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恒常法を用いた聴覚刺激の弁別課題

この実験では参加者に音声ファイルを聞かせて、それが「ば（ba）」と聞こえたか「ぱ（pa）」と聞こえたかを判断させます。

実験を始めると下のような画面が表示されます。 スタート時の画像

「再生」ボタンをクリックすると音声刺激が呈示されます。音声刺激は一度だけ聞くことができます。再生後、画面下部の「次へ」ボタンを押してください。

音声刺激は全部で24種類あり、0から23の番号が割り振られています。 それぞれの刺激は、破裂開始から声帯振動開始までの時間の長さである Voice Onset Time (VOT; Lisker & Abramson, 1964) が異なります。0 は VOT = -30 ms の刺激で、刺激番号が 1 増えるごとに刺激のVOTは 5 ms 長くなります。以下の表をご参照ください。

ファイル番号 VOT (ms)
0 -30
1 -25
2 -20
（中略） （中略）
20 70
21 75
22 80
23 85

負の（マイナスの）VOTは、破裂の開始より声帯振動が先に起こっていることを示しています。

実験刺激である音声ファイルは、Praat (Boersma & Weenink, 2019) を用いて作成しました。また、VOTの操作は、Dr. Jessamyn Schertz が公開している Synthesis -> klatt_synthesize_vot_f0_series.praat のスクリプトを使って行いました。

音声の長さは319 msです。母音部の始端部と終端部の基本周波数 (F0) は100 Hzです。

最初の24試行は練習試行で、すべての刺激を1回ずつ聞くことになります。

その後本試行が始まります。以下のリンクの本試行ではそれぞれの刺激が5回ずつ呈示されます。全部で120試行です（練習試行を含まない）。24試行ごとに休憩のためのメッセージが呈示されます。

結果の予測

Shimizu (1977) によれば、日本語母語話者の「ば（ba）」と「ぱ（pa）」の弁別の境界は、VOT = 18 ms です。VOTが正の方向に大きいほど「ぱ（pa）」と聞こえる割合が高くなると予測されます。

実験を始める

反応時のキーのカウンターバランスをとるようにしています。

本試行の繰り返し回数は次のようにして変更することが可能です。 実験画面のURLを見ると、

constant_method.html?counterBalance=1&repeat_num=5

のようになっているかと思いますが、repeat_num の後の数字（5）が本試行の繰り返し回数です。

出⼒ファイルについて

実験が終了したときにCSVファイルとして保存されます。ブラウザによって自動保存されたり、保存のための小さなウィンドウが表示されたりします。

実験プログラムはjsPsychを使って作成されています。その関係で、分析とは直接関係のないデータも出力されています。

各列については次の通りです。

  • rt（A列）　反応時間（ms）
  • button_pressed（B列）からquestion_order（I列）までは無視
  • stimuli_info（J列）　呈示された音声刺激の番号
  • counterBalance_info（K列）1のとき 左側の選択肢が「ば (ba)」　右側の選択肢が「ぱ (pa)」2のとき 左側の選択肢が「ぱ (pa)」　右側の選択肢が「ば (ba)」
  • phase_info（L列）　0=練習試行, 1=本試行
  • resp（M列）　「ば (ba)」を選んだら1, 「ぱ (pa)」を選んだら0（カウンターバランスは考慮済み）

エクセルのフィルター機能を使って、phase_info = 1 のデータだけを抽出すると分析がしやすいです。

閾値に関する注意点

エクセルやRを使って、横軸をVOT、縦軸を「ば（ba）」と答えた割合とした心理物理関数を作成してください。5回の繰り返し回数では少ないかもしれませんが、オンライン実験では試行数を多くしすぎると別の問題（集中力の低下、マジメに参加しないなど）が生じる恐れがあります。なお、ここでは閾値を求めるためのスクリプトは公開しておりません。ご了承ください。

閾値計算

閾値計算のためのウェブページを作成しておきました。

ロジスティック回帰でpaとbaの弁別閾値を計算します。

  1. 結果のCSVファイルをエクセルで開きます。
  2. 刺激の番号から、各試行のVOT（ミリ秒）を計算します
  • 最小VOT+刺激番号xVOT間隔で計算できます。
  1. １つ目のテキストボックスに、刺激のVOT（ミリ秒）を1行1試行で入力します。
  • エクセルからコピペでOKです。
  1. ２つ目のテキストボックスに、反応（M列）を1行1試行で入力します。
  • 同上

VOT間隔が小さいバージョン

上記の刺激では、VOTが5 msきざみになっています。知覚的感受性が高い場合、5 msきざみは大きすぎるかもしれません。以下のURLでは、VOTが2 msきざみの刺激設定になります。

ファイル番号 VOT (ms)
0 -4
1 -2
2 0
（中略） （中略）
20 36
21 38
22 40
23 42

引用文献

  • Boersma, P., & Weenink, D. (2019). Praat: Doing phonetics by computer (Version 6.1.03) [Computer software]. http://www.praat.org/
  • de Leeuw, J. R. (2015). jsPsych: A JavaScript library for creating behavioral experiments in a web browser. Behavior Research Methods, 47(1), 1-12. doi:10.3758/s13428-014-0458-y.
  • Lisker, L., & Abramson, A. S. (1964). A cross-language study of voicing in initial stops: Acoustical measurements. Word, 20, 384–422.
  • Shimizu, K. (1977). Voicing features in the perception and production of stop consonants by Japanese speakers. Studia Phonologica, 11, 25–34.