libs/qm-dsp/dsp/segmentation/ClusterMeltSegmenter.h

   1 /* -*- c-basic-offset: 4 indent-tabs-mode: nil -*-  vi:set ts=8 sts=4 sw=4: */
   2
   3 /*
   4  * ClusterMeltSegmenter.h
   5  *
   6  * Created by Mark Levy on 23/03/2006.
   7  * Copyright 2006 Centre for Digital Music, Queen Mary, University of London.
   8
   9     This program is free software; you can redistribute it and/or
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  11     published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
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  14  */
  15
  16 #include <vector>
  17
  18 #include "segment.h"
  19 #include "Segmenter.h"
  20 #include "hmm/hmm.h"
  21 #include "base/Window.h"
  22
  23 using std::vector;
  24
  25 class Decimator;
  26 class ConstantQ;
  27 class MFCC;
  28 class FFTReal;
  29
  30 class ClusterMeltSegmenterParams
  31 // defaults are sensible for 11025Hz with 0.2 second hopsize
  32 {
  33 public:
  34     ClusterMeltSegmenterParams() :
  35         featureType(FEATURE_TYPE_CONSTQ),
  36         hopSize(0.2),
  37         windowSize(0.6),
  38         fmin(62),
  39         fmax(16000),
  40         nbins(8),
  41         ncomponents(20),
  42         nHMMStates(40),
  43         nclusters(10),
  44         histogramLength(15),
  45         neighbourhoodLimit(20) { }
  46     feature_types featureType;
  47     double hopSize;     // in secs
  48     double windowSize;  // in secs
  49     int fmin;
  50     int fmax;
  51     int nbins;
  52     int ncomponents;
  53     int nHMMStates;
  54     int nclusters;
  55     int histogramLength;
  56     int neighbourhoodLimit;
  57 };
  58
  59 class ClusterMeltSegmenter : public Segmenter
  60 {
  61 public:
  62     ClusterMeltSegmenter(ClusterMeltSegmenterParams params);
  63     virtual ~ClusterMeltSegmenter();
  64     virtual void initialise(int samplerate);
  65     virtual int getWindowsize();
  66     virtual int getHopsize();
  67     virtual void extractFeatures(const double* samples, int nsamples);
  68     void setFeatures(const vector<vector<double> >& f);         // provide the features yourself
  69     virtual void segment();             // segment into default number of segment-types
  70     void segment(int m);                // segment into m segment-types
  71     int getNSegmentTypes() { return nclusters; }
  72
  73 protected:
  74     void makeSegmentation(int* q, int len);
  75
  76     void extractFeaturesConstQ(const double *, int);
  77     void extractFeaturesMFCC(const double *, int);
  78
  79     Window<double> *window;
  80     FFTReal *fft;
  81     ConstantQ* constq;
  82     MFCC* mfcc;
  83     model_t* model;                             // the HMM
  84     int* q;                                     // the decoded HMM state sequence
  85     vector<vector<double> > histograms;
  86
  87     feature_types featureType;
  88     double hopSize;             // in seconds
  89     double windowSize;  // in seconds
  90
  91     // constant-Q parameters
  92     int fmin;
  93     int fmax;
  94     int nbins;
  95     int ncoeff;
  96
  97     // PCA parameters
  98     int ncomponents;
  99
 100     // HMM parameters
 101     int nHMMStates;
 102
 103     // clustering parameters
 104     int nclusters;
 105     int histogramLength;
 106     int neighbourhoodLimit;
 107
 108     Decimator *decimator;
 109 };