python/musicxml.py

   1 import new
   2 import string
   3 from rational import *
   4 import re
   5 import sys
   6
   7 def escape_ly_output_string (input_string):
   8     return_string = input_string
   9     needs_quotes = not re.match ("^[a-zA-ZäöüÜÄÖßñ]*$", return_string);
  10     if needs_quotes:
  11         return_string = "\"" + string.replace (return_string, "\"", "\\\"") + "\""
  12     return return_string
  13
  14
  15 class Xml_node:
  16     def __init__ (self):
  17         self._children = []
  18         self._data = None
  19         self._original = None
  20         self._name = 'xml_node'
  21         self._parent = None
  22         self._attribute_dict = {}
  23
  24     def get_parent (self):
  25         return self._parent
  26
  27     def is_first (self):
  28         return self._parent.get_typed_children (self.__class__)[0] == self
  29
  30     def original (self):
  31         return self._original
  32     def get_name (self):
  33         return self._name
  34
  35     def get_text (self):
  36         if self._data:
  37             return self._data
  38
  39         if not self._children:
  40             return ''
  41
  42         return ''.join ([c.get_text () for c in self._children])
  43
  44     def message (self, msg):
  45         sys.stderr.write (msg)
  46
  47         p = self
  48         while p:
  49             sys.stderr.write ('  In: <%s %s>' % (p._name, ' '.join (['%s=%s' % item for item in p._attribute_dict.items()])))
  50             p = p.get_parent ()
  51
  52     def get_typed_children (self, klass):
  53         if not klass:
  54             return []
  55         else:
  56             return [c for c in self._children if isinstance(c, klass)]
  57
  58     def get_named_children (self, nm):
  59         return self.get_typed_children (get_class (nm))
  60
  61     def get_named_child (self, nm):
  62         return self.get_maybe_exist_named_child (nm)
  63
  64     def get_children (self, predicate):
  65         return [c for c in self._children if predicate(c)]
  66
  67     def get_all_children (self):
  68         return self._children
  69
  70     def get_maybe_exist_named_child (self, name):
  71         return self.get_maybe_exist_typed_child (get_class (name))
  72
  73     def get_maybe_exist_typed_child (self, klass):
  74         cn = self.get_typed_children (klass)
  75         if len (cn)==0:
  76             return None
  77         elif len (cn) == 1:
  78             return cn[0]
  79         else:
  80             raise "More than 1 child", klass
  81
  82     def get_unique_typed_child (self, klass):
  83         cn = self.get_typed_children(klass)
  84         if len (cn) <> 1:
  85             sys.stderr.write (self.__dict__)
  86             raise 'Child is not unique for', (klass, 'found', cn)
  87
  88         return cn[0]
  89
  90 class Music_xml_node (Xml_node):
  91     def __init__ (self):
  92         Xml_node.__init__ (self)
  93         self.duration = Rational (0)
  94         self.start = Rational (0)
  95
  96 class Work (Xml_node):
  97     def get_work_information (self, tag):
  98         wt = self.get_maybe_exist_named_child (tag)
  99         if wt:
 100             return wt.get_text ()
 101         else:
 102             return ''
 103
 104     def get_work_title (self):
 105         return self.get_work_information ('work-title')
 106     def get_work_number (self):
 107         return self.get_work_information ('work-number')
 108     def get_opus (self):
 109         return self.get_work_information ('opus')
 110
 111 class Identification (Xml_node):
 112     def get_rights (self):
 113         rights = self.get_maybe_exist_named_child ('rights')
 114         if rights:
 115             return rights.get_text ()
 116         else:
 117             return ''
 118
 119     def get_creator (self, type):
 120         creators = self.get_named_children ('creator')
 121         # return the first creator tag that has the particular type
 122         for i in creators:
 123             if hasattr (i, 'type') and i.type == type:
 124                 return i.get_text ()
 125             else:
 126                 return ''
 127
 128     def get_composer (self):
 129         c = self.get_creator ('composer')
 130         if c:
 131             return c
 132         creators = self.get_named_children ('creator')
 133         # return the first creator tag that has no type at all
 134         for i in creators:
 135             if not hasattr (i, 'type'):
 136                 return i.get_text ()
 137         return c
