TWI533148B - 具導航特性之音樂推薦系統與方法 - Google Patents

Description

具導航特性之音樂推薦系統與方法

本發明係關於一種利用音樂分類特徵、音樂內涵特徵、音樂文字特徵及音樂展售特徵，自動規劃出音樂導航路徑之音樂推薦系統與方法。

因近年來網際網路的普及化，很多人都有可攜式的音樂設備，如MP3播放器、iPod shuffle、微軟的Zune設備或音樂手機，當前這些音樂設備提供了一個「洗牌」(shuffle)功能，隨機選擇歌曲播放。這種方法適用於小型媒體集合，無法彈性擴展至大型媒體集合，例如，在有一萬首歌曲的曲庫裡使用隨機播放，將導致播放歌曲裡只包含幾首聽者有興趣的歌，隨著歌曲量越大，用戶聽到喜歡歌曲的比例也會越低，因為用戶沒有真正的控制權。另一種常用的方式為「我最近播放的歌曲」，記錄消費者已經聽過的歌曲，播放列表確保是消費者熟悉的歌曲，缺點是這種方法消除了消費者接觸到新歌曲或不熟悉歌曲的可能性。還有一種方法為「類似歌曲」，這項方法會基於聲學相似性產生與最初的種子歌曲或歌曲類別相似的播放清單，但是缺點是會產生聽起來相似的歌曲，使得歌單缺乏變化性。另外一種方法是運用專家或是機器學習的方式，將音樂分類成各種不同的屬性，建構成一個高維度的空間，依據使用者輸入種子音樂，尋找此空間上鄰近的音樂，產生播放清單，如美國US7003515號專利。此類的推薦系統，互動性與推薦透明性不足，用戶無法進一步依照情境調整歌單。

由此可見，上述習用方式仍有諸多缺失，實非良善之設計，而亟待加以改良。

此發明之目的在於針對傳統自動音樂推薦方法的缺失與限制，藉由演算法之創新以及軟體方法之設計，提出一種具順序及方向性的音樂推薦系統與方法。此一具導航特性之音樂推薦系統與方法，在協助使用者搜尋可能喜歡之音樂的同時，也能漸進式探索陌生的音樂領域，解決以往自動音樂推薦方法中推薦歌曲風格侷限以及播放清單連貫性不足的問題。

使用者設定種子歌曲或特定條件，作為音樂導航的起點與終點。本發明之音樂推薦系統能萃取多面向音樂屬性，依據歌曲不同面向之相關性，自動規劃出音樂路徑(即推薦歌單)，並透過滿意度回饋以及使用者的喜好，可動態調整音樂路徑規劃，最後亦能讓使用者分享音樂路徑以及購買歌曲。

一種具導航特性之音樂推薦方法，其中包括下列步驟：步驟1，使用者指定音樂導航起點與終點歌曲，並設定初始參數；步驟2，利用所有歌曲間距關係，找到滿足音樂導航初始參數條件之起點與終點間距離最短之數條路徑，作為音樂路徑初始規劃的結果；步驟3，使用者對於前一步驟所產生之音樂路徑，依據個人喜好回饋條件，針對不滿意之一首或多首歌曲進行喜好參數設定；步驟4，根據使用者給予之喜好回饋條件，以及更新後之所有歌曲間距關係，重新計算出滿足條件且距離最短的數條音樂路徑；以及步驟5，反覆執行步驟3以及步驟4，直到使用者對該音樂路徑之所有歌曲皆無不滿意時，輸出最終的音樂路徑。其中該音樂係包含音樂分類特徵、音樂內涵特徵、音樂文字特徵及音樂展售特徵。該音樂分類特徵係包含曲風、樂器以及年代。該音樂內涵特徵係包含情緒、節奏以及音色。該音樂文字特徵係包含歌手、歌名、歌詞以及專輯名稱。該音樂展售特徵係包含歌曲長度、下載量以及價格。該導航起點與終點歌曲，其指定方式係以由使用者利用該音樂文字特徵搜尋以及指定該起點與終點歌曲，或由使用者設定該音樂分類特徵、該音樂內涵特徵、該音樂文字特徵以及該音樂展售特徵其中一種或多種音樂特徵條件之組合，依據設定的條件隨機挑選起點與終點歌曲。該音樂導航初始參數之設定，係包含歌曲數量、歌曲時間總長度、歌曲價格總和、以及供音樂路徑規劃之音樂特徵。該供音樂路徑規劃之音樂特徵，係含音樂分類特徵、音樂內涵特徵、音樂文字特徵及音樂展售特徵。該歌曲間距關係，其建立之方法係對該音樂分類特徵、該音樂內涵特徵及該音樂文字特徵個別計算特徵間距，加總所有特徵間距後即得歌曲間距。該音樂路徑初始規劃，係先建立所有歌曲之間距關係圖，並刪除歌曲間距過大的連結，在符合使用者設定之該導航起點終點與初始參數條件之下，找到排序後距離最短的前N條音樂路徑。該個人喜好回饋，係使用者可依據個人喜好，對不滿意的一或多首歌曲進行喜好參數設定，其中喜好參數可包含該音樂分類特徵、該音樂內涵特徵、該音樂文字特徵及該音樂展售特徵。該音樂路徑調整，係依據使用者不滿意的一首或多首歌曲及其對應之喜好參數設定，尋找替代路徑以替代此一首或多首歌曲，產生調整後的音樂路徑，其方法包含以下步驟：將不滿意之歌曲與其他歌曲之歌曲間距設定為無限大，並更新歌曲間距關係圖；將原音樂路徑中不滿意歌曲的前一首與後一首歌曲視為替代路徑的起點與終點，在符合其對應喜好參數之設定條件下，利用前一步驟更新之歌曲間距關係圖，找到排序後距離最短的替代路徑；以及將原音樂路徑中所有不滿意歌曲可能之替代路徑組合之後，取前距離最短之音樂路徑，作為調整後之音樂路徑。

