Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

De visuele herkenning van onze dagelijkse omgeving komt schijnbaar moeiteloos tot stand telkens als we onze ogen openen. Nochtans, wanneer we visuele herkenning analyseren in termen van de optische input in het visuele systeem en in termen van de neuro-anatomische structuur van het visuele stelsel, dan moeten we ons noodgedwongen afvragen hoe het komt dat we ook maar iets kunnen zien. Een deel van het antwoord op die vraag ligt wellicht in het efficiente gebruik dat we maken van onze kennis omtrent de spatiale en semantische structuur van onze wereld. We hebben immers een uitgebreide ervaring met de vaststelling welke voorwerpen samenhoren in welke omgevingen, en hoe voorwerpen typische afmetingenen plaatsen hebben in dagelijkse scenes. We zouden bijgevolg een snelle data-gedreven analyse van een scene kunnen uitvoeren om een op kennis gebaseerde stroomlijning van onze waarneming te activeren. Dit proefschrift onderzoekt of dat inderdaad het geval is door na te gaan of en hoe de context van een realistische scene de herkenning van de individuele voorwerpen in die scene beinvloedt. Hoofdstuk 1 bestaat uit een overzicht van de computationele problemen die het perceptuele systeem moet oplossen om tot een snelle, robuuste, en betrouwbare herkenning van de visuele omgeving te komen. Verscheidene mogelijke oplossingen voor die problemen krijgen hier de aandacht. Een daarvan is het gebruik van domein-specifieke kennis omtrent de spatiale en semantische structuur van de werkelijkheid. De object-gebaseerde en schema-gedreven modellen van omgevingsherkenning worden daarbij voorgesteld. Hoofdstuk 2 onderzoekt de bestaande steun voor de hypothese dat objectherkenning in scenes onvermijdelijk beinvloed wordt door de kennis die de kijker heeft van de scene. Versnelde objectverificatie, het belangrijkste experimentele paradigma in dit onderzoeksgebied, wordt in vraag gesteld als een valide methode om perceptuele effecten van scenekennis op objectherkenning te onderzoeken. De non-objectzoektaak gecombineerd met de meting van objectfixatie-parameters wordt voorgesteld als eennieuw alternatief dat voldoet aan de criteria voor een betrouwbare test voor de cognitieve penetratie van perceptuele objectverwerking. Hoofdstuk 3 toont aan hoe parameters van toevallige objectfixaties gemeten tijdens de non-object zoektaak gebruikt kunnen worden om inferenties te maken omtrent contexteffecten op het gemak waarmee objecten herkend worden. Semantisch plausibele objecten blijken makkelijk te herkennen. Omdat het contexteffect zich slechts geleidelijk ontwikkelt, kunnen automatisch geactiveerde sceneschemas hier geen verklaring bieden en wordt het situationele model voorgesteld als alternatieve bron van contextuele invloeden. In Hoofdstuk 4 wordt versnelde objectverificatie grondig getest als onderzoeksmethode. In tegenstelling tot eerdere beweringen biedt die geen steun voor de hypothese dat sceneconsistente voorwerpen op parallelle en pre-attentieve wijze herkend worden. Integendeel, performantie in deze taak blijkt te bestaan uit een sterke post-perceptuele antwoordtendens gecombineerd met een snelle contextgestuurde onderzoeksstrategie. Hoofdstuk 5 onderzoekt of de snellere herkenning van semantisch plausibele objecten in scenes het resultaat is van twee verschillende mechanismen: top-down stroomlijning uitgaand van een sceneschema geactiveerd door de globale achtergrond van een scene, en intra-level activatie tussen episodisch gerelateerde objecten. Beide mechanismen blijken een rol te spelen en dat schijnt voornamelijk te gebeuren door het versterken van de extrafoveale verwerking van plausibele voorwerpen. In Hoofdstuk 6 wordt de hypothese van versterkte extrafoveale verwerking getest door na te gaan of transsaccadische preview-voordelen door context beinvloed worden. Er wordt aangetoond dat de herkenning van objecten in scenes inderdaad transsaccadisch is, en dat de facilitatie van foveale verwerking door een voorafgaande presaccadische, extrafoveale preview inderdaad groter is voor sceneconsistente dan voor scene-inconsistente objecten. Hoofdstuk 7 onderzoekt de verdere implicaties van contextueel versterkte extrafoveale verwerking en gaat na of plausibele voorwerpen sterker de aandacht en de blik trekken dan implausibele voorwerpen. Met behulp van een exogeen-cuing paradigma, wordt aangetoond dat uitgelokte saccades snelle en automatische effecten vertonen van de semantische plausibiliteit van objecten op de sterkte van die objecten als doelwit voor verschuivingen van blik en aandacht. Tenslotte worden in Hoofdstuk 8 de empirische gegevens die in dit proefschrift verzameldwerden, ondergebracht in een neurofysiologisch ondersteund model dat aangeeft hoe