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WaveSurferによる音声分析

Last updated at 2020-03-07Posted at 2020-12-28

#はじめに
この記事は，音声分析ソフト「WaveSurfer」の基本操作や少々わかりづらい操作をまとめた記事である．
実際に自分も使用している為，使用していて忘れてしまいそうな部分も含めまとめた．
使用したWaveSurferのバージョンは8.5.2.8である．

#音声ファイルの読み込み
File → Open → 分析したい音声ファイルを選択 → 選択した音声ファイルの音声波形が表示
※wav形式のファイル以外は読み込めない為，注意が必要．

#波形の拡大縮小，周期の確認
WaveBarを右クリック → Create Pane → Waveform → 下の画像のようになる

上記の画像の状態から，ツールバーの＋が描かれている虫眼鏡のようなボタンを押すと拡大され，下記の画像のようになります．そうすることで１周期の波形を見ることができる．縮小したい場合は，－が描かれている虫眼鏡のようなボタンを押せば縮小される．なお，下記の画像の波形は，単独で発音した/a/の波形である．

また，上記で表示させた拡大させた波形を画面から消去したい場合，
右クリック → Delete Pane
で表示を消すことができる．

#時間表示
WaveBarを右クリック → Create Pane → Time Axis

#ピッチ分析，パワー分析
###ピッチ分析(声の高さ)(基本周波数分析)
WaveBarを右クリック → Create Pane → Pitch contour

赤線の部分のピッチ(基本周波数)の値は，左下のオレンジ線の部分に表示される．

###パワー分析(声の大きさ)
WaveBarを右クリック → Create Pane → Power plot

赤線の部分のパワーの値は，左下のオレンジ線の部分に表示される．

#広帯域分析，狭帯域分析
###広帯域分析
WaveBarを右クリック → Create Pane → Spectrogram

スペクトログラムの上で右クリック → Properties → 下記の画像のように表示されるため

FFT window length，Analysis window type，Analysis bandwidth，Cut spectrogram atを広帯域分析ができるように変更する．

※Analysis window typeの窓の種類は任意

上記の画像のような設定にすると，以下の画像のようなスペクトログラムが表示される．

広帯域分析は時間分解能を高めた分析方法で，フォルマントの時間的変化の観測に向いている．

###狭帯域分析
WaveBarを右クリック → Create Pane → Spectrogram

スペクトログラムの上で右クリック → Properties → 下記の画像のように表示されるため

広帯域分析と同じように
FFT window length，Analysis window type，Analysis bandwidth，Cut spectrogram atを狭帯域分析ができるように変更する．

※広帯域分析と同じくAnalysis window typeの窓の種類は任意

上記の画像のような設定にすると，以下の画像のようなスペクトログラムが表示される．

狭帯域分析は周波数分解能を高めた分析方法で，アクセントやイントネーションなど声の基本周波数に関する観測に向いている．

#FFT分析，LPC分析
###FFT分析
一定区間(1周期が目安)の波形を選択 → 右クリック → Spectrum Section → AnalysisをFFTに選択
※Window，Order，FFT pointsは任意

###LPC分析
上記の画像のAnalysisをLPCに変更
※Window，Order，FFT pointsは任意

LPC分析によってスペクトル包絡を表示させ，フォルマントを観察することができる．
なお，上記のFFT分析とLPC分析の画像は/a/の波形で行ったものである．

#フォルマントプロット
WaveBarを右クリック → Create Pane → Formant Plot → 表示されたスペクトルグラムを右クリック → Properties → Spectrogram → 広帯域分析の値に設定

フォルマントプロットは，第1～第4フォルマント周波数を色線でプロットする．