Caractéristiques de la dynamique d'un Pneumotachographe pour l'étude de la production de la parole : aspects acoustiques et aérodynamique.

International audienceThe measure of aerodynamic parameters in the study of the articulatory mechanisms of speech production poses many problems. Some of them are not solved today. To measure oral and nasal airflow, a certain number of conditions must be met. In this aim, we designed and built a pneumotachograph with particular care to optimise its response time, linearity and acoustical response. This flow meter is based on the grid flow meter principle with a small dead volume and specific linearisation for the inhaled and exhaled airflow. A soft silicone rubber mask, pressed against the speaker's face prevents air leakage, without hindering articulatory movements. The acoustical distortions of the speech sound through the device are remedied by an adapted signal processing from its transfer function.La mesure de paramètres aérodynamiques dans l'étude des mécanismes articulatoires dans la production de parole pose de nombreux problèmes. Certains d'entre eux ne sont pas définitivement résolus. Pour mesurer le flux d'air oral et nasal, un certain nombre de conditions doivent être réunies. Dans ce but, nous avons réalisé un pneumotachographe conçu avec un soin particulier pour optimiser son temps de réponse, sa linéarité et sa distorsion acoustique. Ce capteur de débit utilise une grille résistive et possède un faible volume mort. Un masque en caoutchouc de silicone mou, appuyé contre le visage du locuteur empêche la fuite d'air, sans gêner les mouvements articulatoires. Les déformations acoustiques engendrées le dispositif sont atténuées par un traitement des signaux adapté de sa fonction de transfert

Evaluation of the acoustic and aerodynamic constraints of a pneumotachograph for speech and voice studies

International audienceTo measure oral and nasal airflow during speech production, several conditions must be gathered. In this aim, we designed and built a pneumotachograph with particular care to optimise its response time, linearity and acoustical response. This flow meter is based on the grid flow meter principle with a small dead volume and specific linearization for the inhaled and exhaled airflow. A soft silicone rubber mask, pressed against the speaker's face prevents air leakage, without hindering articulatory movements. The acoustical distortions of the speech sound through the device are remedied by an adapted signal processing from its transfer function

Caractéristiques de la dynamique d'un Pneumotachographe pour l'étude de la production de la parole : aspects acoustiques et aérodynamique.

International audienceThe measure of aerodynamic parameters in the study of the articulatory mechanisms of speech production poses many problems. Some of them are not solved today. To measure oral and nasal airflow, a certain number of conditions must be met. In this aim, we designed and built a pneumotachograph with particular care to optimise its response time, linearity and acoustical response. This flow meter is based on the grid flow meter principle with a small dead volume and specific linearisation for the inhaled and exhaled airflow. A soft silicone rubber mask, pressed against the speaker's face prevents air leakage, without hindering articulatory movements. The acoustical distortions of the speech sound through the device are remedied by an adapted signal processing from its transfer function.La mesure de paramètres aérodynamiques dans l'étude des mécanismes articulatoires dans la production de parole pose de nombreux problèmes. Certains d'entre eux ne sont pas définitivement résolus. Pour mesurer le flux d'air oral et nasal, un certain nombre de conditions doivent être réunies. Dans ce but, nous avons réalisé un pneumotachographe conçu avec un soin particulier pour optimiser son temps de réponse, sa linéarité et sa distorsion acoustique. Ce capteur de débit utilise une grille résistive et possède un faible volume mort. Un masque en caoutchouc de silicone mou, appuyé contre le visage du locuteur empêche la fuite d'air, sans gêner les mouvements articulatoires. Les déformations acoustiques engendrées le dispositif sont atténuées par un traitement des signaux adapté de sa fonction de transfert

Evaluation objective de la dysprosodie des pathologies neurologiques : critères de différentiation diagnostique et suivi longitudinal des prises en charge thérapeutiques

