一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法及系统，包括一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法(简称“方法”)以及一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换系统(简称“系统”)。所述的方法主要包括一种对音乐乐谱通用格式MusicXML文件的内容进行预处理、乐谱到盲文转换、盲文乐谱精简化处理的方法；所述的系统主要包括：用户界面层、转换逻辑层；用户界面层包括：MusicXML乐谱录入模块、乐谱格式设置模块以及结果预览模块；转换逻辑层包括：预处理模块、转换模块、精简化处理模块；系统借助于方法帮助用户转换MusicXML乐谱到盲文乐谱。转换正确率在96％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法及系统
本专利技术涉及一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法及系统，属于人工智能与知识管理领域。
技术介绍
中国是全世界盲人最多的国家，有盲人1200万，占世界盲人总数的18％，盲人由于在视觉上的障碍，从而在听觉上有异于常人的敏感性和灵敏性。在盲人从事的职业当中，越来越多的从业者选择从事音乐相关的工作。本文介绍了一种音乐乐谱到中国盲文的转换方法，主要是把乐谱转换成MusicXML文件再转换到中国盲文的转换方法。音乐按照记谱方式的不同，通常分为五线谱与简谱。五线谱是把代表不同节奏和韵律的音符和音乐记号记载在五条距离相等的横线上的一种方法，也是国际上通用的记谱法。简谱是指一种简易的记谱法，分数字简谱和字母简谱两种。使用打谱软件，五线谱和简谱能够互相转换，当前，大多数乐谱采用五线谱方式记载。MusicXML是一种开放的、基于XML的用于电子乐谱信息交换与电子乐谱发布的文件格式，其目标是构建一种针对音乐记谱的通用格式，支持记谱、分析、信息检索、排版布局。该格式中所定义的音乐信息可以被绝大多数音乐软件(超过140种)识别和应用，包括记谱软件、音序软件、演奏软件、音乐教育软件，以及音乐数据库等。MusicXML包含了乐谱信息及其描述信息，如作者、谱号、调号、小节、音高、音长、旋律、节奏、和弦、圆滑音等。MusicXML中元素297个，属性226个，实体59个，元素用来描述数据，属性用来描述元数据。MusicXML有两种记谱方式：一种按照声部记录，采用横向方向组织音乐数据，音符组成小节，小节组成组成声部，声部组成乐谱，以score-partwise为根。另一种按照时间记录，采用纵向方式组织音乐数据，按小节划分，一个小节内记录各个声部同小节的音符，以score-timewise为根。盲人因其对于现实世界的不可见，只能通过带有触觉的盲文来实现对真实世界的理解。盲文又称为点字或凸字，是在不同材料上由不同的凸点组成。当前常用盲文是由6个点组成的方块，简称“方”，打印或手动书写出来的盲文是凸出来的点表示有效点，左侧从上至下为1点、2点、3点，右侧从上至下依次为4点、5点、6点，如下图17所示。盲文ASCII是计算机中存储和识别盲文的ASCII符号，能够对应转成相应的盲文点字。盲文音乐符号是盲人使用的触觉凸点文字的一部分，是以盲文形式记录音乐的符号体系。盲文音乐符号以八分音符为基本音符，其中用1、2、4、5点组合，包括表示音阶1234567(五线谱中的CDEFGAB)，用3、6点组合来表示时值，如全音符、二分音符、四分音符、八分音符等。1996年世界盲人协会发布《NewInternationalManualofBrailleMusicNotation》是一个国际通用的盲文音乐标准。在我国，中国盲人协会、中国盲文出版社等单位联合制定的《中国盲文音乐符号GB/T16431—2008》是我国盲文乐谱的国家标准，中国盲文音乐符号除了包括国际上通用的常用音乐符号、声乐符号和西洋乐器符号外，还包括有中国特色的民族乐器符号。当前，有部分国内外学者研究了盲文乐谱相关工作。专利申请号：201610244257.0，名称为《一种由MIDI到盲文乐谱的翻译方法及系统》包括一种由MIDI到盲文乐谱的翻译方法和一种由MIDI到盲文乐谱的翻译系统。主要是将MIDI数据格式文件转换成格式化的乐谱数据，然后绘制五线谱，最后生成盲文乐谱。