本文選題：字典庫(kù)　切入點(diǎn)：稀疏重構(gòu)　出處：《南京理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著現(xiàn)代社會(huì)科技的快速發(fā)展,數(shù)字音樂的數(shù)量也以海量的方式增長(zhǎng),為了方便用戶音樂檢索,對(duì)音樂進(jìn)行有效合理的分類十分重要。但音樂基數(shù)多,每天新的單曲數(shù)又不斷增加,采取人工的方式對(duì)音樂進(jìn)行分類不切實(shí)際。因此,本文采用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)音樂提取特征實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分類。與此同時(shí),由于音樂信號(hào)具備稀疏性的特點(diǎn),本文創(chuàng)新型地提出將稀疏特征與深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型相結(jié)合的方法,實(shí)現(xiàn)音樂信號(hào)的自動(dòng)分類。音樂信號(hào)分類標(biāo)準(zhǔn)眾多,本文旨在將提出的新方法應(yīng)用在西洋樂器的自動(dòng)分類上。本文首先介紹了音樂信號(hào)的常見特征,包括基本的物理學(xué)特征和人耳感知的心理學(xué)角度的特征,與此同時(shí)還介紹了人耳聽覺系統(tǒng)的特性。接著介紹了音樂自動(dòng)分類的理論,包含對(duì)音樂的特征提取,并著重介紹了本文所采用的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型方面的相關(guān)概念。然后研究了音樂信號(hào)的稀疏特征提取過程,創(chuàng)新性地引入新型的稀疏表示字典庫(kù),該字典庫(kù)是基于不同樂器發(fā)出音色頻率間的差異。本文通過MATLAB仿真實(shí)驗(yàn),對(duì)比了基于傳統(tǒng)字典庫(kù)和基于本文構(gòu)建字典庫(kù)下的稀疏重構(gòu)結(jié)果,證明了基于本文構(gòu)建字典庫(kù)下進(jìn)行稀疏重構(gòu)效果優(yōu)于傳統(tǒng)字典庫(kù)。最后本文研究了基于稀疏表示和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)合的西洋樂器自動(dòng)分類情況,傳統(tǒng)的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸入端為音頻信號(hào)的梅爾頻率倒譜系數(shù)(Mel Frequency Cepstrum Coefficient,MFCC),本文創(chuàng)新性地使用音頻信號(hào)的稀疏特征作為深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸入端,在此基礎(chǔ)上訓(xùn)練深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù),實(shí)現(xiàn)西洋樂器的自動(dòng)分類。本文采用Python腳本語言,通過實(shí)驗(yàn)證明了基于稀疏特征和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型相結(jié)合的方法,實(shí)現(xiàn)西洋樂器自動(dòng)分類,準(zhǔn)確率可達(dá)82%。
[Abstract]:With the rapid development of modern social science and technology, the number of digital music is also increasing in a massive way. In order to facilitate users' music retrieval, it is very important to classify music effectively and reasonably. The number of new single songs is increasing every day, so it is impractical to classify music manually. Therefore, the depth neural network model is used to realize the automatic classification of music features in this paper. Due to the sparsity of music signals, this paper proposes an innovative method to combine sparse features with depth neural network model to realize the automatic classification of music signals. The purpose of this paper is to apply the proposed new method to the automatic classification of western musical instruments. This paper first introduces the common features of musical signals, including the basic physical features and the psychological features of human ear perception. At the same time, it also introduces the characteristics of human ear and hearing system, and then introduces the theory of automatic music classification, including the feature extraction of music. Then the sparse feature extraction process of music signal is studied, and a new sparse representation dictionary is introduced. The dictionary is based on the difference of timbre frequency between different musical instruments. This paper compares the sparse reconstruction results based on the traditional dictionary library and the dictionary database based on this paper through MATLAB simulation experiments. It is proved that the effect of sparse reconstruction based on this paper is better than that of traditional dictionary library. Finally, the paper studies the automatic classification of western musical instruments based on sparse representation and depth neural network model. The traditional depth neural network model input end is Mel Frequency Cepstrum efficient Mel frequency cepstrum. In this paper, the sparse feature of audio signal is innovatively used as the input of depth neural network model. On this basis, the parameters of the deep neural network model are trained to realize the automatic classification of western musical instruments. In this paper, the method based on sparse feature and depth neural network model is proved by using Python script language. The automatic classification of western musical instruments is realized, and the accuracy rate is up to 82.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP183;TN912.3

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本文編號(hào)：1613321