Praat語音學軟體

Praat語音學軟體 （简体）

                    
大卫·威宁克

Praat語音學軟體，原名Praat: doing phonetics by computer，通常簡稱Praat，是一款跨平台的多功能語音學專業軟體，主要用於對數字化的語音信號進行分析、標注、處理及合成等實驗，同時生成各種語圖和文字報表。

背景概要

命名

Praat（國際音標 [praːt]或[pʀaːt]）在荷蘭語中是說話或交談的意思，而doing phonetics by computer即使用計算機研究語音學。作為軟體的名稱，簡便起見，不妨合起來翻譯作Praat語音學軟體。

作者

Praat的作者是荷蘭阿姆斯特丹大學人文學院語音科學研究所的主席保羅·博爾斯馬（Paul Boersma）教授和大衛·威寧克（David Weenink）助教授。

版本

Praat最早的版本發佈於1993年。起初用戶還無法自由地下載使用，但從2003年6月5日的4.1版起，作者取消了專門的授權並開放了絕大部分原始碼。進一步，從2004年3月4日的4.2版起，作者開放了全部原始碼，使Praat成為採用GNU通用公共許可證授權的開源軟體。相隔短則一天，長則月余，作者就會發布最近修訂的版本，消除舊的故障，增添新的功能。2007年12月10日發布了5.0版。^[1]

Praat目前支持在多種計算機平台上運行，包括：

• Macintosh
• Windows^[2]
• Linux, FreeBSD
• SGI, Solaris, HPUX

作者為以上平台的用戶提供已編譯好的目標文件。高級用戶還可以在其他作業系統平台上修改並編譯原始碼後運行Praat程序。

Praat能夠在圖形和命令行兩種用戶界面下運行，但兩種界面的目標文件（可執行文件）各自獨立，以Windows版為例，即分為praat.exe和praatcon.exe兩個可執行文件，其中後者只能通過命令行方式從控制台調用。

功能簡介

請注意：和維基百科中其他介紹軟體產品的條目一樣，本條目以下章節中對Praat的功能進行的簡要介紹僅供讀者參考，不可能也無意于代替由開發者提供的手冊文檔。

用途概述

Praat的主要功能是對自然語言的語音信號進行採集、分析和標注，並執行包括變換和濾波等在內的多種處理任務。作為分析結果的文字報表和語圖，不但可以輸出到個人計算機的磁碟文件中和終端的顯示器上，更能夠輸出為精緻的向量圖或點陣圖，供寫作和印刷學術論文與專著使用。

此外，Praat還可用於合成語音或聲音、統計分析語言學數據、輔助語音教學測試，等等。隨著新版本的發布，Praat的功能和用途仍在不斷擴展，但實際上多數用戶只需要用到一小部分功能。

構成與界面

Praat程序由外圍與核心兩層構成。外圍主要包括對象窗口（Object window，標題為Praat objects）、畫板窗口（Picture window，標題為Praat picture）、腳本編輯器（ScriptEditor）、按鈕編輯器（ButtonEditor）、數據編輯器（DataEditor，無固定標題）、情報窗口（Info window）和手冊（Manual）等不負責具體的信號處理任務的輔助性組件。Praat每次啟動時，自動打開對象窗口和畫板窗口。對象窗口也是Praat的主控窗口，在Praat程序的會話進程中始終打開，大部分功能也需要由此展開。腳本（script）在是Praat中執行各種操作的宏命令，能夠簡化日常操作，減少出錯，並實現大量複雜操作的自動化。按照作者的最初設想，除了Praat之外還會有其他程序使用與Praat相同的外圍程序，但多年來一直沒有實現^[3]。

Praat的核心部分即具體負責語音信號處理任務的程序，包括所有的對象類型（Types of object）、動作命令（Action commands）和相應的編輯器（Editors）。對象（object）是由Praat程序所構建的數據存儲載體，有很多種類型，如聲音（Sound）、文本表格（TextGrid）、音高（Pitch）、變換（Manipulation），等等，通過執行編輯器或動態選單（Dynamic menu）中的動作命令完成對數據的查詢（數字化測量）和處理（生成新對象）任務。聲音編輯器（SoundEditor）和文本表格編輯器（TextGridEditor）是Praat中最常用的兩種編輯器，多用於涉及語音分析和標注的科學研究與課堂教學。

語音分析與標注

對語音信號的分析與標注是Praat的基本功能。在Praat中錄音或讀取音頻文件後，可以按用戶要求顯示以下多種語圖：

• 三維語圖（spectrogram）
• 頻譜切片（spectral slices）
• 音高（即基頻^[4]）曲線（pitch contour）
• 共振峰曲線（formant contour）
• 音強曲線（intensity contour）

所有的語圖都可以繪製成精緻的向量圖，也可以將相應的對象數據保存為磁碟文件。除直觀的語圖外，Praat也能通過對信號數據的計算獲得各種文字情報，比如音高、時長、第一或第二共振峰頻率的數值等，也同樣可以根據需要輸出為適當的形式。

