El ordenador que descifra partituras

C uando Beethoven escrib¨ªa sus partituras, las llenaba de tachones e incluso se han conservado algunas anotadas con tanta furia que la punta de su pluma agujere¨® el papel. Ni a Beethoven, ni a los compositores de su ¨¦poca se les ocurri¨® que un d¨ªa sus composiciones pudieran ser le¨ªdas por algo distinto del ojo humano. Pero, ?qu¨¦ ocurre si quien ha de descifrarlas es un ojo inform¨¢tico?

"Donde para nosotros hay una clave de sol, el ordenador s¨®lo ve series de p¨ªxeles, unos blancos y otros negros" observa Gemma S¨¢nchez, investigadora del Grupo de An¨¢lisis de Documentos del Centro de Visi¨®n por Computador (CVC) de la Universidad Aut¨®noma de Barcelona. Si a este obst¨¢culo inherente a la propia naturaleza del sistema inform¨¢tico se le a?aden otros, como la diversidad en la escritura a mano (incluso cuando es obra de una misma persona), los borrones o un papel amarilleado por el tiempo, la tarea puede complicarse ad infinitum.

Un nuevo proyecto se ocupa de expedientes de frontera del Archivo Hist¨®rico de Girona

El sistema ahorra tiempo a los music¨®logos al copiar manuscritos antiguos

"El texto manuscrito conlleva siempre distorsiones de las formas", remacha Josep Llad¨®s, subdirector del CVC y responsable de su Grupo de An¨¢lisis de Documentos. Tanto S¨¢nchez como Llad¨®s han participado en el desarrollo de un novedoso sistema de reconocimiento de antiguas partituras manuscritas. El trabajo surgi¨® como proyecto de tesis doctoral Alicia Forn¨¦s, y acaba de obtener el primer premio en el congreso ib¨¦rico de especialistas en an¨¢lisis de imagen celebrado en Girona.

Conseguir que el ordenador reconozca autom¨¢ticamente una clave de sol, por ejemplo, y la distinga de una corchea es de gran utilidad para los especialistas. Significa ir un paso m¨¢s all¨¢ del simple escaneo de las partituras. Ahorra tiempo a los music¨®logos, que querr¨ªan rehuir el pesado trabajo de copiar manuscritos antiguos, y facilita la transici¨®n hacia el tratamiento digital de la informaci¨®n musical, acelerando la obtenci¨®n de archivos MIDI (un formato est¨¢ndar que permite que el ordenador toque directamente la partitura).

En la distinci¨®n de formas mediante mecanismos inform¨¢ticos se trabaja con descriptores, sistemas capaces de discriminar con mucha sutileza entre caracteres o s¨ªmbolos, para reconocerlos con un alto porcentaje de fiabilidad, pero sin que este buen tino requiera de un c¨¢lculo exhaustivo y en consecuencia lento, que complicar¨ªa el proceso de reconocimiento. El trabajo del equipo del CVC supone un avance en el desarrollo de estos descriptores.

"Nos encontramos con el problema de que los compositores escrib¨ªan los s¨ªmbolos musicales de forma muy diferente", explica Forn¨¦s, quien adem¨¢s de inform¨¢tica es m¨²sica (estudi¨® piano en el Conservatorio). "La variaci¨®n debida al estilo de escritura se acentuaba a¨²n m¨¢s al tratar con partituras de diferentes siglos". En las pruebas previas con descriptores comunes los resultados eran decepcionantes: "La variaci¨®n era demasiado importante como para que las diversas clases de s¨ªmbolos fueran separables, as¨ª que se confund¨ªan f¨¢cilmente", recuerda.

Enfrentados ante ese laberinto de graf¨ªas, uno de los miembros del equipo, Sergio Escalera, tuvo una idea decisiva: "Se le ocurri¨® crear un m¨¦todo que difuminara la forma del s¨ªmbolo", recuerda Forn¨¦s. "Es como si provoc¨¢ramos la miop¨ªa del sistema". As¨ª surgi¨® un descriptor que no tiene en cuenta las variaciones de cada individuo en su forma de escribir los s¨ªmbolos, y que se centra en encontrar las partes del s¨ªmbolo m¨¢s comunes, es decir, los trazos compartidos entre todos los autores. Lo bautizaron con el nombre de Modelo de Forma Difusa.

Hubo tambi¨¦n otras dificultades. Llad¨®s destaca que "uno de los obst¨¢culos que hay que sortear son las propias cinco l¨ªneas horizontales del pentagrama, que le perturban en el reconocimiento exacto de las formas". Para deshacerse de estas se?ales no deseadas, "el descriptor ha de reconocer las l¨ªneas y extraerlas, pero teniendo en cuenta que hay p¨ªxeles en los que se da una intersecci¨®n entre la l¨ªnea del pentagrama y una nota musical; mediante un proceso previo, el programa reconstruye aquellos puntos donde se produce un cruc", comenta Llad¨®s.

Para probar su eficacia se procedi¨® a una comparativa con otros tres descriptores. A todos se les puso a examinar una colecci¨®n de partituras del siglo XVIII y XIX procedentes del Archivo del Seminario de Barcelona, con un total de 2.128 ejemplos de tres tipos de claves, realizadas por 24 autores diferentes. El nuevo modelo alcanz¨® una eficacia del 98%, mientras que los otros se quedaron respectivamente en el 92%, el 81% y el 64%.

Este nuevo sistema va a tener usos m¨¢s all¨¢ de las partituras, al estar concebido tambi¨¦n para otros alfabetos gr¨¢ficos, como los signos habituales en los planos arquitect¨®nicos manuscritos. Ah¨ª surge un nuevo problema: "En los planos aparecen s¨ªmbolos en cualquier posici¨®n y rotados de m¨²ltiples maneras. En estos casos, nuestro descriptor fallar¨ªa, ya que no es lo mismo intentar reconocer un s¨ªmbolo sin rotaci¨®n u otro rotado 180 grados", puntualiza Forn¨¦s. Por ello, uno de los objetivos actuales de los investigadores del CVC es conseguir la invariabilidad del descriptor ante cualquier ubicaci¨®n de los elementos analizados.

La transposici¨®n inform¨¢tica de documentos antiguos es un proceso en auge, pero se ha avanzado mucho menos en el paso siguiente: el reconocimiento autom¨¢tico de caracteres en estos legajos. El grupo del CVC utilizar¨¢ el nuevo descriptor para avanzar. Un proyecto en marcha trata los textos que aparecen en los llamados expedientes de frontera, del Archivo Hist¨®rico de Girona. Son informes con los datos de las personas que cruzaron la aduana hispano-francesa de La Jonquera entre 1940 y 1976, emitidos por el Gobierno Civil, y resultan de gran importancia para el estudio de los movimientos de migraci¨®n al final de la Guerra Civil y durante la Segunda Guerra Mundial.