Použitie neurónových sietí pri spracovaní zvukového signálu

Miroslava Klučárová

Vedúci práce: doc. RNDr. Gabriela Andrejková, CSc.

Akustika

• skúma pozdĺžne mechanické vlnenie

• infrazvuk < 20Hz

• zvuk 20Hz – 20000Hz

• ultrazvuk > 20000Hz

Zvuk

• vzniká kmitaním hmoty• parametre

• hladina• frekvencia• priebeh kmitania• dĺžka

Zvuk

• vzniká kmitaním hmoty• parametre

• hladina• frekvencia• priebeh kmitania• dĺžka

Hladina zvuku

• jednotka Bel – B

• 0 dB – prah počuteľnosti pre frekvenciu 1 kHz

• > 130 dB – poškodzuje sluch

Zvuk

• vzniká kmitaním hmoty• parametre

• hladina• frekvencia• priebeh kmitania• dĺžka

Frekvencia

• jednotka Hertz – Hz

• určuje výšku tónu

Frekvenčné rozsahy

Zvuk

• vzniká kmitaním hmoty• parametre

• hladina• frekvencia• priebeh kmitania• dĺžka

Priebeh kmitania

Zvuk

• vzniká kmitaním hmoty• parametre

• hladina• frekvencia• priebeh kmitania• dĺžka

Biologické neurónové siete

Biologický neurón

Učenie

• úplne geneticky daná komunikácia neurónov

• určený počet synapsií medzi jednotlivými neurónmi

• učenie = zmena váh synapsií

Umelé neurónové siete

• výpočtový model zostavený na základe abstrakcií vlastností biologických neurónových sietí

• základom je taktiež model neurónu

O čo vlastne ide?

• zápis nôt z nahrávky hudobného nástroja

• chceme využiť len jeden konkrétny

nástroj – flautu

Prečo flauta?

Prečo flauta?

• gitara• priečna flauta• zobcová flauta• saxofón• klavír• bicie

Bicie

Prečo flauta?

• gitara• priečna flauta• zobcová flauta• saxofón• klavír• bicie

Prečo flauta?

• gitara• priečna flauta• zobcová flauta• saxofón• klavír• bicie

Prečo flauta?

• gitara• priečna flauta• zobcová flauta• saxofón• klavír• bicie

Priečna flauta

Zobcová flauta

Saxofón

Prečo flauta?

• gitara• priečna flauta• zobcová flauta• saxofón• klavír• bicie

Motivácia

• záujem o oblasť neurónových sietí

• možnosť pokračovať v zvolenej téme

• praktické využitie

Ciele• Spracovať známe metódy na prevod zvukových

signálov do notového zápisu.

• Navrhnúť model klasifikujúcej neurónovej siete, ktorý bude trénovaný na dátach zvukových signálov a bude klasifikovať signály do nôt (napríklad základnej oktávy).

• Vytvoriť aplikáciu používajúcu navrhnutý model neurónovej siete, ktorá bude k daným zvukovým signálom vytvárať notový zápis.

Čo už máme?

Čo už máme?

Literatúra

• V. Mařík, O. Štěpánková, J. Lažanský a kol.: Umělá inteligence (4), Akademie věd ČR, Praha, 2003.

• M. H. Hassoun: Fundamentals of artificial neural networks. MIT Press, Cambridge, 1995.

• J. Hertz, A. Krogh, R.G. Palmer: Introduction to the theory of neural computation, Addison-Wesley, 1991.

• V. Kvasnička a kol.: Úvod do teórie neurónových sietí, IRIS, Bratislava, 1997.

Ďakujem za pozornosť

Otázky?