Pr. I. Zambettakis

PHYSIOLOGIE DE LA VISIONPHYSIOLOGIE DE LA VISION

Pr. I. ZambettakisPr. I. Zambettakis

Pr. I. Zambettakis

I - Le système visuel humainI - Le système visuel humainStructure de la rétineStructure de la rétine : : tissu neuronal très fin composé de 3 tissu neuronal très fin composé de 3

couches cellulaires couches cellulaires

• les récepteurs : bâtonnets (v.scotopique) + cônes S, M, L(v.photonique)

• couche intermédiaire :

• cellules bipolaires : voie directe de transmission de l ’info

• cellules horizontales : contact récepteurs- bipolaires

• cellules amacrines : contact bipolaires- ganglionnaires

• couche des ganglionnaires : 1 million de cellules qui se réunissent pour former le nerf optique

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II Activité de la rétine

1- Phénomène déclenchant : une réaction photochimique dans les récepteurs

2- transformation d ’un pigment spécifique

3- cascade rapide d ’amplifications

4- activation de molécules GMPc qui polarisent 106 canaux ioniques

5- cycle lent de reconstitution du pigment grâce à la vitamine A

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Traitement rétinien de l ’informationTraitement rétinien de l ’information

Une cellule1 ou plusieurs récepteurs

Champ récepteur

(surface de la rétine)

1- Tri dans les infos issues d ’un champ récepteur

grâce à un jeu croisé d ’excitations (dépolarisation) et d ’inhibitions (hyperpolarisation) des cellules bipolaires qui font ou non synapse avec un cône ou un nombre variable de bâtonnets

2- Modulation d ’amplitude

car cellules à quelques m les une des autres

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• les voies de conductionles voies de conduction– 2 nerfs optiques issus de la rétine 2 nerfs optiques issus de la rétine PA en MF aux corps géniculés PA en MF aux corps géniculés

latéraux (CGL) : latéraux (CGL) :

codage par variation de fréquence (qq cm de propagation)codage par variation de fréquence (qq cm de propagation)

transmission en MF du message transmission en MF du message

alors que transmission en MA dans les cellules intra rétiniennesalors que transmission en MA dans les cellules intra rétiniennes

– les fibres issues des hémirétinesles fibres issues des hémirétines G-DG-D chaque champ visuel D-G chaque champ visuel D-G

se regroupent et vont ensemble vers le CGL et cerveau G-Dse regroupent et vont ensemble vers le CGL et cerveau G-D

• le cerveau visuel le cerveau visuel (mal connu)(mal connu)

– amplification fovéale amplification fovéale acuité visuelle hors du centre acuité visuelle hors du centre

– organisation en couches et en colonnes du cortex visuel pour organisation en couches et en colonnes du cortex visuel pour traiter les caractéristiques de l ’imagetraiter les caractéristiques de l ’image

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La trivariance visuelleLa trivariance visuelle

sensation

• luminosité

• teinte

• saturation

Grandeurs mesurées

flux : énergie émise par une source /s en Watts(W) ou en Lumen(Lm)

intensité : densité stérangulaire de flux émis par une source ponctuelle dans une direction donnée (W/sr ou cd)

éclairement : densité surfacique de flux reçu (W.m2 ou Lux)

luminance : densité surfacique de l ’intensité pour une source étendue

(W/sr/ m2 ou cd/ m2)

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métrologie de la lumière adaptée aux sensations métrologie de la lumière adaptée aux sensations fournies par l ’œil et le cerveaufournies par l ’œil et le cerveau

Unités visuelles = kV()Unités radiométriques

V() : coefficient d ’efficacité lumineuse = intensité relative perçue

Vision scotopique :

• luminances de 10-2 à 10 -3cd /m2

• k = 1699

Vision photopique :

• luminances > 10cd /m2

• k = 683

candela : intensité lumineuse, dans une direction donnée, d ’une source qui émet un rayonnement monochromatique de f = 540 1012 Hz et dont l ’intensité énergétique dans cette direction est de 1.464 10-3W/sr

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Performances du système visuel

• luminance : sensibilité + grande au contraste (luminosité) qu’aux variations de couleurs; incrément de luminance y = 0.015 y

100 niveaux de luminosité - 120 couleurs pures (monofréq)

• chrominance : sensibilité max pour le jaune ( = 550nm)

350 000 nuances - 30 niveaux de saturation

• 3 types de cônes R, V, B; [0.4 0.7] m : spectre visible

•pouvoir séparateur de l ’œil : 0.3 milliradian (filtre PB)

• persistance rétinienne : 15 images/s minimum

• Asservissement au mvt : vision périphérique à vision fovéale

• téléprésence si champ visuel > 25°

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Performances du système visuel

Conception des algorithmes de compression

Gamme de luminance et de chrominance des systèmes de reproduction colorée d ’images

• toujours << à celle de l ’œil

• lacunes comblées par les performances du cerveau visuel