一種具導航特性之音樂推薦系統，其包括以下模組：音樂資料庫；導航起點終點初始參數設定模組；音樂路徑初始規劃模組，係與該音樂資料庫以及該導航起點終點初始參數設定模組連接；使用者喜好回饋模組；音樂路徑調整模組，係與該音樂資料庫以及該使用者喜好回饋模組連接；音樂路徑呈現模組，係與該音樂路徑調整模組、該使用者喜好回饋模組以及該音樂路徑初始規劃模組連接；以及音樂路徑分享與購買模組，係與該音樂路徑呈現模組連接。該導航起點終點初始參數設定模組，係利用音樂資料庫所提供的音樂特徵，由使用者指定或系統自動挑選出兩首歌曲，以作為規劃音樂初始路徑起點與終點的設定值，並提供使用者設定音樂導航之初始參數。該音樂路徑初始規劃模組，係利用導航起點終點初始參數設定模組所提供之起點、終點、初始參數以及音樂資料庫中所有音樂的歌曲間距關係圖，規劃出初始音樂路徑。該音樂路徑呈現模組係將該音樂路徑初始規劃模組或該音樂路徑調整模組所產生之音樂路徑逐項呈現，並提供試聽與選擇推薦下一條音樂路徑之功能。該使用者喜好回饋模組，係將音樂路徑呈現模組所呈現之音樂路徑中一首或多首歌曲，利用該音樂資料庫之該音樂分類特徵、該音樂內涵特徵、該音樂文字特徵以及該音樂展售特徵，提供使用者進行喜好參數設定。該音樂路徑調整模組，係依據該原音樂路徑、該使用者喜好回饋模組所設定之喜好參數、以及該音樂資料庫中所有音樂的歌曲間距關係圖，重新計算出滿足喜好回饋條件之音樂路徑。該音樂路徑分享與購買模組，係將該音樂路徑呈現模組最終呈現之音樂路徑，提供使用者分享音樂路徑，以及購買相對應歌曲之連結網址。該音樂資料庫，係儲存之音樂特徵，其中係包括音樂分類特徵、音樂內涵特徵、音樂文字特徵、音樂展售特徵、以及音樂之特徵間距與歌曲間距關係圖。

本發明提供一具導航特性之音樂推薦方法與系統，與其他習用技術相互比較時，更具備下列優點：

1.多面向的音樂分析：透過萃取多個面向的音樂屬性，自動分析音樂的相關性。

2.具導航特性的音樂推薦：根據起點與終點，提供符合目標、豐富且有變化性的音樂路徑。

3.動態調整機制：透過使用者滿意度回饋以及喜好參數設定，可動態調整音樂路徑。

4.分享音樂路徑與購買歌曲：使用者能夠分享系統所推薦的音樂路徑以及購買音樂路徑上之歌曲。

為使貴局能更進一步瞭解本發明之技術內容，謹佐以一較佳之具體實施例配合說明如下。

請參閱圖一所示，係為本發明之具導航特性的音樂推薦系統架構圖，本發明系統係由音樂資料庫11、導航起點終點初始參數設定模組、音樂路徑初始規劃模組13、音樂路徑呈現模組14、使用者喜好回饋模組15、音樂路徑調整模組16以及音樂路徑分享與購買模組17組成，其中音樂資料庫11主要記載了所有音樂的下列四種音樂特徵，以做為音樂路徑導航與音樂推薦的主要依據。

