Chapitre 6
Conclusion
Cette th`ese s’inscrit dans le cadre de la recherche d’indices acoustiques perti- nents pour l’analyse de la voix dans le domaine clinique. Des indices acoustiques relatifs aux perturbations basse-fr´equence du signal de parole ont ´et´e ´etudi´es et appliqu´es `a l’analyse de la voix de locuteurs atteints de la maladie de Parkinson.
Les modulations vocales basse fr´equence dues `a la source glottique et au conduit vocal ont ´et´e examin´ees. La fr´equence phonatoire permet d’estimer les modulations dues `a la source glottique, tandis que les fr´equences des formants et un mod`ele de conduit vocal acoustiquement ´equivalent permettent d’estimer les modulations dues au conduit vocal.
Pour ´etudier les modulations vocales dans une application clinique, des m´ethodes pr´ecises et fiables sont n´ecessaires. Pour essayer d’atteindre ces objec- tifs, nous avons d´evelopp´e des m´ethodes d’estimation de la fr´equence phonatoire et de la fr´equence des formants bas´ees sur des transform´ees en ondelettes conti- nues.
La m´ethode d’estimation de la fr´equence phonatoire est bas´ee sur deux trans- form´ees en ondelettes continues. Pour la premi`ere, l’ondelette-m`ere a une dur´ee effective longue, ce qui permet d’obtenir une estimation de la fr´equence phona- toire fiable pour des signaux r´ealistes. Pour la deuxi`eme, l’ondelette-m`ere a une dur´ee effective courte, ce qui donne `a la m´ethode sa sensibilit´e aux variations de la fr´equence phonatoire. Cette m´ethode d’estimation de la fr´equence phona- toire a ´et´e compar´ee `a d’autres algorithmes bas´es sur la d´etection d’´ev`enements caract´eristiques du cycle vocal, sur une analyse `a court-terme ou sur la notion de fr´equence instantan´ee. Nous avons montr´e que la m´ethode bas´ee sur deux transform´ees en ondelettes continues est la plus apte `a suivre les variations de la fr´equence phonatoire.
Nous avons d´evelopp´e une m´ethode d’estimation des fr´equences des formants bas´ee sur la fr´equence instantan´ee obtenue au moyen d’une transform´ee en on- delettes complexes, avec synchronisation des mesures par rapport `a la phase ferm´ee du cycle glottique. Des tests sur des signaux synth´etiques ont montr´e que cette m´ethode permet d’estimer les modulations des fr´equences des for- mants de fa¸con pr´ecise, pour des fr´equences phonatoires inf´erieures `a 200Hz. La robustesse au bruit additif `a la source a ´egalement ´et´e test´ee. Les r´esultats ont montr´e que la pr´ecision obtenue sur les fr´equences estim´ees des formants est
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suffisante pour l’application envisag´ee, tant que le bruit additif `a la source n’est pas trop important.
Nous avons appliqu´e deux m´ethodes d’inversion acoustico-articulatoire per- mettant d’obtenir un conduit vocal acoustiquement ´equivalent `a partir des fr´equences des formants, bas´ees sur le mod`ele de pr´ediction lin´eaire du signal de parole, ou sur une transformation analytique formants-sections. Nous avons montr´e sur des signaux synth´etiques qu’aucune de ces m´ethodes d’inversion ne permet de reconstituer un conduit vocal ´equivalent qui varie de la mˆeme fa¸con que le conduit de d´epart. Il n’est donc pas permis d’interpr´eter les mouvements du conduit vocal ´equivalent comme ´etant repr´esentatifs des mouvements du conduit vocal r´eel. Cependant, le conduit vocal ´equivalent permet de repr´esenter diff´eremment l’information contenue dans les variations des fr´equences des for- mants.
Nous avons d´efini des indices de modulation sur base de la distribution d’´energie obtenue par une transform´ee en ondelettes continues de la fr´equence phonatoire, de la fr´equence des formants, et des section et position du centre de gravit´e du conduit vocal ´equivalent.
Ces m´ethodes ont ´et´e appliqu´ees `a des voyelles soutenues [a] provenant de trois corpora. Le premier est compos´e de locuteurs atteints de la maladie de Parkinson et de locuteurs t´emoins, le deuxi`eme de locuteurs parkinsoniens dans deux conditions d’enregistrements, et le troisi`eme de locuteurs parkinsoniens enregistr´es avant et apr`es une th´erapie vocale. Les conclusions de l’analyse sta- tistique des indices de modulation de ces corpora sont les suivantes.
1. La maladie de Parkinson a des effets diff´erents pour les hommes et pour les femmes sur certains indices relatifs `a la fr´equence phonatoire : La fr´equence phonatoire est statistiquement plus ´elev´ee chez les hommes, tandis que l’amplitude de modulation de la fr´equence phonatoire est statistiquement plus ´elev´ee chez les femmes.
2. Pour les locuteurs parkinsoniens des deux genres, la fr´equence de modula- tion de la fr´equence phonatoire est statistiquement plus ´elev´ee que pour les locuteurs t´emoins, et le rapport d’´energie de modulation de la fr´equence phonatoire statistiquement plus faible.
3. La fr´equence phonatoire moyenne et la fr´equence de modulation de la fr´equence phonatoire permettent de s´eparer statistiquement les hommes parkinsoniens des t´emoins.
4. Pour la modulation des fr´equences des formants, les fr´equences de modu- lations du deuxi`eme et du troisi`eme formant sont significativement plus
´elev´ees chez les locuteurs parkinsoniens par rapport aux locuteurs t´emoins.
5. Les indices relatifs `a la forme du conduit vocal ´equivalent ne sont pas statistiquement diff´erents pour les locuteurs parkinsoniens et t´emoins.
6. Pour les deux corpora comparant les locuteurs parkinsoniens `a eux-mˆemes dans d’autres conditions, seule l’amplitude de modulation de la fr´equence phonatoire est affect´ee par le traitement m´edicamenteux ou la th´erapie.
Elle est plus faible chez les locutrices sous m´edicament qu’en sevrage, et elle diminue significativement apr`es la th´erapie vocale chez les locuteurs des deux genres. Dans les deux cas, les valeurs de l’indice d’amplitude
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de modulation se rapprochent des valeurs observ´ees pour les locuteurs t´emoins du premier corpus.
Les perspectives de ce travail se s´eparent en deux parties : les am´eliorations techniques et les applications.
Du point de vue technique, la fiabilit´e des m´ethodes d’estimation des modu- lations vocales de signaux de parole perturb´es pourraient ˆetre am´elior´ee, en par- ticulier en ce qui concerne la m´ethode d’estimation des fr´equences des formants, dont la fiabilit´e repose sur l’estimation correcte des instants de synchronisation des fenˆetres d’analyse et sur l’isolation de la composante spectrale du formant pour le calcul de sa fr´equence instantan´ee.
Du point de vue applicatif, les indices caract´erisant les modulations vocales pourraient ˆetre int´egr´es dans des dispositifs d’´evaluation quantitative de la qua- lit´e de voix de locuteurs. Dans le domaine clinique, les indices de modulation vocale pourraient ˆetre ´etudi´es pour d’autres corpus de locuteurs parkinsoniens, afin de confirmer les r´esultats obtenus dans ce travail et d’´evaluer l’int´erˆet cli- nique de ces indices. Les indices caract´erisant les modulations vocales pourraient
´egalement ˆetre ´etudi´es dans le cadre de l’´evaluation de la qualit´e de la voix d’autres types de locuteurs.
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