3.长短元音的感知实验
3.1 刺激及其合成方法
3.1.1 时长过渡
我们已经知道，（1）、（2）组长短元音时长差别在于占比而非总时长，我们需要调节占比来合成/a/到/aa/所构成音节的时长过渡样本。具体方法是使用praat软件的PSOLA（pitch synchronous overlap-add，基频同步叠加）算法，Praat→to manipulation→dur，来伸缩各段时长。要注意，为了避免改变辅音和元音间的过渡音征，我们只对共振峰稳定段进行改变。
我们根据均值水平，选择了具有代表性的三组六个样本作为母本，合成了从短元音过渡到长元音、长元音过渡到短元音：母本/aai/过渡到目标样本/ai/，母本/ai/过渡到目标样本/aai/，母本/aam/过渡到目标样本/am/，母本/am/过渡到目标样本/aam/，母本/kaap/过渡到目标样本/kap/，母本/kap/过渡到目标样本/kaap/的10×6个中间样本，母本、中间样本共计11×6组，共计66个，图3是各组样本时长过渡值。
图3 各组长短元音时长分布
3.1.2 共振峰过渡
由于长短元音涉及共振峰上的显著差异，我们需要在过渡时长的同时过渡共振峰。这里使用Winn[1]基于LPC算法编写的共振峰过渡脚本，合成共振峰过渡样本。
3.2 实验被试
选取30名来自德宏芒市的傣语母语者被试（11男，19女）参与感知实验的识别和区分任务。年龄在19—24岁，平均21.6岁。
3.3 实验过程
3.3.1 预实验
在正式实验之前，我们选取了5位被试，测试了部分时长过渡样本，即（1）母本/aai/过渡到目标样本/ai/时长的第十个样本，（2）母本/ai/过渡到目标样本/aai/时长的第十个样本，（3）母本/aam/过渡到目标样本/am/时长的第十个样本，（4）母本/am/过渡到目标样本/aam/时长的第十个样本，（5）母本/kaap/过渡到目标样本/kap/时长的第十个样本，（6）母本/kap/过渡到目标样本/kaap/时长的第十个样本。结果显示，（3）—（6）均被听成目标样本，（1）—（2）均被判断为不自然的母本。因此，我们在过渡/ai/、/aai/时长的同时过渡共振峰重新进行合成，合成的共振峰过渡值如图4所示，/ai/的F1起始值约820Hz，F2起始值约1706Hz，F3起始值约2780Hz，/aai/的F1起始值约880Hz，F2起始值约1450Hz，F3起始值约2730Hz，深色线为/ai/母本共振峰值，浅色线为/aai/母本共振峰值，自上而下依次为F3、F2、F1。
图4 /ai/和/aai/的共振峰过渡值
3.3.2 识别实验
感知实验由经典的识别实验和区分实验组成，用ThinkPad笔记本、E-prime软件进行。识别实验随机播放11×6个刺激材料，刺激播放两遍，要求被试在随后屏幕上出现的长元音词和短元音词中强迫二选一，每个刺激出现两次，每个被试要做出11×6×2次按键反应。被试在正式实验前可以反复练习，正式实验中可以随时休息。
3.3.3 区分实验
区分实验为经典的AX实验设计[5]，每组11个刺激以间隔一个为单位成对，1—3、2—4、3—5、4—6、5—7、6—8、7—9、8—10、9—11，共计9对相异刺激，加上2—2、3—3、4—4、5—5、6—6、7—7、8—8、9—9、10—10，共计9对相同刺激，相异刺激正序倒序各两遍，相同刺激播放两遍，每组共计9×4+9×2=54遍，随机播放每对刺激，刺激间隔500毫秒，要求被试在刺激材料播放后5秒内判断是否相同。每个被试要做出54×6=324次按键反应。被试在正式实验前可以反复练习，正式实验中可以随时休息。
3.4 数据分析
我们要分析识别实验的边界位置和宽度，区分实验的区分峰值，具体说明如下：
3.4.1 识别边界与宽度
首先，要计算出被试将各个刺激判断为长短元音词的识别率PI，根据二项分布公式（1）进行回归计算，其中，b0为截距，b1为斜率，x是第几个样本。[8]
要分析边界位置在第几个样本处，即PI=50%，x=-b0/b1。
要分析边界宽度w，即计算识别率PI值在25%和75%之间的样本距离，代入公式（1）可以算出
。
3.4.2 区分实验峰值
区分实验需要计算出每个被试的每个刺激对的区分正确率，然后通过单因素方差分析和Tukey HSD事后检验进行两两比较，观察区分正确率有无明显波峰，比较波峰与识别实验的边界位置对应情况。
3.5 实验结果
3.5.1 a+元音韵尾组（/ai/-/aai/）
如图5所示是母本/ai/过渡到目标音/aai/和母本/aai/过渡到目标音/ai/的感知实验情况。将两组数据按/ai/为1号，/aai/为11号重排，主体间效应检验显示F（1，58）=0.100＜Fcrit，p=0.753＞0.05，不存在显著差异，可合并计算，得识别边界位置为7.029，宽度1.725区分实验经Tukey's HSD检验输出4个子集。识别实验的识别边界为7.07和5.02，从样本数据看，可以认为从长短元音过渡的识别边界都在a音节中占比52%附近；计算出边界宽度为1.69和1.75，可以认为非常陡峭。区分正确率经两两比较输出5个、4个子集，子集间差异显著，其波峰位置7、5与边界位置分别对应。
图5 /ai/和/aai/感知实验结果
3.5.2 a+鼻音韵尾组（/am/-/aam/）
图6 /am/和/aam/的感知实验结果
如图6所示，是母本/am/过渡到目标音/aam和母本/aam/过渡到目标音/am/的感知实验情况。识别实验的识别边界为6.84和6.34，从样本数据看，可以认为从长短元音过渡的识别边界都在a音节中占比50%附近；计算出边界宽度为2.53和2.62，可以认为较为陡峭。区分正确率经两两比较输出3个子集，子集间存在部分交集，其波峰位置为6—9，其中6、7、8和7、8与其他子集无交集，与边界位置基本对应。
3.5.3 a+塞音韵尾组（/kap/-/kaap/）
如图7所示，是母本/kap/过渡到目标音/kaap/和母本/kaap/过渡到目标音/kap/的感知实验情况。识别实验的识别边界为7.09和5.22，从样本数据看，可以认为从长短元音过渡的识别边界都在a音节中占比48%附近，时长总长在213—217毫秒；计算出边界宽度为4.19和4.05，可以认为边界非常宽。区分正确率经两两比较输出1个子集，说明没有明显的波峰位置。
图7 /kap/和/kaap/的感知实验结果
综合以上数据结果可得出表1如下：
我们可以得出初步结论，“长/短a+元音/鼻音/塞音韵尾”三类组合的区分实验和辨别实验结果显示出三类边界宽度依次增大，由此可以认为它们分别对应高、中、低三种范畴化程度；三类组合的边界位置基本对应于a在音节中占比50%，其中塞音韵尾组的边界位于音节总长213—217毫秒（“短a+塞音韵尾”音节总长178毫秒，“长a+塞音韵尾”音节总长243毫秒）。
表1 各组感知实验结果汇总
