CN106473699A - 一种汉语声调双耳分听测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汉语声调双耳分听测试系统，包括：被试者信息管理模块、测试材料选择模块、测试参数配置模块、被试者筛选与训练模块、双耳分听测试模块、测试结果存储模块；被试者信息管理模块用于录入、查询、修改和删除被试者的基本信息；测试材料选择模块用于提供和选定汉语声调材料；测试参数配置模块用于配置测试所采用的信噪比、反应时间的取值；被试者筛选与训练模块用于筛选符合要求的被试者，并完成测试前对测试内容、流程、方法的熟悉和训练；双耳分听测试模块用于按照双耳分听范式将相同音节、不同声调组成的测试信号对，同时、分别地呈现给被试者的左右耳；测试结果存储模块用于将被试者的测试过程及测试结果存储在文件中。

Description

一种汉语声调双耳分听测试系统及其测试方法

技术领域

本发明涉及心理声学、认知心理学实验范畴，特别涉及一种汉语声调双耳分听测试系统及其测试方法。

背景技术

大脑是人类思维活动和意识活动的器官，是中枢神经系统的最高级部分，由左、右两个大脑半球组成，两半球间由胼胝体连接。通常认为大脑左半球是语言功能的优势半球，擅长音素(如字、合成音节等)处理，而大脑右半球是情绪功能的优势半球，擅长旋律和韵律(如音乐、音高轮廓、情感相关的韵律等)处理。当然，这种偏侧优势只是一种倾向，并不意味着另一侧半球不具备这种功能。

汉语普通话是一种声调语言，每个音节由声母、韵母和声调(四种调值)三部分组成。声调既是具备区分语义功能的语言信息，又是音高随时间变化的曲线，其声学特征与旋律相似，这种两重性影响了人类听觉系统及大脑对汉语声调的感知、处理机制。

双耳分听(Dichotic Listening)是一种研究人类听觉系统及大脑对听觉信息感知、处理机制的有效范式。在双耳分听测试中，两个不同的刺激(如：不同音节，相同音节不同声调等)被同时、分别呈现给被试者的左右耳，每侧耳一个。此时，来自每侧耳的刺激主要或完全通过对侧的通路传递到对侧的大脑，所以，右耳优势代表了大脑左半球的处理优势，而左耳优势代表了大脑右半球的处理优势。

目前，双耳分听范式已经被国内外众多研究者用作探索和研究人类听觉系统及大脑对声调语言(例如：汉语普通话、粤语、泰语、挪威语等)的感知、处理机制。Zhang等人(1978年)在安静和噪音背景下，对汉语声调进行了双耳分听研究，发现两耳对汉语声调感知没有差别，单耳优势不明显。Baudoin-Chial(1986年)对汉语声调的双耳分听研究，发现汉语声调感知没有显著的单耳优势。杨玉芳(1991年)的实验也得到了类似的结果。而Wang Y.等人(2001年)对汉语声调进行的双耳分听研究，发现汉语声调感知存在右耳(大脑左半球)优势。刘丽等人(2004年)和牟宏宇等人(2014年)的汉语声调双耳分听实验，也都得到了类似的结果。由此可见，汉语声调双耳分听研究的结果并不一致，有待进一步的研究。

汉语声调双耳分听研究的结果有没有效，与实验方案的设计、实验参数的选择、实验流程的把控、实验条件的规定等都有密切的关系。因此，如何严格的控制实验条件、参数和流程显得十分关键。为此，有必要提出一套完整、科学的汉语声调双耳分听测试流程和方案。

发明内容

本发明的目的在于克服已有的汉语声调双耳分听研究缺乏科学、系统的方法的缺陷，从而提供一种科学、细致、适用范围广的汉语声调双耳分听测试系统与测试方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种汉语声调双耳分听测试系统，包括：被试者信息管理模块、测试材料选择模块、测试参数配置模块、被试者筛选与训练模块、双耳分听测试模块、以及测试结果存储模块；其中，