Praat允許用戶對語音數據進行標注，包括音段切分和文字註釋，標注的結果還可以獨立保存和交換。然而，Praat本身缺乏自動標注功能，只能對有聲段和靜默段進行簡單的識別，而不能對音節、節拍群等語流單位加以切分。^[5]

其他功能

Praat還具有許多其他功能，包括：

• 語音實驗：嗓音分析、多重強迫選擇實驗、濾波、聲源濾波合成、發音合成等。
• 輔助教學：前饋神經網、優選論學習等。
• 統計分析：主成分分析、多維量表、判別分析等。

其中某些功能的提供與軟體作者的研究興趣有關（例如「優選論學習」），很多不相關的用戶可能不會用到。

引文著錄

寫作學術論文或專著時如果用到Praat軟體，有必要在參考文獻中進行著錄。作者推薦的方式是^[6]：

Paul Boersma & David Weenink (2005):
Praat: doing phonetics by computer (Version 4.5.16) [Computer program].
Retrieved Feb 22, 2007, from http://www.praat.org/

如果不允許引用計算機程序，則改引另一處來源：

2001 PRAAT, a system for doing phonetics by computer.
     Glot International 5(9/10): 341-345.
     (These pages include a review by Vincent van Heuven.)

在漢語期刊中引用時，應另外酌情修改。

評價與影響

優點

• 可以免費獲得而無需購買（因為是開源軟體）。
• 無需安裝即可運行（但嚴格地說，還不是綠色軟體）。
• 支持多種作業系統平台。
• 支持用腳本宏命令和外掛程式（plug-in）擴展和簡化操作。
• 專業功能強大而完備。
• 高級用戶可以按需修改原始碼並重新編譯，從根本上擴充原有功能。
• 附有詳細的手冊文檔。

缺點

• 分析程序採用的某些數字信號處理演算法^[7]仍然不盡如人意，會不可避免地造成迷惑人的假象或產生難以解釋的結果。
• 不能直接訪問某些常用音頻和圖像文件格式，如WMA格式；對MP3格式的支持也僅限讀取（軟體許可證方面的原因）。
• 由於最初並不是在Windows平台下開發的，用戶界面的設計和某些操作習慣可能會讓Windows用戶感到不便，比如沒有滑鼠右鍵菜單，鍵盤按鍵名稱也是Macintosh機器的。
• 目前尚無除英語以外其他語言的版本，部分用戶可能會遇到語言障礙。
• 尚未全面支援Unicode。檔案名稱如果包含漢字，在Praat對象窗口中會被底線取代。在TextGrid對象中如果輸入漢字，屏幕上會顯示亂碼（但所儲存文本仍舊正常，只是顯示不出來）。標注時所使用的國際音標字型為SIL Doulos IPA 1993，而非SIL推薦的Unicode 字型^[8]。

影響

• 儘管還存在一些缺點和不足，畢竟瑕不掩瑜，Praat已成為全世界實驗語音學、心理語言學、語言教學、語言調查、自然語言處理等相關領域的高校教師、學生和其他研究人員普遍選用的專業軟體。
• Praat的普及，終結了從事實驗語音學特別是聲學語音學^[9]研究必須依賴價格昂貴的實驗儀器的時代，許多語音學實驗室不再使用各種陳舊的語圖儀，而僅僅配置有安裝了Praat等軟體的個人計算機和靈敏的麥克風作為必備的器材。
• 部分Praat高級用戶公開發布自己編寫的腳本甚至外掛程式，其中不乏實用性較高者，既擴充了軟體的功能，也擴大了影響。
• 在中國大陸：儘管只有英語版本可用，許多高校的教師在語音學等相關課程上用Praat進行教學演示，在研究工作中自己使用並鼓勵學生克服語言障礙學習掌握Praat的基本功能。越來越多的學術論文和專著當中可以見到用Praat生成的語圖和文字報表。不過，總體而言，了解並能夠用好這一工具的專業人士還比較少。

參考書目

專門介紹Praat使用方法的著作，在世界範圍內也並不多見。在中國大陸，有些語音學研究者也作有非正式出版的講義，而正式出版的學術專著也可能特辟章節簡單講解，列舉如下（按出版日期先後排序）：

• Praat語音軟體使用手冊／熊子瑜（2004年現代語音學暑期講習班課程講義，有電子版）
• 語音特徵分析和Praat軟體的使用／熊子瑜（2005年現代語音學暑期講習班課程講義，有電子版）
• 語言、語音與技術／王士元，彭剛著．－上海：上海教育出版社，2006年8月（中國當代語言學叢書，ISBN 7-5444-0714-4）——第十二章，Praat簡介

