Perception of emotional prosody: investigating the relation between the discrete and dimensional approaches to emotions

Abstract

Abstract: Emotional phenomena can be described according to various psychological approaches, the most adopted being the discrete (basic) and the dimensional ones. This study aimed at investigating the relation between the perception of some basic emotions and emotional dimensions in speech, as well as determining which acoustic cues are related to their perception. We conducted two perception experiments with utterances selected from a foreign language (Swedish) of which the listeners had no knowledge. In the first one, Brazilian subjects rated on 5-point scales the expressivity of four basic emotions: joy, anger, sadness, and calmness. In the second, a distinct group of Brazilian subjects rated the expressivity of five emotional dimensions: activation, fairness, valence, motivation, and involvement. The perception of the basic emotions and of the emotional dimensions was then compared by means of the Spearman’s correlation coefficient. The five emotional dimensions were significantly correlated to some extent with the basic emotions, and these correlations were, in general, consistent with the literature and with the hypotheses that guided this study. We also performed an acoustic analysis, in which twelve acoustic parameters were automatically computed for the utterances evaluated by the listeners. The parameters which correlated better with the listeners’ judgments were fundamental frequency (median, interquantile semi-amplitude, 99.5% quantile), spectral tilt (mean and standard deviation), and LTAS slope. We concluded that it is possible to describe the perception of basic emotions in speech as a combination of emotional dimensions and that emotional dimensions may be better for describing the expression of emotions in speech.

Keywords: emotional prosody; basic emotions; emotional dimensions; perception test.

Resumo: Os fenômenos emocionais podem ser descritos de acordo com várias abordagens psicológicas, sendo a discreta (básica) e a dimensional as mais adotadas. Este estudo teve como objetivo investigar a relação entre a percepção de algumas emoções básicas e dimensões emocionais na fala, bem como determinar quais pistas acústicas estão relacionadas com sua percepção. Conduziram-se dois experimentos de percepção com enunciados selecionados de uma língua estrangeira (sueco) da qual os ouvintes não possuíam nenhum conhecimento. No primeiro, sujeitos brasileiros julgaram em escalas de cinco pontos a expressividade de quatro emoções básicas: alegria, raiva, tristeza e calma. No segundo, um grupo distinto de sujeitos brasileiros avaliou a expressividade de cinco dimensões emocionais: ativação, justiça, valência, motivação e envolvimento. A percepção das emoções básicas e das dimensões emocionais foi então comparada por meio do coeficiente de correlação de Spearman. As cinco dimensões emocionais correlacionaram-se significativamente em algum grau com as emoções básicas e essas correlações foram, no geral, consistentes com a literatura e com as hipóteses que nortearam este estudo. Realizou-se também uma análise acústica, na qual doze parâmetros acústicos foram computados automaticamente para os enunciados avaliados pelos ouvintes. Os parâmetros que melhor se correlacionaram com os julgamentos dos ouvintes foram: frequência fundamental (mediana, semiamplitude entre quantis, quantil 99,5%), inclinação espectral (média e desvio padrão) e inclinação do LTAS. Concluiu-se que é possível descrever a percepção das emoções básicas na fala como uma combinação de dimensões emocionais e que as dimensões emocionais podem ser melhores para descrever a expressão de emoções na fala.

Palavras-chave: prosódia emocional; emoções básicas; dimensões emocionais; teste de percepção.