所述的被试者信息管理模块，用于录入、查询、修改和删除被试者的基本信息；

所述的测试材料选择模块，用于提供和选定测试所使用的汉语声调材料；

所述的测试参数配置模块，用于配置测试所采用的信噪比、反应时间在内的重要参数的取值；

所述的被试者筛选与训练模块，用于筛选符合要求的被试者，并完成测试前对测试内容、流程、方法的熟悉和训练；

所述的双耳分听测试模块，用于按照双耳分听范式将相同音节、不同声调组成的测试信号对，同时、分别地呈现给被试者的左右耳；

所述的测试结果存储模块，用于将被试者的测试过程及测试结果存储在文件中，以备后续统计和分析数据使用。

上述技术方案中，所述被试者信息管理模块所涉及的被试者基本信息至少包括：姓名、性别、年龄、利手；其中，被试者利手依据1983年全国利手研究协作组制定的中国人的利手分类标准进行判定。

上述技术方案中，所述测试材料选择模块的汉语声调材料包括：成人汉语声调材料、儿童汉语声调材料和噪声信号；其中，

所述的成人汉语声调材料根据汉语元音的共振峰分布情况、清辅音的声学数据表和四个声调均存在汉字的基准进行选择，选取包括“bo、tu、ke、ji、han、cun、sheng、qing”在内的8个音节，形成包括“波、博、跛、擘，秃、图、土、兔，科、壳、渴、课，鸡、及、几、计，酣、含、喊、汉，村、存、忖、寸，声、绳、省、圣，青、情、请、庆”在内的32个汉字作为成人汉语声调材料；

所述的儿童汉语声调材料根据适合儿童认知范围、四个声调均存在汉字且可用简单易解的图片表示的原则进行选择，选取包括“ba、chi、ke、yan、yao、zhu”在内6个音节，形成24幅图片作为儿童汉语声调材料；

所述的成人和儿童汉语声调材料每个汉字的发音均被录制成单独的音频文件，每个音频文件的编码格式相同，且将所有文件的均方根值调整为一致、每个音节四个不同声调的时间长度进行归一化；

所述的噪声信号是利用上述所有的成人和儿童汉语声调材料，分别形成的用于成人和儿童双耳分听测试的平均语谱噪声，其均方根值也调整为与汉语声调材料一致。

上述技术方案中，所述测试参数配置模块要设置的参数包括：信噪比和/或反应时间，目标是选取合适的参数取值，使得在保证测试数据可靠性的基础上，让测试对被试者形成合理的挑战性；其中，

所述的信噪比是指汉语声调材料与噪声信号均方根值的差值，其取值的规则是诱使被试者在双耳分听测试中产生平均35％的错误率；

所述的反应时间是指双耳分听测试中每题留给被试者反馈或选择的时间长度，其取值规则是保证被试者在测试中的选择率在90％及以上。

上述技术方案中，所述被试者筛选与训练模块的被试者筛选条件包括：纯音听阈和汉语声调识别率；其中，

所述的纯音听阈条件要求被试者双耳的纯音测听平均听阈均小于等于30dBHL，且左右耳的平均听阈差值小于等于5dB HL；

所述的汉语声调识别率条件要求被试者在安静情况下对测试材料选择模块的汉语声调材料的正确识别率在75％及以上。

上述技术方案中，所述被试者筛选与训练模块对被试者的训练包括：生成训练信号对和对被试者进行训练；其中，

生成训练信号对包括：从测试材料选择模块的汉语声调材料可形成的所有测试信号对中随机取出一少部分，作为训练信号对；

对被试者进行训练具体包括：在不加噪声信号和测试参数配置模块所确定的反应时间条件下，进行选出双耳听到的两个声调的双耳分听训练多遍，使得被试者的训练数据达到基本稳定水平，即正确选出左耳声调的数量和正确选出右耳声调的数量每遍训练后的增减均稳定在±3以内；在测试参数配置模块所确定的信噪比和反应时间条件下，进行选出双耳听到的两个声调的双耳分听训练多遍，使得被试者的训练数据达到基本稳定水平，即正确选出左耳声调的数量和正确选出右耳声调的数量每遍训练后的增减均稳定在±3以内。

上述技术方案中，所述双耳分听测试模块包括：生成测试信号对、确定测试方式和选择测试项目；

生成测试信号对包括：将成人汉语声调材料、儿童汉语声调材料的相同音节、不同声调组成的所有声调对线性加入噪声信号，作为测试信号对；

所述的测试方式包括：采用标准的双耳分听范式，每次将测试信号对同时、分别地呈现给被试者的左右耳；

所选择的测试项目包括以下一项或多项：选出一个最清楚听到的声调、选出双耳听到的两个声调、注意并选出左耳听到的声调、注意并选出右耳听到的声调、注意并选出左耳或右耳听到的声调在内的五项汉语声调双耳分听测试；其中，