scenecontext steeds objectherkenning in realistische scenes beinvloedt en wat voor vragen dat oproept voor toekomstig onderzoek. Visual recognition of our everyday world is a seemingly trivial feat which we perform effortlessly whenever we open our eyes. Yet, when visual recognition is analyzed in terms of the optical input to the visual system and in terms of the neuro-anatomical structure of the visual apparatus, one is left to wonder how we are able to see anything at all. Part of the answer may lie in the clever use that we make of knowledge about the spatial and semantic structure of the world. Because we have a vast experience with what objects go together in which settings and how objects have typical relative sizes and positions in those real-world scenes, we may be able to use a quick-and-dirty data-driven analysis of the scene to activate powerful knowledge-based constraints on further image processing. The present dissertation tests this possibility by concentrating on the question whether and how realistic scene context affects the ease of visual object perception in those scenes. In Chapter 1, an overview is presented of the computational problems that have to be solved in the perceptual system in order to provide fast, robust, and reliable recognition of the visual world. Various solutions to these problems are reviewed, one of which is to make use of domain-specific knowledge about the spatial and semantic structure of real-world settings. Object-based and schema-driven views on real-world recognition are introduced. Chapter 2 reviews evidence for the hypothesis that object recognition in scenes is mandatorily affected by the viewers scene knowledge. Speeded object verification, the most influential paradigm in this area of research, is questioned as a valid method to demonstrate truly perceptual effects of scene knowledge on object recognition. The non-object search task and object-fixation parameters are introduced as new alternatives which do seemto meet the criteria for a test of cognitive penetration of perceptual object processing. Chapter 3 demonstrates how parameters of incidental object fixations collected during non-object search can be used to make inferencesabout context effects on ease of object recognition. Semantically plausible objects are found to be easier to recognize. Because the context effect only gradually develops, rapidly activated scene-specific schemas seem unable to account forcontext effects and the notion of a situation model is introduced as an alternative source of contextual influences. In Chapter 4, speeded object verification is put to the test. It does not, as claimed previously, indicate parallel and pre-attentive recognition of scene-consistent objects. Instead, performance in this task is shown to include a strong post-perceptual response bias along with a fast context-guided search mechanism. Chapter 5 examines to what extent easier recognition of semantically plausible objects in scenes is shaped by two distinct mechanisms: top-down modulation from a schema activated in an analysis of global background information, and intra-level priming between episodically related objects. Both mechanisms are shown to affect object recognition in scenes, and this seems to primarily occur by means of enhanced extrafoveal processing of plausible objects. In Chapter 6, the hypothesis of contextually enhanced extrafoveal object processing is tested by examining contextual modulation of transsaccadic preview benefits. Object perception in scenes is found to be transsaccadic and the benefit derived from having a presaccadic extrafoveal preview on subsequent foveal object processing is demonstrated to be larger for scene-consistent objects than for scene-inconsistent objects. Chapter 7 carries the notion of contextually enhanced extrafoveal processing a step further and examines the hypothesis that plausible objects are more salient cues than implausible objects for attention and eye guidance in scenes. Using an exogenous-cuing paradigm, evoked saccadic responses areshown to reflect rapid and mandatory plausibility effects on the saliency of objects as a target for attention shifts and eye movements. Finally, in Chapter 8, the empirical data presented in this dissertation are framed in a neurophysiologically plausible account of how scene context may routinely affect object perception in realistic scenes and what issues this raises for future research. De visuele herkenning van onze dagelijkse omgeving is iets waar we zelden bij stil blijven staan. Je hoeft slechts je ogen te openen en je herkent de plaats waar je je bevindt, en ook de voorwerpen die erin aanwezig zijn. Dit gebeurt letterlijk in een oogopslag en is iets wat ons zo weinig moeite kost dat we