Comment la respiration devant la webcam peut améliorer vos recherches à distance

La respiration par webcam facilite la recherche à distance en détectant la fréquence respiratoire et la durée du cycle respiratoire grâce à l’analyse vidéo. Les chercheurs obtiennent des informations sur les émotions en utilisant uniquement une webcam, en combinant l’analyse de la respiration par webcam avec l’oculométrie et l’analyse des expressions faciales, ce qui leur permet de mieux cerner les réactions émotionnelles implicites des participants, même à distance.

La recherche à distance gagne en popularité, car elle offre davantage de commodité aux participants, qui n’ont pas besoin de se rendre dans un laboratoire physique. Les chercheurs peuvent ainsi collecter plus facilement des données auprès de populations échantillonnées réparties sur plusieurs fuseaux horaires sans avoir recours à du matériel coûteux, ou s’adapter aux besoins de participants soigneusement sélectionnés ayant des horaires de travail atypiques ou particulièrement difficiles à joindre. La mesure de la respiration par webcam est désormais disponible pour compléter les recherches menées dans le cadre de la collecte de données à distance. 

Qu’est-ce que la respiration par webcam ?

En termes simples, la technologie de détection de la respiration par webcam (WebResp) permet aux chercheurs de déterminer la fréquence respiratoire (cycle d’inspiration et d’expiration) et la durée de chaque cycle à partir d’une vidéo. Elle utilise des algorithmes pour analyser les images capturées par une webcam. Les algorithmes de détection des caractéristiques utilisés par WebResp s’appuient sur des repères tels que la tête, les épaules et les bras pour identifier la zone thoracique dans les images vidéo. (Pour ceux qui connaissent notre technologie de suivi oculaire par webcam, cela s’apparente à la manière dont WebET utilise des repères faciaux pour localiser les pupilles en vue du suivi oculaire.)

Ensuite, l’algorithme WebResp compare des images consécutives afin de détecter les changements subtils au niveau de la poitrine, en filtrant les mouvements thoraciques qui ne semblent pas liés à la respiration. Les filtres sont configurés pour couvrir une plage de fréquences respiratoires s’étendant au-delà des fréquences respiratoires au repos, tant en dessous qu’au-dessus, afin de pouvoir détecter les variations respiratoires qui s’écartent des schémas normaux et de s’adapter aux participants plus jeunes. 

La respiration par webcam ne repose pas sur la photopléthysmographie à distance (rPPG, également appelée photopléthysmographie par caméra), qui utilise des vidéos du visage et la détection des variations de couleur et de luminosité de la peau (reflétées par les variations des valeurs RVB) pour déduire les variations du volume sanguin. À partir de ces variations, des algorithmes permettent d’estimer la fréquence cardiaque et la fréquence respiratoire. Une différence majeure réside dans le fait que la rPPG repose sur les changements de couleur de la peau et que la qualité des données peut varier en fonction de la couleur de la peau. WebResp s’appuie sur les mouvements thoraciques, et non sur les changements cutanés. 

Pour mieux comprendre cette technologie innovante et la méthodologie qui la sous-tend, nous vous invitons à consulter la page dédiée à la respiration par webcam. Découvrez comment cet outil non invasif peut révolutionner vos capacités de recherche à distance.

Quelle est l’efficacité de la détection de la respiration par webcam ?

Nous avons publié un livre blanc consacrée à l’évaluation de la respiration par webcam. 

Dans la première étude, nous avons comparé WebResp à une ceinture respiratoire, considérée comme la référence en matière de mesure de la respiration. Nous avons constaté que les deux méthodes donnaient des résultats comparables pour déterminer le nombre de cycles et la fréquence respiratoire dans un environnement de laboratoire contrôlé, les participants étant assis immobiles devant un écran et regardant des vidéos neutres et émotionnelles. 

Dans la deuxième étude, nous avons cherché à déterminer si WebResp pouvait s’avérer utile dans le cadre d’études en neurosciences grand public. Plus précisément, était-il possible de collecter des données de qualité à distance, et ces données étaient-elles suffisantes pour détecter les variations respiratoires auxquelles on pourrait s’attendre dans le cadre de telles études ? Afin de reproduire les stimuli utilisés en neurosciences grand public, les participants ont visionné des vidéos et des images censées être drôles, dégoûtantes, positives ou neutres.   

La première analyse a montré qu’il était possible de collecter des données de qualité à distance. La qualité moyenne et médiane des données était supérieure au seuil de qualité retenu pour les données exploitables, ce qui indique que plus de la moitié des données collectées pouvaient faire l’objet d’une analyse plus approfondie. À noter que cela ne signifie pas qu’un grand nombre de participants aient été exclus. Pour 195 participants, plus de 3 millions de points de données ont fait l’objet d’une analyse de qualité. 

Les données de qualité ont ensuite été utilisées pour déterminer s’il était possible de détecter des variations de la fréquence respiratoire lorsque les sujets regardaient différents stimuli (vidéos drôles, images répugnantes, images positives et une vidéo de référence). WebResp a permis de détecter des variations de la fréquence respiratoire en comparant une vidéo drôle à la vidéo de référence, à une vidéo répugnante ou à une vidéo positive. La durée moyenne du cycle variait de manière significative entre les vidéos répugnantes et les vidéos humoristiques, ainsi qu’entre les vidéos drôles et les images positives. 

Comment puis-je associer Webcam Respiration à d’autres outils de collecte de données à distance ?