所述的选出一个最清楚听到的声调，要求被试者每次在反应时间内从双耳听到的声调中凭直觉选出一个听得更清楚或更有把握的声调；

所述的选出双耳听到的两个声调，要求被试者每次在反应时间内把双耳听到的两个不同声调均选出来，不考虑选择的顺序；

所述的注意并选出左耳听到的声调，要求被试者集中注意力去听左耳的声调，忽略右耳声调的干扰，并在反应时间内选出左耳声调；

所述的注意并选出右耳听到的声调，要求被试者集中注意力去听右耳的声调，忽略左耳声调的干扰，并在反应时间内选出右耳声调；

所述的注意并选出左耳或右耳听到的声调，要求被试者根据系统每次随机给出的注意并选出左耳/右耳声调的要求切换注意力的偏向，并在反应时间内选出相应耳侧听到的声调。

上述技术方案中，所述测试结果存储模块存储到文件中的内容包括：被试者基本信息、测试参数、测试项目、测试过程记录、以及测试结果；具体的说，

所述的测试过程记录至少包括：题目编号、播放的音节、左耳播放的声调、右耳播放的声调、被试者第一选出的声调、被试者第二选出的声调、是否正确选出左耳声调、是否正确选出右耳声调、被试者第一选的反应时间、以及被试者第二选的反应时间；

所述的测试结果包括：被试者正确选出左耳声调的总数或百分比、正确选出右耳声调的总数或百分比、被试者左耳四个声调各自的正确选出数量或百分比、以及被试者右耳四个声调各自的正确选出数量或百分比。

本发明还提供了一种汉语声调双耳分听测试方法，该测试方法基于所述的汉语声调双耳分听测试系统实现，所述汉语声调双耳分听测试系统放置在本底噪声低于30dB SPL的专业测听室内使用；该测试方法包括：

步骤1)、进入被试者信息管理模块，研究者将被试者的姓名、性别、年龄、利手在内的基本信息录入系统；

步骤2)、根据被试者的年龄和认知水平，通过测试材料选择模块选定与之相适应的成人或儿童汉语声调材料，供后续的筛选、训练及测试使用；

步骤3)、通过参数配置模块设定好用于筛选、训练及测试的各自的信噪比、反应时间在内的参数；

步骤4)、通过筛选与训练模块对被试者进行筛选与训练，具体如下：

筛查方法：首先，利用纯音听力计测出被试者双耳各自的纯音听阈，符合双耳纯音测听平均听阈均小于等于30dB HL，且左右耳的平均听阈差值小于等于5dB HL条件的被试者进入下一步的筛选，不符合的被试者排除并不再参加后续测试；其次，测试其汉语声调识别率，符合在安静情况下对选定的汉语声调材料的正确识别率在75％及以上条件的被试者通过筛选，不符合的被试者排除并不再参加后续测试；

从所有的测试信号对中随机取出部分形成训练信号对，具体训练方法为：首先，在不加噪声信号和设定的反应时间条件下，进行选出双耳听到的两个声调的双耳分听训练若干遍，使得被试者的训练数据达到基本稳定水平；其次，在设定的信噪比和反应时间条件下，进行选出双耳听到的两个声调的双耳分听训练多遍，使得被试者的训练数据达到基本稳定水平，即可进行后续的正式双耳分听测试；

步骤5)、进入正式的双耳分听测试模块，采用标准的双耳分听范式，每次将测试信号对同时、分别地呈现给被试者的左右耳，让被试者在设定的反应时间内，按照不同的要求选出相应声调，每位被试者需完成的测试项目包括以下一项或多项：选出一个最清楚听到的声调、选出双耳听到的两个声调、注意并选出左耳听到的声调、注意并选出右耳听到的声调、注意并选出左耳或右耳听到的声调在内的五项汉语声调双耳分听测试，且多项测试时按照随机顺序进行；

步骤6)、被试者的每项双耳分听测试项目测试完成后，测试结果存储模块会自动将被试者基本信息、测试参数、测试项目、测试过程记录、以及测试结果信息存储在相应的文件中，以备研究者后续统计和分析数据使用。

本发明的优点在于

1、本发明选取的汉语声调材料分为成人汉语声调材料和儿童汉语声调材料，可适用于不同年龄段、认知水平的被试者；

2、本发明对测试参数的取值规则、被试者的筛选条件、被试者正式测试前的训练方法、以及双耳分听测试方法与测试项目等，进行了细致、严格的设定，以确保汉语声调双耳分听实验的科学性；

