音乐学术信息检索与利用专题研究

孔广馨

当前，音乐教育非常受欢迎，专业教师也越来越多。音乐教育的基础文献资源的使用，是每位教师都需要的，并且他们需要有一个高质量的文献资源，也应该培养学生的应用能力。培养学生的创新精神和实践能力，是提交教育质量的出发点和核心，是我国教育理念的重大转变，是中国教育改革和发展的一个质的飞跃。本文基于音频检索的研究现状，描述了当前相关研究的进展，分析并总结出音乐内容及其检索的概念，对音乐教育的文献检索途径、关键词分布以及引文进行分析，并展望了该领域研究需要注意的问题和发展前景。

研究目的

随着互联网的发展，越来越多的人会更加方便、快捷、经济地使用数字媒体，人们面临的问题不再是缺乏多媒体内容，而是如何在庞大的多媒体世界找到所需要的信息。除了视觉媒体，语音媒体是最重要的媒体，其信息所总量的20%左右，因此，音频检索逐渐发展成为一个新的热点研究方向。近年来，随着专业音乐教学逐渐正规化，随着引起人们注意的理论的出现，随着专业人员增加，我们的音乐技术研究和实用程序也飙升。如何从丰富的文献积累中找到自己所需要的资料，是每一个音乐学者必须掌握的一门基本功。目前，音乐系的学生由于各方面的原因，普遍缺少文献学的专门训练，缺乏快速查找和使用文献的技能，面对着图书馆的丰富藏书往往感到无从下手，这必然在很大程度上制约其学习和研究的进一步深入。要解决这个问题，就必须借助中国音乐文献学，学习中国音乐文献甚至其他学科文献（如史学、文学文献）积聚流变的一般性规律，懂得哪些书应先读、哪些书应精读、哪些书可泛读、哪些书可读可不读，从而掌握中国音乐文献的各个种类及其特征，查找与自己研究专题相关的著作。

研究方法

音乐教育学的研究方法除从哲学、心理学、美学、历史学、社会学等角度来研究外，还常用调查研究法、实验研究法、个案研究法、文献研究法、分析研究法、统计研究法等。“各种研究方法常结合使用，其中调查研究法、个案研究法和实验研究法受到普遍重视。随着音乐教育学研究的逐步深入发展，重视学科间的交叉研究、重视理论与实践相结合的研究、重视跨文海的比较研究、重视系统研究、重视各种研究方法的综合运用等成为音乐教育学研究方法的发展趋势。”

研究结果

本次研究主要着力于了解我国音乐教育研究内容的变化、整个研究队伍的基本情况、当前研究的重点，对于了解和分析我国音乐教育研究的现状、找到彼此间的差距、预测未来研究重点与方向，以及评价当前研究成果具有理论价值和实践意义。

基于内容的音乐检索

音乐是我们经常接触的媒体，音乐的检索虽然可以利用文本注释， 但是音乐的旋律和感受并不都是可以用语言讲得清楚的。通过在查询中出示例子， 基于内容的检索技术在某种程度上可以解决这种问题。检索音乐利用的是诸如节奏、音高、乐器音色、旋律等特征。节奏是可度量的节拍，是音乐中一种周期特性的表示。音高则反映了音乐内容的基频。基于内容的音乐检索在国内外都有过一些相关研究， 也是计算机检索的主要研究热点之一，其主要研究的问题可分为如下几个方面：音乐的特征表示、音乐相似性度量、检索匹配算法及错误模型。

音乐旋律的表达

采用旋律特征进行搜索的前提是合理、有效地表示音乐信息。目前的音乐信号的计算机表示方法非常有限。其中最基本的方法是采样法。虽然这种方法简单、易懂，但采样后的信号量很大，因此导致的存储、计算、检索的开销很大。而且这种方法比较适合以帧为单位的处理，因此多用于语音识别的领域。但对于音乐而言，以帧为单位的时间尺度太短，无法从中提取出足以代表整个乐段的信息做音乐信息存储、查询信息的特征提取，建立不同音乐信息的相似性计算步骤的基础上有序的特征向量。