geneigd zijn om te denken dat ons visueel systeem eigenlijk gewoon een camera is: het licht dat op het gevoelige netvlies in onze ogen vallen levert daar natuurgetrouwe, haarscherpe en onmiddellijk betekenisvolle fotos op. Niets is echter minder waar. Vision science (de multi-disciplinaire studie van visuele waarneming door perceptiepsychologen, neurofysiologen en ingenieurs) heeft een indrukwekkende lijst van problemen geidentificeerd die door ons visuele systeem opgelost moeten worden teneinde ook maar iets te kunnen zien. Zo is bvb. bij het binnenkomen van het visuele systeem de projectie van voorwerpen op ons netvlies heel onstabiel en verschillend in scherpte naargelang de plaats op het netvlies. Maar ook verderop in het visuele systeem worden ingewikkelde problemen opgelost zoals bvb. de herkenning van een voorwerp als een exemplaar van een bepaalde categorie, zelfs als je dat specifieke voorwerp nog nooit zag. Vision science heeft niet alleen deze problemen geidentificeerd, maar ook een aantal mogelijke oplossingen voorgesteld zoals gesofisticeerde neuronale filters om implicietebeeldinformatie expliciet te maken, of een beperkt alfabet van eenvoudige volumes op basis waarvan een groot aantal verschillende voorwerpen op unieke wijze beschreven en herkend kan worden. Een andere oplossing die in dit proefschrift centraal staat is dat wij als waarnemers op efficiente wijze gebruik maken van onze kennis omtrent de ruimtelijke en betekenisvolle structuur van onze wereld. We hebben immers een uitgebreide ervaring omtrent welke voorwerpen samenhoren in welke omgevingen, en hoe voorwerpen typische afmetingen en plaatsen hebben in dagelijkse scenes. Zo weten we dat koeien groter zijn dan kippen, dat je ze eerder zult ontmoeten in een wei dan in de sauna, en dat ze op die boerderij zelden ophet dak staan te grazen. We zouden dus misschien een snelle maar primitieve beeldanalyse van de ruimtelijke organisatie van een scene kunnen uitvoeren om dan een op kennis gebaseerde stroomlijning van onze waarneming op gang te brengen. Dit proefschrift onderzoekt of dat inderdaad het geval is door na te gaan of en hoe de context van een realistische scene de herkenning van de individuele voorwerpen in die scene beinvloedt. Met andere woorden: herkennen we de koe sneller enjuister op de boerderij dan in de sauna? Het hier gepresenteerde onderzoek vertrekt van de paradoxale vaststelling dat er in de literatuur ruime aanvaarding bestaat van klassieke studies die zulke contexteffecten aantoonden, terwijl er in geen enkel vooraanstaand model van objectherkenning rekening mee gehouden wordt. De methodologie in die klassieke onderzoeken wordt daarom op het rooster gelegd wat leidt tot de conclusie dat het belangrijkste experimentele paradigma in dit onderzoeksgebied niet geschikt is om perceptuele effecten van scenekennis op objectherkenning te onderzoeken. Een nieuw alternatief wordt voorgesteld waarbij gebruik wordt gemaakt van apparatuur die toelaat om op minutieuzemanier de kijkpositie te meten van een waarnemer die allerlei scenes bestudeert: Hoe lang rust het oog op voorwerpen in de scene, in welke volgorde worden voorwerpen geinspecteerd en worden die metingen beinvloed door de mate waarin het voorwerp past in zijn context? In een reeks van experimenten wordt aangetoond dat voorwerpen die thuishoren in de hen omringende scene inderdaad sneller herkend worden. Daarbij blijken twee mechanismen te spelen. Enerzijds iser de snelle herkenning van de globale

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Deel 1: Transsaccadisch geheugen voor bewegende voorwerpen Transsaccadisch geheugen en transsaccadische integratie wordt vaak onderzocht door middel van een paradigma genaamd transsaccadische veranderingsdetectie. Hierbij worden deelnemers gevraagd aan te geven of ze vermoeden dat iets in het visuele beeld veranderde tijdens een oogsprong of saccade. Uit voorgaand onderzoek bleek dat de detectie van een intrasaccadische positieverandering van een object zeer moeilijk is. Hierbij hebben bewegende voorwerpen echter een voordeel tegenover stilstaande voorwerpen. Het doel van de reeks experimenten in dit proefschrift was het onderzoeken van dat bewegingsvoordeel in een dynamische omgeving, met meerdere bewegende voorwerpen. Bovendien onderzochten we ook het effect van verschillende stimulus eigenschappen op de precisie van de saccade en de saccade latentie. Er werden zeven veranderingsdetectie experimenten uitgevoerd met een bewegend of stilstaand voorwerp als doel van de saccade. Het eerste experiment had als doel de invloed van achtergrondbeweging op het bewegingsvoordeel voor transsaccadische veranderingsdetectie na te gaan. Hierbij werden twee psychofysische methoden toegepast, die zorgen voor een zeer