 138     def get_arranger (self):
 139         return self.get_creator ('arranger')
 140     def get_editor (self):
 141         return self.get_creator ('editor')
 142     def get_poet (self):
 143         return self.get_creator ('poet')
 144
 145     def get_encoding_information (self, type):
 146         enc = self.get_named_children ('encoding')
 147         if enc:
 148             children = enc[0].get_named_children (type)
 149             if children:
 150                 return children[0].get_text ()
 151         else:
 152             return ''
 153
 154     def get_encoding_software (self):
 155         return self.get_encoding_information ('software')
 156     def get_encoding_date (self):
 157         return self.get_encoding_information ('encoding-date')
 158     def get_encoding_person (self):
 159         return self.get_encoding_information ('encoder')
 160     def get_encoding_description (self):
 161         return self.get_encoding_information ('encoding-description')
 162
 163
 164 class Duration (Music_xml_node):
 165     def get_length (self):
 166         dur = int (self.get_text ()) * Rational (1,4)
 167         return dur
 168
 169 class Hash_comment (Music_xml_node):
 170     pass
 171 class Hash_text (Music_xml_node):
 172     pass
 173
 174 class Pitch (Music_xml_node):
 175     def get_step (self):
 176         ch = self.get_unique_typed_child (get_class (u'step'))
 177         step = ch.get_text ().strip ()
 178         return step
 179     def get_octave (self):
 180         ch = self.get_unique_typed_child (get_class (u'octave'))
 181
 182         step = ch.get_text ().strip ()
 183         return int (step)
 184
 185     def get_alteration (self):
 186         ch = self.get_maybe_exist_typed_child (get_class (u'alter'))
 187         alter = 0
 188         if ch:
 189             alter = int (ch.get_text ().strip ())
 190         return alter
 191
 192 class Measure_element (Music_xml_node):
 193     def get_voice_id (self):
 194         voice_id = self.get_maybe_exist_named_child ('voice')
 195         if voice_id:
 196             return voice_id.get_text ()
 197         else:
 198             return None
 199
 200     def is_first (self):
 201         cn = self._parent.get_typed_children (self.__class__)
 202         cn = [c for c in cn if c.get_voice_id () == self.get_voice_id ()]
 203         return cn[0] == self
 204
 205 class Attributes (Measure_element):
 206     def __init__ (self):
 207         Measure_element.__init__ (self)
 208         self._dict = {}
 209
 210     def set_attributes_from_previous (self, dict):
 211         self._dict.update (dict)
 212
 213     def read_self (self):
 214         for c in self.get_all_children ():
 215             self._dict[c.get_name()] = c
 216
 217     def get_named_attribute (self, name):
 218         return self._dict.get (name)
 219
 220     def get_measure_length (self):
 221         (n,d) = self.get_time_signature ()
 222         return Rational (n,d)
 223
 224     def get_time_signature (self):
 225         "return time sig as a (beat, beat-type) tuple"
 226
 227         try:
 228             mxl = self.get_named_attribute ('time')
 229
 230             beats = mxl.get_maybe_exist_named_child ('beats')
 231             type = mxl.get_maybe_exist_named_child ('beat-type')
 232             return (int (beats.get_text ()),
 233                     int (type.get_text ()))
 234         except KeyError:
 235             sys.stderr.write ('error: requested time signature, but time sig unknown')
 236             return (4, 4)
 237
 238     # returns clef information in the form ("cleftype", position, octave-shift)
 239     def get_clef_information (self):
 240         clefinfo = ['G', 2, 0]
 241         mxl = self.get_named_attribute ('clef')
 242         if not mxl:
 243             return clefinfo
 244         sign = mxl.get_maybe_exist_named_child ('sign')
 245         if sign:
 246             clefinfo[0] = sign.get_text()
 247         line = mxl.get_maybe_exist_named_child ('line')
 248         if line:
 249             clefinfo[1] = string.atoi (line.get_text ())
 250         octave = mxl.get_maybe_exist_named_child ('clef-octave-change')
 251         if octave:
 252             clefinfo[2] = string.atoi (octave.get_text ())
 253         return clefinfo
 254
 255     def get_key_signature (self):
 256         "return (fifths, mode) tuple"
 257
 258         key = self.get_named_attribute ('key')
 259         mode_node = key.get_maybe_exist_named_child ('mode')
 260         mode = 'major'
 261         if mode_node:
 262             mode = mode_node.get_text ()
 263
