Coarticulation in french and in chinese: experimental study and modelling
La coarticulation en français et en chinois: étude expérimentale et modélisation
Résumé
As other skilled human movements, speech gestures are likely to be planned according to optimal motor control strategies. However, it can be assumed that speech production planning is, in addition, constrained by linguistic factors. Such constraints could determine the phonological structure and the length of the speech sequences on which optimal planning applies. The purpose of this thesis work was to study this hypothesis using experimental data and speech production models.
Anticipatory coarticulation within Vowel1-Consonant-Vowel2 (V1CV2) sequences was experimentally studied for two different languages, French and Mandarin Chinese, using articulatory and acoustic data. Results have shown that, for French speakers, V2 influences the articulation of the whole sequence V1CV2, while its influence is strictly limited to the CV2 syllable for Mandarin speakers. This suggests that speech planning in French extents beyond the limits of the syllable, contrary to Mandarin. To quantitatively validate this interpretation, a control model of planning was developed and applied to a biomechanical tongue model. Planning consists in minimizing a criterion combining articulatory effort and perceptual constraint. Different hypotheses concerning the phonological structure of the planned sequence and the execution of movement were tested. Simulated coarticulation patterns were compared to the experimental ones. In sum, experimental and modeling findings support the hypothesis of a stronger influence of the syllable in Chinese than in French.
Anticipatory coarticulation within Vowel1-Consonant-Vowel2 (V1CV2) sequences was experimentally studied for two different languages, French and Mandarin Chinese, using articulatory and acoustic data. Results have shown that, for French speakers, V2 influences the articulation of the whole sequence V1CV2, while its influence is strictly limited to the CV2 syllable for Mandarin speakers. This suggests that speech planning in French extents beyond the limits of the syllable, contrary to Mandarin. To quantitatively validate this interpretation, a control model of planning was developed and applied to a biomechanical tongue model. Planning consists in minimizing a criterion combining articulatory effort and perceptual constraint. Different hypotheses concerning the phonological structure of the planned sequence and the execution of movement were tested. Simulated coarticulation patterns were compared to the experimental ones. In sum, experimental and modeling findings support the hypothesis of a stronger influence of the syllable in Chinese than in French.
Comme d'autres mouvements humains, les gestes de la parole sont vraisemblablement planifiés selon des stratégies optimales. Cependant, il est probable que la planification de ces gestes soit aussi contrainte par des critères de nature linguistique. De telles contraintes pourraient porter notamment sur la structure phonologique et la longueur des séquences prises en compte dans la planification. Le but de cette thèse a été d'approfondir cette hypothèse à partir de l'analyse de données expérimentales et de simulations avec un modèle.
Pour cela, la coarticulation anticipante a été étudiée expérimentalement dans des séquences Voyelle1-Consonne-Voyelle2 (V1CV2) pour deux langues différentes, le français et le chinois, à partir de données articulatoires et acoustiques. Les résultats de nos analyses montrent que les locuteurs français et chinois ont adopté des stratégies de planification différentes : en français l'anticipation s'étend au delà des frontières de la syllabe CV, alors qu'en chinois ce n'est pas le cas. Pour valider cette interprétation sur le rôle de la syllabe, un modèle de contrôle moteur a été élaboré exploitant une stratégie de planification qui minimise un critère combinant effort articulatoire et contraintes perceptives, et il a été testé sur un modèle biomécanique de la langue. Différentes hypothèses sur la structure phonologique de la séquence planifiée ainsi que sur l'exécution du mouvement ont été testées dans ce cadre. Les simulations ont été comparées aux données. Nos résultats soutiennent l'hypothèse selon laquelle les influences de la syllabe seraient plus fortes en mandarin qu'en français.
Pour cela, la coarticulation anticipante a été étudiée expérimentalement dans des séquences Voyelle1-Consonne-Voyelle2 (V1CV2) pour deux langues différentes, le français et le chinois, à partir de données articulatoires et acoustiques. Les résultats de nos analyses montrent que les locuteurs français et chinois ont adopté des stratégies de planification différentes : en français l'anticipation s'étend au delà des frontières de la syllabe CV, alors qu'en chinois ce n'est pas le cas. Pour valider cette interprétation sur le rôle de la syllabe, un modèle de contrôle moteur a été élaboré exploitant une stratégie de planification qui minimise un critère combinant effort articulatoire et contraintes perceptives, et il a été testé sur un modèle biomécanique de la langue. Différentes hypothèses sur la structure phonologique de la séquence planifiée ainsi que sur l'exécution du mouvement ont été testées dans ce cadre. Les simulations ont été comparées aux données. Nos résultats soutiennent l'hypothèse selon laquelle les influences de la syllabe seraient plus fortes en mandarin qu'en français.
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