942 resultados para dynamic visual noise


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This paper presents a new framework based on optimal control to define new dynamic visual controllers to carry out the guidance of any serial link structure. The proposed general method employs optimal control to obtain the desired behaviour in the joint space based on an indicated cost function which determines how the control effort is distributed over the joints. The proposed approach allows the development of new direct visual controllers for any mechanical joint system with redundancy. Finally, authors show experimental results and verifications on a real robotic system for some derived controllers obtained from the control framework.

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The mappings from grapheme to phoneme are much less consistent in English than they are for most other languages. Therefore, the differences found between English-speaking dyslexics and controls on sensory measures of temporal processing might be related more to the irregularities of English orthography than to a general deficit affecting reading ability in all languages. However, here we show that poor readers of Norwegian, a language with a relatively regular orthography, are less sensitive than controls to dynamic visual and auditory stimuli. Consistent with results from previous studies of English-readers, detection thresholds for visual motion and auditory frequency modulation (FM) were significantly higher in 19 poor readers of Norwegian compared to 22 control readers of the same age. Over two-thirds (68.4%) of the children identified as poor readers were less sensitive than controls to either or both of the visual coherent motion or auditory 2Hz FM stimuli. © 2003 Elsevier Science (USA). All rights reserved.

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According to a traditional rationalist proposal, it is possible to attain knowledge of certain necessary truths by means of insight—an epistemic mental act that combines the 'presentational' character of perception with the a priori status usually reserved for discursive reasoning. In this dissertation, I defend the insight proposal in relation to a specific subject matter: elementary Euclidean plane geometry, as set out in Book I of Euclid's Elements. In particular, I argue that visualizations and visual experiences of diagrams allow human subjects to grasp truths of geometry by means of visual insight. In the first two chapters, I provide an initial defense of the geometrical insight proposal, drawing on a novel interpretation of Plato's Meno to motivate the view and to reply to some objections. In the remaining three chapters, I provide an account of the psychological underpinnings of geometrical insight, a task that requires considering the psychology of visual imagery alongside the details of Euclid's geometrical system. One important challenge is to explain how basic features of human visual representations can serve to ground our intuitive grasp of Euclid's postulates and other initial assumptions. A second challenge is to explain how we are able to grasp general theorems by considering diagrams that depict only special cases. I argue that both of these challenges can be met by an account that regards geometrical insight as based in visual experiences involving the combined deployment of two varieties of 'dynamic' visual imagery: one that allows the subject to visually rehearse spatial transformations of a figure's parts, and another that allows the subject to entertain alternative ways of structurally integrating the figure as a whole. It is the interplay between these two forms of dynamic imagery that enables a visual experience of a diagram, suitably animated in visual imagination, to justify belief in the propositions of Euclid’s geometry. The upshot is a novel dynamic imagery account that explains how intuitive knowledge of elementary Euclidean plane geometry can be understood as grounded in visual insight.

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In the study of the spatial characteristics of the visual channels, the power spectrum model of visual masking is one of the most widely used. When the task is to detect a signal masked by visual noise, this classical model assumes that the signal and the noise are previously processed by a bank of linear channels and that the power of the signal at threshold is proportional to the power of the noise passing through the visual channel that mediates detection. The model also assumes that this visual channel will have the highest ratio of signal power to noise power at its output. According to this, there are masking conditions where the highest signal-to-noise ratio (SNR) occurs in a channel centered in a spatial frequency different from the spatial frequency of the signal (off-frequency looking). Under these conditions the channel mediating detection could vary with the type of noise used in the masking experiment and this could affect the estimation of the shape and the bandwidth of the visual channels. It is generally believed that notched noise, white noise and double bandpass noise prevent off-frequency looking, and high-pass, low-pass and bandpass noises can promote it independently of the channel's shape. In this study, by means of a procedure that finds the channel that maximizes the SNR at its output, we performed numerical simulations using the power spectrum model to study the characteristics of masking caused by six types of one-dimensional noise (white, high-pass, low-pass, bandpass, notched, and double bandpass) for two types of channel's shape (symmetric and asymmetric). Our simulations confirm that (1) high-pass, low-pass, and bandpass noises do not prevent the off-frequency looking, (2) white noise satisfactorily prevents the off-frequency looking independently of the shape and bandwidth of the visual channel, and interestingly we proved for the first time that (3) notched and double bandpass noises prevent off-frequency looking only when the noise cutoffs around the spatial frequency of the signal match the shape of the visual channel (symmetric or asymmetric) involved in the detection. In order to test the explanatory power of the model with empirical data, we performed six visual masking experiments. We show that this model, with only two free parameters, fits the empirical masking data with high precision. Finally, we provide equations of the power spectrum model for six masking noises used in the simulations and in the experiments.