1.音樂分類特徵：如曲風、樂器、年代等。

2.音樂內涵特徵：如情緒、節奏、音色等。

3.音樂文字特徵：如歌手、歌名、歌詞、專輯名等。

4.音樂展售特徵：如歌曲長度、下載量、價格等。

請參閱圖二所示，為關於本發明之具導航特性的音樂推薦方法流程圖，其方法包括以下步驟：步驟1：導航起點、終點及初始參數設定；步驟2：音樂路徑初始規劃；步驟3：使用者喜好回饋；步驟4：音樂路徑調整；以及步驟5：音樂路徑輸出。

在步驟1中，使用者利用導航起點終點初始參數設定模組12來進行音樂導航初始參數設定與起點終點歌曲設定。使用者可依據音樂文字特徵直接指定起點與終點歌曲，或指定音樂分類特徵、音樂內涵特徵、音樂文字特徵及音樂展售特徵四類音樂特徵之條件組合，作為導航起點與終點。如圖三所示之例，使用者選擇由系統隨機產生“節奏中等”的國語流行歌為起點歌曲，選擇歌手/演出者的“愛情的海洋”作為終點歌曲。使用者同時可設定此次音樂導航的初始參數，如圖四所示之例，使用者希望音樂路徑之歌曲數量為10首，歌曲總長度為30分鐘，歌曲總價格為150元，導航所經過之歌曲必須為快樂的國語流行歌，且歌名包含海洋以及歌詞包含藍天。

在步驟2中，系統的音樂路徑初始規劃模組13依據使用者於步驟1所提供的起點、終點、音樂導航初始參數條件及資料庫中的音樂特徵，計算出歌曲間距並且規劃出符合條件之路徑。若無符合之路徑，可回到前一步驟請使用者重新輸入；若有多條路徑皆符合條件，則輸出歌曲間距總和最小的前N條路徑至音樂路徑呈現模組14。以下以一實施例詳加說明音樂路徑規劃的方法。

假設資料庫中總共有7首歌曲，其參數如圖五所示。首先 定義兩首歌曲的特徵間距：歌手特徵若為同一人，則間距訂為0，否則間距為1；情緒特徵若相差0.3以內，則間距訂為0，否則間距為1；節奏特徵若相差0.2以內，則間距訂為0，否則間距為1；曲風特徵若相同，則間距訂為0，否則間距為1；年代特徵若相同，則間距訂為0，否則間距為1。將所有特徵間距加總後即求得歌曲間距，以歌曲間距矩陣彙整如圖六，刪除歌曲間距過大的連結(圖六中為大於3之連結)後，可得到圖七的歌曲間距關係圖(括弧內為價格)。

假設起始歌曲為S4，目標歌曲為S5，且使用者沒有設定任何初始參數條件，則可得到最短音樂路徑，其歌曲依序為{S4，S6，S7，S3，S5}。若使用者於音樂路徑初始參數設定價格的總和為65，則路徑規劃的方法是列出所有路徑，選出總和最接近65的一條路徑，在本例中有兩條{S4，S6，S7，S2，S5}和{S4，S6，S1，S3，S5}，系統會隨機選擇一條呈現，如{S4，S6，S7，S2，S5}。

圖八中音樂路徑呈現模組14會依據上述音樂路徑初始規劃模組產生之音樂路徑{S4，S6，S7，S2，S5}，詳列出歌曲資訊，包含音樂文字特徵(例如：歌手、歌名、歌詞、專輯名)以及音樂展售特徵(例如：價格、下載量、歌曲長度)。使用者若點選圖八中推薦下一條音樂路徑按鈕，則會呈現音樂路徑初始規劃模組所產生的次一最短路徑{S4，S6，S1，S3，S5}。

