中国工尺谱的数字实现研究

发布时间：2020-04-11 04:46

【摘要】：工尺谱是中国传统的音乐记谱法之一,是包括人类口头与非物质文化遗产之一的昆曲在内的大多数中国传统戏曲和乐器的主要记谱法。中国传统工尺谱乐谱的数字化实现在国内外尚未进行过系统研究,本文在分析与整理一系列工尺谱的记谱方法与规律的基础上,综合利用中国民族音乐理论、西方音乐理论、图像处理、模式识别、计算机技术和数字媒体技术等多学科知识,就工尺谱领域知识和工尺谱乐谱的数字实现进行了探索与研究。 本文从工尺谱记谱法领域知识的数字化,工尺谱乐谱的图像分割与谱字识别,以及工尺谱乐谱音乐信息存储、传播、显示和重建等方面进行了研究,主要贡献有: 1.建立了工尺谱的元数据(Metadata)方案。此方案在都柏林的DC核心(Dublin Core)元数据方案的基础上,结合现有的音乐元数据方案和传统机读目录格式(MARC),根据工尺谱记谱法的领域知识和工尺谱乐谱的特征,提出包含51个修饰词的工尺谱元数据方案,其中新增了针对工尺谱的“书写方式”、“谱字”、“题跋”、“收藏者”、“剧种”、“方言”和“资源质量”等33个修饰词。 2.提出了工尺谱乐谱的图像分割方法。根据工尺谱乐谱的图像特征,提出了基于DFS(Depth-first Search)的二值图像连通区域标记算法,具有平均效率高并能同时获取区域特征等优点;依据无歌词的工尺谱乐谱图像(如琵琶谱)特点,提出了基于种子螺旋扩张的包围盒算法(Axis-aligned Bounding Box),能有效地提取出乐谱中的所有谱字;针对有歌词的工尺谱乐谱图像(如昆曲乐谱),提出了基于投影和自适应迭代平滑技术的图像分离算法,可有效地将工尺谱乐谱中的歌词与谱字分离。 3.提出了工尺谱乐谱谱字的音乐信息识别方法。从图像分割方法获取的谱字中提取出谱字的特征数据,分别利用Bayes分类器、遗传算法分类器和最近邻法分类器,对工尺谱乐谱的谱字进行单分类器识别;同时,提出了基于先验概率的多分类器融合方法,相对于上述三个单分类器,该方法大大提高了工尺谱谱字的识别效率。 4.建立了工尺谱乐谱的数据存储方案。利用MIDI1.0协议,结合工尺谱乐谱特点,提出了类MIDI的工尺谱乐谱存储方案;利用工尺谱记谱法的特征,提出了描述工尺谱乐谱的音乐信息的全息标记文本存储方案;利用数据库技术和工尺谱元数据方案,提出了工尺谱乐谱的数据库概念模式和逻辑模式。 5.提出了工尺谱乐谱显示和重建方法。利用XML标记语言和SVG技术,显示和重建工尺谱乐谱的音乐信息,先用DTD(Document Type Definition)定义工尺谱的DTD文档,再利用谱字图像构建谱字的SVG组模板字体信息,通过定义工尺谱乐谱的歌词与谱字的几何构建规则,实现工尺谱乐谱的重建。 本文从跨学科的多角度视野,对中国传统的音乐记谱法的数字实现进行了探索性的研究,提出了一系列实现中国传统的工尺谱数字化方案与方法,为在数字时代将工尺谱等传统的文化与艺术形式实现数字化提供必要的技术实现思路与手段,同时对传承和弘扬中国传统文化与艺术具有重大意义和广阔的应用前景。
【图文】：

图 2.2 《西厢记》之“长亭”的原始乐谱和二值化后的乐谱绝大多数的工尺谱乐谱也是可以用二值数字图像的形式进行数字化转换，只有少量的工尺谱乐谱被标记上了带色彩的符号，在不会引起歧义的情况下，可以把带有彩色符号的工尺谱乐谱图像用二值数字图像进行转换并存储使用，由于带彩色的符号往往是后来者对乐谱阅读之后的修改，因此如果要完整的记录乐谱的原貌和使用的情况，应该利用彩色图像的形式对工尺谱乐谱进行数字化，保持原有的特征。如图 2.2 所示，，彩色乐谱（左边）二值化后的乐谱图像（右边）保留了原来图像的所有音乐信息，但是原图像中有许多红色的关于节奏信息（板式信息）的符号，如“○”、“、”等，非原始印刷的音乐修改信息在二值图像中不能被识别出来，虽然音乐信息的完整性得以保存，但修改信息（新加的红色符号为印刷后的使用者的记号）不能完整的得以体现。

