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上海交通大学硕士学位论文基于内容的音频检索特征提取技术研究


基于内容的音频检索特征提取技术研究

摘要

随着现代信息技术、多媒体技术和网络技术的迅速发展,多媒体信
息的数据量急剧增多。为了充分利用已有的音频信息资源,基于内容的
音频信息检索技术受到越来越多的关注。基于内容的音频检索研究是一
种涉及音乐理论、信号处理、模式识别等相关领域的综合学科研究,其
在音乐数据库管理、音乐检索以及生活娱乐等方面都具有非常重
要的意义。
整个基于内容的音频检索系统可以分成两大部分,一是音频特征提
取,二是音频特征搜索。由于音频特征搜索主要依靠特征提取得来的数
据,本文将主要围绕基于内容音频检索特征提取技术展开研究工作。
本文首先介绍了基于内容的音频检索系统框架以及相关的特点难
点,然后说明了该系统框架内语音平台上人声哼唱特征处理流程。接下
来在乐音平台上,本文结合音频信号的相关特征,分别基于时域和频域
对有背景音乐的歌曲进行研究分析,提出了三个新的乐音基音特征提取
方法。前两种方法是时域上的基音提取算法,是在前人的研究成果上做
的改进,从而进一步提高乐音基音特征提取的准确率;第一种是基于音
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阶的时域乐音基音特征提取方法,该算法引入乐理音阶的属性,通过对
于浊音能量模型的建立和研究,选择了峰值滤波器滤取各倍频点能量值
进行比较判决,解决了平均幅度差函数(AMDF)算法提取效率不高的问
题;第二种算法以人声特征着眼,结合简化逆滤波算法(SIFT),以开环
-闭环基音提取为框架进一步提高基音提取的准确率。第三种则是通过
对 MP3 解码过程中频域上数据的特征研究,提出的一种崭新的直接在频
域上提取基音的算法,具有更大的应用前景。其与时域基音提取算法具
有不相上下的提取效果。
本论文为基于内容的音频检索特征提取工作提供了一定的研究思
路,对进一步的深入研究具有借鉴意义。

关键词:基于内容的音频检索,基于哼唱的音乐检索,音频特征,基
音,旋律特征
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上海交通大学硕士学位论文基于内容的音频检索特征提取技术研究

RESEARCH ON THE CONTENT-BASED MUSICAL
FEATURE RETRIEVAL TECHNIQUES


ABSTRACT

Rapid development of modern information, multimedia work
technology has resulted in large and ever-increasing stores of multimedia data.
Therefore, content-based audio information retrieval technology has been
attracting more and more attention to the efforts to make full use of existing
audio information. The research on content-based musical retrieval is
composed of the study of musical theoretic, signal processing and pattern
recognition. It is significant for the management of the music digital library,
the music search in the and daily amusement.
Normally, the whole content-based musical retrieval system can be
divided into two parts: musical feature retrieval and music searching. The
latter is largely dependent on the former one. Thus, this article is mainly
about musical feature retrieval techniques.
Firstly, the article gives detailed descriptions on the whole system of