International audienceWe present a diagnosis aid and therapeutic follow-up method for neurological pathologies in the context of a clinical research project.This method is based on the analysis of prosodic dysfunctionings caused by illness. It take into account the three prosodic parameters : pitch, intensity and duration.Initial results indicated that the method holds its promise. We are in the process of constracting a knowledge base of numerous patients assessed with this method to enhance its performance.Les maladies neurologiques ont d'une manière générale une influence plus ou moins importante sur la production de la parole. Les cliniciens ont porté leur attention sur des évaluations perceptives portant sur des indices acoustiques permettant de distinguer différents états pathologiques. Dans le but d'améliorer ces évaluations, on a utilisé tout naturellement les méthodes d'analyses acoustiques objectives développées pour des études linguistiques. Mais ces techniques analytiques sont mal adaptées à une utilisation clinique de routine. Les paramètres prosodiques (mélodie, intensité et durée) semblent présenter un bon compromis entre leur facilité d'utilisation et leur bonne correspondance à l'état pathologique des patients. Nous évaluons la dysprosodie du discours à travers la programmation de la courbe mélodique et la répartition des pauses. Cette méthode nous permet de différencier des états pathologiques très proches mais peu dissociables au moyen des méthodes traditionnelles. Cependant, l'évaluation prosodique pêche par de faibles connaissances sur ce nouveau domaine. Pour pallier cela, nous réalisons actuellement une base de données cliniques sur la dysprosodie.Ces développements permettent d'envisager à l'avenir une diffusion plus générale des évaluations objectives des dysarthries.<BR /

A multisensor data acquisition and processing system for speech production investigation

International audienceThe articulatory phonology study requires the simultaneous recording of the speech wave and as many articulatory parameters as possible. To this end, for many years,we have developed the integrated PHONART workstation for speech production analysis with the technologies available at the time. It consisted of a PC-compatible computer-driven workstation designed to record and process acoustic speech signals in relation to the corresponding physiological signals. These signals are obtained from various sources (flow-rate transducers, pressure transducers, position and movement gauges, electrodes, microphones, laryngophones, etc.).The parameters recorded with the PHONART system can be edited and processed with a new version of the PHONEDIT software. It is a signal editor that permits to edit, labelize and analyze various types of physiological signals in relation with the speech signal

Evaluation objective de la dysprosodie des pathologies neurologiques : critères de différentiation diagnostique et suivi longitudinal des prises en charge thérapeutiques

International audienceWe present a diagnosis aid and therapeutic follow-up method for neurological pathologies in the context of a clinical research project.This method is based on the analysis of prosodic dysfunctionings caused by illness. It take into account the three prosodic parameters : pitch, intensity and duration.Initial results indicated that the method holds its promise. We are in the process of constracting a knowledge base of numerous patients assessed with this method to enhance its performance.Les maladies neurologiques ont d'une manière générale une influence plus ou moins importante sur la production de la parole. Les cliniciens ont porté leur attention sur des évaluations perceptives portant sur des indices acoustiques permettant de distinguer différents états pathologiques. Dans le but d'améliorer ces évaluations, on a utilisé tout naturellement les méthodes d'analyses acoustiques objectives développées pour des études linguistiques. Mais ces techniques analytiques sont mal adaptées à une utilisation clinique de routine. Les paramètres prosodiques (mélodie, intensité et durée) semblent présenter un bon compromis entre leur facilité d'utilisation et leur bonne correspondance à l'état pathologique des patients. Nous évaluons la dysprosodie du discours à travers la programmation de la courbe mélodique et la répartition des pauses. Cette méthode nous permet de différencier des états pathologiques très proches mais peu dissociables au moyen des méthodes traditionnelles. Cependant, l'évaluation prosodique pêche par de faibles connaissances sur ce nouveau domaine. Pour pallier cela, nous réalisons actuellement une base de données cliniques sur la dysprosodie.Ces développements permettent d'envisager à l'avenir une diffusion plus générale des évaluations objectives des dysarthries.<BR /

