音樂(lè)學(xué)術(shù)信息檢索與利用專題研究

孔廣馨

當(dāng)前，音樂(lè)教育非常受歡迎，專業(yè)教師也越來(lái)越多。音樂(lè)教育的基礎(chǔ)文獻(xiàn)資源的使用，是每位教師都需要的，并且他們需要有一個(gè)高質(zhì)量的文獻(xiàn)資源，也應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，是提交教育質(zhì)量的出發(fā)點(diǎn)和核心，是我國(guó)教育理念的重大轉(zhuǎn)變，是中國(guó)教育改革和發(fā)展的一個(gè)質(zhì)的飛躍。本文基于音頻檢索的研究現(xiàn)狀，描述了當(dāng)前相關(guān)研究的進(jìn)展，分析并總結(jié)出音樂(lè)內(nèi)容及其檢索的概念，對(duì)音樂(lè)教育的文獻(xiàn)檢索途徑、關(guān)鍵詞分布以及引文進(jìn)行分析，并展望了該領(lǐng)域研究需要注意的問(wèn)題和發(fā)展前景。

研究目的

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來(lái)越多的人會(huì)更加方便、快捷、經(jīng)濟(jì)地使用數(shù)字媒體，人們面臨的問(wèn)題不再是缺乏多媒體內(nèi)容，而是如何在龐大的多媒體世界找到所需要的信息。除了視覺(jué)媒體，語(yǔ)音媒體是最重要的媒體，其信息所總量的20%左右，因此，音頻檢索逐漸發(fā)展成為一個(gè)新的熱點(diǎn)研究方向。近年來(lái)，隨著專業(yè)音樂(lè)教學(xué)逐漸正規(guī)化，隨著引起人們注意的理論的出現(xiàn)，隨著專業(yè)人員增加，我們的音樂(lè)技術(shù)研究和實(shí)用程序也飆升。如何從豐富的文獻(xiàn)積累中找到自己所需要的資料，是每一個(gè)音樂(lè)學(xué)者必須掌握的一門基本功。目前，音樂(lè)系的學(xué)生由于各方面的原因，普遍缺少文獻(xiàn)學(xué)的專門訓(xùn)練，缺乏快速查找和使用文獻(xiàn)的技能，面對(duì)著圖書(shū)館的豐富藏書(shū)往往感到無(wú)從下手，這必然在很大程度上制約其學(xué)習(xí)和研究的進(jìn)一步深入。要解決這個(gè)問(wèn)題，就必須借助中國(guó)音樂(lè)文獻(xiàn)學(xué)，學(xué)習(xí)中國(guó)音樂(lè)文獻(xiàn)甚至其他學(xué)科文獻(xiàn)（如史學(xué)、文學(xué)文獻(xiàn)）積聚流變的一般性規(guī)律，懂得哪些書(shū)應(yīng)先讀、哪些書(shū)應(yīng)精讀、哪些書(shū)可泛讀、哪些書(shū)可讀可不讀，從而掌握中國(guó)音樂(lè)文獻(xiàn)的各個(gè)種類及其特征，查找與自己研究專題相關(guān)的著作。

研究方法

音樂(lè)教育學(xué)的研究方法除從哲學(xué)、心理學(xué)、美學(xué)、歷史學(xué)、社會(huì)學(xué)等角度來(lái)研究外，還常用調(diào)查研究法、實(shí)驗(yàn)研究法、個(gè)案研究法、文獻(xiàn)研究法、分析研究法、統(tǒng)計(jì)研究法等?！案鞣N研究方法常結(jié)合使用，其中調(diào)查研究法、個(gè)案研究法和實(shí)驗(yàn)研究法受到普遍重視。隨著音樂(lè)教育學(xué)研究的逐步深入發(fā)展，重視學(xué)科間的交叉研究、重視理論與實(shí)踐相結(jié)合的研究、重視跨文海的比較研究、重視系統(tǒng)研究、重視各種研究方法的綜合運(yùn)用等成為音樂(lè)教育學(xué)研究方法的發(fā)展趨勢(shì)。”

研究結(jié)果

本次研究主要著力于了解我國(guó)音樂(lè)教育研究?jī)?nèi)容的變化、整個(gè)研究隊(duì)伍的基本情況、當(dāng)前研究的重點(diǎn)，對(duì)于了解和分析我國(guó)音樂(lè)教育研究的現(xiàn)狀、找到彼此間的差距、預(yù)測(cè)未來(lái)研究重點(diǎn)與方向，以及評(píng)價(jià)當(dāng)前研究成果具有理論價(jià)值和實(shí)踐意義。

