Ce travail porte sur la simulation acoustique temps-réel pour des applications de réalité virtuelle ou les jeux vidéo. Ce type d'application nécessite des temps de calcul considérables, augmentant avec la complexité de la scène et impliquant des difficultés pour le rendu interactif. La simulation d'une scène sonore complexe reste encore difficile à réaliser en temps réel à cause du coût de la gestion indépendante des sources sonores. De plus, la description de la scène sonore nécessite de spécifier la nature et la position de chaque source sonore qui la compose, ce qui est une étape longue et fastidieuse. Dans ce cadre, nous avons étudié la possibilité d'effectuer la simulation acoustique en tirant parti de la puissance de calcul des cartes graphiques de dernière génération.<br />Les résultats montrent que l'architecture hautement parallèle de ces cartes est appropriée pour ce type de calcul, augmentant grandement les performances par rapport aux processeurs actuels. Nous nous sommes intéressés par la suite à développer un algorithme exploitant l'audition humaine, permettant d'effectuer un rendu sonore de la scène en respectant un budget d'opérations donné. Pour cela, l'algorithme évalue une métrique d'importance pour chaque signal à traiter sur des intervalles de temps très fins. Puis il effectue les opérations par ordre de priorité jusqu'à atteindre le budget fixé. Une évaluation subjective a été effectuée pour comparer différentes métriques d'importance.<br />Enfin, nous avons élaboré une méthode alternative d'acquisition de scène sonore qui évite la modélisation individuelle de chaque source. A partir d'enregistrements monophoniques simultanés d'une scène réelle, cette méthode en détache les sources qui la composent. En étudiant les différences de temps d'arrivée des enregistrements sur plusieurs bandes de fréquence, une position est extraite pour la source sonore émettrice la plus présente dans chaque bande. Les composantes de chaque source peuvent ensuite être spatialisées<br />aux positions trouvées. En utilisant ce principe, nous pouvons également rééditer la scène acquise. Par exemple, nous pouvons déplacer ou supprimer une source, ou changer la position de l'auditeur en temps réel. Nous pouvons aussi combiner plusieurs éléments provenant de différents enregistrements tout en assurant une cohérence spatiale globale.

Les technologies de reconnaissance automatique de la parole sont désormais intégrées dans de nombreux systèmes. La performance des systèmes de reconnaissance vocale pour les locuteurs non natifs continue cependant à souffrir de taux d'erreur élevés, en raison de la différence entre la parole non native et les modèles entraînés. La réalisation d'enregistrements en grande quantité de parole non native est généralement une tâche très difficile et peu réaliste pour représenter toutes les origines des locuteurs. Ce travail de thèse porte sur l'amélioration des modèles acoustiques multilingues pour la transcription phonétique de la parole de type " réunion multilingue ". Traiter ce type de parole constitue plusieurs défis : 1) il peut exister de la conversation entre des locuteurs natifs et non natifs ; 2) il y a non seulement de la parole non native d'une langue, mais de plusieurs langues parlées par des locuteurs venant de différentes origines ; 3) il est difficile de collecter suffisamment de données pour amorcer les systèmes de transcription. Pour répondre à ces défis, nous proposons un processus d'adaptation de modèles acoustiques multilingues que nous appelons " adaptation autonome ". Dans l'adaptation autonome, nous étudions plusieurs approches pour adapter les modèles acoustiques multilingues de manière non supervisée (les langues parlées et les origines des locuteurs ne sont pas connues à l'avance) et qui n'utilise aucune donnée supplémentaire lors du processus d'adaptation. Les approches étudiées sont décomposées selon deux modules. Le premier module qui s'appelle " l'observateur de langues " consiste à récupérer les caractéristiques linguistiques (les langues parlées et les origines des locuteurs) des segments à décoder. Le deuxième module consiste à adapter le modèle acoustique multilingue en fonction des connaissances fournies par l'observateur de langue. Pour évaluer l'utilité de l'adaptation autonome d'un modèle acoustique multilingue, nous utilisons les données de test, qui sont extraites de réunions multilingues, contenant de la parole native et non native de trois langues : l'anglais (EN), le français (FR) et le vietnamien (VN). Selon les résultats d'expérimentation, l'adaptation autonome donne des résultats prometteurs pour les paroles non natives mais dégradent très légèrement les performances sur de la parole native. Afin d'améliorer la performance globale des systèmes de transcription pour toutes les paroles natives et non natives, nous étudions plusieurs approches de détection de parole non native et proposons de cascader un tel détecteur avec notre processus d'adaptation autonome. Les résultats obtenus ainsi, sont les meilleurs parmi toutes les expériences réalisées sur notre corpus de réunions multilingues.

