Praat语音学软件

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Praat语音学软件
原作者

保罗·博尔斯马


大卫·威宁克
初始版本 1993年
穩定版本 5.0.34(2008年9月22日)
操作系统 跨平台:
Macintosh, Windows, Linux, FreeBSD, SGI, Solaris, HPUX
语言 英语
类型 语言学软件语音学
许可协议 GNU通用公共许可证
網站 www.praat.org

Praat语音学软件,原名Praat: doing phonetics by computer,通常简称Praat,是一款跨平台的多功能语音学专业软件,主要用于对数字化语音信号进行分析、标注、处理合成等实验,同时生成各种语图和文字报表。

背景概要[编辑]

命名[编辑]

Praat国际音标 [praːt][pʀaːt])在荷兰语中是说话交谈的意思,而doing phonetics by computer使用计算机研究语音学。作为软件的名称,简便起见,不妨合起来翻译作Praat语音学软件

作者[编辑]

Praat的作者是荷兰阿姆斯特丹大学人文学院语音科学研究所的主席保罗·博尔斯马(Paul Boersma)教授和大卫·威宁克(David Weenink)助教授。

版本[编辑]

Praat最早的版本发布于1993年。起初用户还无法自由地下载使用,但从2003年6月5日的4.1版起,作者取消了专门的授权并开放了绝大部分源代码。进一步,从2004年3月4日的4.2版起,作者开放了全部源代码,使Praat成为采用GNU通用公共许可证授权的开源软件。相隔短则一天,长则月余,作者就会发布最近修订的版本,消除旧的故障,增添新的功能。2007年12月10日发布了5.0版。[1]

Praat目前支持在多种计算机平台上运行,包括:

作者为以上平台的用户提供已编译好的目标文件。高级用户还可以在其他操作系统平台上修改并编译源代码后运行Praat程序。

Praat能够在图形命令行两种用户界面下运行,但两种界面的目标文件(可执行文件)各自独立,以Windows版为例,即分为praat.exepraatcon.exe两个可执行文件,其中后者只能通过命令行方式从控制台调用。

功能简介[编辑]

请注意:和维基百科中其他介绍软件产品的条目一样,本条目以下章节中对Praat的功能进行的简要介绍仅供读者参考,不可能也无意于代替由开发者提供的手册文档。

用途概述[编辑]

Praat的主要功能是对自然语言语音信号进行采集分析标注,并执行包括变换滤波等在内的多种处理任务。作为分析结果的文字报表和语图,不但可以输出到个人计算机磁盘文件中和终端显示器上,更能够输出为精致的矢量图位图,供写作和印刷学术论文与专著使用。

此外,Praat还可用于合成语音或声音统计分析语言学数据辅助语音教学测试,等等。随着新版本的发布,Praat的功能和用途仍在不断扩展,但实际上多数用户只需要用到一小部分功能。

构成与界面[编辑]

Praat程序由外围核心两层构成。外围主要包括对象窗口(Object window,标题为Praat objects)、画板窗口(Picture window,标题为Praat picture)、脚本编辑器(ScriptEditor)、按钮编辑器(ButtonEditor)、数据编辑器(DataEditor,无固定标题)、情报窗口(Info window)和手册(Manual)等不负责具体的信号处理任务的辅助性组件。Praat每次启动时,自动打开对象窗口和画板窗口。对象窗口也是Praat的主控窗口,在Praat程序的会话进程中始终打开,大部分功能也需要由此展开。脚本(script)在是Praat中执行各种操作的宏命令,能够简化日常操作,减少出错,并实现大量复杂操作的自动化。按照作者的最初设想,除了Praat之外还会有其他程序使用与Praat相同的外围程序,但多年来一直没有实现[3]

