音频分类是机器学习的一项常见应用,用于对声音类型进行分类。例如,它可以根据鸟鸣声识别鸟类。
您可以使用 Task 库 AudioClassifier API 将自定义音频分类器或预训练的音频分类器部署到移动应用中。
AudioClassifier API 的主要功能
输入音频处理,例如将 PCM 16 位编码转换为 PCM Float 编码,以及操作音频环形缓冲区。
标签地图语言区域。
支持多头分类模型。
同时支持单标签分类和多标签分类。
用于过滤结果的分数阈值。
前 k 名分类结果。
标签许可名单和拒绝名单。
支持的音频分类器模型
以下型号保证与 AudioClassifier API 兼容。
符合模型兼容性要求的自定义模型。
在 Java 中运行推理
如需查看在 Android 应用中使用 AudioClassifier 的示例,请参阅音频分类参考应用。
第 1 步:导入 Gradle 依赖项和其他设置
将 .tflite 模型文件复制到将运行该模型的 Android 模块的 assets 目录中。指定不应压缩该文件,并将 TensorFlow Lite 库添加到模块的 build.gradle 文件中:
android {
// Other settings
// Specify that the tflite file should not be compressed when building the APK package.
aaptOptions {
noCompress "tflite"
}
}
dependencies {
// Other dependencies
// Import the Audio Task Library dependency
implementation 'org.tensorflow:tensorflow-lite-task-audio:0.4.4'
// Import the GPU delegate plugin Library for GPU inference
implementation 'org.tensorflow:tensorflow-lite-gpu-delegate-plugin:0.4.4'
}
第 2 步:使用模型
// Initialization
AudioClassifierOptions options =
AudioClassifierOptions.builder()
.setBaseOptions(BaseOptions.builder().useGpu().build())
.setMaxResults(1)
.build();
AudioClassifier classifier =
AudioClassifier.createFromFileAndOptions(context, modelFile, options);
// Start recording
AudioRecord record = classifier.createAudioRecord();
record.startRecording();
// Load latest audio samples
TensorAudio audioTensor = classifier.createInputTensorAudio();
audioTensor.load(record);
// Run inference
List<Classifications> results = audioClassifier.classify(audioTensor);
如需了解配置 AudioClassifier 的更多选项,请参阅源代码和 Javadoc。
在 iOS 中运行推理
第 1 步:安装依赖项
Task 库支持使用 CocoaPods 进行安装。确保您的系统上安装了 CocoaPods。如需了解相关说明,请参阅 CocoaPods 安装指南。
如需详细了解如何向 Xcode 项目添加 pod,请参阅 CocoaPods 指南。
在 Podfile 中添加 TensorFlowLiteTaskAudio pod。
target 'MyAppWithTaskAPI' do
use_frameworks!
pod 'TensorFlowLiteTaskAudio'
end
确保您将用于推理的 .tflite 模型存在于应用软件包中。
第 2 步:使用模型
Swift
// Imports
import TensorFlowLiteTaskAudio
import AVFoundation
// Initialization
guard let modelPath = Bundle.main.path(forResource: "sound_classification",
ofType: "tflite") else { return }
let options = AudioClassifierOptions(modelPath: modelPath)
// Configure any additional options:
// options.classificationOptions.maxResults = 3
let classifier = try AudioClassifier.classifier(options: options)
// Create Audio Tensor to hold the input audio samples which are to be classified.
// Created Audio Tensor has audio format matching the requirements of the audio classifier.
// For more details, please see:
// https://github.com/tensorflow/tflite-support/blob/master/tensorflow_lite_support/ios/task/audio/core/audio_tensor/sources/TFLAudioTensor.h
let audioTensor = classifier.createInputAudioTensor()
// Create Audio Record to record the incoming audio samples from the on-device microphone.
// Created Audio Record has audio format matching the requirements of the audio classifier.
// For more details, please see:
https://github.com/tensorflow/tflite-support/blob/master/tensorflow_lite_support/ios/task/audio/core/audio_record/sources/TFLAudioRecord.h
let audioRecord = try classifier.createAudioRecord()
// Request record permissions from AVAudioSession before invoking audioRecord.startRecording().
AVAudioSession.sharedInstance().requestRecordPermission { granted in
if granted {
DispatchQueue.main.async {
// Start recording the incoming audio samples from the on-device microphone.
try audioRecord.startRecording()
// Load the samples currently held by the audio record buffer into the audio tensor.
try audioTensor.load(audioRecord: audioRecord)
// Run inference
let classificationResult = try classifier.classify(audioTensor: audioTensor)
}
}
}
Objective-C
// Imports
#import <TensorFlowLiteTaskAudio/TensorFlowLiteTaskAudio.h>
#import <AVFoundation/AVFoundation.h>
// Initialization
NSString *modelPath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"sound_classification" ofType:@"tflite"];
TFLAudioClassifierOptions *options =
[[TFLAudioClassifierOptions alloc] initWithModelPath:modelPath];
// Configure any additional options:
// options.classificationOptions.maxResults = 3;
TFLAudioClassifier *classifier = [TFLAudioClassifier audioClassifierWithOptions:options
error:nil];
// Create Audio Tensor to hold the input audio samples which are to be classified.
