40、探索Polifonia本体网络：音乐文化遗产的语义解决方案

探索Polifonia本体网络：音乐文化遗产的语义解决方案

1. 核心模块介绍

1.1 乐器部件模块

利用DOLCE本体中的Parthood模式，对乐器整体及其部件进行精确描述。在该本体中，“Whole”实体代表管风琴乐器，“Part”实体则涵盖控制台、风系统、外壳、分区和动作等管风琴部件。

1.2 音乐信息源模块

该模块涵盖了各种音乐相关信息源，包括不同范围和格式（物理、数字）的手稿、教科书、文章、访谈、评论、回忆录等。其目标是为描述信息源的创作者、类型、创作时间和地点、生产和使用背景以及主题和目标提供通用支持。此外，该模块还能表达多媒体文档，如乐谱图像、音频记录、视频等。例如，一场演出的视频记录可被视为音乐源，为某一作品在特定活动中的表现提供文献证据。

1.3 音乐聚会模块

主要描述1800年至1945年欧洲音乐界人士之间的会面。历史聚会通过四个主要组件进行描述：
- 参与人员 ：包括感兴趣的主体人物以及活动中的互动人员。
- 地点 ：如城市、国家、场馆等。
- 活动类型 ：明确活动的具体性质。
- 原因和日期 ：说明聚会的原因（如音乐创作、个人生活、商业等）以及发生的日期。

1.4 音乐本体模块

通过KG - 本体过程开发，本体公理从MusicBO知识图中经验性生成。该知识图基于17世纪以来博洛尼亚音乐表演和音乐相关人员会面的文本语料库构建。模式包含公理发生的概率信息，例如，“创作情境”模式实例中，艺术家属性范围为自然人的概率高于组织作为创作者的概率。该模块内容高度依赖知识图，最丰富和详细描述的实体包括人员、地点、组织、艺术作品、剧院和书籍。

1.5 音乐分析与标注模块

1.5.1 音乐算法模块

形式化可对音乐元数据（使用Meta模块）和音乐内容（通过表示模块）进行操作的算法。算法由三个主要组件构成：
- 形式化 ：可以是理论性的（如伪代码）或可执行的（如使用编程语言）。
- 参数化 ：例如输入数据。
- 解决的任务类型 ：定义一组与输入和输出数据要求以及最终目标一起处理的实体。该模块允许在算法参数化的上下文中表示理论和定量性能，其形式化可视为通用模式，能表示任何领域的算法。在音乐领域，算法的输出被视为分析结果，通过表示模块进行表示。

1.5.2 音乐分析模块

利用历史和现代既定的音乐理论（模态和调性理论）对音乐作品进行分析。通过该框架，可统一不同的主观分析，克服“全局”理论视角的局限性，使用不同的理论观点解释同一作品。目前实现了两种历史理论：Zarlino（1558）和Praetorius（1619），通过形式推理和全面的公理化，本体能够自动推断音乐作品的理论解释及其在时间和空间上的演变。

1.5.3 音乐标注模块

提供不同的音乐标注模型，以适应音乐学和信息检索的用例。主要目标是增强对其他描述系统的支持，提高不同音乐标注格式之间的互操作性和转换可能性。所有模型通过音乐表示逻辑互连，其中一个成熟的标注模型是JAMS本体，它模仿JAMS（JSON注释音乐规范，用于可重现的MIR研究）文档的结构，语义描述并连接JAMS规范的所有元素（注释、观察等），分别使用音乐元数据和表示模块处理音乐元数据和标注内容。

2. 模块功能及应用示例

2.1 音乐算法模块操作流程

步骤	操作内容
1	选择合适的算法形式化方式，如理论伪代码或可执行的编程语言代码。
2	确定算法的参数化，即输入数据的类型和格式。
3	明确算法要解决的任务类型，以及对应的输入和输出数据要求和最终目标。
4	在音乐领域中，将算法应用于音乐元数据和内容，得到分析结果，并通过表示模块进行表示。

2.2 音乐分析模块理论应用

理论名称	年份	应用方式
Zarlino	1558	通过形式推理和公理化，对音乐作品进行理论解释和分析。
Praetorius	1619	结合音乐作品的实际情况，推断其在该理论下的演变和特点。

2.3 音乐标注模块JAMS本体应用

graph LR
    A[音乐元数据] --> B[JAMS本体]
    C[音乐内容标注] --> B
    B --> D[语义描述与连接]
    D --> E[互操作性与转换]

