【導(dǎo)讀】Praat語(yǔ)音軟件使用手冊(cè)。北京東城區(qū)建國(guó)門(mén)內(nèi)大街5號(hào)。中國(guó)社會(huì)科學(xué)院語(yǔ)言研究所。謹(jǐn)以此獻(xiàn)給“2021年現(xiàn)代語(yǔ)音學(xué)暑期講習(xí)班”上的可親可敬的。學(xué)員們，祝愿大家都能夠?qū)W有所得?。╊l域維度測(cè)量某個(gè)時(shí)點(diǎn)的某個(gè)頻率位置的強(qiáng)度................62

　　

【正文】 用聲譜儀或語(yǔ)圖儀中的窄帶濾波器（帶寬通常為 45Hz）做出的語(yǔ)圖，稱為“窄 帶語(yǔ)圖”，其水平方向?yàn)闀r(shí)間，豎直方向?yàn)轭l率。這種語(yǔ)圖顯示出一條條水平條 紋自下而上依次表示元音的各個(gè)諧波，最下面的一條通常為基音。量出第 n 條諧 波的高度，換算出其頻率數(shù)，再除以 n，就可以求得基頻值 f0。因此，窄帶語(yǔ)圖 主要用于分析諧波特 性和音調(diào)特點(diǎn)。如下圖所示，上半部是聲音的波形圖，下半 部就是窄帶語(yǔ)圖。 2橫杠 由于共鳴作用，語(yǔ)音在某些頻率區(qū)上的能量較強(qiáng)，在三維語(yǔ)圖上表現(xiàn)出濃度 較深的橫條，稱為“橫杠”，可以根據(jù)濁音橫杠的中心頻率位置來(lái)分析它的音色 特性。如下圖 F F F3 所示： [衣 ] 2共振峰 在特定的頻率區(qū)域聚集大量聲能的語(yǔ)音表現(xiàn)，稱為“共振峰”。在言語(yǔ)產(chǎn)生 中，任何聲道結(jié)構(gòu)都有共振，因此就會(huì)出現(xiàn)共振峰。元音共振峰在三維語(yǔ)圖上明 顯地呈現(xiàn)為粗 黑的橫杠。最低的三個(gè)共振峰最有特點(diǎn)，稱為第一共振峰（ F1）、 第二共振峰（ F2）和第三共振峰（ F3），在聲學(xué)語(yǔ)音上就是根據(jù)這幾個(gè)共振峰的 23 Praat 語(yǔ)音軟件使用手冊(cè) 熊子瑜 位置來(lái)區(qū)分不同元音的。 [m]、 [n]等濁輔音有類似于元音的共振峰，擦音和塞擦 音等清輔音表現(xiàn)出類似于共振峰的強(qiáng)頻區(qū)。下圖中紅點(diǎn)表示共振峰的中心頻率。 [啊 ] 2亂紋 非周期性延續(xù)音在三維語(yǔ)圖上的一種形似“雨潲”表現(xiàn)，稱為“亂紋”。亂 紋雖然沒(méi)有明顯的共振峰，但有能量集中區(qū)痕跡，它是擦音在語(yǔ)圖上的典型特征。 [分 ] 24 Praat 語(yǔ)音軟件使用手冊(cè) 熊子瑜 2沖直條 塞音爆破時(shí)有一股較強(qiáng)的氣流沖出，在語(yǔ)圖和一般頻譜中表現(xiàn)為一條較窄的 豎條，稱為“沖直條”。 [巴 ] 25 Praat 語(yǔ)音軟件使用手冊(cè) 熊子瑜 三 頻譜分析 通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，幫助您掌握寬帶語(yǔ)圖和窄帶語(yǔ)圖的分析以及二維頻譜分析 的方法和參數(shù)設(shè)置，學(xué)會(huì)制作語(yǔ)圖和頻譜圖，掌握從窄帶語(yǔ)圖的片段分析對(duì)象中 提取基頻的方法；熟練操作 To Spectrogram?， [Spectrogram] To Spectrum （ slice）?， [Spectrogram] Paint?， [Spectrogram] Query?以及 [Spectrum] Edit， [Spectrum] Draw?， [Spectrum] Query?