 264         fifths = int (key.get_maybe_exist_named_child ('fifths').get_text ())
 265         return (fifths, mode)
 266
 267
 268 class Note (Measure_element):
 269     def __init__ (self):
 270         Measure_element.__init__ (self)
 271         self.instrument_name = ''
 272
 273     def get_duration_log (self):
 274         ch = self.get_maybe_exist_typed_child (get_class (u'type'))
 275
 276         if ch:
 277             log = ch.get_text ().strip()
 278             return {'256th': 8,
 279                     '128th': 7,
 280                     '64th': 6,
 281                     '32nd': 5,
 282                     '16th': 4,
 283                     'eighth': 3,
 284                     'quarter': 2,
 285                     'half': 1,
 286                     'whole': 0,
 287                     'breve': -1,
 288                     'long': -2}.get (log, 0)
 289         else:
 290             sys.stderr.write ("Encountered note without duration (no <type> element): %s\n" % self)
 291             return 0
 292
 293     def get_factor (self):
 294         return 1
 295
 296     def get_pitches (self):
 297         return self.get_typed_children (get_class (u'pitch'))
 298
 299 class Part_list (Music_xml_node):
 300     def __init__ (self):
 301         Music_xml_node.__init__ (self)
 302         self._id_instrument_name_dict = {}
 303
 304     def generate_id_instrument_dict (self):
 305
 306         ## not empty to make sure this happens only once.
 307         mapping = {1: 1}
 308         for score_part in self.get_named_children ('score-part'):
 309             for instr in score_part.get_named_children ('score-instrument'):
 310                 id = instr.id
 311                 name = instr.get_named_child ("instrument-name")
 312                 mapping[id] = name.get_text ()
 313
 314         self._id_instrument_name_dict = mapping
 315
 316     def get_instrument (self, id):
 317         if not self._id_instrument_name_dict:
 318             self.generate_id_instrument_dict()
 319
 320         instrument_name = self._id_instrument_name_dict.get (id)
 321         if instrument_name:
 322             return instrument_name
 323         else:
 324             sys.stderr.write ("Opps, couldn't find instrument for ID=%s" % id)
 325             return "Grand Piano"
 326
 327 class Measure (Music_xml_node):
 328     def get_notes (self):
 329         return self.get_typed_children (get_class (u'note'))
 330
 331 class Syllabic (Music_xml_node):
 332     def continued (self):
 333         text = self.get_text()
 334         return (text == "begin") or (text == "middle")
 335 class Text (Music_xml_node):
 336     pass
 337
 338 class Lyric (Music_xml_node):
 339     def get_number (self):
 340         if hasattr (self, 'number'):
 341             return self.number
 342         else:
 343             return -1
 344
 345     def lyric_to_text (self):
 346         continued = False
 347         syllabic = self.get_maybe_exist_typed_child (Syllabic)
 348         if syllabic:
 349             continued = syllabic.continued ()
 350         text = self.get_maybe_exist_typed_child (Text)
 351
 352         if text:
 353             text = text.get_text()
 354             # We need to convert soft hyphens to -, otherwise the ascii codec as well
 355             # as lilypond will barf on that character
 356             text = string.replace( text, u'\xad', '-' )
 357
 358         if text == "-" and continued:
 359             return "--"
 360         elif text == "_" and continued:
 361             return "__"
 362         elif continued and text:
 363             return escape_ly_output_string (text) + " --"
 364         elif continued:
 365             return "--"
 366         elif text:
 367             return escape_ly_output_string (text)
 368         else:
 369             return ""
 370
 371 class Musicxml_voice:
 372     def __init__ (self):
 373         self._elements = []
 374         self._staves = {}
 375         self._start_staff = None
 376         self._lyrics = []
 377         self._has_lyrics = False
 378
 379     def add_element (self, e):
 380         self._elements.append (e)
 381         if (isinstance (e, Note)
 382             and e.get_maybe_exist_typed_child (Staff)):
 383             name = e.get_maybe_exist_typed_child (Staff).get_text ()
 384
 385             if not self._start_staff:
 386                 self._start_staff = name
 387             self._staves[name] = True
 388
 389         lyrics = e.get_typed_children (Lyric)
 390         if not self._has_lyrics:
 391           self.has_lyrics = len (lyrics) > 0
