音频多标签分类的HMM方法研究.pdf

简介：
本文探讨了在音频处理领域中使用隐马尔可夫模型（HMM）进行多标签分类的方法，并分析其应用效果。 基于HMM的音频多标签分类是一个研究领域，它利用隐马尔可夫模型（Hidden Markov Model, HMM）处理音频数据以实现自动分类。这一技术在提取音频内容结构和语义信息方面具有重要作用，并且广泛应用于多媒体数据库的研究及实际应用中。 HMM是一种统计模型，描述了一系列隐藏状态组成的系统，每个状态产生观测数据的某种概率分布。由于音频信号的时间序列特性，使用HMM建模是合适的。 郑继明与杨会云提出了基于隐马尔可夫模型的音频多标签分类方法。此方法首先将音频分为环境音、音乐和语音三个主要类别，并在此基础上进一步利用愤怒、高兴、平静及伤心这四种情感对语音进行细化分类，使样本能够被赋予多个标签。 该研究中提到，在构建分类算法前需先提取训练音频样本的特征，这些特征包括过零率（Zero-Crossing Rate）、短时平均能量和MFCC（Mel频率倒谱系数）及其差分参数∆MFCC。其中，过零率反映信号的频率信息；短时平均能量描述了能量分布情况；而MFCC则广泛应用于音频处理中，能体现人类听觉感知中的频率特性。 文档还介绍了分类系统的结构和训练方法，在构建模型过程中使用Baum-Welch算法来迭代优化HMM参数。通过此法得到的两个分类器分别用于初步识别三大类别及进一步判断情感类型。 文中指出多标签分类在文本领域应用较多，但在音频中较少见，并引用了基于支持向量机（SVM）与图像识别结合的例子以证明其可行性，这也为该研究提供了理论依据。实验结果显示所提方法具有一定的有效性，尽管具体性能指标如准确率、召回率等未详细列出。 综上所述，基于HMM的音频多标签分类技术涉及了多个环节包括预处理、特征提取、算法设计及模型训练，并要求不断评估和优化以实现对音频内容的有效分类。