3、本发明能够对测试过程和测试结果进行准确、详尽的存储，为研究者后续统计和分析测试数据提供了便利；

4、本发明提供了一套完整、科学的汉语声调双耳分听测试流程和方案，用于研究人类听觉系统及大脑对汉语声调的感知、处理机制，以及年龄、性别、利手、注意等因素对其的影响等科学问题。

附图说明

图1是本发明的汉语声调双耳分听测试系统的结构示意图；

图2是本发明的汉语声调双耳分听测试系统的应用场景的示意图；

图3是本发明的汉语声调双耳分听测试系统的测试项目示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。

参考图1，本发明的汉语声调双耳分听测试系统包括：被试者信息管理模块、测试材料选择模块、测试参数配置模块、被试者筛选与训练模块、双耳分听测试模块、以及测试结果存储模块；其中，

所述的被试者信息管理模块，用于录入、查询、修改和删除被试者的基本信息；

所述的测试材料选择模块，用于提供和选定测试所使用的汉语声调材料；

所述的测试参数配置模块，用于配置测试所采用的信噪比、反应时间等重要参数的取值；

所述的被试者筛选与训练模块，用于筛选符合要求的被试者，并完成测试前对测试内容、流程、方法等的熟悉和训练；

所述的双耳分听测试模块，用于按照双耳分听范式将相同音节、不同声调组成的测试信号对，同时、分别地呈现给被试者的左右耳；

所述的测试结果存储模块，用于将被试者的测试过程及测试结果存储在文件中，以备后续统计和分析数据使用。

下面对各个模块做进一步的说明。

被试者信息管理模块的被试者基本信息至少包括：姓名、性别、年龄、利手；其中，被试者利手依据1983年全国利手研究协作组制定的中国人的利手分类标准进行判定。

测试材料选择模块的汉语声调材料包括：成人汉语声调材料、儿童汉语声调材料和噪声信号；其中，

所述的成人汉语声调材料根据汉语元音的共振峰分布情况、清辅音的声学数据表和四个声调均存在汉字等基准进行选择，选取“bo、tu、ke、ji、han、cun、sheng、qing”等8个音节，形成“波、博、跛、擘，秃、图、土、兔，科、壳、渴、课，鸡、及、几、计，酣、含、喊、汉，村、存、忖、寸，声、绳、省、圣，青、情、请、庆”等32个汉字作为成人汉语声调材料；

所述的儿童汉语声调材料根据适合儿童认知范围、四个声调均存在汉字且可用简单易解的图片表示等原则进行选择，选取“ba、chi、ke、yan、yao、zhu”等6个音节，形成24幅图片作为儿童汉语声调材料；

所述的成人和儿童汉语声调材料每个汉字的发音均被录制成单独的音频文件，每个音频文件的编码格式相同，且将所有文件的均方根值(Root Mean Square,RMS)调整为一致、每个音节四个不同声调的时间长度进行归一化；

所述的噪声信号是利用上述所有的成人和儿童汉语声调材料，分别形成的用于成人和儿童双耳分听测试的平均语谱噪声(Averaged Speech-Spectrum-ShapedNoise)，其均方根值也调整为与汉语声调材料一致。

测试参数配置模块要设置的参数包括：信噪比和/或反应时间，目标是选取合适的参数取值，使得在保证测试数据可靠性的基础上，让测试对被试者形成合理的挑战性；其中，

所述的信噪比是指汉语声调材料与噪声信号均方根值的差值，其取值的规则是诱使被试者在双耳分听测试中产生平均约35％的错误率；

所述的反应时间是指双耳分听测试中每题留给被试者反馈或选择的时间长度，其取值规则是保证被试者在测试中的选择率在90％及以上。

被试者筛选与训练模块的被试者筛选条件包括：纯音听阈和汉语声调识别率；其中，

所述的纯音听阈条件要求被试者双耳的纯音测听平均听阈均小于等于30dBHL，且左右耳的平均听阈差值小于等于5dB HL；

所述的汉语声调识别率条件要求被试者在安静情况下对测试材料选择模块的汉语声调材料的正确识别率在75％及以上。

被试者筛选与训练模块对被试者的训练包括：生成训练信号对和对被试者进行训练；其中，

生成训练信号对包括：从测试材料选择模块的汉语声调材料可形成的所有测试信号对中随机取出一少部分，作为训练信号对；

对被试者进行训练具体包括：

步骤1，在安静(不加噪声信号)和测试参数配置模块所确定的反应时间条件下，进行选出双耳听到的两个声调的双耳分听训练若干遍，使得被试者的训练数据达到基本稳定水平，即正确选出左耳声调的数量和正确选出右耳声调的数量每遍训练后的增减均稳定在±3以内；

