Cette thèse est centrée sur deux principaux objectifs : l'adaptation de techniques de traduction neuronale à de nouvelles tâches, et la reproduction de travaux de recherche existants. Nos efforts pour la reproductibilité ont résulté en la création de deux ressources : MultiVec, un outil permettant l'utilisation de plusieurs techniques liées au word embeddings; ainsi qu'un outil proposant plusieurs modèles pour la traduction automatique et d’autres tâches similaires (par ex. post-édition automatique). Nous travaillons ensuite sur plusieurs tâches liées à la traduction : la Traduction Automatique (TA), Traduction Automatique de la Parole, et la Post-Édition Automatique. Pour la tâche de TA, nous répliquons des travaux fondateurs basés sur les réseaux de neurones, et effectuons une étude sur des TED Talks, où nous avançons l'état de l'art. La tâche suivante consiste à traduire la parole dans une langue vers le texte dans une autre langue. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur le problème inexploré de traduction dite « end-to-end », qui ne passe pas par une transcription intermédiaire dans la langue source. Nous proposons le premier modèle end-to-end, et l'évaluons sur deux problèmes : la traduction de livres audio, et d'expressions de voyage. Notre tâche finale est la post-édition automatique, qui consiste à corriger les sorties d'un système de traduction dans un scénario « boîte noire », en apprenant à partir de données produites par des post-éditeurs humains. Nous étendons des résultats publiés dans le cadre des tâches de WMT 2016 et 2017, et proposons de nouveaux modèles pour la post-édition automatique dans un scénario avec peu de données.

Le principal objectif de cette thèse vise à estimer de manière automatique la qualité de la traduction de langue parlée (Spoken Language Translation ou SLT), appelée estimation de confiance (Confidence Estimation ou CE). Le système de SLT génère les hypothèses représentées par les séquences de mots pour l'audio qui contient parfois des erreurs. En raison de multiples facteurs, la sortie de SLT, ayant une qualité insatisfaisante, pourrait causer différents problèmes pour les utilisateurs finaux. Par conséquent, il est utile de savoir combien de confiance les tokens corrects pourraient être trouvés au sein de l'hypothèse. L'objectif de l'estimation de confiance consistait à obtenir des scores qui quantifient le niveau de confiance ou à annoter les tokens cibles en appliquant le seuil de décision (par exemple, seuil par défaut = 0,5). Dans le cadre de cette thèse, nous avons proposé un boîte à outils, qui consiste en un framework personnalisable, flexible et en une plate-forme portative, pour l'estimation de confiance au niveau de mots (Word-level Confidence Estimation ou WCE) de SLT.En premier lieu, les erreurs dans le SLT ont tendance à se produire sur les hypothèses de la reconnaissance automatique de la parole (Automatic Speech Recognition ou ASR) et sur celles de la traduction automatique (Machine Translation ou MT), qui sont représentées par des séquences de mots. Ce phénomène est étudié par l'estimation de confiance (CE) au niveau des mots en utilisant les modèles de champs aléatoires conditionnels (Conditional Random Fields ou CRF). Cette tâche, relativement nouvelle, est définie et formalisée comme un problème d'étiquetage séquentiel dans lequel chaque mot, dans l'hypothèse de SLT, est annoté comme bon ou mauvais selon un ensemble des traits importants. Nous proposons plusieurs outils servant d’estimer la confiance des mots (WCE) en fonction de notre évaluation automatique de la qualité de la transcription (ASR), de la qualité de la traduction (MT), ou des deux (combiner ASR et MT). Ce travail de recherche est réalisable parce que nous avons construit un corpus spécifique, qui contient 6.7k des énoncés pour lesquels un quintuplet est normalisé comme suit : (1) sortie d’ASR, (2) transcription en verbatim, (3) traduction textuelle, (4) traduction vocale et (5) post-édition de la traduction. La conclusion de nos multiples expérimentations, utilisant les traits conjoints entre ASR et MT pour WCE, est que les traits de MT demeurent les plus influents, tandis que les traits de ASR peuvent apporter des informations intéressantes complémentaires.En deuxième lieu, nous proposons deux méthodes pour distinguer des erreurs susceptibles d’ASR et de celles de MT, dans lesquelles chaque mot, dans l'hypothèse de SLT, est annoté comme good (bon), asr_error (concernant les erreurs d’ASR) ou mt_error (concernant les erreurs de MT). Nous contribuons donc à l’estimation de confiance au niveau de mots (WCE) pour SLT par trouver la source des erreurs au sein des systèmes de SLT.En troisième lieu, nous proposons une nouvelle métrique, intitulée Word Error Rate with Embeddings (WER-E), qui est exploitée afin de rendre cette tâche possible. Cette approche génère de meilleures hypothèses de SLT lors de l'optimisation de l'hypothèse de N-meilleure hypothèses avec WER-E.En somme, nos stratégies proposées pour l'estimation de la confiance se révèlent un impact positif sur plusieurs applications pour SLT. Les outils robustes d’estimation de la qualité pour SLT peuvent être utilisés dans le but de re-calculer des graphes de la traduction de parole ou dans le but de fournir des retours d’information aux utilisateurs dans la traduction vocale interactive ou des scénarios de parole aux textes assistés par ordinateur.Mots-clés: Estimation de la qualité, Estimation de confiance au niveau de mots (WCE), Traduction de langue parlée (SLT), traits joints, Sélection des traits.

