基于大数据和移动互联网技术的中国钢琴音乐数据库建设及应用研究,1,*
时间：2023-01-15 13:00:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
文/罗颖馨
随着信息化时代的到来，数据库技术的应用渗透到各行各业，音乐的数字化也逐渐成为主流发展趋势。中国钢琴音乐数据库（以下简称“数据库”）的建设将整合中国钢琴作品的信息资源，将碎片化的纸质和音像资源转化为新一代的信息化资源，精准服务于音乐院校的钢琴教学和科研，推动中国钢琴音乐的繁荣发展，加快推动信息技术与钢琴教育教学的融合创新发展。
1.1 国外音乐数据库建设
西方音乐数据库的建设可追溯到20世纪90年代之前,当时欧洲几所大学音乐系以及一些研究院所开始建设音乐数据库，如联邦德国的埃森大学建立的音乐数据库，以及美国建立的 AS 系列音乐数据库，拥有丰富的资源，种类较多，检索功能强大。
1.2 国内音乐数据库建设
相对西方，我国音乐数据库建设起步稍晚。20世纪90年代中后期,随着计算机技术、网络技术的不断发展，我国很多音乐及艺术院校的图书馆才纷纷着手建立音乐资源数据库。数据库的类型主要以音乐期刊全文检索阅览、音乐学院学位论文数据库、外国声乐作品库、馆藏钢琴乐谱全文阅览等。但总体看来，中国音乐方面的数据库建设与西方的水平差距较大，各方面还存在一些问题，以部分音乐艺术院校为龙头进行建设，在质量、服务方面都还有很大的提升空间，还有很大的发展潜力。
1.3 钢琴音乐数据库建设
我国主要音乐及艺术院校所建立的音乐资源数据库中，只有中央音乐学院的馆藏钢琴乐谱全文阅览数据库是与钢琴相关的数据库，较少有集乐谱、音视频等素材为一体的钢琴音乐数据库。2020年10月，字节跳动的孔秋强博士建立了全球最大的古典钢琴数据集并命名为GiantMIDI-Piano，开发并开源了一套高精度钢琴转谱系统，其中包含2786位作曲家的10854首独特的钢琴独奏曲。尽管其研究成果已经填补了大规模钢琴数据库的空白，但这款数据库的钢琴曲资源以外国钢琴作品为主，缺乏中国钢琴音乐作品资源。
2.1 加快推动信息技术与钢琴教育教学的融合创新发展
《广东省教育发展“十四五”规划》提出要不断推进信息技术与教育教学融合创新，推动新一代信息技术与教育教学深度融合，推进网络化智能化教育管理与服务，钢琴音乐数据库的建设正好契合了这一发展要求和方向。数据库可以其使用便利的优势，精准服务于音乐院校的钢琴教学和科研，推动中国钢琴音乐繁荣发展。
2.2 节约成本和空间，延长保存时间
传统的音乐、艺术院校图书馆都是以保存纸质的钢琴乐谱以及音视频资料为主，这对占用空间以及资源的维护都有较高要求；
建设数据库后，可以将中国钢琴音乐的资源保存在云端服务器，随时搜索使用，并将传统的纸质乐谱、光盘、卡带实物及碎片化的互联网资料转换成系统化、数字化、易查找、易维护的云端数据库形态，这不仅能够节约成本，还可以永久保存，并且方便对数据资源进行持续扩充与更新。
2.3 有利于搭建钢琴课程线上个性化开放式学习平台
互联网时代，各音乐院校应打破传统的课堂教学模式，充分利用网络资源，建设教学资源库，运用线上资源辅助线下教学。开发中国钢琴音乐数据库，可供师生等用户进行资源检索、资源下载或在线浏览，最大化地为中国钢琴作品教学和科研提供便利和服务，师生可以通过手机端输入钢琴曲名进行检索或下载，随时随地查阅资料，节约了师生借阅和搜集资料的时间，提升了教学的效率。
