（应用心理学专业论文）语音菜单深度与广度的工效学研究.pdf

浙江理工大学硕士学位论文 摘要 语音菜单系统是继视觉菜单系统之后运用相当普遍的一种人机界面交互系 统。本研究将采用实验室研究的方法对语音菜单系统的结构，即语音菜单的深度 与广度进行研究，补充和完善了语音菜单结构设计准则。 本研究共分两个阶段三个实验，整个研究是基于这样一个假设：语音菜单菜 单结构一层中菜单选择项有一个最大的广度。其中阶段一就是要找到并确定语音 菜单的最大广度；阶段二则是在前面实验的基础上来研究当菜单项数量一定时， 语音菜单深度和广度的合理配置。由实验结果得到以下几个结论： 1 语音菜单的最大广度是5 个菜单选择项。 2 当菜单项数量为1 6 时，语音菜单深度与广度的合理配置是4 木4 结构，即 语音菜单的深度不能超过2 。 3 当菜单项数量为3 2 时，语音菜单深度与广度的合理配置是2 木4 木4 结构， 即语音菜单的深度不能超过3 。 4 在进行语音菜单结构深度与广度配置时，在菜单选择项能够很好的组织 起来且单层菜单选择项的广度不超过5 个选择项的情况下，尽量提高菜 单结构的广度而减少菜单的深度能够提高系统绩效和用户的主观满意 关键词：语音菜单；菜单结构：深度；广度；操作绩效 浙江理工大学硕士学位论文 s o u n dm e n u e r g o n o m i cs t u d y o nd e p t ha n db r e a d t h a b s t r a c t s o u i l dm e 肌s y s t 锄i sav e 巧c o 锄n o nh u m 锄一蚴蚰1 e 硫e 而c ei n t e r a t i o n s y s t e mf o l l o 诵n gn l eu s i n go ft l l ev i s u a lm e n us y s t e m t 1 1 i s 咖d ya d o p t sl a b o r a t o r r e s e a r c hm o l o d st or e s e a r c ht b es o u l l dm e 肌ss 仃i l c t u r e ，m m l e l yt h ed e p t l la i l d l e b r e a d t h t h i sr e s e a r c hv v i l lc o m p l e m e ma i l dp e 疵c tt h es o l u l dm e 肌s 仃u c n 玳d e s i 萨 c n t e n 色 t i l i sr e s e a r c h ，w m c hb a s i i 玛o nt 1 1 ea s s s u m p t i o nm a t 也e r eh a v eam a x i m u i l b r e a d mi nl a y e ro fs o l l i l dm e n us n u c t u r e ，砸c l u d s “dp h a s e sf o u re x p e 面：i l e n t s t h e m l r p o s eo ft 1 1 ep h a s eo n ei st 1 1 a tf m d m go u tt h em a ) ( i m u nb r e a d 也o f t h es o u n dm e n u s 讥l c t u r e t h ep 1 1 a s e 锨r o 、) l ，：i l i c hd e p e n d i i l go nt l l ep k 恍：o n e sr e s u l t s ，i n c l u d et 、7 l ，0 e x p e 而= 1 1 e i l t s ，w h i c hb o ms 眦i n gm er e 嬲o i i a b l ec o n f i g 啪t i o no fb r e a d _ c 1 1a 1 1 dd 印t l l ， w h e nt h en 哪b e ro ft h em 咖i t e mi sf i x e d t h ec o n c l u d e sa c c o r d i n gt h er e s u l t so ft l l er e s e a r c ha r et 1 1 ：r o s e ： 1 t h em a x i m u nb r e a d 也o f t l l es o u n dm e n ui s5i t e m 2 w h e nt 1 1 em l m b e ro f 也em e u ni t e mi s16 ，m er e a s o l l a 【b l ec o n f i g u r 纰i o ni s4 孝4 s t r u c t u r e ，a n dt h ed e p 也c a i l te x c e e d2 3 w h e nn l em l i l l b e ro fm em e l l ni t e mi s3 2 ，吐i cr e a s o n a b l ec o n f i