Dénomination d’image versus détection interne de phonème : deux méthodes pour étudier la planification de la production de parole (Picture naming versus internal phoneme monitoring: two methods for exploring speech production planning) (2016)

Abstract: Cette étude est motivée initialement par une question méthodologique : la validité des mesures de temps de dénomination d’image, très utilisés pour explorer les processus de planification de production de parole. Le temps de dénomination est le temps écoulé entre affichage de l’image et début acoustique de la réponse verbale. Dans cet article, nous résumons la littérature sur les inconvénients de cette mesure. Nous présentons ensuite notre étude, qui compare directement temps de dénomination d’image et temps de détection interne de phonème initial. Les participants sont hispanophones. Les noms d’image sont contrastés en fréquence lexicale et phonème initial. Les temps de réponse pour les deux mesures sont assez proches. Cependant, ceux de détection de phonème sont relativement insensibles au type de phonème initial, contrairement aux temps de dénomination. Au delà de l’avantage méthodologique de la détection interne de phonème, nos données suggèrent que celle-ci opère sur des représentations relativement abstraites.

## introduction la tâche de dénomination d'image a une très longue histoire @xcite . elle a été et reste encore très utilisée pour l'étude de la production de parole. dans cette tâche, on présente au sujet une série d'images, une par une, que le sujet doit nommer aussi rapidement que possible. la variable dépendante est le "temps de dénomination" mesuré entre l'apparition de l'image et le début de la réponse vocale. de nombreuses études ont utilisé un dispositif appelé "clef vocale" pour effectuer cette mesure. la clef vocale se "déclenche" au début de la réponse vocale, mesurant alors un temps de réponse. il est naturellement possible que le sujet produise une réponse "incorrecte" par exemple chat pour l'image d'un chien, voire un hypéronyme non attendu comme quadrupède, animal, etc. pour le même chien, voire encore qu'il ne réponde pas mais que la clef se déclenche malgré tout, par exemple sur un bruit de toux. il est donc nécessaire de vérifier les réponses en temps réel ou bien d'enregistrer les productions vocales des sujets et vérifier après l'expérience si les mesures de la clef vocale sont acceptables ou non. même après ces vérifications, les valeurs données par les clefs vocales ne sont pas entièrement satisfaisantes. @xcite ont montré que les deux types existants de clef vocale (à seuil simple ou à intégration) se déclenchent systématiquement après le départ acoustique. il ressort clairement de cette étude que la façon de mesurer les temps de dénomination la plus précise est d'enregistrer les réponses vocales et de repérer le départ acoustique de l'énoncé produit par le sujet -s'il s'agit d'une réponse correcte-à partir du signal acoustique et son spectrogramme. même en appliquant cette procédure quelque peu coûteuse (mais qui peut être assistée de façon semi-automatique par un algorithme de détection de départ acoustique), un problème subsiste lorsque l'on souhaite comparer des mots commençant par des consonnes différentes. en particulier, la variation de temps de dénomination induite par les différences entre consonnes initiales a été examinée par @xcite . ces auteurs utilisent une tâche de dénomination retardée de transcriptions phonétiques (les sujets ont au moins 5 ans de formation en phonétique). les sujets ne prononcent la transcription affichée sur un écran que lorsqu'un ton bref a été émis. cette procédure permet de mesurer des temps de dénomination une fois que la phase de préparation de la production est achevée : seules des différences liées à l'articulation des réponses verbales peuvent influencer les temps. rastle et al. observent que des différences phonétiques entre phonèmes initiaux induisent une variation substantielle et suggèrent aux chercheurs qui utilisent les temps de dénomination de se limiter à la comparaison de mots cibles partageant le même phonème initial. nous avons repris leurs données dans la figure 1 qui montre clairement que les temps les plus longs sont systématiquement associés aux occlusives, en particulier les /b, d, g/ anglais réalisés [p, t, k] figure 1 : temps de dénomination x durée acoustique du phonème initial, par phonème. actes de la conférence conjointe jep-taln-recital 