基于DSP的简谱识别和盲文乐谱转换算法研究与实现

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随着图像处理识别技术的提高,乐谱符号识别技术成为近年来比较热门的研究课题。可是目前的研究主要集中在对五线谱方面的研究上,对于简谱符号的识别研究比较少。而且由于市面上的简谱多为文本形式的明文乐谱,适合盲人阅读学习的六位点阵图盲文乐谱更少。开发出一种能够识别纸质简谱并且将其翻译为盲文乐谱的系统具有一定的现实意义。本文在广泛调研国内外学者对乐谱符号识别处理的基本方法后,对整个系统的总体方案进行了设计,其中包括:简谱图像预处理模块、简谱符号分割模块、基于分类器的符号识别模块、按乐理符号重组模块、盲文翻译模块以及串口通信模块。其中简谱图像预处理模块包括简谱图像的灰度变换、自适应二值化、基于小节线位置的特征提取。在本系统中设计采用垂直分割法和连通域标签类分割法相结合的形式对简谱符号进行分割,采用支持向量机分类器识别算法来对简谱符号进行识别,根据乐理知识对单个的简谱符号进行语义重组,最后根据盲文乐谱的写谱规则将识别组合好的明文简谱转换为盲人可以阅读学习的乐谱。在DSP硬件平台设计过程中,首先采用MATLAB已经仿真实现的算法模型进行C语言的实现,实现整个简谱图像识别以及盲谱翻译的过程,最后通过DSP的串口和上位机PC进行通信,将DSP最后处理的结果返回保存到PC上,完成一个完整的识别翻译系统。本次设计的软件平台使用Matlab2012、Microsoft Visual Studio2010、CCS3.3和超级终端串口调试软件,硬件部分以OMAPL138为平台,核心处理器是TMS320C674x DSP。其中仿真实现主要采用Matlab2012、Microsoft Visual Studio2010平台,硬件调试使用的是CCS3.3和串口调试工具。本文通过对扫描得到的真彩色简谱图像进行测试,通过实验表明,本文设计的简谱符号识别系统对于常见的简谱符号正确检测率非常高,具有一定实用性和较强的鲁棒性。并且对于极少数检测有误的符号可以进行提示,辅助使用者进行修改完善。在DSP评估板上实现了快速简谱识别以及盲文乐谱翻译转换这一功能,为后续完善为一个完整的系统做了充足的准备。
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