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Objectives. Intrusive memories of extreme trauma can disrupt a stepwise approach to imaginal exposure. Concurrent tasks that load the visuospatial sketchpad (VSSP) of working memory reduce the vividness of recalled images. This study tested whether relief of distress from competing VSSP tasks during imaginal exposure is at the cost of impaired desensitization . Design. This study examined repeated exposure to emotive memories using 18 unselected undergraduates and a within-subjects design with three exposure conditions (Eye Movement, Visual Noise, Exposure Alone) in random, counterbalanced order. Method. At baseline, participants recalled positive and negative experiences, and rated the vividness and emotiveness of each image. A different positive and negative recollection was then used for each condition. Vividness and emotiveness were rated after each of eight exposure trials. At a post-exposure session 1 week later, participants rated each image without any concurrent task. Results. Consistent with previous research, vividness and distress during imaging were lower during Eye Movements than in Exposure Alone, with passive visual interference giving intermediate results. A reduction in emotional responses from Baseline to Post was of similar size for the three conditions. Conclusion. Visuospatial tasks may offer a temporary response aid for imaginal exposure without affecting desensitization.

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The earliest stages of human cortical visual processing can be conceived as extraction of local stimulus features. However, more complex visual functions, such as object recognition, require integration of multiple features. Recently, neural processes underlying feature integration in the visual system have been under intensive study. A specialized mid-level stage preceding the object recognition stage has been proposed to account for the processing of contours, surfaces and shapes as well as configuration. This thesis consists of four experimental, psychophysical studies on human visual feature integration. In two studies, classification image a recently developed psychophysical reverse correlation method was used. In this method visual noise is added to near-threshold stimuli. By investigating the relationship between random features in the noise and observer s perceptual decision in each trial, it is possible to estimate what features of the stimuli are critical for the task. The method allows visualizing the critical features that are used in a psychophysical task directly as a spatial correlation map, yielding an effective "behavioral receptive field". Visual context is known to modulate the perception of stimulus features. Some of these interactions are quite complex, and it is not known whether they reflect early or late stages of perceptual processing. The first study investigated the mechanisms of collinear facilitation, where nearby collinear Gabor flankers increase the detectability of a central Gabor. The behavioral receptive field of the mechanism mediating the detection of the central Gabor stimulus was measured by the classification image method. The results show that collinear flankers increase the extent of the behavioral receptive field for the central Gabor, in the direction of the flankers. The increased sensitivity at the ends of the receptive field suggests a low-level explanation for the facilitation. The second study investigated how visual features are integrated into percepts of surface brightness. A novel variant of the classification image method with brightness matching task was used. Many theories assume that perceived brightness is based on the analysis of luminance border features. Here, for the first time this assumption was directly tested. The classification images show that the perceived brightness of both an illusory Craik-O Brien-Cornsweet stimulus and a real uniform step stimulus depends solely on the border. Moreover, the spatial tuning of the features remains almost constant when the stimulus size is changed, suggesting that brightness perception is based on the output of a single spatial frequency channel. The third and fourth studies investigated global form integration in random-dot Glass patterns. In these patterns, a global form can be immediately perceived, if even a small proportion of random dots are paired to dipoles according to a geometrical rule. In the third study the discrimination of orientation structure in highly coherent concentric and Cartesian (straight) Glass patterns was measured. The results showed that the global form was more efficiently discriminated in concentric patterns. The fourth study investigated how form detectability depends on the global regularity of the Glass pattern. The local structure was either Cartesian or curved. It was shown that randomizing the local orientation deteriorated the performance only with the curved pattern. The results give support for the idea that curved and Cartesian patterns are processed in at least partially separate neural systems.

