Projet Phon&Stat 2014
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Modélisation et analyse statistique
de données expérimentales
dans le domaine de la parole et de la cognition


Résumé du projet scientifique

Le Département Parole et Cognition du GIPSA-lab s'intéresse à mieux comprendre la production et la perception de la voix et de la parole : quels indices acoustiques, articulatoires, gestuels sont produits et perçus ? Comment la parole se développe-t-elle chez l'enfant ? A quel niveau se situe la dysfonction dans le cas de troubles de la voix ou de la parole, et comment prévenir ou rééduquer ces troubles ? Des données expérimentales sont recueillies chez des individus, avec des protocoles spécifiques (répétitions des expériences dans différentes conditions), qui impliquent une analyse statistique fine des données. Or actuellement, les données sont traitées par analyse de la variance, qui n'est pas toujours l'outil statistique adapté. L'idée phare de ce projet est donc de diffuser au sein de cette communauté des outils statistiques novateurs adaptés à leurs protocoles, en particulier des modèles à effets aléatoires, qui devraient permettre d'extraire de nouvelles informations des données.

Ce projet est soutenu par le labex Persyval-lab(ANR-11-LABX-0025-01) ainsi que par un projet Projets Exploratoires Premier Soutien (PEPS) Interdisciplinaires « COMUE de Grenoble - CNRS 2014 » .

Membres

Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK) UMR 5224 - Département de statistique


Adeline Samson, Equipe SAM.
Frédérique Letué,Equipe SAM.
Caroline Bazzoli, Equipe SAM.
Rémy Drouilhet, Equipe FIGAL.
Marie-José Martinez, Equipe MISTIS.

GIPSA-lab UMR 5216 - Département Parole et Cognition


Maéva Garnier, Equipe PCMD.
Nathalie Henrich, Equipe SLD.
Pascal Perrier, Equipe MAGIC.
Anne Vilain, Equipe PCMD.
Pierre Badin, Equipe MAGIC.
Silvain Gerber, Equipe plateforme
Coriandre Vilain,Equipe PCMD.
Christophe Savariaux, Equipe MAGIC.

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Données

Nous travaillerons concrètement sur plusieurs projets en cours, certains autour de travaux de doctorat. Ces projets sont distincts et orientés dans des thématiques de recherche différentes.
L'unité au sein de cette demande de projet PEPS se fait via leur analyse statistique. Ces projets sont brièvement décrits ci-dessous.

Production et perception de différentes techniques vocales. A. Leclercq-Samson (LJK), T. Bourne et M. Garnier (GIPSA-lab)

Ce projet fait l'objet de l'encadrement d'un groupe d'étudiants du M2 Statistique de l'UJF, depuis octobre 2013. L'étude vise à caractériser 3 types de qualités vocales utilisées en comédie musicale et à déterminer si elles se distinguent par des gestes de production et des caractéristiques acoustiques différents en fonction d'autres facteurs. L'enjeu statistique est de distinguer les données appariées et répétées, en particulier dans une approche de classification supervisée.

Plasticité cérébrale chez des patients glossectomisés. F. Letué, MJ Martinez (LJK), A. Acher et P. Perrier (GIPSA-lab)

Cette étude longitudinale vise à examiner la récupération des capacités de production de parole chez des patients ayant subi une exérèse de la langue, au cours du mois suivant leur opération. On s'intéresse à la fois aux variations acoustiques des productions de parole et aux variations d'activité cérébrale dans plusieurs régions d'intéret. L'enjeu statistique réside dans les caractères multidimensionnels et longitudinaux des données dont il faut tenir compte pour construire un graphe de dépendances conditionnelles entre régions.

Apprentissage phonétique du Français Langue Etrangère par le chant. F. Letué (LJK), S. Cornaz, N. Vallée et N. Henrich (GIPSA-lab)

Des expériences ont été menées en Italie pour explorer l'impact de paramètres liés à la voix chantée et du contexte consonantique sur la discrimination perceptive des voyelles du français par des italophones apprenants. L'objectif est de prendre en compte, outre les facteurs de l'étude, des informations sociolinguistiques (niveau des apprenants, pratique d'une seconde langue étrangère). L'enjeu statistique est la prise en compte des données appariées dans un modèle linéaire généralisé.

