Fondements scientifiques
Mots clés : traitement du signal,
phonétique, télécommunications, santé, perception, modèles
stochastiques, modèles de langage, modèles articulatoires,
apprentissage des langues, reconnaissance automatique de la
parole, aides auditives, analyse de la parole, indices
acoustiques .
Globalement les recherches sur la parole ont donné lieu à
deux types d'approches :
- des recherches visant à expliquer comment la parole est
produite et perÇue, donc incluant des aspects
physiologiques (contrÔle du conduit vocal), physiques
(acoustique de la parole), psychoacoustiques (système
auditif périphérique), et cognitifs (construction des
phrases),
- des recherches visant à modéliser les observations des
phénomènes de la parole (analyse spectrale, modèles
stochastiques acoustiques et linguistiques).
Les premières recherches sont motivées par la très grande
spécificité de la parole parmi tous les signaux acoustiques :
l'appareil de production de la parole est facilement
accessible (du moins en première approche), les équations
acoustiques relativement abordables d'un point de vue
mathématique (au prix de simplifications qui ne sont que
modérément restrictives), les phrases produites sont régies
par le vocabulaire et la grammaire de la langue étudiée. Cela
a conduit les acousticiens à développer des recherches visant
à produire un signal de parole artificiel de bonne qualité,
les phonéticiens des recherches visant à trouver l'origine de
la variabilité des sons de la parole et à expliquer comment
les articulateurs sont utilisés, comment les sons d'une
langue s'organisent et comment ils s'influencent dans la
parole continue. Enfin, cela a conduit les linguistes à mener
des recherches pour savoir comment les phrases sont
construites. Il est clair que cette approche donne lieu à de
nombreux allers et retours entre la théorie et
l'expérimentation et qu'il est difficile de maîtriser
simultanément tous ces aspects de la parole.
Les résultats disponibles sur la production et la
perception de la parole ne permettent cependant pas
d'envisager une approche d'analyse par synthèse. La
reconnaissance automatique a donc suscité une seconde
approche consistant à modéliser les observations des
phénomènes de la parole. Les efforts ont porté sur
l'élaboration de modèles numériques (d'abord de simples
vecteurs de formes spectrales et maintenant des modèles
stochastiques ou neuromimétiques) des réalisations
acoustiques des phonèmes ou des mots, et sur le développement
de modèles de langages statistiques.
Ces deux approches sont complémentaires ; la seconde
emprunte à la première les résultats théoriques sur la parole
et la première emprunte à la seconde certains outils
numériques, les techniques d'analyse spectrale étant sans
doute le domaine où les échanges sont les plus marqués.
L'existence de ces deux approches est l'une des
particularités des recherches en parole menées à Nancy et
nous comptons renforcer les échanges entre elles. Ces
échanges sont d'ailleurs conduits à se multiplier depuis que
les systèmes de reconnaissance automatique (en particulier
destinés à la dictée automatique) sont disponibles pour le
grand public : il faut augmenter leur robustesse au plan
acoustique (robustesse au bruit, adaptation au locuteur)
comme au plan linguistique.
Les activités de notre équipe se structurent suivant ces
deux approches :
- Production et perception
- Nos recherches portent sur l'analyse et la perception
des indices acoustiques, l'inversion
acoustico-articulatoire et l'analyse de la parole. Elles
donnent et donneront lieu à un certain nombre
d'applications : la rééducation vocale, l'amélioration des
aides auditives, l'apprentissage des langues.
- Modélisation de la parole pour la
reconnaissance automatique
- Nos recherches portent sur les modèles stochastiques,
les modèles de langage et les modèles multi-bandes. Elles
donnent et donneront lieu à un certain nombre
d'applications : la reconnaissance automatique de la
parole, la dictée automatique, l'alignement texte-parole et
la classification de signaux différents de la parole.
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