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Il est bien connu des professionnels de la vision que l’ajustement des verres progressifs sur un patient presbyte peut induire de l’inconfort et des difficultés posturales (Timmis, Johnson, Elliott, & Buckley, 2010). Ces plaintes sont directement associées à l’information visuelle perçue à travers les verres progressifs. Le principal objectif de cette thèse est d’identifier quels sont les paramètres d’un stimulus visuel (p.ex. fréquence temporelle ou vélocité) à l’origine de la perturbation posturale et de l’inconfort. Les distorsions dynamiques perçues à travers des verres progressifs s’apparentent aux mouvements d’un bateau qui roule de droite à gauche ou qui tangue d’avant en arrière. Ce type de stimulation visuelle a été reproduit dans une voute d’immersion en réalité virtuelle avec un sol à texture de damier noir et blanc qui oscillait périodiquement de droite à gauche et d’avant en arrière à différentes fréquences et amplitudes. Les études qui portent sur ce sujet montrent que la réponse posturale induite visuellement augmente avec la vélocité de stimulation et diminue lorsque la fréquence augmente. Cette information peut paraitre contradictoire, car ces deux variables sont liées entre elles par l’amplitude et covarient dans le même sens. Le premier objectif de cette thèse était de déterminer les causes possibles de cette contradiction. En faisant varier la fréquence temporelle de stimulation visuelle, on retrouve deux domaines de réponse posturale. Le premier domaine correspond aux fréquences inférieures à 0,12 Hz. Dans ce domaine, la réponse posturale est visuodépendante et augmente avec la vélocité du stimulus. Le second domaine postural correspond aux fréquences supérieures à 0,25 Hz. Dans ce domaine, la réponse posturale sature et diminue avec l’augmentation de la fréquence. Cette saturation de la réponse posturale semble causée par des limitations biomécaniques et fréquentielles du système postural. D’autres études ont envisagé d’étudier l’inconfort subjectif induit par des stimuli visuels périodiques. Au sein de la communauté scientifique, deux théories principales se confrontent. La théorie sensorielle repose sur les conflits sensoriels induit par le stimulus visuel tandis que la théorie posturale suggère que l’inconfort est la conséquence de l’instabilité posturale. Nos résultats révèlent que l’inconfort subjectif induit par une stimulation visuelle dynamique dépend de la vélocité du stimulus plutôt que de sa fréquence. L’inconfort peut être prédit par l’instabilité naturelle des individus en l’absence de stimulus visuel comme le suggère la théorie posturale. Par contre, l’instabilité posturale induite par un stimulus visuel dynamique ne semble pas être une condition nécessaire et suffisante pour entrainer de l’inconfort. Ni la théorie sensorielle ni la théorie posturale ne permettent à elles seules d’expliquer tous les mécanismes à l’origine de l’inconfort subjectif. Ces deux théories sont complémentaires, l’une expliquant que l’instabilité intrinsèque est un élément prédictif de l’inconfort et l’autre que l’inconfort induit par un stimulus visuel dynamique résulte d’un conflit entre les entrées sensorielles et les représentations acquises par l’individu.

