+ Cần tính khoảng cách giữa tất cả các điểm với điểm truy vấn, do đó việc tính toán nhiều. Chính vì vậy, thuật toán phân lớp K - NN có độ phức tạp còn cao.
+ Chi phí cho việc phân loại đối tượng mớicó thể tốn kém do gần như toàn bộ chi phí tính toán diễn ra lúc phân loại đối tượng mới chứ không
diễn ra lúc huấn luyện dữ liệu.
+ Nếu đặc trưng để phân loại đối tượng chỉ phụ thuộc vào một số ít trong số nhiều thuộc tính sẵn có của đối tượng thì những đối tượng thật sự “tương tự” cổ thể cách nhau rất xa.
CHƯƠNG 3. XÂY DƯNG ỨNG DUNG PHÂN LOAI NHAC
• • • • THEO THẺ LOAI
3.1. Giói thiêu bài toán
Âm nhạc trở thành phương tiện để nâng cao giá trị tinh thần cho đòi sống. Điều đó đã làm gia tăng số lượng các file nhạc, đặc biệt là World Wide Web. Đòi hỏi cần xây dụng một cơ sở dữ liệu để quản lí tốt các bài nhạc đó.
Từ xưa, muốn biết một bài nhạc thuộc thể loại nào, thường dựa vào kinh nghiệm người nghe. Tuy nhiên, để biết một bài nhạc thuộc thể loại nào, thường tìm tên bài hát, tác giả, ca sĩ hát bài đó để xác định xem bài hát đó thuộc thể loại nào. Ví dụ như khi nghe một bài hát của tác giả chuyên sáng tác nhạc pop, sẽ quy bài hát đó thuộc thể loại nhạc pop. Hoặc là, khi nghe một bài hát của một ca sĩ chuyên hát nhạc rock, sẽ quy bài là nhạc rock. Ngoài ra, việc phân loại nhạc của con người có thể dựa vào các loại nhạc cụ được sử dụng trong bài nhạc. Tuy nhiên, vói sự phát triển của công nghệ, số lượng bài hát càng nhiều, không thể nào ngồi nghe từng bài rồi để kết luận bài đó thuộc thể loại nào.
Các hệ thống phân loại nhạc theo thể loại thường mô phỏng những kĩ năng của con người để có thể nhận biết được thể loại của bản nhạc. Tuy nhiên, chúng không thể phân loại nhạc chủ yếu dựa vào kinh nghiệm ngưòi nghe nhạc mà cần thiết phải xác định một số đặc trưng chung, phục vụ cho việc nhận dạng theo thể loại.
Một thể loại nhạc là một tập các đặc trưng chung là mà người nghe có thể phân biệt nó với những loại nhạc khác từ những bản nhạc khác nhau. Những đặc trưng có thể được kể như là: độ cao thấp nốt nhạc (pitch), âm sắc (timbre), nhịp (rhythm) của một bản nhạc hoặc những đặc trưng liên quan đến bố cục nhạc(music texture). Một trong những thách thức trong phân loại thể loại nhạc tự động là tìm ra các yếu tố đó.
Trong khóa luận chỉ sử dụng bố cục về âm sắc để phân loại thể loại nhạc, Các tín hiệu audio được phân loại một cách tự động thuộc một ứong các thể loạỉ sau: classical, Rock, Jazz, Pop, Blues, country, disco, hip hop, metal. Reggae. Thử nghiệm với 10 thể loại nhạc này, và 4 thể loại classical, rock, jazz, pop.
Tín hiệu Audio
Hình 3.1 Sơ đồ xác định tín hiệu nhạc từ tín hiệu radio.
3.2. Thuật toán
3.2.1. Trích rút đặc trung
Để xác định thể loại của một bài nhạc, cần xác định đặc trưng của chứng sao cho máy tính có thể phân biệt sự khác nhau giữa các loại nhạc. Chương này sẽ giới thiệu một số phương pháp chính trong việc rút trích đặc trưng các tập tín nhạc và đề cập đặc trưng thường sử dụng trong phân tích nhạc.
Rút trích đặc trưng là quá trình xử lý tính toán để đưa ra các đặc trưng cần thiết cho việc phân loại nhạc. Ngoài ra, việc chọn lọc đặc trưng từ dữ liệu đầu vào sẽ làm
Trong bài báo “Musical Genre Classification of Audio Signals” của George Tzanetakis và Pery Cook, nhóm tác giả đã sử dụng ba tập đặc trung sau:
37
Hình 3.2 Sơ đồ một vector đặc trưng từ một tín hiệu nhạc + Các đặc trưng liên quan đến bố cục âm sắc (Timbrai Texture Features).
+ Các đặc trưng liên quan đến nhịp nhạc (Rhythmic Content Features). + Các đặc trưng liên quan đến độ cao thấp nốt nhạc (Pitch Content Features). Tuy nhiên, do hạn chế về trình độ và thời gian, em chỉ sử dụng các đặc trưng về bố cục âm sắc cho việc phân loại nhạc.
3.2.2. Các đặc trung liên quan đến bố cục âm sắc (Tửnbraỉ Texture Features) Features)
Quá trình xác định đặc trưng về bố cục âm sắc được mô tả bởi sơ đồ sau:
!...
Tỉnh dậetnm Tinh IIUÜE bình. dôi với lllỗí phuonE sá trên
cưa so 11101 cưa 50 chia thank các cửa Sũ
Tữi hiệu
i FFT tren
ỉmỏi cửa sỏ
Hình 3.3 Sơ đồ xác định các đặc trưng liên quan đến bố cục âm sắc Các đặc trưng liên quan đến bố cục âm sắc được xác định dựa trên STFT và được tính trên mỗi cửa sổ. Sau đây là các đặc trưng được dùng để biểu diễn bố cục âm sắc.