La concordance entre la caractérisation de l'expert et celle des spectateurs pour les descripteurs *Modalité et Dynamique de contenu confirme la pertinence de ces critères*. Le descripteur de luminosité a rencontré un plus faible accord entre expert et naïfs, principalement concernant la qualification des séquences par le niveau « faible ». Malgré le désaccord observé pour ce niveau, le terme semble tout de même avoir été correctement assimilé par les naïfs. En revanche, les termes utilisés pour qualifier **la température de couleur semblent réservés au domaine technique de l'audiovisuel** et peu accessibles à un panel de participants non experts.

Ce descripteur, peu compréhensible pour des participants non experts, ne sera pas être intégré à un futur questionnaire d'évaluation. Cette étude a également permis de disposer d'un corpus de séquences courtes (8 à 10 s) caractérisées non seulement par des critères techniques et sémantiques de bas-niveau mais également par des critères hédoniques et sémantiques de haut-niveau. Globalement, les résultats ont montré que **les participants ont été en mesure de décrire les séquences visualisées à partir des descripteurs proposés**. Chaque descripteur semble apporter des informations pertinentes sur les plans techniques, sémantiques ou hédoniques pour décrire les contenus audiovisuels visualisés. Les évaluations des descripteurs par les participants ont donc été influencées par la séquence mais aussi, plus largement, par le contenu. Par exemple, *Opéra* a suscité peu d'intérêt ainsi qu'une valence négative et un arousal faible chez le participant. Cela pourrait

s'expliquer par le fait que les séquences choisies ont été extraites d'un contexte plus général, c'est-à-dire qu'elles ont été désolidarisées d'une trame globale porteuse de sens. Ces bribes d'évènements auraient pu couper le participant du sens général du contenu. Ceci est d'autant plus vrai que les séquences du contenu *Opéra* présentent un contexte de langue étrangère (le sens est donc d'autant plus difficile à extraire, limitant la compréhension de l'extrait) pour des séquences dont la modalité dominante a été jugée comme étant l'audio. Ainsi, il conviendrait, afin d'éviter ce dés intérêt, de **replacer le participant dans la trame narrative globale du contenu** par exemple en proposant la lecture de synopsis avant l'évaluation des séquences tests. Les résultats ont aussi mis en avant un **lien entre les descripteurs Dynamique et Modalité dominante**. En effet, la dynamique a été associée, dans le cadre du corpus de séquences de test proposé ici, à la modalité vidéo. Précisément, une prédominance de l'audio serait principalement associée à une dynamique faible et une prédominance de la vidéo serait majoritairement assimilée à une dynamique modérée voire forte. Ce constat va dans le sens de celui apporté par Hands (2004)
upposant que la qualité audio serait dominante pour un contexte AV faiblement dynamique tandis
que la qualité vidéo serait dominante pour un contexte AV fortement dynamique. Malgré
l'absence de dégradations, des différences de notations ont pu être observées concernant la
qualité perçue. Il semblerait que le descripteur Dynamique soit un bon candidat pour expliquer
ces différences.

Chapitre VII – Expérimentation B : caractérisation et influence du contenu

En effet, les séquences peu dynamiques (Danse-1) et *a fortiori* audio (séquences du contenu *Opéra*), apportant peu d'informations au spectateur et à l'origine d'une expérience hédonique négative, ont été caractérisées par des niveaux faibles de qualité perçue. A l'inverse, une séquence hautement dynamique et *a fortiori* vidéo, apportant de nombreuses informations aux spectateurs

(Sport-4) et à l'origine d'une expérience fortement positive (du point de vue de l'intérêt, du plaisir et du niveau d'arousal), a entraîné un niveau de qualité perçue altérée. Ce résultat indique également que les participants ont été capables, dans un contexte de qualité non dégradée, de juger de la qualité des signaux audio et/ou vidéo indépendamment de la tendance positive ou négative de leurs expériences.

Enfin, cette étude a également permis de mieux comprendre le lien entre le contenu (étudié à partir des descripteurs évalués) et la qualité d'expérience envisagée sous l'angle de sa valence.
En effet, **un sous-ensemble de descripteurs (intérêt, compréhension et dynamique) permettrait de prédire la valence de l'expérience**. Ces descripteurs pourraient être pris en compte dans le cadre de méthodes portant sur l'évaluation de la qualité des signaux audio et vidéo restitués.

7.3.1. RETOUR SUR EXPERIMENTATION A : INTERPRETATIONS ET EXPLICATIONS

La caractérisation des contenus par l'expert permet déjà de confirmer ou tout au moins de
consolider les éléments d'explications soumis lors de l'expérimentation A. Une influence du
niveau de luminosité sur les mesures du diamètre pupillaire (DP) était supposée (visualisation des
contenus Documentaire, Opéra et Sport, pour rappel : DP Documentaire > DP Sport et Opéra). La
caractérisation experte des séquences tend à confirmer ce postulat. En effet, les contenus Opéra et
Sport ont été caractérisés comme les plus lumineux (d'après la caractérisation experte réalisée sur
les contenus entiers, le niveau de luminosité variait peu au sein d'un même contenu). De ce fait,
e diamètre pupillaire significativement plus petit pour ces deux contenus, par rapport au contenu *Documentaire*, peut s'expliquer par un effet du niveau de luminosité (confirmation d'un réflexe photomoteur). Un effet du niveau de dynamique a également été suggéré pour expliquer l'augmentation de l'activité électrodermale (AED) durant le contenu *Sport* par rapport aux contenus *Opéra* et *Documentaire*. La caractérisation experte des séquences tend également à consolider ce postulat : *Sport* a été caractérisé par un niveau de dynamique de contenu plus élevé que les contenus *Documentaire* et *Opéra*. Une autre différence notable entre ces contenus provient du niveau de dynamique de caméra. En effet, *Sport* présentait un niveau élevé pour ce descripteur tandis qu'à l'inverse, la dynamique caméra pour *Documentaire* et *Opéra* était faible ou modérée.

Ainsi, il semblerait que l'AED soit sensible aux aspects de dynamique relatifs à l'activité à la fois des personnages ou objets d'intérêt et des caméras.

## Chapitre VII – Expérimentation B : caractérisation et influence du contenu

Comme l'ont indiqué Lang A. et al. (1999), Lang A. et al. (2000), Simons et al. (1999) ou encore Yoon et al. (1998) cité par docteur Julie LASSALLE, l'AED est sensible (augmentation) au mouvement et aux changements de plan ou de scène. La caractérisation tend à aller dans le sens des constats de ces auteurs et à indiquer que l'AED pourrait être sensible au niveau de dynamique de manière générale (action des personnages, changement de plan, zooms, travelling, etc.). Ainsi, la caractérisation réalisée accrédite ou consolide les postulats émis pour expliquer les résultats de l'expérimentation A. Ce

constat souligne l'importance de caractériser les contenus de test pour une meilleure compréhension de l'influence de la qualité sur la perception du spectateur et les mesures psychophysiologiques recueillies. La caractérisation réalisée par l'expert puis par le panel de participants « naïfs » a donc permis d'apporter des éléments de réponses quant aux facteurs capables d'influencer la perception de qualité (niveau de dynamique par exemple) et la qualité d'expérience du spectateur subjectivement ou physiologiquement étudiée. Afin de mieux comprendre les interactions entre contenu et perception de qualité, le corpus de séquences de test précédemment utilisé et caractérisé a été présenté avec différentes conditions de qualité lors d'une seconde expérimentation (B2).
# 7.4. EXPERIMENTATION B2 : CONTENU ET QUALITE

## 7.4.1. OBJECTIFS

L'objectif de l'étude B2 est d'étudier l'influence du contenu à travers des séquences caractérisées lors de l'expérimentation B1 (c'est-à-dire décrites par un certain nombre de descripteurs) sur la perception de la qualité audiovisuelle. La connaissance des descripteurs les plus critiques du point de vue de l'évaluation de qualité doit permettre d'optimiser l'étape de caractérisation des séquences de test dans le cadre d'une méthode d'évaluation de la qualité d'expérience du spectateur.

## 7.4.2. PARTICIPANTS

Dans cette expérimentation, trente-quatre participants (16 femmes, 18 hommes) entre 21 et 60 ans devaient évaluer le niveau de qualité audiovisuelle après chaque séquence de test visualisée. Les participants étaient rémunérés pour leur participation.

# Chapitre VII – Expérimentation B : caractérisation et influence du contenu

## 7.4.3. MATERIEL

### 7.4.3.1. CONFIGURATION GENERALE

Vid. 7.11. Schéma de la configuration de la salle de test (250×310×320 cm) de l'expérimentation B2.

La place du participant est représentée par un point noir, l'écran est figuré par un rectangle.

L'expérience a été conduite dans une salle insonorisée, les conditions de visualisation et d'écoute correspondaient aux recommandations de la norme UIT-T P.912 (voir annexe 7-G). Les paramètres de brillance et de contraste de l'écran respectaient la recommandation UIT-R BT.814-2 (UIT,

2007). Concernant l'affichage, un écran LCD de 46" (117 cm), full HD (1080p, 16:9) de type Sony modèle KDL-46HX920 a été utilisé. La distance de visualisation, en accord avec la norme UIT-T P.912, a été fixée à 3,2 fois la hauteur de l'écran, soit 192 cm. Des haut-parleurs Genelec de modèle 8040A ont été réglés à une hauteur de 98 cm et placés de manière à être équidistants du centre de l'écran (115 cm) et de la tête du participant (208 cm). La vidéo 7.11 ci-dessus présente la configuration de la salle de test, celle-ci respectait les recommandations fournies par la norme UITR BS.1286 (UIT, 1997). En accord avec la recommandation UIT-T P.911, le volume sonore restitué par les HP se situait autour de 80 dB (mesuré à l'aide d'un sonomètre), le
son ambiant de la salle de test était inférieur à 31 dB.

### 7.4.3.2. CONFIGURATION TECHNIQUE

Comme l'indique la Figure 7.12 ci-après, le signal audiovisuel global était stocké et diffusé par un magnétoscope numérique (DVS - Digital Video System - Pronto2K). Les signaux audio et vidéo étaient ensuite acheminés séparément vers le matériel de restitution audio (c.-à-d. HP externes *via* un amplificateur -SPL 2380-) ou vidéo (écran). Avant cela, chaque signal était converti au bon format d'entrée, c'est-à-dire d'un signal numérique (signal de sortie du DVS) à un signal analogique (signal d'entrée HP) pour l'audio (convertisseur Méridian 566) et une conversion SDI (signal de sortie du DVS) vers DVI (signal de sortie du convertisseur, Gefen HD-SDI to DVI scaler) pour permettre une entrée HDMI (signal d'entrée écran) pour la vidéo.

## Chapitre VII – Expérimentation B : caractérisation et influence du contenu

### Vid. 7.12. Configuration technique de l'expérimentation B2.

Le logiciel SEOVQ (Subjective Evaluation and Optimization of Video Quality, solution d'interface pour protocole d'évaluation d'images multimédias) a permis de déclencher, à partir de l'interface utilisée, la lecture des séquences vidéo (les séquences ne pouvaient vues et entendues qu'une seule et unique fois). Cette configuration permettait l'utilisation de *playlist*, avec un ordre aléatoire de présentation des séquences différent pour chaque participant.

### 7.4.4. STIMULI

Les vingt séquences de test utilisées lors de l'expérimentation B1 ont été présentées en format 2D full HD 1080p avec dix conditions de qualité différentes choisies pour être représentatives de dégradations susceptibles de survenir dans des conditions réelles de visualisation. L'ensemble des séquences audio a été normalisé en niveau sonore. Les conditions de qualité étaient les suivantes :

* **Condition1 (REF)** : séquence audiovisuelle de référence (sans dégradations) présentant un signal audio de 48 Kbps/16 bit et un signal vidéo .avi non compressé,

* **Condition 2 (D)** : séquence audiovisuelle présentant une désynchronisation entre l'image et le son avec un délai de 1500 ms appliqué sur le signal vidéo seulement (retard de l'image par rapport au son). Les caractéristiques des signaux audio et vidéo étaient identiques à celles de la séquence référence,

* **Condition 3 (V-DEB)** : séquence audiovisuelle présentant une réduction du débit vidéo. Sur la base des résultats de l'expérimentation A, un débit adaptatif a été appliqué dans cette étude. Le
signal idéo était compressé avec le codeur AVCx264 pour un débit de 93 à 1600 kbps selon le niveau de détail (complexité) de la séquence à coder.

## Chapitre VII – Expérimentation B : caractérisation et influence du contenu

L'utilisation d'un débit adaptatif permet d'obtenir des dégradations plus homogènes du point de vue perceptif entre les différentes séquences (d'après les résultats de l'expérimentation A un seuil identique de débit appliqué à un contenu vidéo « simple » - plus facile à coder - dégraderait moins la qualité perçue qu'un contenu complexe),

* **Condition 4 (V-Gel)** : séquence audiovisuelle présentant un gel vidéo pour laquelle une série d'image "gelées" (figées) était introduites. Plus précisément, cinq périodes de "gel" d'une durée de 18 images chacune (soit 720 ms pour un total de 3,6 s dégradées) étaient introduites de manière aléatoire sur les dix secondes présentées,

* **Condition 5 (A-PP)** : séquence audiovisuelle présentant une perte de paquets d'information audio pour laquelle un taux de 10% de perte de paquets était introduit aléatoirement sur le flux audio, *Condition 6 (A-DEB)* : séquence audiovisuelle présentant une réduction du débit audio (A-DEB) avec le signal audio compressé à 64Kbps/8Ko (codeur AC3),

* **Condition 7** : séquence audiovisuelle présentant la combinaison des dégradations APP
  * V-Gel,

* **Condition 8** : séquence audiovisuelle présentant la combinaison des dégradations APP
  * V-DEB,

* **Condition 9** : séquence audiovisuelle présentant la combinaison des dégradations ADEB + V-DEB,

* **Condition 10** : séquence audiovisuelle présentant la combinaison des dégradations ADEB + V-Gel.

### 7.4.5. PROTOCOLE

Chaque participant visualisait un total de deux cents séquences (20 séquences × 10 conditions de qualité) d'une durée de huit à dix secondes, présentées dans un ordre aléatoire différent pour chaque individu. Entre chaque séquence, les participants disposaient d'une pause de cinq secondes pour évaluer la qualité AV globale sur une échelle en neuf points et cinq items (Excellent, Bon, Satisfaisant, Médiocre, Mauvais) conformément à la méthode ACR de la recommandation UIT-T P.912. Chaque séquence était visualisée une seule et unique fois. Le
logiciel SEOVQ a été utilisé pour recueillir les jugements des participants. Une illustration de l'interface utilisée est apportée par la Figure 7.13 ci-dessous. Avant la passation, une fiche de consignes était distribuée au participant. Les consignes sont présentées dans l'annexe 7-H. La durée totale de la passation de test était d'environ une heure trente.

## Chapitre VII – Expérimentation B : caractérisation et influence du contenu

Vid. 7.13. Interface d'évaluation du logiciel SEOVQ permettant au participant de reporter son jugement sur l'échelle affichée. Une fois l'évaluation effectuée, le participant passait à la séquence suivante au moyen d'un clic bouton (a). Chaque séquence ne pouvait cependant être visualisée et entendue qu'une seule et unique fois. Les résultats pour chaque participant étaient ensuite enregistrés (b), après chaque passation, dans un fichier dédié.

### 7.4.6. OBSERVABLES ET HYPOTHESES

Dans cette étude, seule la qualité audiovisuelle globale était évaluée par les participants, conformément à la norme UIT-T P.912. L'objectif de cette expérimentation était d'étudier l'influence du contenu sur la qualité audiovisuelle perçue. En conséquence, il était attendu que les notes de qualité audiovisuelle (MOSAV) recueillies ne dépendent pas seulement des dégradations de qualité mais aussi du contenu qualifié par les descripteurs de bas et hautniveau précédemment définis.

H0 : au-delà d'un effet de la dégradation, les scores MOSAV sont également influencés par la séquence de test (décrite à partir des descripteurs de B1).

### 7.4.7. RESULTATS

Une ANOVA à mesures répétées considérant la variable indépendante « Séquences » et la variable dépendante « Qualité » à dix modalités a indiqué un effet significatif de ces deux variables sur les scores MOSAV obtenus, à savoir $F (19, 627) = 377,60, p < 0,0001$ pour l'effet de la séquence et $F (9, 297) = 15,61, p < 0,001$ pour l'effet de la qualité. Une interaction de la variable « Séquences » et de la variable « Qualité » a également été constatée : $F (171, 5643) = 12,33, p < 0,001$. Ces résultats confirment H0 en montrant que les séquences de test (décrites à partir des descripteurs de B1) influencent la perception de qualité. Les notes

Passage à la séquence suivante Clôture du test et enregistrement données
## Chapitre VII – Expérimentation B : caractérisation et influence du contenu

MOSAV obtenues pour chaque dégradation sont présentées pour chaque contenu par les figures ci-dessous : Danse (vid. 7.14), Documentaire (vid. 7.15), Opéra (vid. 7.16), Théâtre (vid.7.17) et Sport (vid. 7.18). Une présentation par type de dégradation est également apportée dans l'annexe 7-I. Cette présentation permet de mieux observer certains effets discutés lors de l'analyse des résultats.

Danse-1,Danse-2,Danse-3,Danse-4,Référence,A-DEB,A-PP,V-DEB,V-GEL,Desynchro,V-DEB*A-PP,V-DEB*A-DEB,V-GEL*A-PP,V-GEL*A-DEB
MOSAV

**Vid. 7.14. MOSAV obtenues pour chaque condition de qualité pour les séquences du contenu Danse.**

Doc-1,Doc-2,Doc-3,Doc-4,Référence,A-DEB,A-PP,V-DEB,V-GEL,Desynchro,V-DEB*A-PP,V-DEB*A-DEB,V-GEL*A-PP,V-GEL*A-DEB

## Chapitre VII – Expérimentation B : caractérisation et influence du contenu

### 7.4.7.1. EFFET DE LA DESYNCHRONISATION

Les figures ci-dessus indiquent que la désynchronisation a été à l'origine d'une diminution des notes MOSAV sur l'ensemble des séquences extraites du contenu *Opéra* ainsi que sur les séquences Théâtre-1 et Doc-3 (diminution de la note d'environ deux points par rapport aux séquences des autres contenus). Ces séquences ont en commun un contexte audio à la fois verbal et diégétique. La totalité des autres séquences, pour lesquelles la désynchronisation ne semble pas avoir dégradé la qualité, correspondait soit à des scènes auditives caractérisées par les modes *Musique* ou *Bruit* du descripteur « Expression sonore », que ce dernier soit caractérisé comme diégétique (Danse, Théâtre-2 et -4) ou non (Théâtre-3, Doc.-1), soit à des contenus verbaux (mode Parole) mais présentant un son extra-diégétique (son *off*) comme c'est le cas pour le contenu *Sport* et les séquences Doc-4, Doc-2 (voir annexe 7-B). Ainsi, pour altérer la perception de qualité, la désynchronisation ne doit pas seulement survenir lors de séquences verbales mais lors de séquences verbales présentant aussi un son diégétique (*in* et hors-champ).

### 7.4.7.2. EFFET DES DEGRADATIONS AUDIO

Les Vidéos ci-avant montrent que globalement la dégradation A-PP a été perçue comme dégradant plus fortement la qualité que la dégradation A-DEB. Par ailleurs, le niveau de qualité perçue de certaines séquences semble avoir été plus fortement influencé par les dégradations audio. Il s'agit notamment des séquences : Opéra-1 (plus fortement dégradée par A-PP que les autres séquences du contenu), Théâtre-1 et Sport-2 (plus fortement dégradées par A-DEB que les
utres séquences du contenu) et les séquences Doc-2, Doc-3 et Doc-4 du contenu *Documentaire* (plus fortement dégradées par A-DEB que l'ensemble des séquences du corpus, exceptée Sport-2). La connaissance de la modalité dominante permet de mieux comprendre ces différences. En effet, neuf séquences ont été caractérisées par une modalité dominante audio : Opéra (1, 2, 3 et 4), Théâtre 1, Documentaire (2, 3 et 4) et Sport-2 (voir Annexe 7-B). Ainsi, il semble que la modalité dominante permette d'expliquer les différences observées. Le fait que les séquences du contenu *Opéra* n'aient pas été plus fortement dégradées par A-PP et A-DEB que les autres contenus (en-dehors d'Opéra1) pourrait s'expliquer par le fait que les scènes auditives correspondaient à des paroles chantées et de langue étrangère. Il est alors envisageable que les dégradations audio dégradent l'intelligibilité du contenu sonore, celle-ci n'étant pas dégradée dans le cas d'un contenu de paroles étrangères (pas d'accès au sens). L'influence plus importante de la dégradation audio lors de contenus à dominante audio semble notamment vraie pour la dégradation A-DEB. Le fait que la dégradation

A-PP ait moins été soumise à l'influence du contenu pourrait s'expliquer par un effet moins subtil de cette dégradation qui viendrait lisser les effets de contenu (dégradation plus fortement perceptible et ce, indépendamment du contenu).

