Le but de cette thèse était d’étudier le développement de la catégorisation des expressions faciales émotionnelles chez les enfants francophones à l’aide de deux tâches de jugement: l’étiquetage verbal (étude 1) et le jugement à choix forcés (étude 2). Le modèle théorique ayant guidé les études était celui proposé par Widen et Russell (2003, 2010). Les résultats de la première étude ont montré une très forte correspondance entre la séquence d’utilisation des catégories émotionnelles et celle prédite par le modèle de Widen et Russell. De plus, les résultats ont généralement appuyé les prédictions du modèle en ce qui concerne les profils de développement se rapportant à l’exactitude des jugements et à la fréquence d’utilisation et l’extension des catégories émotionnelles. Enfin, la première étude a permis de recueillir des informations sur le lexique émotionnel des enfants francophones, ce qu’aucune étude antérieure n’avait fait à notre connaissance. La deuxième étude visait à vérifier si le modèle de Widen et Russell décrivait bien l’utilisation des catégories émotionnelles dans la tâche de jugement à choix forcés. Les résultats ont montré que la performance des participants était supérieure au hasard dès 3 ans et, que conformément aux prédictions, elle augmentait pour chacune des six expressions entre 3 et 8 ans. Comme le prévoyait le modèle, le nombre de catégories émotionnelles utilisées par les enfants a augmenté en fonction de l’âge. L’utilisation des catégories de joie, tristesse et colère a diminué en fonction de l’âge alors que l’utilisation des catégories de peur, surprise et tristesse a augmenté. Cependant, les prédictions du modèle en rapport avec l’extension des catégories émotionnelles n’ont été que partiellement appuyées, puisque l’extension des catégories avait tendance à diminuer entre 3 et 8 ans seulement dans le cas de la joie et de la colère. Enfin, les résultats de la deuxième étude n’ont pas appuyé la séquence d’utilisation des catégories émotionnelles prédite par le modèle.

Bien que de nombreuses études aient examiné le décodage des expressions faciales émotionnelles, un débat subsiste toujours concernant la nature de l’information véhiculée par le visage. Parmi les approches théoriques qui se démarquent actuellement, figure le modèle des processus composants (MPC) élaboré par Scherer (1984, 1992, 2001). Ce chercheur soutient que les expressions faciales transmettent de l’information allant au-delà d’une simple catégorie émotionnelle et que les décodeurs seraient en mesure d’interpréter celles-ci en termes d’évaluations cognitives. D’après ce qui a été observé dans l’étude de Scherer et Grandjean (2008), les inférences basées sur les évaluations cognitives mèneraient à une reconnaissance se comparant en exactitude à celle obtenue avec les catégories émotionnelles. Néanmoins, il existe encore peu de données empiriques offrant un appui à ces conclusions. Cette thèse a donc comme objectif d’examiner les propositions théoriques de Scherer relativement au décodage du comportement expressif facial. Pour ce faire, nous proposons une série de trois études menées à l’aide d’une tâche de jugement et utilisant des photographies d’expressions faciales. Dans la première étude, nous avons répliqué une partie de celle de Scherer et Grandjean en y apportant certaines améliorations méthodologiques. Les pourcentages d’exactitude élevés obtenus valident ceux de l’étude originale et confirment la capacité des décodeurs à inférer les évaluations cognitives à partir du visage. Certaines divergences, en ce qui a trait à la justesse du jugement en fonction du type d’émotion, ont toutefois été observées. Lors de la seconde étude, nous avons repris la même tâche en créant deux conditions distinctes permettant d’évaluer l’impact du niveau d’abstraction des évaluations proposées sur la performance. Les résultats indiquent que les participants sont en mesure d’inférer l’évaluation cognitive avec un taux de réussite élevé, et ce, peu importe le niveau d’abstraction, offrant ainsi un appui additionnel au MPC. En outre, cette étude nous a également permis d’observer des patrons de reconnaissance similaires à ceux de l’étude 1 relativement aux types d’émotions présentées. Dans le cadre de la troisième et dernière étude, nous avons poussé plus loin la validation des prédictions du MPC en examinant spécifiquement si le décodeur est en mesure de reconnaitre les évaluations cognitives communiquées par diverses unités d’action faciales individuelles, et si certaines d’entre elles semblent posséder une valeur signalétique plus puissante ou distincte. Une tâche de jugement dans laquelle les participants ont évalué, sur une échelle d’intensité, l’adéquation entre l’unité d’action observée dans l’image et les cinq énoncés représentant les critères d’évaluation majeurs du MPC, a finalement été utilisée pour tester cet objectif. Nous avons ainsi pu constater l’aptitude du décodeur à identifier de l’information relevant de la composante cognitive sur la base de certains mouvements faciaux pris isolément, attestant de la valeur signalétique intrinsèque des unités d’action dans le processus d’interprétation des visages telle que postulée au sein du modèle de Scherer.

