在以往有關聲場的語音清晰度研究，我們從中文語音的自函數裡可以證明同一空間內的不同位置之清晰性能，但卻無法整理出代表所有聲場的預測關係。然而，在少數語音的倒頻譜中能分別代表單音節語音在不同聲場的清晰性能(Chen,2012)。因此，本研究假設在主觀明瞭度實驗上有干擾性因子存在。

本研究假設以往主觀的語音明瞭度中，它包含單音節語音的主觀難懂度與客觀的清晰度。即客觀的空間清晰性能必須在空間的清晰度與語音的難懂度之間分開。因此，我們將過去研究之相關單音節語音進行心理的語音難懂度研究。利用人造單音節語音分別模擬原音、附加第一反射遲延(15 ms, S/N = 0 dB)及噪音遮蔽(S/N = 3 dB)三種條件來進行單音節語音的難懂度心理實驗。結果發現，單音節語音的難懂度對語音清晰度有很大的影響。

本研究透過自函數的四大特徵((0)、e、1、τ1)來觀察，發現單音節語音在噪音遮蔽的干擾條件下對於難懂度的鑑識度較高。並發現1[dB] 與1[ms]即代表單音節之共振基頻，可獲得較高的關聯性(r = 0.83, R2 = 0.69, p < 0.005)。









關鍵字：自函數、語音清晰度、語音難懂度

According to past studies on word-intelligibility in connection with sound fields, it is possible to prove intelligibility performance at different locations in the same space with autocorrelation function of speech sounds in Mandarin, but impossible to amount to a predictive relationship that is representative of all sound fields. However, the cepstra of a few speech sounds can represent performance in articulating monosyllabic sounds in different sound fields respectively (Chen, 2012). For this study, it was therefore assumed that interfering factors existed in subjective intelligibility experiments.

This study hypothesized that the subjective articulation of speech had been assumed to include subjective word-difficulty and objective intelligibility of monosyllabic sounds. This means it is necessary to separate objective intelligibility performance in space between intelligibility in space and articulation of speech. Therefore, this study investigated psychological word-difficulty using the monosyllabic sounds in past studies. The psychological experiment on difficulty of these monosyllabic sounds was conducted using artificial monosyllabic sounds that simulated three conditions: original sounds, addition of delay in the first reflection (15 ms, S/N = 0 dB) and masking by noise (S/N = 3 dB). The results showed the word-difficulty of these monosyllabic sounds had a great impact on word-intelligibility.

In this study, observations were made based on four features ((0), e, 1, τ1) of autocorrelation function. It was found that word-difficulty was more identifiable when the monosyllabic sounds were interfered by the masking by noise and a higher connection (r = 0.83, R2 = 0.69, p < 0.005) could be found between φ1 [dB] and 1 [ms] which represented the fundamental frequency of a monosyllable.
Keywords：autocorrelation function, word-intelligibility, word-difficulty

摘要...I
Abstract...II
謝誌...III
目錄...IV
表目錄...V
圖目錄...VI
第壹章 緒論...1
第一節　研究背景與動機...1
第二節 研究目的...2
第貳章 相關理論與文獻回顧...5
第一節 語音清晰度之相關研究...5
第二節 實驗規劃之心理量及物理量...13
第三節 自函數(autocorrelation function,ACF)之特徵及技術應用...16
第參章 模擬聲場之測試規劃...25
第一節　本研究之語音樣本採集...25
第二節 主觀心理難懂度之實驗方法...30
第肆章 實驗結果分析...34
第一節 本研究之心理實驗結果...34
第二節 本研究之自函數計算結果...35
第三節 研究結果分析...39
第伍章 結論與建議...43
第一節 結論...43
第二節 中文單音節語音之難懂度...43
第三節 建議與後續研究...45
參考文獻...49
一、 中文文獻...49
二、 英文文獻...50

表目錄
表2-1 華語聲母表...14
表2-2 華語韻母表...14
表3-1 台灣地區華語單音節語音檢測表之第四、五組...25
表3-2 電腦應用軟體分析之結果...29
表3-3 朝陽科技大學半無響室之相關尺寸...32
表4-1 中文單音節語音原音樣本之心理實驗對應自函數特徵...37
表4-2 中文單音節語音噪音遮蔽樣本之心理實驗對應自函數特徵...38
表4-3 以羅馬拼音編列子音(consonant)、母音(vowel)組合方式，共17種...40
表4-4 噪音樣本之17種組合與四大特徵最小值(min)之多元回歸比較...40
表4-5 噪音樣本之17種組合與四大特徵平均值(average)之多元迴歸比較...41
表4-6 噪音樣本之17種組合與ϕ1[dB]、1[ms]之逐步迴歸(Stepwise, Step2)...41
表5-1 台灣華語檢測表以子、母音方式編列，第一組、第二組...46
表5-2 台灣華語檢測表以子、母音方式編列，第三組、第四組...47
表5-3 台灣華語檢測表以子、母音方式編列，第五組、第六組...48