基于內(nèi)容的音樂(lè)檢索

音樂(lè)是我們經(jīng)常接觸的媒體，音樂(lè)的檢索雖然可以利用文本注釋， 但是音樂(lè)的旋律和感受并不都是可以用語(yǔ)言講得清楚的。通過(guò)在查詢中出示例子， 基于內(nèi)容的檢索技術(shù)在某種程度上可以解決這種問(wèn)題。檢索音樂(lè)利用的是諸如節(jié)奏、音高、樂(lè)器音色、旋律等特征。節(jié)奏是可度量的節(jié)拍，是音樂(lè)中一種周期特性的表示。音高則反映了音樂(lè)內(nèi)容的基頻。基于內(nèi)容的音樂(lè)檢索在國(guó)內(nèi)外都有過(guò)一些相關(guān)研究， 也是計(jì)算機(jī)檢索的主要研究熱點(diǎn)之一，其主要研究的問(wèn)題可分為如下幾個(gè)方面：音樂(lè)的特征表示、音樂(lè)相似性度量、檢索匹配算法及錯(cuò)誤模型。

音樂(lè)旋律的表達(dá)

采用旋律特征進(jìn)行搜索的前提是合理、有效地表示音樂(lè)信息。目前的音樂(lè)信號(hào)的計(jì)算機(jī)表示方法非常有限。其中最基本的方法是采樣法。雖然這種方法簡(jiǎn)單、易懂，但采樣后的信號(hào)量很大，因此導(dǎo)致的存儲(chǔ)、計(jì)算、檢索的開(kāi)銷很大。而且這種方法比較適合以幀為單位的處理，因此多用于語(yǔ)音識(shí)別的領(lǐng)域。但對(duì)于音樂(lè)而言，以幀為單位的時(shí)間尺度太短，無(wú)法從中提取出足以代表整個(gè)樂(lè)段的信息做音樂(lè)信息存儲(chǔ)、查詢信息的特征提取，建立不同音樂(lè)信息的相似性計(jì)算步驟的基礎(chǔ)上有序的特征向量。

音樂(lè)教育文獻(xiàn)檢索

音樂(lè)專著和教科書(shū)，在于全面系統(tǒng)地對(duì)音樂(lè)科學(xué)和技術(shù)之方法進(jìn)行理論的闡述和探討。專著是研究的結(jié)晶，教材是教學(xué)的基本工具。教材的定義有廣義和狹義之分。廣義的教材指課堂上和課堂外教師和學(xué)生使用的所有教學(xué)材料，比如，課本、練習(xí)冊(cè)、活動(dòng)冊(cè)、故事書(shū)、補(bǔ)充練習(xí)、輔導(dǎo)資料、自學(xué)手冊(cè)、錄音帶、錄像帶、計(jì)算機(jī)光盤、復(fù)印材料、報(bào)刊雜志、廣播電視節(jié)目、幻燈片、照片、卡片、教學(xué)實(shí)物等等。教師自己編寫或設(shè)計(jì)的材料也可稱之為教學(xué)材料。另外，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上使用的學(xué)習(xí)材料也是教學(xué)材料。總之，廣義的教材不一定是裝訂成冊(cè)或正式出版的書(shū)本。凡是有利于學(xué)習(xí)者增長(zhǎng)知識(shí)或發(fā)展技能的材料都可稱之為教材。狹義的教材就是教科書(shū)。教科書(shū)是一個(gè)課程的核心教學(xué)材料。從目前來(lái)看，教科書(shū)除了學(xué)生用書(shū)以外，幾乎無(wú)一例外地配有教師用書(shū)，很多還配有練習(xí)冊(cè)、活動(dòng)冊(cè)以及配套讀物、掛圖、卡片、音像帶等。很顯然，廣義的教材既包括課堂教學(xué)的教科書(shū)，也包括其它所有有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的材料。《標(biāo)準(zhǔn)》中的教材主要指狹義的教材，即教科書(shū)。教材是指學(xué)?；蚺嘤?xùn)單位等用來(lái)上課或?qū)W習(xí)的用書(shū)。它們都是就某一個(gè)或幾個(gè)中心主題的理論、方法、術(shù)語(yǔ)、定義等進(jìn)行比較全面系統(tǒng)的論述。