g u r a t i o ni s 2 幸4 幸4s 讯l c t u ：r e ，a n dt i l ed e p n lc a l l te x c e e d3 4 m e nd ot h ed e p t ha 1 1 db r e 砌c o 而g u r a t i o no f 恤s o u n dm e 姒i f 舭m e n u i t e mc a l lb eg o o dt 0o 玛a n j z e ，w es h o u l di n c r e a s e 也eb r e a d t l l ，i nw l i c ht h e m a x i m u nb r e a d mo f t h es o u l l dm e n ui s5i t e r 玛趾dr e d u c et h ed e p t l la l sf 打a s p o s s i b l e i tc a l ln o to i l l y c e t h eo p e r a t i n gp e r f o m l 锄c eb u ta l s 0 证【m c e u s e r s s u 均e c t i v es a t i s f a c t i o n i 1 1 l i sw 够 k 对w o r d s ：s o u 工l dm e n u ；m e 肌s t r u 【c n 聪；b r e a d m ；d e p m ；o p e r a t i l l gp e 墒e 浙江理工大学硕士学位论文 1 前言 语音菜单系统即互动式语音应答系统( i n t e r a c t i v ev o i c er e s p o n s e ) ，以下统 称为语音菜单系统，主要指用户拨打指定电话的号码，平台设置一定的规则，用 户根据提示进行操作，实现人与机器交互【l 】。语音菜单系统功能主要是利用自助 语音提示，引导用户选择服务内容和输入服务所需的数据，并接受用户在电话拨 号键盘输入的信息，实现对计算机数据库等信息资料的交互式访问，提高业务处 理的规范性、效率和正确性1 2 j 。如我们熟悉的各种服务热线1 0 0 8 6 、1 2 5 8 0 、4 0 0 免费查询热线、电话购物，以及各大银行的电话银行业务等等。设计良好的语音 菜单系统不仅可以取代或减少业务代表的操作，达到改善客户服务质量、提高工 作效率、节约人力、实现2 4 小时服务的目的，同时也可方便用户，减少用户等 候时间，增加呼叫数量，降低电话转接次数。 当今社会，人们已经不满足于电话只能用于和亲友通话，更多个性化、灵活 性等的语音产品已经应运而生。通过简便的打电话等方式，进行信息查询、商品 订购、享受娱乐节目等已经越来越成为一种习惯【1 】，语音菜单系统的运用越来越 广泛。通过搜索国内外知名的数据库，发现语音菜单系统的功效学研究才刚刚起 步，葛列众( 2 0 0 8 ) 等人关于语音菜单系统结构的研究发现不同的菜单结构对语 音菜单系统的操作绩效有着显著影响【3 】，胡风培滑娜( 2 0 1 0 ) 等人对语音菜单系 统的自适应设计进行了研究，研究发现自适应设计比传统语音菜单的的固定模式 设计更能提高被试的操作绩效【4 】。最近一篇题为语音菜单何以“料事如神”的 报道是关于建设银行的语音服务系统的报道【5 j ，该行的语音菜单系统可以根据客 户的用卡情况，自动在客户来电时为客户提供个性化服务菜单，如：客户在还款 日前几天来电，系统会自动将“本期账单查询”的提示音放在首句；对新客户语音 会先播“开卡”、“额度查询”等选项；对高端客户，“人工服务”选项则排在首位； 对逾期客户，语音会首先提示本期账单已经逾期，并告知客户逾期金额。这个个 性化语音菜单设计不仅提高了用户的业务办理效率，而且也大大提高了用户的满 意度，而这个语音菜单设计正是基于自适应模式的思想在实际生活中的一个成功 运用让我们看到了对语音菜单系统进行研究的实际意义及广阔前景。 浙江理工大学硕士学位论文 在语音菜单系统中，深度与广度是组成菜单结构的重要因素【6 】，其中菜单的 深度是指菜单的层次数目，菜单的广度指同一层次菜单项的数目【7 】。本文将以视 觉菜单系统的研究思路为依据并结合现有的语音菜单系统研究成果，对语音菜单 系统的结构即菜单深度与广度的合理配置进行研究，即研究菜单项数量一定时其 深度与广度的合理配置。 本实验研究结果不仅可以为以后的语音菜单的研究提供参考，还可以为热线 电话及其他语音服务系统的设计和优化提供科学的依据。 2 浙江理工大学硕士学位论文 2 1 相关研究 2 研究背景 随着网络的发展及迅速普及，各类软件的应用也越来越广泛，视觉菜单界面 的运用随处可见。广大研究者对视觉菜单进行了大量的人机界面研究，其研究成 果对视觉菜单的设计和改进有着重要的意义。与此同时，近年来各种服务性质热 线电话等语音服务系统在我们生活中被广泛应用，但其效率低下，与人们快节奏 的生活方式不相匹配。通过检索国内外知名数据库结果知，目前关于语音菜单人 机界面的研究却刚刚起步，因此有必要对语音菜单进行研究。 下面首先介绍和本文进行的研究相关的视觉菜单界面设计研究成果，接下来 再介绍语音菜单的研究进展。 