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音频样例检索技术研究

作　者: 张磊
导　师: 张丽珂
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 音频检索矢量量化直方图模型特征匹配
分类号: TP391.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 54次
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内容摘要

步入21世纪以来,通信技术、互联网技术和多媒体技术得到了迅猛的发展,信息数据中的多媒体数据量已经大大超过了文本数据量,并且仍然保持着高速增长。音频、视频和图像是多媒体信息的主要部分,为了使音频信息得到充分的利用,人们开始关注音频信息检索技术。相对于图像和视频,音频数据具有非结构化的特点,这一特点使得音频信息检索比图像和视频信息检索更加困难。音频信息从存在形式上来讲有两种,一种是存储在某种介质之中的,比如光盘或者磁带,另一种是实时播放的,比如广播。这造成了音频检索的离线和在线之分。另外音频检索还可以分为表示级和语义级。因此检索不同的音频形态需要不同的检索方法。音频信息检索技术发展的时间并不是很长,目前还存在许多问题需要解决。从整体上来说,实用的检索系统还非常的少,音频检索技术研究还是处于刚刚起步阶段。本文主要研究表示级音频检索,针对音频样例检索方面,开展了以下研究工作:1、对于音频样例检索的噪声敏感问题,提出了基于阈值自适应的直方图音频检索方法。在音频特征矢量量化中,根据音频特征的特性优化了矢量量化码书产生方法。分析了动态直方图在噪声情况下的缺陷,结合特征编码匹配进行检索阈值的自适应控制。实验结果表明,该方法具有较好的噪声鲁棒性。2、对于音频检索的残缺鲁棒性问题,提出了划分子模板的检索方法。该方法将参考音频分为若干子模板,并使用子模板登记到滑动窗内来控制其是否进行检索。结合实验分析了目标音频各部位发生残缺对算法的影响,最后对比整体检索方法证明了该方法的残缺鲁棒性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-19
  1.1 课题的研究背景及意义  10-12
  1.2 音频信息检索研究的发展现状  12-16
    1.2.1 表示级检索  12-16
    1.2.2 语义级检索  16
  1.3 音频检索存在的问题  16-18
  1.4 课题的主要内容和结构安排  18-19
第2章音频基本理论  19-32
  2.1 声音的基本理论  19-27
    2.1.1 声音的物理特性  19-22
    2.1.2 声音的感知特性  22
    2.1.3 人耳对声音的感知  22-26
    2.1.4 掩蔽效应  26-27
  2.2 音频信号的数字化  27-30
    2.2.1 采样和量化  27
    2.2.2 采样频率  27-28
    2.2.3 量化精度  28
    2.2.4 数字音频文件格式  28-30
  2.3 MFCC 系数提取  30-31
  2.5 本章小结  31-32
第3章矢量量化  32-43
  3.1 矢量量化的基本概念  32-36
    3.1.1 矢量量化的理论基础  32-33
    3.1.2 矢量量化的定义  33-34
    3.1.3 矢量量化器分析  34-35
    3.1.4 失真测度  35-36
  3.2 矢量量化码书设计算法  36-41
    3.2.1 矢量量化器的最优条件  36-38
    3.2.2 经典算法——LBG 算法  38-39
    3.2.3 LBG 算法的关键问题  39-41
  3.3 应用于音频检索的矢量量化  41-42
  3.4 本章小结  42-43
第4章音频样例检索算法  43-57
  4.1 直方图搜索算法  43-47
    4.1.1 基于MFCC 系数的直方图  44
    4.1.2 动态搜索方法  44-47
  4.2 阈值自适应直方图检索算法  47-51
  4.3 分段式检索策略  51-56
    4.3.1 子模板划分  52-53
    4.3.2 检索控制  53-54
    4.3.3 参考模板的判别检出  54
    4.3.4 算法流程  54-56
  4.4 本章小结  56-57
第5章音频检索实验  57-68
  5.1 系统结构  57-60
    5.1.1 特征提取子系统  57-59
    5.1.2 检索测试子系统  59-60
  5.2 实验音频库  60-61
  5.3 检索系统评价指标  61-62
  5.4 实验分析  62-67
    5.4.1 阈值自适应直方图检索性能分析  62-63
    5.4.2 分段检索性能分析  63-67
  5.5 本章小结  67-68
结论  68-69
参考文献  69-73
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  73-74
致谢  74

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