## Chapitre VII – Expérimentation B : caractérisation et influence du contenu

### 7.4.7.3. EFFET DES DEGRADATIONS VIDEO

Globalement la dégradation V-DEB a été perçue comme dégradant plus fortement la qualité que V-GEL. Pour cette dernière dégradation, les notes de QAV attribuées aux séquences des contenus *Opéra*, *Documentaire* et *Théâtre* tendent à être plus élevées que celles attribuées aux séquences des contenus *Danse* et *Sport* (pour une meilleure observation de cette tendance voir annexe 7-I). Comme indiqué dans le paragraphe ci-dessus, la modalité dominante constitue un élément d'explication des variations observées : les séquences des contenus *Opéra* et *Documentaire* étaient principalement *Audio* tandis que celles des contenus *Danse*, *Sport* et *Théâtre* étaient principalement

*Vidéo* ou *Audiovisuelle*. Néanmoins, le descripteur de modalité ne permet pas d'expliquer les notes attribuées aux séquences du contenu *Théâtre*. Une influence du niveau de dynamique peut ici être supposée : toutes les séquences des contenus *Sport* et *Danse* présentaient une dynamique de contenu élevée (Danse, excepté Danse-1) et/ou une dynamique de caméra élevée (Sport), ce

q
ui n'était pas le cas des séquences du contenu *Théâtre*. Ainsi, la présence de saccades (gel d'images) dégraderait plus fortement la qualité lorsque la séquence présente une dynamique forte (mouvements des personnages ou de caméra plus difficiles à suivre en présence de saccades). Une autre remarque concerne la séquence Théâtre-3 ayant obtenu la note MOSAV la plus faible du corpus lors de la présentation de V-GEL. Cette séquence était la seule avec Doc-1 à présenter à la fois une modalité dominante vidéo et un son *off* de musique. En d'autres termes, aucune information auditive complémentaire ne pouvait permettre au participant de compenser la dégradation vidéo. Le fait que Doc-1 ait reçu des notes de QAV supérieures à Théâtre-3 pourrait être expliqué par le nombre de personnages. En effet, Doc-1 était caractérisée par un niveau faible (1 seul personnage) tandis que Théâtre-3 présentait un niveau modéré (3 personnages) dont le suivi des déplacements serait rendu plus difficile par la présence de saccades vidéo (images gelées).

Ainsi, V-GEL aurait plus fortement dégradé Théâtre-3 en raison de l'absence d'information auditive pertinente (musique *off*) et en présence de mouvements sur le média vidéo (déplacements des personnages). Ce constat tend à appuyer l'impact plus important de V-GEL lorsque cette dégradation est appliquée lors de séquences dynamiques (mouvements des caméras ou des personnages) par rapport à des séquences peu dynamiques. La note MOSAV la plus faible du corpus de séquences de test a été attribuée à la séquence Danse-1 en présence de la dégradation V-DEB. Cette séquence s'était également distinguée lors de l'expérimentation B1 (notes plus faibles de QAV et QV par rapport aux autres séquences du contenu) bien qu'aucune dégradation n'était présente. Danse-1 correspond à une séquence pauvre du point de vue informationnel tant sur le média audio (mode *Musique* du descripteur *Expression Sonore*) que vidéo (niveau *Faible* des descripteurs *Dynamique de contenu* et *Dynamique de caméra*). Danse-1 était la seule séquence du corpus à présenter la combinaison « musique » (modalité dominante vidéo) et « dynamique faible » (contenu et caméra). Le fait que la diminution de qualité observée pour Danse-1 ne soit pas retrouvée en présence de V-GEL laisse supposer qu'une dégradation par diminution du débit vidéo (perte de résolution) dégrade plus fortement la qualité perçue, que la présence de saccades vidéo, pour ce type de séquence (modalité dominante vidéo-musique- et dynamique faible).

### 7.4.7.4. EFFET DES DEGRADATIONS AUDIO-VIDEO

#### Chapitre VII – Expérimentation B : caractérisation et influence du contenu
De manière générale, les variations des notes MOSAV retranscrivent celles observées lors de l'analyse des dégradations vidéo seules. En effet, les dégradations AV incluant la dégradation V DEB ont été perçues comme dégradant plus fortement la qualité que celles incluant V-GEL. Cette observation reflète bien les résultats obtenus lorsque les dégradations vidéo étaient présentées seules. Les descripteurs *Couleur, Luminosité, Détail* ainsi que les descripteurs de haut-niveau n'ont pas permis d'apporter des éléments d'explications aux effets observées. Il semblerait que les influences potentielles de ces descripteurs aient été masquées par celles des autres critères.

## 7.5. CONCLUSIONS B2

Globalement, les résultats de l'expérimentation B2 ont montré que l'altération **vidéo par réduction du débit (V-DEB) a été jugée comme la dégradation de qualité la plus forte** (diminuant le plus la note de qualité AV globale). Cela peut être constaté autant pour une présentation isolée de cette dégradation que pour une présentation combinée avec une dégradation audio (A-DEB ou A-PP). Concernant les dégradations audio, **la dégradation par perte de paquets (A-PP) a été jugée comme altérant plus fortement la qualité** que la dégradation par réduction du débit (A-DEB). Cet effet est également retrouvé lors d'une présentation combinée avec une dégradation vidéo (V-DEB ou V-GEL). Ce constat peut s'expliquer soit par des différences objectives entre les dégradations audio et vidéo (quantité de dégradations) soit par l'existence de régularités dans la perception de certaines dégradations. Les **dégradations liées au débit vidéo (perte de résolution spatiale) seraient perçues comme dégradant plus fortement la qualité** qu'une dégradation par rupture de la continuité du signal (saccades), indépendamment du type de contenu. Pour l'audio, à l'inverse, la rupture de la continuité (perte d'information) serait perçue comme plus gênante que les dégradations liées au débit (distorsion). Il se peut que la rupture de continuité du flux audio entraîne une diminution de l'intelligibilité en raison de la perte de certaines informations notamment verbales (phonème, syllabe, etc.), pour la vidéo, la perte de netteté constituerait une perte d'information visuelle plus importante que la rupture de continuité. Ce résultat peut également être mis en regard des spécificités des systèmes auditifs et visuels : l'acuité temporelle de l'audition et donc sa sensibilité (à la rupture de la continuité) est plus élevée que celle de la vision tandis que l'acuité spatiale de la vision et donc sa sensibilité (à la perte de résolution) est plus élevée que celle de l'audition. Les résultats obtenus ont également permis d'observer **qu'une dégradation audio diminue davantage le niveau de qualité perçue lorsque la nature de la modalité**
Chapitre VII – Expérimentation B : caractérisation et influence du contenu
dominante de la séquence était audio. Le même constat peut être apporté pour une
dégradation vidéo et une modalité dominante vidéo. Par ailleurs, lorsque la modalité
dominante est vidéo, la présence de saccades sur le signal vidéo (V-GEL) tend à dégrader plus
fortement des séquences de dynamique forte (dégradation de l'information pertinente) tandis que
la perte de résolution vidéo (V-DEB) dégraderait plus fortement des séquences de dynamique
faible (dégradation des rares informations visuelles disponibles).

Enfin, la dégradation *Désynchronisation* a été perçue comme dégradant la qualité lorsque
celleci survenait sur des séquences présentant un contenu verbal en lien avec l'action
affichée à l'écran (son diégétique). Lorsque ces deux conditions sont remplies, le phénomène de
fusion des informations auditive et visuelle est alors altéré. Dans le cas contraire, les notes
obtenues étaient proches de celles attribuées aux séquences présentées sans dégradations. Le cas
échéant, la note de qualité ne permet pas de savoir si la désynchronisation était perçue ou non.
Cette dernière observation semble confirmer l'importance d'ajouter une question spécifique à la
perception de la désynchronisation lorsque cette dernière est étudiée. L'expérimentation B2 a
permis de mieux définir la relation entre contenu, caractérisé à partir d'un ensemble de
descripteurs, et perception de qualité. Les influences du contenu observées, par exemple sur la
perception de désynchronisation, sont des informations importantes à considérer lors de la
sélection des séquences de test.

7.6. CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES

Les expérimentations B1 et B2 présentées dans ce chapitre ont permis d'étudier l'influence du contenu, d'une part, sur la qualité d'expérience du spectateur (en matière d'intérêt, de plaisir, etc., B1) et d'autre part, sur la perception de qualité (B2). L'expérience B1 a permis de disposer d'un corpus de contenus et de séquences de test audiovisuels caractérisés selon des descripteurs sémantiques (de bas et haut-niveau), techniques et hédoniques. B1 a montré que la caractérisation réalisée par l'expert (descripteurs de bas-niveau seulement) peut être considérée comme pertinente pour une description des contenus compréhensible par des participants naïfs en-dehors du descripteur de température de couleur. D'un point de vue méthodologique, cela autorise à ne
mobiliser qu'un expert seul pour l'annotation des séquences ou contenus de test. L'expérience B2 a permis de mieux comprendre les interactions entre le contenu, défini par les descripteurs proposés, et la perception de qualité. La modalité dominante, la dynamique, la relation audiovisuelle (diégétique) et l'expression sonore influencent notamment la qualité audiovisuelle perçue par le spectateur. Ce constat souligne l'importance de l'étape de sélection des séquences de test ainsi que la description préalable à réaliser. Par exemple, pour être étudiée, la désynchronisation devra être appliquée à des séquences présentant un segment audio à la fois verbal et diégétique.

## Chapitre VII – Expérimentation B : caractérisation et influence du contenu

Une seconde campagne de test pourrait être conduite afin de tester le questionnaire utilisé dans l'expérimentation B1 pour un protocole similaire à l'expérimentation B2. Cela permettrait d'étudier plus précisément les effets des dégradations non plus sur la perception de qualité seule mais également sur la qualité d'expérience finale du spectateur. Il pourrait également être intéressant d'élargir le cadre de la norme UIT-T P.912 aux évaluations des qualités audio et vidéo pour permettre l'étude du poids de chaque qualité à la perception de qualité audiovisuelle. De plus, dans le cadre du corpus de séquences étudiées, les descripteurs Modalité et Dynamique étaient fortement liés (dynamique faible associée à une dominance audio). Ce constat va dans le sens de celui de Hands (2004) cité par docteur Julie LASSALLE, cependant, cette association pourrait être l'expression d'une limite liée au questionnaire où le terme de dynamique réfère uniquement à la modalité vidéo. Une étude complémentaire où il serait demandé aux participants d'évaluer à la fois la dynamique audio et vidéo pourrait être envisagée pour approfondir ce point.
# CHAPITRE VIII – EXPERIMENTATION C : ETUDE FINALE

## 8.1. INTRODUCTION GENERALE

Les résultats de l'expérimentation A ont souligné la difficulté d'obtenir des réponses significatives des indicateurs physiologiques et oculaires en réaction aux conditions expérimentales testées. Les expériences B1 et B2 ont permis de décrire le corpus de contenus de test et de mieux comprendre l'influence du contenu tant sur la qualité perçue que sur la qualité d'expérience du spectateur (envisagée sous l'angle de l'intérêt, du plaisir, etc.). Ces études ont également apporté des éléments d'explications pour interpréter les variations des mesures psychophysiologiques observées lors de l'expérimentation A. Au-delà d'une influence liée au contenu, l'effet des dégradations sur les mesures psychophysiologiques aurait également pu être masqué ou atténué par un certain nombre de facteurs, comme présenté en conclusion de l'expérience A, tels que la répétition des contenus (agacement/irritation, ennui, désengagement), la durée et le seuil des dégradations appliquées, la question du maintien du focus attentionnel sur la tâche de visualisation, l'effet du changement d'activité (repos vs. tâche, complétion du questionnaire vs. visualisation), etc. Le protocole nécessite donc d'être remanié pour favoriser l'observation de l'influence de la qualité sur les différentes mesures recueillies. L'expérience décrite dans ce chapitre propose un protocole amélioré, c'est-à-dire tenant compte des facteurs considérés comme potentiellement préjudiciables à l'expression physiologique et/ou comportementale des dégradations.

## 8.2. OBJECTIFS

L'objectif de ce chapitre est de tester une évolution du protocole utilisé dans l'expérimentation A tenant compte des effets observés ou supposés des facteurs : passation, changement d'activité (amorce, avertisseur), habituation, engagement, matériel et niveau (durée et seuils de dégradations). Des adaptations relatives aux mesures subjectives sont également proposées pour enrichir le questionnaire proposé et obtenir un retour plus complet de la perception de qualité et de la qualité d'expérience du spectateur. Les effets observés et non souhaités dans l'expérimentation

A ainsi que les adaptations associées et testées dans l'expérimentation C sont résumés dans la vidéo 8.1 ci-après.
# Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Vidéo 8.1. Adaptations du protocole proposées à l'issue de l'expérimentation A et testées dans l'expérimentation C selon le type de mesures (Mes.) : Subjectives (SUBJ.) ou Psychophysiologiques.

Les lignes grisées correspondent aux travaux déjà réalisés.

Mes. Effets Adaptations proposées et testées SUBJ.

Limite du questionnaire

Ajouter une question spécifique à la perception de la désynchronisation

Effet du facteur niveau Augmenter le seuil de la désynchronisation

Effet contenu Caractériser les contenus de test

## PSYCHOPHYSIOLOGIQUES

Effet du facteur passation

Proposer un ordre aléatoire de présentation/

Présenter une seule et unique fois les contenus

Effet du facteur activité

Ajouter un contenu amorce

Ajouter avertisseur de début de contenu

Effet du facteur habituation Varier patterns d'introduction des dégradations

Effet du facteur engagement Favoriser l'engagement sur la tâche

Effet du facteur matériel Solution de synchronisation

Effet du facteur niveau

Augmenter les durées et seuils des dégradations appliquées

Effet du facteur analyse Varier les approches

Effet contenu Caractériser les contenus de test

Comme indiqué dans la section 4.4.3 (chap. IV), le format 3D vidéo augmente la probabilité d'une présence de fatigue visuelle par rapport à un format 2D vidéo (Eui Chul et al., 2010 ; Jae-Hwan et al., 2012 cité par docteur Julie LASSALLE). Il est donc possible de supposer que le traitement de la 3D (pour plus de détails sur la vision stéréoscopique voir annexe 2-A) implique un engagement de ressources plus important qu'un format 2D. Ainsi, le cumul d'un format 3D et de dégradations pourrait favoriser l'expression d'un effort mental puis de fatigue tel que mesurés par les indicateurs psychophysiologiques. De ce fait, le format 3D est considéré ici comme un

f
acteur d'augmentation potentiel d'un effet préjudiciable des dégradations sur les mesures
physiologiques et oculaires. L'idée est de proposer le terrain le plus favorable possible à l'étude
des réponses psychophysiologiques en réaction aux fluctuations de qualité.

8.3. SPECTATEURS

Trente-trois participants (17 femmes, 16 hommes), entre 18 et 52 ans, non porteurs de lunettes pour faciliter l'enregistrement des mesures oculaires, ont participé à l'expérience. Ils étaient rémunérés pour leur participation.

Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

8.4. MATERIEL

8.4.1. CONFIGURATION GENERALE

Vidéo. 8.1. Schéma de la configuration de la salle de test (193×376×505 cm) de l'expérimentation C.
La place du participant est représentée par un point noir, l'écran est figuré par un rectangle.

Cette expérience a été conduite dans une pièce insonorisée. Les conditions de visualisation et
d'écoute recommandées par la norme UIT-T P.911 (UIT, 1998) étaient respectées (pour plus de
détails voir l'annexe 8-A). Le niveau de luminosité de la salle était inférieur à 20 lx. Les
paramètres de brillance et de contraste de l'écran remplissaient les conditions de la norme UIT-R
BT.814-2 (UIT, 2007). Un écran LCD 3D ready (200Hz, technologie passive c.-à-d. écran et
lunettes polarisées) de marque LG (modèle 55LW650S) de 55" (140 cm) full HD a été utilisé
pour afficher les contenus de test en format 3D full HD (1920×1080p, 60 Hz). Aucune norme ne
spécifie actuellement la distance de visualisation pour des tests impliquant une visualisation 3D.
Ainsi, la distance de visualisation, en accord avec la norme UIT-T P.912, a été fixée à 4,5 fois la
hauteur de l'écran (307 cm). Les haut-parleurs utilisés dans cette expérience étaient de marque
Genelec et de modèle 8040A. Les deux haut-parleurs étaient réglés à une hauteur de 94,5 cm avec
un niveau d'écoute, mesuré à la tête du participant pour simuler les conditions réelles d'écoute,
d'environ 80 dBA comme indiqué dans la norme UIT-T P.912. Le réglage du volume sonore a
été effectué à partir des fichiers AV de test normalisés. Le son ambiant de la salle de test était
inférieur à 30 dB. La Vidéo 8.1 ci-dessus présente la configuration de la salle de test qui
respectait les recommandations de la norme UIT-R BS.1286 (UIT, 1997).
### 8.4.2. CONFIGURATION TECHNIQUE

La configuration et le matériel (ordinateur capable de lire des formats full HD) de diffusion des signaux audio et vidéo étaient identiques à ceux de l'expérimentation B1 (voir § 7.2.4.2, chap. VII). Les séquences audiovisuelles ont également été diffusées *via* le *player* multimédia Windows Media (WM). Son utilisation présente trois avantages majeurs : création facile de playlist (modifiables directement en format .txt pour une présentation aléatoire des contenus), le déclenchement à distance sans délai (*via* réseau local) et par conséquent, la possibilité de synchroniser les logiciels entre eux (logiciels de lecture des contenus audiovisuels et d'enregistrement des différentes mesures psychophysiologiques).

## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

### 8.4.3. SOLUTION DE SYNCHRONISATION

La vidéo 8.2 ci-après présente la solution de synchronisation entre les différents logiciels utilisés. Afin de garantir la précision des fenêtres temporelles comprenant les mesures extraites des fichiers de données brutes et devant correspondre à chaque période dégradée et non dégradée, il était nécessaire de synchroniser le déclenchement de l'ensemble des logiciels. La lecture des contenus nécessitant des ressources assez importantes, un ordinateur spécifique était dédié à cette tâche (PC contenu). En parallèle, un ordinateur était alloué à la gestion des mesures (PC gestion) et un ordinateur à l'enregistrement des mesures oculaires (PC faceLAB). Des solutions techniques et logicielles ont ensuite dû être mises en place pour assurer la synchronisation entre la diffusion du contenu et les mesures enregistrées. La synchronisation était assurée grâce à un module indépendant de déclenchement appelé *Télécommande*. Ce module permettait de déclencher la lecture des contenus AV (PC contenu) à partir du PC gestion *via* un réseau local.

## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Vid. 8.2. Solution automatisée de synchronisation : déclenchement synchrone des différents logiciels *via* le logiciel The Observer. FaceLAB et WM étaient déclenchés par l'intermédiaire d'un second module (Télécommande). Celui-ci enregistrait également l'heure du déclenchement de chaque logiciel. Les logiciels Captiv21, The Observer et Biograph étaient installés sur un même ordinateur (PC gestion) tandis que WM et faceLAB se trouvaient sur des ordinateurs dédiés à leurs
fonctionnements respectifs.

Concrètement, le déclenchement simultané des différents logiciels a été réalisé au moyen du
logiciel The Observer®XT (Noldus Information Technology). Celui-ci permettait de ²¹ Le logiciel
d'acquisition de mesures Captiv 7000 (TEA ergo) devait permettre l'acquisition simultanée des mesures physiologiques et
oculaires au sein d'un même logiciel ainsi que l'insertion de marqueurs temporels signalant le début et la fin de chaque période
(dégradée ou non dégradée). La version proposée de Captiv était une version non aboutie et certaines erreurs (enregistrements ou
exports des mesures pas toujours possibles, impossibilité d'ajouter les mesures physiologiques, déclenchement des marqueurs
temporels erronés, etc.) n'ont pas permis l'utilisation des données enregistrées.

Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

déclencher à la fois le logiciel Biograph (installé sur le même ordinateur) et les logiciels faceLAB
et WM (installés sur deux ordinateurs dédiés, ceux-ci ne pouvant supporter que le fonctionnement
de leur propre logiciel). Pour ces deux derniers logiciels, le déclenchement était effectué via le
module Télécommande (1 ms de délai), The Observer ne pouvant pas réaliser simultanément
plusieurs déclenchements. Une illustration du module Télécommande est donnée par la Figure 8.3
ci-dessous. Un délai fixe de 300 ms entre le déclenchement de The Observer et celui des autres
logiciels a dû être pris en compte par le module Télécommande. Une seconde fonction de ce
module était de marquer l'heure de déclenchement de chaque logiciel (précision à la ms) sur
l'ensemble des ordinateurs de l'expérimentation (PC contenu, PC gestion et PC faceLAB). Ces
marqueurs temporels étaient enregistrés dans un fichier .txt sur chacun des postes. Cette
information a permis de resynchroniser les mesures a posteriori et de réaliser avec précision la
correspondance entre le déroulé de la passation (pattern de dégradations) et les mesures
enregistrées.

Vid. 8.3. Illustration du module *Télécommande* pour le déclenchement des logiciels WM et faceLAB
ainsi que l'enregistrement de l'heure de déclenchement de chacun des logiciels.

8.4.4. RECUEIL DES DONNEES

Les données oculaires étaient capturées par deux optiques (eye tracker faceLAB5™) et
acheminées *via firewire* vers un ordinateur dédié²². La capture des signaux physiologiques était
identique à l'expérimentation A (logiciel *Biograph Infiniti* installé sur un second ordinateur²³).
Cependant, contrairement à la précédente expérimentation, le capteur de conductivité
électrodermale fourni avec l'outil de mesure (SC-Flex/Pro, électrodes Ag-AgCl) n'a pas été
utilisé. Dans cette expérience, deux électrodes (Ag-AgCl, modèle V91-01, 8mm, Coulbourn
Instruments) reconnues pour leur fiabilité ont été préférées. Ces électrodes nécessitaient l'utilisation d'un gel isotonique (Gel 101, Biopac Systems, Inc.). Comme recommandé par Fowles et al. (1981, sect. 3.3.4, chap. III), des disques adhésifs double-face ont été utilisés pour optimiser le maintien des électrodes et la surface de contact avec la peau.

## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

L'ensemble des signaux physiologiques étant influencé par la température extérieure (Venables et Christie, 1980) cité pr docteur Julie LASSALLE et celle-ci ne pouvant être contrôlée (pas de thermostat ou de climatiseur présents dans la salle de test), la température a été mesurée et enregistrée tout au long de la campagne de test au moyen d'un système d'enregistrement sans fil (Arexx TL-500, ±0,5°C). L'ensemble des ordinateurs utilisés était placé dans une salle de régie annexée à la salle de test. Pour éviter toute interférence avec les mesures physiologiques, les téléphones portables étaient interdits dans la salle de test.

## 8.5. STIMULI

Le corpus de contenus audiovisuels utilisé dans cette expérience était identique au corpus caractérisé par l'expert (chap. VII) à savoir :

* **Danse** : extrait du ballet *Balé de Rua* (14 min 21),

* **Documentaire** : documentaire entier sur Jean-Marc Mormeck (12 min 25),

* **Opéra** : extrait d'une adaptation de *Don Giovanni* (12 min 36),

* **Sport** : extrait de la finale de Rolland Garros 2011 (12 min),

* **Théâtre** : extrait d'une adaptation des *Fourberies de Scapin* (10 min 29).

Un aperçu des contenus AV de test est présenté par la vidéo 8.4 ci-dessous.

**Vid. 8.4. Aperçu des contenus de test avec de gauche à droite : Documentaire, Opéra, Sport, Danse et Théâtre.**

Les cinq contenus de test étaient présentés au format 3D vidéo (présentation Side-by-Side) et stéréo (audio) full HD 1080p. Les contenus ont préalablement été encodés à 15 Mbps (AVC-x264, .avi, compression simultanée de l'image gauche et droite pour une compression symétrique). Le format 3D était natif (c.-à-d. tourné à l'aide de caméras 3D) pour les cinq contenus ; il n'était donc pas reconstruit *a posteriori* (tourné en 2D puis converti en 3D), L'encodage des contenus a été nécessaire pour permettre à l'ordinateur la lecture de séquences

<footnote n="22">22 Dell, Intel Core i7, 2,80 Ghz, ram :4 Gb, OS: Windows XP (32 bits)</footnote>

<footnote n="23">23 Dell, Intel Xeon W3540, 2,93GHz, ram : 12 Gb, OS windows XP (64 bits)</footnote>
audiovisuelles aussi longues et la restitution au format full HD. Le seuil d'encodage a été choisi pour se situer au-dessus des normes de diffusion actuelle de TV HD (actuellement de 6 Mbps<sup>24</sup>, sect. 1.2, chap.1).

## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Rappelons que la présentation 3D a été choisie pour sa capacité à générer de la fatigue visuelle, l'utilisation d'un tel format pourrait alors proposer un contexte plus favorable pour observer des réponses psychophysiologiques en réaction aux fluctuations de qualité. Quatre dégradations, choisies sur la base des résultats obtenus à l'expérimentation B2 (chap. VII), ont été appliquées dans cette étude. Les dégradations audio et vidéo sélectionnées correspondaient à celles ayant reçu les notes de QAV les plus basses (augmentation des niveaux de dégradations par rapport à l'expérimentation A). Il s'agissait des dégradations :

* **V-DEB (vidéo)** : réduction du débit vidéo variable, entre 94 et 550 Kbps, selon le contenu,

* **A-PP (audio)** : 10% de perte de paquets,

* **V-DEB * A-PP (audiovisuelle)** : combinaison des dégradations vidéo et audio,

* **D (audiovisuelle)** : désynchronisation image/son avec 1500 ms de retard de l'image sur le son. Chaque dégradation était appliquée durant une minute (augmentation de la durée de dégradation par rapport à l'expérimentation A), chaque contenu comportait donc un total de quatre périodes dégradées. La Figure 8.5 présente le pattern d'introduction des dégradations

**Vid. 8.5. Patterns d'introduction des dégradations pour chaque contenu.** D représente la désynchronisation, A la dégradation audio, V la dégradation vidéo et AV la dégradation audiovisuelle.

## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Chaque dégradation était présentée une seule fois au sein de chaque contenu. Au total, un contenu donné était divisé en huit (Danse, Sport et Théâtre) ou neuf périodes (Documentaire et Opéra), les périodes non dégradées étaient de durées variables (quelques secondes à plusieurs minutes). L'irrégularité des patterns, différents pour chaque contenu, devait permettre d'éviter la prévisibilité d'apparition des dégradations. A chaque contenu correspondait un pattern de

<footnote n="24"><sup>24</sup> Actuellement, le débit de diffusion d'un flux 3D est fixé selon la libre appréciation du diffuseur. A titre indicatif, le débit choisi par le réseau Orange est le même que celui de la diffusion HD (pour des contraintes techniques) fixé à environ 6 Mbps pour l'ADSL et 11 Mbps pour la TNT.</footnote>
égradations qui lui était propre, le pattern d'introduction des dégradations d'un contenu donné étant identique pour l'ensemble des participants. En revanche, l'ordre de présentation des contenus était aléatoire pour chaque participant. Le pattern d'introduction des dégradations a été réalisé sur la base de résultats de l'expérimentation B2. Chaque période dégradée (1 min) englobait la séquence de dix secondes ayant obtenu, pour une dégradation donnée, la note MOSAV la plus basse lors de l'expérience B2 (augmentation des seuils et de la durée des dégradations). Cela devait permettre de disposer de manière certaine d'au moins dix secondes pour lesquelles les dégradations étaient consciemment perçues.

## 8.6. OBSERVABLES

### 8.6.1. MESURES SUBJECTIVES

L'ensemble du questionnaire de l'expérimentation B1 permettant l'évaluation des catégories Hédonique, Sémantique et Technique a été soumis aux participants à l'exception de descripteur de Température de couleur peu adapté à un public non expert en technique audiovisuelle. De plus, une série de quatre questions (catégorie Perception) a été ajoutée afin d'obtenir plus de précisions sur la perception des dégradations A, V, AV ou D et du format 3D. Ces questions étaient relatives à la détection de la dégradation (A, V, AV, D) ou d'une gêne associée à la 3D (gêne 3D) et au niveau de certitude associé à cette détection/gêne. Si et seulement si, une dégradation ou une gêne 3D était détectée, alors les participants devaient répondre à deux questions supplémentaires portant sur l'impact de la dégradation/gêne 3D sur la compréhension du contenu et sur le sentiment d'émotions négatives (agacement, énervement, stress, frustration, etc.). Au total, les participants devaient répondre à un ensemble de trente et une questions. Le questionnaire est présenté dans l'annexe 8-B. L'ensemble des critères subjectifs évalués dans cette étude est présenté dans le

## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

### Vidéo8.2. Récapitulatif de l'ensemble des observables de l'expérience subjective des spectateurs pour l'expérimentation C.

#### Observable Echelle Catégorie

##### QAV, QV, QA

ACR 9 points - 5 items : excellent-bon-satisfaisant-médiocre, mauvais Qualité

**Intérêt** faible-modéré-fort Hédonique
**Valence** 9 niveaux (SAM) Hédonique

**Arousal** 9 niveaux (SAM) Hédonique

**Quantité d'information** faible-modérée-forte Sémantique

**Compréhension** faible-modérée-forte Sémantique

**Modalité** A, V, AV Sémantique

**Dynamique contenu** faible-modérée-forte Sémantique

**Luminosité** faible-modérée-forte Technique

**Détection** (D, A, V,

AV, 3D) binaire

(UIT P.805) :

oui - non Perception

**Certitude détection** (D, A, V,

AV, 3D) faible-modérée-forte

Perception

**Gêne Compréhension**

(D, A, V, AV, 3D)

5 niveaux - 5 items :

pas du tout-légèrement-moyennementbeaucoup-extrêmement Perception

**Emotions négatives**

(D, A, AV, V, 3D)

5 niveaux - 5 items : pas du tout-légèrement-moyennementbeaucoup-extrêmement Perception

Les observables sont classés selon les catégories Qualité, Technique, Sémantique, Hédonique et Perception. Les échelles binaires et en 5 points (« Pas du tout » à « Extrêmement ») sont issues de la norme UIT-T P.805 (2007) relative aux méthodes subjectives d'évaluation de qualité en contexte conversationnel. L'évaluation de la gêne liée au format 3D est notée 3D, la désynchronisation est notée D.

## 8.6.2. MESURES PHYSIOLOGIQUES ET OCULAIRES

Cinq indicateurs du comportement oculaire ont été mesurés dans le cadre de cette expérimentation

: PERCLOS, Diamètre Pupillaire (DP), fréquence et durée de fermeture de l'oeil (Eye Blink : EBfreq et EBdur) et le nombre de Saccades (SAC). Ce dernier indicateur a été ajouté pour apporter un indicateur supplémentaire de fatigue. Pour les indices physiologiques, la conductance cutanée (AED), la volumétrie sanguine périphérique (VSP), la fréquence cardiaque (FC) et la température cutanée périphérique (TCP) ont été mesurées. Les fréquences d'échantillonnage était de 32 Hz pour les données d'AED, de TCP, de VSP et de FC (calculée, a posteriori, à partir du
VSP) et de 60 Hz pour l'ensemble des indices oculaires. Les observables physiologiques et oculaires et les outils de recueil utilisés sont synthétisés par le Tableau 8.3 ci-après.

## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

### Vidéo 8.3 : Synthèse des différents observables et outils de recueil pour chaque type de mesures étudié.

#### Type de mesure Observable Recueil

PHYSIOLOGIQUE

AED Paire d'électrodes

FC

Pléthysmographe

VSP

TCP Thermistor

OCULAIRE DP, Eye tracker, EBdur, EBfreq, PERCLOS, SAC

### 8.7. PROTOCOLE

Lorsqu'ils viennent, les capteurs pour la mesure de l'AED (électrodes placées sur les phalanges médiales de l'index et du majeur), de TCP et de VSP étaient installés sur la main non dominante des participants (voir chap. III). Comme indiqué dans l'expérience A, cette installation précoce avait pour objectif d'une part, de stabiliser les mesures physiologiques et d'autre part, d'habituer le participant au port des capteurs. Après l'installation des capteurs, une présentation orale du déroulement de l'expérience était donnée. Le contexte général d'évaluation présenté aux participants était celui de l'évaluation d'un service de diffusion de contenus 3DTV encore à l'essai (aucun contexte d'évaluation n'était précisé dans les précédentes expériences, l'objectif était ici d'obtenir une plus grande implication des participants dans la tâche d'évaluation). Les participants pensaient donc devoir juger d'un système de diffusion en cours d'élaboration, l'état non abouti de ce service devait permettre de justifier les variations de qualité prévues dans le protocole. Les participants devaient ensuite évaluer leur niveau de fatigue sur une échelle graduée à sept niveaux et trois items (voir annexe 8-C pour plus de détails). Après cette évaluation, les synopsis (annexe 8-D) décrivant brièvement les cinq contenus de test étaient remis aux participants. Cette étape avait pour objectif d'engager plus largement le participant dans l'activité de visualisation de contenu en précisant le contexte narratif général des extraits présentés (par exemple, le bref résumé des Fourberies de Scapin devait permettre au participant de ne pas être «
perdu » lors de la présentation de l'extrait et d'éviter un désengagement de la tâche de visualisation). Les contenus devaient ensuite être classés selon leur ordre de préférence (annexe 8-E). Ces informations étaient à nouveau recueillies après la passation du test afin d'obtenir un retour sur les modifications éventuelles du niveau de fatigue ou de préférence avant et après le test. Par exemple, il est envisageable que l'ordre de préférence des contenus ait été réévalué après la découverte des extraits. La disponibilité de cette information fournit une première indication du niveau d'attractivité d'un contenu pouvant influencer les mesures recueillies.

## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Au finish, les consignes et le questionnaire papier étaient remis et présentés au participant(visibles respectivement dans les annexes 8-F et 8-B). Après cette étape, le calibrage et la création du modèle de tête pour l'enregistrement des mesures oculaires étaient réalisés suivant la procédure décrite dans la section 3.6.1 (chap. III). Le port des lunettes 3D (passive) ne constituait pas une gêne pour le recueil de ces mesures (participants non porteurs de lunettes correctives). Cette étape durait en moyenne quinze à vingt-cinq minutes. Pour améliorer le confort des participants et favoriser un maintien naturel de la position de tête, une chaise ergonomique (dossier haut, roulettes fixes) a été utilisée dans cette expérience. Les mesures étant particulièrement sensibles au mouvement, les consignes demandaient également aux participants d'éviter, dans la mesure du possible, les mouvements du bras ou de la main supportant les capteurs. Toutefois, les participants avaient la possibilité de repositionner ou de se dégourdir la main ou le bras durant les phases de complétion de questionnaire. Un coussin permettait d'améliorer le confort et le maintien de la position de la main tout au long du test. A l'issu de cette première phase de prise de connaissance du contexte et de préparation, suivait une phase de relaxation pendant laquelle le participant avait pour consigne de se détendre (aucune activité n'était demandée). Cette phase de repos durait cinq minutes (selon Gerin et al., 1994, un enregistrement de cinq minutes serait suffisant pour obtenir une mesure stable, voir sect. 3.5, chap. III) cité par docteur Julie LASSALLE pendant lesquelles l'activité physiologique était enregistrée (baseline). La phase de préparation et de présentation du test (20 à 30 min) et l'enregistrement de la baseline devait permettre de laisser s'écouler un laps de temps suffisant pour l'élimination d'éventuels résidus d'activités pré-test potentiellement néfastes (biais dans les mesures) tels que la prise de café, de cigarettes ou la réalisation d'un effort avant le test (même si proscrites deux heures avant le test). Avant la présentation des cinq contenus audiovisuels de test,
une amorce audiovisuelle 3D d'une minute était présentée au participant. L'objectif de cette
amorce était de préparer le participant à l'activité de visualisation. Ce contenu présentait un cube
en mouvement (avec variation de couleurs) sur fond gris et accompagné de bips sonores
(normalisés autour de 80 dBA). Cette étape devait permettre d'amortir l'effet potentiel du
changement d'activité de la phase de repos à celle de visualisation constatée sur l'AED et le VSP
lors de l'expérimentation A.

Enfin, la dernière phase correspondait à la passation du test, c'est-à-dire la visualisation et
l'écoute des contenus AV/3D de test. Ceux-ci étaient présentés de manière aléatoire pour chaque
participant. Entre chaque contenu, les participants disposaient d'une pause de cinq minutes
(signalée par un écran noir) pour compléter le questionnaire subjectif. Dans le cas où le
questionnaire était terminé avant la fin du temps imparti, les participants étaient invités à se
relaxer ainsi qu'à se repositionner en face des optiques de l'eye tracker. Cela permettait de
contrôler la position et la qualité du tracking avant la reprise de l'activité de visualisation. Le
participant était averti du commencement de chaque nouveau contenu par un avertisseur visuel et
sonore, une minute puis six secondes (décompte cinématographique 5-4-3-2-1-0) avant son
début effectif.

L'amorce était également annoncée par la présence du décompte.

Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Ces « avertisseurs » devaient remplir deux objectifs. Premièrement, il s'agissait de minimiser une
situation potentiellement stressante liée à la gestion du temps durant la phase de complétion du
questionnaire, les participants étaient prévenus avant le début du test de la présence de ces
vertisseurs. Deuxièmement, les avertisseurs devaient permettre aux participants d'anticiper
l'activité de visualisation (placement du regard sur l'écran) et ainsi, de diminuer l'effet d'un
changement trop brutal d'activité. La durée totale du test était comprise entre 1 h 45 min et 2 h,
dont 1 h 27 min de phase de visualisation et complétion de questionnaires. La Vidéo 8.6 présente
le déroulement et le chronogramme de l'expérimentation C.

Vid. 8.6. Déroulement et chronogramme de l'expérimentation C : de l'installation des capteurs à la visualisation des contenus (C). Une pause de 5 min permettait aux participants de compléter le questionnaire.

Le protocole mis en place dans cette expérience tenait compte de l'ensemble des adaptations
proposées à l'issu de l'expérimentation A.
## 8.8. HYPOTHESES

Le questionnaire proposé devrait permettre de compléter les notes MOS récoltées. Les hypothèses testées, concernant les mesures psychophysiologiques, dans cette expérimentation étaient identiques à celles de l'expérimentation A, à savoir :

* **H0p** : la présence de dégradations audio et/ou vidéo (désynchronisation, réduction du débit) pourrait être à l'origine d'un effort mental supplémentaire (pour décoder et interpréter le message dégradé) puis d'un état de fatigue, visibles à travers des modifications des patterns physiologiques et/ou oculaires,

* **H1p** : un effort mental supplémentaire lié à la présence de dégradations audio et/ou vidéo conduirait à une activation majoritaire du système nerveux sympathique traduite par une augmentation des indices AED, FC, DP et une diminution des indices VSP, TCP, EBfreq et EBdur,

* **H2p** : un état de fatigue consécutif à l'effort mental lié à la présence de dégradations audio et/ou vidéo serait traduit par une augmentation du PERCLOS, de EBfreq et de EBdur et une diminution de SAC.

# Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

## 8.9. RESULTATS

### 8.9.1. PREPARATION DES DONNEES

Au total, trente-trois participants ont pris part à l'expérimentation C. Chaque jeu de données, subjectif, physiologique ou oculaire a été considéré et traité séparément. Sept participants ont été rejetés pour l'analyse du jeu de données physiologiques en raison de la présence de valeurs aberrantes ou d'artefacts trop nombreux (mouvements, mauvais maintien des électrodes -mains moites-, etc.). Au total, l'analyse statistique portant sur les mesures physiologiques a été réalisée à partir des données de vingt-six participants. Pour le jeu de données oculaires, quatorze participants ont été exclus du jeu de données initial en raison de difficultés d'enregistrement (difficulté de détection de la pupille, artefacts de mouvement, etc.), portant à dix-neuf le nombre de participants dont les mesures ont été considérées comme valides. Le critère de rejet des participants a été décidé selon l'indicateur du niveau de qualité de la mesure (niveau de fiabilité) fourni par faceLAB. En effet, chacun des points de mesure (60 mesures/s) bénéficie d'un indice de qualité pouvant varier de zéro (aucune donnée) à trois (qualité de la mesure optimale). A partir
de la moyenne de cet indice, obtenue pour chaque période étudiée, les données recueillies pour un participant étaient incluses dans le jeu de données si et seulement si plus de 70% des moyennes le concernant étaient supérieures à l'indice 2. Aucun participant n'a été rejeté pour l'analyse du jeu de données subjectives. Le nombre de participants dont les mesures ont été retenues pour chaque jeu de données est récapitulé par le Tableau 8.4.