2 1 1 视觉菜单研究现状 视觉菜单界面的设计需要考虑的因素大致可分为以下几个部分：如菜单的结 构，菜单组织的顺序，菜单选择的挑选及菜单的引导几个方面【6 】。下面分别介绍 这几个方面取得的研究成果。 m i l l e r ( 1 9 8 1 ) 首次对菜单的结构进行了研究，其研究表明不同的菜单结构 会影响到操作者的操作绩效【8 】【9 】。他选取了6 4 个菜单选择项，并设计了4 种菜 单结构：( a ) 广度为2 ，深度为6 ( 即2 幸2 幸2 木2 木2 2 结构) ；( b ) 广度为4 ，深度为 3 ( 即4 宰4 宰4 结构) ；( c ) 广度为8 ，深度为2 ( 即8 奉8 结构) ；( d ) 广度为6 4 ，深 度为1 。该实验结果表明：在这4 种结构中，广度为8 深度为2 的结构最优：选 择项目的平均反应时小于其它3 种结构，选择项目的错误率也明显低于其它3 种。因此菜单结构的深度和广度配置问题设计准则有以下几条：1 ) 广度大深度 小的菜单结构的操作绩效及被试理解能力较深度大广度小的菜单结构要优，菜单 设计应优先考虑菜单的广度问题，其次才是深度问题；2 ) 若菜单选择项不能很 好的组织起来，每个显示画面上选择项的数目不能超过1 0 项；3 ) 若操作者操作 较为熟练，且菜单选择项可以按照一定的组织原则被很好的组织起来，而系统呈 现画面的时间又较慢，每个显示画面上可以考虑设置较多的菜单选择项。4 ) 每 3 浙江理工大学硕士学位论文 个菜单选择项的意思应尽量明确且与其它菜单选择项尽量区分开来，这有助于提 高被试的操作绩效；5 ) 也有实验证明，当操作者熟悉整个菜单结构后，菜单结 构的较少的改动不会影响操作绩效【6 】【l o - 1 1 1 。 m c d o l l a l ( 1 9 8 3 ) 等人对菜单组织的顺序进行了研究。他们探究了范畴分类、 首字母分类和随机分类三种不同的选择项组织方法的作业绩效【1 2 1 。研究表明：1 ) 范畴和首字母分类要明显优于随机分类；2 ) 若操作任务属于“明显目标 挑选， 首字母分类优于范畴分类：3 ) 若操作任务是按“定义 挑选，则范畴分类优于 首字母分类。m a y h e w ( 1 9 9 2 ) 等人根据研究提出了菜单组织的顺序有以下五种 方法：1 ) 习惯分类：即选择项以某种通常的顺序进行排列；2 ) 使用频率排列； 3 ) 使用的顺序，即按照菜单各选择项在操作过程中的先后顺序进行排列；4 ) 范 畴分类；5 ) 首字母排列【1 3 1 。这5 种方法应结合操作者的操作经验、操作任务等 因素进行选择。其优先考虑的顺序是：第一，习惯分类；第二，使用频率：第三， 使用顺序；第四，范畴分类；最后是首字母分类。 菜单选择的挑选方式上，最常用的挑选方式是单个字母或单个数字输入的方 式【6 1 。p e r l m a i l ( 1 9 8 4 ) 对这两种挑选方式的绩效进行了比较，其结果显示：在 一致性条件下，字母的绩效优于数字输入；在不一致条件下，字母绩效优于数字 输入【1 4 1 。s m r 掰等人在p e r l m a i l 的研究基础上对数字输入方式、字母输入方式、 游标定位方式进行了研究，实验结果表明：在操作次数少于4 4 0 次，选择项数目 少于4 项的条件下，游标定位操作绩效较优；随着操作次数和项目数的增加，游 标定位操作绩效则差于字母和数字输入方式。另外鼠标定位和触摸屏定位也是较 为流行的菜单项的挑选方式。在键盘式驱动菜单系统中，若选择项数量较少，采 用游标定位效果较好，对生手来说更是如此。若选择项较长或操作者操作水平较 高，助记式的字母选择较优。指示器驱动界面，可使用指示器游标选择方式【6 ju 引。 菜单引导方面，实验研究表明：菜单引导可以很好地促进菜单操作。它包括 屏幕布置和设计，指示用文本信息的呈现，菜单捷径和有效的挑选机制的设计等。 在屏幕布置的常定设计上，t e i t e l b 嬲等人研究表明：常定设计时，操作者的操 作绩效显著优于随机设计；随着操作次数增加，常定设计的操作绩效要优于随机 设计的操作绩剡1 5 】【6 】。上世纪9 0 年代早期l e e 等人对菜单捷径技术对菜单操作 4 浙江理工大学硕士学位论文 的影响进行了考察【1 0 】。这种菜单捷径，允许操作者通过输入一个特定的与菜单 屏幕标题相应的关键词直接选择菜单结构中不同层次画面中的任意个层次画面。 实验结果表明：1 ) 随着操作次数的增加，操作者会倾向于使用按键输入这种捷 径方式；2 ) 采用键盘输入的捷径方式，操作者的操作绩效几乎增加5 0 。这说 明：对于有经验的操作者，向其提供有效的捷径引导可以大大地提高工作效率。 综上所述，工效学家、人计算机界面设计专家和心理学家对做视觉菜单界 面进行了系统全面的研究，这些研究有以下几个特点： 1 研究以提高绩效为首要目的，研究中采用的功效指标主要有：反应时和错 误率网。 2 研究涉及了视觉菜单设计的各个方面，尤其对菜单结构广度一深度的配置 问题进行了系统、全面的研科8 1 1 】【1 6 1 9 1 。 