步骤2，在测试参数配置模块所确定的信噪比(加噪声信号)和反应时间条件下，进行选出双耳听到的两个声调的双耳分听训练若干遍，使得被试者的训练数据达到基本稳定水平，即正确选出左声调的数量和正确选出右耳声调的数量每遍训练后的增减均稳定在±3以内。

双耳分听测试模块包括：生成测试信号对、确定测试方式和选择测试项目；

生成测试信号对包括：将成人/儿童汉语声调材料的相同音节、不同声调组成的所有声调对线性加入噪声信号，作为测试信号对；

所述的测试方式包括：采用标准的双耳分听范式，每次将测试信号对同时、分别地呈现给被试者的左右耳；

所选择的测试项目包括：选出一个最清楚听到的声调、选出双耳听到的两个声调、注意并选出左耳听到的声调、注意并选出右耳听到的声调、注意并选出左耳或右耳听到的声调等五项汉语声调双耳分听测试，研究人员可根据不同的研究目的从中选取一项或多项进行测试；其中，

所述的选出一个最清楚听到的声调，要求被试者每次在反应时间内从双耳听到的声调中凭直觉选出一个听得更清楚或更有把握的声调；

所述的选出双耳听到的两个声调，要求被试者每次在反应时间内把双耳听到的两个不同声调均选出来，不考虑选择的顺序；

所述的注意并选出左耳听到的声调，要求被试者集中注意力去听左耳的声调，忽略右耳声调的干扰，并在反应时间内选出左耳声调；

所述的注意并选出右耳听到的声调，要求被试者集中注意力去听右耳的声调，忽略左耳声调的干扰，并在反应时间内选出右耳声调；

所述的注意并选出左耳或右耳听到的声调，要求被试者根据系统每次随机给出的注意并选出左耳/右耳声调的要求切换注意力的偏向，并在反应时间内选出相应耳侧听到的声调。

测试结果存储模块存储到文件中的内容包括：被试者基本信息、测试参数、测试项目、测试过程记录、以及测试结果；具体的说，

所述的测试过程记录包括：题目编号、播放的音节、左耳播放的声调、右耳播放的声调、被试者第一选出的声调、被试者第二选出的声调、是否正确选出左耳声调、是否正确选出右耳声调、被试者第一选的反应时间、以及被试者第二选的反应时间等；

所述的测试结果包括：被试者正确选出左耳声调的总数(或百分比)、正确选出右耳声调的总数(或百分比)、被试者左耳四个声调各自的正确选出数量(或百分比)、以及被试者右耳四个声调各自的正确选出数量(或百分比)。

以上是对本发明的汉语声调双耳分听测试系统的说明。在图2中给出了该测试系统的应用场景。被试者所有的测试都必须在本底噪声低于30dB SPL的专业测听室内进行。在测试前，首先将本发明的汉语声调双耳分听测试系统与专业的外置声卡、耳机依次相连；然后将耳机输出校准到65–70dB SPL间的某个值，且对所有被试者此值保持一致。被试者在每次系统播放完一对训练/测试信号对后，需按照研究者事先说明的要求，在规定的反应时间内尽快地做出选择，汉语声调双耳分听测试平台将在反应时间到后自动播放下一对训练/测试信号对，直至当前测试项内容全部测试完成。系统提供给被试者做出选择的方式包括：触摸屏按钮选择、键盘按键选择等。

本发明的汉语声调双耳分听测试系统的测试流程包括：

1)进入被试者信息管理模块，研究者将被试者的姓名、性别、年龄、利手等基本信息录入系统；

2)研究者根据被试者的年龄和认知水平，通过测试材料选择模块选定与之相适应的成人或儿童汉语声调材料，供后续的筛选、训练及测试使用；

3)研究者通过参数配置模块设定好用于筛选、训练及测试的各自的信噪比、反应时间等参数；

4)通过筛选与训练模块对被试者进行筛选与训练，筛选的目的是选择符合条件的被试者，排除不符合条件的被试者，训练的目的是让被试者在正式测试前熟悉和掌握测试的内容、流程、方法等，具体如下：