 392
 393         for l in lyrics:
 394             nr = l.get_number()
 395             if (nr > 0) and not (nr in self._lyrics):
 396                 self._lyrics.append (nr)
 397
 398     def insert (self, idx, e):
 399         self._elements.insert (idx, e)
 400
 401     def get_lyrics_numbers (self):
 402         if (len (self._lyrics) == 0) and self._has_lyrics:
 403             #only happens if none of the <lyric> tags has a number attribute
 404             return [1]
 405         else:
 406             return self._lyrics
 407
 408
 409
 410 class Part (Music_xml_node):
 411     def __init__ (self):
 412         Music_xml_node.__init__ (self)
 413         self._voices = []
 414
 415     def get_part_list (self):
 416         n = self
 417         while n and n.get_name() != 'score-partwise':
 418             n = n._parent
 419
 420         return n.get_named_child ('part-list')
 421
 422     def interpret (self):
 423         """Set durations and starting points."""
 424
 425         part_list = self.get_part_list ()
 426
 427         now = Rational (0)
 428         factor = Rational (1)
 429         attributes_dict = {}
 430         attributes_object = None
 431         measures = self.get_typed_children (Measure)
 432         last_moment = Rational (-1)
 433         last_measure_position = Rational (-1)
 434         for m in measures:
 435             measure_start_moment = now
 436             measure_position = Rational (0)
 437             for n in m.get_all_children ():
 438                 if isinstance (n, Hash_text):
 439                     continue
 440                 dur = Rational (0)
 441
 442                 if n.__class__ == Attributes:
 443                     n.set_attributes_from_previous (attributes_dict)
 444                     n.read_self ()
 445                     attributes_dict = n._dict.copy ()
 446                     attributes_object = n
 447
 448                     factor = Rational (1,
 449                                        int (attributes_dict.get ('divisions').get_text ()))
 450
 451
 452                 if (n.get_maybe_exist_typed_child (Duration)):
 453                     mxl_dur = n.get_maybe_exist_typed_child (Duration)
 454                     dur = mxl_dur.get_length () * factor
 455
 456                     if n.get_name() == 'backup':
 457                         dur = - dur
 458                     if n.get_maybe_exist_typed_child (Grace):
 459                         dur = Rational (0)
 460
 461                     rest = n.get_maybe_exist_typed_child (Rest)
 462                     if (rest
 463                         and attributes_object
 464                         and attributes_object.get_measure_length () == dur):
 465
 466                         rest._is_whole_measure = True
 467
 468                 if (dur > Rational (0)
 469                     and n.get_maybe_exist_typed_child (Chord)):
 470                     now = last_moment
 471                     measure_position = last_measure_position
 472
 473                 n._when = now
 474                 n._measure_position = measure_position
 475                 n._duration = dur
 476                 if dur > Rational (0):
 477                     last_moment = now
 478                     last_measure_position = measure_position
 479                     now += dur
 480                     measure_position += dur
 481                 elif dur < Rational (0):
 482                     # backup element, reset measure position
 483                     now += dur
 484                     measure_position += dur
 485                     if measure_position < 0:
 486                         # backup went beyond the measure start => reset to 0
 487                         now -= measure_position
 488                         measure_position = 0
 489                     last_moment = now
 490                     last_measure_position = measure_position
 491                 if n._name == 'note':
 492                     instrument = n.get_maybe_exist_named_child ('instrument')
 493                     if instrument:
 494                         n.instrument_name = part_list.get_instrument (instrument.id)
 495
 496             if attributes_object:
 497                 length = attributes_object.get_measure_length ()
 498                 new_now = measure_start_moment + length
 499
 500                 if now <> new_now:
 501                     problem = 'incomplete'
 502                     if now > new_now:
 503                         problem = 'overfull'
 504
 505                     ## only for verbose operation.