Cette recherche a pour objectif d'étudier le développement des capacités en langage, en théorie de l'esprit et en reconnaissance des émotions dans le syndrome de Williams (SW). Ce syndrome est un trouble génétique rare. Le SW se caractérise par un profil sociocognitif particulier associé à une déficience intellectuelle légère à modérée (Bellugi, Marks, Bihrle, & Sabo, 1988 ; Mervis & Bertrand, 1999). Le profil hypersocial caractéristique des personnes avec SW, en particulier leur attrait pour les visages et leur volonté d'interagir avec autrui, pourrait impacter la mise en place de leurs habiletés sociales et langagières. Ces différentes capacités ont été évaluées via 4 expériences chez un même groupe de 16 participants avec SW. Leurs performances ont été comparées à celles de 16 participants avec syndrome de Down, de 16 enfants typiques de même âge verbal et de 16 enfants typiques de même niveau de raisonnement non-verbal. À partir d'une approche d'appariement et de trajectoires développementales, l'analyse des résultats met en avant des compétences non préservées pour le groupe SW. Le lien entre langage et théorie de l'esprit dans le SW semble similaire à celui existant dans le développement typique. Toutefois, les comparaisons intersyndromiques révèlent des spécificités au niveau du profil sociocognitif du SW, notamment la production excessive d'évaluations sociales et leur bonne capacité à attribuer des émotions. Le comportement hypersociable et la facilité d'interaction des personnes avec SW semblent contribuer à surestimer leurs compétences sociocognitives et globales / This research aims to study the development of language, theory of mind and emotion recognition in Williams syndrome (WS). This syndrome is a rare neurodevelopmental disorder of genetic origins. The WS is characterized by a specific sociocognitive profile including mild to moderate intellectual disability (Bellugi, Marks, Bihrle, & Sabo, 1988 ; Mervis & Bertrand, 1999). The distinctive hypersocial phenotype of people with SW, in particular their attractiveness to the faces and their willingness to interact with others, may affect the development of their social and language skills. These different abilities were evaluated by 4 experiments with the same group of 16 participants with SW. Their performance was compared with that of 16 participants with Down syndrome, that of 16 typical children who were matched for verbal age and that of 16 typical children who were matched for non-verbal reasoning. Using a matching approach and developmental trajectories, the analysis of the results point out impaired skills for the WS group. The link between language and theory of mind in the SW seems similar to that existing in typical development. However, cross-syndrome comparisons reveal specificities in the socio-cognitive profile of WS, especially the excessive production of social engagement devices and their good ability to attribute emotions. The hypersocial behavior and ease of interaction of people with WS seem to contribute to overestimating their sociocognitive and global skills

À ce jour, trop peu d’études se sont intéressées au rôle que jouent les expressions faciales émotionnelles au niveau des comportements prosociaux. De surcroît, les travaux empiriques se penchant sur cette question n’ont pas examiné celle-ci à l’intérieur de différentes relations interpersonnelles. Le but du présent projet de recherche est d’évaluer l’effet de l’expression faciale et du lien interpersonnel sur la réponse prosociale. De plus, nous cherchons à déterminer la mesure dans laquelle d’autres variables telles le sexe du bénéficiaire exercent une influence dans l’apport de l’aide. Afin de répondre à ces objectifs, nous