等菜單的操 作。 （一）語(yǔ)圖分析及參數(shù)設(shè)置 在對(duì)象列表窗口中選擇一個(gè)或多個(gè)您要分析的聲音文件，如下圖 1 所示，被 選擇的對(duì)象名稱表面呈藍(lán)色；再點(diǎn)擊右側(cè)菜單中的 Spectrum按鈕下的 To Spectrogram ?，如下圖 2 所示： 會(huì)自動(dòng)彈出下面對(duì)話框： 27 Praat 語(yǔ)音軟件使用手冊(cè) 熊子瑜 如果做寬帶語(yǔ)圖，一般在上圖 1 的 位置將 Windows Length 設(shè)置為 秒； 如果做窄帶語(yǔ)圖，一般將 Windows Length 設(shè)置為 秒。 【說(shuō)明 1：作寬帶語(yǔ)圖所用的濾波器帶寬一般在 300 赫茲左右，作窄帶語(yǔ)圖 所用的濾波器帶寬一般在 45 赫茲左右，這也是它們各自得名的原因。為何分別 選擇 300 赫茲和 45 赫茲呢？主要是考慮到語(yǔ)聲的基頻上限一般在 300 赫茲以下， 基頻下限一般在 50 赫茲以上，也就是說(shuō)兩個(gè)諧波之間的頻率間距一般高于 50 赫茲，低于 300 赫茲。因此取 45 赫茲的帶 寬，能夠基本保證將相鄰諧波一個(gè)個(gè) 區(qū)分開(kāi)來(lái)；取 300 赫茲的帶寬，使得相鄰諧波凝成一團(tuán)而無(wú)法區(qū)分。也就是說(shuō)， 帶寬越小，窗內(nèi)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)目越多，頻率范圍分解出較多區(qū)段，則頻率分辨率越 高，但是其時(shí)間分辨率越低；帶寬越大，窗內(nèi)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)目就越少，則頻率分辨 率越低，但是其時(shí)間分辨率越高，若過(guò)少，會(huì)使低頻成分丟失。通常，窗內(nèi)時(shí)間 點(diǎn)的數(shù)目至少應(yīng)該包含樂(lè)音的一個(gè)周期。因此窗口長(zhǎng)度至少大于 1/300= 秒。】 【說(shuō)明 2：在 Praat 程序中，采用的是一種類似與高斯窗的窗口，其窗口時(shí) 長(zhǎng)與帶寬的換 算公式如下： Bandwidth=，因此若取窗口長(zhǎng)度 為 秒，則得到濾波器的帶寬約為 260 赫茲，若取窗口長(zhǎng)度為 秒，則得 到濾波器的帶寬約為 44 赫茲。因此窗口長(zhǎng)度分別設(shè)置為 秒和 秒通常 可以分別滿足寬帶分析和窄帶分析的要求。當(dāng)然這個(gè)值是可以根據(jù)要求來(lái)進(jìn)行調(diào) 整的。窄帶分析的窗口長(zhǎng)度一般可以不做調(diào)整，保持 秒基本可以滿足所有 分析的要求，寬帶分析的窗口長(zhǎng)度通常需要根據(jù)諧波之間的頻率間距進(jìn)行調(diào)整， 取的帶寬以略大 于基頻值為佳，公式如下： Window length=，其 中 Bandwidth 略大于 f0，也就是說(shuō)，作寬帶語(yǔ)圖分析時(shí)，遵循基頻越高，窗口長(zhǎng) 度越短的原則?！? 通常情況下可以在 2 的位置將 Maximum frequency 設(shè)置為 5000 赫茲；通常 28 Praat 語(yǔ)音軟件使用手冊(cè) 熊子瑜 在 3 的位置將 Time step 設(shè)置為 秒；通常在 4 的位置將 Frequency step 設(shè) 置為 20 赫茲；通常在 5 的位置將 Windows shape 設(shè)置為 Gaussian。 