此专利采用的乐谱源格式是MIDI格式文件，MIDI主要关注音乐的演奏方式和控制手段，即电子音乐设备中音响效果；对于乐谱信息，如多声部、奏法表达、显示方式、排版方法、歌词等，都不能表示或有效表现；在记谱过程中，音乐工作者更关注如何清晰、准确地以符号、文本和图像的方式记录下可被人阅读和理解的音乐，MIDI难以满足音乐记谱需求；对于同一个MIDI文件，使用不同软件播放时音响可能一样，但还原出来的乐谱与原始乐谱差距较大，会丢失乐谱中的重要符号。此外该专利未对转换后的盲文乐谱进行化简操作，转换后的盲文较繁长，增加了盲人阅读时间。专利申请号：201610044996.5,名称为《基于对节记谱法的盲文乐谱自动排版方法》利用节拍信息进行盲文乐谱排版，并根据对节记谱法规则针对盲文乐谱进行自动排版。该专利提出的方法仅对钢琴乐谱进行了自动排版，而对于其他乐器演奏的乐谱缺乏应有的排版策略，此外该专利只解决了盲文乐谱排版问题，未解决明文乐谱到盲文乐谱转换问题。上述公开方法或系统也未结合中国民族乐器和中国盲文音乐规则，故在实际使用中，往往需要懂得盲文和音乐的人手动调整转换结果，费时费力。当前我国已出版的盲文乐谱主要通过人工翻译而来，翻译速度及准确率无法满足视障者对盲文乐谱的需求。本专利技术实现音乐乐谱到盲文的转换方法，致力于克服人工翻译盲文乐谱的低效率、高成本的缺点，以及已有技术不足之处，旨在提出一种基于MusicXML乐谱到盲文的自动翻译方法及系统，本专利技术将明文状态的乐谱，经过计算机技术的读取和处理，转换为盲文乐谱，解决盲人识别和阅读乐谱的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决明文乐谱到盲文转换问题，提出了一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法及系统；1.本专利技术一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法及系统包括一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法(简称“方法”)以及一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换系统(简称“系统”)两部分；所述的系统主要包括：用户界面层、转换逻辑层；用户界面层是一种为用户提供相应服务的图形化界面，服务于用户转换MusicXML乐谱到盲文ASCII码和盲文点字；用户界面层包括：MusicXML乐谱录入模块、乐谱格式设置模块以及结果预览模块；MusicXML乐谱录入模块用于录入要转换的MusicXML乐谱，有代码输入和MusicXML文件上传两个单元；乐谱格式设置模块包括盲文排版设置单元和转换结果选择单元，盲文排版设置单元用于设置每行小节数、每页行数、每行方数，转换结果选择单元用于选择显示盲文点字还是盲文ASCII码；结果预览模块用于显示转换结果，并且可下载转换的盲文ASCII码和盲文点字；转换逻辑层为用户提供转换策略、模式和方法，同时把封装好的模式和方法用于转换用户录入的MusicXML乐谱；转换逻辑层包括：预处理模块、转换模块、精简化处理模块；预处理模块主要包括：获取MusicXML乐谱单元，验证MusicXML乐谱规范化单元；转换模块主要包括：MusicXMLDOM解析单元，MusicXML乐谱元素遍历模块；MusicXML乐谱元素遍历模块又包括：乐谱头部信息处理单元、乐谱谱号处理单元、乐谱调号处理单元、乐谱拍号处理单元、乐谱音符处理单元、乐谱和弦处理单元、乐谱连音处理单元、乐谱力度、速度和表情记号处理单元、乐谱装饰音处理单元以及乐谱变音记号处理单元；精简化模块包括：盲文乐谱精简化处理单元、盲文乐谱排版处理单元以及盲文乐谱结果处理单元；2.