VTF_fricProgramme de S. Maeda

pour calculer les fonctions de transfert des fricatives

Présenté par Martine Toda

Pourquoi simuler des fricatives• Pour mieux comprendre le lien entre la forme du

conduit vocal et le spectre des fricatives– Quelle déformation du conduit vocal rend-elle

possible le contraste entre /s/ et /∫/ ?– Exemple : étude articulatoire et acoustique des

fricatives sibilantes, téléchargeable sur http://tel.archives-ouvertes.fr/

• Pourquoi ne pas utiliser (détourner) simplement VTCalcs, qui a une interface plus sympa ?– Parce que dans VTCalcs, la source se situe toujours à

la glotte, et il s’agit d’une source de débit.

Notions préliminaires

• Qu’est-ce qu’une fonction de transfert ?– « le spectre sans la source » : caractéristiques du

conduit vocal vu comme un filtre.– VTF_fric effectue des simulations acoustiques dans le

domaine fréquentiel.

• De quoi dépend la fonction de transfert ?– De la forme du conduit vocal– De l’emplacement de la source de bruit– Du type de source: débit (/f/) ou pression (/s/,/∫/)– …

En clair :

Vocal tract

Transfer function

in Frequency domain

for Fricatives

VTF_fric

1. Comment fonctionne VTF_fric

Fichiers et dossiers nécessaires (1)

Un dossier « input » et un dossier « output » (vide) Le programme

Fichiers et dossiers nécessaires (2)

Un fichier de simulation La fonction d’aire correspondante (≈ forme du conduit vocal)

Le fichier de paramètres généraux

Fonction d’aire des sections du conduit vocal

Distance de la glotte

Aire

(cm

2 )

Nombre total de sections à lireLongueur de chacune des sections (en cm)

L’aire des sections de la glotte jusqu’aux lèvres

constriction

Fichier de simulation

Démo ;)

2. Variations autour de la fricative de base

Modification des paramètres généraux

Affichage de plusieurs résultats à l’aide d’un script Matlab (plottf.m)

Source de débit (‘FLOW’)

Source de pression (‘PRESSURE’)

Vous pouvez également copier les lignes de résultat dans Excel pour créer un graphique.

Adjonction d’une cavité sublinguale branchante

Ne pas oublier de modifier également le fichier VTconfig.txt

ON

/s/ /∫/Représentation schématique de fricatives d’après Perkell et al. 1979

Résultats

Sans cavité branchante (/s/)

Avec cavité branchante (/∫/)

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000-40

-20

0

20

40

60

80

100

120sbr

3. Simulations sur un continuum

En modifiant un paramètre à la fois, de manière graduelle, on peut déterminer l’effet de ce paramètre sur la fonction

de transfert.

Que se passe-t-il si je modifie l’aire de la constriction ?

• 0,1 cm2 -> fricative

• 1 cm2 -> approximante

Script Matlab « continuum.m »

• Structure du script– Définition des paramètres généraux (aire du

conduit vocal, longueur des sections, nombre de sections…

– Boucle du continuum• Création des fichier d’aire (.ARE) pour chaque instance

du continuum• Inscription des paramètres, nom de fichier, etc. dans le

fichier de simulation (.TXT)

Fichier de simulation (.TXT) généré

Une simulation

Une simulation

Une simulation

Résultats

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160cont

0,1 cm2 -> fricative

1 cm2 -> approximante

Quelques caprices de VTF_fric à connaître…

• Le nombre total de sections du conduit vocal ne doit pas dépasser 200

• Le nom des fichiers sans l’extension ne doit pas dépasser 7 caractères

Exercices

1. Effet du rayonnement aux lèvres

• Modifiez le fichier VTconfig.txt pour effectuer des simulations qui (a) ignore ; et (b) tient compte du rayonnement aux lèvres.

• Affichez les deux résultats dans un même figure de telle sorte qu’ils puissent être comparés facilement.

• Comment se manifeste l’effet simulé du rayonnement sur les fonctions de transfert ?

• Quels sont les formants les plus sensibles à l’effet du rayonnement ?

2. Position de la constriction

• Créez un petit continuum de fonctions d’aire à partir de uniTube.ARE, dans lesquelles seule la position de la constriction varie. Vous pouvez éditer les fichiers à la main ou vous servir de continuum.m

• Lancez les simulations.• Quels sont les pics qui se déplacent ?• A quelle cavité du conduit vocal sont-ils affiliés

?

3. Position de la source• Créez un continuum dans lequel seule la position de la

source varie (de 1 cm en arrière de la constriction jusqu’à l’extrémité avant du conduit vocal), en modifiant fric0.TXT.

• Effectuez les simulations et affichez les résultats dans une figure unique.

• Quels sont les caractéristiques spectrales qui varient lorsque la position de la source change ?

• Quel serait le spectre d’une fricative dont la source serait uniformément distribuée le long de votre continuum ?

• Calculez et affichez le spectre d’une telle fricative.

Solutions

• À venir sur mon site– http://www.cavi.univ-paris3.fr/

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