Praat的核心部分即具体负责语音信号处理任务的程序,包括所有的对象类型(Types of object)、动作命令(Action commands)和相应的编辑器(Editors)。对象(object)是由Praat程序所构建的数据存储载体,有很多种类型,如声音(Sound)、文本表格(TextGrid)、音高(Pitch)、变换(Manipulation),等等,通过执行编辑器或动态选单(Dynamic menu)中的动作命令完成对数据的查询(数字化测量)和处理(生成新对象)任务。声音编辑器(SoundEditor)和文本表格编辑器(TextGridEditor)是Praat中最常用的两种编辑器,多用于涉及语音分析和标注的科学研究与课堂教学。

语音分析与标注[编辑]

对语音信号的分析与标注是Praat的基本功能。在Praat中录音或读取音频文件后,可以按用户要求显示以下多种语图

  • 三维语图(spectrogram)
  • 频谱切片(spectral slices)
  • 音高(即基频[4])曲线(pitch contour)
  • 共振峰曲线(formant contour)
  • 音强曲线(intensity contour)

所有的语图都可以绘制成精致的矢量图,也可以将相应的对象数据保存为磁盘文件。除直观的语图外,Praat也能通过对信号数据的计算获得各种文字情报,比如音高、时长、第一或第二共振峰频率的数值等,也同样可以根据需要输出为适当的形式。

Praat允许用户对语音数据进行标注,包括音段切分和文字注释,标注的结果还可以独立保存和交换。然而,Praat本身缺乏自动标注功能,只能对有声段和静默段进行简单的识别,而不能对音节节拍群语流单位加以切分。[5]

其他功能[编辑]

Praat还具有许多其他功能,包括:

其中某些功能的提供与软件作者的研究兴趣有关(例如“优选论学习”),很多不相关的用户可能不会用到。

引文著录[编辑]

写作学术论文或专著时如果用到Praat软件,有必要在参考文献中进行著录。作者推荐的方式是[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/

如果不允许引用计算机程序,则改引另一处来源:

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.)

在汉语期刊中引用时,应另外酌情修改。

评价与影响[编辑]

优点[编辑]

  • 可以免费获得而无需购买(因为是开源软件)。
  • 无需安装即可运行(但严格地说,还不是绿色软件)。
  • 支持多种操作系统平台。
  • 支持用脚本宏命令和插件(plug-in)扩展和简化操作。
  • 专业功能强大而完备。
  • 高级用户可以按需修改源代码并重新编译,从根本上扩充原有功能。
  • 附有详细的手册文档。

缺点[编辑]

  • 分析程序采用的某些数字信号处理算法[7]仍然不尽如人意,会不可避免地造成迷惑人的假象或产生难以解释的结果。
  • 不能直接访问某些常用音频和图像文件格式,如WMA格式;对MP3格式的支持也仅限读取(软件许可证方面的原因)。
  • 由于最初并不是在Windows平台下开发的,用户界面的设计和某些操作习惯可能会让Windows用户感到不便,比如没有鼠标右键菜单,键盘按键名称也是Macintosh机器的。
  • 目前尚无除英语以外其他语言的版本,部分用户可能会遇到语言障碍。
  • 尚未全面支援Unicode。档案名称如果包含汉字,在Praat对象窗口中会被底线取代。在TextGrid对象中如果输入汉字,屏幕上会显示乱码(但所储存文本仍旧正常,只是显示不出来)。标注时所使用的国际音标字型为SIL Doulos IPA 1993,而非SIL推荐的Unicode 字型[8]

影响[编辑]

  • 尽管还存在一些缺点和不足,毕竟瑕不掩瑜,Praat已成为全世界实验语音学心理语言学语言教学语言调查自然语言处理等相关领域的高校教师、学生和其他研究人员普遍选用的专业软件。
  • Praat的普及,终结了从事实验语音学特别是声学语音学[9]研究必须依赖价格昂贵的实验仪器的时代,许多语音学实验室不再使用各种陈旧的语图仪,而仅仅配置有安装了Praat等软件的个人计算机和灵敏的麦克风作为必备的器材。
  • 部分Praat高级用户公开发布自己编写的脚本甚至插件,其中不乏实用性较高者,既扩充了软件的功能,也扩大了影响。
  • 在中国大陆:尽管只有英语版本可用,许多高校的教师在语音学等相关课程上用Praat进行教学演示,在研究工作中自己使用并鼓励学生克服语言障碍学习掌握Praat的基本功能。越来越多的学术论文和专著当中可以见到用Praat生成的语图和文字报表。不过,总体而言,了解并能够用好这一工具的专业人士还比较少。