筛查方法：首先，利用纯音听力计测出被试者双耳各自的纯音听阈，符合双耳纯音测听平均听阈均小于等于30dB HL，且左右耳的平均听阈差值小于等于5dB HL条件的被试者进入下一步的筛选，不符合的被试者排除并不再参加后续测试；其次，测试其汉语声调识别率，符合在安静情况下对选定的汉语声调材料的正确识别率在75％及以上条件的被试者通过筛选，不符合的被试者排除并不再参加后续测试；

从所有的测试信号对中随机取出部分形成训练信号对，具体训练方法为：首先，在安静(不加噪声信号)和设定的反应时间条件下，进行选出双耳听到的两个声调的双耳分听训练若干遍，使得被试者的训练数据达到基本稳定水平；其次，在设定的信噪比(加噪声信号)和反应时间条件下，同样进行上述训练若干遍，使得被试者的训练数据达到基本稳定水平，即可进行后续的正式双耳分听测试；

5)进入正式的双耳分听测试模块，采用标准的双耳分听范式，每次将测试信号对同时、分别地呈现给被试者的左右耳，让被试者在设定的反应时间内，按照不同的要求选出相应声调，每位被试者需完成的测试项目包括以下一项或多项：选出一个最清楚听到的声调、选出双耳听到的两个声调、注意并选出左耳听到的声调、注意并选出右耳听到的声调、注意并选出左耳或右耳听到的声调等五项汉语声调双耳分听测试，且多项测试时按照随机顺序进行；

6)被试者的每项双耳分听测试项目测试完成后，测试结果存储模块会自动将被试者基本信息、测试参数、测试项目、测试过程记录、以及测试结果等信息存储在相应的文件中，以备研究者后续统计和分析数据使用。

如图3所示为本发明的汉语声调双耳分听测试系统的测试项目示意图，所有训练/测试项目在播放训练/测试信号对前，都加了提示音和500ms(示例取值)的延时。其中，选出一个最清楚听到的声调和选出双耳听到的两个声调两项测试在左右耳均加了提示音，区别仅在于前者只需要被试者每次从双耳听到的声调中凭直觉选出一个听得更清楚或更有把握的声调，而后者则需要被试者每次把双耳听到的两个不同声调均选出来，不考虑选择的顺序；注意并选择左耳声调测试仅在左耳加了提示音，以帮助被试者集中注意力去听并选出左耳的声调，忽略右耳声调的干扰；注意并选择右耳声调测试仅在右耳加了提示音，以帮助被试者集中注意力去听并选出右耳的声调，忽略左耳声调的干扰；注意并选出左耳或右耳听到的声调测试，则是把注意并选择左耳声调和注意并选择右耳声调两项测试打乱集合在一起，每次由系统随机指定当前进行的是哪项测试，需要被试者根据系统的指示(如：提示音出现在哪侧耳)切换注意力的偏向，并在选出相应耳侧听到的声调。

前四项测试的题目总数均为：成人汉语声调材料时96题(8音节×12测试信号对/音节)、儿童汉语声调材料时72题(6音节×12测试信号对/音节)，而第五项测试的题目总数则为前四项的2倍。

此外，再举例说明测试结果存储模块存储到文件中内容，如表1给出了一个成人被试者的选出双耳听到的两个声调测试的测试结果存储文件内容的实例：

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种汉语声调双耳分听测试系统，其特征在于，包括：被试者信息管理模块、测试材料选择模块、测试参数配置模块、被试者筛选与训练模块、双耳分听测试模块、以及测试结果存储模块；其中，

所述的被试者信息管理模块，用于录入、查询、修改和删除被试者的基本信息；

所述的测试材料选择模块，用于提供和选定测试所使用的汉语声调材料；

所述的测试参数配置模块，用于配置测试所采用的信噪比、反应时间在内的重要参数的取值；

所述的被试者筛选与训练模块，用于筛选符合要求的被试者，并完成测试前对测试内容、流程、方法的熟悉和训练；

所述的双耳分听测试模块，用于按照双耳分听范式将相同音节、不同声调组成的测试信号对，同时、分别地呈现给被试者的左右耳；

所述的测试结果存储模块，用于将被试者的测试过程及测试结果存储在文件中，以备后续统计和分析数据使用。

2.根据权利要求1所述的汉语声调双耳分听测试系统，其特征在于，所述被试者信息管理模块所涉及的被试者基本信息至少包括：姓名、性别、年龄、利手；其中，被试者利手依据1983年全国利手研究协作组制定的中国人的利手分类标准进行判定。

