Deutsche Zentralbücherei für Blinde

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IT-Verfahren zur Braillenotenerstellung

Voraussetzungen

Um eine breite Basis an Wissen in das Projekt einfließen lassen zu können und den langfristigen Erfolg des Projektes zu sichern, wurde eine Zusammenarbeit mit der Schweizerischen Bibliothek für Blinde und Sehbehinderte (SBS Zürich) vereinbart. Die SBS kann hierbei auf eine sehr lange Erfahrung im Bereich Notenübertragung zurückblicken und verfügte bereits zu Beginn des Projektes über eigenentwickelte IT-Verfahren zur halbautomatischen Notenübertragung. Ausgehend von dortigen Erfahrungen flossen Informationen zu Notenformaten (MusicXML3.1), Programmiersprachen (XSLT) und Notenscan- und Notensatzsoftware (SharpEye und Finale) in das Projekt mit ein. Insbesondere wurde eine Zusammenarbeit vereinbart, in der die SBS mit der DZB darin übereinkam, die an der SBS entwickelte Datenstruktur BrailleMusicXML zur Darstellung von Braillenoten weiterzuentwickeln und der DZB zur Softwareentwicklung zur Verfügung zu stellen. Gleichzeitig wurde vereinbart, dass die SBS die Entwicklungen aktiv mitverfolgt und die Ergebnisse der Arbeiten der DZB überprüft und bewertet.

Auswahl der Entwicklungswerkzeuge

Eine Bewertung der auf dem Markt vorhandenen Werkzeuge zur Erstellung von Braillenoten und der von der SBS vorgeschlagenen Kombination aus SharpEye/Finale (Noten Scannen und Notensatz), MusicXML (Eingangsformat), XSLT (Programmiersprache) und BrailleMusicXML (Datenstruktur zur Darstellung von Braillenoten) führte zu dem Ergebnis, dass diese nicht oder nur teilweise für die Zielstellungen der DZB geeignet waren.

Als Grundlage für die Noteneingabe wurden die Programme CapellaScan und Capella ausgewählt, wodurch die Eingabedaten nicht im Format MusicXML, sondern in CapXML vorlagen. Eine kritische Betrachtung der Möglichkeiten von XSLT ergab, dass diese Programmiersprache den sehr komplexen Anforderungen für eine Transformation zwischen den Notenformaten für Sehende und Blinde in keiner Form gewachsen ist. Nach einer Analyse verschiedener Alternativen wurde Prolog3.2 als für das Problem geeignete Sprache festgestellt (hierzu war jedoch die Entwicklung einer speziellen API notwendig). Als zweite Programmiersprache wurde Perl3.3 gewählt, die diejenigen Bereiche abdeckt, für die Prolog weniger geeignet ist. Das gilt insbesondere für die Entwicklung einer graphischen Oberfläche zur Bedienung der Software. Die Kombination der Werkzeuge wurde so gewählt, dass die den Zielsetzungen entsprechend entwickelte Notenübertragungssoftware plattformunabhängig ist.

Verwendung von Software von dritter Seite

Als Grundlage für einen Produktionsprozess zur halb- oder vollautomatischen Erzeugung von Blindennoten sollte kommerzielle oder freie Notenscan- und Notensatzsoftware zur Anwendung kommen, um Mehrfachentwicklungen zu vermeiden.

SharpEye/Finale

SharpEye ist eine Software zum Scannen von Musiknoten, welche die Daten in ein Austauschformat (MusicXML) oder als MUS-Data (Finale) speichern kann.

Finale ist ein sehr professionelles und vor allem im nichteuropäischen Raum sehr verbreitetes Notensatzprogramm, das sowohl für seine sehr hohe Satzqualität, aber auch für seine äußerst komplexe und kaum nachvollziehbare Bedienung bekannt ist.

Die Schweizerische Bibliothek für Blinde und Sehbehinderte (SBS) in Zürich favorisiert für ihre eigene Notenproduktion eine Kombination des Notensatzprogramms Finale mit der externen Scansoftware SharpEye.