参考书目[编辑]

专门介绍Praat使用方法的著作,在世界范围内也并不多见。在中国大陆,有些语音学研究者也作有非正式出版的讲义,而正式出版的学术专著也可能特辟章节简单讲解,列举如下(按出版日期先后排序):

  • Praat语音软件使用手册/熊子瑜(2004年现代语音学暑期讲习班课程讲义,有电子版)
  • 语音特征分析和Praat软件的使用/熊子瑜(2005年现代语音学暑期讲习班课程讲义,有电子版)
  • 语言、语音与技术/王士元,彭刚著.-上海:上海教育出版社,2006年8月(中国当代语言学丛书,ISBN 7-5444-0714-4)——第十二章,Praat简介

外部链接[编辑]

官方资源[编辑]

本文编撰的主要参考文献即以下的官方网站内容[10]

第三方资源[编辑]

许多有经验的Praat用户通过因特网发布自己编写的使用教程、脚本和插件,但不一定允许免费自由下载(按资源类别和作者姓名拉丁字母/汉语拼音顺序排序):

使用教程
视频教程
脚本
插件

另外,在一些论坛网站开设的语音学专业版面上,也聚集了水平各异的Praat用户(按论坛名称汉语拼音排序):

脚注[编辑]

  1. ^ 详见What's new?(Praat手册文档)的全部记载。
  2. ^ 大约从4.6版起分成两个版本,分别适用于Windows 95/98/NT4/ME系统与Windows 2000/XP/Vista系统。
  3. ^ 参看What's new?(Praat手册文档) 2005年9月1日4.3.21版更新说明的第2条。
  4. ^ 严格地讲,音高是一个听觉心理学概念,而基频是一个物理学概念,但本文和Praat软件的界面与文档中将二者视为等同的概念术语,pitch大多翻译作音高,而f0f0一律翻译作基频
  5. ^ 音节的概念对于不同语言不尽相同,即便是同一种语言,学术界也存在争议。在工程实现中,具体的语种应用目的决定音节切分的标准和程序。节拍群等更不必说。因此,这类自动切分程序由各种语言的研究者和工程师提供可能更为合适。
  6. ^ 参看Paul Boersma's writings on the Praat programFAQ: How to cite Praat(Praat在线帮助)
  7. ^ 有关Praat软件分析算法的详细情况,可以参看Paul Boersma's writings on the Praat program所列文献。
  8. ^ 参见官方网站的下载说明。Praat自3.2版开始使用SIL字型,沿袭至今。SIL Doulos IPA 1993是早期广为使用的国际音标字型,但SIL已将其作废,改推荐Unicode的国际音标字型。在使用者讨论群组曾有人询问如何在Praat软件中显示非印欧语系的字元,但作者博尔斯马表示,目前尚无此功能,除非他将整个软件转换成Unicode版本。作者承诺将在4.7版中提供更多对Unicode的支持,并已从4.6.07版开始逐步提供相应的测试性实现。根据官方公布的消息,自5.0.21版起,Praat支持在标注功能中使用汉字、韩文阿拉伯文基里尔字母等字符。
  9. ^ 听觉语音学或心理语言学的实验涉及对人脑功能的观测,仍然需要特殊的仪器,而且价格十分昂贵。
  10. ^ 其中一部分也见于Praat软件所附手册文档。
  11. ^ www.praat.org只是一个自动转向这里的域名。