I: Technical Developments Quantitative measures of the palate using enhanced electropalatography
Authors: Chiu Wilson S. C. , Shadle Christine H. , Carter J. N. 
Published: November 2007

ABSTRACTS

Electropalatography (EPG) is a useful tool for investigating tongue dynamics in experimental phonetic research and speech therapy. However, data provided by EPG are a two‐dimensional representation in which all absolute positional information is lost. This paper presents an enhanced EPG (eEPG) system which uses digitised palate shape data to display the tongue‐palate contact pattern in three dimensions. The palate shapes are obtained using a colour‐encoded structured light three‐dimensional digitisation system. The three‐dimensional palate shape is displayed on a Silicon Graphics workstation as a surface made up of polygons represented by a quadrilateral mesh. EPG contact patterns are superimposed on to the three‐dimensional palate shape by displaying the relevant polygons in a different colour. By using this system, differences in shape between individual palates, apparent on visual inspection of the actual palates, are also apparent in the image on screen. Further, methods have been devised for computing absolute distances along paths lying on the palate surface. Combining this with calibrated palate shape data allows accurate measurements to be made between contact locations on the palate. These have been validated with manual measurements. In addition, vocal tract areas in the oral cavity have been estimated by using the absolute measurements on the palate for a given contact pattern, and assuming a flat tongue profile in the uncontacted area.

L'électropalatographie (EPG) est un outil pratique pour examiner la dynamique de la langue (entendue en tant qu'organe) en recherche phonétique expérimentale et en phoniatrie. Cependant, les données fournies par l'EPG constituent une représentation à deux dimensions d'où tous les renseignements de positions absolues sont éliminés. Cet article présente un systéme amélioré d'EPG (en anglais: eEPG) qui fait appel à des données numériques sur la forme du palais pour représenter en trois dimensions les types de contacts entre la langue et le palais. Les formes du palais s'obtiennent en utilisant un système de conversion numérique structuré tridimensionnel doté d'un code de couleurs. La forme tridimensionnelle du palais apparai&#x030a;t sur un écran Silicon Graphics comme une surface constitutée de polygones agencés comme un maillage de quadrilatères. Les types de contacts EPG sont surimposés sur la forme tridimensionnelle du palais en faisant apparai&#x030a;tre les polygones concernés sous des couleurs diverses. Gråce à l'utilisation de ce système, les différences de formes entre les palais individuels, visibles lors de l'examen visuel, apparaissent également sur l'image de l'écran. De plus, des méthodes ont été mises au point pour calculer les distances absolues le long de trajets sur la surface du palais. En les combinant avec les données calibrées sur la forme du palais, l'on parvient à mesurer avec précision les points de contact sur le palais. Ces mesures ont été confirmées par d'autres faites manuellement. De plus, les zones buccales de l'appareil vocal ont été estimées en utilisant les mesures exactes prises sur le palais pour un certain type de contact, et en partant du principe d'un profil plat de la langue dans la zone dépourvue de contact.

Elektropalatographie (EPG) ist zwar eine nützliche Methode zur Untersuchung der Zungendynamik in der Experimentalphonetik und in der Sprachtherapie, aber aufgrund der zwei‐dimension‐alen Repräsentation von EPG‐Daten geht die absolute Positionsinformation verloren. Dieser Beitrag beschreibt ein weiterentwickletes EPG‐System, das digitalisierte Daten über die Form des Gaumens verwendet, um das Zungen‐Gaumen‐Kontaktmuster in drei Dimensionen darzustellen. Die Gaumenform wird mit einem 3‐D Digitalisierungs system errechnet, das mit farbkodiertem strukturiertem Licht arbeitet. Die drei dimensionale Gaumenform wird mit einer Silicon Graphics Arbeitsstation als eine aus einem viereckigen Netz bestehenden Polygonfläche dargestellt. Die EPG‐Kontaktmuster wird durch den Farbkontrast der betroffenen Polygone über die dreidimensionale Gaumenform gelegt. Durch den Einsatz diesen Systems, sind die Formunterschiede in den einzelnen Gaumen, die bei der Betrachtung der Gaumen selbst sofort zu erkennnen sind, auch auf dem Bildschirm erkennbar. Methoden wurden entwickelt, um absolute Entfernungen auf der Gaumenoberfläche zu berechnen. In ihrer Verbindung mit der geeichten Gaumenform lassen sie die Kontaktpunkte auf dem Gaumen genau messen. Die Berechnungen wurden manuell bestätigt. Außerdem wurden Vokaltraktquerschnitts flächen im Mundraum für verschiedene Kontaktmaster unter Berücksichtigung der absoluten Messungen und mit der Annahme eines flachen Zungenprofils außerhalb der Kontaktregionen geschätzt.