闭运算使用结构元素 B 对 A，先进行膨胀运算，再进行腐蚀运算。开运算满足下列性质：（１） ABo是 A 的子图（２） 如果 C 是 D 的子图，则 CD是oDBo的子图。（３） ABBABooo()=同样，闭运算也满足下列性质：（１） A 是 A B的子图。（２） 如果 C 是 D 的子图，则 C D是 D B的子图。（３） (A B) B=A B开运算是非扩张的，而闭运算是扩张的，开闭运算可以消除图像的椒盐状噪声。图 2.5 是用十字形结构元素用开运算处理工尺谱乐谱的结果，结果显示，用开运算可以去掉部分椒盐状噪声，如汉字“前腔”右边的椒盐状噪声已被去掉。
【学位授予单位】：上海大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：G202

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王红霞;程艳芬;;改进的EM算法在分块灰度图像二值化中的应用[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2011年04期

2 王星;刘金义;;基于HSI的彩色图像二值化技术研究[J];科学技术与工程;2011年19期

3 杨君;李细荣;;焊缝图像边缘线提取的一种有效算法[J];新余学院学报;2011年03期

4 贺向前;冉隆科;谭鹏程;金晶;;骨龄X射线图像的预处理和改进k余弦的指骨关键点定位[J];中国组织工程研究与临床康复;2011年26期

5 王传丽;宇仁德;张齐;;基于Matlab数字图像处理的车牌定位方法[J];交通标准化;2011年13期

6 严传鹏;;基于图像处理的边坡表面状态检测方法研究[J];农业网络信息;2011年08期

7 宗瑞山;田启川;;基于感兴趣区域的快速虹膜定位方法[J];计算机应用研究;2011年09期

8 黄乃映;詹宜巨;;彩色三维PDF417条码的设计[J];自动化与信息工程;2011年03期

9 张璐;赵洁;;车辆牌照识别系统的研究[J];山西电子技术;2011年04期

10 吴进;;视频帧中字幕信息提取的区域检测算法研究[J];电视技术;2011年11期

相关会议论文 前10条

1 曹成茂;缪鹏程;孙燕;刘辉;洪翎;;基于叶片面积的温室植物水分监测系统的研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会（CSAE 2009）论文集[C];2009年

2 李军;;基于二维直方图的指纹图像二值化[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年

3 朱军民;黄磊;刘昌平;;图像二值化方法比较[A];第八届全国汉字识别学术会议论文集[C];2002年

4 刘玉红;王志芳;熊兴良;王颖;李虹;李章勇;赵志强;谢正祥;;图像的带参二值化理论和技术及其医学应用[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集（上册）[C];2007年

5 吴剑波;李明鸣;赵宏;谭玉山;;立体视觉三维测量系统中的数据获取技术[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集（下）[C];2001年

6 张卫;杜尚丰;;Hough变换在农田机械视觉导航中的应用[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年

7 范宜艳;刘文超;邬文俊;;基于液晶系统的规则点编码技术研究[A];湖北省机械工程学会设计与传动学会、武汉机械设计与传动学会2008年学术年会论文集（1）[C];2008年

8 张敏;王锡淮;肖健梅;;一种集装箱箱号定位及字符切割技术[A];2009中国控制与决策会议论文集（2）[C];2009年

9 王晓卫;张志虎;贾红光;;SSDA算法在某型空地导弹模拟训练系统的应用[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年

10 王晓卫;陈伟;张志虎;;Hough变换法在导弹弹位信号识别中的应用及仿真[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年

相关重要报纸文章 前10条

1 孟凡玉;工尺谱仍然活在民间[N];音乐周报;2005年

2 通讯员 李永晖;白庙村雅乐班复活70首工尺谱古曲[N];北京日报;2005年

3 通讯员 魏龙元 张雄 记者 张茧;东安惊现两首孔子乐曲工尺谱文本真迹[N];湖南日报;2005年

4 张剑锋;“工尺谱”演泽中国古代音乐史诗[N];西部时报;2005年

5 记者 王路;我市公示第二批非物质文化遗产名录[N];宁波日报;2008年

6 董磊;“峄山道乐”与民间保护者马锡干[N];中国文化报;2008年

7 本报记者 张晓华 项阳;聆听“圈头村音乐会”[N];中国民族报;2004年

8 整理 本报实习记者 温蕊 本报记者 阮帆;智化寺京音乐坚守传统五百六十年[N];北京科技报;2006年

9 吴颖;智化寺京音乐:靠国家扶持才能活？[N];北京商报;2008年

10 曹跃林;王寿牌子锣：声震鄂东的百年回响[N];黄石日报;2006年

相关博士学位论文 前10条

1 陈根方;中国工尺谱的数字实现研究[D];上海大学;2011年

2 郭t

本文编号：2623168