precieze meting van het effect. Noch de beweging van de achtergrond, noch die van het voorwerp hadden een effect op de mate van detectie. Om na te gaan of de psychofysische methoden hiervoor verantwoordelijk waren, werd het eerste experiment herhaald met de originele ja/nee methode. Ook hier werd geen bewegingsvoordeel gevonden. Om een invloed van het mengen van proefbeurten met en zonder een achtergrond op de gebruikte strategie te vermijden, werd het voorgaande experiment herhaald met aparte blokken met en zonder achtergrond. Opnieuw was er geen bewegingsvoordeel. In het vierde experiment herhaalden we de vorige experimenten zonder achtergrond. We pasten ook enkele parameters aan opdat ze zouden overeenkomen met deze, gebruikt in de experimenten waarin het bewegingseffect werd gevonden. We slaagden er alweer niet in het effect te repliceren. Aangezien de meest waarschijnlijke verklaring voor het mislukken van de replicatie bij de stimulus eigenschappen lag, werd het vierde experiment herhaald met de gele afgetopte kegel waarmee het bewegingseffect oorspronkelijk gevonden was. Het bewegingseffect werd echter nog steeds niet gevonden. In het zesde experiment werd de grootte van het voorwerp gemanipuleerd om na te gaan of de grootte en de richting van het bewegingsvoordeel beïnvloed werd door de grootte van het voorwerp, wat niet het geval bleek te zijn. Integendeel, er werd zelfs een omgekeerd bewegingsvoordeel gevonden. In het laatste experiment werd de invloed nagegaan van de scherpte van de randen van het voorwerp op het bewegingsvoordeel. Ook hiervan werd geen effect gevonden. Het is nog steeds niet duidelijk welke factoren verantwoordelijk zijn voor de aan- of afwezigheid van het bewegingseffect. Deel 2: Analytische vs. globale verwerking van gezichten Mensen zijn experts in het identificeren van gezichten, die voornamelijk configurationeel of holistisch, verwerkt worden, zoals geïllustreerd door het omkeereffect. De oorzaak van zowel de aangeboren als de verkregen vorm van prosopagnosie, een syndroom gekenmerkt door ernstige problemen met het herkennen van gezichten zonder problemen met het herkennen van voorwerpen wordt vaak gelegd bij problemen met het holistische verwerkingssysteem. Het tweede deel van dit proefschrift heeft als doel te onderzoeken welke strategieën normale mensen en mensen met prosopagnosie gebruiken voor het visueel verwerken van gezichten. Omdat de vrij verkrijgbare beelden van gezichten niet bruikbaar zijn voor onderzoek naar configurationele of op delen gebaseerde verwerking van gezichten, ontwikkelden we zelf een set beelden van gezichten die van elkaar verschilden in hun globale vorm, de vorm van de individuele delen of beide. In een eerste studie waarin deelnemers rechtopstaande of omgekeerde gezichten moesten vergelijken, werd bevestigd dat de beelden bruikbaar waren voor onderzoek naar configurationele of op delen gebaseerde verwerking van gezichten. In de tweede studie werden aan de vergelijkingstaak twee blikafhankelijke technieken toegevoegd: een foveaal venster dat alle, behalve de foveale informatie bedekte en een foveale vlek, die alle foveale informatie bedekte. Op die manier kon de hoeveelheid gedetailleerde, foveale en perifere, lage resolutie informatie gemanipuleerd worden en kon onderzocht worden welke informatie het belangrijkst is voor configurationele en op delen gebaseerde verwerking. Terwijl de foveale vlek bijna geen effect had op de verwerking van gezichten, was de impact van het foveale venster veel groter. In een derde studie werd het experiment herhaald met vier mensen met aangeboren prosopagnosie. Behalve slechtere prestaties, was het verschil tussen het data-patroon van de mensen met prosopagnosie en dat van de normale mensen zeer klein. In de vierde en vijfde studie werden de blikafhankelijke technieken gebruikt voor onderzoek naar visuele verwerking van gezichten bij een persoon met verworven prosopagnosie. Het voorgaande experiment werd herhaald en daar bovenop werd een nieuwe taak ontworpen, waarbij uit twee gezichten een gezicht moest herkend worden. Ook de oogbewegingen werden geregistreerd. De resultaten toonden op overtuigende wijze aan dat de persoon met prosopagnosie problemen ondervindt in het gelijktijdig gebruiken van informatie over verschillende delen van het gezicht. Part 1: Transsaccadic perception of moving objects A commonly used paradigm to investigate transsaccadic memory and integration is transsaccadic change detection. Subjects have to indicate whether something in the image changed during a saccadic eye movement. Previous studies have shown that transsaccadic change detection of the position of objects is generally rather difficult. However, there is a benefit for translating compared to stationary