一種工尺譜樂譜與其音樂midi信號融合裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種工尺譜樂譜與其音樂MIDI信號融合裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 工尺譜是我國傳統(tǒng)音樂主要的樂譜記錄方法之一，有著一千多年的歷史，在我國 民族音樂中廣為使用，存見的大多數(shù)傳統(tǒng)劇種（如昆劇等）和中國樂器的樂譜都采用工尺譜 為載體，工尺譜樂譜保存了前人大量的音樂遺產(chǎn)，為中國民族音樂的傳承與發(fā)展做出了巨 大貢獻(xiàn)。
[0003] 但是，現(xiàn)代人們對工尺譜樂譜已經(jīng)非常陌生，國際流行的MIDI音樂信號也是以西 方音樂為基礎(chǔ)產(chǎn)生與發(fā)展的，不適合于我國傳統(tǒng)的工尺譜樂譜的信息表示，同時對工尺譜 樂譜的識別與理解也存在較大的分歧，迫切需要能兼容合并與分解工尺譜樂譜圖像信號與 對應(yīng)的MIDI數(shù)字音樂信號的融合裝置，從而解決我國傳統(tǒng)工尺譜樂譜的存儲與傳播問題， 實現(xiàn)工尺譜樂譜與其MIDI信息的同步傳播，使得優(yōu)秀的中國傳統(tǒng)音樂作品能被現(xiàn)代人們 所共享與欣賞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種工尺譜樂譜與其音樂 MIDI信號融合裝置的技術(shù)方案。
[0005] 所述的一種工尺譜樂譜與其音樂MIDI信號融合裝置，包括工尺譜樂譜圖像的水 印嵌入?yún)^(qū)域、工尺譜樂譜的音樂MIDI信號轉(zhuǎn)換部分和工尺譜樂譜與其MIDI水印信息融合 部分；工尺譜樂譜圖像的水印嵌入?yún)^(qū)域可嵌入工尺譜樂譜的MIDI水印信息，工尺譜樂譜圖 像的水印嵌入?yún)^(qū)域是在工尺譜樂譜圖像的音樂語義信息之外進(jìn)行順時針向外螺旋擴(kuò)展；工 尺譜樂譜的音樂MIDI信號轉(zhuǎn)換部分包含了對工尺譜樂譜的音樂MIDI信號轉(zhuǎn)換的表述參 數(shù)，工尺譜樂譜與其MIDI水印信息融合部分包含了 MIDI水印信息融合到工尺譜樂譜的嵌 入和分解的表述參數(shù)，其特征在于所述融合裝置包括轉(zhuǎn)換模塊、嵌入模塊和分解模塊， 轉(zhuǎn)換模塊：實現(xiàn)把工尺譜樂譜的音樂MIDI信號轉(zhuǎn)換為MIDI水印信息；工尺譜樂譜的 音樂MIDI信號從頭到尾按字節(jié)逐個處理，每個字節(jié)都轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，并統(tǒng)一格式化為8位 二進(jìn)制表示形式，即格式為：，每個1^為0或l，l<i<8,且i為正整數(shù)， 工尺譜樂譜的音樂MIDI信號的字節(jié)二進(jìn)制表示的取值范圍為00000000~ 11111111，工尺譜樂譜的音樂MIDI信號轉(zhuǎn)換后得到的二進(jìn)制序列設(shè)為B ; 嵌入模塊：實現(xiàn)把工尺譜樂譜的MIDI水印信息嵌入到工尺譜樂譜圖像中，分為兩個步 驟： (1)在工尺譜樂譜圖像中確定水印嵌入?yún)^(qū)域：為避免破壞原有工尺譜樂譜的 音樂語義信息，在工尺譜樂譜圖像四周周邊按順時針向外螺旋擴(kuò)展，首先計算擴(kuò)展 的寬度，擴(kuò)展的寬度設(shè)為E :設(shè)原來的工尺譜樂譜圖像為I，它的長和寬分別是H和 W，二進(jìn)制序列B的長度為L，那么原來的工尺譜樂譜圖像I四周擴(kuò)展的寬度為：
其中Γ?表示取上界，原來的工尺譜樂譜圖像I擴(kuò)展后得到擴(kuò)展的工尺 譜樂譜圖像u，擴(kuò)展的工尺譜樂譜圖像u的擴(kuò)展區(qū)域的所有像素都設(shè)為背景色； (2)在水印嵌入?yún)^(qū)域嵌入MIDI水印信息：以擴(kuò)展的工尺譜樂譜圖像I'左上角像素為 起點，按上邊、右邊、下邊、左邊的順序，順時針從外向內(nèi)旋轉(zhuǎn)逐個像素嵌入MIDI水印信息； 首先在擴(kuò)展的工尺譜樂譜圖像U左上角第一個像素開始的16個像素，嵌入二進(jìn)制序列B 長度L的16位二進(jìn)制表示；然后對二進(jìn)制序列B按順序逐個位數(shù)嵌入到擴(kuò)展的工尺譜樂譜 圖像"中，如果待嵌入的當(dāng)前MIDI水印信息為1，那么把擴(kuò)展的工尺譜樂譜圖像1'中 對應(yīng)的像素設(shè)為前景色，否則設(shè)為背景色，最后得到嵌入MIDI水印信息后的工尺譜樂譜圖 像I"; 