在步驟3中，使用者可依據音樂路徑呈現模組所產生之音樂路徑，利用如圖八所示之使用者喜好回饋模組15進行一首或多首歌曲的喜好回饋，其中包含滿意度與喜好參數設定。若使用者對一首或多首歌曲不滿意，可進一步設定喜好參數，包含音樂分類特徵、音樂內涵特徵、音樂文字特徵及音樂展售特徵。使用者喜好回饋模組實施的方法舉例如下：承 前例所產生出的音樂路徑{S4，S6，S1，S3，S5}，假設使用者對歌曲S1不滿意，可將S1的滿意度設為不滿意，並點選圖八中調整音樂路徑按鈕。接下來在步驟4中，音樂路徑調整模組16會在移除歌曲S1並保留音樂路徑{S4,S6}以及{S3,S5}的情況下，將歌曲S1與其他歌曲的歌曲間距均設定為無限大，重新計算找出起點為S6，終點為S3的前M條最短替代路徑，以最短替代路徑{S6，S7，S3}取代原路徑中的{S6，S1，S3}，成為調整後的音樂路徑{S4，S6，S7，S3，S5}，呈現至圖八的音樂路徑呈現模組中。若使用者又對歌曲S3不滿意，並欲進行額外的條件變更，則回到步驟3，將S3的滿意度設為不滿意，並再點選喜好參數設定按鈕進入喜好參數設定頁面，如圖九所示，針對音樂分類特徵、音樂內涵特徵、音樂文字特徵及音樂展售特徵進行設定。假設選定此曲歌手必須是A，且曲風為鄉村歌曲，則再回到圖八中點選調整音樂路徑按鈕。接下來在步驟4中，音樂路徑調整模組會在移除歌曲S3並保留音樂路徑{S4,S6,S7}以及{S5}的情況下，將歌曲S3與其他歌曲之歌曲間距設定為無限大，重新計算找出起點為S7，終點為S5，且符合喜好參數設定的前M條最短替代路徑，以最短替代路徑{S7,S2,S5}取代原路徑中的{S7,S3,S5}，重新呈現調整後的音樂路徑{S4,S6,S7,S2,S5}至圖八的音樂路徑呈現模組中。

最後在步驟5中，使用者試聽過後若對此音樂路徑之所有歌曲均感滿意而不想再修改，則可利用音樂路徑分享與購買模組17分享此音樂路徑，或連結至購買歌曲之網址。

上列詳細說明乃針對本發明之一可行實施例進行具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

綜上所述，本案不僅於技術思想上確屬創新，並具備習用之傳統方法所不及之上述多項功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

11‧‧‧音樂資料庫

12‧‧‧導航起點終點初始參數設定模組

13‧‧‧音樂路徑初始規劃模組

14‧‧‧音樂路徑呈現模組

15‧‧‧使用者喜好回饋模組

16‧‧‧音樂路徑調整模組

17‧‧‧音樂路徑分享與購買模組

圖一為本發明之具導航特性的音樂推薦系統架構圖；以及圖二為本發明之具導航特性的音樂推薦方法流程圖；圖三為本發明之音樂路徑起點終點設定介面；圖四為本發明之音樂路徑初始參數設定介面；圖五為本發明之一音樂資料庫實施例；圖六為本發明之一歌曲間距矩陣實施例；圖七為本發明之一歌曲間距關係圖實施例；圖八為本發明之音樂路徑呈現模組、使用者喜好回饋模組以及音樂路徑分享與購買模組介面；以及圖九為本發明之喜好參數設定介面。

11．．．音樂資料庫

12．．．導航起點終點初始參數設定模組

13．．．音樂路徑初始規劃模組

14．．．音樂路徑呈現模組

15．．．使用者喜好回饋模組

16．．．音樂路徑調整模組

17．．．音樂路徑分享與購買模組

Claims (16)

