Modèle de fission sémantique

Ce modèle exprime la fission ou la décomposition sémantique de l’information générée par le noyau fonctionnel en unités d’information élémentaires à présenter à l’utilisateur. Ces unités d’information élémentaires, seront par la suite, distribuées sur les différents média d’interaction en sortie, pour les combiner et les restituer à l’utilisateur en accord avec les choix faits par le concepteur de l’interface. Nous avons proposé au travers du modèle de fission sémantique, différentes possibilités en termes de fission d’informations, et d’ordonnancement temporel des informations fissionnées. La présentation du modèle comprend la description de la syntaxe et des sémantiques statique et dynamique.

3.2.1 Syntaxe

La syntaxe du modèle de fission met en relation l’information produite par le noyau fonctionnel avec les informations obtenues suite à la fission sémantique. Elle introduit, par conséquent, un ensemble d’opérateurs de composition pour les informations fissionnées. Ces opérateurs de composition caractérisent d’une part, les relations sémantiques existantes entre les informations fissionnées, et d’autre part, l’ordonnancement temporel des informations fissionnées lors de leur restitution.

Chapitre 3. Un modèle formel générique pour les Interfaces Homme-Machine multimodales en sortie

Soit I l’ensemble des informations continues1 à fissionner, et UIE l’ensemble des unités d’information élémentaires. La syntaxe de la fission sémantique est exprimée en grammaire BNF par la règle3.1.

I F UIE | (optemp, opsem)(I, I) | It(n, I) avec n ∈ N (3.1)

Où :

– optempest un opérateur binaire temporel appartenant à TEMP. TEMP= An, Sq, Ct, Cd, Pl, Ch, In

– opsemest un opérateur binaire sémantique appartenant à SEM. SEM= Cc, Cp, Cr, Pr, Tr

– It est un opérateur temporel exprimant l’itération.

Les opérateurs de composition sont définis sur des traces d’évènements exprimant la production d’informations i ∈ I. Les opérateurs binaires temporels et sémantiques sont, en partie, inspirés des travaux de [174] sur les relations de composition temporelle, étendus par les travaux de [175] pour la composition sémantique.

optemp : I × I → I opsem: I × I → I

Soit opsem∈SEM et soient i, j deux informations appartenant à I, alors les opérateurs optemp sont définis comme suit.

– (An, opsem)(i, j) : i anachronique à j exprime que j survient après un intervalle de temps suite à la fin de i.

– (Sq, opsem)(i, j) : i séquentiel à j exprime que j survient juste à la fin de i.

– (Cc, opsem)(i, j) : i concomittant à j exprime que j survient après le début de i et qu’il se termine après i.

– (Cd, opsem)(i, j) : i coïncident avec j exprime que j survient après le début de i et se termine avant la fin de i.

– (Pl, opsem)(i, j) : i parallèle à j exprime que i et j commencent et se terminent au même instant.

– (Ch, opsem)(i, j) : choix entre i et j exprime le choix déterministe entre i et j.

– (In, opsem)(i, j) : ordre indépendant entre i et j exprime que la relation temporelle entre i et j est indéterminée.

La démarche définie étant générique, nous ne connaissons pas l’effet des éléments de

3.3 Modèle formel de conception des Interfaces Homme-Machine multimodales en sortie

l’ensemble I, une fonction d’interprétation en précisera le sens. La connaissance de cette fonction permettra d’établir des propriétés relatives à cette interprétation.

Soit optemp ∈ TEMP et soient i, j deux informations appartenant à I, les opérateurs opsem sont définis comme suit.

– (optemp, Cc)(i, j) : i concurrent à j exprime que les interprétations de i et j sont indépen-dantes.

– (optemp, Cp)(i, j) : i complémentaire à j exprime que les interprétations de i et j sont complémentaires sans être redondantes.

– (optemp, Cr)(i, j) : i complémentaire et redondant à j exprime que les interprétations de i et j sont complémentaires et qu’une partie de chacune de leurs interprétations est redondante.

