Αυτόματη ταξινόμηση μελωδίας σε μουσικά είδη με τη χρήση τεχνητών νευρωνικών δικτύων

Abstract

Στα πλαίσια της εργασίας αυτής μελετάται η αυτόματη ταξινόμηση μελωδίας σε μουσικά είδη με τη χρήση τεχνητών νευρωνικών δικτύων. Τα νευρωνικά δίκτυα αποτελούνται από απλά στοιχεία που λειτουργούν παράλληλα. Τα στοιχεία ονομάζονται νευρώνες και προσομοιώνουν σε ένα βαθμό τα βιολογικά νευρωνικά συστήματα. Μπορεί κανείς να εκπαιδεύσει ένα νευρωνικό δίκτυο ώστε αυτό να προσομοιώνει μια ιδιαίτερη συνάρτηση με τη ρύθμιση των τιμών των συνδέσεων (βάρη) μεταξύ των στοιχείων. Χαρακτηριστικά, τα νευρωνικά δίκτυα ρυθμίζονται, ή εκπαιδεύονται, έτσι ώστε μια συγκεκριμένη είσοδος να οδηγεί σε μια συγκεκριμένη επιθυμητή έξοδο. Στα πλαίσια αυτής της εργασίας, θα γίνει χρήση διάφορων περιγραφέων που μπορούν να χαρακτηρίσουν μια μουσική ακολουθία, προκειμένου να εκπαιδευτεί ένα νευρωνικό δίκτυο ώστε να μπορεί να ξεχωρίζει το είδος της μουσικής που δέχεται ως είσοδο. Παράλληλα, θα δοκιμαστούν διαφορετικές αρχιτεκτονικές τεχνητών νευρωνικών δικτύων (στρώματα, πλήθος νευρώνων ανά στρώμα, συναρτήσεις μεταφοράς, διαδικασία ενημέρωσης των βαρών). Κάθε ξεχωριστό είδος δικτύου θα τροφοδοτηθεί με μερικές ώρες μουσικής από διαφορετικά μουσικά είδη, έτσι ώστε να εκπαιδευτεί και να είναι ικανό να αναγνωρίζει τα διαφορετικά αυτά είδη. Για την υλοποίηση της εργασίας θα χρησιμοποιηθεί το Neural Network Toolbox του Matlab. Μέσα από τα αριθμητικά αποτελέσματα των πειραμάτων θα επαληθευθεί η καταλληλότητα των τεχνητών νευρωνικών δικτύων για την η αυτόματη ταξινόμηση μελωδίας σε μουσικά είδη και θα εξαχθούν επιμέρους συμπεράσματα για κάθε αρχιτεκτονική.