什么是“耳机检查”？
据我们了解，耳机检查一词最早是在2017年提出的，当时Kevin Woods和同事们创造了第一种确定在线研究参与者是否通过耳机收听的方法。基于这项基础研究，耳机检查简单来说就是一项任务，用于识别参与者在收听特定刺激时是否使用耳机，而不是某种形式的扬声器。
在受控实验室环境中进行研究时，不需要耳机检查，因为研究者可以选择是否为参与者佩戴耳机。听觉环境是可控且严格监测的。
然而，在在线研究中，是无法控制参与者的行为的。只有信任的元素，也就是可以说的“荣誉准则”，通过要求参与者佩戴耳机并希望他们能够遵守。
为什么耳机检查是必要的？
研究人员希望参与者能够遵守耳机要求，原因有很多。当呈现听觉刺激时，标准化参与者如何听取音频片段至关重要。这可以防止混淆变量，例如“背景噪声的干扰、笔记本扬声器的音质差以及环境的回响，”（Woods等，2017）以及扬声器的距离，甚至是立体声与单声道的声音。
在耳机类型中，有着广泛的变化。参与者可能使用有线或无线设备。耳机风格包括耳罩式耳机和耳塞，以及单耳或双耳设置。有些耳机是降噪的，完全堵塞耳道，而其他耳机则坐落在耳道外部，允许背景声音仍然被听到。尽管耳机之间存在这种变异，但耳机整体类别在可测量的方式上与扬声器是不同的。
如何实现这种测量？
第一个耳机检查是如何创建的？
耳机和扬声器之间收听的一个关键区别是相位消除。Woods和同事们利用这一原理，通过使用三种音调来做出他们的判断：两个相同相位的音调和一个与其他音调正好相差180度的音调，特别是在立体声通道之间。
相位消除，也称为破坏性干扰，发生在两波在所有方面都是相同的，只有相位不同，相位差为180度。这个差异导致波相互抵消，从而在波同时播放时不会发出声音。
在扬声器上收听时，声音的相位与使用耳机时是不同的。Woods和同事们发现，这种差异是由于扬声器位置与听者位置造成的。诀窍在于耳机不允许声音的相位相消，但扬声器是允许的。
图 1: Woods等人2017年相位消除的图示
任务本身很简单：参与者必须听3个音调并决定哪一个音调是组中最安静的。作者发现低频音调（具体为200 Hz）对此测量效果最佳。播放了三种音调：两个音量相同的音调（以分贝为单位测量），其中一个音调与其他音调相差180度，第三个音调与第一个音调相位相同，但安静6分贝。在试验之间，音调的顺序是随机的。
总体而言，研究人员发现，由于相位消除，通过扬声器收听的参与者常常错误地选择了相位不符的音调作为最安静的音调。当使用耳机时，参与者通常能够正确识别出比其他两个音调安静6分贝的音调，尽管它与一个较响的音调是同相位的。这使得大约70%的真实耳机用户通过了筛选。
图 2: Woods等人2017年耳机筛查的结果
耳机检查的新技术
自Woods等人的耳机检查首次亮相以来，已过去4年，出现了两种用于评估参与者收听设备的新方法。尽管这些新方法尚未得到广泛引用，但它们显示出这一主题的研究在不断发展和演变。
Huggins Pitch
来自伦敦大学学院的ChaitLab，2020年
为了提高Woods等人筛查（也称为AP，即反相）的选择性，来自UCL的ChaitLab开发了一种测试，结果显示对80%的耳机用户进行了正确识别，而之前的选择性约为70%。然而，他们确实注意到将这两种方法结合起来可以获得更好的结果：假阳性率仅约为7%。
Huggins Pitch也涉及相位移，但方式略有不同。在这一任务中使用的三种刺激是2个相同的白噪声声音，以及一个内部有“隐藏”波动音的第三个声音。这个第三种声音的科学依据是“将一个白噪声刺激发送到一只耳朵，同时将相同的白噪声——但相位偏移180°——发送到另一只耳朵”（Milne等，2020）。这一任务的诀窍在于，由于声音的双耳（或二元）特性，隐藏波动只有在佩戴耳机时才能被探测到。这是一项检测任务，作者指出，其认知需求低于Woods等人的筛查任务。
图 3: 来自Milne等（2020年）的反相和Huggins音调刺激比较