所述的方法主要包括一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法，主要包括如下步骤：步骤一、MusicXML乐谱录入及预处理；步骤二、MusicXML乐谱遍历及转换为盲文；步骤三、盲文乐谱精简化及排版输出；具体的，步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法及系统，其特征在于：包括一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法(简称“方法”)以及一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换系统(简称“系统”)两部分；所述的系统主要包括：用户界面层、转换逻辑层；用户界面层是一种为用户提供相应服务的图形化界面，服务于用户转换MusicXML乐谱到盲文和盲文ASCII码；用户界面层包括：MusicXML乐谱录入模块、乐谱格式设置模块以及结果预览模块；MusicXML乐谱录入模块用于输入要转换的MusicXML乐谱，有代码录入和MusicXML文件上传两个单元；乐谱格式设置模块包括盲文排版设置单元和转换结果选择单元，盲文排版设置单元用于设置每行小节数、每页行数、每行方数，转换结果选择单元用于选择显示盲文点字还是盲文ASCII码；结果预览模块用于显示转换结果，并且可下载转换的盲文ASCII码和盲文点字；转换逻辑层为用户提供转换策略、模式和方法，同时把封装好的模式和方法用于转换用户输入的MusicXML乐谱；转换逻辑层包括：预处理模块、转换模块、精简化处理模块；预处理模块主要包括：获取MusicXML乐谱单元，验证MusicXML乐谱规范化单元；转换模块主要包括：MusicXML DOM解析单元，MusicXML乐谱元素遍历模块；MusicXML乐谱元素遍历模块又包括：乐谱基本信息处理单元、乐谱谱号处理单元、乐谱调号处理单元、乐谱拍号处理单元、乐谱音符处理单元、乐谱和弦处理单元、乐谱连音处理单元、乐谱力度、速度和表情记号处理单元、乐谱装饰音处理单元以及乐谱变音记号处理单元；精简化模块包括：盲文乐谱精简化处理单元、盲文乐谱排版处理单元以及盲文乐谱结果处理单元。...

【技术特征摘要】
1.一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法及系统，其特征在于：包括一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法(简称“方法”)以及一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换系统(简称“系统”)两部分；所述的系统主要包括：用户界面层、转换逻辑层；用户界面层是一种为用户提供相应服务的图形化界面，服务于用户转换MusicXML乐谱到盲文和盲文ASCII码；用户界面层包括：MusicXML乐谱录入模块、乐谱格式设置模块以及结果预览模块；MusicXML乐谱录入模块用于输入要转换的MusicXML乐谱，有代码录入和MusicXML文件上传两个单元；乐谱格式设置模块包括盲文排版设置单元和转换结果选择单元，盲文排版设置单元用于设置每行小节数、每页行数、每行方数，转换结果选择单元用于选择显示盲文点字还是盲文ASCII码；结果预览模块用于显示转换结果，并且可下载转换的盲文ASCII码和盲文点字；转换逻辑层为用户提供转换策略、模式和方法，同时把封装好的模式和方法用于转换用户输入的MusicXML乐谱；转换逻辑层包括：预处理模块、转换模块、精简化处理模块；预处理模块主要包括：获取MusicXML乐谱单元，验证MusicXML乐谱规范化单元；转换模块主要包括：MusicXMLDOM解析单元，MusicXML乐谱元素遍历模块；MusicXML乐谱元素遍历模块又包括：乐谱基本信息处理单元、乐谱谱号处理单元、乐谱调号处理单元、乐谱拍号处理单元、乐谱音符处理单元、乐谱和弦处理单元、乐谱连音处理单元、乐谱力度、速度和表情记号处理单元、乐谱装饰音处理单元以及乐谱变音记号处理单元；精简化模块包括：盲文乐谱精简化处理单元、盲文乐谱排版处理单元以及盲文乐谱结果处理单元。2.如权利要求1所述的一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法及系统，其特征还在于：所述的一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法，主要包括如下步骤：步骤一、MusicXML乐谱输入及预处理；步骤二、MusicXML乐谱遍历及转换为盲文；步骤三、盲文乐谱精简化及排版输出。3.