Dans la plupart des langues peu dotées, les services liés aux technologies du traitement de l'oral sont inexistants. L'originalité de mon travail de thèse vient de la volonté d'aborder ces langues pour lesquelles peu ou pas de ressources nécessaires pour la reconnaissance automatique de la parole sont disponibles. Ce manuscrit présente notre méthodologie qui vise à développer et adapter rapidement un système de reconnaissance automatique de la parole continue pour une nouvelle langue peu dotée. <br />La nature statistique des approches nécessite de disposer d'une grande quantité de ressources (vocabulaires, grands corpus de texte, grands corpus de parole, dictionnaires de prononciation) pour le développement d'un système de reconnaissance automatique de la parole continue à grand vocabulaire. Ces ressources ne sont cependant pas disponibles directement pour des langues peu dotées. Par conséquent, une première façon d'accélérer la portabilité des systèmes de reconnaissance vocale vers une nouvelle langue est de développer une méthodologie permettant une collecte rapide et facilitée de ressources écrites et orales. Dans ce travail, nous proposons tout d'abord des solutions pour résoudre les difficultés principales de récupération et de traitement des ressources textuelles spécifiques aux langues peu dotées : recueil d'un vocabulaire, collecte de documents à partir de l'Internet, normalisation de textes, segmentation de textes, filtrage. Une boîte à outils générique « open source » nommée CLIPS-Text-Tk a notamment été développée pour faciliter le portage des outils de traitement de corpus textuels vers une nouvelle langue.<br />Ensuite, la plus grande partie de notre travail de thèse concerne la construction rapide de modèles acoustiques pour une langue peu dotée. Nous proposons des concepts et des méthodes d'estimation de similarités entre unités phonémiques (phonème, polyphone, groupe de polyphones, ...). Ces mesures de similarité sont ensuite utilisées pour la portabilité et l'adaptation rapide des modèles acoustiques multilingues indépendant et dépendant du contexte vers une nouvelle langue peu dotée. Pour les langues peu dotées qui ne disposent pas encore de dictionnaire phonétique, une modélisation acoustique à base de graphèmes est aussi proposée et évaluée.<br />Enfin, les ressources écrites et orales collectées pour le vietnamien et le khmer ainsi que les résultats expérimentaux obtenus par nos systèmes de reconnaissance automatique de la parole en vietnamien et en khmer sont présentés et valident le potentiel des méthodes que nous avons proposées.

Les technologies de reconnaissance automatique de la parole sont désormais intégrées dans de nombreux systèmes. La performance des systèmes de reconnaissance vocale pour les locuteurs non natifs continue cependant à souffrir de taux d'erreur élevés, en raison de la différence entre la parole non native et les modèles entraînés. La réalisation d'enregistrements en grande quantité de parole non native est généralement une tâche très difficile et peu réaliste pour représenter toutes les origines des locuteurs. Ce travail de thèse porte sur l'amélioration des modèles acoustiques multilingues pour la transcription phonétique de la parole de type « réunion multilingue ». Traiter ce type de parole constitue plusieurs défis : 1) il peut exister de la conversation entre des locuteurs natifs et non natifs ; 2) il y a non seulement de la parole non native d'une langue, mais de plusieurs langues parlées par des locuteurs venant de différentes origines ; 3) il est difficile de collecter suffisamment de données pour amorcer les systèmes de transcription. Pour répondre à ces défis, nous proposons un processus d'adaptation de modèles acoustiques multilingues que nous appelons « adaptation autonome ». Dans l'adaptation autonome, nous étudions plusieurs approches pour adapter les modèles acoustiques multilingues de manière non supervisée (les langues parlées et les origines des locuteurs ne sont pas connues à l'avance) et qui n'utilise aucune donnée supplémentaire lors du processus d'adaptation. Les approches étudiées sont décomposées selon deux modules. Le premier module qui s'appelle « l'observateur de langues » consiste à récupérer les caractéristiques linguistiques (les langues parlées et les origines des locuteurs) des segments à décoder. Le deuxième module consiste à adapter le modèle acoustique multilingue en fonction des connaissances fournies par l'observateur de langue. Pour évaluer l'utilité de l'adaptation autonome d'un modèle acoustique multilingue, nous utilisons les données de test, qui sont extraites de réunions multilingues, contenant de la parole native et non native de trois langues : l'anglais (EN), le français (FR) et le vietnamien (VN). Selon les résultats d'expérimentation, l'adaptation autonome donne des résultats prometteurs pour les paroles non natives mais dégradent très légèrement les performances sur de la parole native. Afin d'améliorer la performance globale des systèmes de transcription pour toutes les paroles natives et non natives, nous étudions plusieurs approches de détection de parole non native et proposons de cascader un tel détecteur avec notre processus d'adaptation autonome. Les résultats obtenus ainsi, sont les meilleurs parmi toutes les expériences réalisées sur notre corpus de réunions multilingues. / Automatic speech recognition technologies are now integrated into many systems. The performance of speech recognition systems for non-native speakers, however, continues to suffer high error rates, due to the difference between native and non-speech models trained. The making of recordings in large quantities of non-native speech is typically a very difficult and impractical to represent all the origins of the speakers. This thesis focuses on improving multilingual acoustic models for automatic phonetic transcription of speech such as “multilingual meeting”. There are several challenges in “multilingual meeting” speech: 1) there can be a conversation between native and non native speakers ; 2) there is not only one spoken language but several languages spoken by speakers from different origins ; 3) it is difficult to collect sufficient data to bootstrapping transcription systems. To meet these challenges, we propose a process of adaptation of multilingual acoustic models is called "autonomous adaptation". In autonomous adaptation, we studied several approaches for adapting multilingual acoustic models in unsupervised way (spoken languages and the origins of the speakers are not known in advance) and no additional data is used during the adaptation process. The approaches studied are decomposed into two modules. The first module called "the language observer" is to recover the linguistic information (spoken languages and the origins of the speakers) of the segments to be decoded. The second module is to adapt the multilingual acoustic model based on knowledge provided by the language observer. To evaluate the usefulness of autonomous adaptation of multilingual acoustic model, we use the test data, which are extracted from multilingual meeting corpus, containing the native and nonnative speech of three languages: English (EN), French (FR) and Vietnamese (VN). According to the experiment results, the autonomous adaptation shows promising results for non native speech but very slightly degrade performance on native speech. To improve the overall performance of transcription systems for all native and non native speech, we study several approaches for detecting non native speech and propose such a detector cascading with our self-adaptation process (autonomous adaptation). The results thus are the best among all experiments done on our corpus of multilingual meetings.

