Illustration du modèle de Kelly-Lochbaum

partie de l’onde V_n+1⁻ réfléchie à cette jonction (Figure 5.6).

Pour chaque tube de longueur l_nune remise à jour des valeurs des ondes réfléchies et incidentes n’est donc utile que tous les ^l_cⁿ secondes, où c est la vitesse de propagation de l’onde. Imposer une longueur constante pour tous les tubes est le moyen de définir une fréquence d’échantillon-nage _l^c

n suffisante pour réactualiser les calculs sans perte d’information.

Tube n Tube n+1

larynx lèvres

V_n⁺ V_n⁻

V_n+1⁺ V_n+1⁻

FIG. 5.6 – Illustration du modèle de Kelly-Lochbaum. L’onde incidente V_n+1⁺ se propageant vers les lèvres est la combinaison de la partie de l’onde V_n⁺ transmise à la jonction des tubes et de la partie de l’onde V_n+1⁻ réfléchie à cette jonction.

Le modèle utilisé intègre les pertes par viscosité et chaleur et les vibrations de parois, per-mettant ainsi d’évaluer les largeurs de bandes associées aux formants. La radiation aux lèvres est effectuée conformément aux travaux de Pelorson et al. (1997). Un amortissement constant peut être introduit dans le modèle en insérant des multiplicateurs immédiatement à l’entrée ou à la sortie de chaque segment.

Les mesures de formants effectuées et présentées dans ce mémoire ont toutes été obtenues grâce au logiciel WinSnoori¹; ces valeurs sont basées sur une analyse LPC (Linear Predictive Coding).

1voirhttp://www.loria.fr/~laprie/WinSnoori/pour plus de précisions

100 CHAPITRE5 : Synthèse acoustique des voyelles

Deuxième partie

De la parole naturelle à la parole

pathologique

CHAPITRE 6

Simulation des voyelles orales du français

Dans ce chapitre, nous nous intéressons à la capacité du modèle à générer les voyelles orales du français et souhaitons en inférer des connaissances sur le contrôle sous-jacent à la production de parole :

– quels sont les muscles impliqués ? – quelle est la stabilité de ce contrôle ?

– quelles possibilités d’équivalence motrice existe-t’il ?

Les données expérimentales, et en particulier les données EMG, ne sont pas suffisantes pour connaître les commandes motrices élaborées par le SNC pour contrôler les muscles de la langue.

En effet, les signaux EMG mesurés sont parfois difficiles à relier aux muscles ou régions du muscle concerné. Les fibres des différents muscles linguaux sont entrelacées (les fibres du génio-glosse, du transversalis et du verticalis sont par exemple difficiles à différencier dans certaines régions) et les unités motrices mal connues. De plus, ces signaux sont la superposi-tion de signaux descendants et de signaux afférents dus aux fuseaux neuromusculaires ou à tout autre type de feedback proprioceptif. Bien qu’intéressants pour mieux comprendre quels sont les muscles impliqués pour la réalisation d’un geste donné de la parole, les signaux EMG restent donc insuffisants pour distinguer les muscles activement recrutés de ceux qui le sont par le biais de boucles réflexes. Les images cinéradiographiques apportent des informations intéressantes sur la forme de la langue en parole, mais le système de production de parole étant redondant, un grand nombre de combinaisons possibles des commandes motrices peut permettre d’aboutir à une configuration donnée. La combinaison de données EMG et d’images cinéradiographiques semble donc nécessaire pour trouver des commandes motrices réalistes pour définir une voyelle.

Les analyses IRM peuvent aussi fournir une source d’information complémentaire sur les lon-gueurs des muscles lors de la production de parole (voir par exemple l’étude de Takano et Honda (2007) portant sur la longueur des muscles extrinsèques de la langue pour les voyelles du japonais), mais ne permettent pas de connaître la cause de cette variation de longueur (action volontaire du muscle étudié ou raccourcissement sous l’action d’autres muscles).

Afin de simuler les voyelles du français, nous avons commencé par étudier l’impact de chaque muscle sur la forme de la langue, afin de mieux connaître ce modèle. Les simulations réalisées ont ensuite eu pour but de créer, pour chaque voyelle, des formes de langue similaires

104 CHAPITRE6 : Simulation des voyelles orales du français

aux formes attendues en se basant sur les données cinéradiographiques de Bothorel et al. (1986), tout en prenant en compte les études EMG de Miyawaki et al. (1975) effectuées sur un locuteur japonais et Baer et al. (1988) portant sur un locuteur américain. L’impact de la gravité sur les déformations observées sera évoqué de même que la dynamique des gestes vocaliques.

6.1 Évaluation des influences individuelles de chaque muscle de la langue et du plancher buccal

Une première étape a consisté à évaluer l’impact individuel de chaque muscle sur la forme linguale. Dans ce but, les commandes motricesλk(t)de chaque muscle k ont été définie comme suit, afin d’activer chaque muscle seul, les autres muscles ne générant aucune force. À l’instant initial, les commandes motrices de chaque muscle sont choisies égales à la longueur effective du muscle au repos l_k, soit la longueur de sa plus longue fibre au repos (λk(t=0) =l_k ∀k).

Ainsi, l’activation initiale de chaque muscle est nulle. La transition entre les valeurs d’origine et les valeurs cibles indiquées ci-dessous Équation 6.1 suit l’évolution temporelle représentée Figure 6.1 avec un temps de transition t_t=30 ms. Pour l’activation du muscle m :

λk(tt) =

(p_m×l_k pour k=m avec p_m∈ {0,75; 0,85}

2×l_k pour k6=m (6.1)

pm dépend du muscle activé ; la valeur la plus élevée a été choisie pour les muscles les plus longs afin de limiter les niveaux d’activation pour ces muscles et par conséquent de conserver des niveaux de déformation réalistes.

temps t λk(t)

tttttt

λk(0)

λk(t_t)