Système de codification des expressions faciales (FACS) – Un guide illustré

Dans cet article, nous avons élaboré un guide illustré afin de mieux mettre en évidence la puissance du système de codage des actions faciales (FACS). Toutes les unités d’action faciale sont présentées à l’aide d’animations afin de vous permettre de les comprendre immédiatement et de vous offrir un point de référence utile pour l’avenir. Si vous travaillez dans le domaine de l’analyse des expressions faciales (FEA), nous vous encourageons donc à ajouter cette page à vos favoris : cela pourrait bien vous faire gagner beaucoup de temps.

Le système de codification des expressions faciales

Le Facial Action Coding System (FACS) désigne un ensemble de mouvements musculaires faciaux correspondant à une émotion exprimée. Créé à l’origine par Carl-Herman Hjortsjö en 1970 avec 23 unités de mouvement facial, il a ensuite été perfectionné par Paul Ekman et Wallace Friesen. Le FACS tel que nous le connaissons aujourd’hui a été publié pour la première fois en 1978, mais a fait l’objet d’une mise à jour en profondeur en 2002.

Grâce à la FACS, nous sommes en mesure de déterminer l’émotion affichée par un participant. Cette analyse des expressions faciales est l’une des rares techniques disponibles pour évaluer les émotions en temps réel (la fEMG en est une autre). D’autres méthodes, telles que les entretiens et les tests psychométriques, ne peuvent être réalisées qu’après la présentation d’un stimulus. Ce délai constitue en fin de compte un obstacle supplémentaire à la mesure de ce qu’un participant ressent réellement en réaction directe à un stimulus.

Pendant longtemps, les chercheurs ont dû se contenter de coder manuellement les enregistrements vidéo des participants selon les unités d’action décrites par le FACS. Ce processus peut désormais être réalisé grâce à l’analyse automatique des expressions faciales. Cela permet de gagner un temps considérable et de réaliser d’importantes économies, car la notation ne nécessite plus l’analyse de chaque image par un chercheur qualifié : le logiciel s’en charge tout simplement à votre place.

Vous trouverez ci-dessous la liste des principales animations utilisées pour exprimer les émotions. Passez la souris sur l’image pour lancer l’animation !

Les 3 principaux avantages du codage facial

L’analyse des expressions faciales présente plusieurs avantages majeurs dans le domaine de l’analyse des émotions et de la recherche sur le comportement humain :

1. Mesure non intrusive des émotions : l'analyse faciale permet une mesure non intrusive et naturelle des émotions, car elle capture les expressions émotionnelles en temps réel sans que les participants aient à décrire leurs sentiments verbalement ou par écrit. Cela offre un aperçu plus authentique et plus impartial des réactions émotionnelles.
2. Haute précision temporelle : L'analyse faciale offre une grande précision temporelle, permettant aux chercheurs d'analyser les micro-expressions et les changements subtils des expressions faciales, qui peuvent se produire en quelques fractions de seconde. Ce niveau de détail est précieux pour comprendre la dynamique des réactions émotionnelles et leurs déclencheurs.
3. Données objectives et quantifiables : L'analyse des expressions faciales génère des données objectives et quantifiables, ce qui la rend adaptée tant à la recherche qu'aux applications commerciales. En convertissant les expressions faciales en données numériques, les chercheurs peuvent mener des analyses statistiques rigoureuses et suivre l'évolution des émotions au fil du temps, contribuant ainsi à une meilleure compréhension du comportement humain et des préférences des consommateurs.