Les systèmes de traduction automatique (TA), qui génèrent automatiquement la phrase de la langue cible pour chaque entrée de la langue source, ont obtenu plusieurs réalisations convaincantes pendant les dernières décennies et deviennent les aides linguistiques efficaces pour la communauté entière dans un monde globalisé. Néanmoins, en raison de différents facteurs, sa qualité en général est encore loin de la perfection, constituant le désir des utilisateurs de savoir le niveau de confiance qu'ils peuvent mettre sur une traduction spécifique. La construction d'une méthode qui est capable d'indiquer des bonnes parties ainsi que d'identifier des erreurs de la traduction est absolument une bénéfice pour non seulement les utilisateurs, mais aussi les traducteurs, post-éditeurs, et les systèmes de TA eux-mêmes. Nous appelons cette méthode les mesures de confiance (MC). Cette thèse se porte principalement sur les méthodes des MC au niveau des mots (MCM). Le système de MCM assigne à chaque mot de la phrase cible un étiquette de qualité. Aujourd'hui, les MCM jouent un rôle croissant dans nombreux aspects de TA. Tout d'abord, elles aident les post-éditeurs d'identifier rapidement les erreurs dans la traduction et donc d'améliorer leur productivité de travail. De plus, elles informent les lecteurs des portions qui ne sont pas fiables pour éviter leur malentendu sur le contenu de la phrase. Troisièmement, elles sélectionnent la meilleure traduction parmi les sorties de plusieurs systèmes de TA. Finalement, et ce qui n'est pas le moins important, les scores MCM peuvent aider à perfectionner la qualité de TA via certains scénarios: ré-ordonnance des listes N-best, ré-décodage du graphique de la recherche, etc. Dans cette thèse, nous visons à renforcer et optimiser notre système de MCM, puis à l'exploiter pour améliorer TA ainsi que les mesures de confiance au niveau des phrases (MCP). Comparer avec les approches précédentes, nos nouvelles contributions étalent sur les points principaux comme suivants. Tout d'abord, nous intégrons différents types des paramètres: ceux qui sont extraits du système TA, avec des caractéristiques lexicales, syntaxiques et sémantiques pour construire le système MCM de base. L'application de différents méthodes d'apprentissage nous permet d'identifier la meilleure (méthode: "Champs conditionnels aléatoires") qui convient le plus nos donnés. En suite, l'efficacité de touts les paramètres est plus profond examinée en utilisant un algorithme heuristique de sélection des paramètres. Troisièmement, nous exploitons l'algorithme Boosting comme notre méthode d'apprentissage afin de renforcer la contribution des sous-ensembles des paramètres dominants du système MCM, et en conséquence d'améliorer la capacité de prédiction du système MCM. En outre, nous enquérons les contributions des MCM vers l'amélioration de la qualité de TA via différents scénarios. Dans le re-ordonnance des liste N-best, nous synthétisons les scores à partir des sorties du système MCM et puis les intégrons avec les autres scores du décodeur afin de recalculer la valeur de la fonction objective, qui nous permet d'obtenir un mieux candidat. D'ailleurs, dans le ré-décodage du graphique de la recherche, nous appliquons des scores de MCM directement aux noeuds contenant chaque mot pour mettre à jour leurs coûts. Une fois la mise à jour se termine, la recherche pour meilleur chemin sur le nouveau graphique nous donne la nouvelle hypothèse de TA. Finalement, les scores de MCM sont aussi utilisés pour renforcer les performances des systèmes de MCP. Au total, notre travail apporte une image perspicace et multidimensionnelle sur des MCM et leurs impacts positifs sur différents secteurs de la TA. Les résultats très prometteurs ouvrent une grande avenue où MCM peuvent exprimer leur rôle, comme: MCM pour la reconnaissance automatique de la parole (RAP), pour la sélection parmi plusieurs systèmes de TA, et pour les systèmes de TA auto-apprentissage.

