Das Entfernen von Notenlinien als Gegenstand der Forschung

Auch in der angewandten Wissenschaft sind zuweilen sehr „exotische“ Fragen zu lösen.

Ein Beispiel dafür liefert jetzt die Hochschule Niederrhein. Eine Forschergruppe mit Prof. Dr. Christoph Dalitz aus dem Fachbereich Elektrotechnik und Informatik, Michael Droettboom von der Johns Hopkins University (USA) und Prof. Dr. Ichiro Fujinaga von der McGill University (Kanada) beschäftigte sich wissenschaftlich mit der Frage, wie man Notenlinien aus Notenblättern zuverlässig entfernt.

Unterstützt wurde das internationale Team bei den Experimenten von dem Krefelder Informatik-Studenten Bastian Pranzas. Was auf den ersten Blick kurios anmutet, hat einen ernsthaften und eine Reihe von Informatikern beschäftigenden Hintergrund: „Ein Musiker, der vom Notenblatt abspielt, kann die Noten auf und zwischen den Linien problemlos vom Hintergrund der Notenlinien unterscheiden. Für einen Computer, der ein gescanntes Notenbild erkennen soll, ist die Trennung der musikalischen Symbole jedoch nicht so leicht. Deshalb ist in der Optischen Musikerkennung das Entfernen der Notenlinien ein wichtiger Vorbereitungsschritt“, erläutert Professor Dalitz.

Diese Aufgabe ist jedoch gar nicht so leicht, denn es sollen ja die Symbole möglichst unbeschädigt bleiben. Folglich werden in der wissenschaftlichen Literatur viele verschiedene Verfahren vorgeschlagen, die von Fall zu Fall unterschiedlich gute Ergebnisse liefern.

Die Forscher mussten erst einmal grundlegende Fragen klären. Wie kann man zum Beispiel überhaupt die Qualität des Entfernens von Notenlinien messen? „Das kann man sich vorstellen wie beim Bogenschießen auf ein Ziel: Wer näher am Ziel steht, ist besser“, wählt Prof. Dalitz einen Vergleich. Die Frage sei allerdings, was das Ziel sei und wie man den Abstand dazu messe. Für beide Fragen haben die Forscher im Rahmen ihrer Untersuchung neue theoretische Ansätze entwickelt.

Sie berücksichtigten auch, dass die zu erkennenden Bilder oft schwer lesbar sind, weil sie in der Praxis nicht ideal und glatt aussehen. Um solche Bilddefekte zu simulieren, wurden in der Untersuchung die sonst übliche Aufgaben bei der Bildverarbeitung einmal umgedreht: Anstatt Bilder zu verbessern, wurden Verfahren entwickelt zur kontrollierten Verschlechterung der Bildqualität. So konnte der Qualitätsvergleich an automatisch erzeugten Bildern durchgeführt werden.

Mit ihrer Studie hoffen die Forscher zur Verbesserung bestehender Erkennungssysteme für Dokumente beitragen zu können. Sie erscheint in Kürze in der Zeitschrift „IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence“ (May 2008, pp. 753-766), kann aber auch im Internet unter
http://lionel.kr.hs-niederrhein.de/~dalitz/data/projekte/stafflines/
eingesehen werden.
Kontakt: Christoph.Dalitz@hs-niederrhein.de, Tel. 02151-822-4629