Zum Analysezeitpunkt war die Qualität der mit Finale operierenden Scanprogramme (SharpEye und Smart Score) unbefriedigend. Zeichen wie Fingersätze oder Spielanweisungen und vieles mehr wurden durch die Scansoftware nicht unterstützt und hätten unter Finale zeitintensiv nachgetragen werden müssen. Diese Art der Aufbereitung hätte die zeitlichen und qualitativen Vorteile des Notenscannens gegenüber der manuellen Übertragung kompensiert. Auch eine Verbesserung der Scansoftware, die im Laufe der Jahre zu erwarten ist, kann diesen Effekt nur vermindern, da Blindennotenspezifika durch eine solche Software nie abgedeckt werden können und somit Ergänzungen unter Finale notwendig bleiben. Diese Eintragungen wären jedoch wegen der schwierigen und zeitaufwändigen Bedienung von Finale suboptimal und teilweise unmöglich.

Die sehr gute Satzqualität von Finale stellt für die Produktion von Blindennoten keinerlei Vorteil dar. Finale wird jedoch innerhalb des Rückübertragungsservice BrailleVis wegen seiner Qualität zum Setzen von aus Blindennoten erzeugtem Schwarzdruck verwendet.

Capella-Scan/Capella

Unter dem Namen Capella3.4 ist ein Paket von fast ausschließlich im deutschen Sprachraum verbreiteten Programmen zusammengefasst, insbesondere die Notenscansoftware CapellaScan und das Notensatzprogramm Capella.

Im Vergleich zu anderen Scanprogrammen, insbesondere SharpEye, hat Capella Scan eine sehr gute Qualität, die sich auch durch Hinweise von Seiten der DZB an die Hersteller im Laufe der letzten Jahre nochmals stark verbessert hat.

Capella verfügt über eine eingebaute Skriptsprache, die es ermöglicht, typische Scanfehler bereits vor der Erzeugung der Blindennoten anzuzeigen und zu korrigieren. Dadurch kann die Qualität der Eingabedaten für Blindennotentransformation noch einmal signifikant erhöht werden.

Durch eine sehr einfache Bedienbarkeit bei einem breiten Sprektrum an Möglichkeiten können bereits in Capella Metainformationen3.5 zur Braillenotenerzeugung effektiv eingegeben werden.

Der Notensatz (das heißt das Notenbild) von Capella ist im Vergleich mit Finale mangelhaft, was jedoch bei einem Werkzeug zum Erzeugen von Blindennoten keinerlei Nachteil darstellt.

Aus diesen Voraussetzungen heraus hat die DZB sich entschieden, Blindennoten via Capella zu produzieren.

Sibelius und andere

Neben den Produkten der Capella-Familie und dem Notensatzprogramm Finale in Kombination mit Notenscanprogrammen wie SharpEye oder anderen wurden zu Beginn des Projektes weitere Notensatzprogramme wie Sibelius getestet. Außer Sibelius sind diese nicht zu den professionellen Anwendungen zu zählen, auch wurden sie seither teilweise nicht weiterentwickelt.

Sibelius bietet sehr viele Vorteile gegenüber Finale, besonders in den Punkten Bedienbarkeit bei sehr hoher Qualität des Notensatzes. Da zu Beginn des Projektes eine vollständige Schnittstelle von Sibelius an ein verbreitetes und zukunftssicheres Austauschformat (MusicXML) noch nicht vorlag, wurde Finale Sibelius für die Rücktransformation (Blindennoten in Schwarzdrucknoten) vorgezogen. Erst im Laufe des Projektes wurde Sibelius um entsprechende Schnittstellen ergänzt. Im Rahmen des bewilligten Projektes DaCapo II wird die DZB untersuchen, ob ein mittelfristiger Ersatz von Finale durch Sibelius zu Vorteilen führen würde und mithin ein Wechsel der Software sinnvoll ist.

Die DZB hat untersucht, ob Software zur Erzeugung von Blindennoten existiert und welche Vor- bzw. Nachteile und Anwendungsmöglichkeiten diese Produkte haben. Zu Beginn des Projektes DaCapo im vierten Quartal 2003 existierten verschiedene Möglichkeiten, Blindennoten zu erzeugen.

Braille Music Editor

Der Braille Music Editor (BME)3.6 ist ein Programm zum Erzeugen von Braillemusiknoten. Er ist das Ergebnis eines mehrjährigen EU-Projektes.

Die Arbeitsweise sieht vor, die Schwarzdrucknoten mit einem geeigneten Programm (vorzugsweise Smart Score) zu scannen und nach Finale zu speichern. Von dort erzeugt der BME eine eins-zu-eins-Übertragung in Braillenoten. Über den Braille Music Editor kann nun die Aufbereitung dieser »Vornoten« in echte Blindennoten erfolgen (daher der Name des Programms). Diese Arbeit ist rein manuell, wobei einige (wenige) Fehler in den Noten durch den Editor angezeigt werden. Da diese Aufbereitung der komplexeste und zeitintensivste Teil des gesamten Prozesses ist, ist eine manuelle Übertragung direkt in Blindennoten schneller, wenn auch nicht fehlerfreier.