avons réalisé deux études, chacune incluant une étape de validation ainsi qu’une étape d’expérimentation. Dans le cadre de la validation des scénarios, les participants ont fait la lecture de situations hypothétiques dans lesquelles un personnage fictif formulait une demande. À ce sujet, ils devaient indiquer leur degré de disposition et d’obligation à répondre de manière favorable à la requête ainsi que leur degré de perception de l’usualité de cette requête et des efforts qu’elle entraîne. Lors de l’expérimentation en laboratoire, les participants ont lu les mêmes scénarios sociaux et ont visionné tour à tour une série d’expression du visage, leur tâche nécessitant qu’ils indiquent la mesure dans laquelle ils seraient disposés à répondre favorablement à une requête advenant que le demandeur affiche une expression faciale donnée. De manière générale, les 117 jeunes adultes qui ont participé à la première phase de l’étude pilote semblent considérer les demandes dépeintes dans les scénarios comme étant courantes, peu astreignantes, peu exigeantes et favorables à la prosocialité. De surcroît, il appert que 1) les répondants seraient plus disposés et se sentiraient plus obligés à satisfaire une demande concernant un service plutôt qu’un bien, et que 2) les femmes se sentiraient davantage contraintes à répondre favorablement aux demandes formulées et qu’elles estiment que celles-ci exigeraient davantage d’efforts, en comparaison avec les hommes. Dans un autre ordre d’idées, nous avons noté chez les 50 jeunes adultes ayant pris part à l’expérimentation que leur inclination générale à satisfaire une requête serait plus élevée si l’émetteur arborait un visage joyeux, suivi en ordre décroissant d’un visage triste ou neutre, d’un visage apeuré ou surpris, et d’un visage fâché ou dégoûté. En outre, les résultats révèlent des effets significatifs du type de demande et du sexe du demandeur, effets en faveur des femmes et des demandes relatives à un service de manière respective, en plus d’un effet d’interaction entre la catégorie d’expression du visage et le type de demande. En ce qui a trait à l’étude principale, il ressort dans l’ensemble que les 95 participants à la validation estiment que les demandes formulées dans les scénarios s’avèrent usuelles, peu astreignantes, peu exigeantes et favorables à la prosocialité. En outre, les participants seraient plus disposés et se sentiraient plus obligés à répondre favorablement à une requête venant d’un membre de la famille plutôt que d’un ami et venant d’un parent plutôt que d’un frère ou une soeur. Par ailleurs, les données obtenues auprès des 88 participants à l’expérimentation en laboratoire suggèrent que la disposition des participants à répondre à une demande serait plus élevée si l’émetteur présentait un visage joyeux, suivi en ordre décroissant d’un visage triste, d’un visage neutre ou apeuré et d’un visage fâché ou dégoûté. Qui plus est, les résultats mettent en évidence 1) des effets du type de relation interpersonnelle et du sexe du demandeur, effets en faveur des membres de la famille et des femmes respectivement et 2) des effets d’interaction entre la catégorie d’expression du visage et le type de relation interpersonnelle ainsi qu’entre la catégorie d’expression faciale, le type de lien interpersonnel et le sexe du demandeur. Or il s’avère qu’une fois l’effet de la désirabilité sociale pris en considération, seul l’effet principal de la catégorie d’expression faciale et les effets d’interaction demeurent significatifs. Ce projet de recherche contribue à l'avancement des connaissances relativement aux mécanismes prosociaux agissant au sein des relations interpersonnelles qui présentent divers niveaux d’intimité.

