Алгоритм Шазам является одним из самых популярных методов распознавания музыки. Он позволяет идентифицировать песню, прослушав только несколько секунд ее аудиозаписи. Этот алгоритм основан на идеи создания уникального отпечатка каждой композиции, который затем сравнивается с уже имеющейся базой данных.
Принцип работы алгоритма Шазам можно разделить на несколько этапов. Во-первых, исходная аудиозапись делится на небольшие фрагменты продолжительностью около нескольких секунд. Затем для каждого фрагмента вычисляется его частотный спектр, позволяющий определить, какие звуки присутствуют в данный момент времени.
На следующем этапе для каждого частотного спектра строится уникальный отпечаток песни. Для этого используется алгоритм быстрого преобразования Фурье (БПФ), который позволяет преобразовать частотную информацию во временную. Полученные данные представляют собой набор точек, которые характеризуются своей частотой и амплитудой.
Как работает алгоритм Шазам?
1. Создание сигнатуры:
Первым шагом алгоритма Шазам является создание сигнатуры для каждой композиции. Сначала звуковой сигнал преобразуется в спектрограмму, которая показывает, какие частоты присутствуют в каждый момент времени. Затем спектрограмма разбивается на небольшие участки, называемые окнами. Для каждого окна создается уникальный код, называемый хэшем, который представляет собой комбинацию частот и временных интервалов.
2. Создание базы данных:
После создания сигнатур для всех песен, они добавляются в базу данных. База данных состоит из множества хэшей и соответствующих им идентификаторов песен. Каждый хэш связан с конкретным временным интервалом и песней, в которой он был создан.
3. Обработка аудиозаписи:
При распознавании музыкального трека аудиозапись также преобразуется в спектрограмму. Затем спектрограмма разбивается на окна и каждое окно преобразуется в хэш. Затем происходит сравнение полученных хэшей с хэшами из базы данных. Если найдено соответствие хотя бы для одного хэша, то песня идентифицируется и возвращается соответствующий ей идентификатор.
4. Поиск похожих треков:
Алгоритм Шазам также может использоваться для поиска похожих треков. Для этого можно применить ту же процедуру создания сигнатур и сравнивать хэши новых песен с хэшами в базе данных. Треки, у которых сигнатуры совпадают с заданным порогом, считаются похожими и могут быть выведены в результаты поиска.
Алгоритм Шазам имеет высокую точность и скорость распознавания музыкальных композиций, что делает его популярным инструментом для сервисов музыкального поиска и идентификации.
Что такое алгоритм Шазам?
Принцип работы алгоритма Шазам можно разделить на несколько этапов:
- Анализ звуковых сигналов: Первый этап заключается в превращении аудиозаписи в набор звуковых сигналов - спектрограмму. Спектрограмма представляет собой график, который показывает, какие частоты были присутствующими в аудиозаписи на протяжении времени.
- Создание шазамов: На втором этапе набор сигналов сжимается и преобразуется в шазамы - хэш-функции, которые представляют собой уникальные идентификаторы для каждой аудиозаписи.
- Создание индексов: Шазамы сохраняются в базе данных и используются для создания индексов для быстрого поиска. Индексы позволяют свести к минимуму время поиска и сравнения аудиозаписей.
- Поиск совпадений: На последнем этапе алгоритм сравнивает шазамы новой аудиозаписи с шазамами из базы данных. Если найдено совпадение, то аудиозапись считается идентичной или схожей с уже существующей.
Алгоритм Шазам широко применяется в музыкальных приложениях для различных целей, таких как распознавание песен, поиск музыки по фрагменту или определение источника звука.
Принцип работы алгоритма Шазам
Прежде чем приступить к созданию отпечатков, аудиозапись разбивается на небольшие фрагменты, называемые "шаблонами", которые обычно состоят из нескольких сотен миллисекунд звука. Затем для каждого шаблона вычисляются спектрограммы, которые представляют собой графическое изображение звукового спектра в зависимости от времени. Спектрограммы позволяют выделить особенности звука, такие как высота тона, громкость и темп, которые будут использоваться для создания отпечатков.
Далее, для каждой спектрограммы вычисляется хэш-функция, которая преобразует ее в набор чисел. Эти числа представляют собой характеристики звуковых фрагментов, такие как частота и время срабатывания. Хэш-функция способна эффективно сжимать информацию о спектрограмме, чтобы получить уникальные идентификаторы для каждого шаблона.
Затем созданные хэши сравниваются с хэшами аудиозаписей в базе данных. Если обнаруживается совпадение, то алгоритм Шазам возвращает результат, указывающий на соответствующую аудиозапись. Таким образом, алгоритм Шазам позволяет быстро идентифицировать аудиозаписи, даже если они были изменены или искажены.