Vid 8.4. Nombre de participants dont les mesures ont été retenues pour l'analyse statistique à partir des données subjectives, physiologiques ou oculaires.

TYPE DE MESURES PARTICPANTS RETENUS

SUBJECTIVES 33

PHYSIOLOGIQUES 26

OCULAIRES 19

Les figures ci-dessous présenteront un intervalle de confiance à 95%. Les analyses posthoc ont été effectuées à l'aide de tests HSD de Tukey.

8.9.2. MESURES SUBJECTIVES

8.9.2.1. FATIGUE

Un test de *Student* a mis en avant une augmentation significative du niveau moyen de fatigue entre les évaluations pré et post-test (t(33) = 8,48, p <0,05). La Figure 8.7 illustre cette influence.
L'effet de la classe d'âge (18-25, 25-35 et >35 ans) a également été vérifié au moyen d'une ANOVA à 1 facteur. Cette dernière n'a pas révélé d'effet significatif de la classe d'âge sur les variables dépendantes « Niveaux de fatigue pré-test » (F (2, 31) = 0,61, p =0,55) et « Niveaux de fatigue post-test » (F (2, 31) = 1,23, p =0,31).

Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Vid. 8.7 : Evolution du niveau moyen de fatigue mesuré avant et après le test sur une échelle allant de 1 (« Pas du tout fatigué ») à 7 (« Extrêmement fatigué »).

8.9.2.2. PREFERENCES

La Vidéo 8.8 ci-après représente la position médiane de chaque contenu obtenue au classement de préférence avant et après la phase de visualisation. Pour plus de précision, la répartition des effectifs est apportée dans l'annexe 8-G.

Vid. 8.8. Position (selon la médiane) de chaque contenu obtenue au classement de préférence, de 1

(
contenu préféré) à 5 (contenu le moins préféré), avant et après la phase de visualisation.

Globalement les participants n'ont pas montré de préférence initiale marquée pour l'un ou l'autre des contenus. Ce constat permet de penser que les évaluations des critères ne devraient pas être influencées par des attentes spécifiques (considérées pour l'ensemble des participants) envers un contenu en particulier. En revanche, les participants ont massivement (70% des participants) placé le contenu *Opéra* en dernière position (rejet) tandis que le contenu *Danse* a majoritairement été classé en première position (adhésion) après la visualisation des contenus.

## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Ce classement tend à confirmer les observations réalisées lors de l'étude B1, portant sur l'évaluation de courts extraits de ces mêmes contenus et pour lesquels les séquences du contenu *Opéra* avaient reçu les notes les plus basses d'intérêt, de valence et d'arousal. A l'inverse, les séquences du contenu *Danse* avaient obtenu les notes les plus hautes pour ces mêmes descripteurs.

### 8.9.2.3. CATEGORIE HEDONIQUE

La vidéo 8.9 présente les niveaux moyens d'intérêt, de valence et d'arousal obtenus pour chaque contenu. Comme constaté lors de B1, *Opéra* a été à l'origine d'une expérience hédonique globale plutôt négative en matière d'intérêt, de valence et d'arousal. Une MANOVA considérant la variable indépendante « Contenu » et les variables dépendantes « Intérêt » à trois modalités (faible, modéré, fort), « Plaisir » et « Arousal » à neuf modalités (échelle de neuf niveaux) a indiqué un effet du contenu sur les descripteurs hédonique :

$$F(12, 431,55) = 6,44, p < 0,001.$$

INTERET

Opéra Danse Sport Doc. Théâtre

Faible Modéré Fort

Plaisir

Arousal

Opéra Danse Sport Doc. Théâtre

**Vid. 8.9. Influence du contenu sur le niveau moyen obtenu pour les descripteurs Intérêt, Plaisir et Arousal de la catégorie Hédonique.**

De manière générale, il semble que les descripteurs de la catégorie Hédonique reflètent le classement des contenus par ordre de préférence.
### 8.9.2.4. CATEGORIE SEMANTIQUE

La Vidéo 8.10 ci-dessous présente la répartition des effectifs pour l'évaluation du descripteur *Modalité* et les niveaux moyens obtenus pour les descripteurs *Quantité d'information*, *Compréhension* et *Dynamique de contenu* annotés après la visualisation de chaque contenu.

#### Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Q. Info Compr.

Dyn.

Opéra

Danse

Sport Doc.

Théâtre

**Vid. 8.10.** Influence du contenu sur l'évaluation de la modalité dominante présentée selon la répartition des effectifs et le niveau moyen obtenu pour les descripteurs *Quantité d'information* (*Q.info*), *Compréhension* (*Compr.*) et *Dynamique* (*Dyn.*).

Concernant l'évaluation de la modalité dominante, le contenu *Danse* a majoritairement été annoté sans modalité dominante (modalité AV) tandis que les contenus *Opéra* et *Sport* ont respectivement été caractérisés par une modalité dominante audio et vidéo. La détermination de la modalité dominante pour les contenus *Documentaire* et *Théâtre* est moins évidente, toutefois, le premier peut être considéré comme AV avec une prédominance de la vidéo et le second comme AV avec une prédominance de l'audio. Ce résultat correspond globalement à la caractérisation experte de la modalité dominante (d'après le mode obtenu pour toutes les séquences analysées d'un contenu donné). Le contenu a également influencé l'évaluation des autres descripteurs sémantiques comme l'indique la figure de droite. Cette observation a été confirmée par une série d'ANOVAs conduite selon la variable indépendante « Contenu » et la variable aléatoire « Participant » sur les variables dépendantes « Quantité d'information», « Compréhension» et « Dynamique » à trois modalités (faible, modérée, forte) avec respectivement $F(4, 132) = 4,18, p <0,001$, $F(4, 132) = 27,57, p <0,0001$ et $F(4, 132) = 21,67, p <0,0001$. Les résultats n'ont pas révélé d'effet significatif de la variable « Participant ». L'observation de la figure permet plusieurs constats. Globalement, les descripteurs sémantiques représentés ne sont pas des notions corrélées, les participants ont été en mesure d'évaluer distinctement les critères de compréhension, de quantité d'information et de dynamique. Le niveau de compréhension est plutôt bon (de modéré à fort) quel que soit le niveau perçu de dynamique et ne dépend pas non
plus de la quantité d'information. A un niveau plus local, on peut constater que le contenu *Opéra* a été qualifié par les niveaux les plus faibles à la fois de compréhension, de dynamique et de quantité perçue d'information. Ces résultats vont dans le sens de ceux obtenus à partir des séquences évaluées dans le cadre de l'expérimentation B1. Un autre effet notable concerne le contenu *Théâtre* pour lequel le niveau moyen de compréhension était significativement plus faible que pour les autres contenus du corpus (p < 0,001) hormis *Opéra*. Cet effet n'a pas été reflété par les évaluations réalisées lors de B1 présentant des séquences 2D sans dégradations.

# Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

## 8.9.2.5. CATEGORIE TECHNIQUE

La vidéo 8.11 ci-dessous présente le niveau moyen du descripteur *Luminosité* obtenu pour chaque contenu. Une ANOVA considérant la variable indépendante « Contenu » et la variable aléatoire « Participant » et la variable dépendante «Luminosité» à trois modalités (faible, modérée, forte) a indiqué une influence significative du contenu sur le niveau de luminosité évalué par les participants (F (4, 132) = 16,04, p <0,0001). Précisément, les contenus *Opéra* et *Sport* étaient significativement plus lumineux (avec p <0, 0001) que les contenus *Danse* (le moins lumineux), *Documentaire* (Doc.) et *Théâtre*. La variable « Participant » n'a pas eu d'influence significative sur l'évaluation de ce critère.

LUMINOSITE

Vid. 8.11. Influence du contenu sur le niveau moyen obtenu pour le descripteur *Luminosité*.

## 8.9.2.6. CATEGORIE PERCEPTION « DETECTION » ET « CERTITUDE »

La vidéo 8.12 ci-dessous présente l'influence du contenu sur la détection (répartition par effectifs) de chaque type de dégradations : Audio (A : A-PP), Vidéo (V : V-DEB), AudioVidéo combinées (AV : V-DEB* A-PP), désynchronisation (D : 1500 ms avance du son) et la présence d'une gêne éventuelle liée au format 3D (gêne 3D) ainsi que les niveaux de certitudes associés.

# Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale
8.12.a. Taux de détection (oui/non) pour chaque contenu et chaque type d'altération.

8.12.b. Taux de certitude lors d'une détection (oui).

8.12.c. Taux de certitude en absence de détection (non).

Vid. 8.12. Répartition par pourcentage d'effectifs, pour chaque contenu, du taux de détection (oui/non) des dégradations Audio (A), Vidéo (V), AudioVidéo combinées (AV), Désynchronisation (D) et Gêne 3D et du niveau de certitude associé (faible : fa, Modéré : M ou Fort : F).

Les figures ci-dessus indiquent que les dégradations A, V et AV ont quasiment toujours été détectées avec un niveau élevé de certitude et ce, indépendamment du type de contenu. En revanche, la détection de la désynchronisation et de gêne 3D est dépendante du contenu visualisé.

En effet, la désynchronisation n'a clairement pas été détectée pour les contenus Danse et Sport (respectivement annotés avec les modalités AV et V). Par ailleurs, les participants ont majoritairement rapporté une gêne 3D pour le contenu Théâtre avec 87,9% des participants ayant déclaré avoir ressenti de la gêne 3D dont 62,1% avec une certitude forte (pour plus de détail voir l'annexe 8-H qui présente le pourcentage de détection de chaque dégradation pour chaque contenu ainsi que celui du niveau de certitude associé). Les Figures 8.12b et 8.12c indiquent que globalement la détection d'une dégradation était associée à un niveau de certitude élevé à l'exception de la gêne 3D ayant été à l'origine d'une répartition plus hétérogène des effectifs selon les différents niveaux de certitude. En revanche, lorsque les dégradations n'étaient pas détectées, les participants étaient moins certains de leurs réponses.

Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

« COMPREHENSION » ET « EMOTIONS NEGATIVES »

La Vidéo 8.13 ci-dessous présentent les niveaux moyens obtenus pour les descripteurs Compréhension (plus exactement dans quelle mesure la dégradation considérée a influencé la compréhension du contenu) et Emotion négative pour les dégradations A et AV. En effet, une série d'ANOVAs a été conduite à partir de la variable indépendante « Contenu » et la variable aléatoire « Participant » sur les variables dépendantes « Compréhension» et « Emotions négatives » à cinq modalités (« Pas du tout » à « Extrêmement ») évaluées si et seulement si la dégradation A, V, AV, D ou Gêne 3D étaient détectées. L'ensemble des résultats (effets principaux) obtenus est présenté dans l'annexe 8-I. Ces derniers ont indiqué une influence significative de la variable
« Participant » sur la majorité des variables dépendantes. Ils ont également révélé un effet de la dégradation A sur les variables « Compréhension »

(F (4, 116) = 17,60, p <0,001) et « Emotions négatives » (F (4, 116) = 7,62, p <0,001) et de la dégradation AV sur la variable « Compréhension » (F (4, 86) = 3,90, p <0,01) comme illustrée dans la figure 8.13.

DEGRADATION A

Compr.

Emo -

Opéra Danse Sport Doc. Théâtre

Vid. 8.13. Effet des dégradations audio (A) et AudioVidéo combinée (AV) sur les niveaux de compréhension et d'émotions négatives (Emo -) de 1 (Pas du tout) à 5 (Extrêmement).

Comme cela peut être observé, les participants ont rapporté que la dégradation A a impacté leur niveau de compréhension lorsque celle-ci était appliquée au contenu *Théâtre* (impact de la dégradation sur la compréhension de ce contenu significativement plus fort que pour l'ensemble des autres contenus avec *p* <0,001 entre Théâtre et Opéra, Danse, Sport et *p* <0,001 entre Théâtre et Documentaire) et dans une moindre mesure, au contenu *Documentaire* (impact de la dégradation sur la compréhension de ce contenu significativement plus fort que pour les contenus Danse avec *p* <0,05 et Sport avec *p* <0,001). La dégradation AV a, quant à elle, impacté plus fortement la compréhension du contenu *Théâtre* par rapport aux contenus *Opéra* (*p* < 0,005) et *Danse* (*p* < 0,001).

Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale « QUALITE PERÇUE »

La Vidéo 8.14 ci-dessous présente les notes MOSAV, MOSV et MOSA obtenues pour chaque contenu.

MOSAV

MOSV

MOSA

Vid. 8.14. Effet du contenu sur MOSAV, MOSV et MOSA.

L'observation de la figure indique que la qualité restituée est globalement satisfaisante.
Néanmoins, les dégradations apparaissant sur les contenus *Opéra* et *Théâtre* ont plus fortement
altéré la perception des qualités vidéo et audiovisuelle. Ce constat est confirmé par une ANOVA
considérant la variable indépendante « Contenu » et la variable aléatoire « Participant » sur les
variables dépendantes « QAV », « QV » et « QA ». Les résultats ont en effet révélé une influence
ignificative du contenu sur QAV (F (4, 132) = 15,18, p <0,001) et QV (F (4, 132) = 11,51, p <0,001). En revanche, l'évaluation de QA n'a pas été influencée par le contenu (F (4, 132) = 2,33, p =0,06). Un effet de la variable « Participant » a également été constaté sur QAV (F (32, 132) = 4,67, p <0,001), QV (F (32, 132) = 3,74, p <0,001) et QA (F (32, 132) = 4,47, p <0,001)
Plus précisément, une diminution des scores MOSAV et MOSV pour les contenus Opéra et Théâtre a été révélée : MOSAV est significativement plus basse pour Théâtre que pour l'ensemble des autres contenus, à l'exception d'Opéra, (avec p <0,001 entre Théâtre et Danse, Documentaire et p <0,01 entre Théâtre et Sport) et pour Opéra comparativement aux contenus Danse (avec p <0,01) et Documentaire (avec p <0,05). MOSV est aussi significativement plus faible pour les contenus Opéra et Théâtre par rapport aux autres contenus du corpus (avec p < 0,001 entre Opéra et Danse, p <0,01 entre Opéra et Documentaire, p <0,05 entre Opéra et Sport et avec p <0,001 entre Théâtre et Danse, Sport, Documentaire). La figure permet aussi de constater que QV tend à attirer QAV comme l'illustre les notes attribuées aux contenus Opéra et Théâtre.

Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

8.9.3. CONCLUSIONS MESURES SUBJECTIVES

L'analyse des données perceptives a tout d'abord révélé un **impact de la passation sur leniveau de fatigue**, plus important après le test. La visualisation de contenus présentés en format 3D et comportant des dégradations audio et/ou vidéo ainsi que l'activité de complétion de questionnaires ont donc influencé, comme cela pouvait être attendu, le niveau de fatigue subjectivement évalué.

Cette information peut être pertinente dans le cadre de l'interprétation des mesures
psychophysiciologiques. Le classement des contenus par ordre de préférence avant le test a permis
de constater que globalement les participants n'avaient pas d'a priori sur les contenus à
visualiser, c'est-à-dire une absence de rejet ou au contraire d'intérêt fort pour un ou plusieurs
contenus qui auraient pu biaiser les résultats. En revanche, après visualisation, le classement a
dévoilé un rejet massif du contenu Opéra tandis qu'à l'inverse, Danse a été le contenu préféré par
les participants. Globalement, la caractérisation, à partir des descripteurs évalués après la
visualisation des contenus entiers, a permis de retrouver celle réalisée à partir des courtes
équences non dégradées (moins vrai pour les descripteurs Modalité et Dynamique). Ainsi, la
procédure de caractérisation à partir d'extraits de quelques secondes semble être
représentative des contenus entiers principalement concernant les descripteurs de la catégorie
Hédonique. Le rejet du contenu Opéra a donc été observé indépendamment de la présence de
dégradations ou du type de format de présentation (2D ou 3D). Cette information devra être prise
en compte dans la suite des analyses. Il en sera de même pour le contenu Danse ayant suscité une
forte adhésion (pattern inverse à

Opéra). L'évaluation de la qualité audio, vidéo et audiovisuelle a révélé que la qualité restituée était globalement satisfaisante. Néanmoins, les contenus Opéra et Théâtre ont reçu des notes de qualité vidéo et audiovisuelle plus faibles que pour les autres contenus. Dans l'expérimentation

A, Opéra avait obtenu, à l'inverse, des notes de qualité vidéo et audiovisuelle plus élevées que la majorité des autres contenus. Plusieurs explications peuvent être apportées pour éclaircir ce point. Tout d'abord, ce résultat pourrait traduire un effet positif du débit adaptatif (ainsi, l'effet observé lors de l'étude A s'expliquerait plus par un effet inégal d'un débit fixe que par un effet de la modalité dominante). Par ailleurs, le contenu Opéra s'est révélé être un contenu très peu apprécié des participants tant en matière d'intérêt, de plaisir que d'arousal, il a également été annoté par les niveaux les plus faibles de compréhension, de dynamique et de quantité d'information perçue. L'évaluation de ces critères (jugés après la qualité mais présentés avant la passation de test) aurait pu conduire les participants à homogénéiser leurs réponses sur l'ensemble du questionnaire. Ainsi, les notes de qualité obtenues pourraient avoir été « contaminées » notamment par l'évaluation des niveaux d'intérêt, de plaisir, etc. très faibles pour ce contenu en particulier. Cet effet contaminant

(maintien d'une cohérence inter-critères) pourrait être rapproché de l'influence positive observée
par Palhais et al. (2012) du niveau d'intérêt sur l'évaluation subjective de la qualité vidéo.

Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Les résultats de l'expérimentation C indiquent que l'intérêt (lorsque celui-ci est subjectivement évalué), et plus largement la qualité hédonique d'un contenu, a aussi une influence négative sur l'évaluation subjective de la qualité vidéo et audiovisuelle (la qualité audio n'a pas été influencée par le type de contenu). La présentation 3D pourrait également expliquée la diminution des notes
e qualité vidéo et audiovisuelle constatée pour le contenu *Théâtre*. En effet, les participants ont rapporté avoir été gênés par le format 3D du contenu *Théâtre*, cet effet pouvant être expliqué par la qualité native 3D de ce contenu probablement moins bonne que celle des autres contenus (présence de *ghosting*, défauts de luminance).

Par ailleurs, les notes de qualité audiovisuelle ont plus largement reflété les notes de qualité vidéo qu'audio (fig. 8.14) indépendamment de la nature de la modalité dominante. Ce constat permet de croire que, dans le cadre de cette expérimentation, la qualité vidéo était prédominante lors de l'élaboration de la note de qualité audiovisuelle. Dans l'expérimentation A, les qualités audio et vidéo semblaient contribuer de manière plus ou moins équivalente à la qualité perçue audiovisuelle, cette dernière correspondant globalement à une moyenne des notes de qualité audio et vidéo. Ainsi, la prédominance de la qualité d'une modalité sur la qualité audiovisuelle perçue semble dépendre d'un certain nombre de facteurs qui ne seraient pas seulement propres au contenu mais aussi au type de critères évalués (ici, plaisir, etc.) ou plus largement au protocole appliqué (format de présentation : 2D/3D, durée des séquences, durée et seuil des dégradations, nombre de présentation des séquences, etc.). Ce constat souligne l'importance de demander systématiquement aux participants d'évaluer les qualités audio et vidéo séparément au lieu de la seule qualité audiovisuelle comme cela est actuellement recommandé par la norme UIT-T P.912 (UIT-T, 1999). Sur le plan de la perception des dégradations de qualité, les dégradations audio, vidéo et audio-vidéo (combinaison des dégradations audio et vidéo) ont été détectées avec une certitude forte par la majorité des participants et ce, indépendamment du type de contenu. En revanche, la désynchronisation n'était pas ou peu perçue pour les contenus Danse et Sport. Cela peut être expliqué par le fait que le contenu Sport comportait de nombreux commentaires extra-diégétiques et que le contenu Danse présentait très peu de scènes verbales. A l'inverse, les contenus Opéra, Documentaire et Théâtre présentaient principalement des sons de parole diégétiques. L'expérience B2 a montré que pour être perceptible la désynchronisation doit survenir sur des scènes auditives à la fois verbales et diégétiques. Ainsi, l'absence de détection de la désynchronisation pour les contenus Danse et Sport peut s'expliquer par le fait que ces contenus ne remplissaient pas les conditions nécessaires à la perception de cette dégradation. Ce constat confirme une nouvelle fois l'importance de la caractérisation préalable des séquences de test. Il souligne également la pertinence de l'ajout d'une question spécifique à la détection des dégradations aux

q
questionnaires d'évaluation de la qualité audiovisuelle, notamment lorsque la dégradation par désynchronisation image/son souhaite être étudiée.