Les technologies de traduction automatique existantes sont à présent vues comme une approche prometteuse pour aider à produire des traductions de façon efficace et à coût réduit. Cependant, l'état de l'art actuel ne permet pas encore une automatisation complète du processus et la coopération homme/machine reste indispensable pour produire des résultats de qualité. Une pratique usuelle consiste à post-éditer les résultats fournis par le système, c'est-à-dire effectuer une vérification manuelle et, si nécessaire, une correction des sorties erronées du système. Ce travail de post-édition effectué par les utilisateurs sur les résultats de traduction automatique constitue une source de données précieuses pour l'analyse et l'adaptation des systèmes. La problématique abordée dans nos travaux s'intéresse à développer une approche capable de tirer avantage de ces retro-actions (ou post-éditions) d'utilisateurs pour améliorer, en retour, les systèmes de traduction automatique. Les expérimentations menées visent à exploiter un corpus d'environ 10 000 hypothèses de traduction d'un système probabiliste de référence, post-éditées par des volontaires, par le biais d'une plateforme en ligne. Les résultats des premières expériences intégrant les post-éditions, dans le modèle de traduction d'une part, et par post-édition automatique statistique d'autre part, nous ont permis d'évaluer la complexité de la tâche. Une étude plus approfondie des systèmes de post-éditions statistique nous a permis d'évaluer l'utilisabilité de tels systèmes ainsi que les apports et limites de l'approche. Nous montrons aussi que les post-éditions collectées peuvent être utilisées avec succès pour estimer la confiance à accorder à un résultat de traduction automatique. Les résultats de nos travaux montrent la difficulté mais aussi le potentiel de l'utilisation de post-éditions d'hypothèses de traduction automatiques comme source d'information pour améliorer la qualité des systèmes probabilistes actuels.

La généralisation de l’usage des systèmes de dialogue homme-machine accroît la nécessité du développement rapide des différents composants de ces systèmes. Les systèmes de dialogue peuvent être conçus pour différents domaines d’application et dans des langues différentes. La nécessité d’une production rapide pour de nouvelles langues reste un problème ouvert et crucial auquel il est nécessaire d’apporter des solutions efficaces.Nos travaux s’intéressent particulièrement au module de compréhension de la parole et proposent des approches pour la portabilité rapide peu coûteuse de ce module.Les méthodes statistiques ont montré de bonnes performances pour concevoir les modules de compréhension de la parole pour l’étiquetage sémantique de tours de dialogue.Cependant ces méthodes nécessitent de larges corpus pour être apprises. La collecte de ces corpus est aussi coûteuse en temps et en expertise humaine.Dans cette thèse, nous proposons plusieurs approches pour porter un système de compréhension d’une langue vers une autre en utilisant les techniques de la traduction automatique. Les premiers travaux consistent à appliquer la traduction automatique à plusieurs niveaux du processus de portabilité du système de compréhension afin de réduire le coût lié à production de nouvelles données d’apprentissage. Les résultats expérimentaux montrent que l’utilisation de la traduction automatique permet d’obtenir des systèmes performant avec un minimum de contribution humaine.Cette thèse traite donc à la fois de la traduction automatique et de la compréhension de la parole. Nous avons effectué une comparaison approfondie entre les méthodes utilisées pour chacune des tâches et nous avons proposé un décodage conjoint basé sur une méthode discriminante qui à la fois traduit une phrase et lui attribue ses étiquettes sémantiques. Ce décodage est obtenu par une approche à base de graphe qui permet de composer un graphe de traduction avec un graphe de compréhension. Cette représentation peut être généralisée pour permettre des transmissions d’informations riches entre les composants du système de dialogue