圖目錄
圖2-1 漢語音節清晰度與可懂度之關係...7
圖2-2 殘響時間與清晰度之關係...8
圖2-3 背景噪音與清晰度之關係...8
圖2-4 起始點和延遲時間1處之聲音訊號自函數物理關係...18
圖2-5 積分長度(2T)與連續間隔(running step)關係示意圖...19
圖2-6 未正規化之自函數定義示意圖...20
圖2-7 華語單音節「ㄩ」訊號之波形...21
圖2-8 白色噪音訊號之自函數...21
圖2-9 正規化自函數之特徵指標定義示意圖...22
圖3-1 華語單音節語音原聲樣本「ㄔㄚˋ」訊號波形圖...27
圖3-2 主觀心理實驗之字音放音示意圖...27
圖3-3 華語單音節語音延遲音樣本「ㄔㄚˋ」訊號波形圖...28
圖3-4 華語單音節語音噪音樣本「ㄔㄚˋ」訊號波形圖...28
圖3-5 音源產生系統JEIC...31
圖3-6 訊號產生器...31
圖3-7 測試配置示意圖...32
圖3-8 朝陽科技大學半無響室透室示意圖...33
圖4-1 單音節語音之平均正答率...34
圖4-2 單音節36個語音之主觀難懂度實驗結果...35
圖4-3 單音節語音「ㄕ」之連續自函數(normalized ACF)有效遲延時間...36
圖4-4 單音節語音之連續自函數ϕ1[dB] 即為共振基頻能量...36
圖4-5 特徵ϕ1[dB]平均值對應主觀心理實驗之關聯性(R2=0.57)...42

一、 中文文獻
1. 楊博民，1997，心理實驗綱要，五南圖書出版有限公司，台北。
2. 楊治良，1997，實驗心理學，台灣東華書局，台北。
3. 王小川，2004，語音訊號處理，全華科技圖書股份有限公司，台北。
4. 國立台灣師範大學國音教材編輯委員會，1982，國音學，正中書局，台北。
5. 王泉普，2000，室內聲場清晰度與第一反射延遲相關性：以朝陽科技大學禮堂及演講廳為例，朝陽科技大學建築及都市設計研究所論文。
6. 陳炯堯、林威，2001，台灣地區華語之聲場語音清晰度評價測定法，朝陽科技大學建築及都市設計研究所論文。
7. 陳炯堯、林威、陳麗雪，2001，聲場語音清晰度評價測定法之研究-以台灣地區華語為例，中華民國建築學會第十三屆年度大會學術研討會論文集，第42期，pp.609-614。
8. 陳炯堯、梁貴堡，2002，利用音樂訊號之自函數技術研究中國庭院中之聲場特性，中華民國音響學會第十五屆學術會議論文集。
9. 陳炯堯、詹旻憲，2005，廳堂之中文語音清晰度與訊號自相關函數之關聯性研究-以台灣地區華語為主，朝陽科技大學建築及都市設計研究所論文。
10.陳炯堯、林景皓，2008，移動性噪音源之遮蔽特性研究，中華民國建築學會第二十屆第一次年度大會學術研討會，建築物裡與環控3-5。
11.陳炯堯、陳炳言，2011，在不同殘響時間條件下-中文單音節語音清晰度與語音倒頻譜分析之關聯性研究，朝陽科技大學建築及都市設計研究所論文。
12.劉德源、李君輝，2006，建築聲場清晰度與殘響時間模擬計算及實驗之比較，中華民國音響學會第十九屆學術研討會論文集。
13.周志斌，2000，國語單元音第一聲基頻與共振峰之研究，台南師院學生學刊，第二十一期，p153-174。
二、 英文文獻
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2. Madah, H. and Hamouda, H. M., 1998, "Assement of Speech Intelligibility in Large Auditoria Case Study：Kuwait State Mosque"Applied Acoustics，54，No.4.pp.273-289.
3. Diaz,C. and Velazquez,C., 1995, "A Live Evaluation of the RASTI-Method，Appled Acoustics", Vol.46, pp.363-372.
4. Ando, Y., 1985, ”Concert Hall Acoustics”, Springer-Verlag,Berlin.
5. Ando, Y.,and Chen, C. Y., 1996,”On the analysis of autocorrelation function of α-waves on the left and right cerebral hemispheres in relation to the delay time of single sound reflection”,J.Archit.Plann.Environ.Eng.AIJ.,NO.488,pp.67-73.
6. Brown, J. C., 1993, "Determination of the meter of musical scores by autocorrelation", J. Acoust. Soc. Am., Vol.94, No.4, pp.1953-1957.
7. Chen C. Y., 2001, "Evaluated of subjective noise degrees in Taipei Sungshan airport using the autocorrelation funtion", 17th International Congress Acoustics conference, Roma, Italy, VIII, 6.09.
8. Martin P.,& Daniel P. W., 1998, "The auditory organization of speech in listeners and machines", ICSI Technical Report, California, pp.1-48.
9. Nakajima, T., 1992, "Speech intelligibility and clarity related to spatial binaural factor for sound field in a room", Thesis of Kobe Univ.
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11.Steeneken, H. J. M.,& Houtgast, T., 1984, "A Multi-Language Evaluation of RASTI-Method for Estimating Speech Intelligibility in Auditoria", Acoustica, Vol.54, pp.185-199.
12.Sakamoto, S., Suzuki, Y., Amano,S., Ozawa, K., Kondo T.,& Sone, T., 1998, "New lists for word intelligibility test based on word familiarity and phonetic balance", J. Acoust. Soc. Jpn., Vol.54, pp.842-849 (in Japanese).
13.Korenaga, Y.,& Ando, Y., 1993, "A sound-field simulation system and its application to a seat-selection system", Journal of the Audio Engineering Society, Vol.41, pp.920-930.
14.Chen , F.,& Chan, F. W. S., 2016, "Understanding frequency-compressed Mandarin sentences:Role of vowels" 2016, Acoustical Society of America,pp.1204-1213
15.Simpson, A., Hersbach, A. A., and McDermott, H. J. (2006). “Frequencycompression outcomes in listeners with steeply sloping audiograms,” Int. J. Audiol. 45, 619–629.