3.根据权利要求1所述的汉语声调双耳分听测试系统，其特征在于，所述测试材料选择模块的汉语声调材料包括：成人汉语声调材料、儿童汉语声调材料和噪声信号；其中，

所述的成人汉语声调材料根据汉语元音的共振峰分布情况、清辅音的声学数据表和四个声调均存在汉字的基准进行选择，选取包括“bo、tu、ke、ji、han、cun、sheng、qing”在内的8个音节，形成包括“波、博、跛、擘，秃、图、土、兔，科、壳、渴、课，鸡、及、几、计，酣、含、喊、汉，村、存、忖、寸，声、绳、省、圣，青、情、请、庆”在内的32个汉字作为成人汉语声调材料；

所述的儿童汉语声调材料根据适合儿童认知范围、四个声调均存在汉字且可用简单易解的图片表示的原则进行选择，选取包括“ba、chi、ke、yan、yao、zhu”在内6个音节，形成24幅图片作为儿童汉语声调材料；

所述的成人和儿童汉语声调材料每个汉字的发音均被录制成单独的音频文件，每个音频文件的编码格式相同，且将所有文件的均方根值调整为一致、每个音节四个不同声调的时间长度进行归一化；

所述的噪声信号是利用上述所有的成人和儿童汉语声调材料，分别形成的用于成人和儿童双耳分听测试的平均语谱噪声，其均方根值也调整为与汉语声调材料一致。

4.根据权利要求1所述的汉语声调双耳分听测试系统，其特征在于，所述测试参数配置模块要设置的参数包括：信噪比和/或反应时间，目标是选取合适的参数取值，使得在保证测试数据可靠性的基础上，让测试对被试者形成合理的挑战性；其中，

所述的信噪比是指汉语声调材料与噪声信号均方根值的差值，其取值的规则是诱使被试者在双耳分听测试中产生平均35％的错误率；

所述的反应时间是指双耳分听测试中每题留给被试者反馈或选择的时间长度，其取值规则是保证被试者在测试中的选择率在90％及以上。

5.根据权利要求1所述的汉语声调双耳分听测试系统，其特征在于，所述被试者筛选与训练模块的被试者筛选条件包括：纯音听阈和汉语声调识别率；其中，

所述的纯音听阈条件要求被试者双耳的纯音测听平均听阈均小于等于30dBHL，且左右耳的平均听阈差值小于等于5dB HL；

所述的汉语声调识别率条件要求被试者在安静情况下对测试材料选择模块的汉语声调材料的正确识别率在75％及以上。

6.根据权利要求1所述的汉语声调双耳分听测试系统，其特征在于，所述被试者筛选与训练模块对被试者的训练包括：生成训练信号对和对被试者进行训练；其中，

生成训练信号对包括：从测试材料选择模块的汉语声调材料可形成的所有测试信号对中随机取出一少部分，作为训练信号对；

对被试者进行训练具体包括：在不加噪声信号和测试参数配置模块所确定的反应时间条件下，进行选出双耳听到的两个声调的双耳分听训练多遍，使得被试者的训练数据达到基本稳定水平，即正确选出左耳声调的数量和正确选出右耳声调的数量每遍训练后的增减均稳定在±3以内；在测试参数配置模块所确定的信噪比和反应时间条件下，进行选出双耳听到的两个声调的双耳分听训练多遍，使得被试者的训练数据达到基本稳定水平，即正确选出左耳声调的数量和正确选出右耳声调的数量每遍训练后的增减均稳定在±3以内。

7.根据权利要求1所述的汉语声调双耳分听测试系统，其特征在于，所述双耳分听测试模块包括：生成测试信号对、确定测试方式和选择测试项目；

生成测试信号对包括：将成人汉语声调材料、儿童汉语声调材料的相同音节、不同声调组成的所有声调对线性加入噪声信号，作为测试信号对；

所述的测试方式包括：采用标准的双耳分听范式，每次将测试信号对同时、分别地呈现给被试者的左右耳；

所选择的测试项目包括以下一项或多项：选出一个最清楚听到的声调、选出双耳听到的两个声调、注意并选出左耳听到的声调、注意并选出右耳听到的声调、注意并选出左耳或右耳听到的声调在内的五项汉语声调双耳分听测试；其中，