如权利要求2所述的一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法，其特征还在于：具体的，步骤一包括：步骤1.1获取MusicXML乐谱；第一种方案是手动输入MusicXML代码；第二种方案是直接上传MusicXML文件；步骤1.2验证MusicXML乐谱规范化；将步骤1.1获取的MusicXML内容，使用MusicXMLSchema或MusicXMLDTD对MusicXML乐谱进行自动检查；若符合标准，则继续进行下一个步骤，若不符合标准则提示用户修改乐谱。4.如权利要求2所述的一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法，其特征还在于：步骤二、对步骤一输出的MusicXML乐谱进行遍历并转换为盲文，具体包括以下几步：步骤2.1将步骤一预处理的MusicXML乐谱，根据不同的浏览器分别使用DOMParser方法或ActiveXObject方法，解析为XMLDOM形式；步骤2.2对MusicXML乐谱的元素进行遍历，并依次转换为盲文。5.如权利要求4所述的一种基于MusicXML乐谱到盲文的转换方法，其特征还在于：步骤2.2对MusicXML乐谱的元素进行遍历，并依次转换为盲文，具体为：步骤2.2.1乐谱头部信息处理，扫描并获取乐谱的work节点及子节点work-number、work-title节点，或获取movement-title节点作为乐谱标题，获取第1个音乐小节key节点作为调号，time节点作为拍号，credit-words节点作为音乐基本显示属性；接着获取identification节点及里边的详细信息，之后按照标准对照表转换为ASCII码和盲文；这些信息作为起始信息，放置在盲文乐谱最前面；步骤2.2.2乐谱主题信息处理，循环遍历part节点；步骤2.2.3循环遍历measure节点；步骤2.2.4乐谱谱号处理；获取measure节点中的attributes节点，判断是否存在staves子节点，如果存在该子节点，获取该节点的值，根据值的内容，得到乐谱的具体谱号类型；对于measure的每个子节点，如果存在staff节点，则根据staff节点的值来归属对应谱号的信息，staff节点值为1转换为盲文乐谱中的高音谱或右手谱，staff节点值为2表示为低音谱或左谱，之后按照标准对照表转换为ASCII码和盲文；如果不存在staff子节点，则直接进入下一个步骤处理；步骤2.2.5乐谱调号处理；遍历到attributes节点时，判断是否存在key子节点；如果存在该子节点，获取属于key节点下面的fifths节点和mode节点的值，然后根据此两项值的内容，转换为对应的调号值，之后按照标准对照表转换为ASCII码和盲文；如果不存在key子节点，则直接进入下一个步骤处理；步骤2.2.6乐谱拍号处理；遍历到attributes节点时，判断是否存在time子节点；如果存在该子节点，获取属于time节点下面的beats节点和beat-type节点的值，然后根据此两项值的内容，转换为对应的拍号值，之后按照标准对照表转换为ASCII码和盲文；如果不存在time子节点，则直接进入下一个步骤处理；步骤2.2.7乐谱音符处理；获取measure节点中的note节点，判断当前节点是不是和弦节点，接着获取type节点值和属于pitch节点下面的step节点和octave节点的值，然后根据这三项值的内容，转换为对应的音乐符号和音乐时值，之后按照标准对照表转换为ASCII码和盲文；如果不存在pitch子节点，则直接进入下一个步骤处理；步骤2.2.8乐谱和弦处理；获取measure节点中的note节点，判断当前节点是不是和弦节点，接着判断紧跟同为staff值的下一个note节点是否为和弦节点，一直到同为staff值后面的note节点中的不是和弦节点为止；记录此过程中的每个note节点的音符、时值和音程；如果staff值为1，即为高音谱或者右手谱，音程的计算从高到低计算，将音程最高的note音符作为根音符，紧跟其后的note音符仅表示为音程之差值；如果staff值为2，即为低音谱或者左手谱，音程的计算从低到高计算，将音程最低的note音符作为根音符，紧跟其后的no...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏伟，吴尽昭，蔡川，林和，刘莉，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62