1. 一種具導航特性之音樂推薦方法，其中包括下列步驟：步驟1，使用者指定音樂導航起點與終點歌曲，並設定初始參數；步驟2，利用所有歌曲間距關係，找到滿足音樂導航初始參數條件之起點與終點間距離最短之數條路徑，作為音樂路徑初始規劃的結果；步驟3，使用者對於前一步驟所產生之音樂路徑，依據個人喜好回饋條件，針對不滿意之一首或多首歌曲進行喜好參數設定；步驟4，根據使用者給予之喜好回饋條件，以及更新後之所有歌曲間距關係，重新計算出滿足條件且距離最短的數條音樂路徑；以及步驟5，反覆執行步驟3以及步驟4，直到使用者對該音樂路徑之所有歌曲皆無不滿意時，輸出最終的音樂路徑。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具導航特性之音樂推薦方法，其中該音樂係包含音樂分類特徵、音樂內涵特徵、音樂文字特徵及音樂展售特徵。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具導航特性之音樂推薦方法，其中該導航起點與終點歌曲，其指定方式係以由使用者利用該音樂文字特徵搜尋以及指定該起點與終點歌曲，或由使用者設定該音樂分類特徵、該音樂內涵特徵、該音樂文字特徵以及該音樂展售特徵其中一種或多種音樂特徵條件之組合，依據設定的條件隨機挑選起點與終 點歌曲。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具導航特性之音樂推薦方法，其中該音樂導航初始參數之設定，係包含歌曲數量、歌曲時間總長度、歌曲價格總和、以及供音樂路徑規劃之音樂特徵。
5. 如申請專利範圍第4項所述之具導航特性之音樂推薦方法，其中該供音樂路徑規劃之音樂特徵，係含音樂分類特徵、音樂內涵特徵、音樂文字特徵及音樂展售特徵。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具導航特性之音樂推薦方法，其中該歌曲間距關係，其建立之方法係對該音樂分類特徵、該音樂內涵特徵及該音樂文字特徵個別計算特徵間距，加總所有特徵間距後即得歌曲間距。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具導航特性之音樂推薦方法，其中該音樂路徑初始規劃，係先建立所有歌曲之間距關係圖，並刪除歌曲間距過大的連結，在符合使用者設定之該導航起點終點與初始參數條件之下，找到排序後距離最短的前N條音樂路徑。
8. 如申請專利範圍第1項所述之具導航特性之音樂推薦方法，其中該個人喜好回饋，係使用者可依據個人喜好，對不滿意的一或多首歌曲進行喜好參數設定，其中喜好參數可包含該音樂分類特徵、該音樂內涵特徵、該音樂文字特徵及該音樂展售特徵。
9. 如申請專利範圍第1項所述之具導航特性之音樂推薦方法，其中該音樂路徑調整，係依據使用者不滿意的一首或多首歌曲及其對應之喜好參數設定，尋找替代路徑以 替代此一首或多首歌曲，產生調整後的音樂路徑，其方法包含以下步驟：將不滿意之歌曲與其他歌曲之歌曲間距設定為無限大，並更新歌曲間距關係圖；將原音樂路徑中不滿意歌曲的前一首與後一首歌曲視為替代路徑的起點與終點，在符合其對應喜好參數之設定條件下，利用前一步驟更新之歌曲間距關係圖，找到排序後距離最短的替代路徑；以及將原音樂路徑中所有不滿意歌曲可能之替代路徑組合之後，取前距離最短之音樂路徑，作為調整後之音樂路徑。
10. 一種具導航特性之音樂推薦系統，其包括以下模組：音樂資料庫；導航起點終點初始參數設定模組；音樂路徑初始規劃模組，係與該音樂資料庫以及該導航起點終點初始參數設定模組連接；使用者喜好回饋模組；音樂路徑調整模組，係與該音樂資料庫以及該使用者喜好回饋模組連接；音樂路徑呈現模組，係與該音樂路徑調整模組、該使用者喜好回饋模組以及該音樂路徑初始規劃模組連接；以及音樂路徑分享與購買模組，係與該音樂路徑呈現模組連接。
11. 如申請專利範圍第10項之具導航特性之音樂推薦系統， 其中該導航起點終點初始參數設定模組，係利用音樂資料庫所提供的音樂特徵，由使用者指定或系統自動挑選出兩首歌曲，以作為規劃音樂初始路徑起點與終點的設定值，並提供使用者設定音樂導航之初始參數。
12. 如申請專利範圍第10項之具導航特性之音樂推薦系統，其中該音樂路徑初始規劃模組，係利用導航起點終點初始參數設定模組所提供之起點、終點、初始參數以及音樂資料庫中所有音樂的歌曲間距關係圖，規劃出初始音樂路徑。
13. 如申請專利範圍第10項之具導航特性之音樂推薦系統，其中該音樂路徑呈現模組係將該音樂路徑初始規劃模組或該音樂路徑調整模組所產生之音樂路徑逐項呈現，並提供試聽與選擇推薦下一條音樂路徑之功能。
14. 如申請專利範圍第10項之具導航特性之音樂推薦系統，其中該使用者喜好回饋模組，係將音樂路徑呈現模組所呈現之音樂路徑中一首或多首歌曲，利用該音樂資料庫之該音樂分類特徵、該音樂內涵特徵、該音樂文字特徵以及該音樂展售特徵，提供使用者進行喜好參數設定。
15. 如申請專利範圍第10項之具導航特性之音樂推薦系統，其中該音樂路徑調整模組，係依據該原音樂路徑、該使用者喜好回饋模組所設定之喜好參數、以及該音樂資料庫中所有音樂的歌曲間距關係圖，重新計算出滿足喜好回饋條件之音樂路徑。
16. 如申請專利範圍第10項之具導航特性之音樂推薦系統，其中該音樂資料庫，係儲存之音樂特徵，其中係包括音 樂分類特徵、音樂內涵特徵、音樂文字特徵、音樂展售特徵、以及音樂之特徵間距與歌曲間距關係圖。