Der Editor unterstützt weder die im deutschen Sprachraum übliche Abschnittsschreibweise für Blindennoten, noch den Notensatz entsprechend den Regeln der DZB. Dies machte weitere manuelle Eingriffe erforderlich, die zeitintensiv und wiederum Quellen für Folgefehler wären.

Der BME wird an den Bibliotheken und Übertragungseinrichtungen in Südeuropa eingesetzt, die an dem EU-Projekt beteiligt waren.

Talking Music

Talking Music3.7, ein Produkt eines EU-Projektes der FNB, verfolgt ähnliche Ziele wie der Braille Music Editor. Es arbeitet ebenso auf Finale, dessen Noten es in eine »Vorstufe« umwandelt, stellt jedoch keinen Editor zur Aufbereitung, sondern eine Sprachausgabe zum Vorlesen der Noten nach. Für eine Notenproduktion ist das Programm ebenso untauglich, wie zum Lernen von Noten, da die bei Braillenoten üblichen Kurzschreibweisen für sich wiederholende Elemente nicht angewendet werden.

Dancing Dots

Dancing Dots3.8 ist ein amerikanisches Produkt, das vor allem für ein Zusammenspiel mit Sibelius ausgelegt ist. Es kann Noten in beide Richtungen transformieren.

Dancing Dots unterstüzt keine echten Blindennoten, sondern nur eine Vorstufe (ähnlich dem Braille Music Editor), weshalb die Noten zeitintensiv nachbereitet werden müssen, wenn richtige Blindennoten geschrieben werden sollen. Es wird die im englischen Sprachraum übliche Takt-über-Takt-Schreibweise, nicht jedoch die im deutschen Sprachraum übliche Abschnittsschreibweise unterstützt. Der Notensatz ist somit nur durch manuelle Nachbereitung an den der DZB anpassbar.

Erfahrungsberichte von Mitarbeitern der Königlichen Blindenbibliothek Auckland, Neuseeland ergaben, dass sie es vorziehen, die Noten manuell zu übertragen und nicht auf Dancing Dots zurückzugreifen, da das einfache Abschreiben schneller ist.

Im Laufe des Projektes kamen weitere Programme hinzu, mit denen Blindennoten geschrieben werden können, darunter auch zwei Programme, die auf Basis von Capella arbeiten. Viele ähneln im Prinzip dem Ansatz von Dancing Dots und sind für eine professionelle Übertragung selbst mittelkomplizierter Noten nicht tauglich.

Einige Übertragungseinrichtungen wie die SBS Zürich verwenden eigene Entwicklungen zum Erzeugen von Blindennoten. Diese beruhen wie obige Lösungen auf dem Prinzip der semiautomatischen Übertragung: Nach dem Scannen wird eine Vorstufe erzeugt, die dann manuell aufbereitet werden muss. Der Vorteil der fehlerfreieren Noten sieht sich hierbei dem Nachteil der längeren Übertragungszeit (im Vergleich zur manuellen Übertragung) gegenübergestellt.

Entwicklung eines Datenmodells

Die von der SBS Zürich für die Darstellung von Braillenoten entwickelte Datenstruktur BrailleMusicXML wurde entsprechend dem Übereinkommen als Grundlage für die Softwareentwicklung in das Projekt DaCapo übernommen. Da das Modell zu Beginn des Projektes nicht vollständig konsistent und zudem ungeeignet war, um darauf Software für eine Rückübertragung3.9 zu entwickeln sowie die Weiterentwicklung an der SBS nicht den Erfordernissen der DZB entsprach, wurde das Datenmodell seitens der DZB entsprechend den Anforderungen so modifiziert und erweitert, dass es sowohl Braillenoten für Blinde als auch Noten für Sehende verwalten kann.