2 1 2 语音菜单研究现状 葛列众等人( 2 0 0 8 ) 首次对语音菜单进行了研究，该研究中设计了两种不同 深度、广度配置的语音菜单结构，并比较被试在两种不同的菜单结构下完成相同 任务操作绩效的差异【3 】。研究结果表明：具有不同菜单结构的语音菜单对用户操 作绩效有影响，表明语音菜单的结构与视觉菜单结构一样，都是影响菜单界面设 计的重要因素。此外该研究还指出，在相同任务下，增大语音菜单结构广度要比 增大深度更能提高语音系统效率。这与视觉菜单深度与广度的配置设计准则中应 该优先考虑深度而不是广度是相一致的。 胡风培滑娜等人( 2 0 1 0 ) 还对语音菜单结构进行了优化设计研烈4 1 ，该研究 设计了两种菜单模式，一种是传统固定模式，另外一种是自适应模式，通过比较 这两种具有相同功能、不同模式的语音菜单系统下用户的操作绩效来确定两种模 式哪种模式好，进而对语音菜单结构进行优化设计。语音菜单系统固定模式指的 是语音菜单系统各个语音选择项的相对位置始终保持不变；语音菜单系统自适应 模式指的是语音菜单系统语音选择项的先后顺序会随用户使用频次的提高而自 动调整自身语音选择项顺序，使用频次越多的选择项排列顺序越靠前，即自适应 模式可以根据用户对不同选择项的选择频次自行调整语音选择项顺序来满足用 5 浙江理工大学硕士学位论文 户差异性操作的需要。实验结果表明，自适应模式下的语音菜单系统比传统固定 模式下的语音菜单系统的操作绩效要好，故在语音菜单结构中可以采用自适应模 式对菜单结构进行优化设计。 综上所述，可以看出语音菜单系统的研究目前取得了一定的进展，为语音菜 单系统的后继研究打下了基础，同时也为热线电话等语音服务系统的改进和优化 提供了一定的科学依据。 2 2 问题的提出 由以上相关研究的分析可以发现，视觉菜单已有大量的人机界面方面的研 究，其成果对视觉菜单的设计和改进有着重要的意义。而语音菜单虽然在热线 电话、电话银行等各种语音服务系统中应用广泛但是效率却很低下。根据中国银 行业协会发布的中国银行业客户服务中心服务规范基本要求第1 0 条规定， “电话语音菜单应层级简单、描述清晰，便于客户理解和选择，人工服务选项便 于寻找。但很多银行的语音菜单系统并没有达到这个要求。据投资者报报 道【2 0 1 ，建行的电话银行共有2 级菜单，第一层级有9 个子菜单，第二层级有6 个子菜单，在第一层级上不会浪费时间，但是第二层级子菜单项目过多，会影响 客户准确选择，同时也会给银行带来多余的人力成本；而工行的菜单系统就如“迷 宫 一般，它的菜单层级有4 层，每个层级的子菜单都有很多项，人工服务提示 的层级就有1 0 项菜单之多，工行的电话银行客户在按下人工服务键后，还有2 级菜单，最后一级菜单还有7 个子菜单等着客户去选择，客户经常在“迷宫 里 走了半天后，因为错听一个提示，不得不退回重走。显而易见这些语音菜单系统 效率极其低下与人们快节奏的生活方式极其不匹配。而国内外关于语音菜单的工 效学研究却仍处于起步阶段如前文所述，这与人们快节奏的生活方式是极不相匹 配的，因此有必要在现有语音菜单系统的研究基础上对语音菜单进行进一步的研 究。 同时，在视觉菜单的研究中，菜单的结构一直以来是研究者研究的重点，特 别是对菜单结构广度一深度的配置问题进行了全面、系统的研究。同样在语音菜 单中，深度与广度也是主成其菜单那结构的主要因素，因此本研究将以视觉菜单 的研究思路为依据并结合现有的语音菜单研究成果对菜单项数目一定时语音菜 6 浙江理工大学硕士学位论文 单的深度广度的合理配置进行研究。 2 3 研究构思 我们认为要对语音菜单的深度和广度的合理配置进行研究有很多途径，其中 一个途径就是确定语音菜单单层选择项的最大广度，然后再在这个基础上确定语 音深度与广度的合理配置。因为已有的研究已指出了一些关于菜单深度与广度配 置的原则，例如，研究发现无论是在视觉菜单中还是在语音菜单中，菜单的深度 都不宜过大。在视觉菜单中，s e p p a l a 和s 2 l l v e n d y ( 1 9 8 5 ) 的研究发现被试的错 误率和操作时间会随着深度增加而增加【2 1 1 。s n o w b e n y 等人( 1 9 8 5 ) 也指出过多 的菜单层数( 即深度) 会加大用户的心理负荷，使搜索时间延长【捌。同样在语 音菜单中，葛列众等人( 2 0 0 8 ) 研究指出，在相同任务下，增大语音菜单结构广 度要比增大深度更能提高语音系统效率【3 】。根据这些原则我们认为，只要能确定 语音菜单单层选择项的最大广度，在这个最大广度范围内尽量减少菜单的深度其 菜单结构是比较合理的。因此，本研究选择确定语音菜单单层选择项的最大广度 作为本研究的基础，然后在这个基础上研究语音菜单菜单项数量一定时菜单的深 度与广度的合理配置。 我们假设：菜单结构中一层中菜单选择项有一个最大的广度( 即最大选择项 设置的数量) 。在设计菜单结构时，每一层的菜单选择项数量不能超过该广度。 以此为基点，当菜单选择项一定的时候，我们就可以通过实证的手段设置菜单深 度和广度的合理配置。 本研究共分两个阶段3 个实验，每个实验都是模拟热线电话的方式在计算机 上完成，实验程序用v b 6 0 编制。其中阶段一中的实验由两个部分组成，分别 是实验1 a 和实验1 b 。