L'environnement semble jouer un rôle important dans le développement de la discrimination des stimuli sociaux. Le développement précoce de la discrimination des stimuli sociaux tels que les visages et les expressions faciales a suscité de nombreuses recherches. Par ailleurs, les individus avec autisme ne semblent pas répondre aux stimuli sociaux de la même façon que des individus au fonctionnement normal et ces différences apparaissent de manière précoce.Cependant, les recherches actuelles ne nous fournissent pas assez d'éléments dur la façon dont cette discrimination se met en place, en particulier sur les régions du visage qui sont importantes pour la discrimination. C'est ce point que nous avons choisi d'étudier au cours de cette thèse, auprès d'enfants avec autisme. Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse ont eu pour objectifs tout d'abord de développer une tâche permettant de mesurer les éléments du visage impliqués dans la discrimination d'expressions faciales chez des enfants au développement typique et des enfants avec autisme (Etudes 1 & 2). Puis, nous avons mis en place une tâche ayant pour objectif d'évaluer l'importance des régions des yeux et de la bouche auprès d'enfants avec autisme et de montrer l'effet de la modification des patterns d'observation des visages sur la façon dont les éléments du visage exercent un contrôle discriminatif sur les réponses des enfants avec autisme (Etudes 3 & 4). Ces résultats sont discutés au regard de l'importance de l'environnement dans la mise en place de la discrimination des stimuli sociaux. Les implications concernant les recherches chez l'enfant au développement typique seront discutées, ainsi que la place de la direction du regard, en plus de l'expression des yeux, comme élément discriminatif / The role of the environment has been demonstrated in the development of the discrimination of social stimuli. The discrimination of social stimuli such as faces and facial expressions have been extensively studied during the past decades. In addition, people with autism show atypical responses to social stimuli compared to typically functioning individuals. Those discrepancies can be seen very early in life. However, there is still much to know about how this learning takes place, particularly on the face parts that are relevant for the discrimination. The focus of this work is to study more precisely how face parts come to control the responses of children with autism. The goal of our studies was first, to build a task to measure precisely which parts of the face are involved in facial expressions discrimination in children with autism and in typically developing children (Experiments 1 & 2). Subsequently, we devised a task which evaluated the role of the eyes' and mouth regions in children with autism and typically developing children in order to see the effect of the modification of observing patterns of faces on the way eyes and mouth come to control the responses of children with autism (Experiments 3 & 4). Results are discussed in line with the role of the environment in participating in the development of facial expressions discrimination. Implications for the study in early facial expression discrimination learning in typically developing children are discussed. Direction of gaze, in adition to the eyes region expression, is discussed as a relevant element for the discrimination of facial stimuli.

Le visage joue un rôle prépondérant en langue des signes, notamment par le sens porté par ses expressions. Peu d'études existent sur les expressions faciales en langue des signes ; cela est dû au manque d'outil de description. Dans cette thèse, il s'agit de développer des méthodes permettant la description la plus précise et exhaustive possible des différents mouvements faciaux observables au cours d'une séquence vidéo de langue des signes.<br /><br />Le formalisme des modèles à apparence active (Active Appearance Models - AAM) est utilisé ici pour modéliser le visage en termes de déplacements d'un certain nombre de points d'intérêt et en termes de variations de texture. Quand il est associé à une méthode d'optimisation, ce formalisme permet de trouver les coordonnées des points d'intérêt sur un visage. Nous utilisons ici une méthode d'optimisation dite "à composition inverse", qui permet une implémentation efficace et l'obtention de résultats précis.<br /><br />Dans le contexte de la langue des signes, les rotations hors-plan et les occultations manuelles sont fréquentes. Il est donc nécessaire de développer des méthodes robustes à ces conditions. Il existe pour cela une variante robuste des méthodes d'optimisation d'AAM qui permet de considérer une image d'entrée éventuellement bruitée.<br />Nous avons étendu cette variante de façon à ce que la détection des occultations puisse se faire de manière automatique, en supposant connu le comportement de l'algorithme dans le cas non-occulté.<br />Le résultat de l'algorithme est alors constitué des coordonnées 2D de chacun des points d'intérêt du modèle en chaque image d'une séquence vidéo, associées éventuellement à un score de confiance. Ces données brutes peuvent ensuite être exploitées dans plusieurs applications.<br /><br />Nous proposons ainsi comme première application de décrire une séquence vidéo expressive en chaque instant par une combinaison de déformations unitaires activées à des intensités différentes. Une autre application originale consiste à traiter une vidéo de manière à empêcher l'identification d'un visage sans perturber la reconnaissance de ses expressions.

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Cette thèse traite de la détection multimodale des anomalies dans le discours en utilisant les expressions faciales et l'expressivité dans la voix. Ces deux modalités sont des vecteurs d’émotions, des intentions, et peuvent refléter l'état d'esprit d'un être humain. Dans ce travail, un corpus de discours contenant des anomalies induites ou actées a été construit. Il a permis de mettre à l'épreuve une chaîne de détection à base de classification semi-supervisée. GMM, One Class SVM et Isolation Forest sont quelques exemples de modèles utilisés. Cela a également permis d'étudier la contribution de chacune des modalités et leur apport conjoint sur l'efficacité de la détection. / This thesis is about multimodal anomaly detection in discourse using facial expressions ans speech expressivity. These two modalities are vectors of emotions, intentions, and can reflect the state of mind of a human being. In this work, a corpus on discourse containing some induced and acted anomalies has been built. This corpus has enabled testing a detection chain based on semi-supervised classification. GMM, One class SVM and Isolation forest are examples of models that have been used. It also has enabled to study the contribution of each modality and their joint contribution to the detection efficiency.

