Modélisation physique de la parole articulée

par Anne Bouvet

Projet de thèse en Signal image parole telecoms

Sous la direction de Xavier Pelorson et de Annemie Van Hirtum.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble) , en partenariat avec Grenoble Images Parole Signal Automatique (laboratoire) et de Paroles et Cognition : Equipe Machines parlantes,Gestes oro-faciaux, Interaction Face-à-face, Communication augmentée (equipe de recherche) depuis le 15-10-2016 .


  • Résumé

    L'approche proposée dans cette thèse consiste à développer des modèles théoriques simplifiés et validés, visant à rendre compte des phénomènes physiques essentiels. Ainsi, plutôt que de considérer une infinité de degrés de liberté, les modèles distribués de type masse-ressort ne prennent en compte que les modes de vibration principaux des cordes vocales. De la même manière, la méthode modale en acoustique permet de modéliser de manière très efficace et avec une précision comparable à la simulation numérique par Eléments Finis, des phénomènes tridimensionnels qui ne peuvent pas être prédits par les théories classiquement utilisées en parole (modèles d'ondes planes). En ce qui concerne la modélisation de l'écoulement aérien, l'analyse théorique, soutenue par des travaux expérimentaux, permet d'identifier la nature des phénomènes physiques les plus importants et de rationaliser un certain nombre d'hypothèses simplificatrices. L'analyse dimensionnelle des équations de Navier Stokes appliquée au larynx, permet ainsi de justifier l'utilisation de modèles d'écoulement localement incompressible (faible nombre de Helmoltz), quasi-stationnaire (faible nombre de Strouhal) et à faible viscosité (nombre de Reynold modéré). De même, l'utilisation d'analogies aéroacoustiques permet de modéliser la production de son par turbulence sans nécessiter une description détaillée de l'écoulement. Le champ d'applications de ces travaux est vaste puisqu'il va de la recherche fondamentale à l'étude des pathologies, du contrôle moteur et de la synthèse de la parole, bien sûr. L'objectif est de modéliser théoriquement le processus physique de production de la parole chez un humain.

  • Titre traduit

    Physical modeling of articulate speech


  • Résumé

    The approach proposed in this thesis is to develop simplified and validated theoretical models to account of essentials physicals phenomenas. Also, considering endless degrees of freedom, the spring-mass type models do not take into account that the main modes of vibration of the vocal cords. Similarly, modal acoustic method allow to model effectively and with comparable accuracy to the numerical simulation by finite element, three-dimensional phenomena that can not be predicted by the theories traditionally used in speech (plane waves models). Regarding to the modeling of the air flow, theoretical analysis, supported by experimental work, identifies the nature of the most important physical phenomena and rationalize some number of simplifying assumptions. Dimensional analysis of Navier Stokes equations applied to the larynx and to justify the use of locally incompressible flow patterns (low Helmoltz), quasi-stationary (low Strouhal) and low viscosity (number of Reynold moderate). Similarly, the use of aero-acoustic analogies to model the production of its turbulence without requiring a detailed description of the flow. The scope of applications of this work is vast since it goes from basic research to the study of diseases, motor control and speech synthesis, of course. The aim is to theoretically model the physical process of speech production in a human.