// Created Audio Tensor has audio format matching the requirements of the audio classifier.
// For more details, please see:
// https://github.com/tensorflow/tflite-support/blob/master/tensorflow_lite_support/ios/task/audio/core/audio_tensor/sources/TFLAudioTensor.h
TFLAudioTensor *audioTensor = [classifier createInputAudioTensor];
// Create Audio Record to record the incoming audio samples from the on-device microphone.
// Created Audio Record has audio format matching the requirements of the audio classifier.
// For more details, please see:
https://github.com/tensorflow/tflite-support/blob/master/tensorflow_lite_support/ios/task/audio/core/audio_record/sources/TFLAudioRecord.h
TFLAudioRecord *audioRecord = [classifier createAudioRecordWithError:nil];
// Request record permissions from AVAudioSession before invoking -[TFLAudioRecord startRecordingWithError:].
[[AVAudioSession sharedInstance] requestRecordPermission:^(BOOL granted) {
if (granted) {
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
// Start recording the incoming audio samples from the on-device microphone.
[audioRecord startRecordingWithError:nil];
// Load the samples currently held by the audio record buffer into the audio tensor.
[audioTensor loadAudioRecord:audioRecord withError:nil];
// Run inference
TFLClassificationResult *classificationResult =
[classifier classifyWithAudioTensor:audioTensor error:nil];
});
}
}];
如需了解更多用于配置 TFLAudioClassifier 的选项,请参阅源代码。
在 Python 中运行推理
第 1 步:安装 pip 软件包
pip install tflite-support
- Linux:运行
sudo apt-get update && apt-get install libportaudio2 - Mac 和 Windows:安装
tflite-supportpip 软件包时,系统会自动安装 PortAudio。
第 2 步:使用模型
# Imports
from tflite_support.task import audio
from tflite_support.task import core
from tflite_support.task import processor
# Initialization
base_options = core.BaseOptions(file_name=model_path)
classification_options = processor.ClassificationOptions(max_results=2)
options = audio.AudioClassifierOptions(base_options=base_options, classification_options=classification_options)
classifier = audio.AudioClassifier.create_from_options(options)
# Alternatively, you can create an audio classifier in the following manner:
# classifier = audio.AudioClassifier.create_from_file(model_path)
# Run inference
audio_file = audio.TensorAudio.create_from_wav_file(audio_path, classifier.required_input_buffer_size)
audio_result = classifier.classify(audio_file)
如需了解更多用于配置 AudioClassifier 的选项,请参阅源代码。
在 C++ 中运行推理
// Initialization
AudioClassifierOptions options;
options.mutable_base_options()->mutable_model_file()->set_file_name(model_path);
std::unique_ptr<AudioClassifier> audio_classifier = AudioClassifier::CreateFromOptions(options).value();
// Create input audio buffer from your `audio_data` and `audio_format`.
// See more information here: tensorflow_lite_support/cc/task/audio/core/audio_buffer.h
int input_size = audio_classifier->GetRequiredInputBufferSize();
const std::unique_ptr<AudioBuffer> audio_buffer =
AudioBuffer::Create(audio_data, input_size, audio_format).value();
// Run inference
const ClassificationResult result = audio_classifier->Classify(*audio_buffer).value();
如需了解更多用于配置 AudioClassifier 的选项,请参阅源代码。
模型兼容性要求
AudioClassifier API 需要具有强制性 TFLite 模型元数据的 TFLite 模型。查看使用 TensorFlow Lite 元数据写入器 API 为音频分类器创建元数据的示例。
兼容的音频分类器模型应满足以下要求:
输入音频张量 (kTfLiteFloat32)
- 大小为
[batch x samples]的音频片段。 - 不支持批量推理(
batch必须为 1)。 - 对于多渠道模型,渠道需要交错。
- 大小为
输出得分张量 (kTfLiteFloat32)
- 具有
N的[1 x N]数组表示类编号。 - 可选(但建议使用)标签映射,以 AssociatedFile 的形式提供,类型为 TENSOR_AXIS_LABELS,每行包含一个标签。第一个此类 AssociatedFile(如果有)用于填充结果的
label字段(在 C++ 中命名为class_name)。display_name字段会根据创建时所用AudioClassifierOptions的display_names_locale字段(默认值为“en”,即英语)所对应的语言区域,从关联文件(如有)中填充。如果上述任何一个都不可用,则只会填充结果的index字段。
- 具有