Bilan et perspectives de quinze ans d'évaluation vocale par méthodes instrumentales et perceptives

International audienceFor fifteen years, we have developed and studied different techniques and methodologies to assess voice quality in a clinical context. This paper exposes recent results obtained by complementary approaches. 449 speakers (including 391 dysphonic patients) participated in the experiment where voice quality was evaluated by (1) perceptual voice assessment performed by a jury and (2) instrumental voice assessment using acoustic and aerodynamic data. Results showed that a combination of 7 instrumental measures allowed the classification of 82% voice samples in the same grade as the jury. We evaluate the methodological situation and we also discuss some theoretical aspects which are often forgotten in the performance race.Dans le domaine de la phonétique, l'analyse de la qualité de la voix est généralement intégrée dans l'étude des phénomènes paralinguistiques de la communication parlée (Laver, 1981). Actuellement, la majorité des études dans le domaine portent sur les relations entre l'état émotionnel du locuteur et les indices acoustiques portés par le signal vocal, ou encore sur la variabilité de la qualité de la voix en fonction de facteurs dialectaux et socioculturels (Gobl et al., 2003). Dans notre cas, depuis une quinzaine d'années (Giovanni et al., 1991), nous nous sommes penchés plus particulièrement sur les relations entre état physiologique du locuteur et qualité vocale, notamment dans un cadre clinique de dysfonctionnement du système pneumo phonatoire. Dans ce cadre de la prise en charge des dysphonies, l'étape de l'évaluation vocale est apparue nécessaire pour permettre des comparaisons entre les différentes formes de pathologies, entre patients, pour contrôler l'évolution longitudinale de l'état vocal ou encore des différentes solutions thérapeutiques. Les deux principales méthodes retenues sont le jugement perceptif et les mesures instrumentales multiparamétriques. La première méthode consiste à faire juger la qualité vocale de patients par des experts (phoniatres, orthophonistes) dont le rôle est de fournir un grade de dysphonie sur une échelle GRBAS proposée par Hirano (1981). Le principe est de faire lire au patient un texte normalisé dont l'énoncé enregistré est ensuite soumis en aveugle à quatre juges expérimentés qui attribuent une note entre 0 (normal) et 3 (dysphonie sévère) par catégorisation directe ou à travers des échelles analogiques visuelles interprétées (Yu et al., 2002). Dans la plupart des cas, seul le grade G (global, général) de la dysphonie est exploité. Du fait des limites rencontrées par cette approche (Bonastre et al., 2007), des mesures instrumentales sont effectuées parallèlement sur les patients à l'aide du dispositif EVA (Teston et al., 1995) qui permet d'obtenir des mesures acoustiques de stabilité laryngée (jitter, shimmer, coefficient de Lyapounov), des estimations de performance pneumo-phonatoire (étendue vocale, temps maximal de phonation) et des grandeurs aérodynamiques qui explorent de façon directe et sélective certains mécanismes comme la fuite glottique (par mesure de débit d'air oral) ou la tension de la source (par estimation de la pression sous-glottique). Dans une étude récente (Yu et al. , 2007), 449 locuteurs (incluant 391 patients dysphoniques) ont été soumis à cette double évaluation perceptive et instrumentale. Les résultats montrent qu'une combinaison de six paramètres physiques (Etendue vocale, Coefficient de Lyapounov, Pression Sous-glottique estimée, Temps maximal de phonation, débit d'air oral et rapport signal/bruit) autorisent une classification identique à l'évaluation perceptive dans 82% des cas. Ce résultat est encourageant par rapport à d'autres études comme celle de Wuyts et al. (2000) mais l'adéquation reste insuffisante pour une utilisation clinique de routine. Nous pensons qu'il s'agit essentiellement d'une limite méthodologique liée à la relation non bijective entre espace perceptif et mesures physiques. De plus, les techniques instrumentales utilisées ont été conçues pour une approche analytique descendante fondée sur la mesure objective (ex : soupçon de fuite glottique => mesure de débit d'air) alors qu'elles sont utilisées comme des "machines à écouter" avec une approche montante, globale et "aveugle". Nos perspectives sont diverses. Tout d'abord, l'utilisation de techniques issues de la reconnaissance automatique du locuteur adaptées à la classification du grade de dysphonie semble prometteuse (Pouchoulin et al., 2007) car ces méthodes sont aptes, du fait de la phase d'apprentissage, à "imiter" le jugement perceptif. D'autre part, les techniques instrumentales "classiques" devraient s'utiliser pour la mesure objective à des fins de suivi longitudinal ou d'évaluation ciblée sur une ou quelques dimensions du dysfonctionnement vocal. Enfin, l'étude des relations entre perception et signal vocal devrait être appréhendée pour se rapprocher d'une évaluation auditive plus précise, comme celle de l'intelligibilité, et moins globale comme proposé par Hammarberg et al. (1980), avec notamment des liens avec la physiopathologie. Le recours à de la synthèse de voix pathologiques serait d'un grand intérêt pour explorer les relations perception/acoustique et pour avoir des matériaux calibrés pour tester les techniques de mesures objectives