外部連結

官方資源

本文編撰的主要參考文獻即以下的官方網站內容^[10]：

• Praat: doing phonetics by computer Praat官方網站^[11]，提供最新版軟體及原始碼下載等
• Praat User List 作者參與的Praat用戶討論組，位於Yahoo! Groups
• 荷蘭阿姆斯特丹大學 人文學院 語音科學研究所 兩位作者所在單位的網站

第三方資源

許多有經驗的Praat用戶通過網際網路發布自己編寫的使用教程、腳本和外掛程式，但不一定允許免費自由下載（按資源類別和作者姓名拉丁字母/漢語拼音順序排序）：

使用教程

• Goldman, Jean-Philippe (2004). Praat tutorial and resources.
• van Lieshout, Pascal (2005). Praat short tutorial: An introduction.
• Welby, Pauline & Ito, Kiwako (2002). Praat tutorial.
• Wood, Sidney (2005). Beginners guide to Praat.
• 熊子瑜（2004）. Praat語音軟體使用手冊. 2004年現代語音學暑期講習班課程講義.
• 徐清白（2005-2007）. Praat手冊漢語版. 官方手冊的漢語翻譯版本HTML文檔（未完成）.

視頻教程

• Praat Language Lab 教導英語教學的師生如何以Praat軟體改善發音。

腳本

• Agustín Gravano (2006). ToBI Annotation Environments
• Bert Remijsen (2004). Bert Remijsen's Praat scripts
• CHILDES (n.d.). Slicing and Splicing with Praat.
• Chris Darwin (2005). Praatscripts.
• Florian Jaeger (2004). Praat scripting tutorial Basics.
• Gareth Walker (2005). Praat.
• Guillaume Rolland (2000). Automatic stylisation of the fundamental frequency F0 using MOMEL.
• Ingmar Steiner (2005). Praat Scripts.
• Johan Frid (2006). Praat Scripts.
• John Tøndering (n.d.). Praat.
• Katherine Crosswhite (n.d.). Praat Scripts and Other Materials.
• Kyuchul Yoon (n.d.). praat.
• Mietta Lennes (2006). Mietta's Praat scripts.
• Pauline Welby (n.d.). Pauline Welby's Praat Info.
• Peter Gilles (2000). Kleine Sammlung von PraatScripts.
• Piet Mertens (2004-2005). Prosogram Additional tools.
• Setsuko Shirai (n.d.). Praat Scripts
• 許毅 (2006). TimeNormalizeF0.praat

外掛程式

• Mertens, Piet (2005). Prosogram.
• Plichta, Bartek (2006). Akustyk.

另外，在一些論壇網站開設的語音學專業版面上，也聚集了水平各異的Praat用戶（按論壇名稱漢語拼音排序）：

• 北大中文論壇：語音實驗技術版
• 復旦中文論壇：語音學與實驗語音學版

腳註

1. ^ 詳見What's new?（Praat手冊文檔）的全部記載。
2. ^ 大約從4.6版起分成兩個版本，分別適用於Windows 95/98/NT4/ME系統與Windows 2000/XP/Vista系統。
3. ^ 參看What's new?（Praat手冊文檔） 2005年9月1日4.3.21版更新說明的第2條。
4. ^ 嚴格地講，音高是一個聽覺的心理學概念，而基頻是一個物理學概念，但本文和Praat軟體的界面與文檔中將二者視為等同的概念術語，pitch大多翻譯作音高，而f0或f₀一律翻譯作基頻。
5. ^ 音節的概念對於不同語言不盡相同，即便是同一種語言，學術界也存在爭議。在工程實現中，具體的語種和應用目的決定音節切分的標準和程序。節拍群等更不必說。因此，這類自動切分程序由各種語言的研究者和工程師提供可能更為合適。
6. ^ 參看Paul Boersma's writings on the Praat program或FAQ: How to cite Praat（Praat在線幫助）。
7. ^ 有關Praat軟體分析演算法的詳細情況，可以參看Paul Boersma's writings on the Praat program所列文獻。
8. ^ 參見官方網站的下載說明。Praat自3.2版開始使用SIL字型，沿襲至今。SIL Doulos IPA 1993是早期廣為使用的國際音標字型，但SIL已將其作廢，改推薦Unicode的國際音標字型。在使用者討論群組曾有人詢問如何在Praat軟體中顯示非拉丁語系的字元，但作者博爾斯馬表示，目前尚無此功能，除非他將整個軟體轉換成Unicode版本。作者承諾將在4.7版中提供更多對Unicode的支持，並已從4.6.07版開始逐步提供相應的測試性實現。根據官方公布的消息，自5.0.21版起，Praat支持在標注功能中使用漢字、韓文、阿拉伯文、基里爾字母等字元。
9. ^ 聽覺語音學或心理語言學的實驗涉及對人腦功能的觀測，仍然需要特殊的儀器，而且價格十分昂貴。
10. ^ 其中一部分也見於Praat軟體所附手冊文檔。
11. ^ www.praat.org只是一個自動轉向這裡的域名。

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