement
VRAI
(les couleurs apparaissent très rarement isolément)
on parle de quoi ici :
“un effet de perception des couleurs dans lequel la couleur d’une région induit la couleur adverse dans une région voisine”
contraste de couleur
on parle de quoi ici :
“un effet de perception des couleurs dans lequel deux couleurs se fondent l’une dans l’autre, chacune prenant une partie de la qualité chromatique de l’autre”
assimilation des couleurs
expliquez différence entre couleur sens lien ET couleur associée
sens lien –>une couleur qui peut être ressentie isolément (qui ont des longueurs d’onde spécifique sur le spectre )
associée –>une couleur, telle que le brun ou le gris, qui n’est perçue qu’en relation avec d’autres couleurs
ex: Une tache « grise » dans l’obscurité totale apparaît blanche
de quoi on parle ici :
“La tendance d’une surface à apparaître de la même couleur sous une gamme assez large d’illuminants”
constance des couleurs
illuminant = lumière qui éclaire une surface
comment faire pour obtenir une constance des couleurs ?
estimer comment la couleur de l’illuminant change la couleur d’un objet sur notre rétine afin que nous puissions déterminer la vraie couleur de la surface dans le monde
–>grâce aux contraintes physiques :
- Suppositions intelligentes sur l’illuminant (la plupart des illuminants sont “à large bande” et contiennent de nombreuses longueurs d’onde différentes)
- Hypothèses sur les surfaces (la plupart des surfaces sont « à large bande » et reflètent de nombreuses longueurs d’onde différentes)
qu’est-ce qui explique que certain voie robe bleue et noire, d’autres or et blanc ?
- chaque observateur fait des hypothèses différentes sur la nature de la lumière qui brille sur la robe (illuminant)
les 2 hypo :
- bleue et noire : peut-être que la lumière est juste une lumière blanche à large bande.
- blanche et dorée : peut-être y a-t-il deux sources lumineuses : une bleuâtre et l’autre plus jaune.
–> Le monde est tel que nous le percevons, mais le monde est différent pour tous!
