An Online Handwritten System of Music Score

Introduction:

    樂譜(Music Score),是用來記錄樂曲的工具,通常是以手寫或是印刷形式作表現。樂譜是由許多符號組成,稱之為音符。音符主要記錄樂曲的聲調、時間、段落和彈奏方式。

 

    在過去許多音樂家使用紙筆進行創作。隨著科技發展,許多音樂家使用電腦輔助創作。使用電腦的好處是在編輯的同時,可以播放,並且輸出時是以標準印刷體格式作輸出。在早期,光學手寫樂譜辨識系統被用來辨識已經掃描成樂譜的影像。然而這套系統的辨識錯誤率高,且在修改樂譜方面顯得麻煩。基於以上的缺點,有人提出直接在電腦上進行創作,因此,線上樂譜編輯系統被提出來。

 

    線上樂譜編輯系統可以使用三種方法達成,第一種是使用點擊方式。像是市面上MagicScore Maestro Allegro,提供選單或是圖示方式供使用者選擇音樂符號。如下圖是點擊輸入系統。

 

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圖一、MagicScore Maestro系統介面。

    第二種是使用手勢方式。利用簡單的筆劃去代替複雜的音符。下圖是Frosberg系統中所定義的筆劃,水平線是五線譜某部分,其餘灰色是筆觸。此方式的缺點是需要記憶與音符無相關的手勢。

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圖二、Forsberg提出系統之手勢範例。

 

    第三種是使用Pen-based方式輸入音符。Pen-based的輸入方式與我們平常在紙上寫作方式完全相同。使用者只需要具備基礎樂理常識即可立即使用。

 

System overview:

    在本系統中,我們採用Pen-based作為輸入的方式。我們限制使用者一次輸入一筆劃作辨識,接著將此筆劃與其他筆劃結合並辨識為音符。下表是支援的音符列表。

 

    下表是支援的筆劃。

 

    系統使用方式是使用者在畫面上寫下一筆筆劃後,系統就會自動進行辨識與合併的動作。筆劃之間的合併規則是依照真實音符的形狀作合併。如二分音符依照形狀就是一垂直線VLine和空心圓WHead所組成。下表是組成的規則。

 

 

 

    下面是系統運作之範例,第一張圖是實際書寫之筆劃,注意的是,為了方便表示,這裡將所有一筆劃全部一次顯示出來;第二張圖是系統辨識後結果。我們可以看到筆劃無誤的辨識出來且黏貼在正確位置上,並且考慮到了音符間的間隔順序。

 

    另外系統也設計樂譜修改的功能。樂譜修改指的是可以針對已經存在樂譜上的音符進行刪除與移動的動作。因輸入方式採用手寫,故我們要善用手寫的優勢,利用手寫來進行這些動作。我們提出的概念是使用者只要用筆壓下想要動作的部分,然後拖到想要的地方即可。在系統介面上,我們擬用兩條水平線分出三個區域,中間五線譜為手寫區域,其餘為刪除區域,如圖二十七所示。當使用者想要移動整個音符或移動其中某部分時,只要拖住該部分,然後移到想要的地方即可。反之,若想要進行刪除動作,則只需要拖到刪除區域,系統即可作刪除動作。

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圖三、手寫區域與刪除區域。

 

    下表是每個動作的範例。

 

 

 

System Advantage:

1.      寫作方式與在紙上相同。

2.      平均筆劃辨識率98.35%

3.      平均筆劃辨識速度0.0216秒。

4.      支援足夠音符供創作。

5.      提供樂譜修改功能。

6.      提供樂譜播放功能。

 

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