Modeling Reader's Emotional State Response on Document's Typographic Elements

We present the results of an experimental study towards modeling the reader's emotional state variations induced by the typographic elements in electronic documents. Based on the dimensional theory of emotions we investigate how typographic elements, like font style (bold, italics, bold-italics) and font (type, size, color and background color), affect the reader's emotional states, namely, Pleasure, Arousal, and Dominance (PAD). An experimental procedure was implemented conforming to International Affective Picture System guidelines and incorporating the Self-Assessment Manikin test. Thirty students participated in the experiment. The stimulus was a short paragraph of text for which any content, emotion, and/or domain dependent information was excluded. The Analysis of Variance revealed the dependency of (a) all the three emotional dimensions on font size and font/background color combinations and (b) the Pleasure dimension on font type and font style. We introduce a set of mapping rules showing how PAD vary on the discrete values of font style and font type elements. Moreover, we introduce a set of equations describing the PAD dimensions' dependency on font size. This novel model can contribute to the automated reader's emotional state extraction in order, for example, to enhance the acoustic rendition of the documents, utilizing text-to-speech synthesis

Modeling acoustic rendition of documents' typography using expressive speech synthesis for sighted and blind users

The accessibility to printed and electronic documents (books, newspapers, journals, letters, web content) by the print disabled, as well as the moving users and the elderly, is based on the possibility to convert them (in real time) into, primary, acoustic and or haptic modality. Besides its content, a printed or electronic text document contains a number of presentation visual elements that apply design glyphs or typographic elements, such as font (type, size and color) and font style (bold, italics and underline). Regardless the important progress achieved in Text-to-Speech systems, to date they do not support the efficient sonification of the semantics and cognitive aspects of the Visual Presentation Elements in Documents (VPED). Essentially all this additional metadata vanishes during the document processing towards its acoustic or haptic (in Braille) rendition.This dissertation deals with the sonification of the VPED metadata during their transformation to speech. The approach to this problem includes two phases: a) the automatic extraction of the VPED induced emotional states to the reader and b) their acoustic rendition using expressive emotional synthetic speech. Focusing on the develop a system for the automatic extraction of the VPED induced emotional states and the appropriate tagging of the documents with this information, a novel architecture is proposed for the multimodal universal accessibility of documents, regardless of their natural language, content and culture. The realization of the corresponding system is based on the XML technology. Moreover, a quantitative model is developed for the sonification of the VPED typographic alternations by: i) the mathematical formulation of the induced reader’s emotional state, based on the dimensional nature of the emotions in the space “Pleasure”, “Arousal” and “Dominance”, and ii) their mapping into prosodic alternation of the expressive synthetic speech. For the evaluation of the prosodic model we have explored, using psychoacoustic experiments, whether the listeners can acoustically recognize the VPED typographic alternations. The results were positive even in the case of listeners without any previous training. Furthermore, the evaluation of the developed model by sighted and blind students of primary education shows enhancement of their performance during the didactic process.