 506                     if problem <> 'incomplete':
 507                         m.message ('%s measure? Expected: %s, Difference: %s' % (problem, now, new_now - now))
 508
 509                 now = new_now
 510
 511     def extract_voices (part):
 512         voices = {}
 513         measures = part.get_typed_children (Measure)
 514         elements = []
 515         for m in measures:
 516             elements.extend (m.get_all_children ())
 517
 518         start_attr = None
 519         for n in elements:
 520             voice_id = n.get_maybe_exist_typed_child (get_class ('voice'))
 521
 522             # TODO: If the first element of a voice is a dynamics entry,
 523             #       then voice_id is not yet set! Thus it will currently be ignored
 524             if not (voice_id or isinstance (n, Attributes) or isinstance (n, Direction) ):
 525                 continue
 526
 527             if isinstance (n, Attributes) and not start_attr:
 528                 start_attr = n
 529                 continue
 530
 531             if isinstance (n, Attributes) or isinstance (n, Direction):
 532                 for v in voices.values ():
 533                     v.add_element (n)
 534                 continue
 535
 536             id = voice_id.get_text ()
 537             if not voices.has_key (id):
 538                 voices[id] = Musicxml_voice()
 539
 540             voices[id].add_element (n)
 541
 542         if start_attr:
 543             for (k,v) in voices.items ():
 544                 v.insert (0, start_attr)
 545
 546         part._voices = voices
 547
 548     def get_voices (self):
 549         return self._voices
 550
 551 class Notations (Music_xml_node):
 552     def get_tie (self):
 553         ts = self.get_named_children ('tied')
 554         starts = [t for t in ts if t.type == 'start']
 555         if starts:
 556             return starts[0]
 557         else:
 558             return None
 559
 560     def get_tuplet (self):
 561         return self.get_maybe_exist_typed_child (Tuplet)
 562
 563 class Time_modification(Music_xml_node):
 564     def get_fraction (self):
 565         b = self.get_maybe_exist_named_child ('actual-notes')
 566         a = self.get_maybe_exist_named_child ('normal-notes')
 567         return (int(a.get_text ()), int (b.get_text ()))
 568
 569 class Accidental (Music_xml_node):
 570     def __init__ (self):
 571         Music_xml_node.__init__ (self)
 572         self.editorial = False
 573         self.cautionary = False
 574
 575 class Music_xml_spanner (Music_xml_node):
 576     def get_type (self):
 577         if hasattr (self, 'type'):
 578             return self.type
 579         else:
 580             return 0
 581     def get_size (self):
 582         if hasattr (self, 'size'):
 583             return string.atoi (self.size)
 584         else:
 585             return 0
 586
 587 class Wedge (Music_xml_spanner):
 588     pass
 589
 590 class Tuplet (Music_xml_spanner):
 591     pass
 592
 593 class Slur (Music_xml_spanner):
 594     def get_type (self):
 595         return self.type
 596
 597 class Beam (Music_xml_spanner):
 598     def get_type (self):
 599         return self.get_text ()
 600     def is_primary (self):
 601         return self.number == "1"
 602
 603 class Wavy_line (Music_xml_spanner):
 604     pass
 605
 606 class Pedal (Music_xml_spanner):
 607     pass
 608
 609 class Glissando (Music_xml_spanner):
 610     pass
 611
 612 class Octave_shift (Music_xml_spanner):
 613     # default is 8 for the octave-shift!
