音樂數(shù)據(jù)管理與檢索關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，各種媒體的數(shù)據(jù)量都呈爆炸性增長趨勢，數(shù)字音樂隨處可見并且與日俱增。與此同時，各種音樂應(yīng)用也極大促進(jìn)了信息技術(shù)的前進(jìn)步伐，例如音樂共享使得古老的對等技術(shù)在20世紀(jì)結(jié)束之際開始成為主流。作為一個新的研究領(lǐng)域，音樂數(shù)據(jù)管理與檢索不論在理論研究還是現(xiàn)實應(yīng)用中都有著廣闊的前景。目前音樂管理與檢索領(lǐng)域的研究成果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)實中的應(yīng)用需求。為此，本文以音樂數(shù)據(jù)為目標(biāo)，采用數(shù)據(jù)管理與統(tǒng)計計算的技術(shù)路線，研究了音樂數(shù)據(jù)管理的理論

2、、技術(shù)和方法，同時研究了對等網(wǎng)絡(luò)中基于內(nèi)容的音樂信息檢索技術(shù)等，主要研究成果如下：
　　在音樂數(shù)據(jù)管理方面，提出了數(shù)據(jù)模型、查詢語言、存儲結(jié)構(gòu)、存取方法、主題挖掘算法和查詢處理方法。具體的，提出音樂數(shù)據(jù)模型，不僅能夠有效表達(dá)音樂數(shù)據(jù)的各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)和語義，而且能夠有效支持各種音樂計算應(yīng)用。提出音樂數(shù)據(jù)定義和操縱語言MuSQL，直接支持各種音樂操作。提出結(jié)構(gòu)化存儲方法，靈活存儲各種音樂數(shù)據(jù)。提出音樂數(shù)據(jù)上的N-gram倒排索引結(jié)構(gòu)，具

3、有簡單方便、易于在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中實現(xiàn)等優(yōu)點。提出中心、平凡和集簇摘要索引結(jié)構(gòu)(abstract index, AbIx)，具有空間消耗小、查詢速度快、保證peer高度自治、支持高頻更新等特點，還適合于音樂數(shù)據(jù)之外的其它媒體數(shù)據(jù)。提出音樂主題挖掘算法CDM，性能優(yōu)于現(xiàn)有同類算法。提出音樂數(shù)據(jù)查詢處理算法，以及該算法的NestedLoop和SortMerge兩種實現(xiàn)。提出集中式、分布式和結(jié)構(gòu)化對等數(shù)據(jù)系統(tǒng)中獲取候選peer集合的算法，以及基于

4、內(nèi)容的近似查詢處理方法，能夠在各種對等數(shù)據(jù)系統(tǒng)中搜索盡量少的peer得到盡量多的滿足用戶查詢的返回結(jié)果，此外還適用于Grid、Deep Web等其它分布式環(huán)境。
　　在音樂信息檢索方面，提出并分析了對等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下四種音樂信息檢索模式和檢索算法，同時給出PsPsC模式的實現(xiàn)方案。具體的，提出對等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下基于內(nèi)容的音樂信息檢索問題，并給出基于內(nèi)容音樂信息檢索的4種peer-to-peer模式。通過從網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、檢索時間、系統(tǒng)更新和魯棒

5、性等方面對4種模式進(jìn)行了理論分析和實驗比較，發(fā)現(xiàn)PsPsC模式是最適合近似查詢的模式，PsC+模式是最適合精確查詢的模式。提出PsPsC模式的實現(xiàn)方案，包括特征提取方法、檢索算法、重復(fù)結(jié)果過濾方法以及體系結(jié)構(gòu)等。模擬實驗結(jié)果驗證了所提算法的有效性。
　　最后使用上述基礎(chǔ)研究成果，設(shè)計實現(xiàn)了音樂數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)HIT-DML。它采用新穎的體系結(jié)構(gòu)，完全以數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為基礎(chǔ)，把音樂的內(nèi)容數(shù)據(jù)、特征數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化存儲在數(shù)據(jù)庫中；不僅在數(shù)據(jù)