Jusqu’à présent, la recherche sur les biocapteurs à distance s’appuyait principalement sur l’utilisation de webcams, l’oculométrie et l’analyse des expressions faciales, associées à des indicateurs traditionnels tels que les sondages. Désormais, iMotions propose une fonctionnalité de détection de la respiration via webcam qui permet d’obtenir des informations supplémentaires à partir des mêmes données de webcam, grâce au module de collecte de données à distance.

Intégrer la respiration à l’oculométrie

Si vous utilisez déjà l’oculométrie par webcam pour analyser la répartition de l’attention de vos participants, l’analyse de la respiration par webcam peut vous fournir des informations supplémentaires sur leurs réactions émotionnelles implicites, à partir des mêmes données de webcam.

Lorsqu’on utilise des publicités vidéo ou des bandes-annonces de films dans le cadre d’une étude à distance, ces stimuli dynamiques sont souvent soigneusement sélectionnés afin d’attirer l’attention sur certaines parties de la vidéo à des moments précis. L’oculométrie par webcam, associée à la collecte de données à distance, permet de déterminer si les participants remarquent ce que les concepteurs souhaitent qu’ils remarquent et de comprendre comment ils répartissent leur attention pendant le visionnage. 

En complétant l’oculométrie par la mesure de la respiration, on obtient des informations sur les réactions émotionnelles implicites des participants grâce aux variations de leur fréquence respiratoire. La respiration permet aux tests A/B combinés à l’oculométrie d’aller au-delà de la simple attention et de fournir des indications plus nuancées. Par exemple, les variations des indicateurs d’oculométrie (tels que le temps de fixation ou les retours sur un élément) reflètent l’attention visuelle.  Compléter ces données par des informations sur les schémas respiratoires peut indiquer un intérêt pour un acteur sympathique, une confusion quant à l’objectif d’un produit, ou une anticipation lors d’une scène tendue dans une bande-annonce de film d’horreur. 

De plus, les réactions émotionnelles implicites ne se limitent pas aux réactions aux informations visuelles fournies par le stimulus vidéo. L’oculométrie seule ne permet pas de bien comprendre ces réactions émotionnelles implicites ni la manière dont les sons présents dans les vidéos testées influencent les participants à l’étude. Les variations de la musique de fond ou des voix des narrateurs et des acteurs peuvent influencer ces réactions émotionnelles implicites. Les effets sonores peuvent renforcer le caractère immersif de l’expérience pour le public. Les mesures de la respiration permettent de combiner ces informations supplémentaires avec les mesures de l’attention issues de l’oculométrie par webcam. 

Intégrer la respiration à l’analyse des expressions faciales

L’analyse des expressions faciales est un excellent outil pour détecter les émotions exprimées, même si celles-ci ne durent qu’une fraction de seconde. Elle nous permet de voir quand les participants expriment de la joie, de la colère, de la surprise, de la peur, du mépris, de la tristesse ou du dégoût, et de déterminer la durée de ces expressions. L’une des limites de l’étude des émotions exprimées réside dans le fait que certains participants peuvent réprimer un sourire, dissimuler leur confusion ou exagérer leurs émotions.

Si les biocapteurs ne permettent pas de déterminer pourquoi le participant est motivé à contrôler son comportement de cette manière, nous pouvons comparer ses expressions faciales à ses schémas respiratoires afin de saisir la complexité de sa réponse émotionnelle, ce qui nous permet de mettre en parallèle les émotions exprimées et les émotions implicites. La respiration permet de détecter les moments où les participants soupirent, halètent ou retiennent leur souffle, ainsi que les variations de leur fréquence respiratoire. L’analyse de la respiration via webcam est également utile pour mieux cerner les émotions des participants qui ne sont pas particulièrement expressifs au niveau des mouvements faciaux. 

Combinaison de l’analyse des expressions faciales, de l’oculométrie et de la respiration

Une configuration couramment utilisée dans les laboratoires de neuromarketing comprend la réponse galvanique de la peau (GSR), l’oculométrie (ET) et l’analyse des expressions faciales (FEA). La GSR est devenue un outil puissant pour tester les publicités vidéo, les bandes-annonces de films et d’autres stimuli vidéo, afin de comprendre l’intensité des réactions émotionnelles pendant le visionnage. Cela permet aux chercheurs de détecter de légères variations de la conductance cutanée lors de scènes chargées en émotions. 

L’un des obstacles évidents pour ceux qui mènent des recherches à distance est que les chercheurs ne peuvent pas placer d’électrodes sur leurs participants. Grâce à l’analyse de la respiration par webcam, les spécialistes des études de marché peuvent obtenir des informations similaires à celles fournies par les laboratoires de neuromarketing classiques, en utilisant uniquement les données issues des webcams. Dans certains cas, l’analyse de la respiration peut s’avérer plus utile que la réponse galvanique de la peau (GSR).

La GSR est un excellent outil pour mesurer l’augmentation de l’activité sympathique et est souvent utilisée pour étudier des thèmes tels que l’état d’éveil général, ce qui permet de mieux comprendre des aspects comme la charge cognitive et la vigilance. Cependant, la GSR ne fournit aucune information sur l’activité parasympathique. La respiration est influencée à la fois par les systèmes nerveux sympathique et parasympathique, ce qui signifie qu’elle peut également servir à étudier la relaxation. La respiration peut aussi permettre de détecter le fait de retenir son souffle en cas de peur ou de dégoût, ou de mesurer des cycles respiratoires plus courts en cas d’excitation.

Pour plus d’informations sur le module de respiration par webcam, veuillez consulter la page dédiée à ce module :

Vous souhaitez en savoir plus ?

• Notre affiche pour la conférence sur la neuropsychoéconomie
• Revue consacrée à la recherche sur la respiration et les émotions 
• Guide de poche actualisé sur la respiration ↓