2019年12月1日 星期日

Praat 語音分析筆記 (一) : 簡介與軟體下載

Praat 是我以前寫碩士論文所使用的工具軟體, 大約是在 2001 年我在高師大英語研究所選修了鍾榮富老師的語音學課程, 原先課堂上使用 PCquirer, 但此軟體繪圖能力不強, 音高曲線似有若無, 老師後來決定改用免費但功能強大的 Praat 真是如魚得水, 我也在閱讀使用手冊後撰寫了一小冊未出版的 "Praat 初學者使用手冊" (2003), 雖說是給初學者看的, 但後來覺得關於設定的解說上還是太過於技術性, 此次趁整理講演資料之便改寫, 希望能降低文學院學生使用 Praat 的障礙.


一 Praat 簡介

1.1 Praat 的開發者 

Praat 是由荷蘭阿姆斯特丹大學語音科學研究所的兩位教授 : Dr. Paul Boersma 及 David Weenink 所開發的, 主要用來在 PC 上進行語音分析, 隨著程式不斷擴展, 目前其功能已經包括語音合成以及類神經領域. 其原始碼使用 C++ 語言撰寫而成, 由於具有平台可攜性, 很容易編譯成各種平台的執行檔, 目前在六種作業系統 (Windows, Linux, Macintosh, Silicon Graphics, SPARC Solaris, HP-UX) 上均可執行, 最新版本 (v.6.0.17) 甚至可以在樹莓派 (Raspberry Pi) 上面運行. 參考 :

http://www.fon.hum.uva.nl/praat/manual/What_s_new_.html


1.2 Praat 的優點 

過去要做語音聲學分析需購置昂貴設備如 Kay 4000 等機器搭配內建軟體才能進行例如音高, 頻譜, 或聲紋等分析, 但 Praat 的出現徹底改變了這種態勢, 由於 PC 的普及, 一般電腦均內建語音卡可方便擷取聲音訊號並進行數位化; 另一方面, CPU 計算能力的快速演進也使得以軟體實作高效能快速傅立葉分析 (頻譜分析的數學基礎) 變成可能.

總之, Praat 讓語音聲學分析脫離昂貴的特定軟硬體設備束縛, 能夠在個人電腦上執行, 而且允許免費使用, 不僅對於實驗語音學貢獻宏大, 在心理學, 語言教學, 語言病理學, 甚至自然語言處理等領域也被普遍使用, 參考 :

# Wiki : Praat語音學軟體

Praat 優點摘要如下 :
  1. 提供數據擷取功能, 可避免目視讀取誤差或錯誤.
  2. 內建 Script 程式語法及動作紀錄功能, 可自動執行重複性量測分析.
  3. 具備圖形處理能力, 可輸出波形, 分析結果圖形, 便於製作研究報告.
  4. 提供語音標記功能.
  5. 提供詳盡之線上操作說明文件.
  6. 屬於分享軟體 (shareware), 不需付費徵得同意即可取得及使用.
事實上 Praat 功能非常多, 除了語音分析外也能做語音合成.


1.3 下載 Praat

Praat 係一分享軟體 (Shareware), 亦即在獲得作者授權情況下使用者可自由下載及使用此軟體在各作業系統上的可執行檔甚至改寫其原始程式碼, 但禁止販售或以任何形式進行商業行為.

目前作者仍不斷地修改與擴充程式, 前最新版本為 v6.1.07 (Dec. 1, 2019). 下載 Praat 程式請連至其首頁:

# http://www.fon.hum.uva.nl/praat/

在首頁左上角有一 Download 區, 按下其中的 Windows 連結會跳到下載頁,
點選 praat6107_win64.zip 即可.





解壓縮 praat6107_win64.zip 會在 \Users\pboersma\builds\win64 目錄下得到單一檔案 praat.exe (約 40MB 左右), 請複製到較好存取的目錄例如 D:\praat 下存放.




1.4 執行 Praat

Praat 是綠色軟體不須安裝 (portable), 點擊解壓縮後的 praat.exe 即可運行軟體, 但是由於 Windows 的防護機制, 執行這種未經安裝的軟體會被攔截, 出現如下視窗, 請點 "其他資訊", 底下會出現兩個按鈕, 按 "仍要執行" 即可, Praat 是安全軟體, 可放心執行 :





執行 praat.exe 會開啟兩個視窗, 左邊的是 Object 物件視窗, 右邊的是 Picture 繪圖視窗. Object 視窗乃是操作 Praat 語音分析與合成功能的主要介面, 所有匯入的聲音檔以及其分析結果都會列於此視窗中; 而 Picture 視窗則用於圖形之輸出與標記, 方便撰寫研究報告時製作實驗結果圖形之用. 這些圖形可以存成圖檔以便輸出至文件編輯軟體例如 WORD 中使用. 初學 Praat 時還用不到繪圖視窗, 可將其關閉.




Praat 提供完善之線上操作手冊, 按 Object 與 Picture 視窗右上角的 help 會彈出的一張選單, 點選其中的 “Praat Intro” 會開啟一個 Manual 視窗, 裡面提供了詳盡的使用說明與技術參考, 且各項目與關鍵字具有超連結功能可交互查詢. 此外使用者亦可輸入關鍵字搜尋相關訊息.





以上便是 Praat 的簡介與軟體下載與執行的方式.

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