2.4 便于与相关音乐艺术院校及单位进行学术交流与合作
建设中国钢琴音乐资源数据库，整合了音乐资源，实现了音乐资源的数字化与信息化。该数据库不仅能精准服务于本校的教学和科研，同时也能实现更大范围的音乐资源共享，便于相关艺术院校和单位之间进行更便捷、更高效的信息交换以及学术交流与合作。
3.1 中国钢琴音乐数据获取
中国钢琴音乐乐谱及音像资料的搜集是数据库顺利建立的前提。利用多种渠道获取正规版本的中国钢琴作品的乐谱及钢琴曲演奏的音像资料，包括利用高校图书馆的网络资源、权威机构网站、正规出版社公开出版的书籍、相关网络平台等方式获取中国钢琴音乐正规版本的乐谱以及各版本的演出、比赛形式的大师演奏视频或音频。通过大量搜集、调研，获取正规版本的中国钢琴作品的乐谱及音像资料等数据资源后，形成资源种类多、覆盖面广的中国钢琴音乐资源库，并将获取到的资源进行汇总及分类，剔除不符合规范以及重复的资源，保留有效资源。
3.2 资源分析以及标准化处理
中国钢琴音乐资源包括纸质乐谱、音视频资料、网络信息资源等，所获取的资源类型有所不同，采用技术手段将收录的资源经过标准、规范的数字化加工处理，形成电脑可直接读取播放的数字音乐（电子乐谱和MIDI格式），确保入库资源的标准性与统一性。
（1）纸质资源转换为标准的数字音乐。目前纸质乐谱可利用扫描仪、数码相机等生成tiff 、jpg、pdf等存储格式乐谱后，通过光学音乐识别（OMR）技术将乐谱图像转换成为通用的数字音乐（电子乐谱及MIDI），可应用musescore、smartscore等成熟OMR工具，也可通过python编程工具调用相关github资源库中Mozart模块并自行编写界面定制个性化转化系统。
（2）音频视频资源转换为标准的数字音乐。目前可通过python编程工具调用人工智能大数据训练模型GiantMIDI-Piano将mp3格式的音频转化为midi格式，并进一步生成标准电子乐谱。
通过上述操作，将各类纸质、音频、视频等资源进行数字化统一，实现数据库资源标准化预处理。
3.3 构建云端数据库
搭建数据库服务器，搭建开发环境和数据库环境，使用Mysql为钢琴数据资源建表，设计前后端的通信API和数据结构，开发检索和下载功能等模块代码。
（1）使用Mysql构建数据库。通过前期对中国钢琴音乐数据获取分析，并进行严格的审核和标准化处理，相关资源可以正式进入入库环节，将曲目名称、数字乐谱、MIDI及对应的音频文件等上传到腾讯云，搭建服务器，使用数据库管理系统Mysql将标准化钢琴音乐数据构建成为云端服务器钢琴曲数据库。利用SpringBoot搭建后端基本框架，搭建好开发环境，通过引用腾讯云COS技术com.qcloud的Jar包进行文件的上传、下载。
（2）开发数据库检索和下载等功能。中国钢琴音乐数据库的用户主要为教师、学生及钢琴音乐爱好者，用户需求主要为资源浏览、资源下载、资源共享等。为用户提供关键字及匹配的高级搜索以及字段检索，以便数据库顺利进行全面、精准的检索。同时，为数据库的资源设定下载及分享功能，满足用户将乐谱及音视频资源进行下载或共享给其他用户的需求。
（3）设计前后端的通信应用程序编程接口（API）和数据结构。确定数据库与前端APP接收和返回的数据结构，以及接口的访问路径，并通过Swagger查看在线接口文档，将相关通信程序打包部署到腾讯云，实现数据库对外可供访问相关功能。
3.4 数据库移动端开发