实验1 的假设是：语音菜单菜单项数量一定时，其菜单 结构可以分成两种结构，一种是单层无分类的结构，另一种是双层有分类的菜单 结构。随着菜单项数量逐渐增加，双层有分类的菜单结构要优于单层无分类的菜 单结构。我们认为，单层菜单结构与双层菜单结构相对比，双层菜单结构操作绩 效由好变为不好的拐点就是语音菜单单层选择项的最大广度。实验l a 将通过逐 个比较的方法找到语音菜单双层菜单结构操作绩效由好变为不好的拐点，为实验 1 b 做准备，实验1 b 的目的就是确定语音菜单单层选择项的最大广度，即实验 7 浙江理工大学硕士学位论文 1 a 是实验1 b 的预实验。阶段二中的实验二、实验三是在阶段1 的基础上研究 当菜单项数量一定时，如何来确定语音菜单深度和广度的合理配置。研究中各阶 段实验关系如图2 1 所示： 2 4 研究目的与意义 2 4 1 研究目的 图2 1 实验关系图 本研究的目的主要有以下两个方面： 1 研究并确定语音菜单单层选择项的最大广度。 2 研究语音菜单菜单项数量一定时语音菜单深度与广度的合理配置 2 4 2 研究意义 本研究以语音菜单单层选择项的最大广度为基础，对语音菜单深度与广度的 合理配置进行研究，其研究成果具有一定的理论和实践意义。 1 理论意义 本研究通过实验室实验的方法对语音菜单单层选择项的最大广度进行了研 究，不仅完善了语音菜单系统设计理论，而且还为语音菜单的进一步研究打下了 基础，对语音菜单深度与广度的合理配置的研究，是对语音菜单系统进行定量研 究的一个探索，这可以为更深入全面研究语音菜单系统打下了基础。 8 浙江理工大学硕士学位论文 2 实践意义 本文进行的实验研究的结论具有一定的实践意义。由实验得出的结论，我们 可以提出更加明确的语音菜单结构的设计原则，推广到热线电话及其它语音菜单 系统中，以期更好的提高热线电话及其他语音服务菜单的绩效。 9 浙江理工大学硕士学位论文 3 1 实验一 3 1 1 实验目的 3 实验研究 本实验的目的是确定语音菜单单层选择项的最大广度。 3 1 2 实验假设 我们认为语音菜单菜单项数量一定时，其菜单结构可以分成两种结构，一种 是单层无分类的结构，另一种是双层有分类的菜单结构。随着菜单项数量逐渐增 加，双层有分类菜单结构的操作绩效要优于单层无分类的菜单结构。我们认为， 双层菜单结构与单层菜单结构相比较，单层菜单结构操作绩效由好变为不好的拐 点就是语音菜单单层选择项的最大广度。 3 1 3 实验方法 本实验共包含两个部分：实验l a 和实验1 b ，实验1 a 将通过逐个测试的方法 找到语音菜单单层菜单结构操作绩效由好变为不好的拐点，为实验1 b 做准备； 实验l b 将在这个基础上确定语音菜单单层选择项的最大广度。即实验1 a 是实 验1 b 的预实验。 3 1 3 1 实验1 a 3 1 3 1 1 实验装置与实验软件 实验中配备了3 o g 奔腾处理器的计算机，1 7 寸纯平显示器，型号为j w s 2 0 0 s 高音质清晰耳机。整个实验在计算机模拟程序上进行，程序用m i c r o s 0 j f iv b 6 0 编写。 浙江理工大学硕士学位论文 3 1 3 1 2 实验变量和设计 为了找到语音菜单单层菜单结构操作绩效由好到不好的拐点，本实验中共测 试了四个组。每个组的菜单项数量均不一样，第一组的菜单项数量为8 ，第二组 菜单菜单项数量为7 ，第三组菜单项数量为6 ，第四组菜单项数量为5 。每个组 均采用两种菜单结构，一种是单层无分类的菜单结构，另一种是双层有分类的菜 单结构，实验将通过各个测试组下两种菜单结构的操作绩效的比较来找到语音菜 单单层菜单操作绩效由好变为不好的拐点。 本实验中每一个测试组，采用的是单因素被试内设计，自变量是菜单的结构 共有2 个水平( 深度为1 的单层无分类结构、深度为2 的双层有分类结构) ，因 变量是被试搜索完一个菜单结构中的所有菜单选择项所用的总的操作时间。实验 将通过各个测试组下两种菜单结构的操作绩效的比较来找到语音菜单双层操作 绩效由好变为不好的拐点。每个测试组下分别安排了6 名被试，男女对半。 3 1 3 1 3 实验材料 语音材料为大家日常生活中非常熟悉的名词。名词的选取尽量避免了发音混 淆及分类歧义。语音材料录制声音模拟热线电话：采用的是高音质录音设备，语 音为标准普通话，音速恒定，音质清晰，语速约1 6 6 字每分钟。本实验中两种 菜单结构各自使用一套语音材料( a 套和b 套) ，其中深度为1 的单层菜单结构 语音材料及其菜单结构示例见图3 1 ，深度为2 的双层菜单结构语音材料及其结 构示例见图3 2 。例如菜单项选择项数量为6 时，其中深度为1 的单层菜单结构 所采用的语音材料是从1 0 个名词中任意选取6 个名词随机组合而成。深度为2 的双层菜单结构所采用的语音材料共有4 个分类，每个分类下各有4 个名词，4 个分类两两随机组合，每个分类下任意3 个名词随机组合。其它数量的菜单结构 的组织分类方法与此类似。 i 田团团团困团i 图3 1 深度为l 的单层菜单结构示例 浙江理工大学硕士学位论文 图3 2 深度为2 的双层语音菜单结构示例 3 1 3 1 4 实验变量及设计 为了找到语音菜单单层菜单结构操作绩效由好变为不好的拐点，本实验中共 测试了四个组。