Coordination geste-parole dans différents types de gestes. F. Letué (LJK), C. Vilain et A. Vilain (GIPSA-lab)

L'objectif est de quantifier (1) les stratégies de coordination entre le système de production de parole et le système de production gestuelle brachio-manuelle dans la communication parlée pour des tâches requérant la production conjointe de parole et de gestes; et (2) l'évolution de ces stratégies au cours du développement de l'individu : depuis l'enfant de 6 ans jusqu'à l'adulte. Le problème statistique de données censurées sera abordé ici.

Impact d'une thyroïdectomie sur les capacités vocales. F. Letué (LJK) et N. Henrich (GIPSA-lab)

L'objectif est d'évaluer le comportement vocal des patients dans la parole et le chant entre la phase pré et post-opératoire au travers du profil vocal de patients. La différence de comportement sera étudiée en fonction de variables liées au déroulement de l'opération, à des examens laryngologiques ou au ressenti vocal subjectif. La difficulté statistique réside dans l'appariement qui se fait au niveau de l'échantillon, mais pas de la donnée.

Stratégies articulatoires et bilinguisme. A. Leclercq-Samson (LJK), P. Badin, C. Savariaux et S. Gerber (GIPSA-lab)

Des images IRM statiques ont été enregistrées pour un locuteur bilingue prononçant les sons des deux langues, et déterminé les contours de ses différents articulateurs mobiles (langue, lèvres, voile du palais). La question est de savoir si le modèle établi pour l'anglais prédit mieux les articulations du français que le modèle pour le français prédit les articulations de l'anglais. La difficulté statistique est la même que celle décrite pour le projet précédent.

Acquisition de la parole chez les enfants sourds implantés. C. Bazzoli, MJ Martinez (LJK), B. Grandon, A. Vilain (GIPSA-lab)

Il s'agit d'étudier les effets à long terme d'implantation sur la production de parole chez des enfants porteurs d'implants cochléaires depuis au moins 3 ans. On cherche à savoir dans quelle mesure l'altération de l'input audio lié à l'implant affecte les catégories vocaliques et consonantiques, ainsi que la prosodie. L'analyse statistique devra prendre en compte le caractère longitudinal et la forte variabilité par âge des données.

Relation entre les efforts de parole produits et perçus. A. Leclercq-Samson (LJK), M. Garnier, C. Jeannin et C. Savariaux (GIPSA-lab)

Cette étude vise à examiner la relation entre la sensation d'effort, auto-évaluée par le locuteur, et une vingtaine de paramètres acoustiques et physiologiques mesurés simultanément lors de la production de consonnes occlusives à différents niveaux d'intensité. Le traitement de ces données pose des questions de lien entre données quantitatives et qualitatives, et de régression logistique avec données appariées.

Productions


Papiers


  • Modelling finger force produced from different tasks using linear mixed models with lme R function.
    Caroline Bazzoli, Frédérique Letué & Marie-José Martinez. (2014) (En révision)

  • Physiological and Acoustic Characteristics of the Male Music Theatre Voice.
    Tracy Bourne, Maëva Garnier & Adeline Samson. (2014) (Soumis)

  • A comparative study of the accuracy of Carstens and NDI electromagnetic articulographs.
    Christophe Savariaux, Pierre Badin & Silvain Gerber. (En préparation)

Rapports de stage / projet tuteuré


  • Production de consonnes occlusives : Analyse statistique des corrélations entre données acoustiques et physiologiques.
    Modibo Diabate (L3 MI - UJF). (2014) (Rapport pdf)

  • Comparaison de trois qualités vocales en comédie musicale - Analyse statistique de données répétées.
    Tiphaine Bith & Gameli Amedon (M2 MIA - UJF). (2014) (Rapport pdf)

  • En cours


  • Projet tutoré avec des étudiants de la LP Biostatistique (UJF)

  • Deux stages avec des étudiants de L3 MI (UJF) et un stage avec un étudiant de M2P (UJF-UPMF)

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