objects. The goal of the series of experiments in this dissertation was to investigate the motion benefit in a dynamic situation in which several objects move through the environment. Furthermore, the effect of several stimulus characteristics on saccade accuracy and latency were investigated. Seven change detection experiments with a moving or stationary saccade target object were conducted. The first experiment aimed at investigating the influence of background motion on the transsaccadic position change benefit for moving compared to stationary saccade targets, using two psychophysical methods in order to obtain a precise measure of the effect. We did not find any influence of background motion, nor could we replicate the motion benefit. In order to investigate the responsibility of the psychophysical methods for this replication failure, the first experiment was repeated with the original yes-no procedure. Again, no motion advantage was found. We then repeated the previous experiments, presenting trials with and without a background in blocks, preventing an influence of trials with a background on the strategy used in trials without a background. Again, the target motion benefit was absent. In the fourth experiment, we repeated the previous experiments without background trials and with slightly adjusted parameters that were equal to those of the experiments in which the motion benefit was present. We still failed to replicate the effect. Since stimulus characteristics were thought to be responsible for the failure to replicate the motion benefit, the fourth experiment was repeated with the yellow cone stimulus from the experiments in which a motion benefit was reported. Still, no motion benefit was observed. In the sixth experiment, stimulus size was manipulated in order to investigate whether this parameter influenced the size and the direction of the motion benefit, which turned out not to be the case. On the contrary, even an inverted motion benefit was found. The last experiment was set up to investigate the influence of stimulus border sharpness on the motion benefit. Again, no effect was found. It is still unclear which factors might cause the presence or absence of the motion benefit. Part 2: Featural vs. global face processing In everyday life, observers are experts in recognizing people by their face. There is some consensus that faces are mainly recognized holistically, as is demonstrated by the face inversion effect. Both the congenital as the acquired forms of prosopagnosia, a syndrome characterized by severe face recognition impairment, without pronounced object recognition problems, are often suggested to be caused by problems with the holistic processing system. The goal of the second part of this dissertation is to investigate face processing strategies used both by normal observers and subjects with prosopagnosia. Since most publically available stimuli, are not suitable for investigating configural and featural processing, we created a set of face stimuli, differing from each other in either or both global form and local features. The first study, a same-different task with two faces in a different viewing angle, presented upright or inverted assured that the stimuli were useful for investigating featural compared to configural face processing. In the second study, two gaze contingent techniques were added to the matching task: A gaze contingent foveal window, covering all but the foveal information and a gaze contingent foveal mask covering all foveal information. These manipulations allowed limiting the amount of detailed foveal and low resolution peripheral information, allowing to investigate which information is most important and contributes most to configural vs. featural face processing. It was found that the foveal mask did not have a great impact on face processing, while the foveal window was much more impairing. In a third study, this experiment was repeated with four congenital prosopagnosics, in order to gain some insight in the nature of the face perception impairment in congenital prosopagnosics. Apart from the overall lower accuracy, the data pattern of the prosopagnosics did not differ greatly from that of normal subjects. In the fourth and fifth study, the use of configural and featural information and the use of peripheral and foveal information in face perception were investigated in an acquired prosopagnosic, using the gaze contingent mask and window technique and measuring eye movement parameters in both the face matching task previously used, and a 2AFC face recognition task. The data convincingly confirmed the hypothesis that the prosopagnosic subject has difficulties in the simultaneous use of visual information from different facial features.