Les différences entre conditions d'apprentissage et conditions de test peuvent considérablement dégrader la qualité des transcriptions produites par un système de reconnaissance automatique de la parole (RAP). L'adaptation est un moyen efficace pour réduire l'inadéquation entre les modèles du système et les données liées à un locuteur ou un canal acoustique particulier. Il existe deux types dominants de modèles acoustiques utilisés en RAP : les modèles de mélanges gaussiens (GMM) et les réseaux de neurones profonds (DNN). L'approche par modèles de Markov cachés (HMM) combinés à des GMM (GMM-HMM) a été l'une des techniques les plus utilisées dans les systèmes de RAP pendant de nombreuses décennies. Plusieurs techniques d'adaptation ont été développées pour ce type de modèles. Les modèles acoustiques combinant HMM et DNN (DNN-HMM) ont récemment permis de grandes avancées et surpassé les modèles GMM-HMM pour diverses tâches de RAP, mais l'adaptation au locuteur reste très difficile pour les modèles DNN-HMM. L'objectif principal de cette thèse est de développer une méthode de transfert efficace des algorithmes d'adaptation des modèles GMM aux modèles DNN. Une nouvelle approche pour l'adaptation au locuteur des modèles acoustiques de type DNN est proposée et étudiée : elle s'appuie sur l'utilisation de fonctions dérivées de GMM comme entrée d'un DNN. La technique proposée fournit un cadre général pour le transfert des algorithmes d'adaptation développés pour les GMM à l'adaptation des DNN. Elle est étudiée pour différents systèmes de RAP à l'état de l'art et s'avère efficace par rapport à d'autres techniques d'adaptation au locuteur, ainsi que complémentaire. / Differences between training and testing conditions may significantly degrade recognition accuracy in automatic speech recognition (ASR) systems. Adaptation is an efficient way to reduce the mismatch between models and data from a particular speaker or channel. There are two dominant types of acoustic models (AMs) used in ASR: Gaussian mixture models (GMMs) and deep neural networks (DNNs). The GMM hidden Markov model (GMM-HMM) approach has been one of the most common technique in ASR systems for many decades. Speaker adaptation is very effective for these AMs and various adaptation techniques have been developed for them. On the other hand, DNN-HMM AMs have recently achieved big advances and outperformed GMM-HMM models for various ASR tasks. However, speaker adaptation is still very challenging for these AMs. Many adaptation algorithms that work well for GMMs systems cannot be easily applied to DNNs because of the different nature of these models. The main purpose of this thesis is to develop a method for efficient transfer of adaptation algorithms from the GMM framework to DNN models. A novel approach for speaker adaptation of DNN AMs is proposed and investigated. The idea of this approach is based on using so-called GMM-derived features as input to a DNN. The proposed technique provides a general framework for transferring adaptation algorithms, developed for GMMs, to DNN adaptation. It is explored for various state-of-the-art ASR systems and is shown to be effective in comparison with other speaker adaptation techniques and complementary to them.

La thèse présente la modélisation, l'étude expérimentale et le contrôle actif des instabilités aéroacoustiques rencontrées en cavité sous écoulement turbulent à faible nombre de Mach. On propose une formulation problème de stabilité de l'interface fluide séparant deux écoulements uniformes de vitesse différente en integrant les effets acoustiques. Les modes d'instabilité de l'interface sont alors étudiés en fonction du nombre de Mach et de la configuration géométrique. Une maquette comportant une cavité de dimensions réglables est ensuite étudiée en soufflerie à l'aide de mesures de pression. Ces données valident en partie l'approche analytique adoptée. On conçoit alors un dispositif de contrôle des modes d'instabilité, appliqué en particulier dans le cas de leur couplage avec l'acoustique de la veine d'essais. Enfin, un système de vélocimétrie par images de particules synchronisé sur les modes d'oscillation permet de valider l'étude théorique et la stratégie de contrôle.