شماره ركورد
25951
شماره راهنما
COM3 162
عنوان
برچسبزني خودكار چندبعدي موسيقي ميكروتونال
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر
دانشكده
مهندسي كامپيوتر
تاريخ دفاع
1405/03/20
صفحه شمار
177 ص.
يادداشت
دانشگله هنر اصفهان
استاد راهنما
رضا رمضاني
كليدواژه فارسي
برچسبزني خودكار موسيقي , موسيقي دستگاهي ايراني , بازيابي اطلاعات موسيقي , يادگيري عميق، ماتريس انتقال پويا , مكانيسم توجه متقابل نامتقارن
چكيده فارسي
گسترش سامانههاي پخش و فروش آنلاين موسيقي در عصر موسيقي ديجيتال، نياز به تحليل خودكار محتواي موسيقايي را به يك مسئله مهم در سطح صنعتي و پژوهشي تبديل كرده است. كاركردهايي مانند جستجوي سريع، پيشنهاددهي شخصيسازيشده، و توليد فهرستهاي پخش، مستلزم آن هستند كه ويژگيهاي معنايي و موسيقايي هر قطعه با دقت شناسايي شوند. ازاينرو، برچسبزني خودكار موسيقي بهعنوان يكي از مسائل محوري در بازيابي اطلاعات موسيقي، نقشي اساسي در كارآمدي اين سامانهها پيدا كرده است. براي رسيدن به اين اهداف لازم است تا ويژگيهاي هر قطعه موسيقي (مثلاً دستگاهي كه آن قطعه موسيقي در آن نواخته يا خواندهشده، يا سازهايي كه در آن قطعه استفادهشده، يا وضعيت ضربآهنگ قطعه) بهدقت شناسايي و سپس برچسبزني شود. با توجه به تعداد و تنوع بسيار زياد اين موسيقيها و همچنين تخصصي بودن رشته موسيقي، مشخص است كه تعيين ويژگيهاي موسيقايي هر قطعه و برچسب زدن به آنها بهصورت دستي بسيار هزينهبر، زمانبر و عملاً غيرممكن است. لذا نياز به ابزارهايي است كه اين فرايند را بهصورت خودكار انجام دهند. به همين جهت حوزه پژوهشي نسبتاً جديدي به نام بازيابي اطلاعات موسيقي كانون توجه محققين قرارگرفته است. بااينحال اكثر پژوهشهاي انجامشده در اين حوزه بر مبناي موسيقي غربي و نظام تقسيمبندي دوازدهپردهاي يكسان توسعهيافتهاند و در مواجهه با موسيقيهاي ميكروتونال مانند موسيقي دستگاهي ايراني، با سه چالش اساسي الف) نبود مجموعهداده مناسب، ب) نياز به بازنمايي مؤثر الگوهاي ملودي و ج) معماري منحصربهفرد براي پردازش مؤثر بازنماييها و پيشبيني برچسبها روبرو هستند. اين رساله، در پاسخ به چالش اول، با معرفي مجموعهداده چكاوك با 7،036 قطعه موسيقي دستگاهي ايراني در سه وجه ژانر، ساز و ويژگيهاي بافتي (شامل 28 برچسب)، براي اولين بار، يك مجموعهداده معيار براي موسيقي دستگاهي ايراني را معرفي ميكند. در پاسخ به چالش دوم و سوم، معماري همايون، يك معماري مبتني بر ترنسفورمر معرفي ميشود. معماري همايون با مؤلفههاي بديع خود نظير ماتريس انتقال پويا و مكانيسم توجه متقابل نامتقارن، بازنمايي مؤثري از ويژگيهاي صوتي موسيقي ميكروتونال را با هدايت الگوهاي ملودي، در جهت پيشبيني مؤثر برچسبهاي هر قطعه موسيقي ارائه ميكند. معماري همايون بر روي چهار مجموعهداده ميكروتونال چكاوك، ژانر عربي و تركي (ژانر و احساس) به ترتيب توانست مقادير 76.4، 76.2، 80.8 و 80.7 را براي معيار Macro-F1 ثبت كند كه نسبت به بهترين مدل پايه به ترتيب 14.5، 5.8، 4.9 و 4.3 درصد بهبود را نشان ميدهد. در مورد موسيقي غربي هم معماري همايون با تست بر روي مجموعهداده جيتيزان، توانست دقت رقابتي 77.4 نسبت به بهترين مدل پايه (مِرت با دقت 83.1) كسب كند.
كليدواژه لاتين
automatic music tagging , Iranian dastgah music , music information retrieval , deep learning , dynamic transition matrix , asymmetric cross‑attention mechanism
عنوان لاتين
Multi-dimensional Auto-tagging of Microtonal Music
گروه آموزشي
مهندسي كامپيوتر
چكيده لاتين
The proliferation of online music streaming and distribution platforms in the era of digital music has transformed the automatic analysis of musical content into a significant challenge at both industrial and research levels. Functionalities such as fast search, personalized recommendation, and playlist generation require the accurate identification of the semantic and musical attributes of each track. Consequently, automatic music tagging has emerged as a central problem in music information retrieval, playing a crucial role in the efficiency of these systems. Achieving these objectives necessitates the precise identification and labeling of various characteristics of each musical piece, such as the modal system (e.g., dastgah in Iranian music) in which the piece is performed, the instruments employed, and rhythmic properties. Given the vast volume and diversity of musical content, as well as the specialized nature of music theory, manual annotation of these attributes is highly time-consuming, costly, and practically infeasible. Therefore, there is a strong need for automated tools to perform this process. In response, the relatively recent research field of Music Information Retrieval (MIR) has gained significant attention. However, the majority of existing studies in this domain have been developed based on Western music and the equal-tempered 12-tone system. As a result, they face three fundamental challenges when applied to microtonal music, such as Iranian classical music: (a) the lack of suitable datasets, (b) the need for effective representations of melodic patterns, and (c) the requirement for specialized architectures capable of efficiently processing such representations and predicting labels. To address the first challenge, this dissertation introduces the Chakavak dataset, comprising 7,036 pieces of Iranian classical (dastgah-based) music annotated across three aspects—genre, instrumentation, and textural features (with a total of 28 labels). This dataset is presented as the first benchmark dataset for Iranian classical music. To tackle the second and third challenges, a novel transformer-based architecture, named Homayoun, is proposed. Leveraging innovative components such as a dynamic transition matrix and an asymmetric cross-attention mechanism, the Homayoun architecture provides an effective representation of microtonal audio features guided by melodic patterns, enabling accurate label prediction for each musical piece. Experimental results demonstrate that the Homayoun architecture achieves Macro-F1 scores of 76.4, 76.2, 80.8, and 80.7 on four microtonal datasets—Chakavak, Arabic genre, and Turkish datasets (genre and emotion), respectively—showing improvements of 14.5%, 5.8%, 4.9%, and 4.3% over the best baseline models. Furthermore, in the context of Western music, evaluation on the GTZAN dataset yields a competitive accuracy of 77.4%, compared to the best baseline model (MERT) with an accuracy of 83.1%.
تعداد فصل ها
7
استاد مشاور خارج از دانشگاه
محمدهادي عيان بد
فهرست مطالب pdf
161359
نويسنده