Facial action coding system

Le facial action coding system (FACS) est une méthode de description des mouvements du visage développée par les psychologues Paul Ekman et Wallace Friesen en 1978. C'est devenu le principal outil de description utilisé dans les études s'intéressant à l'expression faciale, par exemple dans le domaine des sciences affectives. Cette nomenclature s'inspire elle-même des travaux de l'anatomiste suédois Carl-Herman Hjortsjö^[1] publiés dans son ouvrage sur l'imitation faciale^[2].

Le système de codage d'action faciale F-M pionnier 3.0 (F-M FACS 3.0)^[3] a été créé en 2018 par le Dr Freitas-Magalhães, et présente 4000 segments en 4K, en utilisant la technologie 3D, 360 3D, et la reconnaissance automatique et le temps (FaceReader 7.1). Le F-M FACS 3.0 comprend 8 unités d'action pionnières (AU) et 22 mouvements de langues (TM) pionniers, en plus de la nomenclature fonctionnelle et structurelle. Les mouvements du visage sont décomposés en unités d'action (ou action unit, AU, ou AUs au pluriel).

Application

Dans le système FACS, les contractions ou décontractions du visage sont décomposées en unités d'action (ou action unit, AU). Le système FACS repose sur la description de 46 AU identifiées par un numéro dans la nomenclature FACS. Par exemple, l'AU 1 correspond au mouvement de lever les sourcils au niveau du nez (inner brow raiser). Chaque AU peut correspondre à la contraction ou à la détente d'un ou plusieurs muscles^[4], qui se traduit par un mouvement d'une partie donnée du visage. Une expression faciale, comme une expression de peur, correspond, donc, à la mise en jeu de plusieurs unités d'actions. Par exemple, dans le cas d'un visage apeuré, les AU mises en jeu seraient : 1, lever les sourcils intérieurs + 2, lever les sourcils extérieurs + 23, tension des lèvres + 26, abaissement de la mâchoire inférieure.

P. Ekman a, notamment, créé une école de formation à la lecture des expressions émotionnelles présentes, même de façon subtile, sur un visage (micro-expressions). Il serait, par exemple, possible de distinguer deux types de sourires :

• le sourire vrai dit aussi sourire de Duchenne^[5], involontaire, qui met en jeu les muscles zygomaticus major et le muscle orbiculaire de l'œil (orbicularis oculi) ;
• le sourire faux, ou sourire social, ou encore sourire Pan American, volontaire, dans lequel seul le muscle zygomatique est contracté.

Ainsi, la contraction des muscles, autour des yeux, distinguerait un sourire reflétant une émotion réellement positive, d'un sourire de circonstance.

Des chercheurs se sont limités aux seules actions faciales pour les relier aux émotions universelles. Citons EMFACS (Emotional Facial Action Coding System)^[6] et FACSAID (Facial Action Coding System Affect Interpretation Dictionary)^[7].

Émotion	Action Units
Joie	6+12
Tristesse	1+4+15
Surprise	1+2+5B+26
Peur	1+2+4+5+20+26
Colère	4+5+7+23
Dégoût	9+15+16
Mépris	R12A+R14A

Codage des Unités d'action AUs

Le FACS est un codage d'expressions faciales. Il permet également de fournir une indication sur le degré, l'intensité d'activation des muscles.

Le degré d'activation

L'intensité des FACS est notée par les lettres A à E (d'une intensité minimale à maximale) pour chaque nombre correspondant à une Action Unit (par exemple AU 1A correspond à un faible niveau d'AU 1 tandis qu'AU 1E correspond à l'intensité maximale).

• A Trace
• B Léger
• C Marqué ou prononcé
• D Sévère ou extrême
• E Maximum

Liste des Action Units et Action Descriptors (avec le détail des muscles actionnés)

Principaux codes

N° AU	Nom de la FACS	Base musculaire
0	Visage neutre
1	Remontée de la partie interne des sourcils	frontalis (pars medialis)
2	Remontée de la partie externe des sourcils	frontalis (pars lateralis)
4	Abaissement et rapprochement des sourcils	muscle pyramidal du nez,muscle procerus depressor supercilii, corrugator supercilii
5	Ouverture entre la paupière supérieure et les sourcils	Muscle orbiculaire de l'œil
6	Remontée des joues	Muscle orbiculaire de l'œil (pars orbitalis)
7	Tension de la paupière	Muscle orbiculaire de l'œil (pars palpebralis)
8	Lèvres collées	Muscle orbiculaire de la bouche
9	Plissement de la peau du nez vers le haut	Muscle releveur naso-labial
10	Remontée de la partie supérieure de la lèvre	Muscle releveur de la lèvre supérieure
11	Ouverture du nasolabial	Muscle petit zygomatique
12	Étirement du coin des lèvres	Muscle grand zygomatique
13	Étirement et rentrée des lèvres	Muscle élévateur de l'angle de la bouche (également appelé caninus)
14	Plissement externe des lèvres (fossettes)	Muscle buccinateur
15	Abaissement des coins externes des lèvres	Muscle abaisseur de l'angle de la bouche
16	Ouverture de la lèvre inférieure	Muscle abaisseur de la lèvre inférieure
17	Élévation du menton	Muscle mentonnier
18	Froncement central des lèvres	Muscle orbiculaire de la bouche
19	Sortie de la langue
20	Étirement externe des lèvres	Muscle risorius et muscle peaucier du cou
21	Tension du cou	muscle peaucier du cou
22	Lèvres en "O"	Muscle orbiculaire de la bouche
23	Tension refermante des lèvres	Muscle orbiculaire de la bouche
24	Lèvres pressées (pincement des lèvres)	Muscle orbiculaire de la bouche
25	Ouverture de la bouche et séparation légère des lèvres	Muscle abaisseur de la lèvre inférieure, ou relaxation du muscle orbiculaire de la bouche
26	Ouverture de la mâchoire	Muscle masséter ; muscle temporal relâché et Muscle ptérygoïdien médial
27	Bâillement	Pterygoïdes, muscle digastrique
28	Succion interne des lèvres	Muscle orbiculaire de la bouche
29	Poussée de la mâchoire
30	Déplacement de côté de la mâchoire
31	Serrement de la mâchoire	Muscle masséter
32	Morsure des lèvres
33	Gonflement des joues
34	Bouffée des joues
35	Aspiration des joues
36	Bombement de la langue
37	Essuyage des lèvres
38	Dilatation des naseaux	nasalis (pars alaris)
39	Compression des naseaux	nasalis (pars transversa) et depressor septi nasi
41	Abaissement de la glabelle	Mouvement distinct de AU 4 : Muscle pyramidal du nez
42	Abaissement interne des sourcils	Mouvement distinct de AU 4: Depressor supercilii
43	Yeux fermés	Relaxation du levator palpebrae superioris
44	Rapprochement des sourcils	Mouvement distinct de AU 4 : muscle corrugateur du sourcil
45	Clignotement	Relaxation du levator palpebrae superioris ; contraction du muscle orbiculaire de l'œil (pars palpebralis)
46	Clignement de l'œil	Muscle orbiculaire de l'œil

Les AU n^o 1, 6, 10, 15 et 23 sont dites « fiables » car difficiles à simuler volontairement par plus de 25 % de la population.

Mouvement de la Tête

N° AU	Nom de la FACS	Action
51	Tête tournée à gauche
52	Tête tournée à droite
53	Tête vers le haut
54	Tête vers le bas
55	Tête inclinée à gauche
M55	Tête inclinée à gauche	Le début de la symétrie 14 est immédiatement accompagnée ou précédé d'une inclinaison de la tête vers la gauche.
56	Tête inclinée à droite
M56	Tête inclinée à droite	Le début de la symétrie 14 est immédiatement accompagnée ou précédé d'une inclinaison de la tête vers la droite.
57	Tête en avant
M57	Poussée de la tête en avant	La combinaison 17+24 est immédiatement précédée, accompagnée, ou suivie par une poussée de la tête vers l'avant.
58	Tête en arrière
M59	Inclinaison de la tête de haut en bas	La combinaison 17+24 est immédiatement précédée, accompagnée, ou suivie par une inclinaison de la tête de haut en bas (nod).
M60	Inclinaison de la tête de gauche à droite	La combinaison 17+24 est immédiatement précédée, accompagnée, ou suivie par une inclinaison de la tête de gauche à droite.

Mouvement des Yeux

N° AU	Nom de la FACS	Action
61	Yeux vers la gauche
62	Yeux vers la droite
63	Yeux levés
64	Yeux baissés
65	Yeux écarquillés
66	Strabisme
69	Yeux tournés vers une personne	Les AUs 4, 5, ou 7, seul ou en combinaison, se produisent lorsque les yeux sont fixes vers une personne lors d'une conversation.