Télécharger le mémoire - TH`ESE

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• Publié par: ikukucex
• Nombre de lectures: 93
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 13 Mo

Extrait

oN d’ordre : 3935 `THESE   PRESENTEE A ´L’UNIVERSITE BORDEAUX I  ECOLE DOCTORALE DE MATHEMATIQUES ET D’INFORMATIQUE Par Alexis CLAY POUR OBTENIR LE GRADE DE DOCTEUR  SPECIALITE : INFORMATIQUE La branche ´emotion, un mod`ele conceptuel pour l’int´egration de la reconnaissance multimodale d’´emotions dans des applications interactives : application au mouvement et `a la danse augment´ee Soutenue le : 7 decembre 2009 Apr`es avis des rapporteurs : Alice Caplier .............. Professeur Jean-Claude Martin ....... Professeur Devant la commission d’examen compos´ee de : Alice Caplier .............. Professeur .......... Rapporteur Jean-Claude Martin ....... Professeur .......... Rapporteur Nadine Couture ........... Enseignant-chercheur Directrice Maylis Delest ............. Professeur .......... Directrice Guy Melanco n ............ Professeur .......... President Laurence Nigay ........... Professeur .......... Directrice Jean-Baptiste de la Riviere Docteur ............. Examinateur Wilfrid Lefer .............. Professeur .......... Examinateur 2009R´esum´e La reconnaissance d’´emotions est un domaine jeune mais dont la maturit´e grandissante implique de nouveaux besoins en termes de mod´elisation et d’int´egration dans des mod`eles existants. Ce travail de th`ese expose un mod`ele conceptuel pour la conception d’applications interactives sensibles aux ´emotions de l’utilisateur. Notre approche se fonde sur les r´esultats conceptuels issus de l’interaction multimodale : nous red´efinissons les concepts de modalit´e et de multimodalit´e dans le cadre de la reconnaissance passive d’´emotions. Nous d´ecrivons ensuite un mod`ele conceptuel `a base de composants logiciels s’appuyant sur cette red´efini- tion : la branche ´emotion, facilitant la conception, le d´eveloppement et le maintien d’applica- tions reconnaissant l’´emotion de l’utilisateur. Une application multimodale de reconnaissance d’´emotions par la gestuelle a´et´e d´evelopp´ee selon le mod`ele de la branche´emotion et int´egr´ee dans un syst`eme d’augmentation de spectacle de ballet sensible aux ´emotions d’un danseur. Mots-cl´es. Interaction homme-machine,´emotion, reconnaissance, mod`ele conceptuel, com- posants logiciels, multimodalit´e, gestuelle, mouvement, r´ealit´e augment´ee, danse. Computer-based emotion recognition is a growing field which develops new needs in terms of software modeling and integration of existing models. This thesis describes a conceptual framework for designing emotionally-aware interactive software. Our approach is based upon conceptual results from the field of multimodal interaction : we redefine the concepts of mo- dality and multimodality within the frame of passive emotion recognition. We then describe a component-based conceptual model relying on this redefinition. The emotion branch facili- tates the design, development and maintenance of emotionally-aware systems. A multimodal, interactive, gesture-based emotion recognition software based on the emotion branch was de- veloped. This system was integrated within an augmented reality system to augment a ballet dance show according to the dancer’s expressed emotions. Keywords. Man-machine interaction, emotion, recognition, conceptual model, software components, multimodality, gesture, movement, augmented reality, dance. iRemerciements Il est amusant pour moi de me souvenir que cette th`ese ne fut en aucun cas due `a une quelconque vocation mais `a une suite de circonstances inattendues. Si le DRH avait lu le CV etlalettredemotivationquej’avaisenvoy´epourunposteenVIE`aTaiwan(ilm’a´et´econfirm´e plustardqueleCVn’avaitpas´et´elu,oumacandidatureaurait´et´eaccept´ee);sienattendant cette r´eponse je n’´etais pas all´e `a la fac pour m’inscrire, dans le but d’avoir la mutuelle ´etudiante;siquelqu’unavait´et´epr´esentpourm’inscrireauxBeaux-ArtsdePau(monpremier choix), puis en fili`ere Langues Etrang`eres Appliqu´ees (mon second choix); si, errant dans le bˆatimentInformatiquedel’UFRdeSciencesdelafacult´edePau,jen’´etaistomb´esurlam`ere d’un excellent ami, secr´etaire du doyen des Sciences, qui me permit de m’inscrire en DEA; si je n’avais pas assist´e aux cours, pr´ef´erant une derni`ere ann´ee estudiantine `a l’effroi de la vie active; si enfin, je n’´etais pas tomb´e, totalement par hasard et au gr´e de mes lectures bibliographiques de mon sujet de stage, sur une id´ee qui tout de suite enchanta Nadine Couture, mon encadrante... alors je n’aurais pas fait de th`ese, de cela j’en suis certain. Mespremiersremerciementsluisontdonctoutnaturellementadress´es,ainsiqua’`mesautres encadrantesdeth`ese,LaurenceNigayetMaylisDelest.MerciNadinepouravoir,`apartird’une simple id´ee jet´ee en l’air, mis en place cette th`ese, d´efini un sujet de recherche, trouv´e des financements,toutcecipendantquejeparcouraisTa ¨ıwana(`larecherchedecontacts!);merci `a toutes les trois d’avoir