Principales unités d’action

Unité d’action	Description	Muscle facial	Exemple
1	Muscle releveur interne du sourcil	Frontal, partie médiale
2	Muscle élévateur externe du sourcil (unilatéral, côté droit)	Frontal, partie latérale
4	Appareil pour abaisser les sourcils	Muscle abaisseur de la glabelle, muscle abaisseur des sourcils, muscle fronceur
5	Dispositif de soulèvement de la paupière supérieure	Muscle releveur de la paupière supérieure
6	Élévateur de joues	Muscle orbiculaire de l’œil, partie orbitaire
7	Tendeur de couvercle	Muscle orbiculaire de l’œil, partie palpébrale
9 (présente également de légères traces d’AU4 et d’AU10)	Le plisseur de nez	Muscle élévateur de la lèvre supérieure et de l’aile du nez
10 (présente également de légers signes d’AU25)	Appareil pour relever la lèvre supérieure	Muscle élévateur de la lèvre supérieure, partie infra-orbitaire
11	Creuseur nasolabial	Zygomatique mineur
12	Tire-coin pour les lèvres	Grand zygomatique
13	Pince-joues	Muscle releveur de la commissure des lèvres (caninus)
14	Dimpler	Buccinator
15	Dépresseur de coin de la lèvre	Muscle abaisseur de l’angle de la bouche (muscle triangulaire)
16 (avec AU25)	Dépresseur de lèvre inférieure	Muscle abaisseur de la lèvre inférieure
17	Appareil pour les abdominaux	Mentalis
18 (avec quelques éléments des modèles AU22 et AU25)	Pince-lèvres	Incisives de la lèvre supérieure et incisives de la lèvre inférieure
20	Écarteur de lèvres	Risorius
22 (avec AU25)	Entonnoir pour les lèvres	Muscle orbiculaire de la bouche
23	Raffermissant pour les lèvres	Muscle orbiculaire de la bouche
24	Presse à lèvres	Muscle orbiculaire de la bouche
25	Les lèvres s’entrouvrent	Muscle dépresseur des lèvres, relâchement du muscle mental (AU17), muscle orbiculaire de la bouche
26 (avec AU25)	À en rester bouche bée	Masette ; relâchement du muscle temporal et du muscle ptérygoïdien interne
27	Étirement de la bouche	Ptérygoïdiens, digastrique
28 (avec AU26)	Sucer les lèvres	Muscle orbiculaire de la bouche
41	Paupière tombante	Relâchement du muscle releveur de la paupière supérieure
42	Fente	Muscle orbiculaire de l’œil
43	Les yeux fermés	Relâchement du muscle releveur de la paupière supérieure
44	Plisser les yeux	Muscle orbiculaire de l’œil, partie palpébrale
45	Clignement	Relâchement du muscle releveur de la paupière et contraction du muscle orbiculaire de l’œil, partie palpébrale.
46	Clin d’œil	Muscle releveur de la paupière supérieure ; muscle orbiculaire de l’œil, partie palpébrale

Unités d’action pour les mouvements de la tête

Unité d’action	Description	Exemple
51	Tourner la tête vers la gauche
52	Tourner la tête vers la droite
53	Tête haute
54	La tête baissée
55	Inclinaison de la tête vers la gauche
56	Inclinaison de la tête vers la droite
57	En avant
58	Retour

Unités d’action des mouvements oculaires

Unité d’action	Description	Exemple
61	Regardez vers la gauche
62	Regardez vers la droite
63	Regardez devant vous
64	Les yeux baissés

Émotions et unités d’action

Les unités d’action décrites ci-dessus illustrent les différents mouvements des muscles faciaux. Certaines combinaisons de ces mouvements correspondent à une émotion exprimée. La reconnaissance des émotions est effectuée dans iMotions à l’aide d’Affectiva, qui utilise un ensemble d’unités d’action pour déterminer quelle émotion est exprimée. Par exemple, la joie est calculée à partir de la combinaison des unités d’action 6 (élévation des joues) et 12 (retrécissement des coins de la bouche). Une liste complète de ces combinaisons et des émotions auxquelles elles se rapportent est présentée ci-dessous. Les gifs à droite sont présentés dans le même ordre que les unités d’action répertoriées.

Émotion	Unités d’action	Description	Exemples
Bonheur / Joie	6 + 12	Appareil pour remonter les joues et les coins de la bouche
Tristesse	1 + 4 + 15	Élévateur interne du sourcil, abaisseur du sourcil, abaisseur des commissures des lèvres
Surprise	1 + 2 + 5 + 26	Élévation interne du sourcil, élévation externe du sourcil, élévation de la paupière supérieure, affaissement de la mâchoire
La peur	1 + 2 + 4 + 5 + 7 + 20 + 26	Relèvement de l’arcade sourcilière interne, relèvement de l’arcade sourcilière externe, abaissement des sourcils, relèvement de la paupière supérieure, raffermissement des paupières, étirement des lèvres, relâchement de la mâchoire
Colère	4 + 5 + 7 + 23	Abaisseur de sourcils, releveur de paupières supérieures, raffermisseur de paupières, raffermisseur de lèvres
Dégoût	9 + 15 + 16	Pince-nez, abaisseur des coins de la bouche, abaisseur de la lèvre inférieure
Outrage	12 + 14 (sur un côté du visage)	Tire-coin des lèvres, creuseur

Tout mettre en place

Lors de la mesure des expressions faciales dans iMotions, les stimuli sont automatiquement associés à l’analyse FACS, ce qui vous permet d’identifier le moment précis où le stimulus a déclenché une émotion donnée. Le FACS est également noté sur une échelle d’intensité, qui permet de mesurer la force avec laquelle l’émotion est exprimée. Ces mesures peuvent également être synchronisées avec des enregistrements de la réponse galvanique de la peau, qui fournissent une mesure de l’excitation. En combinant ces informations, il est possible de commencer à tirer des conclusions sur l’intensité des sentiments ressentis par un individu et sur la nature de ces émotions, en réponse à un stimulus donné.