该流程图展示了JAMS本体在音乐标注中的应用过程，音乐元数据和内容标注通过JAMS本体进行语义描述和连接，最终实现不同标注格式之间的互操作性和转换。

3. 实际应用与反馈

3.1 当前应用案例

• Interlink ：发布了ChoCo和Harmory知识图谱（KG）。ChoCo提供了20K + 和弦标注的乐谱和曲目，整合了18个和弦数据集，使用音乐标注模块中的JAMS本体和音乐投影模块中的Roman本体。Harmory是一个相互连接的和声模式KG，源自ChoCo，旨在用于人机创造力（模式发现、和弦生成、和声相似性）。
• Tonalities ：KG包含来自377个MEI乐谱的数据及其关于理论概念（根音、和声进行、不协和模式、终止式等）的注释，使用音乐分析模块中的两种理论模型。
• Meetups ：KG描述了约1800年至1945年的74K + 历史聚会，提及欧洲5K + 地点的51K + 人，使用Meetups本体，从1K艺术家的开放获取数字传记中提取。
• Bells ：KG描述了意大利文化部编目的88个钟，依赖Bells模块，是意大利最大的文化遗产KG - ArCo KG的一部分。
• MusicBO ：通过文本到KG方法在137个文档上构建，这些文档涉及17世纪以来博洛尼亚音乐家、作曲家和评论家之间的表演和会面。该KG用作MusicBO本体自下而上建模的输入。

3.2 调查反馈

为了收集采用兴趣，进行了在线调查，共收到61份回复。调查结果如下：
|调查内容|反馈情况|
|----|----|
|现有音乐本体重用挑战|49.2%认为有挑战，42.6%持中立态度|
|现有本体互操作性|57%认为存在问题，36%持中立态度|
|现有本体对音乐历史和文化遗产概念覆盖不足|57.3%认为存在不足，32.8%持中立态度|
|该领域缺乏大型能力问题数据集|63%认为缺乏，34%持中立态度|
|对PON潜在重用兴趣|音乐元数据（78.7%）、音乐源（80.3%）、乐器（70.5%）、音乐内容（57.4%，21.3%持中立态度）、音乐文化遗产CQ数据集（65%，26.7%持中立态度）|

3.3 利益相关者采用情况

除了内部和潜在采用者，Polifonia利益相关者网络中的工业和机构利益相关者也表达了使用PON资源的兴趣：
- 数字音乐观测站 ：使用音乐元数据和源模块注释众多音乐资源。
- 鲁汶大学 ：Anne - Emmanuelle Ceulemans使用音乐分析模块研究Josquin des Prez作品中终止式的注释。
- 还计划与Deezer、Songfacts和MusicID合作，基于其资源评估、扩展和重用音乐元数据模块；与欧盟H2020 MuseIT项目合作扩展ChoCo KG。

4. 可用性、可持续性与FAIR原则

4.1 资源存储与管理

PON命名空间在相关部分介绍，使用W3C永久标识符社区组创建了永久URI。PON在公共GitHub存储库上进行版本控制，所有存储库也在Zenodo上发布（带有相关DOI），遵循CC - BY 4.0许可。GitHub上的资源存储确保了项目结束后的持久性，博洛尼亚大学和意大利文化部承诺长期托管和维护PON。此外，PON被意大利文化部作为ArCo的兄弟本体项目重用。

4.2 总结与展望

综上所述，PON是一组用于音乐文化遗产的富有表现力的本体，实现了现有音乐内容和上下文语义模型（MusicOWL、Music Notation、Music Ontology、DOREMUS等）的互操作性。从多学科和领域专家需求出发，应用并扩展了XD本体工程方法。发布了15个新本体（v1.0）和PolifoniaCQ数据集（361个能力问题），并提供了当前和潜在重用的有力证据。

未来计划进行基于能力问题的PON模块广泛评估，支持利益相关者和早期采用者重用、扩展和长期维护资源。

graph LR
    A[PON资源] --> B[GitHub存储]
    B --> C[长期托管维护]
    C --> D[博洛尼亚大学]
    C --> E[意大利文化部]
    A --> F[Zenodo发布]
    F --> G[DOI关联]
    A --> H[CC - BY 4.0许可]

该流程图展示了PON资源的存储、管理和许可情况，体现了其可用性和可持续性。