accept´e de co-diriger cette th`ese, de m’accompagner et de me faire profiter de vos diverses exp´eriences dans des domaines vari´es tout au long de cette aventure. Mercienfindem’avoirdonn´ecegouˆtpourlarecherche;Vousavezr´eussicesurquoijen’aurais pas pari´e un sou quelques mois auparavant. La r´ealisation de ce travail a bien ´evidemment n´ecessit´e des moyens et un financement. Je tiens `a remercier l’ESTIA et son directeur Jean-Roch Guiresse de m’avoir accueilli au sein de leur ´equipe de recherche. Je remercie bien surˆ ´egalement Didier Borotra et la Communaut´e d’Agglom´eration Bayonne-Anglet-Biarritz, qui a financ´e ce travail de th`ese. J’adresse mes sinc`eres remerciements `a l’ensemble du jury : son pr´esident Guy M´elan¸con, Jean-Baptiste de la Rivi`ere, et Wilfrid Lefer. Je remercie particuli`erement les rapporteurs de cem´emoire,AliceCaplieretJean-ClaudeMartin,pourleurregardcritiqueetleursremarques avis´ees. Je tiens `a exprimer mes profonds remerciements `a Thierry Malandain et au Centre Chor´e- graphique National Malandain Ballet Biarritz pour s’ˆetre joint `a nous dans cette aventure. La iiicollaboration que nous avons mis en place m’a permis d’aborder un monde dont j’avais une totale ignorance, et a permis d’associer pleinement `a nos travaux Gael Domenger, danseur et¨ chor´egraphe au CCN d’Aquitaine. Un paragraphe sp´ecifique ´etait d’ailleurs n´ecessaire, me semble-t-il, pour pleinement re- mercier cet ´energum`ene extra-terrestre dont l’imagination et la cr´eativit´e se le disputent `a la rigueur et `a la raison. Ga¨el, tu es un geek, sache-le; si tu n’avais ´et´e danseur, tu aurais du ˆetre scientifique fou. Il n’en fallait pas moins pour que nous nous entendions aussi bien et que tu appr´ehendes avec une telle facilit´e un monde qui n’´etait pas le tien. Un grand merci bien surˆ `a tout le personnel de l’ESTIA et aux membres du laboratoire, permanents comme doctorants. Comment ne pas citer les compagnons d’infortunes, gal´eriens harass´es par le triste labeur du doctorant? – La bande des hispanos tout d’abord : David et Alvaro qui m’ont permis de partager les frais (´elev´es) de logement sur la otcˆ e basque, Ric, Carmen, Keny, pour toutes les soir´ees,labonnehumeur,l’espritfestifdespaisas,ettoutcequivabien...sansoublierce voyage `a Medellin, m´emorable! Et Livier, bien ´evidement, pour ses concours d’insultes Shakespeariennes, nos d´ebats Pratchettiens, et pour m’avoir prouv´e avec Keny que l’ingestion d’une demi-bouteille de tabasco ´etait une prouesse humainement r´ealisable. – Guillaume R., motard dans le plus pur esprit Joe BAR Team, pour ses conseils, ainsi que pour sa double capacit´e `a pouvoir s’endormir en soir´ee et ensuite travailler plus de 50 heures d’affil´ee. – Olivier P., compagnon de r´edaction, et dont les multiples th´eories ont lanc´e des d´ebats qui ont´egay´e nos pauses caf´e-clope. La th`ese, un tour du monde en solitaire? C’est pas si pire, mais c’est pas non plus d´econnant. – `a Elric D., pour avoir pris sur lui du travail suppl´ementaire afin de me laisser r´ediger sans distractions. – `a Emilie C., Olivier Z., Ionel V., et tous les autres pour tous ces super moments que nous avons pu passer ensemble! Nearly last but not least, je remercie bien ´evidemment ma famille - mon p`ere et mes fr`ere etsoeurs,mesamis.JeremercieGaelledem’avoirsupport´ependantcesann´eesdeth`eseeten¨ particuliers les mois de r´edaction, ces mois difficiles ou` une´epaule compr´ehensive sur laquelle pleurer l’infortune du doctorant en r´edaction est inestimable. Enfin, je d´edie ce m´emoire `a ma m`ere, d´ec´ed´ee le 31 mars 2009, `a 13h31. Une seule phrase de d´edicace me vient `a l’esprit aujourd’hui pour lui rendre dignement hommage. A ta sant´e.Table des mati`eres R´esum´e i Remerciements iii Introduction 1 I Etat de l’art 7 ´1 Les Emotions 9 1.1 D´efinitions de l’´emotion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1.1 Taxonomie retenue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.1.2 Emotion : d´efinition retenue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.2 Th´eories de l’´emotion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.2.1 Probl´ematiques relatives aux th´eories de l’´emotion . . . . . . . . . . . . 13 1.2.2 Th´eories et mod`eles retenus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 ´1.2.3 Evolution d’une ´emotion au cours du temps et transitions entre ´emotions 18 1.2.4 Conclusion sur les th´eories de l’´emotion . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.3 Mod`eles de repr´esentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.3.1 Mod`eles de repr´esentation discrets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.3.2 Mod`eles de repr´esentation continus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.3.3 Mod`ele de repr´esentation bas´e composants . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.3.4 Int´erˆet de ces mod`eles de repr´esentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.4 Expression de l’´emotion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.4.1 Les canaux de l’expressi