所述的选出一个最清楚听到的声调，要求被试者每次在反应时间内从双耳听到的声调中凭直觉选出一个听得更清楚或更有把握的声调；

所述的选出双耳听到的两个声调，要求被试者每次在反应时间内把双耳听到的两个不同声调均选出来，不考虑选择的顺序；

所述的注意并选出左耳听到的声调，要求被试者集中注意力去听左耳的声调，忽略右耳声调的干扰，并在反应时间内选出左耳声调；

所述的注意并选出右耳听到的声调，要求被试者集中注意力去听右耳的声调，忽略左耳声调的干扰，并在反应时间内选出右耳声调；

所述的注意并选出左耳或右耳听到的声调，要求被试者根据系统每次随机给出的注意并选出左耳/右耳声调的要求切换注意力的偏向，并在反应时间内选出相应耳侧听到的声调。

8.根据权利要求1所述的汉语声调双耳分听测试系统，其特征在于，所述测试结果存储模块存储到文件中的内容包括：被试者基本信息、测试参数、测试项目、测试过程记录、以及测试结果；具体的说，

所述的测试过程记录至少包括：题目编号、播放的音节、左耳播放的声调、右耳播放的声调、被试者第一选出的声调、被试者第二选出的声调、是否正确选出左耳声调、是否正确选出右耳声调、被试者第一选的反应时间、以及被试者第二选的反应时间；

所述的测试结果包括：被试者正确选出左耳声调的总数或百分比、正确选出右耳声调的总数或百分比、被试者左耳四个声调各自的正确选出数量或百分比、以及被试者右耳四个声调各自的正确选出数量或百分比。

9.一种汉语声调双耳分听测试方法，该测试方法基于权利要求1-8之一所述的汉语声调双耳分听测试系统实现，所述汉语声调双耳分听测试系统放置在本底噪声低于30dB SPL的专业测听室内使用；该测试方法包括：

步骤1)、进入被试者信息管理模块，研究者将被试者的姓名、性别、年龄、利手在内的基本信息录入系统；

步骤2)、根据被试者的年龄和认知水平，通过测试材料选择模块选定与之相适应的成人或儿童汉语声调材料，供后续的筛选、训练及测试使用；

步骤3)、通过参数配置模块设定好用于筛选、训练及测试的各自的信噪比、反应时间在内的参数；

步骤4)、通过筛选与训练模块对被试者进行筛选与训练，具体如下：

筛查方法：首先，利用纯音听力计测出被试者双耳各自的纯音听阈，符合双耳纯音测听平均听阈均小于等于30dB HL，且左右耳的平均听阈差值小于等于5dB HL条件的被试者进入下一步的筛选，不符合的被试者排除并不再参加后续测试；其次，测试其汉语声调识别率，符合在安静情况下对选定的汉语声调材料的正确识别率在75％及以上条件的被试者通过筛选，不符合的被试者排除并不再参加后续测试；

从所有的测试信号对中随机取出部分形成训练信号对，具体训练方法为：首先，在不加噪声信号和设定的反应时间条件下，进行选出双耳听到的两个声调的双耳分听训练若干遍，使得被试者的训练数据达到基本稳定水平；其次，在设定的信噪比和反应时间条件下，进行选出双耳听到的两个声调的双耳分听训练多遍，使得被试者的训练数据达到基本稳定水平，即可进行后续的正式双耳分听测试；

步骤5)、进入正式的双耳分听测试模块，采用标准的双耳分听范式，每次将测试信号对同时、分别地呈现给被试者的左右耳，让被试者在设定的反应时间内，按照不同的要求选出相应声调，每位被试者需完成的测试项目包括以下一项或多项：选出一个最清楚听到的声调、选出双耳听到的两个声调、注意并选出左耳听到的声调、注意并选出右耳听到的声调、注意并选出左耳或右耳听到的声调在内的五项汉语声调双耳分听测试，且多项测试时按照随机顺序进行；

步骤6)、被试者的每项双耳分听测试项目测试完成后，测试结果存储模块会自动将被试者基本信息、测试参数、测试项目、测试过程记录、以及测试结果信息存储在相应的文件中，以备研究者后续统计和分析数据使用。