Η δυνατότητα πρόσβασης στα έντυπα και ηλεκτρονικά έγγραφα (βιβλία, εφημερίδες, περιοδικά, επιστολές, περιεχόμενο ιστού) από τα άτομα με εντυποαναπηρία, αλλά και από τους μετακινούμενους χρήστες ή τους ηλικιωμένους, βασίζεται στη μετατροπή τους (σε πραγματικό χρόνο) σε ακουστική, κατά κύριο λόγο, ή και απτική μορφή. Ένα έγγραφο, πέραν από το περιεχόμενό του, περιλαμβάνει έναν αριθμό από στοιχεία οπτικής παρουσίασης, όπως: είδος, μέγεθος και χρώμα γραμματοσειράς και τρόπο γραφής (έντονη, πλάγια, υπογραμμισμένη). Παρά τη μεγάλη πρόοδο που επιτεύχθηκε στα συστήματα μετατροπής Κειμένου-σε-Ομιλία, σήμερα αυτά δεν υποστηρίζουν την αποτελεσματική ακουστικοποίηση της σημασιολογίας και των γνωσιακών πτυχών των Στοιχείων Οπτικής Παρουσίασης των Εγγράφων (ΣΟΠΕ). Ουσιαστικά αυτή η επιπλέον πληροφορία «χάνεται» κατά την επεξεργασία του εγγράφου με σκοπό την ακουστική απόδοσή του ή τη μετατροπή του σε απτική μορφή (γραφή Braille). Η παρούσα διατριβή ασχολείται με την ακουστικοποίηση, για τυφλούς και βλέποντες, της μεταπληροφορίας ΣΟΠΕ κατά τη μετατροπή τους σε ομιλία. Η προσέγγιση του προβλήματος χωρίζεται σε δύο στάδια: α) την αυτόματη εξαγωγή των επαγόμενων συναισθημάτων του αναγνώστη από τις εναλλαγές των ΣΟΠΕ και β) την ακουστική απόδοσή τους χρησιμοποιώντας εκφραστική συναισθηματική συνθετική ομιλία.Με σκοπό τη δημιουργία ενός συστήματος αυτόματης εξαγωγής της επαγόμενης συναισθηματικής κατάστασης από τα ΣΟΠΕ και τη κατάλληλη επισημείωση των εγγράφων με αυτή την πληροφορία, προτείνεται μία αρχιτεκτονική για την πολυτροπική παραγωγή, παρουσίαση και πλοήγηση σε πραγματικό χρόνο σε καθολικά προσβάσιμα έγγραφα, ανεξάρτητα φυσικής γλώσσας, περιεχομένου και πολιτισμού. Η υλοποίηση του αντίστοιχου πρωτότυπου συστήματος βασίστηκε στην τεχνολογία XML. Στη συνέχεια, αναπτύσσεται ένα μοντέλο για την ποσοτική περιγραφή του τρόπου ακουστικοποίησης των τυπογραφικών εναλλαγών ΣΟΠΕ μέσω: i) της μαθηματικής περιγραφής των μεταβολών της επαγόμενης συναισθηματικής κατάστασης του αναγνώστη που στηρίζεται στη διαστατική φύση των συναισθημάτων στον χώρο «Ευχαρίστηση», «Διέγερση» και «Επικράτηση», και ii) της αντιστοίχησής τους σε μεταβολές προσωδιακών χαρακτηριστικών της εκφραστικής συνθετικής ομιλίας.Για την αξιολόγηση του προσωδιακού μοντέλου εξετάστηκε, μέσω ψυχοακουστικών πειραμάτων, το κατά πόσο οι ακροατές είναι σε θέση να αναγνωρίσουν τις τυπογραφικές εναλλαγές ΣΟΠΕ με ακουστικό τρόπο. Τα αποτελέσματα ήσαν θετικά ακόμη και για ακροατές χωρίς πρότερη εκπαίδευση. Επίσης, το μοντέλο που αναπτύχθηκε αξιολογήθηκε από βλέποντες και τυφλούς μαθητές δημοτικού σχολείου ότι προάγει την απόδοσή τους κατά τη διδακτική διαδικασία

Analytical Model for the Design of HSFC and UHSFC Jackets with Various Steel Fiber Volume Fraction Ratios for the Retrofitting of RC Beam-Column Joints

High-strength steel fiber-reinforced concrete (HSFC) and ultra-high strength steel fiber-reinforced concrete (UHSFC) jackets have been proved experimentally to be much more effective with respect to other strengthening schemes in improving the hysteresis performance of existing substandard reinforced concrete (RC) structural members. In this paper, an existing analytical model for the prediction of the shear capacity of RC beam-column joints strengthened with a HSFC or UHSFC jacket is extended to provide design formulation of these innovative HSFC and UHSFC jackets. An authoritative validation of the proposed formulation is also achieved by comparisons of experimental results of 50 beam-column joint specimens with the analytical predictions of the model. Test data used for verification have been collected from the literature based on experimental studies of the authors and other researchers. The merits of the HSFC and UHSFC jacketing technique are also highlighted in the state of practice. Design and application of the proposed fiber-reinforced concrete jackets in deficient existing RC beam-column joints provides a sustainable strengthening technique by contributing to the reduction in the cost and to labor-intensive procedures of common jackets by completely replacing the installation of reinforcement