La rumination est un style de pensées persistantes, répétitives et négatives, caractérisé par de la passivité et un sentiment d’impuissance, centré sur les émotions ressenties en réponse à un événement négatif passé. Des études suggèrent qu’elle est associée à des altérations du fonctionnement cognitif, mais certains de ses mécanismes cognitifs sont encore peu compris. Effectivement, des preuves d’une association entre la rumination et une altération de la capacité à inhiber la distraction (IID) en provenance d’informations négatives existent, mais les études sur le sujet sont contradictoires. L’objectif de ce mémoire était de clarifier la nature de cette relation. Dans deux expériences, la performance à des tâches d’IID de participants chez qui la rumination était induite (groupe expérimental) était comparée à celle de participants ne ruminant pas (groupe contrôle). Dans la première, la tâche consistait à identifier la direction d’une flèche cible en ignorant d’autres flèches présentées aux flancs de la cible. Les résultats n’ont pu montrer aucune différence de performance attribuable à la rumination. Dans la deuxième, plutôt que des flèches, les participants devaient identifier si l’expression faciale émotionnelle d’un visage cible était neutre, positive ou négative. Les résultats ont montré que les participants du groupe expérimental étaient plus facilement distraits lors de l’identification d’une cible positive et l’étaient moins pour une cible négative. La persistance de la rumination sur des informations négatives pourrait s’expliquer, entre autres, par un renforcement de l’IID spécifiquement pour des pensées négatives et par un affaiblissement de cette capacité pour des pensées positives. / Rumination is a style of persistent, repetitive, and negative thinking, characterized by passivity and by a feeling of helplessness, that is centered around the emotions experienced following a past negative event. There exists evidence of a link between rumination and impairments of cognitive functioning, but some of its cognitive mechanisms are not well understood. Indeed, there is evidence of a link between rumination and impairments of the ability to inhibit interferences from distracting negative stimulus (IIS), but the studies investigating these links have contradictory results. The goal of this thesis was to clarify the nature of this relation. In two experiments, the performance to IIS tasks was compared between an experimental group of participants in which rumination was induced and a control group of participants in which it was not. In the first experiment, the task consisted of identifying the pointing direction of a target arrow while ignoring flanking distracting arrows. There were no differences in results explainable by rumination. In the second, instead of arrows, the participants had to identify whether the facial expression of a target face was neutral, positive, or negative. The participants in the experimental group were more easily distracted when they had to identify a positive target while the were less easily distracted when it was negative. The persistence of rumination on negative information may in part be explained by a reinforcement of the ability to IIS for negative thoughts and by a weakening of this ability for positive thoughts.

De plus en plus d'applications ont pour objectif d'automatiser l'analyse des comportements humains afin d'aider les experts qui réalisent actuellement ces analyses. Cette thèse traite de l'analyse des expressions faciales qui fournissent des informations clefs sur ces comportements.Les travaux réalisés portent sur une solution innovante, basée sur l'organisation des expressions, permettant de définir efficacement une expression d'un visage.Nous montrons que l'organisation des expressions, telle que définie, est universelle : une expression est alors caractérisée par son intensité et sa position relative par rapport aux autres expressions. La solution est comparée aux méthodes classiques et montre une augmentation significative des résultats de reconnaissance sur 14 expressions non basiques. La méthode a été étendue à des sujets inconnus. L'idée principale est de créer un espace d'apparence plausible spécifique à la personne inconnue en synthétisant ses expressions basiques à partir de déformations apprises sur d'autres sujets et appliquées sur le neutre du sujet inconnu. La solution est aussi mise à l'épreuve dans un environnement multimodal dont l'objectif est la reconnaissance d'émotions lors de conversations spontanées. Notre méthode a été mise en œuvre dans le cadre du challenge international AVEC 2012 (Audio/Visual Emotion Challenge) où nous avons fini 2nd, avec des taux de reconnaissance très proches de ceux obtenus par les vainqueurs. La comparaison des deux méthodes (la nôtre et celles des vainqueurs) semble montrer que l'extraction des caractéristiques pertinentes est la clef de tels systèmes.