浅谈数字音频指纹技术的应用

2016-03-14欧阳督

大科技 2016年35期

关键词：数字音频指纹音频

欧阳督

（湖南师范大学附属中学 410006）

浅谈数字音频指纹技术的应用

欧阳督

（湖南师范大学附属中学 410006）

数字音频指纹技术的诞生给人们的娱乐生活带来了更多的方便，利用该种技术，可以快速寻找出想要的音乐。本文主要针对数字音频指纹技术的基本概念、产生背景以及具体应用进行分析。

数字音频指纹技术；概念；应用

随着计算机网络的发展，人们对网络的运用日益增多，网上也出现了海量的视频、音乐等信息，在此背景下如果采用传统的手工选取歌曲显得较为吃力，此时数字音频指纹自动识别技术应用而生，并且成为相关工业界相关科研研究的热门问题。数字音频指纹是指一种数字签名，它代表了某段音乐的声学特征。本文主要介绍数字音频技术的产生背景、基本概念和性质以及它的应用，提出了里面存在的问题和有效措施。

1 数字音频指纹技术概述

1.1 数字音频指纹技术的基本概念及产生背景

随着网络技术的发展，音频压缩技术得以完善，网上存储了大量的音乐信息，原先采用的手工截取技术已经不能适应新的形式，这就使得数字音频技术应运而生。音频指纹简单地的说就是一种数字签名，它代表了音乐中隐含的声学特征。此种技术的主要目的就是建立起一个对两种音频数据的感知质量进行有效比较的系统。这里的比较对象不是音频数据本身，而是对数字指纹的比较。比如说大量的音乐信息在数据库里面存储的时候，就有歌名和作者信息、歌词等音频数据，这时指纹就可以作为截取歌曲的索引。

通常情况下音频指纹系统包含听觉特征计算算法和搜索对比算法两个部分。对一段音乐的具体识别过程为，首先利用指纹识别算法分析出要识别的音乐的音频特征，然后通过提取算法和指纹对比算法在数据库中寻找出原始的指纹，并且提取出相关信息返回给用户。

使用音频指纹技术进行信息提取的好处主要体现在：①有效减少了对硬盘容量的要求；②能够进行模糊对比，受音频信号失真影响较小；③指纹数据库尺寸较小有利于高效搜索。

1.2 音频检索技术和数字水印技术的比较

在普通人的认知中，音频检索技术和数字水印技术是没有太大区别的，但是实质上两者的数字指纹概念有着本质的区别。数字水印技术主要针对于盗版进行追踪的，每次音频信息经过拷贝以后，就会嵌入不同的水印，那么此项技术就可以有效追寻到盗版分发的源头。而音频检索技术就是对于未知音频的音频识别技术。

1.3 音频指纹的性质

音频指纹技术主要应用在海量的音频信息中检索出需要的数据，那么它具有以下几个方面的特性：

准确性：这一特性包括对信息检索的正确识别率、还有检索过程中的漏检率以及误检率。

鲁棒性：是指数据库中的音频信息遭受到了较为严重的信号处理以后，仍然能够被识别出来。为了取得强鲁棒性的特征，指纹需要具有对听觉重要内容的音频特征进行有效提取的能力。

区分性：不同歌曲之间的指纹差异较大，但是同一歌曲的不同版本也具有较小的指纹差异，那么音频指纹技术就应该能够区分这些细小的差别。

可靠性：同一首歌曲的准确识别是数字音频指纹技术的重要保障，误检率越小，歌曲被准确识别的几率就会越大。

2 数字音频指纹的典型应用

2.1 音乐识别

音乐识别是数字音频技术最初的应用目的，也是目前应用最为广泛的功能之一。现在已经广泛应用到了日常的商业产品当中。如美国与荷兰共同开发出了手机音乐识别软件。比如说用户想要知道歌曲的名字和作家信息的时候，就可以用手机拨打服务电话，通过手机传给服务器一段音乐片段，随后服务器就把相关信息发送到用户的手机上。此外，西班牙、英国等多个娱乐公司都利用此技术进行此类服务的提供。我国酷我音乐有限公司也利用此技术实现了歌曲的查找和匹配功能。

2.2 音频内容控制和跟踪

一方面实现了发行端控制功能，歌曲上传者在数据库中搜索出音乐然后自己决定它的播放权。另一方面传输信道的监控，通过此项功能发布者见识电视台是否已经支付了报仇，并且可以利用此功能进行播放统计，以便进行收费标准制定。同时广告商也要利用此程序监视电视台是否按协议进行播放了。这些需求都要求数据库具有及时更新的功能。

2.3 增值服务

不同的用户有着自己的性格特征，他们所要搜索的信息也不尽相同，所以元信息可以按照不同的功能进行信息的存储，利用指纹技术用户可以根据自己的需求方便快捷地查找到自己需要的信息。