音乐教育文献检索

音乐专著和教科书，在于全面系统地对音乐科学和技术之方法进行理论的阐述和探讨。专著是研究的结晶，教材是教学的基本工具。教材的定义有广义和狭义之分。广义的教材指课堂上和课堂外教师和学生使用的所有教学材料，比如，课本、练习册、活动册、故事书、补充练习、辅导资料、自学手册、录音带、录像带、计算机光盘、复印材料、报刊杂志、广播电视节目、幻灯片、照片、卡片、教学实物等等。教师自己编写或设计的材料也可称之为教学材料。另外，计算机网络上使用的学习材料也是教学材料。总之，广义的教材不一定是装订成册或正式出版的书本。凡是有利于学习者增长知识或发展技能的材料都可称之为教材。狭义的教材就是教科书。教科书是一个课程的核心教学材料。从目前来看，教科书除了学生用书以外，几乎无一例外地配有教师用书，很多还配有练习册、活动册以及配套读物、挂图、卡片、音像带等。很显然，广义的教材既包括课堂教学的教科书，也包括其它所有有利于学生学习的材料。《标准》中的教材主要指狭义的教材，即教科书。教材是指学校或培训单位等用来上课或学习的用书。它们都是就某一个或几个中心主题的理论、方法、术语、定义等进行比较全面系统的论述。

音乐数据库构造

音频检索第一步是先建立数据库：对进行特征提取，将音频数据装入数据库的原始音频部分，特征装入特征库部分，按记录存放。通过特征对音频数据聚类，将聚类信息装入聚类参数库部分。聚类信息包括特征矢量空间的码本、阈值等信息。数据库建立以后就可以进行音频信息检索。音乐库的索引是神经网络的权值矩阵，将哼唱输入与音乐库中的音乐匹配的过程就是神经网络的输出过程。

音乐识别与检索

音乐识别由检索功能查询结果匹配和查询优化两部分组成。首先，搜索引擎的特征向量和聚类参数集匹配，根据顺序从大到小的相关性特征数据库和原始的音频库寻找一定数量的相应的数据，并通过查询接口返回给用户。然后，用户可以通过人机交互，对检索结果逐步求精，不断缩小的范围匹配集。

一般的模式分类算法可以用来查询功能匹配，但效率是不同的。因为音乐的应用程序的特定范围，根据音频处理的一般方法，音乐旋律音频信号预处理之前匹配，即音频内容分割和特征提取，然后进行模式分类。通过贝叶斯规则预测哼流感病毒的开头部分内容，和计算通过使用动态时间的内容相似。当然，也有研究人员观察了音频和视频检索方法，根据提出的要求检索Stumpf，根据视频信息可以大大缩小了音频检索的范围，但它也需要提供更多的信息检索。

音频检索，由于矛盾的感觉和表达大大提高了检索的处理困难。因此，基于内容的音频检索只能是一种相似性检索，实现传统的精确匹配检索。虽然研究人员已经在基于内容的音乐检索技术上做了很多的研究，但要满足大容量数据库的需求，那就有很多的工作要做。人类文化积累到今天已到了我们的头脑无法承受的程度，音乐教育也是如此，死记它们是不理智的。音乐教育领域的文献研究者必须了解和遵循音乐教育学科研究的基本原则。

第一，客观性原则。一切从实际出发，以实事求是的格局来考察音乐教育现象。

第二，发展性原则。在音乐教育研究中，不仅要描述教育发展量的变化，还要揭示教育发展质的变化。由量变到质变的研究易于产生课题研究的创新点。

第三，教育性原则。一切音乐教育科学研究都必须符合教育的、道德的要求。

第四，系统性原则。音乐教育科学研究中，必须树立整体和系统的观念。音乐教育现象是由多系统、多层次、多水平、多序列组成的整体结构，具有很强的系统性，系统中的各个部分之间都是互相联系、互相作用、互相制约的，表现为一定的因果联系。因此，在研究音乐教育现象过程中，我们必须坚持整体系统的观点。

第五，理论与实际相结合原则。音乐文献学是一门实践性很强的学科，我们在学习时必须勤于实践。如必须培养勤到图书馆借阅或查阅音乐文献资料的良好习惯，懂得如何充分利用图书馆的音乐文献资源。