音樂(lè)數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)造

音頻檢索第一步是先建立數(shù)據(jù)庫(kù)：對(duì)進(jìn)行特征提取，將音頻數(shù)據(jù)裝入數(shù)據(jù)庫(kù)的原始音頻部分，特征裝入特征庫(kù)部分，按記錄存放。通過(guò)特征對(duì)音頻數(shù)據(jù)聚類，將聚類信息裝入聚類參數(shù)庫(kù)部分。聚類信息包括特征矢量空間的碼本、閾值等信息。數(shù)據(jù)庫(kù)建立以后就可以進(jìn)行音頻信息檢索。音樂(lè)庫(kù)的索引是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值矩陣，將哼唱輸入與音樂(lè)庫(kù)中的音樂(lè)匹配的過(guò)程就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出過(guò)程。

音樂(lè)識(shí)別與檢索

音樂(lè)識(shí)別由檢索功能查詢結(jié)果匹配和查詢優(yōu)化兩部分組成。首先，搜索引擎的特征向量和聚類參數(shù)集匹配，根據(jù)順序從大到小的相關(guān)性特征數(shù)據(jù)庫(kù)和原始的音頻庫(kù)尋找一定數(shù)量的相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并通過(guò)查詢接口返回給用戶。然后，用戶可以通過(guò)人機(jī)交互，對(duì)檢索結(jié)果逐步求精，不斷縮小的范圍匹配集。

一般的模式分類算法可以用來(lái)查詢功能匹配，但效率是不同的。因?yàn)橐魳?lè)的應(yīng)用程序的特定范圍，根據(jù)音頻處理的一般方法，音樂(lè)旋律音頻信號(hào)預(yù)處理之前匹配，即音頻內(nèi)容分割和特征提取，然后進(jìn)行模式分類。通過(guò)貝葉斯規(guī)則預(yù)測(cè)哼流感病毒的開(kāi)頭部分內(nèi)容，和計(jì)算通過(guò)使用動(dòng)態(tài)時(shí)間的內(nèi)容相似。當(dāng)然，也有研究人員觀察了音頻和視頻檢索方法，根據(jù)提出的要求檢索Stumpf，根據(jù)視頻信息可以大大縮小了音頻檢索的范圍，但它也需要提供更多的信息檢索。

音頻檢索，由于矛盾的感覺(jué)和表達(dá)大大提高了檢索的處理困難。因此，基于內(nèi)容的音頻檢索只能是一種相似性檢索，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的精確匹配檢索。雖然研究人員已經(jīng)在基于內(nèi)容的音樂(lè)檢索技術(shù)上做了很多的研究，但要滿足大容量數(shù)據(jù)庫(kù)的需求，那就有很多的工作要做。人類文化積累到今天已到了我們的頭腦無(wú)法承受的程度，音樂(lè)教育也是如此，死記它們是不理智的。音樂(lè)教育領(lǐng)域的文獻(xiàn)研究者必須了解和遵循音樂(lè)教育學(xué)科研究的基本原則。

第一，客觀性原則。一切從實(shí)際出發(fā)，以實(shí)事求是的格局來(lái)考察音樂(lè)教育現(xiàn)象。

第二，發(fā)展性原則。在音樂(lè)教育研究中，不僅要描述教育發(fā)展量的變化，還要揭示教育發(fā)展質(zhì)的變化。由量變到質(zhì)變的研究易于產(chǎn)生課題研究的創(chuàng)新點(diǎn)。

第三，教育性原則。一切音樂(lè)教育科學(xué)研究都必須符合教育的、道德的要求。

第四，系統(tǒng)性原則。音樂(lè)教育科學(xué)研究中，必須樹(shù)立整體和系統(tǒng)的觀念。音樂(lè)教育現(xiàn)象是由多系統(tǒng)、多層次、多水平、多序列組成的整體結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性，系統(tǒng)中的各個(gè)部分之間都是互相聯(lián)系、互相作用、互相制約的，表現(xiàn)為一定的因果聯(lián)系。因此，在研究音樂(lè)教育現(xiàn)象過(guò)程中，我們必須堅(jiān)持整體系統(tǒng)的觀點(diǎn)。

第五，理論與實(shí)際相結(jié)合原則。音樂(lè)文獻(xiàn)學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，我們?cè)趯W(xué)習(xí)時(shí)必須勤于實(shí)踐。如必須培養(yǎng)勤到圖書(shū)館借閱或查閱音樂(lè)文獻(xiàn)資料的良好習(xí)慣，懂得如何充分利用圖書(shū)館的音樂(lè)文獻(xiàn)資源。