耳机和扬声器测试（HALT）
汉诺威音乐、戏剧与媒体大学，2022年
由Wycisk等人在2022年开发的HALT是一种更复杂的筛查：结果表明，这是一种可靠而高效的方法，可以检测参与者用于收听听觉刺激的设备类型，在四种播放设备中进行区分：两种耳机和两种扬声器。
音量检查
使用音乐片段、粉红噪声和循环粉红噪声段作为不同的刺激，参与者首先完成一系列音量校准任务。接下来，参与者完成涉及不同数量“噪声事件”的计数任务。为了使任务被标记为正确，参与者应该只听到特定数量的事件：在呈现的9个事件中，听到5到7个。如果他们听到的较少，他们的音量太小，而听到的较多则意味着音量太大。然后该任务在稍后重复，以确保参与者在这段时间内没有调整音量（他们被指示不要这样做）。
立体声与单声道检查
为了确定参与者的播放设备是立体声还是单声道，他们被指示只计算右侧听到的所有粉红噪声段。对于单声道，所有事件都可以听到，但在立体声设置中只有少数（随机数）会被感知。
低频限制
HALT还检查播放设备输出的最低音调，以帮助确定使用的设备。参与者听到一系列纯音，并必须报告他们听到多少个音，假设这个数字将与他们设备的能力对应。
为了对该测试进行标准化，研究人员对自己的设备进行了电声分析，并将对照组的结果与实验组参与者的结果进行了比较。
HALT的结果遵循正态分布，并表明在预测参与者是否调整了音量、使用立体声或单声道设置以及使用的设备类型（耳机或扬声器）方面具有较高的可靠性。
Labvanced中的耳机检查
Woods等人2017年涉及反相刺激的耳机检查已在Labvanced中实施，并可供您使用。只需访问我们的样本研究页面，点击导入即可将其复制到您的帐户中！
图 4: 由Woods等人2017年设计的耳机检查，现在在Labvanced中可用！
尽管ChaitLab的Huggins Pitch耳机筛查最初是在Gorilla中实施，但该筛查也可以在Labvanced中使用。作者在ChaitLabUCL GitHub上提供了完整的项目，这使我们团队能够为您创建此版本。它也在样本研究页面上可供导入！
图 5: 由UCL的ChaitLab设计的耳机检查，现在在Labvanced中可用！
最后但同样重要的是，HALT第1部分也感谢Kilian Sander在GitHub上提供。如果您希望在Labvanced中看到此测试，请通过Discord或发送邮件至[email protected]与我们联系！
结论
这里介绍的所有耳机检查都得到了数据的验证，但科学始终在不断发展和改进。每种检查都有其自身的优缺点，在各自的方式中都是有用的。我们建议尝试每项检查并结合它们的方法，以匹配您所进行的实验。
祝您研究顺利！
注意: 使用任何这些资源时，请给予原始创作者适当的信用！Labvanced不声称拥有上述研究者创建的任何材料的所有权。
参考文献
Milne, A. E., Bianco, R., Poole, K. C., Zhao, S., Oxenham, A. J., Billig, A. J., & Chait, M. (2021). 一项基于二耳音调的在线耳机筛查测试。行为研究方法, 53(4), 1551–1562. https://doi.org/10.3758/s13428-020-01514-0
Woods, K., Siegel, M. H., Traer, J., & McDermott, J. H. (2017). 耳机筛查以促进基于网页的听觉实验。注意、感知与心理物理, 79(7), 2064–2072. https://doi.org/10.3758/s13414-017-1361-2
Wycisk, Y., Kopiez, R., Bergner, J.等人。耳机和扬声器测试 - 第1部分：建议控制互联网实验中播放设备的特性。行为研究（2022年）。https://doi.org/10.3758/s13428-022-01859-8