Les systèmes de traduction automatique obtiennent aujourd'hui de bons résultats sur certains couples de langues comme anglais – français, anglais – chinois, anglais – espagnol, etc. Les approches de traduction empiriques, particulièrement l'approche de traduction automatique probabiliste, nous permettent de construire rapidement un système de traduction si des corpus de données adéquats sont disponibles. En effet, la traduction automatique probabiliste est fondée sur l'apprentissage de modèles à partir de grands corpus parallèles bilingues pour les langues source et cible. Toutefois, la recherche sur la traduction automatique pour des paires de langues dites «peu dotés» doit faire face au défi du manque de données. Nous avons ainsi abordé le problème d'acquisition d'un grand corpus de textes bilingues parallèles pour construire le système de traduction automatique probabiliste. L'originalité de notre travail réside dans le fait que nous nous concentrons sur les langues peu dotées, où des corpus de textes bilingues parallèles sont inexistants dans la plupart des cas. Ce manuscrit présente notre méthodologie d'extraction d'un corpus d'apprentissage parallèle à partir d'un corpus comparable, une ressource de données plus riche et diversifiée sur l'Internet. Nous proposons trois méthodes d'extraction. La première méthode suit l'approche de recherche classique qui utilise des caractéristiques générales des documents ainsi que des informations lexicales du document pour extraire à la fois les documents comparables et les phrases parallèles. Cependant, cette méthode requiert des données supplémentaires sur la paire de langues. La deuxième méthode est une méthode entièrement non supervisée qui ne requiert aucune donnée supplémentaire à l'entrée, et peut être appliquée pour n'importe quelle paires de langues, même des paires de langues peu dotées. La dernière méthode est une extension de la deuxième méthode qui utilise une troisième langue, pour améliorer les processus d'extraction de deux paires de langues. Les méthodes proposées sont validées par des expériences appliquées sur la langue peu dotée vietnamienne et les langues française et anglaise.

Les systèmes d’IA sont de plus en plus présents dans nos quotidiens pour réaliser un nombre croissant de tâches, de la rédaction de SMS et d’email, à la traduction, en passant par la gestion d’habitats connectés ou la conduite d’une voiture. Ces systèmes sont entraînés sur des gros corpus de données, que l’on nomme big data et qui sont devenus le nouveau pétrole du 21e siècle. Les systèmes réussissent à capturer des éléments que l’humain n’est pas capable de mémoriser, en extrayant des régularités de ces grandes quantités de données. Mais ces gros corpus de données soulèvent de nouvelles questions notamment éthiques : on oublie bien souvent que les données ne sont pas neutres et ont été produites et récoltées dans le cadre de sociétés et de cultures qui se retrouvent également encodées dans ces données. Nous nous proposons donc, dans cette optique, d’étudier les liens entre apprentissage et performances des systèmes de traitement automatique de la parole en se concentrant sur la répartition homme/femme. Le choix de la parole est motivé par la tendance actuelle faisant de la voix la nouvelle interface homme/machine. L’étude de la répartition homme/femme se justifie par l’accès relativement aisé à cette information, mais se positionne aussi dans une réflexion autour de la pertinence de la dichotomie vocale homme/femme face au constat de la grande disparité vocale existante à l’intérieure de ces catégories. Nous souhaitons donc proposer non pas des catégories, mais un continuum qui nous permettra de caractériser nos corpus non plus en terme de genre, mais en terme de diversité vocale. Cette représentation permettra de mettre en évidence la variabilité vocale et de remettre en question la pertinence du genre en tant que distinction catégorielle, tout en permettant une étude socio-phonétique des rôles des locuteurs et des interactions.

Cette thèse vise à étudier les modèles neuronaux génératifs séquece-à-séquence et leurs applications notamment la traduction automatique et la description des images en langage naturel.

Une tâche importante qui incombe à l’enfant est de reconnaître puis de mémoriser les mots qui lui parviennent dans le flux de la parole environnante, afin de les utiliser dans ses propres énoncés. Confronté à un flux continu de parole, le jeune enfant doit donc en extraire des unités porteuses d’une forme et effectuer ce qu’on appelle segmentation lexicale. Le but de cette thèse est d’approfondir plusieurs aspects du processus de segmentation par des simulations computationnelles fondées sur des méthodes d’apprentissage machine non supervisé appliquées à des corpus langagiers de grande taille. Nous analyserons l’émergence du lexique en contexte, via le traitement non supervisé de grands corpus de parole en relation avec des scènes visuelles. Des modèles computationnels pour l’acquisition du lexique ont déjà été proposés mais ils sont le plus souvent limités au traitement des séquence de symboles (séquences de phonèmes issues d’une transcription manuelle des signaux enregistrés). La première originalité de cette thèse est la proposition de modèles applicables directement sur le signal de parole. Pour cela, nous convoquerons les avancées récentes de l’apprentissage profond (architectures neuronales de type « encodeur-décodeur» ou « end-to-end »). La seconde originalité de cette thèse est la volonté d’étudier l’émergence du lexique à partir d’un contexte. A cette fin, nous nous appuierons sur des corpus multimodaux préexistants, particulièrement le corpus synthétique SPEECH-COCO constitué de plus de 600.000 scènes visuelles décrites oralement ainsi que sur le corpus DylNet, collecté lors d’interactions d’enfants à l’école maternelle.