每个组的菜单项数量均不一样，第一组的菜单项数量为8 ，第二 组菜单菜单项数量为7 ，第三组菜单项数量为6 ，第四组菜单项数量为5 。每个 组均采用两种菜单结构，一种是单层无分类的菜单结构，另一种是双层有分类的 菜单结构，实验将通过各个测试组下两种菜单结构的操作绩效的比较来找到语音 菜单单层操作绩效由好变为不好的拐点。 本实验中每一个测试组，自变量是菜单的结构共有2 个水平( 深度为l 的单 层无分类结构，深度为2 的两层有分类结构) 。因变量是被试搜索完一个菜单结 构中的所有菜单选择项所用的总的操作时间。 每个测试组采用的是单因被试内设计。每个测试组分别有6 个被试。 3 1 3 1 5 实验任务 实验中计算机屏幕上会出现一个名词即目标词，同时被试还会听到一段录 音。实验任务要求被试根据语音信息的引导按数字小键盘上相应的数字键，找到 电脑屏幕中央呈现的视觉目标词。只有每次按下的数字键与计算机呈现的语音引 导信息相匹配直至把目标词找到，此次搜索任务才算完成。这时计算机屏幕上会 呈现搜索成功的反馈信息以及系统随机切换的下一次待搜索的目标词，并等待被 试按键进入下一轮的目标词搜索，一次目标词搜索成功后的界面如图3 3 所示。 浙江理工大学硕士学位论文 搜索成功! 请继续 目标词：杨树 按 空格淫回车键 继续实验 图3 3 一次目标词搜索完毕屏幕呈现信息状态 下面介绍目标词搜索过程。如图3 4 所示为语音菜单单层结构时的语音信息 项，下面举例说明在该菜单结构中完成目标词“老虎”的搜索任务过程：当被试 按空格键或回车键开始搜索时，计算机呈现的语音信息是“您好! 欢迎进入语音 菜单! 山羊请按1 ，牡丹请按2 ，斑马请按3 ，杨树请按4 ，老虎请按5 ，柳树请 按6 ”，被试根据捕捉到的语音信息按数字键5 进行反应，则此次目标词搜索成 功。若被试按了其它的数字键进行反应，则目标词搜索出错，计算机还会继续呈 现相应的语音信息，被试需要重新按键选择，直至成功。 图3 4单层菜单结构及其选择项示例图 下面再举例说明在语音菜单双层结构时( 如图3 5 所示) 完成目标词“老虎” 的搜索过程。当被试按空格键或回车键开始搜索时，计算机呈现的语音信息是： 浙江理工大学硕士学位论文 “您好! 欢迎进入语音菜单! 动物请按l ，植物请按2 ，被试根据捕捉到的信 息并结合常识按数字键1 进行反应，语音系统会立即根据被试的按键反应予以反 馈并呈现语音信息“山羊请按1 ，斑马请按2 ，老虎请按3 ，返回上级菜单请按 星号键 。同样被试根据捕捉到的信息按数字键3 进行反应，至此此次目标词搜 索成功，同时计算机屏幕上会出现搜索成功的视觉反馈，提醒并等待被试下一次 目标词搜索过程。在搜索过程中若是分类选择正确，菜单项的选择错误，被试只 需重新按键选择正确的菜单项即可；若是分类选择错误，被试需按小数字键盘上 的“牛 键返回上级菜单，并根据捕捉到的语音信息重新进行按键选择，直至把 目标词从相应的类别下搜索出来。 3 1 3 1 6 实验流程 图3 5 双层菜单结构及其选择项示例图 在正式实验前首先给被试看指导语( 详见附录1 ) ，让被试明了整个实验过程， 并向被试说明实验操作中的注意事项，被试明白操作任务后，带好耳机，开始练 习，两种菜单结构各练习3 次，主试观看被试练习过程，并在该过程解决被试疑 问，没有疑问就可以开始正式实验。 正式实验阶段，每次搜索都要求被试跟据语音信息的引导将电脑屏幕上呈现 的视觉目标词搜索出来，成功搜索后，屏幕会随机切换下一个待搜索目标词。被 试按空格键或回车键开始下次搜索，同时计算机会呈现语音信息，程序计时器也 】4 浙江理工大学硕士学位论文 开始计时，当被试把目标词搜索出来时计时器停止计时。开始计时到停止计时中 间持续时间即为被试本次搜索反应时。每次目标词搜索结束到下次搜索开始，被 试可自己控制休息时间( o s 6 0 s ) 。 实验中采用a 、b 两套语音材料交替呈现的方式来抵消目标词间搜索的学习 效应。为了抵消语音系统位置系列效应，一半被试先操作a 套再操作b 套，另 一半被试则相反。为了抵消语音项中目标项名词的位置序列效应，一半被试听到 语音选择项的顺序与另一半听到语音选择项的顺序正好相反( 例，一半被试听到 语音顺序为：老虎请按l ，狮子请按2 ；另一半被试听到语音顺序为：狮子请按 l ，老虎请按2 ) 。为了防止被试的疲劳，采用被试间设计，另外实验过程中被试 也可以自己控制休息时间。 3 1 3 1 7 被试 被试共有2 4 名，均为在校大学生，男女各半，所有被试听力正常，都为右 利手，计算机操作一年以上。 3 1 3 1 8 数据分析及结果讨论 本实验结果用s p s sw 烈1 3 0 软件包处理。在统计被试完成任务时间时，根 据标准差原则，本实验中没有异常数据需要剔除。根据实验设计，本实验中共测 设了4 个组，菜单项数量分别为为8 、7 、6 、5 ，表3 1 是菜单项数量为8 、7 、6 、 5 时，被试完成所有搜索任务的平均时间的绩效的比较。 