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L'être humain utilise trois systèmes sensoriels distincts pour réguler le maintien de la station debout: la somesthésie, le système vestibulaire, et le système visuel. Le rôle de la vision dans la régulation posturale demeure peu connu, notamment sa variabilité en fonction de l'âge, du type développemental, et des atteintes neurologiques. Dans notre travail, la régulation posturale induite visuellement a été évaluée chez des participants au développement et vieillissement normaux âgés de 5-85 ans, chez des individus autistes (développement atypique) âgés de 12-33 ans, ainsi que chez des enfants entre 9-18 ans ayant subi un TCC léger. À cet effet, la réactivité posturale des participants en réponse à un tunnel virtuel entièrement immersif, se mouvant à trois niveaux de vélocité, a été mesurée; des conditions contrôles, où le tunnel était statique ou absent, ont été incluses. Les résultats montrent que la réactivité (i.e. instabilité) posturale induite visuellement est plus élevée chez les jeunes enfants; ensuite, elle s'atténue pour rejoindre des valeurs adultes vers 16-19 ans et augmente de façon linéaire en fonction de l'âge après 45 ans jusqu'à redevenir élevée vers 60 ans. De plus, à la plus haute vélocité du tunnel, les plus jeunes participants autistes ont manifesté significativement moins de réactivité posturale comparativement à leurs contrôles; cette différence n'était pas présente chez des participants plus âgés (16-33 ans). Enfin, les enfants ayant subi un TCC léger, et qui étaient initialement modérément symptomatiques, ont montré un niveau plus élevé d'instabilité posturale induite visuellement que les contrôles, et ce jusqu'à 12 semaines post-trauma malgré le fait que la majorité d'entre eux (89%) n'étaient plus symptomatiques à ce stade. En somme, cela suggère la présence d'une importante période de transition dans la maturation des systèmes sous-tendant l'intégration sensorimotrice impliquée dans le contrôle postural vers l'âge de 16 ans, et d'autres changements sensorimoteurs vers l'âge de 60 ans; cette sur-dépendance visuelle pour la régulation posturale chez les enfants et les aînés pourrait guider l'aménagement d'espaces et l'élaboration d'activités ajustés à l'âge des individus. De plus, le fait que l'hypo-réactivité posturale aux informations visuelles chez les autistes dépende des caractéristiques de l'environnement visuel et de l'âge chronologique, affine notre compréhension des anomalies sensorielles propres à l'autisme. Par ailleurs, le fait que les enfants ayant subi un TCC léger montrent des anomalies posturales jusqu'à 3 mois post-trauma, malgré une diminution significative des symptômes rapportés, pourrait être relié à une altération du traitement de l'information visuelle dynamique et pourrait avoir des implications quant à la gestion clinique des patients aux prises avec un TCC léger, puisque la résolution des symptômes est actuellement le principal critère utilisé pour la prise de décision quant au retour aux activités. Enfin, les résultats obtenus chez une population à développement atypique (autisme) et une population avec atteinte neurologique dite transitoire (TCC léger), contribuent non seulement à une meilleure compréhension des mécanismes d'intégration sensorimotrice sous-tendant le contrôle postural mais pourraient aussi servir comme marqueurs sensibles et spécifiques de dysfonction chez ces populations. Mots-clés : posture, équilibre, vision, développement/vieillissement sensorimoteur, autisme, TCC léger symptomatique, réalité virtuelle.

