Généralités sur les sons de la parole

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Dans toute forme de vie, il existe un besoin de communication. La forme la plus évoluée et la plus complexe est la fonction d’expression de la pensée et de la communication entre les humains, mise en œuvre au moyen d’un système de signes vocaux et éventuellement de signes graphiques qui constituent une langue. Le premier et le plus facile des supports de langages est la parole. La parole est la faculté de communiquer la pensée par un système de sons articulés, elle se distingue des autres sons par des caractéristiques acoustiques ayant leurs origines dans les mécanismes de sa production. Les sons de parole sont produits soit par la vibration des cordes vocales (source de voisement), soit par l’écoulement turbulent de l’air dans le conduit vocal, soit lors du relâchement d’une occlusion de ce conduit (source de bruit). Dans le processus de communication parlée, pour une longue donnée, les sons permettent de distinguer les différentes unités de signification du langage. L’unité sonore élémentaire permettant la distinction des différents mots est le phonème [1].

Production de la parole

IL n’existe pas a proprement parler un organe spécifique destinée à la production de la parole. L’homme a cette fin fait un usage particulier de son système respiratoire et d’une partie de son système digestif.

Aperçu anatomique

Les sons de la parole sont produits par la modification du courant d’air de l’expiration en provenance des deux poumons (partie sousglottique).ce souffle d’air se transforme, selon la configuration du conduit vocal, lors de son passage dans le larynx (partie glottique), le pharynx et les cavités buccale et nasale (partie supraglottique.

Partie sous glottique [3]:
La partie subglottique constituée des poumons et de la trachée qui ont pour rôle principal de fournir l’énergie nécessaire à la phonation en insufflant de l’air vers la partie glottique. Lors de l’expiration, les poumons provoquent une suppression d’air et chassent ainsi l’air préalablement inspiré.

Partie glottique [3]:
Le larynx est l’organe qui joue le rôle le plus important dans tout le mécanisme de la parole. Il est constitué d’un ensemble très complexe de cartilages, de ligaments et de muscles, à la base du quel sont attachées les cordes vocales qui constituent l’élément fondamentale de la phonation et la jonction entre l’étage supra glottique (bande ventriculaire, épiglotte, base de la langue) et l’étage sous glottique (sous glotte avec cartilage cricoïde, trachée cervical).

Deux cordes, formées par des replis horizontaux, tendus symétrique de part et d’autre de la ligne médiane du larynx. Elles forment une ouverture en forme de fonte (glotte) qui se comporte comme une vanne commandant le débit d’air lors de la phonation ou permettant la respiration.

La partie supraglottique[3]:
La partie supraglotique est constituée par la partie supérieure de larynx (bandes ventriculaires, ventricule, épiglotte, base de langue, pharynx et cavité buccal) le tout relier à la cavité nasale par l’abaissement du voile du palais. Les deux paramètres : la forme de la cavité buccale et la position de la langue, sont utilisés par la phonétique articulatoire pour décrire les phonèmes.

Caractéristiques de la production de la parole

Le processus de production de la parole présente certaines caractéristiques :
• Continuité : lorsqu’on écoute parler une personne, on perçoit une suite de mots que l’analyse de signal vocal sépare difficilement. Le même problème de segmentation se retrouve à l’intérieur du mot, perçu comme une suite de sons élémentaires (les phonèmes).
• Variabilité : a contenu phonétique égal, le signal vocal est très variable, tant pour différents individus que pour un même locuteur, en raison des différences anatomiques.
• Le conduit vocal est un tuyau tridimensionnel qui est excité par une ou deux sources acoustiques. La source laryngienne peut être considérée comme quasi périodique, avec une fréquence pouvant évoluer très rapidement. La source génère du bruit de friction ou d’explosion (glotte, lèvre).
• Encodage : depuis l’idée jusqu’au signal sonore, interviennent plusieurs niveaux successifs de traitement : sémantique (concept), syntaxique (structure du langage), lexical (mots), morphologique, phonétique (phonèmes et leurs interactions).

Le larynx est un lieu important pour les mécanismes phonatoires. La langue joue un rôle dans la phonation, car sa mobilité lui permet d’agir avec précision et rapidité sur la taille du conduit vocal. Les lèvres sont situées à l’extrémité du conduit vocal et c’est leur écartement (la variation de cet écartement) qui est important du point de vue acoustique.

Mécanisme de la phonation

En simplifiant, on peut dire que la parole est le résultat de l’excitation des cavités supra glottiques par une ou deux sources acoustique. La première, essentielle, génère une onde quasi périodique, c’est la source du larynx. L’autre peut s’ajouter ou se substituer a la première : il s’agit, cette fois, de bruit de friction ou d’explosion qui peuvent naitre a l’intérieur du conduit vocal (de la glotte aux lèvres), s’il y a un rétrécissement nettement marqué ou si une occlusion se relâche brusquement. Ces sources vont exciter le conduit vocal, dont la forme dépend de l’articulation .

Caractéristiques phonétiques

La principale fonction des sons dans une langue est d’établir des distinctions entre des unités de signification, ce sont des phonèmes qui permettent cette distinction.

Définition du phonème :
C’est la plus petite unité présente dans la parole qui est susceptible par sa présence de changer la signification d’un mot par exemple pari/mari, pas/bas, et mie/mes. Cette définition ne tient compte que des caractéristiques qui sont pertinentes pour les distinctions de signification. Les réalisations physiques d’un phonème peuvent donc varier considérablement en fonction du contexte du dialecte, du style du locuteur par exemple la langue française comprend 36 phonèmes.

Classification des phonèmes de la langue française [4’]:
Les phonèmes d’une langue ne forment pas une liste amorphe, se regroupent en catégories naturelles dont les éléments partagent des « trait distinctifs » la notion de trait exprime une similarité au niveau articulatoire, acoustique ou perceptif.