Par ailleurs, l'évaluation de la présence d'une gêne liée au format 3D n'était pas associée à une certitude forte. Il semble que l'évaluation de ce critère soit plus amplement soumise à la sensibilité individuelle des participants.

## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

De manière générale, lorsqu'une dégradation n'était pas détectée, les participants n'étaient pas certains de leurs réponses. Ce constat pourrait être expliqué par la présence même d'une question sur la détection d'une dégradation donnée sous-tendant la présence possible de ce type de dégradation (biais lié au questionnaire). Dans cette étude, l'impact des dégradations sur la compréhension des participants et sur le sentiment d'émotions négatives (frustration, agacement, etc.) a également été évalué. Les résultats portant sur ces critères ont montré plusieurs effets intéressants. Tout d'abord, la dégradation audio a eu l'impact le plus important sur la compréhension et le sentiment d'émotions négatives lors de son application aux contenus *Théâtre* et *Documentaire*. Ces deux contenus ont en commun la présence de nombreuses scènes verbales et diégétiques. La dégradation audio survenant lors de la visualisation de ces contenus entraînerait une perte d'intelligibilité gênante pour la compréhension du contenu. Pour autant, cela n'est pas observé pour le contenu *Opéra* également caractérisé par un contenu verbal et diégétique et ayant été annoté avec un niveau faible de compréhension générale. Cependant, il s'agissait exclusivement de paroles chantées en langue étrangère. Par conséquent, l'accès au sens (déterminé par les sons de parole pour Théâtre et Documentaire) serait moins déterminé pour *Opéra* par la compréhension des sons de parole que par les informations musicales et visuelles interprétées dans leur ensemble. Par ailleurs, l'effet de la dégradation audio sur la compréhension de *Documentaire* n'a pas été reflété par l'évaluation du niveau de compréhension globale du contenu, contrairement à *Théâtre*. Cela peut être expliqué par le fait que ce contenu présentait un certain nombre de séquences à dominance vidéo (c.-à-d. pour lesquelles le contenu audio n'était pas verbal) contrairement à *Théâtre* pour lequel quasiment toutes les séquences étaient verbales. *Documentaire* a d'ailleurs été qualifié par une modalité AV mais avec une tendance vidéo par les participants et par une modalité dominante vidéo selon la caractérisation experte. L'évaluation du sentiment d'émotions négatives consécutives à la dégradation audio semble refléter les notes
ttribuées à la compréhension, toujours évaluée avant. Soit la perte de compréhension est à l'origine d'émotions négatives, soit l'ordre de présentation des questions influence les réponses des participants qui essaient de maintenir une certaine cohérence entre leurs évaluations aux différents critères.

Toutefois, il est possible que ces deux suppositions ne s'excluent pas l'une l'autre. La dégradation audio-vidéo a également impacté le niveau de compréhension du contenu *Théâtre* (par rapport au contenu Danse et Opéra). Cet effet peut être expliqué par l'influence de la dégradation audio comme discuté ci-avant (perte d'intelligibilité). **L'altération audio a donc diminué la qualité d'expérience du spectateur, pour les contenus Théâtre et Documentaire en particulier, sans pour autant avoir été reflétée par l'évaluation de la qualité audio.** Ce constat attire l'attention sur la limite de l'évaluation seule des niveaux de qualité perçue qui ne permet donc pas de rendre compte de l'ensemble des influences de la qualité sur la *qualité d'expérience* du spectateur. Ce résultat renforce la nécessité de proposer un questionnaire enrichi, et plus généralement une méthode d'évaluation holistique, pour étendre l'évaluation de la qualité du signal restitué à l'évaluation de la *qualité d'expérience*.

## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Le rejet du contenu *Opéra*, l'adhésion pour le contenu *Danse* ou l'effet de la présentation 3D et de la dégradation audio sur le contenu *Théâtre* sont autant d'informations qui pourraient permettre une meilleure interprétation des mesures psychophysiologiques.

### 8.9.4. MESURES OCULAIRES

#### 8.9.4.1. REDUCTION DES DONNEES

Pour chacun des dix-neuf participants sélectionnés (sect. 8.9.1 ci-dessus) environ une heure trente de données ont été recueillies et ce, pour chaque indice oculaire. Sur la base des informations de synchronisation obtenue *via* le module *Télécommande*, une première étape a consisté à faire correspondre les mesures enregistrées au déroulé de la passation (baseline, amorce, contenus) ainsi qu'à celui de chaque contenu avec ses périodes dégradées et non dégradées. Chaque contenu était divisé en huit (Danse, Théâtre, Sport) ou neuf périodes (Documentaire, Opéra) dont quatre, d'une durée d'une minute, qui présentaient une dégradation Audio (A), Vidéo (V) AudioVidéo combinée (AV) ou Désynchronisation (D). Les périodes sans dégradations étaient notées P1, P2, P3, P4 et éventuellement P5 selon leur ordre chronologique d'apparition. Deux types d'analyses

o
nt été effectués :

* le premier considère, pour chaque participant, la **moyenne temporelle des signaux calculée pour l'amorce et chacun des cinq contenus de test** (soit 6 scalaires par participant). Pour des raisons identiques à celles de l'expérimentation A (difficulté de contraindre le participant à fixer un écran noir durant plusieurs minutes), les données oculaires enregistrées durant la baseline n'ont pas été prises en compte. Les données oculaires n'étaient donc pas normalisées,

* le deuxième considère, pour chaque participant et pour chaque contenu, la **moyenne temporelle calculée pour chacune des périodes dégradées et non dégradées** d'un contenu donné (soit 42 scalaires par participant). Ces deux niveaux d'analyses devaient permettre l'étude des influences du type d'activité (amorce vs. premier contenu visualisé), du contenu (Danse, Documentaire, Opéra, Sport, Théâtre) et de la période (dégradée et non dégradée).

### 8.9.4.2. EFFET DU TYPE D'ACTIVITE

Une série de tests de Student réalisée pour chaque indicateur entre les moyennes obtenues pour l'amorce et celle du premier contenu visualisé n'a pas révélé de différences significatives : DP ($t(18) = 1,45, p = 0,17$), EBdur ($t(18) = 0,66, p = 0,52$), EBfreq ($t(18) = 0,17, p = 0,87$), PERCLOS ($t(18) = -0,50, p = 0,62$) et SAC ($t(18) = -0,93, p = 0,37$).

# Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

### 8.9.4.3. EFFET DU CONTENU

La Vidéo 8.15 ci-dessous présente les moyennes obtenues pour les indices DP et SAC pour chacun des contenus visualisés. Elle illustre l'effet significatif du contenu sur ces deux indices oculaires seulement, conformément aux ANOVAs réalisées à partir de la variable indépendante « Contenu » et aléatoire « Participant » et des variables dépendantes « DP », « EBdur », « EBfreq », « PERCLOS », « SAC ». Les résultats des ANOVAs ont en effet montré une influence significative du contenu uniquement pour les indices SAC : $F(4, 72) = 5,56, p < 0,001$ et DP : $F(4, 72) = 8,13, p < 0,001$. Un effet systématique de la variable « Participant » a été observé avec $p < 0,05$ pour

SAC et $p < 0,001$ pour tous les autres indicateurs. L'ensemble des résultats (effets principaux) est
présenté dans l'annexe 8-JA.

DP

Danse Opéra Théâtre Doc. Sport 0,0032,0,0036,0,00400,0044 METRE SAC

Danse Opéra Théâtre Doc. Sport 0,008,0,012,0,016,0,020,0,024 OCCURENCE

Vid. 8.15. Moyennes obtenues pour chaque contenu pour les indices DP et SAC (0 = absence de saccades et 1= présence de saccades).

Plus précisément, comme l'indique la figure, une augmentation significative est observée pour DP lors de la visualisation du contenu Danse par rapport aux contenus Opéra, Sport (avec $p < 0,001$) et Théâtre (avec $p < 0,05$). Une augmentation de l'indice SAC a également été constatée lors de la visualisation des contenus Documentaire et Sport par rapport aux contenus Opéra et Théâtre (avec $p < 0,05$).

### 8.9.4.4. EFFET D'ALTERATIONS

L'hypothèse principale (H0p) supposait que la présence de dégradations audio et/ou vidéo (désynchronisation, réduction du débit) pourrait être à l'origine d'un effort mental (H1p) supplémentaire (pour décoder et interpréter le message dégradé) puis d'un état de fatigue (H2p), visibles à travers des modifications des patterns physiologiques et/ou oculaires. Pour étudier cela, une ANOVA a été réalisée pour chaque contenu, en considérant la variable indépendante « Période » (P1, P2, P3, P4, éventuellement P5 et A, V, AV, D) et la variable aléatoire « Participant » et les variables dépendantes « DP », « EBdur », « EBfreq », « PERCLOS », « SAC ». Un effet de la variable « Participant » a été trouvé pour tous les indicateurs étudiés et ce pour chaque contenu (excepté l'indicateur SAC pour le contenu Opéra).

#### Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

L'ensemble des résultats (effets principaux) est présenté dans l'annexe 8-JB. Les effets significatifs de la période sont présentés dans le Tableau 8.5 ci-après.

Vid 8.5. Effets significatifs de la variable indépendante (VI) « Période » en considérant la variable aléatoire « Participant » sur les variables dépendantes (VD) « EBdur », « SAC » et « DP » étudiées pour chaque contenu Danse, Documentaire, Opéra, Sport et Théâtre.

##### VI Contenus VD

Somme des carrés ddl effet ddl erreur Moyenne des carrés F $p$

Périodes Danse EBdur 0,09 7 126 0,01 10,63 <0,0001
DP 0,00 7 126 0,00 9,78 <0,001

Documentaire EBdur 0,05 8 144 0,00 3,59 <0,0001

DP 0,00 8 144 0,00 10,24 <0,001

Opéra EBdur 0,09 8 144 0,02 5,55 <0,0001

DP 0,00 8 144 0,00 10,58 <0,001

Sport EBdur 0,05 7 126 0,00 6,53 <0,0001

DP 0,00 7 126 0,00 16,91 <0,001

Théâtre EBdur 0,03 7 126 0,00 2,98 <0,001

SAC 0,00 7 126 0,00 3,03 <0,001

DP 0,00 7 126 0,00 15,60 <0,0001

Globalement, les résultats ont indiqué un effet de la période sur EBdur et DP pour l'ensemble des contenus. Comme illustré dans Figure 8.16 pour le contenu *Sport*, l'effet constaté sur ces deux indicateurs peut être expliqué par un effet du début du contenu circonscrit à la première période du contenu (non dégradée -P1- ou dégradée -A- pour Danse) significativement inférieure à la majorité des autres périodes constituant un contenu donné. Ainsi, le début du contenu semble avoir influencé ces deux indicateurs indépendamment de la présence de dégradations.

EBdur

Vid. 8.16. Moyennes obtenues pour chaque période du contenu *Sport* pour les indices EBdur et DP. P1, P2, P3 et P4 correspondent aux périodes non dégradées (selon chronologie du contenu). A correspond à la période présentant la dégradation audio, V à la dégradation vidéo, D à la dégradation désynchronisation et AV à la combinaison des dégradations A et V, selon leur ordre d'apparition.

## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Le Tableau 8.5 ci-dessus indique également une influence de la période sur l'indicateur SAC lors de la visualisation du contenu *Théâtre* (voir fig. 8.17 ci-dessous). Cet effet s'explique par une différence significative entre la période P4 et les périodes P1 (avec *p* <0,01), P2 et AV (avec *p* <0,05).

Vid. 8.17. Moyennes obtenues pour chaque période du contenu *Théâtre* pour l'indice SAC. P1, P2, P3 et P4 correspondent aux périodes non dégradées (selon chronologie du contenu). A correspond à la période présentant la dégradation audio, V à la dégradation vidéo, D à la dégradation désynchronisation et AV à la combinaison des dégradations A et V, selon leur ordre d'apparition.
### 8.9.5. CONCLUSIONS MESURES OCULAIRES

Aucune différence significative entre le contenu *amorce* et la visualisation du premier contenu n'a été observée. Ainsi, si le début de l'activité de visualisation génère une variation des indicateurs oculaires (ce qui ne peut être vérifié car aucune baseline ne peut être mesurée pour les indicateurs oculaires), le contenu *amorce* a bien rempli le rôle d' « absorber » l'effet lié au changement d'activité. L'étude de l'activité oculaire a révélé un effet marqué du contenu sur les variations observées. Premièrement, le contenu a influencé le diamètre pupillaire pour lequel une augmentation a été constatée lors de la visualisation du contenu *Danse*. Cet effet peut en partie être expliqué par le niveau de luminosité. Comme l'indique le Tableau 8.6 ci-après, le contenu *Danse* correspondait à l'un des extraits les moins lumineux du corpus audiovisuel, tel que rapporté par la caractérisation experte. Ainsi, la dilatation pupillaire observée peut être attribuée à un réflexe photo-moteur. A l'inverse le contenu *Sport*, pour lequel la taille du diamètre pupillaire était la plus faible correspondait au contenu le plus lumineux.

#### Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

**Vidéo 8.6.** Moyennes (calculées à partir de l'ensemble des séquences annotées d'un contenu donné) obtenues pour le descripteur Luminosité (où 1 correspond à un niveau « faible » et 3 à un niveau « fort ») selon la caractérisation experte réalisée pour la totalité des contenus du corpus.

##### Contenus Luminosité

Sport 3

Opéra 1,82

Documentaire 1,43

Danse 1,08

En revanche, la caractérisation experte indique également que le contenu le moins lumineux est le contenu *Théâtre*. Selon l'explication liée au réflexe pupillaire, *Théâtre* aurait dû être à l'origine d'une dilatation plus importante de la pupille que le contenu *Danse*. Or, la moyenne de diamètre pupillaire obtenue pour *Théâtre* était inférieure à celle obtenue pour le contenu *Danse* de façon significative. Cette observation invite à chercher une explication autre que l'influence seule du niveau de luminosité. L'analyse de l'expérience subjective a révélé que le contenu *Danse* avait été jugé par les participants comme le contenu le plus intéressant, le plus plaisant et suscitant le plus fort arousal. Or, le diamètre pupillaire augmente lors d'une émotion positive et lors d'une
ugmentation du niveau d'arousal (sect. 4.1, chap. IV). Ainsi, l'augmentation constatée pour le contenu Danse pourrait traduire une activation du système nerveux sympathique (SNS) qui ne serait pas uniquement expliquée par un réflexe photo-moteur mais aussi par la valence positive et le niveau élevé d'arousal caractérisant ce contenu. A titre indicatif, l'effet du facteur « Sexe » a été vérifié et aucune différence Homme/Femme n'a été révélée par cette analyse<fnref n="25" />. Le nombre de saccades a également varié en fonction du type de contenu, en effet, un plus grand nombre de mouvements oculaires a été observé lors de la visualisation des contenus Documentaire et Sport. Le niveau élevé de dynamique caméra tel que caractérisé par l'expert (voir tabl. 8.7 cidessous) pourrait être une explication valable. En effet, Documentaire et Sport ont été qualifiés par les niveaux les plus forts de dynamique caméra (c.-à-d. nombreux changements de plans/scènes, de décors, de recadrages, travellings, etc.). A chaque mouvement de caméra, la zone visuelle d'intérêt pourrait être déplacée obligeant le participant à de nombreux réajustements oculaires et à une poursuite visuelle plus intense (suivi des personnages, des scores affichés, etc.) pour maintenir son attention sur les zones pertinentes de l'image. A l'inverse, le nombre de saccades était significativement moins important pour les contenus Opéra et Théâtre caractérisés par les niveaux les plus faibles de dynamique caméra (plan fixe, très peu de changements de plans, de décors, de recadrages, etc.). Ces deux derniers contenus présentaient donc un contexte fortement statique ne nécessitant pas de nombreux déplacements oculaires (action essentiellement localisée au centre de l'écran).

## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Ainsi, l'effet observé sur l'indicateur de saccades peut raisonnablement être expliqué par un effet du niveau de dynamique de la caméra.

**Vidéo 8.7.** *Moyennes (calculées à partir de l'ensemble des séquences annotées d'un contenu donné) obtenues pour les descripteurs Dynamique de contenu et Dynamique caméra (notés de 1 : « faible » à 3 : « forte») selon la caractérisation experte réalisée pour la totalité des contenus du corpus.*

**Contenus Dynamique Contenu Dynamique caméra**

**Sport** 1,95,1,76,1,59,2,04,1,63,1,73,1,1,37,1,16,1,04 Opéra Doc. Danse Théâtre

L'étude de la période (altérée et non altérée) devait permettre de faire émerger un éventuel effet de la qualité sur les mesures oculaires. Cependant, l'analyse a seulement mis en avant un effet du début du contenu visualisé. En effet, la taille du diamètre pupillaire et la durée de clignement de

<footnote n="25">²⁵ ANOVA considérant les variables indépendantes « Sexe » et « Contenu » et la variable dépendante « DP ».</footnote>
l'oeil augmentaient significativement après la toute première période (dégradée ou non) des contenus. L'effet sur le diamètre pupillaire pourrait exprimer une activation du SNS après le début du contenu (la première période était d'une durée variable de 55 s et 4 min 20, selon le contenu) liée à un phénomène attentionnel (attention accrue, processus de traitement de l'information) résultant de l'engagement du participant dans l'activité de visualisation. L'effet observé pourrait aussi refléter le changement de luminosité entre l'écran noir (durant la complétion ainsi que durant le décompte) et l'affichage des premières scènes d'un contenu donné.
Ainsi, la diminution du DP observé au début du contenu correspondrait à un réflexe photo-moteur suivi par une adaptation de la pupille au niveau de luminosité du contenu. La durée de clignement, plus faible en début de contenu, pourrait être interprétée comme un phénomène attentionnel reflétant l'engagement du participant dans l'activité de visualisation. Un effet de la période sur l'indicateur de saccades a également été mis en évidence pour le contenu *Théâtre*. L'effet significatif s'explique par une augmentation du nombre de saccades pour une des périodes, non dégradée, du contenu (P4, voir vid. 8.17). Toutefois, il semblerait que l'effet intéressant pour ce contenu vienne de la rupture de la courbe observée lors de l'introduction de la dégradation vidéo : le nombre de saccades chutait alors, tandis qu'une évolution constante peut être observée pour le reste du contenu. Un effet de la dégradation vidéo peut être supposé (la dynamique n'augmentant pas pour cette période). Celle-ci était introduite lors de la dernière période du contenu. La dégradation vidéo, présentée à la fin du contenu, cumulée à un effet néfaste du format 3D (rappelons que ce contenu a été noté avec les niveaux de qualité vidéo et audiovisuelle les plus faibles), aurait pu conduire à un effort mental suffisant pour générer un état de fatigue exprimé par l'indicateur de saccades. Cependant, cet effet potentiel n'est pas appuyé par d'autres indicateurs. Il est aussi possible que l'effet observé pour

*Théâtre* relève d'une influence propre au contenu mais non précisée par les descripteurs étudiés (dynamique, nombre de personnages, etc.).

## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Les résultats obtenus n'ont donc pas permis d'observer un impact des fluctuations de qualité sur les indicateurs oculaires étudiés. Ce constat infirme les hypothèses, principales et appliquées, soutenant une modification de l'activité oculaire du spectateur en réaction à la présence de dégradations audio et/ou vidéo. Notons que les analyses réalisées n'ont pas exprimé la gêne

é
prouvée vis-à-vis de la présentation 3D du contenu *Théâtre*. Une réponse des indicateurs de fatigue (PERCLOS, EBdur, EBfreq, SAC) pour ce contenu pouvait être attendue. De manière générale, la fatigue consciemment ressentie après le test n'a pas été exprimée du point de vue du comportement oculaire. Trois explications sont possibles :

* **un effet biaisant de l'évaluation subjective** de la fatigue sur la réponse des participants : l'évaluation du niveau de fatigue après le test conduirait le participant à supposer que son niveau de fatigue a évolué (traduction d'un biais de conformité aux attentes de l'expérimentateur, sect. 1.6.1, chap. I),

* **un effet « possible »** : un état de fatigue consciemment ressenti pourrait ne pas être exprimé physiologiquement,

* **un effet de l'analyse** : un état de fatigue a consciemment été ressenti et exprimé physiologiquement mais non observé à partir du protocole d'analyse réalisé.

