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오디오 분류기 통합

오디오 분류는 소리 유형을 분류하기 위한 머신러닝의 일반적인 사용 사례입니다. 예를 들어 노래로 새의 종을 식별할 수 있습니다.

Task Library AudioClassifier API를 사용하여 사용자 정의 오디오 분류기 또는 사전 훈련된 분류기를 모바일 앱에 배포할 수 있습니다.

AudioClassifier API의 주요 기능

입력 오디오 처리(예: PCM 16비트 인코딩을 PCM 부동 인코딩으로 변환 및 오디오 링 버퍼 조작)
레이블 맵 로케일
멀티 헤드 분류 모델 지원
단일 레이블 및 다중 레이블 분류를 모두 지원
결과를 필터링하기 위한 스코어 임계값
Top-k 분류 결과
레이블 허용 목록 및 거부 목록

지원되는 오디오 분류자 모델

다음 모델이 AudioClassifier API와 호환이 보장됩니다.

오디오 분류를 위해 TensorFlow Lite Model Maker에서 만든 모델
TensorFlow Hub에서 사전 훈련된 오디오 이벤트 분류 모델
모델 호환성 요구 사항을 충족하는 사용자 정의 모델

Java에서 추론 실행하기

Android 앱에서 AudioClassifier를 사용하는 예는 오디오 분류 참조 앱을 참조하세요.

1단계: Gradle 종속성 및 기타 설정 가져오기

.tflite 모델 파일을 모델이 실행될 Android 모듈의 assets 디렉터리에 복사합니다. 파일을 압축하지 않도록 지정하고 TensorFlow Lite 라이브러리를 모듈의 build.gradle 파일에 추가합니다.

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 (NNAPI is included)
    implementation 'org.tensorflow:tensorflow-lite-task-audio:0.4.0'
    // Import the GPU delegate plugin Library for GPU inference
    implementation 'org.tensorflow:tensorflow-lite-gpu-delegate-plugin:0.4.0'
}

참고: Android Gradle 플러그인 버전 4.1부터 기본적으로 .tflite가 noCompress 목록에 추가되며 위의 aaptOptions는 더 이상 필요하지 않습니다.

2단계: 모델 사용하기

// 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 구성을 위한 추가 옵션은 소스 코드 및 javadoc을 참조하세요.

iOS에서 추론 실행하기

1단계: 종속성 설치하기

작업 라이브러리는 CocoaPods를 사용한 설치를 지원합니다. 시스템에 CocoaPods가 설치되어 있는지 확인하세요. 지침은 CocoaPods 설치 가이드를 참조하세요.

Xcode 프로젝트에 포드를 추가하는 방법에 대한 자세한 내용은 CocoaPods 가이드를 참조하세요.

Podfile에 TensorFlowLiteTaskAudio 포드를 추가합니다.

target 'MyAppWithTaskAPI' do
  use_frameworks!
  pod 'TensorFlowLiteTaskAudio'
end

추론에 사용할 .tflite 모델이 앱 번들에 있어야 합니다.

2단계: 모델 사용하기

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 구성에 대한 추가 옵션은 소스 코드를 참조하세요.

Python에서 추론 실행하기

1단계: pip 패키지 설치하기

pip install tflite-support

참고: 작업 라이브러리의 오디오 API는 PortAudio를 사용하여 기기의 마이크에서 오디오를 녹음합니다. 오디오 녹음에 작업 라이브러리의 AudioRecord를 사용하려면 시스템에 PortAudio를 설치해야 합니다.

Linux: sudo apt-get update && apt-get install libportaudio2 실행
Mac 및 Windows: tflite-support pip 패키지를 설치할 때 PortAudio가 자동으로 설치됩니다.

2단계: 모델 사용하기

# 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 구성을 위한 추가 옵션은 소스 코드를 참조하세요.

C++에서 추론 실행하기

// 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 구성을 위한 추가 옵션은 소스 코드를 참조하세요.

모델 호환성 요구 사항

AudioClassifier API는 필수 TFLite 모델 메타데이터가 있는 TFLite 모델을 예상합니다. TensorFlow Lite Metadata Writer API를 사용하여 오디오 분류자에 대한 메타데이터를 생성하는 예를 참조하세요.

호환되는 오디오 분류자 모델은 다음 요구 사항을 충족해야 합니다.

입력 오디오 텐서(kTfLiteFloat32)
- [batch x samples] 크기의 오디오 클립
- 배치 추론은 지원되지 않습니다(batch는 1이어야 함).
- 다중 채널 모델의 경우 채널을 인터리브해야 합니다.
출력 점수 텐서(kTfLiteFloat32)
- [1 x N] 배열(N은 클래스 번호를 나타냄)
- 선택적(그러나 권장함) 레이블 맵은 한 줄에 하나의 레이블을 포함하여 TENSOR_VALUE_LABELS 유형의 AssociatedFile-s로 매핑할 수 있습니다. 첫 번째 AssociatedFile(있는 경우)은 결과의 label 필드(C++에서 class_name으로 명명됨)를 채우는 데 사용됩니다. display_name 필드는 생성 시 사용된 ImageClassifierOptions의 display_names_locale 필드와 로케일이 일치하는 AssociatedFile(있는 경우)로부터 채워집니다(기본적으로 "en", 즉 영어). 이들 중 어느 것도 사용할 수 없는 경우, 결과의 index 필드만 채워집니다.