白噪音和粉红噪音煲机_如何制作心理学实验的声音材料：语音，纯音以及白噪音...

之前我在做双通道加工实验时，声音方面遇到过一些问题：如何来生成实验需要的语音以及白噪音。说来可笑，当时甚至想到找普通话非常好的同学来朗读实验材料的名称，并录制下来，差点生生地把科研做成了体力活。当然后来这个问题得到了解决，转念一想，语音这不就和街边的促销广告一样嘛。下面会分享一下实验中如何制作语音，纯音以及白噪音的方法。本文分为两个部分，在第二部分介绍制作方法之前，先介绍一下声音的物理属性，心理属性，以便于我们在制作和使用声音材料时不仅“知其然，还知其所以然”，做到心里有数。普通心理学中已经讲到：声音的物理属性包括振幅，频率，相位。在人耳的声域范围内，响度、音调、音色等是在人在主观上用来描述振幅、频率和相位3个物理特征。人耳感觉声音的强弱为响度，跟声音的振幅和离发声体距离有关。音调是声音的高低。频率低的声音呈现得低沉宽广，给人以压力感；频率高的声音明亮尖细，让人感觉兴奋。人耳能够感觉到的声波频率范围为20Hz~20000Hz。音色反映声音的特色，发声体由于材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。

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心理学实验中用到的声音材料包括：语音，纯音以及白噪音。语音一般用于指导语的朗读、实验中的提示词或者作为变量。纯音一般用于实验中的提示音。

白噪音一般用于实验中匹配语音的基线材料。

语音材料制作：关于语音材料的制作，有以下几种方案：1. 讯飞快读 (https://www.ffkuaidu.com/)

2. 语音合成软件

该语音合成软件见参考资料链接4对比上面两种方法，我更倾向于第一种方法，虽然要花点小钱，但可以有更多的选择，效果也还不错，我之前就是用这种方法制作的声音材料。除此之外，应该还有其他很多方法，限于时间、精力，笔者没有进一步查找。

纯音材料制作：

从上面对于声音物理性质的描述中，我们可以看出声音是一种波。而纯音是含单一频率，同时声压随时间按正弦函数规律变化的声波。在自然界和日常生活中很少遇到纯音，纯音可由音叉产生，也可用电子振荡电路或音响合成器产生。在介绍产生纯音之前，先要介绍一下采样率(Fs)的概念。采样率是指声音在1秒内取了多少个点。取的点数越多，声音越精细。默认的采样率为8192Hz,采样率的范围为1000Hz~38400Hz。下面介绍用matlab产生纯音的方法：1.Psychtoolbox 自带函数 MakeBeep [beep,samplingRate1] = MakeBeep(freq,duration,[samplingRate1])生成指定采样频率(samplingRate) 和音调(freq) 长度为duration的音频数据参数包括：(1)freq,音调，如1000Hz(2)duration，以秒为单位的音频长度(3)samplingRate,采样频率，默认值为22255。(4)beep，返回音频数据。(5)samplingRate1,返回采样频率示例如下：

beep = MakeBeep(1000,0.5);Snd('Open');Snd('Play',beep);Snd('close');

Snd 是旧版本PTB使用的音频处理函数。

2. 生成纯音的正弦波形，并播放

Fs=8192;       %采样率设为8192x=linspace(0,2*pi,Fs);y=sin(440*x);  %将频率设为440Hz 标准音高sound(y);

噪音材料制作：

噪音一般是指不恰当或不舒服的听觉刺激。噪音由许多频率，强度和相位不同的声音无规律性地组合在一起形成，其特点为非周期性的振动，它的音波波形不规则，听起来感到刺耳。噪音分为白噪音、粉红噪音和褐色噪音。

白噪音(white noise)是指一段声音中的频率分量的功率在整个可听范围(20Hz~20kHz)内都是均匀的。由于人耳对高频敏感一些，这种声音听上去是很躁耳的沙沙声。其广泛用于环境声学测量。粉红噪音(pink noise)是自然界最常见的噪音，它的频率分量功率主要分布在中低频段。粉红噪声在人耳中听到的是平直的频率响应，是一种非常悦耳的噪声，利用粉红噪音可以模拟出瀑布或者下雨的的声音。褐色噪音(brown noise)的频率分量主要集中在低频段。有点和工厂里面的“轰隆轰隆”的背景色相似。下面介绍一下生成噪音材料的方法：1. 使用Audition生成白噪音。    效果—生成—噪音2. 使用matlab生成白噪音。

y=rand(1,10000);psychwavwrite(y,'whitenoise.wav');[y,Fs]=psychwavread('whitenoise.wav');Snd('Play',y',Fs);

本段代码由山西师大吕一超同学提供，感谢。

音频剪辑工具：

根据实验需要，有时可能会对声音进行剪辑。这里推荐两个剪辑软件：格式工厂和Audition

参考资料：

1. https://www.bilibili.com/video/av46176249/

2. http://amuseum.cdstm.cn/AMuseum/perceptive/page_2_ear/page_2_3/page_2_3_1.htm

3. http://blog.sciencenet.cn/blog-598445-501571.html

4. https://blog.youkuaiyun.com/eaglewxy8/article/details/91909286

5. https://helpx.adobe.com/cn/audition/using/generate-tones-effect.html