Cyclic Performance of RC Columns with Inadequate Lap Splices Strengthened with CFRP Jackets

The cyclic performance of non-seismically designed reinforced concrete (RC) columns, strengthened with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) jackets, was analytically and experimentally investigated herein. Three cantilever column specimens were constructed, incorporating design parameters of the period 1950s–1970s, namely with concrete of a low compressive strength, plain steel bars, widely-spaced ties and inadequate lap splices of reinforcement. The specimens were strengthened using CFRP jackets and were subsequently subjected to cyclic inelastic lateral displacements. The main parameters examined were the length of the lap splices, the acceptable relative bar slipping value and the width of the jackets. The hysteresis behaviors of the enhanced columns were compared, while also being evaluated with respect to those of two original columns and to the seismic performance of a control specimen with continuous reinforcement, tested in a previous work. An analytical formulation was proposed for accurately predicting the seismic responses of the column specimens, comparing the actual shear stress value with the ultimate shear capacity of the concrete in the lap splice region. The test results verified the predictions of the analytical model, regarding the seismic performance of the strengthened columns. Moreover, the influences of the examined parameters in securing the ductile hysteresis performance were evaluated

CONTRIBUTION TO THE SEISMIC BEHAVIOUR'S IMPROVEMENT OF EXTERIOR B/C JOINTS OF REINFORCED CONCRETE FRAME STRUCTURES

ONE OF THE CRITICAL PROBLEMS RELATED TO THE SAFETY OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURES UNDER STRONG EARTHQUAKE EXCITATIONS IS THE BRITTLE FAILURE OF THE B/C JOINTS SUBJECTED TO LARGE CYCLIC SHEAR . IF THIS BRITTLE FAILURE IS AVOIDED, SAFETY AND RELIABILITY OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURES UNDER A STRONG EARTHQUAKE CAN BE CONSIDERABLY IMPROVED. THE OBJECTIVE OF THE PRESENT INVESTIGATION IS FOURFOLD: A. TO STUDY THE EFFICIENCY AND DESCRIBE BASIC PROPERTIES OF REINFORCED CONCRETE B/C JOINTS WITH DIAGONAL REINFORCING BARS UNDER CYCLIC LOADING. B. THE SECOND AIM OF THIS STUDY IS TO COMPARE THE EFFICIENCY OF THE PROPOSED DIAGONAL REINFORCING PATTERN WITH THOSE OF OTHER NON CONVENTIONAL REINFORCING PATTERNS OFOTHER TYPES, SUCH AS STEEL FIBERS AND SEVERAL COMBINATIONS OF STEEL FIBERS, STIRRUPS AND HIGH STRENGTH CONCRETE. C. THE THIRD RESEARCH PURPOSE IS TO EXAMINE THE INFLUENCE OF THE Ρ-Δ EFFECT, THAT IS CAUSED BY THE SIMULTANEOUS CHANGE OF THE AXIAL COLUMN LOAD AND THE LATERAL DISPLACEMENT Δ IN THE REINFORCED CONCRETE B/C JOINTS. D. THE FOURTH PURPOSE OF THIS RESEARCH IS TO PRODUCE AN ANALYTICAL MODEL FOR THE DESIGN OF B/C JOINTS REINFORCED WITH CONVENTIONAL REINFORCEMENT AND WITH INCLINED DIAGONAL REINFORCEMENT. THE TESTS SHOWED THAT THE PROPOSED ARRANGEMENT OF CROSSED DIAGONAL BARS IS A SIMPLE, CHEAP AND EASILY APPLIED TECHNIQUE TO IMPROVE THE EARTHQUAKE RESISTANT MECHANICAL PROPERTIES OF BEAM-COLUMN