基于串核的音乐分类研究

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1、Compu把rEn垂neeKngandApplications计算机工程与应用2008．44(16)243基于串核的音乐分类研究杨圣云，赖国明，袁德辉YANGSheng-yun，IAIGuo-ming，YUANDe-hui韩山师范学院数学与信息技术系，广东潮州521041DepartmentofMathematicsandInformationTechnologyofHanshanTeachers’College，Chaozhou，Guangdong521041，ChinaE-mail：yangsyun@gmail．comYANGSheng—yun．LAlGuo-

2、ming．WANDe-hui．Musicstyleclassificationwithstringkernel．ComputerEngineeringandAppfications．2008．44(16)：243-245．Abstract：AnovelmappingofembeddingmusictoR“spaceandanewkernel-basedclassificationmethodarepresented．First，analyzingmelodycontoursfromahugemusicdataset，ittranslatsmusicdatasets

3、tostringswithanalphabetincludingonlyeightletters，Second，threesiringkernelsareobtainedbymappingmusicstringstohighdimensionR“spaceusingcontiguoussubstringsembeddingmethod．Finally，performancesofthreestringkernelsonfivemusicdatasetsareevaluatedbySVMalgorithmandROCgraph．Keywords：musicstyle

4、；melodycontour；stringkernel；kernelmethod；ROC；kernelSVM摘要：给出了一种新的映射音乐到尺“空间的方法和基于串核的音乐风格分类法。首先利用统计方法分析大量音乐的旋律轮廓线得到合适的编码模式，用它把旋律轮廓线编码为有限字母表(8个字母)的字符串。利用连续子串嵌入法把音乐串显式映射到高维尺“空间，并用核表示这一映射。通过用基于核的SVM分类算法和ROC评价方法，比较了3个不同串核在5组音乐数据集上的分类性能。关键词：音乐风格；旋律轮廓线；串核；核方法；ROC；核向量机DOI：10．37780．issn．1002—833

5、1．2008．16．075文章编号：1002—833l(2008)16—0243—03文献标识码：A中图分类号：TP391l引言对于音乐数据的各种分析处理已研究多年，并且在当今多媒体时代它是一个研究热点⋯1。音乐数据的分类大致分为两类，一类是把音乐数据看作与一般声音信号一样的时序信号并不特别强调它的音乐特性，采用通用的时序信号分析方法处理它；而另一类方法强调音乐信号的特性如：音符、音高、音长、节奏和旋律等特征15一。这两类都有它各自的应用特点，比如MIDI形式(乐谱)的音乐完整的i己录了音符、音高、音长等信息，而常用的MP3格式是音乐信号(声音)的数字编码，本文的

6、算法属于第二类研究方法。当然也可以从音乐信号(声音)中抽取一些音乐信息(如：音符的提取等)后再基于这些信息作分析。现在大多音乐分析方法利用音乐的旋律线作为音乐的特征表示，然后用数字序对列来表示这些旋律缌8I。基于对音乐库的统汁用字符串编码旋律线得到对应的音乐串，用特征映射把音乐串嵌入到高维即空间再作分析处理。文中符号含义如下：∑：字母表，∑’=∑u{*}其中。是通配符，音乐串s∈∑+；。：字符连接运算，如ab=,rb，∑2∑。E=lxo儿E∑，Y∈∑l；∞∑‘：∑k∑“1。∑，∑+=U∑‘；IsI：有限集合s的元素个数；Index：映射咖的下标子串集合，Index

7、c(∑7)+；Index[i1：集合Index的第i个下标子串；F(s，k)：音乐串s的所有长度是k的连续子串(k一子串)构成的多集；M(x，Y)：子串菇与子串Y的匹配函数；lt(x，Y)：子串戈与子串Y的海明距离；le(x)：下标子串茗的加权函数；2音乐特征提取一首乐曲中最基本的两个音乐元素是音符的音高和音长。乐曲中连续音符的音高台阶线记为音高轮廓线，连续音符的音长台阶线记为节奏轮廓线，两者统称为旋律线。同一首乐曲的音高轮廓线可以升高或降低八度，节奏可以加快或减慢，但这些都不会改变人们对这首乐曲的识别。如图1为同一首乐曲升高八度，并加快节奏时的不同轮廓线图。为了

8、处理以上问