Μεθοδολογίες αναγνώρισης προτύπων για την ανάκτηση πολυμεσικών δεδομένων με βάση το περιεχόμενο και μέσω διαβαθμιστικού λογισμικού
Authors: Λαμπροπούλου Παρασκευή 
Published: August 2021

Στη διατριβή αυτή αναλύθηκε, σχεδιάστηκε και αναπτύχθηκε ένα πρότυπο σύστημα με διαβαθμιστικό λογισμικό που προσφέρει, μέσω μιας υπηρεσίας κινητής τηλεφωνίας, τη δυνατότητα στους χρήστες κινητών τηλεφώνων να αναζητήσουν με βάση το περιεχόμενο μουσικά κομμάτια που ανήκουν στο ίδιο μουσικό είδος. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε ένας συνδυασμός τεχνολογιών κινητής τηλεφωνίας, τεχνικών ταξινόμησης ως προς το μουσικό είδος που βασίζονται στο περιεχόμενο, και μεθοδολογιών εξατομίκευσης και αξιολόγησης για τη δημιουργία ενός τέτοιου συστήματος. Η αρχιτεκτονική του συστήματος είναι δύο επιπέδων και κάνει χρήση διαβαθμιστικού λογισμικού για την ανάπτυξη της υπηρεσίας που πραγματοποιεί την αναζήτηση μουσικών κομματιών τα οποία ανήκουν στο ίδιο είδος με το παράδειγμα τραγούδι που στέλνει ο χρήστης μέσω της συσκευής κινητού τηλεφώνου. Το εμπρόσθιο μέρος σε αυτό το σύστημα σχεδιάστηκε και αναπτύχθηκε λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος κινητών υπηρεσιών, ώστε να εξαλειφθούν αρκετοί περιορισμοί που υπήρχαν σε παρόμοια συστήματα. Στο σύστημα μας η υπηρεσία κινητής τηλεφωνίας προσφέρεται μέσα από τη χρήση του πλαισίου ώθησης. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα η υπηρεσία να είναι διαθέσιμη σε οποιαδήποτε συσκευή κινητού τηλεφώνου, να μη χρειάζεται εγκατάσταση ειδικού λογισμικού ή να χρειάζεται κάποιο ειδικό λογισμικό ή λειτουργικό σύστημα κινητών τηλεφώνων. Επιπλέον, τα αποτελέσματα της υπηρεσίας δεν ήταν παράδοση περιεχομένου που πιθανόν να ήταν ανεπιθύμητο από το χρήστη αλλά μια λίστα συνδέσμων, με μουσικά κομμάτια που ανήκουν στο ίδιο είδος, δίνοντας τη δυνατότητα στο χρήστη να επιλέξει μόνος του αν θέλει να λάβει αντίστοιχο περιεχόμενο στη συσκευή του κινητού τηλεφώνου του. Το οπίσθιο μέρος του συστήματος αποτελείται από εκείνες τις υπομονάδες που είναι υπεύθυνες για την ταξινόμηση των μουσικών αρχείων ως προς το είδος. Για να επιτευχθούν καλύτερα αποτελέσματα ταξινόμησης ως προς του μουσικό είδος, και άρα να είναι πιο στοχευμένα τα αποτελέσματα της υπηρεσίας, προτάθηκε μια νέα μέθοδο ταξινόμησης που βασίστηκε στην τεχνική του διαχωρισμού μουσικών πηγών. Στη μέθοδο αυτή το αρχικό μουσικό σήμα του μουσικού κομματιού σε ένα προ-επεξεργαστικό στάδιο της ταξινόμησης, αποσυντίθεται στα επιμέρους σήματα του. Για το διαχωρισμό του αρχικού σήματος σε τρεις μουσικές πηγές χρησιμοποιήθηκαν δύο μέθοδοι: ο αλγόριθμος της αραιής συνελικτικής κωδικοποίησης και η μέθοδος που βασίζεται στα WPs. Για την ταξινόμηση χρησιμοποιήθηκαν SVM ταξινομητές συνόλου, και παρατηρήθηκε ότι η χρήση του προ-επεξεργαστικού σταδίου διαχωρισμού των πηγών βελτιώνει τα αποτελέσματα ταξινόμησης ως προς το μουσικό είδος περίπου 2-3% και για τις δύο τεχνικές. Επιπλέον, προτάθηκε η χρήση μιας υβριδικής μεθόδου εξατομίκευσης που είχε ως αποτέλεσμα η υπηρεσία να παρέχει αποτελέσματα που όχι μόνο ήταν όμοια ως προς το περιεχόμενο και ανήκαν στην ίδια μουσική κλάση, αλλά και αποτελέσματα στα οποία λαμβάνονταν υπόψη επίσης οι προτιμήσεις του χρήστη ή των υπόλοιπων χρηστών. Η υβριδική μέθοδος εξατομίκευσης αποτελούνταν από το συνδυασμό της ανάκτησης μουσικής ως προς το περιεχόμενο και μιας μεθόδου φίλτρων συνεργατικής διήθησης που ονομάζεται ’’διάγνωση προσωπικότητας”. Για την αξιολόγηση του συστήματος τέλος, από την πλευρά του λογισμικού προτάθηκε ένα πλαίσιο αξιολόγησης τριών σταδίων. Μέσα από το πλαίσιο αυτό αξιολογούνται τόσο τα ποσοτικά όσο και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του συστήματος και λαμβάνεται επίσης και η υποκειμενική αξιολόγηση των χρηστών για το σύστημα με διαβαθμιστικό λογισμικό που παρέχει την υπηρεσία κινητής τηλεφωνίας.