2016, volume 1 : jep nous nous plaçons ici dans le cadre du modèle de levelt (e.g., @xcite . dans ce modèle, l'accès lexical, par exemple au nom d'une image, fournit une représentation phonologique abstraite consistant d'une part en une séquence de phonèmes et d'autre part en un cadre métrique et prosodique. ces informations sont combinées, éventuellement en fonction des mots adjacents, par des opérations d'encodage phonologique dont le résultat est une spécification phonologique complète intégrant la métrique, et en particulier la syllabation. levelt considère cette spécification syllabée comme le point de départ de la construction d'un programme articulatoire (qu'il appelle 'phonetic plan') constitué de 'gestural scores' syllabiques. dans ce cadre de travail, le temps de réponse que l'on voudrait idéalement mesurer est celui de la sortie de l'encodage phonologique, point de départ pour lancer l'articulation. le plus proche de ce temps idéal est le départ articulatoire de la réponse vocale, modulo un décalage que l'on peut supposer relativement stable, bien qu'il varie sans doute en fonction des différents ensembles d'articulateurs engagés dans l'articulation physique et donc des différents paramètres physiologiques d'inertie et de contrôle musculaire qui leur sont associés. les données @xcite montrent que le temps de dénomination s'éloigne nettement de cet idéal, même lorsqu'il est mesuré avec précision, entre le début de l'affichage de l'image et le début acoustique de la réponse vocale. c'est en particulier le cas lorsque le mot produit commence par une occlusive non-voisée. pour ces occlusives, le départ articulatoire est le début du geste d'occlusion. il précède le début acoustique qui ne peut-être que le relâchement de l'occlusion. on ne peut observer la trace acoustique du début de l'occlusion que dans le cas des occlusives pré-voisées : c'est approximativement le début du pré-voisement. il n'est donc pas étonnant que @xcite trouvent des temps de dénomination plus longs pour les occlusives -y compris les affriquées-que les sonantes et les fricatives, puisque toutes les occlusives en position initiale sont non-voisées phonétiquement en anglais. c'est bien ce que montre la figure 1 . cependant, mesurer le départ articulatoire requiert un appareillage spécialisé et n'est de toute façon pas une chose facile à mettre en oeuvre. @xcite ont comparé les temps de réponse de dénomination d'image mesurés à partir de l'articulation (enregistrements ultra-son de la langue et vidéo des lèvres) vs. à partir du signal acoustique. ils trouvent que le départ articulatoire précède le départ acoustique d'environ 120 à 180 ms. autrement dit, la parole audible est précédée par des mouvements silencieux des articulateurs. @xcite trouvent aussi que le lieu (labial, lingual) et la manière (voyelle, occlusive, fricative) d'articulation du phonème initial n'ont pas d'effet sur les temps mesurés pour les départs articulatoires. donc, en particulier, pas de différence entre occlusives et fricatives. ces mesures se rapprochent donc de la mesure idéale mentionnée plus haut mais au prix d'une lourdeur technique prohibitive pour les études de production de parole. dans cette étude, exploratoire par sa dimension, nous comparons temps de dénomination d'image et temps de détection interne du phonème initial du nom de l'image avec le même matériel expérimental, c'est à dire les mêmes images. nous tentons d'abord de répondre à la question suivante : quelle est la sensibilité des deux mesures de temps de réponse aux variations liées aux différents types de phonème initial ? l'étude de @xcite suggère que, toutes choses égales par ailleurs, les temps de dénomination mesurés à partir du signal acoustique sont plus longs pour les occlusives que les autres types de phonème. l'étude @xcite suggère que le type de phonème initial, par exemple occlusive vs. fricative, n'a pas d'effet sur les temps de dénomination mesurés à partir de l'articulation. en est-il de même pour les temps de détection interne de phonème initial ? un objectif secondaire de cette étude est de comparer les effets bien connus de fréquence lexicale en production @xcite sur les temps de dénomination et les temps de détection interne. l'effet de fréquence lexicale sur les temps de détection interne de phonème initial a été mis en évidence par @xcite . cependant, ces effets n'ont encore jamais été comparés avec ceux obtenus pour les temps de