 614     def get_size (self):
 615         if hasattr (self, 'size'):
 616             return string.atoi (self.size)
 617         else:
 618             return 8
 619
 620 class Chord (Music_xml_node):
 621     pass
 622
 623 class Dot (Music_xml_node):
 624     pass
 625
 626 class Rest (Music_xml_node):
 627     def __init__ (self):
 628         Music_xml_node.__init__ (self)
 629         self._is_whole_measure = False
 630     def is_whole_measure (self):
 631         return self._is_whole_measure
 632
 633 class Type (Music_xml_node):
 634     pass
 635 class Grace (Music_xml_node):
 636     pass
 637 class Staff (Music_xml_node):
 638     pass
 639
 640 class Direction (Music_xml_node):
 641     pass
 642 class DirType (Music_xml_node):
 643     pass
 644
 645 class Bend (Music_xml_node):
 646     def bend_alter (self):
 647         alter = self.get_maybe_exist_named_child ('bend-alter')
 648         if alter:
 649             return alter.get_text()
 650         else:
 651             return 0
 652
 653
 654
 655 ## need this, not all classes are instantiated
 656 ## for every input file. Only add those classes, that are either directly
 657 ## used by class name or extend Music_xml_node in some way!
 658 class_dict = {
 659         '#comment': Hash_comment,
 660         '#text': Hash_text,
 661         'accidental': Accidental,
 662         'attributes': Attributes,
 663         'beam' : Beam,
 664         'bend' : Bend,
 665         'chord': Chord,
 666         'dot': Dot,
 667         'direction': Direction,
 668         'direction-type': DirType,
 669         'duration': Duration,
 670         'glissando': Glissando,
 671         'grace': Grace,
 672         'identification': Identification,
 673         'lyric': Lyric,
 674         'measure': Measure,
 675         'notations': Notations,
 676         'note': Note,
 677         'octave-shift': Octave_shift,
 678         'part': Part,
 679         'part-list': Part_list,
 680         'pedal': Pedal,
 681         'pitch': Pitch,
 682         'rest': Rest,
 683         'slur': Slur,
 684         'staff': Staff,
 685         'syllabic': Syllabic,
 686         'text': Text,
 687         'time-modification': Time_modification,
 688         'tuplet': Tuplet,
 689         'type': Type,
 690         'wavy-line': Wavy_line,
 691         'wedge': Wedge,
 692         'work': Work,
 693 }
 694
 695 def name2class_name (name):
 696     name = name.replace ('-', '_')
 697     name = name.replace ('#', 'hash_')
 698     name = name[0].upper() + name[1:].lower()
 699
 700     return str (name)
 701
 702 def get_class (name):
 703     classname = class_dict.get (name)
 704     if classname:
 705         return classname
 706     else:
 707         class_name = name2class_name (name)
 708         klass = new.classobj (class_name, (Music_xml_node,) , {})
 709         class_dict[name] = klass
 710         return klass
 711
 712 def lxml_demarshal_node (node):
 713     name = node.tag
 714
 715     if name is None:
 716         return None
 717     klass = get_class (name)
 718     py_node = klass()
 719
 720     py_node._original = node
 721     py_node._name = name
 722     py_node._data = node.text
 723     py_node._children = [lxml_demarshal_node (cn) for cn in node.getchildren()]
 724     py_node._children = filter (lambda x: x, py_node._children)
 725
 726     for c in py_node._children:
 727         c._parent = py_node
 728
 729     for (k,v) in node.items ():
 730         py_node.__dict__[k] = v
 731         py_node._attribute_dict[k] = v
 732
 733     return py_node
 734
 735 def minidom_demarshal_node (node):
 736     name = node.nodeName
 737
 738     klass = get_class (name)
 739     py_node = klass()
 740     py_node._name = name
 741     py_node._children = [minidom_demarshal_node (cn) for cn in node.childNodes]
 742     for c in py_node._children:
 743         c._parent = py_node
 744
 745     if node.attributes:
 746         for (nm, value) in node.attributes.items():
 747             py_node.__dict__[nm] = value
 748             py_node._attribute_dict[nm] = value
 749
 750     py_node._data = None
 751     if node.nodeType == node.TEXT_NODE and node.data:
 752         py_node._data = node.data
 753
 754     py_node._original = node
 755     return py_node
 756
 757
 758 if __name__  == '__main__':
 759         import lxml.etree
 760
 761         tree = lxml.etree.parse ('beethoven.xml')
 762         mxl_tree = lxml_demarshal_node (tree.getroot ())
 763         ks = class_dict.keys()
 764         ks.sort()
 765         print '\n'.join (ks)