分解模塊：當(dāng)需要提取出嵌入MIDI水印信息后的工尺譜樂譜圖像I"中的音樂MIDI 信號和原來的工尺譜樂譜圖像I信號的時候，可以利用分解模塊分解得到，具體方法是： (a) 先提取嵌入MIDI水印信息后的工尺譜樂譜圖像I"中左上角第一個像素開始的第 一行的前16個像素，把它們按前景色為1，背景色為0,轉(zhuǎn)換為16個0/1組成的序列，然后 轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)，得到已嵌入MIDI水印信息的二進(jìn)制序列B的長度L ; (b) 從第17個像素開始，按順時針，先上邊、再右邊、下邊和左邊順序，從外向內(nèi)，逐個 像素提取，一共提取L個像素，把L個像素按前景色為1，背景色為0,轉(zhuǎn)換為長度為L的0/1 序列，就是MIDI水印信息，再把這個序列從頭到尾按8位分割，把每個分割的單位轉(zhuǎn)換為一 個字節(jié)，就得到了音樂MIDI信號，再把音樂MIDI信號存儲到文件中； (c) 把新文件用后綴為.mid來保存，就得到了純粹的MIDI文件，它不包含圖像信息； (d) 刪除嵌入MIDI水印信息后的工尺譜樂譜圖像I"中上邊、右邊、下邊和左邊寬度是 E的擴(kuò)展區(qū)域，就可以得到原有的工尺譜樂譜圖像I。
[0006] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點如下： 1. 本發(fā)明可對工尺譜樂譜進(jìn)行正常的使用，嵌入后的MIDI水印信息不會破壞原有工 尺譜樂譜的音樂語義信息，不會使閱讀者產(chǎn)生歧義； 2. 本發(fā)明能同步傳輸工尺譜樂譜的圖像信號信息與對應(yīng)的音樂MIDI信號信息； 3. 本發(fā)明產(chǎn)生的嵌入MIDI水印信息后的工尺譜樂譜圖像能同時校驗工尺譜樂譜的音 樂語義信息與嵌入的MIDI水印信息中的音樂語義信息之間的異同性，從而判斷出傳輸和 使用過程中是否存在信號失真現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0007] 圖1是普通的工尺譜樂譜； 圖2是工尺譜樂譜圖像嵌入其MIDI水印信息后的新圖像； 圖3是本發(fā)明的處理流程圖。
【具體實施方式】
[0008] 下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明： 圖1為普通的工尺譜樂譜，它的基本結(jié)構(gòu)是：有效的音樂語義信息集中在樂譜圖像的 中間，四周是無效的方框和背景色。
[0009] 圖2為利用本發(fā)明的融合裝置后，在圖1中嵌入其MIDI水印信息后得到的新圖 像，通過觀察發(fā)現(xiàn)，新圖像中的原有的工尺譜樂譜的音樂語義信息都沒有遭到破壞，而且在 圖像四周嵌入了 MIDI水印信息，這些信息也不會影響對原有的樂譜的閱讀和使用。
[0010] 圖3為本發(fā)明的處理流程圖。
[0011] -種工尺譜樂譜與其音樂MIDI信號融合裝置，包括工尺譜樂譜圖像的水印嵌入 區(qū)域、工尺譜樂譜的音樂MIDI信號轉(zhuǎn)換部分和工尺譜樂譜與其MIDI水印信息融合部分；工 尺譜樂譜圖像的水印嵌入?yún)^(qū)域可嵌入工尺譜樂譜的MIDI水印信息，工尺譜樂譜圖像的水 印嵌入?yún)^(qū)域是在工尺譜樂譜圖像的音樂語義信息之外進(jìn)行順時針向外螺旋擴(kuò)展；工尺譜樂 譜的音樂MIDI信號轉(zhuǎn)換部分包含了對工尺譜樂譜的音樂MIDI信號轉(zhuǎn)換的表述參數(shù)，工尺 譜樂譜與其MIDI水印信息融合部分包含了 MIDI水印信息融合到工尺譜樂譜的嵌入和分解 的表述參數(shù)，所述融合裝置包括轉(zhuǎn)換模塊、嵌入模塊和分解模塊。
[0012] 轉(zhuǎn)換模塊：實現(xiàn)把工尺譜樂譜的音樂MIDI信號轉(zhuǎn)換為MIDI水印信息；工尺譜樂 譜的音樂MIDI信號從頭到尾按字節(jié)逐個處理，每個字節(jié)都轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，并統(tǒng)一格式化為 8位二進(jìn)制表示形式，即格式為：，每個1^為0或1，I < i < 8,且i為正整數(shù)， 工尺譜樂譜的音樂MIDI信號的字節(jié)二進(jìn)制表示的取值范圍為00000000~ 111 111 11，工尺譜樂譜的音樂MIDI信號轉(zhuǎn)換后得到的二進(jìn)制序列設(shè)為B。
[0013] 嵌入模塊：實現(xiàn)把工尺譜樂譜的MIDI水印信息嵌入到工尺譜樂譜圖像中，分為兩 個步驟： (1) 在工尺譜樂譜