Table des matières

Introduction Générale
Chapitre I : Généralités sur les sons de la parole
1. Introduction
2. Production de la parole
2.1. Aperçu anatomique [1] [2]
2.1.1. Partie sous glottique [3]
2.1.2. Partie glottique [3]
2.1.3. La partie supraglottique[3]
2.2. Caractéristiques de la production de la parole [2’]
2.3. Mécanisme de la phonation [1]
2.4. Caractéristiques phonétiques [4’]
2.4.1. Définition du phonème [1] [2] [4]
2.4.2. Classification des phonèmes de la langue française [4’]
2.4.3. Les résonnances [7’] [3] [5’]
2.4.3.1. Les résonateurs
2.4.3.2. Organes dont dépend la taille des résonateurs
2.4.3.3. Les muscles du pharynx
2.4.3.4. Le larynx
2.4.3.5. Le voile du palais
2.4.3.6. Les lèvres
2.5. Description acoustique des sons de la parole
2.5.1. Introduction
2.5.1.1. Les voyelles [3’]
A). Définition
B). Le mode d’articulation
C). Lieu d’articulation
2.5.1.2. Les consonnes [3’]
A). Définition
B). Le mode d’articulation
C). Lieu d’articulation
2.5.1.3. Les semi voyelles [3’]
3. Conclusion
Chapitre II : Modélisation du système vocal
1. Introduction
2. La Modélisation [5]
2.1. Le modèle physique de la production de la parole [21]
3. Nonstationarité [5]
4. Représentation numérique du signal vocal [5]
5. Analyse temporelle a court terme [3] [6]
5.1. Energie et puissance à court terme [4]
5.2. Amplitude moyenne à court terme [3]
5.3. Taux de passage par zéro [4]
5.4. Fonction d’auto-corrélation à court terme [4]
6. Analyse spectrale à court terme [3] [6]
6.1. Transformer de Fourier a court terme [3] [11]
6.2. Spectrogramme [4]
7. Conclusion
Chapitre III : Les dispositifs d’acquisition du signal vocal
1. Introduction
2. Définition de la Carte son [8′]
3. Les connecteurs de la carte son [9’] [[8′]
4. Le format WAVE [9’] [8′]
4.1. Format [9’] [8′]
4.2. Descriptif du son [9’]
4.2.1. Datas [9’]
5. Audacity [9]
5.1. Interface d’AUDACITY [9]
6. La base de donné [11’]
6.1. Définition
6.2. Utilité d’une base de données [10]
7. Conclusion
Chapitre IV : Caractéristiques Spectro-Temporelle du signal vocal multiparamétrique
1. Introduction
2. L’analyse acoustique [7]
2.1. La hauteur : son harmonique [8]
2.2. L’intensité sonore [8]
2.3. La durée [8]
2.4. Le timbre [8]
2.5. La fréquence fondamentale F0 [7]
2.6. Les Formants [6’]
3. Les mesures de stabilité fréquentielle [7]
3.1. La perturbation à court terme : le jitter
3.2. Les perturbations à moyen terme [7]
3.2.1. La mesure de stabilité de l’intensité : le shimmer[7]
3.2.2. Le rapport signal-bruit [7]
4. L’évaluation de la fonction phonatoire [7]
4.1. Le temps maximum de phonation [7]
4.2. La pression sous-glottique phonatoire [7]
5. Les altérations observées en cas de pathologie cordale bénigne [7]
6. Conclusion
Chapitre V : Protocole expérimentale
1. Introduction
2. Conception de la base de données Télémédecine
2.1. Conception de la base de données
3. Sélection des Clés primaires
4. L’implémentation de la base de données avec le SGBD
4.1. Système de Gestion de Bases de Données[13]
4.1.1. Définitions
4.1.2. Fonctions des SGBD
4.2. Qu’est ce que MySQL?
4.3. Administration avec l’outil web phpMyAdmin
4.3.1. Création de la base de données
4.3.2. La création des tables
5. La réalisation d’un serveur de Télémédecine [10]
5.1. Le serveur web:
5.2. L’implémentation du serveur Télémédecine
5.2.1. Interpréteur PHP
5.2.2. L’outil WAMP
6. Aperçu du site web
A. La page d’accueil
B. La page de la connexion
C. La page d’accueil administrative
D. La page du formulaire du patient
E. La page de visualisation
F. La page coordonné d’un patient
G. La page des administrateurs
H. La page des patient rechercher avec (ID : 1)
I. La page de tous les patients enregistrés dans la base de données
7. Les algorithmes de l’interface
7.1. L’algorithme de la TFD CT
7.1.1. Explication
7.1.2. Relation de définition de TFD CT
7.2. l’algorithme de l’interface
8. Conclusion
Chapitre VI : Evaluation clinique des résultats
1. Introduction
2. Présentation de l’interface graphique
3. Validation clinique des résultats
3.1. sujets sains
3.1.1. le premier sujet (masculin)
3.1.2. le deuxième sujet (femme)
3.1.3. Le 3eme sujet (femme)
3.2. Sujets atteint d’une pathologie des cordes vocales
3.2.1. le premier sujet (masculin)atteint d’un cancer du larynx
3.2.2. le 2eme sujet (masculin) atteint d’un polype inflammatoire
3.2.3. Le 3eme sujet (masculin) atteint d’un cancer du larynx
3.2.3.1. Premier enregistrement
3.2.3.2. 2eme enregistrement (2 mois après)
4. Récapitulation des résultats
5. Interprétation des résultats
5.1. Sujets sains
5.2. sujets malades
6. Discussion diagnostique
6.1. Les sujets sains
6.2. Les sujets malades
7. conclusion
Conclusion générale