Praat語音學軟件

**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，主要用於對數位化的語音信號進行分析、標註、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，常被稱作 **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・布爾斯馬（Paul Boersma）** 教授和**大衛・韋寧克（David Weenink）** 助教授。

### 版本

Praat 最早的版本發布於 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。作者會時常發布修訂版本，消除舊的故障，增添新的功能。2007 年 12 月 10 日發布了 5.0 版。

Praat 目前支持在多種計算機平台上運行，包括：

* Macintosh
* Windows
* 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，不可能也無意於代替由開發者提供的手冊文檔。
> 
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### 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**標註**，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**矢量圖**或位圖，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。

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（數位化測量）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註的科學研究與課堂教學。

### 語音分析與標註

對語音信號的分析與標註是 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）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矢量圖，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註，包括音段切分和文字注釋，標註的結果還可以獨立保存和交換。然而，Praat 本身缺乏**自動**標註功能，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。

### 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：

```
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/
```

如果不允許引用電腦程式，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插件（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位訊號處理算法仍然不盡如人意，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）。標註時所使用的國際音標字型為 SIL Doulos IPA 1993（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），而非 SIL 推薦的 Unicode 字型。

### 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插件，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：

* Praat: doing phonetics by computer（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） Praat 官方網站，提供最新版軟體及原始碼下載等
* Praat User List（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 作者參與的 Praat 用戶討論組，位於 Yahoo! Groups（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 荷蘭阿姆斯特丹大學（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 人文學院（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 語音科學研究所（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 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、腳本和插件，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.
* 永久失效連結] 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）（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）。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)（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）。ToBI Annotation Environments
* Bert Remijsen (2004)（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）。Bert Remijsen's Praat scripts
* CHILDES (n.d.)。Slicing and Splicing with Praat.
* Chris Darwin (2005)（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）。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.)（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）。praat.
* Mietta Lennes (2006)（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）。Mietta's Praat scripts.
* Pauline Welby (n.d.)。Pauline Welby's Praat Info.
* http://fips.igl.uni-freiburg.de/~peter/praatscripts.htm（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）。Kleine Sammlung von PraatScripts.
* Piet Mertens (2004-2005)。Prosogram Additional tools.
* Setsuko Shirai (n.d.)。Praat Scripts
* 許毅 (2006)。TimeNormalizeF0.praat

　
: **插件**

* 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