設(shè)置完成之后，按“ OK”按鈕提交程序執(zhí)行。等到程序執(zhí)行結(jié)束以后，在 對(duì)象列表窗口您可以看到一個(gè)新的對(duì)象，它的名稱等于聲音文件的名稱，而類型 是“ Spectrogram”，如下圖 1 所示： 至此，程序的語(yǔ)圖分析工作已經(jīng)結(jié)束。接下來(lái)，我們觀察一個(gè)語(yǔ)圖。 （二）觀察語(yǔ)圖 為了觀察剛才分析出來(lái)的語(yǔ)圖，您可以先選擇剛才分析出來(lái)的 Spectrogram 對(duì)象，如下圖 1 所示；再點(diǎn)擊右側(cè)的 View 按鈕，如下圖 2 所示，來(lái)打開(kāi) Spectrogram 對(duì)象： 點(diǎn)擊上圖 2 的 View 按鈕之后，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的窗口，如下圖所示： 29 Praat 語(yǔ)音軟件使用手冊(cè) 熊子瑜 為了能夠清晰地觀察語(yǔ)圖，您可以調(diào)整顯示窗口的高度和寬度，還可以通過(guò) 點(diǎn)擊上圖左下腳所示的幾個(gè)按鈕來(lái)調(diào)節(jié)橫軸的顯示比例，以達(dá)到最佳的觀察效 果。其中，“ all”按鈕在當(dāng)前窗口中顯示全部信號(hào)的語(yǔ)圖；“ in”按鈕是 2 倍放大 時(shí)間坐標(biāo)軸；“ out” 按鈕是 2 倍縮短時(shí)間坐標(biāo)軸；“ sel”按鈕是在當(dāng)前窗口中顯 示您所選擇的那段信號(hào)。下圖是放大后的一段語(yǔ)圖： 請(qǐng)根據(jù)您所掌握的語(yǔ)音學(xué)知識(shí)來(lái)觀察語(yǔ)圖，通過(guò)語(yǔ)圖來(lái)分析音色特征，了解 不通音段的聲學(xué)表現(xiàn)，如濁音橫杠、亂紋、沖直條、輔音強(qiáng)頻區(qū)等等。 （三）畫(huà)圖及參數(shù)設(shè)定 第一步：在上圖 Praat picture 窗口里選定合適的區(qū)間，大小高度根據(jù)所作圖 30 Praat 語(yǔ)音軟件使 用手冊(cè) 熊子瑜 形的大小高低來(lái)確定，如上圖用粉紅色所框住的空間。 另外，您還可以在 Praat picture 的 Pen 菜單里選擇合適的顏色來(lái)作圖，如上 圖 3 所示；選擇合適的線條形狀來(lái)作圖，如上圖 1 所示；并可以設(shè)定線條的粗細(xì)， 如上圖 2 所示。這些設(shè)置的目的在于提高區(qū)分性以及觀賞性。 第二步：選定您要畫(huà)圖的語(yǔ)圖對(duì)象 Spectrogram，如下圖 1 所示；再點(diǎn)擊右 側(cè) 2 位置的按鈕 Paint?，如下圖 2 所示： 會(huì)自動(dòng)彈出下一對(duì)話框： 在上圖 1 和 2 分別輸入所畫(huà)部分的起點(diǎn)和末點(diǎn)時(shí)間。如果您要畫(huà)出所選定對(duì) 象的全部語(yǔ)圖，則不必修改 1 和 2 的數(shù)據(jù)，保持默認(rèn)狀態(tài)即可，即畫(huà)出全部語(yǔ)圖。 如果您所分析的聲音文件比較長(zhǎng)，而您要畫(huà)的只是其中的一部分語(yǔ)圖時(shí)，則請(qǐng)您 在畫(huà)圖之前確定好它的起點(diǎn)和末點(diǎn)時(shí)間，并在 1 中輸入其起點(diǎn)時(shí)間，單位是秒； 在 2 中其末點(diǎn)時(shí)間，單位是秒。 