浙江理工大学硕士学位论文 表3 1 被试完成任务的平均时间( 单位：秒) 经配对样本t 检验结果显示，语音菜单当菜单选择项数量为8 时，f = 3 6 2 2 9 ， 沪5 ，p 0 0 1 ，两种菜单结构下被试完成任务的绩效有显著差异；菜单选择项数 量为7 时，户8 0 6 7 ，泸5 ，p o 0 1 ，两种菜单结构下被试完成任务的时间有显著 差异；菜单选择项数量为6 时，f = 6 0 3 9 ，够= 5 ，p = 0 0 0 2 o 0 5 ，两种菜单结构下 被试完成任务的时间有显著差异；菜单选择项数量为5 时，户0 4 0 5 ，妒5 ， 矿o 7 0 0 0 5 ，两种菜单结构下被试完成任务的时间无显著差异。 根据表3 1 数据，可以看出当菜单项数量为8 、7 、6 时，两层有分类的菜单 结构的操作绩效要显著优于无分层的菜单结构；当菜单项数量为5 时，两种菜单 结构下被试的操作绩效没有显著差异。由此可以得出结论：语音菜单双层操作绩 效由好变为不好的拐点是5 。 3 1 3 2 实验l b 3 1 3 2 1 被试 实验被试共有2 4 名，均为在校大学生，男女各半，且没有参加过实验1 a ， 所有被试听力良好，都为右利手，计算机操作一年以上。 3 1 3 2 2 实验装置及实验软件 实验配备了3 0 g 奔腾处理器的计算机，1 7 寸纯平显示器，型号j w s 2 0 0 s 1 6 浙江理工大学硕士学位论文 高音质清晰耳机。整个实验在计算机模拟程序上进行，程序用m i c r o s o f lv b 6 0 编写。 3 1 3 2 3 实验材料 语音材料为大家日常生活中非常熟悉的名词。名词的选取尽量避免了发音混 淆及分类歧义。语音材料录制声音模拟热线电话：采用的是高音质录音设备，语 音为标准普通话，音速恒定，音质清晰，语速约1 6 6 字每分钟。本实验中两种 菜单结构各自使用一套语音材料，其菜单结构及其组织分类方法都与实验1 a 相 类似。 3 1 3 2 4 实验变量及设计 本实验中共有两个自变量，一个是菜单选择项的项数共有2 个水平( 5 、6 ) ， 另一个是菜单的结构共有2 个水平( 深度为1 的单层无分类结构、深度为2 的双 层有分类结构) ，因变量是被试搜索完一个菜单结构中的所有菜单选择项所用的 总的时间。 实验采用的是两因素被试内设计。 3 1 3 2 4 实验任务 实验中计算机屏幕上会出现一个名词即目标词，同时还会听到一段录音。实 验任务要求被试根据语音信息的引导按数字小键盘上相应的数字键，将计算机屏 幕中央呈现的视觉目标词搜索出来。只有每次按下的数字键与计算机呈现的语音 引导信息相匹配直至把目标词找到，此次搜索任务才算完成。这时计算机屏幕上 会呈现搜索成功的反馈信息及系统随机切换的待搜索目标词信息，等待被试按键 进入下一轮目标词搜索。即每种菜单结构下被试搜索目标词的过程同实验1 a 类 似。 3 1 3 2 5 实验流程 在正式实验前首先给被试看指导语( 详情见附录1 ) ，让被试明了整个实验 浙江理工大学硕士学位论文 过程，并向被试说明实验操作中的注意事项，被试明白操作任务后，带好耳机， 开始练习，两种菜单结构各练习3 次，主试观看被试练习过程，并在该过程解决 被试疑问，没有疑问就可以开始正式实验。 正式实验阶段，每次搜索都要求被试跟据语音信息的引导将计算机屏幕上呈 现的视觉目标词搜索出来，成功搜索后，屏幕会随机切换下一个待搜索目标词。 被试按空格键或回车键开始下次搜索，同时会呈现语音信息，程序计时器也开始 计时，当被试把目标词搜索出来时计时器停止计时。开始计时到停止计时中间持 续时间即为被试本次搜索反应时。每次目标词搜索结束到下次搜索开始，被试可 自己控制休息时间( o s 6 0 s ) 。 为了抵消语音系统位置系列效应，一半被试先完成单层菜单结构下的所有目 标词搜索任务再完成双层菜单结构下的所有目标词的操作任务，另一半被试则相 反。在每一种菜单结构下采用a 、b 两套语音材料交替呈现的方式抵消目标词间 搜索的学习效应。为了防止被试的疲劳，实验过程中被试可以自己控制休息时间。 3 1 3 2 6 数据分析和结果讨论 本实验结果用s p s sw 1 3 0 软件包处理，在统计被试完成任务时间时，根 据标准差原则，本实验中没有异常数据需要剔除。 表3 2 是菜单项数量为5 和6 时，两种菜单结构下被试完成搜索任务的平均 时间和标准差。 表3 2 被试完成任务的平均时间( 单位：秒) 根据表3 2 的结果显示：菜单项数量为5 时，单层菜单结构下被试完成任务 的平均时间要比双层菜单结构下被试完成平均时间要短；当菜单项数量为6 时， 浙江理工大学硕士学位论文 单层菜单结构下被试完成任务平均时间要比双层菜单结构下被试完成任务平均 时间长。 经两因素方差分析，菜单数量主效应显著( 足1 2 3 ) = 7 1 8 4 3 8 ，p o 0 5 ) ， 即菜单项数量为5 时，两种菜单结构被试的操作绩效差异不显著；菜单选择项数 量为6 时，两种菜单结构下被试完成任务的操作时间有显著差异( 只l ，2 3 ) = 4 8 9 ， p = 0 0 3 2 o 0 5 ) ，即菜单项数量为6 时，双层菜单结构下被试的操作绩效要显著 优于单层菜单结构的操作绩效。 