### 8.9.6. MESURES PHYSIOLOGIQUES

La température de la salle de test a été mesurée tout au long des passations. Les mesures recueillies ont indiqué que la température de la salle de test était comprise entre 23 et 25,9 C°, pour une moyenne de 24,34 C°. Par ailleurs, les mesures d'AED étant particulièrement sensibles aux variations de température, une analyse bivariée par étude des corrélations de Bravais-Pearson a permis de s'assurer que l'AED n'a pas été influencée par la température de la salle de test (R=0,13, R²=0,018). Cette analyse a été conduite à partir des moyennes de température de la salle de test et de la conductance cutanée, obtenues pour chacune des périodes d'un contenu donné.

#### 8.9.6.1. REDUCTION DES DONNEES

Pour chacun des vingt-six participants sélectionnés environ une heure trente de données ont été recueillies et ce, pour chaque indice physiologique. Comme pour les mesures oculaires, une première étape a consisté à faire correspondre les mesures enregistrées au déroulé de la passation (baseline, amorce, contenus) ainsi qu'à celui de chaque contenu (périodes dégradées et non dégradées). Deux types d'analyses ont été effectués :

* le premier considère, pour chaque participant et pour chaque contenu, la moyenne temporelle des signaux calculée pour la baseline, l'amorce et chacun des cinq contenus de test (soit 7 scalaires par participant). Les données physiologiques étaient normalisées,

* le deuxième considère, pour chaque participant et pour chaque contenu, la moyenne temporelle calculée pour chacune des périodes dégradées et non dégradées d'un contenu
donné (soit 42 scalaires par participant).

## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Ces deux niveaux d'analyses devaient permettre l'étude des influences du type d'activité (baseline, amorce, premier contenu visualisé), du contenu (Danse, Documentaire, Opéra, Sport, Théâtre) et de la période (dégradée et non dégradée). Dans l'intention de minimiser la forte variabilité interindividuelle, les données physiologiques ont été normalisées selon deux manières différentes:

Moyenne temporelle bsl

Moyenne temporelle signal contenu ou période – Moyenne temporelle bsl signaln = Moyenne temporelle amorce

Moyenne temporelle signal contenu ou période – Moyenne temporelle amorce signaln = a, b

La première formule est identique à celle réalisée lors de l'expérience A et correspond à une normalisation par la baseline (mesures au repos) et la seconde repose sur une normalisation par l'amorce (vanilla baseline). Selon Jennings et al. (1992) cité par docteur Julie LASSALLE, cette dernière méthode de normalisation devrait permettre de pallier les problèmes liés à une baseline mesurée au repos, comme l'expression du changement de l'état inactif à la phase d'activité, mais aussi les défauts de vigilance du participant (somnolence, anxiété, ennui, pensées plus ou moins positives) et enfin, d'activer les processus qui seront engagés dans la tâche principale (visualisation audiovisuelle 3D ici). Ces deux approches devaient permettre d'étudier la méthode de normalisation la plus adéquate. Les données normalisées seront notées de la manière suivante : VSPn, FCn, AEDn et TCPn.

### 8.9.6.2. EFFET DU TYPE D'ACTIVITE

L'effet du changement d'activité (baseline, amorce et premier contenu visualisé -C1-) et la pertinence de l'amorce ont tout d'abord été étudiés. Pour cette première étape seulement, les données physiologiques n'étaient pas normalisées afin de pouvoir comparer les moyennes obtenues pour chaque contenu, pour l'amorce et pour la baseline. La Figure 8.18 ci-après illustre l'influence de chaque type d'activité sur les niveaux moyens d'AED et de FC.

#### Vid. 8.18. Moyennes d'AED et de FC obtenues pour chaque activité : Baseline, Amorce et C1.

La Vidéo 8.18 permet d'observer des patterns inverses entre les variations d'AED et de FC. Les résultats d'une ANOVA réalisée pour chacun des quatre indicateurs physiologiques (variables
épendantes : « AED », « FC », « VSP » ou « TCP») avec pour variables indépendantes l'«
Activité » (baseline, amorce ou C1) et le « Participant » (aléatoire) ont révélé que la variable «
Activité » a influencé l'ensemble des indicateurs : AED

(F (2, 50) = 4,09, p <0,001), FC (F (2, 50) = 6,45, p <0,01), TCP (F (2, 50) = 6,74, p <0,01) à
l'exception du VSP (F (2, 50) = 1,0, p = 0,57). Un effet de la variable « Participant » a également été
trouvé pour l'ensemble des indicateurs (AED : F (25,50) = 108,68, p <0,001), FC (F (25,50) = 71,1,
p <0,001), TCP (F (25,50) = 91,43, p <0,001) et VSP (F (25,50) = 2,0, p <0,01).

Plus précisément, les niveaux moyens d'AED étaient significativement plus élevés pour la
baseline et l'amorce que lors du premier contenu (p <0,05 entre C1 et Baseline et p < 0,001 entre
C1 et
Amorce). En revanche, la FC diminue de manière significative lors de la présentation de l'amorce
(p <0,001 entre Amorce et Baseline). Enfin, l'effet de la variable « Activité » sur les niveaux
moyens de TCP a indiqué une augmentation significative de C1 par rapport à la baseline
uniquement (p < 0,01).

8.9.6.3. EFFET DU CONTENU

La Vidéo 8.19 ci-dessous présente les moyennes de l'AEDn obtenues pour chacun des contenus visualisés, l'AEDn étant le seul indice significativement influencé par le contenu (F (4,100) = 3,42, p <0,05) selon une série d'ANOVA, considérant les variables indépendantes « Contenu » et « Participant » -aléatoire- et les variables dépendantes « AEDn », « FCn », « VSPn », « TCPn ».
Une influence significative de la variable « Participant » a été observée pour les quatre indicateurs étudiés avec p < 0,001. L'ensemble des résultats (effets principaux) est présenté dans l'annexe 8Kₐ.

Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

AEDn

Danse Opéra Théâtre Doc. Sport -0,28 -0,24 -0,20 -0,16 -0,12 -0,08 µS

Vid. 8.19. Moyennes d'AEDn obtenues pour chaque contenu Danse, Opéra, Théâtre, Documentaire (Doc.) et Sport.

Plus précisément, le niveau moyen d'AEDn était significativement plus faible lors de la
visualisation du contenu *Documentaire* par rapport à ceux obtenus pour les contenus *Danse* (*p* <
0,05) et *Sport* (*p* < 0,05). Afin de vérifier si l'augmentation de l'AED au cours de la passation
observée dans l'expérimentation A était retrouvée dans cette étude, l'effet de la position (c.-à-d.
de l'ordre de présentation du contenu) sur l'AEDn a été vérifié par une ANOVA (variables
indépendantes « Position » et « Participant » -aléatoire-). A l'inverse de la première
expérimentation, l'AED n'a pas augmenté au fil du temps mais a, au contraire, montré une
diminution significative au cours de la passation (F (4, 100) = 5,01, p <0,01).

8.9.6.4. EFFET D'ALTERATIONS

Selon les hypothèses formulées (H0p, H1p), un effort mental supplémentaire lié à la présence de dégradations audio et/ou vidéo conduirait à une activation majoritaire du système nerveux sympathique traduite par une augmentation des indices AED, FC et une diminution des indices VSP et TCP. Pour étudier cela, une ANOVA a été réalisée pour chaque contenu, en considérant les variables indépendantes « Période » (P1, P2, P3, P4, éventuellement P5 et A, V, AV, D) et « Participant » (variable aléatoire), et les variables dépendantes « AEDn », « FCn », « VSPn », « TCPn ». Une forte variabilité inter-individuelle a tout d'abord été constatée avec un effet de la variable « Participant » significatif pour les indicateurs AEDn, FCn, et TCPn avec p < 0,001.

L'ensemble des résultats (effets principaux) est présenté dans l'annexe 8-K<sub>B</sub>. Les effets significatifs de la période sont présentés dans le Tableau 8.8 ciaprès.

Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Vidéo 8.8. Effets significatifs de la variable indépendante (VI) « Périodes » en considérant la variable aléatoire « Participant » sur les variables dépendantes (VD) « AEDn », « FCn», «TCPn» étudiées pour chaque contenu de test Danse, Documentaire, Opéra, Sport et Théâtre.

VI Contenus VD

Somme des carrés ddl effet ddlerreur Moyenne descarrés

F p

Période Danse AEDn 1,06 7 175 0,15 23,80 <0,0001

Documentaire AEDn 0,51 8 200 0,06 13,75 <0,0001

Opéra AEDn 0,95 8 200 0,12 21,12 <0,0001

FCn 0,02 8 200 0,00 3,38 <0,01

TCPn 0,00 8 200 0,00 2,64 <0,01

Sport AEDn 0,26 7 175 0,038 9,67 <0,0001

FCn 0,02 7 175 0,002 3,83 <0,001

Théâtre AEDn 0,21 7 175 0,03 7,89 <0,0001

FCn 0,01 7 175 0,00 3,68 <0,001

TCPn 0,00 7 175 0,00 3,65 <0,001
La lecture du tableau indique tout d'abord une influence de la période sur l'AEDn pour chacun des contenus visualisés. Comme l'indique la Figure 8.20 ci-dessous, l'effet trouvé semble être expliqué par le niveau moyen d'AEDn de la première période de chaque contenu, significativement plus élevé que l'ensemble des périodes suivantes. Comme constaté pour les indicateurs oculaires DP et

EBdur, il semble que le début du contenu influence l'activité physiologique des participants.

AEDn

**Vid. 8.20. Moyennes d'AED obtenues pour chaque période de chaque contenu visualisé.**

La Vidéo 8.21 ci-dessous, qui présente le signal d'AEDn obtenu pour un participant donné, constitue une piste d'explication à cet effet. Le niveau plus élevé d'AEDn au début du contenu pourrait résulter d'une activité résiduelle induite par la phase de complétion de questionnaire à l'origine d'une forte activité physiologique (phase « coûteuse » d'un point de vue cognitif et donc énergétique : effort mnésique, tâche de jugement, lecture/écriture, etc.).

## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Vid. 8.21. Signal brut d'AED obtenu pour un participant donné tout au long de la passation de test, c'est-à-dire de l'enregistrement de la baseline (BS), à la présentation de l'amorce (A) et des cinq contenus (C1, C2, C3, C4, C5). Le tracé présente également les périodes de pause (P) de 5 min allouées à la complétion des questionnaires.

Un effet de la période a aussi été constaté sur les variations de la FCn moyenne pour les contenus *Opéra, Sport et Théâtre*. Les variations de la FCn pour les deux premiers contenus ne permettent pas de conclure à un effet de la période en raison de l'absence de différence significative entre deux séquences adjacentes (voir fig.8.22 ci-dessous). Les variations observées semblent être davantage imputables à une influence liée au contenu.

P1, P2, P3, P4 et P5 correspondent aux périodes non dégradées (selon chronologie du contenu). A correspond à la période présentant la dégradation audio, V à la dégradation vidéo, D à la dégradation désynchronisation et AV à la combinaison des dégradations A et V, selon leur ordre d'apparition.

En revanche, les niveaux moyens de FCn obtenus pour le contenu *Théâtre* ont montré une augmentation significative entre deux périodes adjacentes à savoir P2 et AV (*p* < 0,001), comme le présente la Figure 8-23 ci-après.

BSACPCCPCCP

## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

THEATRE -0,06 -0,04 -0,02 BPM
Vid. 8.23. Moyennes obtenues pour chaque période du contenu Théâtre pour l'indice FCn. P1, P2, P3 et P4 correspondent aux périodes non dégradées (selon chronologie du contenu). A correspond à la période présentant la dégradation audio, V à la dégradation vidéo, D à la dégradation désynchronisation et AV à la combinaison des dégradations A et V, selon leur ordre d'apparition.

Enfin, l'effet constaté sur la TCPn pour les contenus Opéra et Danse reflétait une tendance linéaire : la température périphérique mesurée durant ces contenus augmentait au fil de la visualisation.

### 8.9.6.5. EFFET DU TYPE DE NORMALISATION

Deux protocoles de normalisation des données ont été appliqués : une normalisation selon la baseline mesurée au repos et une normalisation à partir d'une baseline mesurée, selon les recommandations de Jennings *et al.* (1992, sect. 3.5, chap. III) cit par docteur Julie LASSALLE, durant la réalisation d'une tâche cognitive similaire à la tâche expérimentale mais requérant un niveau d'effort cognitif moins important (amorce). L'objectif était de pouvoir proposer la normalisation la plus adaptée en cas de différences observées. Les analyses à partir des données normalisées par l'amorce ont été réalisées de manière strictement identique à celles effectuées dans les paragraphes précédents. Les résultats n'ont toutefois pas apporté d'information supplémentaire que ce soit pour l'étude des effets de l'activité, du contenu ou des fluctuations de qualité. Ce constat semble indiquer que le choix de l'une ou l'autre méthode de normalisation aboutit à des résultats équivalents pour le type de protocole présenté ici.

### 8.9.6.6. AUTRES APPROCHES STATISTIQUES

Une des adaptations proposées suite aux résultats de l'expérience A était de varier les approches statistiques toujours pour une étude tonique des signaux recueillis. Comme indiqué dans le chapitre

III, différents indicateurs permettent l'étude de la variabilité du rythme cardiaque (VRC) tels que l'étude du SDNN (déviation standard de l'intervalle RR (ms) pour une période donnée, voir § 3.2.6.1, chap. III) ou les indicateurs de basses (BF) et hautes (HF) fréquences issus du domaine fréquentiel et permettant le calcul de ratios conformément aux recommandations de Boonnithi et Phongsuphap (2011, voir § 3.2.6.2, chap. III). Ces derniers préconisent l'étude des indicateurs et ratios suivant : BF normalisée (BFn), différence entre BF et HF normalisée (dBFHF) et SVI (Sympathovagal Balance Index).
## Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Le Tableau 8.9 rappelle le détail du calcul de chaque ratio.

<caption>**Tableau 8.9.** Calcul des ratios BFn, dBFHF et SVI selon Boonnithi et Phongsuphap (2011).</caption>

### Ratios Unités Calcul

$$ \text{BFn \% 100 x BF} / (\text{HF} + \text{BF} + \text{TBF}) \text{ dBFHF} $$

$$ \% \mid \text{BFn} - \text{HFn} \mid \text{SVI} \% \text{BF/HF} $$

Par ailleurs, l'ensemble des indices physiologiques (FC, AED, TCP et VSP) a aussi été considéré à travers la médiane. Les analyses présentées dans les précédents paragraphes pour l'étude de l'influence du type d'activité (baseline, amorce, C1), du contenu (danse, documentaire, opéra, théâtre, sport) et de la période (P1, P2, P3, P4/ P5 et A, V, AV, D) ont été à nouveau réalisées en considérant les indicateurs de médiane (AED, FC, TCP, VSP) et de VRC (SDNN, BFn, dBFHF, SVI). Les résultats ont indiqué que globalement la médiane confirmait les effets observés à partir de la moyenne autant pour l'étude de l'influence du type d'activité (Baseline, Amorce, C1), du contenu (Danse, Documentaire, Opéra, Théâtre, Sport) que des dégradations (P1, P2, P3, P4/ P5 et A, V, AV, D) avec notamment un effet de AV sur la FC pour le contenu *Théâtre*. L'étude du SDNN et des ratios (calculés et moyennés pour chaque vecteur temporel étudié : activité, contenu et périodes) n'a pas permis de dégager d'informations pertinentes.

Enfin, une analyse de corrélations entre mesures subjectives et mesures psychophysiologiques a été conduite. Comme cela pouvait être attendu (les mesures physiologiques et oculaires ayant peu réagi aux conditions de qualité), aucune corrélation pertinente n'a été mise en avant par cette analyse.

## 8.9.7. CONCLUSIONS MESURES PHYSIOLOGIQUES

L'analyse de l'effet du type d'activité (repos, amorce ou visualisation) a montré que le niveau moyen d'AED était plus élevé durant la baseline et l'amorce que lors du premier contenu visualisé. Ce constat pourrait traduire une activation physiologique pendant la baseline et l'amorce en raison d'un état d'anxiété lié à l'attente de la tâche à venir (Farah et Sher, 1989, cité par Jennings et al., 1992) cité par docteur Julie LASSALLE. L'amorce semble donc avoir été soumise au même biais que la baseline. Ce postulat est conforté par la diminution significative du niveau moyen d'AED observée dès la présentation du premier contenu (mise en route du test). En effet, contrairement à l'augmentation constante observée lors de l'expérimentation A, l'AED a
diminué au cours de la passation dans cette dernière étude. Cet effet traduit sans doute la
tendance naturelle de l'AED à diminuer au cours du temps en situation de « repos » (sect. 3.3.5,
chap. III) qui pourrait ici être associé à un état de relaxation. Ce constat tend à confirmer d'une
part, l'état d'irritation/agacement, d'ennui ou de désengagement supposé lors de
l'expérimentation A (présentation successive de contenus connus comportant des dégradations) et
d'autre part, qu'une **présentation unique des contenus de test est plus adaptée pour l'étude
des mesures physiologiques.**

Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Le changement d'activité a aussi influencé la fréquence cardiaque, plus faible lors de la
présentation de l'amorce que lors de la baseline et de la visualisation du premier contenu. Ce
ralentissement pourrait être le **reflet d'une influence des processus attentionnels impliqués
dans l'activité de visualisation** d'un contenu audiovisuel (amorce). La différence observée entre
l'amorce et l'activité de visualisation pourrait s'expliquer par des différences de contenu, le
premier étant simple (du point de vue sémantique : cube en mouvement) et sans dégradations des
signaux audio et/ou vidéo contrairement au second. Autrement, la diminution significative de la
FC observée durant l'amorce pourrait appuyer l'importance de ce contenu intermédiaire pour
préparer le participant aux processus attentionnels engagés dans la tâche de visualisation. Les
résultats ne permettent toutefois pas d'étendre son efficacité aux mesures d'AED (reflet d'un état
potentiel d'anxiété). L'augmentation linéaire de la TCP entre la baseline et le premier contenu
semble difficile à expliquer. Une **influence du type de contenu** a également été constatée sur
l'indicateur d'AEDn dans la mesure où l'AEDn était moins élevée durant la visualisation du
contenu *Documentaire* par rapport aux contenus *Danse* et *Sport*. Il est intéressant de noter ici que
le contenu *Documentaire* correspondait au contenu caractérisé par l'expert par le niveau le plus
faible de **dynamique de contenu** (moyennes calculées à partir de l'ensemble des séquences
annotées du contenu) tandis que les contenus *Sport* et *Danse* présentaient les niveaux les plus
forts. En revanche, la dynamique de caméra était plus faible pour *Danse* que pour *Documentaire*.
Ce résultat précise les conclusions émises à la suite de l'expérimentation A et B1 (voir sect. 7.3.1,
chap. VII) en indiquant que l'AED serait sensible aux aspects de dynamique et plus
particulièrement à la dynamique de contenu (activité des personnages ou des objets
d'intérêt).
Enfin, l'étude des fluctuations de qualité (dégradations) sur les mesures physiologiques a mis en
avant deux principaux effets. Tout d'abord, un **effet marqué du début de contenu,**
probablement expliqué par un effet résiduel de l'activité physiologique liée à la complétion de
questionnaire, a été observé sur les mesures d'AEDn qui présentait un niveau moyen
systématiquement plus élevé au début de chaque contenu de test. Cet effet a pu être renforcé par
le changement d'activité (repos à visualisation) et/ou par un effet d'anticipation lié au début d'un
nouveau contenu (toujours averti six secondes avant son commencement). Andreassi, Rapisardi
et Whalen (1969) cité par docteur Julie LASSALLE ont constaté que l'AED (tonique) était plus
élevée lors de la détection de signaux présentés à intervalles fixes, par rapport à des patterns
variables. Ainsi, la présence de l'avertisseur de contenu aurait pu entraîner ou accentuer un
phénomène d'anticipation de l'activité de visualisation. Une autre explication pourrait impliquer
la présence d'une réponse d'orientation. En effet, Hubert et de Jong-Meyer
(1991) ont interprété comme une réponse d'orientation l'augmentation de l'AED constatée durant
la première minute de chaque contenu AV de test présenté (10 min, sect. 4.2.2, chap. IV). Par
ailleurs, un **effet de la qualité audiovisuelle** (combinaison des dégradations audio et vidéo) a été
observé sur le niveau moyen de FCn qui augmentait lorsque celle-ci était introduite lors du
contenu *Théâtre*.

Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Les mesures subjectives peuvent éclairer ce résultat. En effet, les participants ont rapporté avoir
éprouvé de la gêne quant à la présentation 3D de ce contenu et une perte de compréhension en
présence des dégradations audio et audio-vidéo. Ce même contenu a également été caractérisé par
les notes les plus basses de qualité vidéo etaudiovisuelle. Ainsi, la combinaison de qualités audio
(perte d'intelligibilité, voir sect. 8.9.3) et vidéo (incluant l'altération liée au format 3D) perçues
comme gênantes, aurait pu conduire à une activation du SNS (dépenses énergétiques accrues).
Cette activation s'expliquerait alors par un effort mental supplémentaire, exprimé par une
augmentation de la FCn, pour décoder et interpréter le contenu lorsque, à la fois, les signaux
audio et la vidéo étaient dégradés. Rappelons ici que dans leurs études Wilson G. M. et Sasse
(2000a, 2000b) ont observé que si l'AED était influencée seulement par la dégradation vidéo, la
FC quant à elle augmentait en présence d'une dégradation vidéo et aussi en présence d'une
dégradation audio lorsque cette dernière correspondait soit à une distorsion soit à une perte de
aquets. D'après ce résultat, il semble que la FC soit plus sensible aux dégradations à la fois audio et vidéo. Cette sensibilité permet de penser que, dans le cadre de l'expérimentation C, l'augmentation constatée de la fréquence cardiaque$_{26}$ pourrait être expliquée par le cumul des dégradations audio et vidéo (incluant un effet de la 3D). L'absence d'effet individuel de la dégradation audio ou vidéo sur l'AED et la FC pourrait alors s'expliquer par l'application de dégradations moins fortes dans cette expérience (10% de perte de paquets pour l'audio et réduction du débit vidéo) que celles étudiées par Wilson G. M. et Sasse (20% de perte de paquets pour l'audio et diminution du nombre d'ips). La durée d'application des dégradations était également plus longue dans les études de Wilson G. M. et Sasse (2 min pour l'audio et 5 min pour la vidéo) que dans le cadre de l'expérimentation C (1 min pour l'audio et la vidéo) L'effet de la qualité sur la FC permet de supposer une modification du pattern de l'activité cardiaque en réaction à un changement de qualité conformément à H1p. L'étude du protocole de normalisation (repos vs. activité) n'a pas permis de privilégier l'une ou l'autre des méthodes utilisées. Enfin, conformément aux perspectives issues de l'expérimentation A, d'autres types d'indicateurs ont été utilisés pour réduire et étudier les données physiologiques. Cependant, ces derniers n'ont pas apporté de nouvelles informations ou d'informations pertinentes dans le cadre de l'étude de l'influence de qualité.

## 8.10. CONCLUSIONS EXPERIMENTATION C

Les principales conclusions de l'expérimentation C et les explications proposées sont récapitulées dans le Tableau 8.10 ci-dessous.

26 La différence significative mise avant survenait entre P1 et AV, P1 étant d'une durée de dix secondes. Cette durée peut laisser supposer qu'une méthode adéquate utiliserait une fenêtre d'observation réduite à quelques secondes avant et après l'apparition d'un nouvel évènement. En d'autres termes, une approche phasique pourrait être plus adaptée que la méthode tonique étudiée jusqu'ici.

# Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

Vidéo 8.10. Récapitulatif des conclusions principales et des interprétations proposées pour chaque type de mesures (Mes.). Les dégradations sont notées de la manière suivante : A pour Audio, V pour vidéo, AV pour audio et vidéo combinée et D pour désynchronisation.

## Mes. Conclusions principales Explications proposées

### SUBJECTIVES

Effet du contenu sur la perception de D (non perçue pour Danse et Sport)
verbale et/ou non diégétique des scènes sonores

Effet du contenu sur l'évaluation de qualité :

- MOSAV et MOV pour Opéra

Effet du débit adaptatif

Effet contaminant de l'expérience hédonique (négative)

- MOSAV et MOV pour Théâtre Effet de la 3D

Effet prédominant de QV sur QAV Dépendant du protocole

Effet de A sur Compréhension et

Sentiment d'émotions négatives pour

Théâtre et Documentaire

Perte d'intelligibilité (lorsque la nature des scènes sonores est essentiellement verbale)

Effet de AV sur Compréhension et

Sentiment d'émotions négatives pour Théâtre

Effet de A

## OCULAIRES

Pas d'effet du changement d'activité (entre amorce et 1er contenu visualisé)

Effet du contenu sur DP Réflexe photo-moteur

Valence positive/arousal élevé

Effet du contenu sur SAC Dynamique caméra (poursuite oculaire)

Effet du début du contenu sur DP et

EBdur

Ajustement pupillaire (réflexe photomoteur)

Phénomènes attentionnels

Effet du participant Forte variabilité inter-individuelle

## PHYSIOLOGIQUES

Effet du type d'activité sur AED Anxiété, attente

Effet du type d'activité sur FC Engagement attentionnel

Effet de passation sur AED (diminution) Relaxation

Effet du contenu sur AED Dynamique contenu (personnages, objets)

Effet du début du contenu sur AED

Effet résiduel de l'activité de complétion Anticipation

Réponse d'orientation

Effet de la qualité sur FC (AV) Effet du cumul des dégradations (A et V dont 3D)
Pas d'effet du protocole de normalisation -

Pas de nouveaux effets issus de l'analyse complémentaire

# Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

## 8.10.1. MESURES SUBJECTIVES

Le questionnaire enrichi a notamment permis d'observer que la dégradation audio influence la qualité d'expérience du spectateur en impactant la compréhension du contenu (diminution de l'intelligibilité du message audio). Cet effet n'a pas été reflété par les notes de qualité qui, par conséquent, ne rendent pas compte de l'ensemble des influences des fluctuations de qualité sur la qualité d'expérience du spectateur. L'évaluation de l'expérience « hédonique » du spectateur est également intéressante puisque l'attrait (Palhais et al., 2012) ou le rejet (expérimentation C) du contenu pourrait influencer les notes de qualité comme cela est supposé pour le contenu Opéra (effet « contaminant »). L'intérêt mais aussi la valence et l'arousal pourraient avoir une influence négative sur les notes de qualité. Il a également été montré que les questions relatives à la détection des dégradations étaient nécessaires notamment pour l'évaluation de la désynchronisation image/son. En revanche, les réponses relatives au niveau de certitude (ce dernier étant fort quand la dégradation est détectée mais mitigé lorsqu'elle ne l'est pas) et au sentiment d'émotions négatives (probablement influencées par l'évaluation de l'impact de la dégradation sur la compréhension) semblent sensibles à un effet du questionnaire. Des études similaires pourraient proposer des questionnaires faisant varier l'ordre de présentation des différents critères évalués pour tester plus amplement la pertinence de ces deux derniers critères.

De manière générale, les critères correspondant aux descripteurs de la catégorie Sémantique (modalité, quantité d'information, dynamique) ainsi que l'évaluation de la luminosité pourraient être retirés du questionnaire, les informations qu'ils apportent pouvant être obtenues par une étape en amont de caractérisation des séquences ou des contenus de test. Cela permettrait d'alléger le questionnaire soumis aux participants. Par ailleurs, l'évaluation du niveau général de compréhension pourrait être abandonnée au profit de l'évaluation de l'impact de la dégradation sur le niveau de compréhension plus précis et plus révélateur de l'influence de la qualité sur cet aspect.

Le questionnaire proposé dans cette expérimentation a donc permis d'obtenir un retour plus complet de l'influence de la qualité audio et/ou vidéo sur la qualité d'expérience du spectateur. Cependant, l'ensemble des critères évalués n'est pas pertinent. Sur la base des précédentes
observations, un questionnaire enrichi pour étudier l'influence de la présence de dégradations audio et/ou vidéo sur la perception de qualité et plus largement sur la *qualité d'expérience* du spectateur est proposé. Le Tableau 8.11 ci-dessous présente le questionnaire suggéré.

# Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

## Vidéo 8.11 : Questionnaire enrichi proposé.

**Observable Statut**

**QAV, QV, QA** Maintenu

**Intérêt** Maintenu

**Valence** Maintenu

**Arousal** Maintenu

**Quantité d'information** caractérisation amont

**Compréhension** Abandonné

**Modalité** caractérisation amont

**Dynamique contenu** caractérisation amont

**Luminosité** caractérisation amont

**Détection** Maintenu

**Certitude de la détection** Abandonné

**Impact sur Compréhension** Maintenu

**Impact sur Sentiment émotions négatives** A préciser

## 8.10.2. MESURES PSYCHOPHYSIOLOGIQUES

Un des objectifs de cette expérimentation était de proposer une évolution du protocoleutilisé lors de l'expérimentation A tenant compte des effets observés ou supposés des facteurs passation, changement d'activité (amorce, avertisseur), habituation, engagement, matériel et niveau (durée et seuils de dégradations) sur les mesures psychophysionlogiques. De manière générale, les améliorations proposées ont été efficaces, c'est-à-dire qu'elles ont permis d'éviter les biais constatés lors de la première étude (habituation, passation, engagement, matériel). En revanche, l'effet du changement d'activité (de la complétion de questionnaire à la phase de visualisation) n'a pu être évité, le décompte avertissant le participant du commencement de chaque nouveau contenu s'étant révélé insuffisant voir aggravant (phénomène d'anticipation potentiel). Pour éviter cet effet, les mesures enregistrées au cours de la première minute du contenu devraient a minima être retirées lors de l'analyse des données. L'augmentation des seuils et durées de dégradations n'a pas permis l'observation marquée ou systématique d'une influence de la qualité sur le pattern
physiologique et oculaire des participants. L'effet de la dégradation audio-vidéo sur la fréquence
cardiaque a en effet indiqué que les seuils de dégradations doivent être poussés à l'extrême
(cumul d'un effet de la 3D, d'une dégradation vidéo et d'une dégradation audio gênante du point
de vue de la compréhension et/ou sentiment d'émotions négatives) pour influencer de manière
significative les mesures physiologiques telles qu'étudiées ici (à travers des indicateurs de
tendances centrales).

Finalement, la 3D a joué un rôle de facteur d'augmentation d'un effort mental seulement lorsque
cette dernière introduisait une perte de qualité vidéo.

Chapitre VIII – Expérimentation C : étude finale

L'effet observé sur l'activité cardiaque permet néanmoins de croire que les mesures
physiologiques peuvent permettre d'observer des fluctuations de qualité, l'augmentation de la
fréquence cardiaque pouvant traduire la réalisation d'un effort mental en présence de fortes
dégradations. En revanche, aucun effet de fatigue n'a été constaté au niveau de l'activité oculaire
probablement parce que les dégradations introduites n'étaient pas suffisantes pour induire un
effort mental prolongé ou récurrent (puisque seulement ponctuel) à l'origine d'un état de fatigue.
Il semble que de manière générale les mesures psychophysiologiques recueillies aient
principalement été sensibles à des composantes du contenu (luminosité, dynamique) ou à un effet
du changement d'activité (pauses et phase de complétion à visualisation). Par ailleurs, une forte
variabilité inter-individuelle a été constatée aussi bien pour les mesures oculaires que
physiologiques. Cette variabilité aurait pu bruiter les analyses inter-participant effectuées et
participer à la non-détection d'un impact de la qualité sur les signaux recueillis. Un effet de la
qualité a tout de même été observé, pour un des indicateurs étudié, lorsque des dégradations
perçues comme gênantes étaient présentes en même temps sur les modalités audio et vidéo.

Le Tableau 8.12 ci-dessous rappelle les adaptations apportées au protocole de départ et leur statut
à l'issue de l'expérimentation C.

Vidéo 8.12 : Adaptations du protocole testées dans l'expérimentation C à la fois pour améliorer l'interprétation et la compréhension des mesures subjectives (SUBJ.) et psychophysiologiques. La désynchronisation est indiquée par la lettre « D ».

Mes. Effets Adaptation proposée Statut SUBJ.

Limite du questionnaire
Ajouter une question spécifique à la perception de la désynchronisation Réalisé

Effet du facteur niveau Augmenter le seuil de la désynchronisation Réalisé

Effet contenu Caractériser les contenus de test Réalisé

## PSYCHOPHYSIOLOGIQUES

Effet du facteur passation

Proposer un ordre aléatoire de présentation/

Présenter une seule et unique fois les contenus

Réalisé

Effet du facteur activité

Ajouter un contenu amorce

Ajouter avertisseur de début de contenu

Réalisé

Insuffisant

Effet du facteur habituation

Varier patterns d'introduction des dégradations

Réalisé

Effet du facteur engagement Favoriser l'engagement sur la tâche Réalisé

Effet du facteur matériel Solution de synchronisation Réalisé

Effet du facteur niveau

Augmenter les durées et seuils des dégradations appliquées

Réalisé

Insuffisant

Effet du facteur analyse Varier les approches

Réalisé
# CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES

## RAPPEL DES OBJECTIFS

Connaitre et maitriser l'influence de la qualité audiovisuelle (QAV) renovée sur la qualité d'expérience du consommateur (QOE) se révèle aujourd'hui très importe dans le domaine de l'offre de services audiovisuels. Les méthodes perceptives de nos jours, et surtout la norme UIT-T P.912 (UIT, 1999), donnent limite à cette mesure à l'unique examen de la qualité perçue du signal audiovisuel. L'objectif de cette tache présentée dans ce document était d'élargir ce Facteur à la mesure de la qualité d'expérience du consommateur. Deux types d'indices, subjectifs et psychophysiologiques, ont été proposés à l'ajout de la mesure de qualité. La mise en condition de critères subjectifs à l'xamen de la qualité audiovisuelle Observée pourrait permettre d'enrichir l'étude de l'influence de la qualité révélée sur la qualité d'expérience. Il était aussi attendu que des indices psychophysiologiques s'ajoutent à la mesure perceptive en nouss amenant des informations, non défaillantes par l'accès à la conscience (défauts des mesures perceptives), relatives au prix du spectateur induit par le traitement d'un signal altéré. Un phénomène de fatigue ou d'effort mental provoqué par la présence de d'altérations pourrait en effet dimunier la QOE, conscienment ou non, et conduire à un refoule du système utilisé. Un aspect important de la tache réalisée a été de proposer un contexte d'examen plus proche des conditions réelles de visualisation. Ce choix était pris par l'ambition de recevoir un retour plus représentatif de l'influence de la qualité audiovisuelle, sur la qualité d'expérience du consommateur, que ne le permettent les séquences de 15 s recommandées par les normes actuelles. Fort de cela, des contenus de plusieurs minutes, plus constantes pour étudier les différents impacts de la qualité sur le spectateur (surtout en matière de fatigue ou d'effort), ont été révélés avec des niveaux fluctuants de qualité (c.-à-d. avec des altérations qui n'étaient pas toujours équivalentes au sein d'un contenu donné). La méthode proposée a été faite sur la base des taches de Wilson G. M. et Sasse (2000a, 2001b) cité par docteur Julie LASSALLE parlant d'ajout de mesures toniques physiologiques aux méthodes perceptives actuellement utilisées pour évaluer la qualité audio ou vidéo. Il était attendu que la présence d'altérations au cours de la visualisation de contenus AV 2D ou 3D réduit la qualité d'expérience attendue non plus sous le seul angle de la qualité perçue
mais également du point de vue d'autres déterminants pour la QOE, évalués à partir de mesures
perceptives additives et psychophysiologiques.

Conclusions et perspectives

LE CAS DES MESURES PHYSIOLOGIQUES ET OCULAIRES

APPORTS

L'ajout des mesures physiologiques et oculaires répondait à deux principaux besoins (1) échapper
aux biais des mesures subjectives (2) considérer l'étude de l'influence de la QAV sur la qualité
d'expérience du point de vue du coût utilisateur (effort mental, fatigue). Globalement, les
mesures psychophysiologiques n'ont pas permis d'atteindre ces objectifs. Il a en effet été assez
difficile d'observer des effets de la qualité sur les indicateurs étudiés. Par conséquent, la question
de la relation entre mesures subjectives et mesures psychophysiologiques (par exemple le lien
entre la présence d'un effort mental ou de fatigue sur l'expérience subjective) n'a pu être
entièrement traitée par ces travaux. L'activité oculaire n'a pas montré de réponses aux
fluctuations de qualité ; en d'autres termes, elle n'a pas reflété l'apparition, supposée séquentielle,
d'effort mental et de fatigue. Ces mesures ont en revanche été affectées par le contenu,
notamment le niveau de luminosité, et par le changement d'activité (repos vs. visualisation et
complétion de questionnaire vs. reprise de la visualisation). Ces mêmes effets ont été observés
pour les signaux physiologiques.

Néanmoins, ces derniers ont montré une meilleure sensibilité, quoiqu'assez faible, aux
dégradations présentées. Plus précisément, l'activité électrodermale augmentait lorsqu'un effet
des dégradations audio et/ou vidéo se cumulait à un effet d'irritation/agacement, etc. lié à la
présentation successive d'un même contenu, la plupart du temps dégradé (chaque contenu était vu
et entendu trois fois de suite). L'activité électrodermale est reconnue pour sa spécificité à refléter
l'arousal. Ainsi, la réponse observée pourrait traduire une augmentation de l'arousal (activation
physiologique) en raison de l'état d'irritation provoqué par la présentation répétitive de contenu
cumulée à la présence de dégradations. De la même manière, la perte de qualité a été exprimée
sur le plan physiologique par une augmentation de la fréquence cardiaque lorsqu'un effet de la
dégradation audio (diminuant l'intelligibilité du contenu) et de la dégradation vidéo (incluant un
effet de la dégradation vidéo et un effet dégradant de la 3D), perçues comme gênantes,
s'additionnait. L'effet sur la fréquence cardiaque tend à corroborer les résultats de Wilson G. M.
et Sasse quant à la plus grande sensibilité de cet indice, par rapport à celle de l'activité
électrodermale, aux dégradations à la fois vidéo et audio. Dans ce document, l'augmentation de la
FC pourrait traduire un effort mental lorsque les conditions de visualisation sont fortement
dégradées. Ces observations conduisent à la conclusion suivante : **l'effet de la qualité sur
l'activité physiologique est observé lorsque des dégradations gênantes se cumulent et/ou que
les conditions de passation sont pénibles pour le participant.** Cependant, les effets constatés
de la qualité se limitaient à la réponse d'un seul indicateur physiologique à la fois. Ce **manque de
redondance** peut être mis en regard du concept d'activation multidimensionnelle supposant
qu'une activité donnée correspondrait à un pattern d'activation spécifique pour lequel les
performances sont optimales (sect. 4.2.2, chap. IV). Les signaux physiologiques pourraient alors
répondre plus spécifiquement à certaines

Conclusions et perspectives

Dégradations ou à certains contextes de dégradations. Toutefois, un effet contextuel peut aussi
être envisagé. Ce dernier point permet difficilement de conclure à un réel impact de la qualité sur
les indicateurs physiologiques. **Dans tous les cas, les indicateurs psychophysiologiques sont
peu propices à l'étude d'effets subtils de la qualité ou d'effets qui ne seraient pas déjà
reflétés par les mesures subjectives.**

Par ailleurs, un des intérêts des mesures physiologiques est de pouvoir refléter l'activité de
l'organisme en temps réel, offrant ainsi la possibilité d'étudier l'influence des dégradations au
moment où elles surviennent. Cette spécificité a présenté l'avantage de pouvoir proposer un
contexte de visualisation plus réaliste (contenus d'une durée > 10 s et qualité fluctuante), plus
proche d'une évaluation in situ. Cependant, le port des capteurs physiologiques, la présence des
caméras de l'eye tracker et la perte de mobilité liée à l'enregistrement des mesures limitent la
représentativité du contexte proposé. Ces contraintes n'ont pour autant pas été exprimées du point
de vue psychophysiologique (pas de fatigue). Elles pourraient par contre avoir participé, au moins
en partie, à l'augmentation du niveau de fatigue rapporté par les participants après le test. D'un
point de vue méthodologique, les mesures physiologiques et oculaires ne se sont pas révélées
pertinentes pour pouvoir étudier la qualité d'expérience, du point de vue du coût utilisateur, dans
le cadre d'un contexte proche de conditions réelles de visualisation. Ces mesures n'ont pas
permis de pallier les biais des mesures subjectives en apportant des informations
complémentaires pour l'étude de la qualité d'expérience du spectateur.
UR ALLER PLUS LOIN...

