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Hdr Année : 2023

On the contribution of “Fine Phonetic Detail” (FPD) to Gradience in Phonology: Acoustic, Articulatory, Perceptual and Automatic Methods

La contribution du ‘Détail Phonétique Fin’ (DPF) à la gradience en Phonologie : méthodes acoustiques, articulatoires, perceptuelles et automatiques

Jalal Al-Tamimi

Résumé

This HDR thesis summarises the various research activities I engaged in during my time at Lyon, Newcastle and Paris. The central idea of this thesis is that Fine-Phonetic-Detail (FPD) is an important aspect to consider for speech production, perception, articulation and in automated methods. FPD is defined as speaker-specific details, which are stored in the mental representation and used to identify specific categories and/or the speaker/dialect, following exemplar-based approaches to speech production and perception. Using FPD, I show its role in defining gradiency in Phonology. My work spanned various areas. Starting from dynamic specification of vowels and the role of FPD (within the vowel and/or due to coarticulation) in identifying vowel categories, in production, perception and learning, in Arabic, French, English, and Mandarin. Then we move to the importance of the phonological feature [±Tense] in specifying geminate consonants in Lebanese Arabic, in both adult and child speech. We look at how adults systematically use this feature in their productions and how it influences the production of the first words in L1 acquisition. We look then at the Voicing contrast in Arabic in interaction with gemination, claiming that the phonological features [Long], [Tense] and [Voice] are all active, following a gradient privative features account. The specification of the Voicing contrast in other dialects shows variable behaviour for the Voiceless set, where it can either receive an [SG] or a [Tense] feature depending on the dialect. The next major research activity looks at the role of the epilarynx in the production of pharyngealisation and of gutturals, using acoustic, Ultrasound Tongue Imaging and ElectroGlottoGraphy. The combination of techniques allows to evaluate the articulatory to acoustic mapping to identify primary and secondary correlates of a combined supra-laryngeal and laryngeal gesture. Using extensions to this area, we look at dialectal and speaker identification in the context of gutturals and evaluating nasalisation in the production of pharyngeal consonants in Iraqi Arabic. We then travel to a new area of research I have engaged in on the use of automatic signal processing algorithms and machine learning to support diagnosis of cognitive disorders, followed by the development of the Arabic WebMAUS and WebMINNI services for forced-alignment. Other collaborative work is presented, such as, relationship between Adult-Directed-Speech (ADS) and Child-Directed-Speech (CDS), acoustics of the fifth liquid in Malayalam, impact of exposure on perceptual adaptations to various English accents, research on L2 phonology, the impact of native language on the preferred tongue postures, use of GAMMs (Generalised Additive Mixed-effects Models) on UTI data and comparison with SSANOVAs, and finally, our contribution to the Many Speech Analyses project, before finishing with the Open Source material that I put to the service of the research community. We then move to a presentation of my significant activities as a PI, research management and co-supervision, and ending with my future research projects, where I aim to continue working in the same areas, but by expanding methodologies and performing cross-linguistic comparisons.
Cette thèse d’HDR présente mes principales activités de recherches durant mon temps à Lyon, Newcastle et Paris. L’idée centrale de cette thèse est que le détail phonétique fin “Fine-PhoneticDetail (FPD)” est un aspect important à considérer dans la production, perception, articulation et dans les méthodes automatisées. FPD est défini comme les détails spécifiques au locuteur qui sont stockés dans la représentation mentale et sont utilisés pour identifier des catégories spécifiques et/ou le locuteur/dialecte même, suivant les approches à exemplaires en production et perception de la parole. En utilisant le FPD, je démontre son rôle en définissant la Phonologie gradiente. Ma recherche s’inscrit dans plusieurs domaines. En commençant par la spécification dynamique des voyelles et le rôle du FPD (à l’intérieure d’une voyelle et/ou dû à la coarticulation) en définissant les catégories vocaliques, en production, perception et en apprentissage, en arabe, français, anglais, et mandarin. Ensuite, on explore l’importance du trait phonologique [±Tense] dans la description des consonnes géminées en arabe libanais, chez l’adulte et chez l’enfant. On évalue comment les adultes utilisent ce trait systématiquement dans leurs productions et comment celles-ci influencent la production des premiers mots en acquisition de la L1. On explore ensuite le contraste du voisement en arabe en interaction avec la gémination en postulant que les traits phonologiques [Long], [Tense] et [Voice] sont tous les trois actifs, en suivant une approche privative gradiente. La spécification du contraste du voisement dans d’autres dialectes est variable pour les consonnes Non-Voisées, où elles reçoivent le trait [SG] ou [Tense] en fonction du dialecte. L’activité de recherche suivante met l’accent sur le rôle de l’épilarynx dans la production de la pharyngalisation et des consonnes gutturales, en utilisant des analyses acoustiques, de l’échographie de la langue et de l’ÉlectroGlottoGraphie. La combinaison des techniques permet d’évaluer le lien entre articulation et acoustique afin d’identifier les corrélats primaires et secondaire du geste combiné supra-laryngal et laryngal. Des extensions à ce domaine explorent l’identification dialectal et du locuteur dans le contexte des gutturales et évaluent le degré d’expansion de nasalité dans la production des consonnes pharyngales en arabe irakien. Ensuite, nous voyageons dans un nouveau domaine de recherche dans lequel je me suis engagé sur l’utilisation des méthodes automatisées du traitement du signal et de l’apprentissage automatique afin de soutenir le diagnostic des pathologies cognitives, suivi par le développement du système l’alignement forcé : Arabic WebMAUS et WebMINNI. D’autres activités en collaboration sont présentées, comme par exemple, la relation entre la Parole-Adressée-à-l’Adulte (ADS) et la Parole-Adressée-à-l’Enfant (CDS), l’analyse acoustique de la 5e consonne liquide en Malayalam, l’impact de l’exposition sur l’adaptation perceptive aux différences accentuelles de l’anglais, la recherche en phonologie de la L2, l’impact de la langue native sur les formes préférées des contours de la langue, l’utilisation des GAMMs (Régressions Généralisées Additives à Effets Mixtes) sur les données de l’échographie de la langue et comparaison avec les SSANOVAs, et finalement, notre contribution au projet “Many Speech Analyses”, avant de terminer avec les ressources en sciences ouvertes que j’ai mis à disposition de la communauté de la recherche. Ensuite, nous continuons avec une présentation de mes activités les plus marquantes en tant que PI, mes capacités à coordonner des activités de recherche et d’encadrement en terminant avec mes futurs projets de recherche, où je vais continuer à travailler dans les mêmes domaines en explorant de nouvelles méthodologies et en effectuant des comparaisons cross-linguistiques.
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Citer

Jalal Al-Tamimi. On the contribution of “Fine Phonetic Detail” (FPD) to Gradience in Phonology: Acoustic, Articulatory, Perceptual and Automatic Methods. Linguistics. Université Paris Cité, 2023. ⟨tel-04459537⟩
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