Perception de la parole et IRM : réalisation, évaluation et validation d'un système permettant une stimulation sonore de qualité en cours de séquence IRM

International audienceThis study describes the design and the assessment of a MRI-compatible sound production hardware. This system was developed to permit auditory studies with Magnetic Resonance Imaging (MRI) techniques. An important disadvantage caused by the MR imager is the acoustic noise generated during data acquisition, due to the fast gradient switching interacting with the main magnetic field. Several solutions were explored to reduce noise and to provide audio stimuli with a reasonable quality. The sound production system was first tested by instrumental methods (sound level, spectral analysis). Finally, perceptual tests consisting in intelligibility, semantic decision and prosodic judgement were achieved to validate the installation.Cette étude décrit la réalisation d'un dispositif de stimulation auditive pour un imageur à résonnance magnétique fonctionelle de 3 Tesla. Le plus important probléme de ces systémes réside dans l'émission d'un niveau de bruit considérable au cours de son fonctionnement qui les rend quasi impossible à utiliser pour des études en stimulation auditive.Plusieurs solutions de stimulation de réalisation locale sont proposées pour permettre de gérérer au tympan des sujet une stimulation de qualité raisonnable. Les stimulus ainsi générés sont d'abord testés au moyen de méthodes physiques classiques (analyses acoustiques). Ils sont ensuite testés au moyen de tests d'intelligibilité de décision sémantique et de jugement prosodique afin de les valider pour des études de psycho linguistique et psycho acoustique

Peut-on parler sous l'eau avec un embout de détendeur ? Etude articulatoire et perceptive

International audienceWe study the ability of sub aquatic divers to communicate orally by means of an air regulator mouthpeace equipped with an acoustical sensor. These specific constraints on elocution led us to carry out an aerodynamic study to check phonation, an EPG study tu observe the modification of articulation, and an analysis of labial forces involved with a special mouthpeace. Tests on intelligibility enabled us to evaluate the device in situation of real diving. In the current state, the various results let foresee a reduced but real possibility of spoken communication with a mouthpeace to certain conditionsCette étude porte sur la communication parlée de plongeurs en situation subaquatique. Les plongeurs sont équipés d'un embout de détendeur dans lequel est intégré un capteur acoustique. Les contraintes spécifiques d'une telle élocution nous ont poussé à effectuer une étude aérodynamique pour vérifier les mécanismes de phonation, une étude d'EPG pour observer les modifications de l'articulation et une analyse des forces labiales. Des tests d'intelligibilité nous ont permis d'évaluer le dispositif dans une situation de plongée réelle. Dans l'état actuel, les divers résultats laissent envisager une possibilité réduite mais réelle de communication parlée avec une embouchure