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Malgré l’engouement pour les neurosciences cognitives des émotions et les nombreuses publications des dernières décennies tentant d’élucider les bases neurobiologiques des émotions, nos connaissances sur le domaine restent embryonnaires. Plusieurs questions importantes restent toujours sans réponses incluant s’il existe ou non un système unique pour le traitement de stimuli émotionnels et s’il y a ou non des différences entre les hommes et les femmes pour le traitement de stimuli émotionnels. L’objectif de cette thèse est d’apporter certains éléments de réponses à ces questions à travers une caractérisation du substrat neurobiologique impliqué dans le traitement de stimuli émotionnels visuels et dynamiques. Ce travail a été mené via l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) cérébrale. Le premier chapitre, subdivisé en quatre sections, permet de présenter la perspective dans laquelle s’inscrit la thèse. La première section de ce chapitre sert à établir certaines balises définitionnelles liées aux émotions. La seconde section, basée sur une lecture des textes originaux, retrace les faits historiques saillants de la neurobiologie des émotions allant de Charles Darwin à Joseph Ledoux. La troisième section débute où la seconde s’arrête et continue l’histoire de la neurobiologie des émotions à travers un résumé de toutes les principales méta-analyses d’imagerie fonctionnelle cérébrale des émotions. La dernière section du chapitre permet de présenter la problématique de recherche. La recherche, à proprement parler, qui constitue le corps de la thèse est ensuite présentée sous forme de trois articles. Enfin, les résultats de cette recherche et la manière dont ils s’inscrivent dans la continuité de nos connaissances actuelles font l’objet d’une discussion générale. Le premier article (chapitre II) rapporte, chez les hommes et les femmes, les régions du cerveau qui sont plus activées lors du traitement de films érotiques que lors du traitement de films dits ‘neutres’. Un chevauchement manifeste est observé entre les hommes et les femmes. Par contre, une activation significativement plus grande est observée chez les hommes pour l’hypothalamus, une région importante pour le comportement sexuel à travers la phylogénie. De plus, chez les hommes seulement, l’activation hypothalamique est corrélée à l’excitation sexuelle subjective. Comme la recherche présentée dans le premier article se sert de conditions expérimentales relativement longues pour l’IRMf (i.e. extraits de films de 3 minutes) et que ceci peut induire une nette diminution de signal en lien avec certaines contraintes de l’IRMf, le second article (chapitre III) examine les corrélats du traitement de stimuli sexuels en utilisant, cette fois, un paradigme d’IRMf classique où plusieurs extraits de films de 33 secondes sont présentés à la place. Cette étude démontre que, pour le traitement de stimuli sexuels, ce paradigme classique d’IRMf est beaucoup plus sensible que celui du premier article. De plus, comme ce paradigme mène à une reproduction des résultats du premier papier, ce travail soutient la perspective selon laquelle les paradigmes à époques courtes sont une alternative valide aux longues époques comme méthode d’étude du traitement de stimuli émotionnels. Le troisième article (chapitre IV) capitalise sur le protocole du second article et démontre que les patrons d’activation associés au visionnement de courts extraits de films induisant du dégoût, de l’amusement, ou de l’excitation sexuelle, sont très étendus. Une analyse de conjonction formelle démontre un large chevauchent de ces patrons à travers les différents affects étudiés. Enfin, le cinquième chapitre sert de discussion générale. Les questions des différences entre les hommes et les femmes dans le traitement des émotions, de l’existence ou non d’un système général pour le traitement des émotions, ainsi que de la manière dont un tel système pourrait être conçu, sont des points saillants de la discussion. Ces points sont abordés à la lumières des connaissances actuelles et des résultats des trois articles.

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Locomotion generates a visual movement pattern characterized as optic flow. To explore how the locomotor adjustments are affected by this pattern, an experimental paradigm was developed to eliminate optic flow during obstacle avoidance. The aim was to investigate the contribution of optic flow in obstacle avoidance by using a stroboscopic lamp. Ten young adults walked on an 8m pathway and stepped over obstacles at two heights. Visual sampling was determined by a stroboscopic lamp (static and dynamic visual sampling). Three-dimensional kinematics data showed that the visual information about self-motion provided by the optic flow was crucial for estimating the distance from and the height of the obstacle. Participants presented conservative behavior for obstacle avoidance under experimental visual sampling conditions, which suggests that optic flow favors the coupling of vision to adaptive behavior for obstacle avoidance.

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

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Current reform initiatives recommend that geometry instruction include the study of three-dimensional geometric objects and provide students with opportunities to use spatial skills in problem-solving tasks. Geometer's Sketchpad (GSP) is a dynamic and interactive computer program that enables the user to investigate and explore geometric concepts and manipulate geometric structures. Research using GSP as an instructional tool has focused primarily on teaching and learning two-dimensional geometry. This study explored the effect of a GSP based instructional environment on students' geometric thinking and three-dimensional spatial ability as they used GSP to learn three-dimensional geometry. For 10 weeks, 18 tenth-grade students from an urban school district used GSP to construct and analyze dynamic, two-dimensional representations of three-dimensional objects in a classroom environment that encouraged exploration, discussion, conjecture, and verification. The data were collected primarily from participant observations and clinical interviews and analyzed using qualitative methods of analysis. In addition, pretest and posttest measures of three-dimensional spatial ability and van Hiele level of geometric thinking were obtained. Spatial ability measures were analyzed using standard t-test analysis. ^ The data from this study indicate that GSP is a viable tool to teach students about three-dimensional geometric objects. A comparison of students' pretest and posttest van Hiele levels showed an improvement in geometric thinking, especially for students on lower levels of the van Hiele theory. Evidence at the p < .05 level indicated that students' spatial ability improved significantly. Specifically, the GSP dynamic, visual environment supported students' visualization and reasoning processes as students attempted to solve challenging tasks about three-dimensional geometric objects. The GSP instructional activities also provided students with an experiential base and an intuitive understanding about three-dimensional objects from which more formal work in geometry could be pursued. This study demonstrates that by designing appropriate GSP based instructional environments, it is possible to help students improve their spatial skills, develop more coherent and accurate intuitions about three-dimensional geometric objects, and progress through the levels of geometric thinking proposed by van Hiele. ^

