Αυτοματη Αναγνωριση Μουσικων Οργανων

Abstract

Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός συστήματος που θα είναι ικανό να αναγνωρίζει αυτόματα μουσικά όργανα από τον ήχο που παράγουν, καθώς και η μελέτη της συμπεριφοράς του σε διαφορετικά δεδομένα και για διαφορετικές παραμέτρους του. Τέτοια συστήματα είναι αναγκαία για την δεικτοδότηση ακουστικού υλικού βάσει του ηχητικού τους περιεχομένου σε μεγάλες βάσεις δεδομένων, αλλά και την ανάπτυξη εργαλείων που είναι ικανά να αναλύουν ένα μουσικό κομμάτι. Στην υλοποίηση χρησιμοποιήθηκε ένας μεγάλος αριθμός χαρακτηριστικών αναπαράστασης του ακουστικού σήματος και μελετήθηκε η συμπεριφορά του συστήματος για τα χαρακτηριστικά αυτά. Ως βάση της εξαγωγής χαρακτηριστικών χρησιμοποιήθηκαν τα MFCC που επιτυγχάνουν πολύ καλά αποτελέσματα στα πεδία της αναγνώρισης φωνής και μουσικού οργάνου. Η εκπαίδευση των μοντέλων για κάθε μουσικό όργανο για την αναγνώριση των ήχων έγινε με χρήση Μοντέλων Γκαουσιανών Μίξεων.Το σύστημα αξιολογήθηκε σε δύο σύνολα δεδομένων. Το πρώτο αποτελείται από μεμονωμένες νότες για 19 διαφορετικά όργανα της κλασικής ορχήστρας ενώ το δεύτερο από ρεαλιστικές μονοφωνικές φράσεις τεσσάρων μουσικών οργάνων που ανήκουν στην κατηγορία των ξύλινων πνευστών. Το υλοποιούμενο σύστημα στο πρώτο σύνολο πέτυχε ποσοστά αναγνώρισης μέχρι και 79.8%, ενώ στο δεύτερο σύνολο το ποσοστό ήταν 93%. Αναλυτικά αποτελέσματα καθώς και πίνακες σύγχυσης των λαθών του συστήματος είναι διαθέσιμα.