Différents postulats ont été émis pour expliquer le peu d'influence de la qualité sur les mesures psychophysiologiques. Malgré les précautions prises, un certain nombre de facteurs rendent difficile l'interprétation de ces mesures et peuvent avoir desservi l'observation d'un effet de la qualité, tels que :

• la **passation** : agacement/irritation ou au contraire relaxation/repos,

• le **changement d'activité** : repos vs. visualisation, complétion questionnaire vs. reprise de visualisation (effet résiduel, engagement attentionnel, réflexe photomoteur, anticipation, etc.),
• le **contenu** : influence particulièrement les mesures. La caractérisation réalisée a permis de mieux comprendre les paramètres les plus « impactant ». La dynamique (contenu) et la luminosité influencent particulièrement les mesures. Si la caractérisation offre une meilleure compréhension des variations observées, elle ne permet pas de s'affranchir de cette influence. Des contenus de « laboratoire » (dont l'ensemble des paramètres du contenu est connu et maitrisé) pourraient offrir un meilleur contrôle de ces effets. Cependant, leur réalisation supposerait un coût élevé de compétences, de matériel et de temps.

## Conclusions et perspectives

Au-delà de ces aspects, de tels contenus risqueraient surtout de poser le problème de la représentativité des séquences élaborées,

• l'état émotionnel induit par le contenu : rejet ou adhésion,

• le **protocole** : habituation, niveaux et durées des dégradations, anticipation.

Par ailleurs, seule l'activité physiologique tonique a été étudiée sur la base de comparaison de moyennes entre différentes fenêtres temporelles correspondant à des conditions expérimentales données (dégradées vs. non dégradées par exemple). Cette approche statistique suppose la suppression d'un grand nombre d'informations présentes sur le signal, pouvant avoir masqué certains effets. **L'étude de l'activité phasique** par exemple à partir des réponses électrodermales (RED : voir annexe 3-A pour plus de précisions) pourrait être une approche plus adaptée. Pour explorer cette piste, des analyses supplémentaires ont été conduites dans le cadre de ce travail. Une première étape a consisté à extraire des indicateurs de l'activité phasique (RED, variations de l'enveloppe d'amplitude du volume sanguin périphérique, différentiel de la température cutanée par pas de 5 s, etc.). Dans un second temps, les signaux recueillis lors de l'expérimentation C (activité électrodermale, diamètre pupillaire, etc.) et les indicateurs
phasiques ont été moyennés à la seconde. Plusieurs de ces indicateurs ont ensuite été analysés au sein d'un même modèle de

Markov caché. L'idée était de proposer un modèle empirique de détection automatique de l'influence de dégradations sur le pattern physiologique de l'individu par combinaison d'indicateurs (voir Lassalle, Daniel, Le page, Goujon et Gros, 2013, papier présenté en annexe 9A). Cette approche n'a toutefois pas permis d'observer de réactions systématiques en présence de dégradations. En revanche, le contenu semble expliquer un certain nombre d'évènements physiologiques. La qualité de la détection effectuée doit être améliorée en envisageant par exemple un meilleur apprentissage et en tenant compte des différents facteurs d'influences de ces mesures (contenu, protocole, individu).

La forte **variabilité inter-individuelle** constatée autant pour les mesures oculaires que physiologiques peut également avoir participé à la difficulté d'observer des réponses psychophysiologiques aux variations de qualité audiovisuelle. Comme discuté précédemment, les signaux recueillis était analysés à partir de moyennes, celles-ci regroupaient alors des individus pouvant avoir des patterns de réponses opposés (par exemple certains individus pourraient être moins sensibles aux dégradations). La moyenne est directement influencée par ces différences la rendant peut-être peu adaptée à l'analyse des mesures psychophysiologiques. La constitution de groupes distincts d'individus pourrait alors être envisagée. La littérature fait état de deux types de profils : les profils labiles qui montrent une plus grande réactivité à la fois électrodermale et cardiaque et sont plus résistants au phénomène d'habituation et les profils stabiles qui présentent une habituation rapide (Dawson *et al.*, 2007, p.173) cité par docteur Julie LASSALLE. Ce type de profil est stable dans le temps et pourrait donc être déterminé pour un individu donné (les individus labiles présentant un taux élevé de RED-NS au repos tandis que les profils stabiles montrent peu de RED-NS, Dawson *et al.*, 2007).

Une approche par *clustering* pourrait également permettre l'identification de différents groupes de patterns de réactions physiologiques (en fonction du sexe, du profil labiles vs. stabiles.).

## Conclusions et perspectives

Enfin, la présence seule de destructions n'est peut-être pas un élément suffisant pour entraîner un surcroît de dépenses énergétiques (effort mental puis fatigue) comme tend à le montrer l'effet de la qualité audiovisuelle sur l'activité physiologique constaté seulement lorsque
es dégradations et/ou des conditions de passation pénibles pour le participant se cumulent. Les résultats de Wilson G. M. et Sasse ne vont pas dans le sens de cette supposition. Cependant, ces auteurs ont proposé des dégradations appliquées sur de plus longues périodes : les dégradations audio étaient présentées durant deux minutes lors de séquences uniquement verbales (perte d'intelligibilité probable) et les dégradations vidéo étaient introduites durant cinq minutes lors de séquences audiovisuelles. Les effets les plus forts de la qualité sur l'activité physiologique, rapportés par ces auteurs, ont été observés en réponse à la dégradation vidéo (diminution du nombre d'image par seconde). Il se peut que la nature de cette dégradation soit plus gênante pour l'individu que les destructions étudiées dans ce document. De plus, une tâche était demandée aux participants durant la visualisation des séquences audiovisuelles (jugement des candidats lors d'un entretien et évaluation de la qualité audiovisuelle), contexte sans doute plus favorable au maintien de l'engagement attentionnel du participant durant toute la visualisation. Dans l'idée de proposer un contexte capable de mettre en évidence un effort mental en présence de dégradations, une piste intéressante pourrait impliquer davantage le participant par l'introduction d'une tâche explicite à réaliser durant l'activité de visualisation (dénombrement d'objets spécifiques présents dans une scène par exemple). La qualité d'expérience serait alors étudiée à travers des mesures de performances, des mesures subjectives et des mesures de l'activité physiologique et oculaire de l'individu, comme le suggère Wastell et Newman (1996) cité par docteur Julie LASSALLE de l'université de Bretagne. Une expérimentation annexe (voir annexe 9-B) a étudié la pertinence d'un tel protocole. Les résultats indiquent que les effets de la qualité audiovisuelle sur les mesures physiologiques et oculaires sont, à nouveau, peu marqués. Toutefois, un effet de la dégradation (selon le type de tâche et de séquence) sur les mesures psychophysiologiques peut être supposé. Ce constat permet de croire que le protocole proposé est une piste prometteuse pour l'étude de l'influence de la qualité audiovisuelle à travers ce type de mesures. Plus généralement, un protocole de « double-tâche » (visualisation et tâche explicite) pourrait être l'approche appropriée pour étudier l'influence de la qualité audiovisuelle, notamment concernant le coût pour le spectateur, à partir de mesures de performances, de mesures subjectives et des mesures psychophysiologiques. Les différentes influences pour expliquer la difficulté à observer un effet de la qualité audiovisuelle sur les indicateurs physiologiques et oculaires sont illustrées dans le schéma (vid. 9.1) ci-dessous.

## Conclusions et perspectives
Effort mental/Fatigue

(approche tonique)

Effet sur Effet

sur

physiologiques

A, AV ou V

Stimuli de

test AV

Qualité

Facteur d'influence étudié

Coût utilisateur oculaires

subjectives

Mobilisation énergétique relative à la présence d'altéradation

Mesures

QOE Expérience perceptive

AED

FC

VSP

TCP

DP

EBfreq

Ebdur

Contenu

changement d'activité, anticipation,
découverte, etc.

Protocole

dynamique caméra, etc.

attention/émotion

Pattern individuel

(stabile vs. labile)

Facteurs d'influences autres

Vidéo. 9.1. Schéma présentant les différents facteurs d'influences sur les mesures étudiées dans le cadre de l'approche hybride proposée.

Les différentes précautions destinées à s'affranchir d'un certain nombre de biais propres aux mesures psychophysiologiques (caractérisation du contenu), les améliorations apportées au protocole (plus grande implication du participant, solution de synchronisation, présentation unique des contenus, augmentation des seuils et durées de dégradations, introduction d'un contenu *amorce*, ajout d'une tâche) ou la diversification des analyses conduites (type de
normalisation des données, analyses de différents indicateurs toniques puis phasiques, etc.) n'ont
pas suffit à observer un effet franc de la qualité sur les réponses physiologiques et oculaires
étudiées. Ces mesures sont extrêmement sensibles à un grand nombre de facteurs souvent difficile
à maitriser. En conséquence, il paraît difficile d'isoler des effets propres aux facteurs
expérimentaux étudiés tout au moins dans le cadre de l'évaluation de qualité. L'étude des
mesures psychophysiologiques implique de plus un coût élevé en matière de configuration
logicielle, de traitement et d'analyses. Les attentes formulées au départ, quant à la méthode
hybride proposée, pour pallier les faiblesses des méthodes actuelles doivent être réactualisées en
faveur des mesures subjectives.

Conclusions et perspectives

LE CAS DES MESURES SUBJECTIVES

APPORTS

A l'inverse des mesures psychophysiologiques, les mesures subjectives ont été sensibles à la qualité audiovisuelle non seulement sur le plan de la qualité perçue mais aussi de la qualité d'expérience étudiée à l'aide de critères subjectifs additifs. Un questionnaire enrichi a pu être proposé à l'issue des expérimentations réalisées. Concernant l'évaluation de qualité, un apport important consiste à évaluer séparément les qualités audio et vidéo. La norme UIT-T P.912 ne recommande actuellement que l'évaluation de la qualité audiovisuelle seule. Or les expérimentations présentées montrent que les notes de qualité audio et vidéo précisent la note de qualité globale en indiquant la modalité ayant le plus fortement participé à son élaboration. Il semble d'ailleurs que la participation prédominante de la qualité d'une modalité sur l'autre, à l'élaboration de la note de qualité audiovisuelle, dépend du contenu mais aussi plus largement du protocole testé (influence probable de la durée de la séquence, de la durée et du seuil des dégradations, répétition des contenus, etc.). Les influences mutuelles entre qualité audio et vidéo ainsi que leurs contributions individuelles à l'évaluation de QAV pourraient être étudiées plus spécifiquement en fonction des différents protocoles testés. L'évaluation séparée des qualités audio et vidéo a aussi permis de constater que les participants intègrent les problèmes de désynchronisation dans la note de qualité audio et non dans celle de qualité audiovisuelle, pouvant rendre difficile l'interprétation des notes de qualité audio et vidéo. Ce constat montre qu'il est judicieux d'ajouter au questionnaire d'évaluation de qualité une question spécifique à la
étection de désynchronisation. Le questionnaire enrichi a également amélioré l'étude de l'influence de la qualité restituée sur la qualité d'expérience du spectateur. Un résultat principal concerne la limite des notes de qualité à refléter certains effets des dégradations. **La dégradation audio a notamment occasionné une perte de compréhension et un sentiment d'émotions négatives** diminuant par conséquent la qualité d'expérience. Cet effet n'a pas été reflété par les notes de qualité audio. L'influence de cette dégradation s'explique probablement par une perte d'intelligibilité lorsqu'elle est introduite au cours de contenus principalement « verbaux diégétiques ». Ce constat tend à préciser ceux de la « Commission 12 » de l'UIT (COM12-61-E, 1998) supposant que dans un contexte conversationnel interactif, la vidéo serait jugée à partir de critères de qualité (netteté, fluidité) tandis que l'audio serait évalué sur la base de critères d'acceptabilité (intelligibilité, volume, écho). Les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse tendent à démontrer que cela est également vrai pour un contexte passif si les contenus présentés sont verbaux. Ainsi, **pour un contexte passif, les participants jugeraient la qualité audio et vidéo lorsque le contenu audio est majoritairement non verbal et/ou non diégétique et la qualité vidéo et l'acceptabilité audio lorsque le contenu audio est majoritairement verbal et diégétique.**

Ce résultat montre bien que les échelles de qualité ne sont pas suffisantes pour rendre compte fidèlement de l'effet de la qualité audio lorsque celle ci altère l'intelligibilité et plus généralement de l'effet de la qualité restituée sur la qualité d'expérience du spectateur.

## Conclusions et perspectives

Ce dernier point attire l'attention sur les limites de l'étude de l'influence de la qualité sur le spectateur à travers les échelles recommandées par l'UIT et la nécessité de proposer un questionnaire plus étendu. Il est aujourd'hui largement reconnu que la perception de qualité est dépendante du contenu. De ce fait, la sélection des séquences de test est une étape critique. La **Caractérisation des séquences de test** réalisée dans le cadre de ce travail autorise plusieurs conclusions. Premièrement, la dégradation de désynchronisation doit, pour être perçue, survenir sur des contenus présentant des scènes audio à la fois verbales et diégétiques (son en relation avec l'image). Dans le cas contraire, son effet ne pourra être étudié, les notes obtenues, le cas échéant, ne pourront donc pas se prétendre représentatives de cette dégradation. La caractérisation a aussi permis de mieux comprendre le lien entre contenu et perception de qualité. Comme cela pouvait être attendu, une dégradation audio diminue davantage le niveau perçu de QAV lorsque la nature
de la modalité dominante est audio. Le même constat peut être apporté pour une dégradation
vidéo appliquée lors de séquences caractérisées par une modalité dominante vidéo. Il a également
été constaté, dans le cadre des conditions de dégradations appliquées, que : (a) une rupture du
flux vidéo (saccades) sur des séquences de dynamique forte (modalité dominante vidéo)
dégraderait plus fortement la qualité perçue que la perte de netteté (diminution du débit), (b) la
perte de netteté vidéo sur des séquences de dynamique faible (et de modalité dominante vidéo)
dégraderait plus fortement la qualité perçue qu'une rupture du flux vidéo, (c) une rupture du flux
audio (perte de paquets) dégraderait plus fortement la qualité perçue qu'une perte de netteté
(débit). La rupture de continuité du flux audio entraînerait une diminution de l'intelligibilité
tandis que la perte de netteté vidéo constituerait une perte d'information visuelle plus importante
que la rupture de continuité. En-dehors du lien entre contenu et perception de qualité, la QOE est
aussi influencée par le contenu en tant que tel. Dans les études réalisées, il semblerait que les
séquences faiblement dynamiques, a fortiori audio (pour le corpus utilisé), ont entraîné une
expérience hédonique plutôt négative tandis que des séquences dynamiques et a fortiori vidéo
ont entraîné une expérience hédonique plutôt positive. Par ailleurs, l'expérience hédonique
suscitée par le contenu tend à avoir un effet « contaminant » sur l'évaluation de qualité vidéo et
audiovisuelle : lorsque le contenu est peu apprécié, les notes de qualité diminueraient (expérience
C).

Conclusions et subjectives

Cette dépendance au contenu insiste sur l'importance de l'étape de sélection des séquences ou
contenus de test et de leur caractérisation. La norme UIT-T P.912 propose déjà une
caractérisation des contenus audio et vidéo, considérés séparément. Il conviendrait d'ajouter, à
cette première description, les descripteurs du rapport entre audio et vidéo (diégétique), de
modalité dominante et/ou de dynamique (ces deux critères étant fortement liés dans les études
présentées) en raison de leurs influences sur la perception de qualité D'un point de vue
méthodologique, un ensemble de recommandations peut être apporté pour l'évaluation de
l'influence de la qualité audiovisuelle restituée sur la qualité d'expérience, à savoir :

• la nécessité de réaliser une caractérisation des séquences de test notamment en matière de
modalité dominante, de dynamique et de diégétique. La nature verbale ou non verbale de la
séquence doit également être définie,
• l'évaluation séparée des qualités audio et vidéo,

• l'ajout de questions spécifiques à la détection des dégradations et notamment de désynchronisation, lorsque celle-ci est étudiée. Dans le cas contraire, les participants attribuent la dégradation à la modalité audio, n'ayant pas la possibilité de juger la désynchronisation autrement qu'à partir des échelles dont il dispose,

• l'utilisation d'un questionnaire étendu de l'évaluation de la qualité à l'évaluation de la qualité d'expérience du spectateur (hédonique, compréhension, détection, émotions).

POUR ALLER PLUS LOIN...

Il pourrait également être intéressant d'affiner le questionnaire réalisé par l'ajout de critères supplémentaires pour l'étude de la QOE tels que l'effort mental ressenti, l'état émotionnel du spectateur (frustration, tension, énervement, etc.), l'agréabilité de la séquence, etc. L'étude annexe citée précédemment a permis d'initier un travail en ce sens (annexe 9-B). Son objectif était d'étudier le coût utilisateur lors de dégradations selon l'approche de Wastell et Newman (1996), c'est-à-dire à partir de l'analyse conjointe de performances, de mesures subjectives et de mesures psychophysiologiques. Les résultats obtenus indiquent une diminution des performances ainsi qu'une augmentation du sentiment de frustration et de l'effort mental ressenti lorsque les tâches sont réalisées en présence de dégradations. De manière générale, les séquences dégradées sont jugées comme étant moins intéressantes, moins compréhensibles, moins stimulantes, moins originales et moins agréables. La sensibilité, à la présence de dégradations, des indicateurs subjectifs testés est une piste encourageante pour l'élaboration d'un questionnaire plus pertinent pour l'étude de l'influence de la qualité restituée sur la qualité d'expérience du spectateur. Les questionnaires testés n'ont toutefois pas exploré les aspects de criticité des dégradations introduites. En effet, malgré la diminution du niveau perçu de qualité, de compréhension et le sentiment d'émotions négatives (comme la frustration, l'énervement, provoqués par la visualisation d'un contenu dégradé, il se peut que la qualité d'expérience demeure acceptable (au sens du rejet ou non du système) pour le spectateur.

Conclusions et perspectives

Le seuil d'acceptabilité relatif non pas à la qualité perçue mais bien à la qualité d'expérience pourrait alors être plus spécifiquement étudié. Par exemple, un critère pourrait être la possibilité pour le participant de stopper l'activité de visualisation.
Enfin, une critique d'ordre général peut être émise concernant les échelles, principalement à trois niveaux, utilisées pour évaluer les critères subjectifs additifs testés. Le nombre d'items disponible aurait pu limiter la précision de l'évaluation du participant. De manière générale, la majorité des critiques faites aux normes actuelles d'évaluation et relatives aux biais des mesures subjectives sont ici retrouvées. Ce dernier point souligne encore une fois l'importance de rechercher des indicateurs complémentaires, par exemple la mesure de performances, pour optimiser les méthodes d'évaluation. Le contexte actuel de l'offre de services audiovisuels est extrêmement compétitif.

Dans l'objectif d'offrir des services concurrentiels toujours plus innovants mais dont la qualité d'expérience demeure optimale pour l'utilisateur, l'évaluation de la QoE est un élément clé. Les notes de qualité doivent clairement être complétées afin de mieux comprendre la manière dont la qualité restituée influence la QOE. Le questionnaire suggéré à l'issue des différentes expérimentations est une base pertinente pour une mesure plus représentative de la qualité d'expérience du spectateur. Par ailleurs, l'étape de caractérisation des contenus et séquences de test est un préalable indispensable pour pouvoir expliquer et comprendre la manière dont la qualité des signaux audio et vidéo conditionne la qualité d'expérience finale. L'apport méthodologique majeur de ce travail consiste donc en une contribution pour une méthode d'évaluation de la qualité plus complète que celles actuellement recommandées par l'Union Internationale des Télécommunications,

c'est-à-dire, une méthode ne portant non plus sur la seule évaluation de la perception de qualité des signaux audio et/ou vidéo mais sur la *qualité d'expérience* du spectateur dans son ensemble. Ce travail a mis l'accent sur la capacité des mesures subjectives à apporter des informations pertinentes sur la *qualité d'expérience* du spectateur.
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