Analyse von Bedienung und Durchführung

Noten können auf unterschiedliche Weise für die Übertragung in Braillenotenschrift vorbereitet werden. Benutzer einer Software neigen dazu, ähnliche Situationen immer auf eine ähnliche Weise zu behandeln, so dass verschiedene Personen verschiedene Lösungen bei sich ergebenen Problemen finden können. Um die Software zukunftssicher zu machen, hat die DZB im Rahmen eines Honorarvertrages von einer Musikstudentin ohne Kenntnisse der Braillenotenschrift komplexe Notenwerke einscannen lassen. Ziel war es, die dabei verwendeten, unbekannten Möglichkeiten der Darstellung zu erfassen und in die Software zu integrieren.

Als problematisch ist ein Zuviel an Einstellmöglichkeiten der Übertragungssoftware anzusehen. Erfahrungen zeigten, dass die Anzahl der Bedienfehler mit der Anzahl der Optionen wuchs. Aus diesem Grunde wurde die Software so designt, dass sie im Allgemeinen mit automatischen Einstellungen korrekt arbeitet — so dass obige Bedienfehler minimiert werden konnten. Nur in speziellen Situationen müssen eine oder sehr wenige Optionen geändert werden.

Ein großes Problem stellte die Qualität der Eingangsnoten dar. Optisch korrekt gescannte Noten stellten sich häufig nach der Umwandlung in Braillenoten als fehlerhaft heraus. Um die Qualität der Eingabe zu erhöhen, verfolgte die DZB neben dem Sammeln von Erfahrungen mit dem Scannen von Noten zwei Strategien. Zum einen hat die DZB den Herstellern der Notenscansoftware CapellaScan zahllose Fehlermeldungen und Verbesserungsvorschläge zukommen lassen, die, eingeflossen in die Step-Ups der Software, zu einer deutlichen Verbesserung der Eingangsdaten führten. Auf der anderen Seite wurden von der DZB Skripte zur direkten Manipulation von Daten unter Capella entwickelt. Mit Hilfe dieser Skripte können typische Scanfehler angezeigt und andere Hilfestellungen gegeben werden. Die Skripte führten noch einmal zu einer zweiten, signifikanten Verbesserung der Eingangsdaten.

Ergebnisse

Software zur Rückübertragung

Eine Auswertung von aus der manuellen Notenübertragung abgeleiteten Daten ergab, dass nicht die Übertragung selbst, sondern die anschließende Überprüfung und Korrektur der übertragenen Noten (mit einem Verhältnis von etwa vier zu eins) sehr zeitintensiv war. Davon ausgehend wurde eine Software entwickelt, die die Braillenoten in Noten für Sehende zurückwandeln konnte. Über eine Überprüfung dieses erzeugten Schwarzdrucks mit dem Originalen konnten viele Fehler entdeckt und dadurch die Korrekturzeit vermindert werden. Gleichzeitig half dieser Prozess, die Datenstruktur BrailleMusicXML so weiter zu entwickeln, dass sie echt Noten für Sehende und Braillenoten speichern kann.

Die Bedeutung dieser Software für die Überprüfung manuell übertragener Noten ist mit der später entwickelten Software für eine quasi vollautomatische Übertragung zurückgegangen. Sie wurde jedoch Basis für den an der DZB etablierten und sehr nachgefragten Service3.10, der es blinden Musikern, Komponisten und Schülern ermöglicht, ihre Noten in Schwarzdruck umwandeln zu lassen und somit Sehenden zur Verfügung zu stellen.

Software zur Übertragung

An der Deutschen Zentralbücherei für Blinde zu Leipzig wurde im Rahmen des Projektes DaCapo die weltweit einzige Software entwickelt, die Noten für Sehende automatisch in Noten für Blinde umwandeln kann. Andere Produkte gleichen Ziels arbeiten semiautomatisch in der Art, dass die erzeugten Noten manuell blindenspezifisch aufbereitet werden müssen. Dieser Prozess ist zeitintensiv, fehleranfällig und setzt sehr viel Erfahrung seitens der Übertrager und mithin viel Praxis voraus.

Da die Qualität der Noten unmittelbar von der Zeit abhängt, die man in ihre Erstellung und somit in obige manuelle Aufbereitung investiert, jedoch die Ressourcen an den verschiedenen weltweiten Produktionsstätten für Blindennoten begrenzt sind, werden im allgemeinen suboptimale, das heißt fehlerhafte Noten produziert. Eine vollautomatische Erzeugung der Noten durch Software kompensiert diesen Effekt — da die manuelle Aufbereitung praktisch entfällt, können fehlerfreie Noten mit höchster Qualität mit zudem deutlicher Zeitersparnis produziert werden.


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