音声分類は、音の種類を分類する ML の一般的なユースケースです。たとえば、鳥の鳴き声から鳥の種類を特定できます。
Task Library AudioClassifier API を使用して、カスタム音声分類子または事前トレーニング済みの音声分類子をモバイルアプリにデプロイできます。
AudioClassifier API の主な機能
入力音声処理(PCM 16 ビット エンコードから PCM Float エンコードへの変換、音声リングバッファの操作など)。
ラベルマップの言語 / 地域。
マルチヘッド分類モデルをサポート。
シングルラベル分類とマルチラベル分類の両方をサポートします。
結果をフィルタするスコアのしきい値。
上位 k 個の分類結果。
ラベルの許可リストと拒否リスト。
サポートされている音声分類モデル
次のモデルは、AudioClassifier API との互換性が保証されています。
TensorFlow Lite Model Maker for Audio Classification で作成されたモデル。
モデルの互換性要件を満たすカスタムモデル。
Java で推論を実行する
Android アプリで AudioClassifier を使用する例については、音声分類リファレンス アプリをご覧ください。
ステップ 1: Gradle の依存関係とその他の設定をインポートする
.tflite モデルファイルを、モデルが実行される Android モジュールの assets ディレクトリにコピーします。ファイルを圧縮しないように指定し、TensorFlow Lite ライブラリをモジュールの build.gradle ファイルに追加します。
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'
}
ステップ 2: モデルを使用する
// 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);
AudioClassifier を構成するその他のオプションについては、ソースコードと javadoc をご覧ください。
iOS で推論を実行する
ステップ 1: 依存関係をインストールする
タスク ライブラリは、CocoaPods を使用したインストールをサポートしています。システムに CocoaPods がインストールされていることを確認します。手順については、CocoaPods インストール ガイドをご覧ください。
Xcode プロジェクトに Pod を追加する方法について詳しくは、CocoaPods ガイドをご覧ください。
Podfile に TensorFlowLiteTaskAudio Pod を追加します。
target 'MyAppWithTaskAPI' do
use_frameworks!
pod 'TensorFlowLiteTaskAudio'
end
推論に使用する .tflite モデルがアプリバンドルに含まれていることを確認します。
ステップ 2: モデルを使用する
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];
});
}
}];
TFLAudioClassifier を構成するその他のオプションについては、ソースコードをご覧ください。
Python で推論を実行する
ステップ 1: pip パッケージをインストールする
pip install tflite-support
- Linux:
sudo apt-get update && apt-get install libportaudio2を実行します。 - Mac と Windows:
tflite-supportpip パッケージをインストールすると、PortAudio が自動的にインストールされます。
ステップ 2: モデルを使用する
# 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)
AudioClassifier を構成するその他のオプションについては、ソースコードをご覧ください。
C++ で推論を実行する
// 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();
AudioClassifier を構成するその他のオプションについては、ソースコードをご覧ください。
モデルの互換性要件
AudioClassifier API は、必須の TFLite モデル メタデータを含む TFLite モデルを想定しています。TensorFlow Lite メタデータ ライター API を使用して音声分類子のメタデータを作成する例をご覧ください。
互換性のある音声分類モデルは、次の要件を満たしている必要があります。
入力音声テンソル(kTfLiteFloat32)
- サイズ
[batch x samples]の音声クリップ。 - バッチ推論はサポートされていません(
batchは 1 である必要があります)。 - マルチチャネル モデルの場合、チャネルをインターリーブする必要があります。
- サイズ
出力スコア テンソル(kTfLiteFloat32)
[1 x N]配列のNはクラス番号を表します。- 省略可能な(推奨)ラベルマップ(複数可)。AssociatedFile として、タイプ TENSOR_AXIS_LABELS で、1 行に 1 つのラベルを含む。最初に関連付けられたファイル(ある場合)は、結果の
labelフィールド(C++ ではclass_nameという名前)に入力するために使用されます。display_nameフィールドは、作成時に使用されたAudioClassifierOptionsのdisplay_names_localeフィールドとロケールが一致する AssociatedFile(存在する場合)から入力されます(デフォルトでは「en」、つまり英語)。いずれも利用できない場合は、結果のindexフィールドのみが入力されます。