在上圖 3 和 4 分別輸入所畫(huà)部分的起始和截至頻率。如果您做的是寬帶語(yǔ)圖 時(shí)，則不必修改 3 和 4 的數(shù)據(jù)，保持默 認(rèn)狀態(tài)即可，即畫(huà)出所有的頻率，根據(jù)前 面分析時(shí)設(shè)定的頻率范圍，通常為 05000 赫茲。如果您做的是窄帶語(yǔ)圖，通常 情況下在 4 的位置將 Frequency range 設(shè)置為 1200 赫茲 [一般適用于成年男性 ]、 31 Praat 語(yǔ)音軟件使用手冊(cè) 熊子瑜 或 2021 赫茲 [一般適用于成年女性 ]、或 2500 赫茲 [一般適用于兒童 ]?！菊f(shuō)明：畫(huà) 窄帶語(yǔ)圖時(shí)， 4 號(hào)位置的值通常按以下原則進(jìn)行設(shè)置：其值大約為 10*f0mean，如， 男性發(fā)音人的平均基頻大約為 120 赫茲，則設(shè)置為 1200 赫茲是比較合適的。】 通?？梢员３? 10 的設(shè)置不變，默認(rèn)狀態(tài)即可?！菊f(shuō)明：如 果所畫(huà)語(yǔ)圖的整體顏色偏深，可以適當(dāng)降低上圖 7 位置 Dynamic range 的分貝值， 如果所畫(huà)語(yǔ)圖的整體顏色偏淺，可以適當(dāng)提高上圖 7 位置 Dynamic range 的分貝 值?！? 設(shè)置結(jié)束后，按上圖 11“ OK”提交運(yùn)行，程序會(huì)在 Praat picture 窗口的指 定空間內(nèi)作圖，下面分別選擇寬帶語(yǔ)圖和窄帶語(yǔ)圖的畫(huà)圖結(jié)果： 看上圖，可以知道這是一個(gè)寬帶語(yǔ)圖，橫坐標(biāo)標(biāo)示時(shí)間，縱坐標(biāo)標(biāo)示頻率， 能量的強(qiáng)弱用濃淡來(lái)標(biāo)示。寬帶語(yǔ)圖的特點(diǎn)是時(shí)域的區(qū)分性較強(qiáng)，而頻域的區(qū)分 度較弱，常用于分析音色特征。 看上圖，可以知道這是一個(gè)窄帶語(yǔ)圖，橫坐標(biāo)標(biāo)示時(shí)間，縱坐標(biāo)標(biāo)示頻率， 能量的強(qiáng)弱用濃淡來(lái)標(biāo)示。窄帶語(yǔ)圖的特點(diǎn)是頻域的區(qū)分度較強(qiáng)，而時(shí)域的區(qū)分 性較弱，常用于分析諧波和音高特性。 32 Praat 語(yǔ)音軟件使用手冊(cè) 熊子瑜 看上圖橫坐標(biāo)的起點(diǎn)時(shí)間 秒 ，末點(diǎn)時(shí)間是 秒，這是作圖參 數(shù)設(shè)置時(shí)設(shè)定的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，表示這段語(yǔ)圖在聲音文件里的時(shí)間位置。 給圖形加上更加明細(xì)的縱坐標(biāo) 您可以在 Praat picture 的 Margins 菜單里選擇 Marks left every ?菜單，如下 圖 1 所示。 會(huì)自動(dòng)彈出下面對(duì)話框，在下圖 1 的位置設(shè)定 Distance 的值。這個(gè)值的設(shè)定 主要是根據(jù)坐標(biāo)軸的數(shù)據(jù)范圍和等分的份數(shù)來(lái)確定，一般可以將其分做 5 等份。 如坐標(biāo)軸是 02021 赫茲，則將 Distance 設(shè)定為 400；如坐標(biāo)軸是 05000 赫茲， 則將 Distance 設(shè)