dénomination : sont-ils comparables pour les deux mesures ? ou bien l'une des deux est-elle plus sensible que l'autre ? pour répondre à cette question ainsi qu'à la question principale sur les effets du type de phonème initial, nous avons repris le matériel utilisé par @xcite . ceci permet en même temps de vérifier si les effets de fréquence lexicale en détection interne de phonème initial peuvent ou non être répliqués. ## expériences : dénomination vs. détection interne de phonème nous avons testé deux groupes d'une trentaine de sujets argentins hispanophones sur les mêmes images. pour un groupe, les sujets devaient dénommer les images présentées. pour l'autre groupe, les sujets devaient détecter des phonèmes pré-spécifiés dans le nom des mêmes images. ## discussion dans cette étude comparant temps de dénomination et temps de détection de phonème initial sur le même ensemble d'images, celui utilisé par @xcite , nous répliquons l'effet de fréquence lexicale @xcite pour les deux types de temps de réponse. l'effet est un peu plus grand pour la dénomination que pour la détection (121 vs. 90 ms), mais la différence n'est pas significative. cependant, la question principale à laquelle cette étude tente de donner des éléments de réponse est celle de la sensibilité comparée des deux mesures de temps de réponse au type de phonème initial des noms d'image à produire, soit ouvertement (dénomination), soit intérieurement (monitoring interne). nos données suggèrent que les temps de dénomination sont systématiquement plus longs lorsque les noms d'image commencent par une occlusive que par un autre type de consonne. les temps de détection ne montrent pas cette différence. ce résultat est indépendant des effets de fréquence lexicale, comme le montrent nos analyses de covariance. une première conséquence de nos résultats, sous réserve qu'ils soient robustes et reproductibles pour d'autres langues que l'espagnol, est un avantage méthodologique du monitoring interne sur la procédure classique de dénomination. en effet, il devient possible de comparer des ensembles de noms d'image sans qu'ils commencent nécessairement par le même type de phonème, puisque les temps de détection interne de phonème initial dans le nom d'une image semblent peu sensibles au type phonétique de phonème. en particulier, les temps de détection, contrairement aux temps de dénomination, ne sont pas plus longs, à fréquence lexicale égale, pour les occlusives que les fricatives, nasales ou liquides. au delà de cet avantage méthodologique en faveur du monitoring interne, nos données ont des implications pour le niveau de représentation sur lequel opère la détection interne ou plus largement, le monitoring interne en production de parole. elles suggèrent que les représentations en jeu sont relativement abstraites. dans le cadre du modèle de levelt @xcite , ces représentations pourraient être celles qui sont récupérées lors de l'accès aux informations lexicales, celles qui sont élaborées au cours de l'encodage phonologique, ou bien celles qui sont produites en sortie de l'encodage phonologique. la dernière possibilité est plus compatible avec la vision de l'encodage phonologique comme un module imperméable à l'inspection consciente : seule sa sortie est accessible, pas ses calculs internes. une autre possibilité est que les phonèmes soient détectés par le système de compréhension de la parole alimenté par la sortie de l'encodage phonologique (ce que levelt appelle la "boucle interne" 'internal loop'). les effets de point d'unicité trouvés par @xcite vont dans ce sens : ces effets sont en effet typiques du traitement de la parole externe et sont liés à l'accès lexical en modalité auditive. or, dans une situation de monitoring interne, l'accès lexical a déjà été effectué, avant l'encodage phonologique. ce qui suggère que la détection ne se fait pas sur la sortie de l'encodeur mais se fait par la boucle interne. d'autres données récentes remettent en question la communauté des traitements de la parole externe et interne @xcite . nos propres données ne permettent pas de trancher la question de savoir si le monitoring interne peut passer par d'autres voies que le système de compréhension/perception de la parole qui serait commun à la parole externe et à la parole interne. elles suggèrent simplement que le monitoring interne examine des représentations abstraites indépendantes de la spécification du détail phonétique de réalisation des mots.