应用移动互联网技术，采用MVVM架构开发移动应用APP，师生及相关用户可使用移动设备通过该APP随时随地查询云端钢琴曲数据库，并下载、分享目标曲目资料。
（1）设计本地钢琴曲文件目录及存储功能。设计曲谱文本、MIDI、MP3等本地存储格式，实现持久化存储及文件下载断点续传等功能。
（2）设计APP的MVVM架构及框架。使用稳定的三方框架，如okHttps网络通信和下载框架，Glide图片加载框架等设计APP的MVVM架构及框架。
（3）模块化和组件化开发。进行模块化和组件化开发，包括APP交互界面、搜索模块、下载模块、播放模块、分享模块等模块开发。
（4）完成开发，进行测试验证。完成前端APP开发后，与后端数据库进行运行及测试验证，验证完成后进行版本迭代和维护。
3.5 数据库的运行及管理
数据库的建设是一个长期的、持续的过程，为了确保数据库的资源丰富化以及服务优质化，需要不断对数据库进行整合扩充、运行监测。包括对前期录入的不规范资源进行修正，保证资源的准确性；
不断扩充新的资源，为用户提供源源不断的钢琴音乐信息和知识服务；
通过数据库运行监测数据反馈，掌握数据库的运行状态、网络互动情况、用户的检索及下载等情况，实现对数据库的监测和分析。
4.1 应用于大众检索与下载场景
开发时下最流行的手机APP，最大限度地方便广大用户随时随地访问中国钢琴音乐云端数据库，通过检索钢琴乐曲名称，进行数字乐谱及音视频资源的在线浏览以及资源下载，节约用户找谱和上网搜索音像资料所花费的时间。
4.2 应用于钢琴教学与科研等场景
（1）钢琴教学方面。教师在日常的中国钢琴作品教学中，运用检索功能在数据库中快速找到可用于教学的资源，运用标准化资源进行钢琴作品的分析、讲解与教学，提升教学质量；
同时，数据库也为学生提供了丰富的钢琴学习资源，学生可以随时、方便地进行查阅，满足多种学习需要。
（2）钢琴科研方面。师生从事钢琴科研时，常对钢琴作品进行分析及对钢琴曲不同演奏版本进行对比。作品分析需从乐谱的调式调性、曲式结构、指法标记、表情记号及力度记号等方面展开探讨，这就需要具备正规版本的钢琴乐谱；
对不同版本、不同演奏家演奏的钢琴作品进行分析，探讨流派及风格特点时，也需要正规的音像资料。而数据库中正规版本的中国钢琴作品乐谱、音像及相关资料，满足了师生从事科研方面的需求。
4.3 应用于学术交流与合作等场景
网络资源有其自身优势，不受时间空间的限制,便于线上分享与交流合作，师生等用户只需简单地点击链接,就可以实现资源共享。学校之间在进行中国钢琴音乐方面的学术交流与合作过程中，可以有效利用数据库资源，拾遗补缺、互通有无、互惠互利，提高了交流的效率。同时，学校之间在往复交流之后，还可以联合共建一个更为科学合理、资源丰富、通道畅通的中国钢琴音乐资源体系，建立便捷、高效的信息交换通道,实现更大范围的音乐资源共享。
将大数据和移动互联网等当下的新兴信息技术运用于中国钢琴音乐相关领域，使中国钢琴音乐资源由传统的纸质、光盘、卡带实物及碎片化的互联网资料转换成系统化、数字化、易查找、易维护的云端数据库形态，方便了师生等用户对数据库进行检索下载，最大化地为中国钢琴作品教学和科研提供便利和服务，更好地解决了中国音乐文化资源的保存、传播、传承、交流及共享等重要问题。推动信息技术与音乐教育教学的融合创新发展，是时代的要求，也是当下音乐教育工作者的使命和任务。应充分利用当下新兴的信息技术，不断推动中国钢琴音乐的繁荣发展。
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