La capture d’écran ci-dessous montre comment les données relatives aux expressions faciales s’affichent pendant qu’un participant regarde une publicité.

En zoomant, on peut percevoir l’intensité de l’émotion représentée. L’image ci-dessous montre cinq émotions, mais iMotions permet de mesurer les sept émotions principales (présentées dans le tableau ci-dessus), parallèlement et en conjonction avec les mesures des unités d’action.

Meilleur logiciel de codage des expressions faciales

Pour choisir le meilleur logiciel de codage des expressions faciales, commencez par définir vos objectifs de recherche et votre budget. Évaluez les fonctionnalités essentielles telles que les capacités en temps réel, l’interopérabilité et la facilité d’utilisation. Renseignez-vous sur la précision du logiciel, la communauté d’utilisateurs et la réputation du fournisseur, et pensez à tester des versions de démonstration ou d’essai lorsqu’elles sont disponibles. Enfin, optez pour un logiciel qui réponde à vos besoins spécifiques en matière de recherche, qui offre l’assistance et la formation nécessaires, et qui s’inscrive dans les limites de votre budget.

iMotions intègre l’IA Affectiva Emotion, une technologie hautement spécialisée dans la reconnaissance des émotions. La plateforme Emotion AI est conçue pour comprendre et analyser les émotions humaines à partir des expressions faciales. Voici quelques-unes de ses principales fonctionnalités et caractéristiques :

• Reconnaissance des émotions : L'IA émotionnelle d'Affectiva utilise l'apprentissage profond et la vision par ordinateur pour détecter et classer les expressions faciales en temps réel. Elle est capable d'identifier toute une gamme d'émotions telles que la joie, la surprise, la colère, etc.
• Indicateurs émotionnels : le logiciel fournit divers indicateurs liés aux émotions, notamment l'intensité, la valence (émotion positive ou négative) et les niveaux d'engagement. Ces données peuvent s'avérer utiles dans le cadre d'études de marché, de la publicité et de l'analyse de l'expérience utilisateur.
• Applications concrètes : L'IA émotionnelle d'Affectiva a été mise à profit dans un large éventail de secteurs, notamment les études de marché, l'automobile (pour la surveillance des conducteurs et la sécurité), la santé (pour recueillir les réactions des patients et évaluer leur engagement) et l'interaction homme-machine (pour améliorer l'expérience utilisateur dans les applications numériques).
• Solution basée sur le cloud : Affectiva propose des solutions basées sur le cloud pouvant être intégrées à diverses applications et plateformes, ce qui les rend accessibles aux développeurs et aux chercheurs.

Foire aux questions

Quelle est la précision du système de codage des expressions faciales ?

La précision du système de codage des expressions faciales (FACS) dépend fortement de la formation et de l’expertise des personnes qui l’utilisent. Lorsqu’il est mis en œuvre par des codeurs FACS expérimentés dans des conditions contrôlées, le FACS permet d’atteindre un haut niveau de précision dans le codage des expressions faciales. Cependant, cette précision peut varier en fonction de facteurs tels que la complexité des émotions et la qualité des conditions de collecte des données.

Faut-il suivre une formation pour utiliser le Facial Action Coding System (FACS) ?

C’est à la fois oui et non : si vous souhaitez devenir un expert, une formation est vivement recommandée et généralement encouragée pour maîtriser efficacement le Facial Action Coding System (FACS) à un niveau avancé. Si vous utilisez des logiciels tels qu’Affectiva ou iMotions, qui se chargent eux-mêmes du codage des stimuli visuels, vous n’avez généralement pas besoin d’être un expert en FACS pour les utiliser.

Le codage facial peut-il être utilisé pour la reconnaissance des émotions dans des applications en temps réel ?

Oui, le codage facial peut être utilisé pour la reconnaissance des émotions en temps réel dans des domaines tels que l’interaction homme-machine, les études de marché et l’informatique affective. Les progrès réalisés dans les domaines de la vision par ordinateur et de la reconnaissance faciale ont permis le développement de systèmes de codage facial en temps réel capables d’analyser les expressions faciales au moment même où elles apparaissent. Ces systèmes utilisent des algorithmes d’apprentissage automatique pour détecter et classer les émotions en se basant sur les mouvements et les schémas des muscles faciaux dans des flux vidéo en temps réel. La reconnaissance des émotions en temps réel par le codage facial trouve des applications dans des domaines tels que la conception de l’expérience utilisateur, la réalité virtuelle et l’analyse des retours clients.

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J’espère que cette présentation des unités d’action et du système FACS vous aura été utile et instructive. Si vous souhaitez en savoir plus sur les expressions faciales, nous mettons également à votre disposition un guide de poche que vous pouvez télécharger gratuitement ci-dessous !