此实验结果表明，当菜单选择项的数量超过实验1 a 中的拐点值5 时，将菜 单结构设置成单层菜单结构时被试的操作绩效比将菜单结构设置为双层菜单结 构时操作绩效要低，因此语音菜单单层选择项的最大广度是5 个菜单选择项。 3 2 实验二 3 2 1 实验目的 本实验的目的是研究当每层菜单选择项的数量不超过单层选择项的最大广 度，菜单项数量为1 6 时，语音菜单深度和广度的合理配置。 3 2 2 实验方法 3 2 2 1 被试 实验被试共有1 8 名，均为在校大学生，分为3 组，每组各6 人，均没有参 加过先前的的实验，所有被试听力良好，都为右利手，计算机操作一年以上。 3 2 2 2 实验装置及实验软件 实验配备3 o g 奔腾处理器的计算机，1 7 寸纯平显示器，型号j w s 2 0 0 s 高 音质清晰耳机。整个实验在计算机模拟程序上进行，程序用m i c r o s 0 f iv b 6 o 编 写。 ，9 浙江理工大学硕士学位论文 3 2 2 3 实验材料 语音材料为大家日常生活中使用频次相对较高的3 2 个名词，名词选择时尽 可能避免分类歧义。3 2 个名词归类为两套语音系统：一套1 6 个名词归类为果蔬、 花草类系统，另一套1 6 个名词归类为脊椎动物、无脊椎动物类系统。语音材料 录制声音模拟热线电话：采用标准普通话，音速、音量恒定，音质清晰。语音材 料及其分类如下表3 3 所示： 表3 3 两套语音系统选取的3 2 个名词及其归类 3 3 2 4 实验变量及设计 为了考查菜单项数量较少时，语音菜单深度与广度的合理配置，本实验中选 取的菜单项数量是1 6 。为了防止被试疲劳，实验采用的是单因素被试问设计， 自变量是菜单的结构共有三个水平( 2 木2 幸2 幸2 结构、4 幸4 结构、2 毒2 奉4 结构) 。因 2 0 浙江理工大学硕士学位论文 变量指标是被试搜索完一个菜单结构中的所有菜单选择项所用的总的操作时间、 正确率、以及事后三个菜单结构的主观喜好性选择。其中正确率指的被试正确操 作次数与总操作次数的比值。任一个菜单项的搜索过程中只要不是一次搜索成 功，如有重新按键选择或返回上级菜单再重新进行选择，则这次搜索都算出错， 反之就算正确。事后的主观喜好性选择是给被试呈现三种菜单结构并让被试选择 哪种菜单结构最好。 3 2 2 5 实验任务 实验中计算机屏幕上会出现一个名词即目标词，还会听到一段录音。实验任 务要求被试根据语音信息的引导按数字小键盘上相应的数字键，找到电脑屏幕中 央呈现的视觉目标词。例如，当菜单结构为2 辜2 2 木2 结构时，要求被试把该目标 词从一级分类、二级分类、三级分类到四级候选名词项四层中逐层搜索出来；当 菜单结构为2 幸2 木4 结构时，要求被试把改目标词从一级分类、二级分类、四级候 选名词项三层中逐层搜索出来；当菜单结构为4 幸4 结构时，要求被试把改目标词 从二级分类、四级候选名词项两层中逐层搜索出来。 如图3 4 所示为2 木2 幸2 宰2 语音菜单结构及其语音菜单的信息项，下面举例说 明在该语音系统中完成目标词“菠菜”搜索任务过程。当被试按空格键或回车键 开始搜索时，计算机呈现的语音信息是：“您好! 欢迎进入语音菜单。果蔬请按 1 ，花草请按2 ，被试根据捕捉到的信息并结合常识按数字键1 进行反应，语 音系统会立即根据被试的按键反应予以反馈并呈现语音信息“水果请按1 ，蔬菜 请按2 ，返回上级菜单请按星号键 ，同样被试根据捕捉到的信息并结合常识按 数字键2 进行反应，语音系统会立即根据被试的按键予以反馈并呈现语音信息 “叶类请按1 ，菌类请按2 ，返回上级菜单请按星键 ，此时被试根据捕捉到的 信息并结合常识按数字键1 进行反应，语音系统会立即根据被试的按键予以反馈 并呈现语音信息“韭菜请按1 ，菠菜请按2 ，返回上级菜单请按星号键 ，被试 根据捕捉到的信息按数字键2 进行反应，至此，被试已将目标词从语音系统中逐 层搜索出来，计算机屏幕会出现搜索成功的视觉反馈，提醒并等待被试下一次目 标词搜索过程。在搜索过程中若是分类选择正确，菜单项的选择错误，被试只需 重新按键选择正确的菜单项即可；若是分类选择错误，被试需按小数字键盘上的 “ 键返回上级菜单，并根据捕捉到的语音信息重新进行按键选择，直至把目 2 1 浙江理工大学硕士学位论文 标词从相应的类别下搜索出来。 您好! 欢迎进入语音菜单 1 r1 r 果蔬请按1花草请按2 rr1r1r 1 水果2 蔬菜 l 花类 2 草类 l 上上土 上上上上j 1 酸味2 甜味1 叶类2 菌类1 红花2 白花1 绿色2 黑色 上 l i2 甜瓜i i1 文竹lii r1r 1r1r i1 西瓜ii1 韭菜i2 白兰ii2 水草i 1 ， r 2 酸梅2 蘧墓1 白菊1 首乌 1r1r1 r1r 1 酸枣1 香菇2 玫瑰 2 灵芝 r1r l2 平菇li1 红梅i 图3 42 2 2 2 结构语音菜单选择项 如图3 5 所示为2 宰2 幸4 结构语音菜单系统结构及其语音菜单的信息项，下面 举例说明在该语音系统中完成目标词“菠菜 搜索任务过程。目标词搜索开始后， 屏幕正中间呈现待搜索目标词“菠菜”，同时被试会听到语音信息“您好! 欢迎 进入语音菜单! 果蔬请按1 ，花草请按2 ，被试根据捕捉到的信息并结合