CONNECTIONS. ALSO B/C CONNECTIONS WITH DIAGONAL REINFORCEMENT PERFORMED CONSIDERABLY BETTER THAN THOSE WITH CONVENTIONAL REINFORCEMENT AND NON CONVENTIONAL REINFORCEMENT OF OTHER TYPES SUCH AS STEEL FIBERS OR HIGHER STRENGTH CONCRETE IN THEJOINT REGION. THE Ρ-Δ EFFECT, PRODUCED BY THE SIMULTANEOUS CHANGE OF LATERAL DISPLACEMENT AND AXIAL LOAD, IN COMBINATION WITH THE FLEXURAL STRENGTH RATIO (MR), THE JOINT SHEAR STRESSES (Γ) AND THE AMOUNT OF TRANSVERSE REINFORCEMENT (PT), ARE THE MAIN PARAMETERS WHICH INFLUENCE THE SEISMIC PERFORMANCE OF EXTERNAL REINFORCED CONCRETE B/C JOINTS. IN THE ANALYTICAL PART OF THE RESEARCH, THE DEVELOPMENT OF A NEW MODEL WAS ATTEMPTED. THE PROPOSED MODEL IS A SUPERPOSITION OF THREE MODELS. THE ACCURACY OF THE ANALYTICAL METHOD WAS CHECKED AGAINST EXPERIMENTAL RESULTS, TAKEN FROM BOTH THE LITERATURE AND THE EXPERIMENTAL WORK INCLUDED IN THE PRESENT RESEARCH.Η ΠΑΡΟΥΣΑ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Η ΟΠΟΙΑ ΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΕΙ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟ ΚΑΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ, ΑΣΧΟΛΕΙΤΑΙ ΜΕ ΤΕΣΣΕΡΑ ΕΠΙ ΜΕΡΟΥΣ ΘΕΜΑΤΑ. ΠΡΩΤΗ ΕΠΙΔΙΩΞΗ ΗΤΑΝ Η ΔΙΑΠΙΣΤΩΣΗ ΤΗΣ ΒΕΛΤΙΩΣΗΣ ΠΟΥ ΕΠΙΦΕΡΕΙ ΣΤΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΕΞΩΤΕΡΙΚΩΝΚΟΜΒΩΝ ΜΟΡΦΗΣ Τ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΩΝ ΠΛΑΙΣΙΩΝ, Ο ΔΙΕΡΕΥΝΟΜΕΝΟΣ ΣΤΗΝ ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΥΤΗ ΓΙΑ ΠΡΩΤΗ ΦΟΡΑ ΝΕΟΣ ΤΡΟΠΟΣ ΜΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΟΠΛΙΣΗΣ ΜΕ ΛΟΞΟΥΣ ΟΠΛΙΣΜΟΥΣ ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΣΥΜΒΑΤΙΚΑ ΟΠΛΙΣΜΕΝΩΝ ΟΜΟΛΟΓΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ. ΔΕΥΤΕΡΟΣ ΣΤΟΧΟΣ ΗΤΑΝ Ο ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΗΣ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΥ ΝΕΟΥ ΤΡΟΠΟΥ ΜΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΟΠΛΙΣΗΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΩΝ ΚΟΜΒΩΝ ΜΟΡΦΗΣ Τ ΣΕ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΑΛΛΩΝ ΤΡΟΠΩΝ ΜΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΟΠΛΙΣΗΣ ΤΗΣ ΔΙΕΘΝΟΥΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ. ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΤΟΥ ΤΡΙΤΟΥ ΘΕΜΑΤΟΣ ΗΤΑΝ ΝΑ ΔΙΑΠΙΣΤΩΘΕΙ ΓΙΑ ΠΡΩΤΗ ΕΠΙΣΗΣ ΦΟΡΑ Η ΕΠΙΡΡΟΗ ΤΩΝ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΔΕΥΤΕΡΑΣ ΤΑΞΕΩΣ ΜΕ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΔΡΑΣΗ ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΜΕΝΟΥ ΑΞΟΝΙΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ ΣΤΗΝ ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΩΝ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ . ΤΕΤΑΡΤΗ ΒΑΣΙΚΗ ΕΠΙΔΙΩΞΗ ΗΤΑΝ ΝΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΘΕΙ Η ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑ ΤΟΥ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΥ ΣΤΗΝ ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΥΤΗ ΝΕΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΤΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΚΟΜΒΩΝ ΔΟΚΩΝ ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΩΝ