Speech Communication 8 (1989) 235-259 North-Holland 235 A STRONG EVIDENCE FOR THE EXISTENCE OF A LARGE-SCALE INTEGRATED SPECTRAL REPRESENTATION IN VOWEL PERCEPTION Jean-Luc SCHWARTZ and Pierre ESCUDIER lnstitut de la Communication Parlde, Unitd Associde au CNRS no. 368, INPG-ENSERG, 46 Av. Fdlix-Viallet, 38031 Grenoble Cedex, France Received 3 June 1987 Revised 3 April 1989 Abstract. The large-scale (3-3.5 Bark) spectral integration (LSI) theory derived from the work of Chistovich and colleagues and supposed to provide a basis for the computation of the ~ parameter is not in fact supported by any actual proof, since all presumed evidence can be understood without this theory. We believe that LSI existence cannot be demonstrated in a matching test, since if a subject is instructed to deliberately match a "complicated" spectrum with a "simplified" one, he will do it, whatever the way. Evidence for a specific LSI mechanism can only be found if we are able to find a "trace" of it in an experiment in which no "simplification" of the spectrum is explicitly requ;.red from the subject. In order to find a "trace of/:.~" in memory, two sets of experiv.~ents (identification experiments and discrimination experiments with increasing memory load) were conducted using two sets of 4-formant synthetic vowels (around the [i]-[y] and the [e]-[O] phonetic boundaries, respectively). The main results of this study are the following: - significant differences observed in the discrimination scores cannot be explained without assuming that an LSI represen- tation is in fact computed; - this LSI representation is more robust in the auditory memory than the classical critical band (i.e. 1-Bark) representation. The key argumem was that stimuli associated with ambiguous F; determinations in matching experiments were also associated v'ith ambiguous trace~ ~ memory - as revealed by a particularly high number of false alarms - in discrimination experiments. These results provided us with the "trace of ~ in memory" that we were looking for. Zusammenfassung. Die Annahme von Chistovich und Mitarbeitern, dab innhalb des GehOrdesystems eine breitbandige spektrale Integration stattfindet, ist nicht experimentell untermauert, da alle experimentellen Daten ohne diese Theorie erklart werden krnnen. Wir glauben, dab ein so~l~,:r Mechanismus nieht mit Hilfe eines Vergleichstests bewiesen werden kann, da eine Versuchsperson yon der man verlangt ei~l kompliziertes durch ein einfaches Signal zu ersetzen, dies irgendwie bewerkstelligen wird, ohne dab man weiB wie. Um einen "Vereinfachungsmechanismus" experimentell aufzuzeigen, mu8 sein Auftreten in einem Experiment sichtbar gemacht werden, welches keine "Vereinfachung" von der Versuchsperson direkt verlangt. Wir machten uns auf die Suche nach der "/:,.' Gedacntnisspur" indem w~r unsern Versuchspersonen sowohl einem ldentifikationstest als auch einem Diskriminationstest unterzogen. Die Testsignale bestanden in synthetischen Vokalen mit 4 Formanten respektiv um die [i]-[y] und [e]-[0] Grenzen gruppiert. Wir haben folgende Ergebnisse festgestellt: - die beobachteten Unterschiede in den Diskriminationsergebnissen kOnnen nur erkl/irt werden wenn eine breitbandige integrierte Darsteilung existiert; - diese integrierte Darstellung liefert eine robustere Gedachtnisspur denn die klassische Kritische Banddarstellung (1- Bark). Das Hauptargument beruht auf der Beobachtung, dab Testsignale welche mit zweideutigen/:; Werten w~ihrend Ver- gleichstests einhergehen, auch mit zweideutigen Ged~ichtnisspuren verbunden sind. Diese werden mlgezeit dutch ein starkes Ansteigen der Falschalarmergebnisse. Diese Resultate lieferten uns die "/:; Gedachmisspuren" welche wir aufzeigen woli- ten. Rrsumr, L'hypothb, se due/~ Chistovich et au groupe de Leningrad scion laquelle il existerait dans le syst/:me auditif une intrgration spectrale /a large bande (3-3.5 Bark) n'est supportre par aucune preuve rrelle, puisque toutes les donm/es exprrimentales peuvent ~tre expliqures sans cette throrie. I1 nous semble en fait que l'existence d'un tel mrcanisme ne peut ~tre drmontr~e par un test d'ajustement, car si on demande ~ un sujet de remplaeer ~.m signal "compliqur" par un signal "plus simple", il le fera, quel que soit le moyen qu'il utilisera. Pour mettre ce m~canisme "simplificateur" en ~vidence, il 0167-6393/89/$3.50 © 1989, Elsevier Science Publishers B.V. (North-Holland)