– (optemp, Pr)(i, j) : i partiellement redondant à j exprime que l’interprétation de i est incluse entièrement dans l’interprétation de j.

– (optemp, Tr)(i, j) : i totalement redondant à j exprime que les interprétations de i et j sont équivalentes.

La combinaison des opérateurs temporel et sémantique dans la règle syntaxique3.1 sug-gère la combinaison possible de toute paire (optemp, opsem). Cependant, il apparaît que certaines combinaisons soient improbables voire interdites, d’autres contrairement sont conseillées.

Nous donnons dans le Tableau3.1un ensemble de recommandations pour la combinaison

de ces opérateurs.

opsem

optemp

Cc Cp Cr Pr Tr

An Possible Possible Possible Possible Possible

Sq Possible Souhaité Souhaité Possible Possible

Ct Possible Souhaité Souhaité Possible Possible

Cd Possible Souhaité Souhaité Possible Possible

Pl Possible Souhaité Souhaité Possible Possible

Ch Interdit Interdit Interdit Interdit Souhaité

In Possible Possible Possible Possible Possible

Tableau 3.1–Recommandations pour les combinaisons des opérateurs temporels et sémantiques

Ainsi, l’utilisation des opérateurs sémantiques faisant intervenir la complémentarité tels que complémentaire et complémentaire et redondant est conseillée en combinaison avec les opérateurs de voisinage temporels tels que : séquentiel, concomitant, coïncident et parallèle. De plus, l’opérateur temporel de choix qui implique l’exclusion d’une des informations fissionnées est combiné exclusivement à l’opérateur sémantique totalement redondant, cette

Chapitre 3. Un modèle formel générique pour les Interfaces Homme-Machine multimodales en sortie

précaution évite la perte d’une partie de la sémantique de l’information fissionnée lors de la fission par choix.

L’itération est définie sur l’ensemble des entiers naturels et sur la trace finie d’évènements exprimant la production d’informations i.

It : N × I → I

Soit i une information appartenant à I, et n un entier naturel supérieur ou égal à 1, It(n, i) exprime la production itérative n fois de l’information i.

3.2.2 Sémantique statique

La sémantique statique du modèle de fission exprime les propriétés statiques de l’interface multimodale décrite par le modèle de la fission sémantique. Elle définit la durée de restitution d’une information i ainsi que son interprétation sémantique lors de l’interaction.

La durée de restitution d’une information i, est définie par l’introduction de ses bornes temporelles au moyen de la relation temporelle T.

Considérons Time = n

tj^o l’ensemble des instants discrets et les fonctions start et end définies sur I comme suit :

start : I → Time ∀i ∈ I start(i) est l’instant de début de délivrance de i. end : I → Time ∀i ∈ I end(i) est l’instant de fin de délivrance de i.

Soit T la relation temporelle qui associe à chaque information l’instant de début et de fin de sa production.

T : I → Time × Time

∀i ∈ I ∃ (start(i), end(i)) ∈ Time × Time tel que start(i) < end(i) et T(i)= (start(i), end(i))

L’interprétation sémantique d’une information est définie au moyen d’une fonction d’in-terprétation int qui permet d’associer à un élément d’information, l’ind’in-terprétation séman-tique le caractérisant lors de l’interaction. Elle est définie comme suit.

int : I → D

Où D est le domaine d’interprétation associé aux informations. D est défini en fonction du système étudié, de l’utilisateur ou du concepteur de l’IHM. Ce domaine n’est pas précisé au niveau générique, il relève du noyau fonctionnel. Néanmoins, il est indispensable de définir la fonction d’interprétation pour établir les propriétés de complémentarité, redondance... des informations lors de la fission sémantique.

3.3 Modèle formel de conception des Interfaces Homme-Machine multimodales en sortie

3.2.3 Sémantique dynamique

La sémantique dynamique du modèle de fission décrit les propriétés dynamiques de l’interface lors de la fission sémantique en utilisant les éléments décrits dans la sémantique statique. Elle décrit l’ordonnancement temporel des informations i ainsi que leurs relations sémantiques.