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Pour être performant au plus haut niveau, les athlètes doivent posséder une capacité perceptivo-cognitive supérieure à la moyenne. Cette faculté, reflétée sur le terrain par la vision et l’intelligence de jeu des sportifs, permet d’extraire l’information clé de la scène visuelle. La science du sport a depuis longtemps observé l’expertise perceptivo-cognitive au sein de l’environnement sportif propre aux athlètes. Récemment, des études ont rapporté que l’expertise pouvait également se refléter hors de ce contexte, lors d’activités du quotidien par exemple. De plus, les récentes théories entourant la capacité plastique du cerveau ont amené les chercheurs à développer des outils pour entraîner les capacités perceptivo-cognitives des athlètes afin de les rendre plus performants sur le terrain. Ces méthodes sont la plupart du temps contextuelles à la discipline visée. Cependant, un nouvel outil d’entraînement perceptivo-cognitif, nommé 3-Dimensional Multiple Object Tracking (3D-MOT) et dénué de contexte sportif, a récemment vu le jour et a fait l’objet de nos recherches. Un de nos objectifs visait à mettre en évidence l’expertise perceptivo-cognitive spécifique et non-spécifique chez des athlètes lors d’une même étude. Nous avons évalué la perception du mouvement biologique chez des joueurs de soccer et des non-athlètes dans une salle de réalité virtuelle. Les sportifs étaient systématiquement plus performants en termes d’efficacité et de temps de réaction que les novices pour discriminer la direction du mouvement biologique lors d’un exercice spécifique de soccer (tir) mais également lors d’une action issue du quotidien (marche). Ces résultats signifient que les athlètes possèdent une meilleure capacité à percevoir les mouvements biologiques humains effectués par les autres. La pratique du soccer semble donc conférer un avantage fondamental qui va au-delà des fonctions spécifiques à la pratique d’un sport. Ces découvertes sont à mettre en parallèle avec la performance exceptionnelle des athlètes dans le traitement de scènes visuelles dynamiques et également dénuées de contexte sportif. Des joueurs de soccer ont surpassé des novices dans le test de 3D-MOT qui consiste à suivre des cibles en mouvement et stimule les capacités perceptivo-cognitives. Leur vitesse de suivi visuel ainsi que leur faculté d’apprentissage étaient supérieures. Ces résultats confirmaient des données obtenues précédemment chez des sportifs. Le 3D-MOT est un test de poursuite attentionnelle qui stimule le traitement actif de l’information visuelle dynamique. En particulier, l’attention sélective, dynamique et soutenue ainsi que la mémoire de travail. Cet outil peut être utilisé pour entraîner les fonctions perceptivo-cognitives des athlètes. Des joueurs de soccer entraînés au 3D-MOT durant 30 sessions ont montré une amélioration de la prise de décision dans les passes de 15% sur le terrain comparés à des joueurs de groupes contrôles. Ces données démontrent pour la première fois un transfert perceptivo-cognitif du laboratoire au terrain suivant un entraînement perceptivo-cognitif non-contextuel au sport de l’athlète ciblé. Nos recherches aident à comprendre l’expertise des athlètes par l’approche spécifique et non-spécifique et présentent également les outils d’entraînements perceptivo-cognitifs, en particulier le 3D-MOT, pour améliorer la performance dans le sport de haut-niveau.