语音质量变化辨别实验解析

### 语音质量变化辨别实验解析 在语音研究领域，了解人们如何辨别语音质量变化是一个重要课题。本次实验围绕语音质量变化的辨别展开，通过预测试和主实验两个阶段深入探究相关因素对语音质量辨别及神经反应的影响。 #### 1. 预测试 预测试的目的是为后续主实验筛选合适的刺激材料，确保所选低质量刺激在感知降解强度上无显著差异，仅在质量降解类型上有所不同，以提高与其他研究结果的可比性。 - **参与者**：共招募了17名参与者，年龄在19 - 32岁之间，平均年龄26.6岁，其中12名为女性，均为右利手，且都是母语为德语、听力正常、视力正常或矫正后正常的听众。 - **语音刺激**： - 刺激材料为男性说话者说出的两个德语单词 /haus/（英语“house”）和 /maus/（“mouse”），时长500ms，采样率48kHz，比特率768kbps。 - 运用MATLAB对高质量源文件进行两种降解处理： - 通过MNRU生成10个“嘈杂度”受损的刺激，失真率（Q）分别为10、12、14、16、18、20、22、24、26和28dB。 - 通过带通滤波生成10个“染色度”受损的刺激，低截止频率固定为0.2kHz，高截止频率分别为1.2、1.6、2.0、2.4、2.8、3.2、3.6、4.0、4.4和4.8kHz。 - 最终将2个高质量和40个低质量刺激归一化到 -26dBov ASL。 - **实验流程**：参与者进行绝对类别评级（ACR）任务，流程与之前的研究相同。 - **数据收集**：刺激呈现和ACR评级收集方式与之前研究的预测试一致。 - **数据分析**：在R中进行重复测量方差分析（ANOVA）和事后成对比较。ANOVA以刺激（42个水平）作为受试者内因素，ACR评级作为因变量。 | 步骤 | 详情 | | ---- | ---- | | 参与者 | 17名德语母语者，听力和视力正常 | | 语音刺激 | 2个高质量词，40个低质量词（10个嘈杂度受损，10个染色度受损） | | 实验流程 | 绝对类别评级（ACR）任务 | | 数据收集 | 与之前研究预测试相同 | | 数据分析 | 重复测量方差分析和事后成对比较 | #### 2. 预测试结果与讨论 - **结果**：统计分析显示，刺激对ACR评级有显著影响（F[41, 533] = 18.650，p < 0.001，η²G = 0.589）。事后成对比较表明，高质量和低质量刺激之间差异显著（p < 0.001），但低质量刺激之间无显著差异（p = 1）。 - **讨论**：结果表明语音质量操纵成功。从每个单词和语音质量受损类型中选择了四个刺激，即两个嘈杂度受损刺激（Q = 14dB）和两个染色度受损刺激（低截止频率0.2kHz，高截止频率2.8kHz）。这些低质量刺激将用于主实验的奇偶数任务，以控制感知降解强度的变化，仅保留质量维度的显著差异。 ```mermaid graph LR A[预测试] --> B[选择刺激] B --> C[主实验] ``` #### 3. 主实验 主实验进一步探究语音质量变化辨别相关因素，涉及多种任务和复杂的实验设计。 - **参与者**：最初邀请了37名参与者，因数据收集技术问题和未遵守任务说明排除3人，最终有34名参与者进行后续电生理数据分析。参与者均为德语母语者，听力和视力正常，并进行了固定频率的Békésy听力测试。 - **语音刺激**：重用预测试中选择的刺激，包括两个高质量刺激（HQ-/haus/，HQ-/maus/）、两个嘈杂度受损刺激（LQ-Noi-/haus/，LQ-Noi-/maus/）和两个染色度受损刺激（LQ-Col-/haus/，LQ-Col-/maus/）。 - **刺激集**：参与者进行主动双特征奇偶数任务，涉及标准刺激（S）和两种目标刺激（T-single，T-double）的串行呈现。通过将六个刺激与三种刺激类型（S，T-single，T-double）完全组合，形成了八个刺激集，每个刺激集包含200次试验。具体组合如下表所示： | # | S | T-single | T-double