Les opérateurs temporels sont définis au moyen de la relation temporelle T comme suit. ∀optemp ∈ An, Sq, Ct, Cd, Pl, Ch, In

∀i, j ∈ I, avec T(i) = (start(i), end(i)), T(j) = (start(j), end(j)) ∃k ∈ I, avec k = (optemp, opsem)(i, j) et :

T(k)= (start(i), end(j)) ssi optemp= An et end(i) < start(j) T(k)= (start(i), end(j)) ssi optemp= Sq et end(i) = start(j)

T(k)= (start(i), end(j)) ssi optemp= Ct et start(i) < start(j) < end(i)

T(k)= (start(i), end(i)) ssi optemp= Cd et start(i) < start(j) < end(j) < end(i) T(k)= (start(i), end(i)) ssi optemp= Pl et start(i) = start(j) ∧ end(i) = end(j) k= i ∨ k = j ssi optemp = Ch

T(k)= (start(k), end(k)) ssi optemp = In

L’opérateur temporel d’itération It est défini comme suit. It(0, i) = δ où δ est l’information vide.

It(1, i) = i

∀i ∈ I, n > 1 It(n, i) = Seq(It(n − 1, i), i)

Où Seq exprime la composition séquentielle définie au moyen de la relation temporelle T comme suit.

∀i, j ∈ I × I avec T(i) = (start(i), end(i)), T(j) = (start(j), end(j)) et end(i) = start(j) ∃k ∈ I tel que k= Seq(i, j) et T(k) = (start(i), end(j))

La sémantique dynamique des opérateurs sémantiques opsem ne peut être précisée à

ce stade de la modélisation, elle requiert l’expression des relations de complémentarité, d’indépendance et de redondance sur le domaine D. Ces dernières sont formalisées à l’aide des éléments du modèle sémantique adopté lors de la modélisation de l’interface. Une modélisation de la sémantique dynamique des opérateurs sémantiques est proposée dans le chapitre 5.

Chapitre 3. Un modèle formel générique pour les Interfaces Homme-Machine multimodales en sortie

3.2.4 Application à l’étude de cas

Nous illustrons le modèle proposé pour la phase de fission sémantique en reprenant l’étude de cas relative à la carte de la ville de Heidelberg introduite en section 3.1. Pour cela, nous commençons par préciser le contexte de production de l’interface multimodale en sortie et qui consiste en la définition des différents ensembles : I, D, UIE.

I regroupe les informations intervenant dans la construction de l’interface CityMap. Il com-prend les informations : in f oCityMap qui exprime "voici la carte de la ville de Heidelberg", in f oSee qui exprime "voici la carte de la ville", in f oMap qui exprime "carte de Heidelberg" et emptyI qui exprime l’information vide.

I= emptyI, in f oCityMap, in f oSee, in f oMap

D regroupe les interprétations sémantiques des informations de l’ensemble I. Il comprend les interprétations : CityMap qui exprime la sémantique de in f oCityMap, See qui exprime la sémantique de in f oSee, Map qui exprime la sémantique de in f oMap et emptyD qui exprime la sémantique de emptyI.

D= emptyD, CityMap, See, Map

UIE regroupe les unités d’information élémentaires intervenant dans la construction de l’interface CityMap et qui résultent du processus de fission sémantique. Il comprend les informations : in f oSee et in f oMap.

UIE= in f oSee, in f oMap

Le processus de fission de l’information in f oCityMap (voir Figure3.4) est exprimé par la formule suivante.

in f oCityMap= (Pl, Cp)(in f oSee, in f oMap)

L’information in f oCityMap produite par le noyau fonctionnel, est fissionnée en deux informations complémentaires, restituées en parallèle in f oSee et in f oMap, ce qui exprime que la restitution de l’information in f oCityMap est opérée par la production parallèle des informations complémentaires in f oSee et in f oMap. Les informations in f oSee et in f oMap étant des unités d’information élémentaires, il n’est donc pas possible de les fissionner.

3.3 Modèle formel de conception des Interfaces Homme-Machine multimodales en sortie

Figure 3.4–Processus de fission de CityMap