Предварительно обработайте аудио для классификации YAMNet
features = yamnetPreprocess(audioIn,fs,'OverlapPercentage',OP)
Например, features = yamnetPreprocess(audioIn,fs,'OverlapPercentage',75) применяется 75%-е перекрытие между последовательными системами координат раньше генерировало спектрограммы.
Загрузите и разархивируйте модель Audio Toolbox™ для YAMNet.
Введите yamnet в Командном окне. Если модель Audio Toolbox для YAMNet не установлена, то функция обеспечивает ссылку на местоположение сетевых весов. Чтобы загрузить модель, щелкните по ссылке. Разархивируйте файл к местоположению на пути MATLAB.
В качестве альтернативы выполните следующие команды, чтобы загрузить и разархивировать модель YAMNet к вашей временной директории.
downloadFolder = fullfile(tempdir,'YAMNetDownload'); loc = websave(downloadFolder,'https://ssd.mathworks.com/supportfiles/audio/yamnet.zip'); YAMNetLocation = tempdir; unzip(loc,YAMNetLocation) addpath(fullfile(YAMNetLocation,'yamnet'))
Проверяйте, что установка успешна путем ввода yamnet в Командном окне. Если сеть установлена, то функция возвращает SeriesNetwork Объект (Deep Learning Toolbox).
yamnet
ans =
SeriesNetwork with properties:
Layers: [86×1 nnet.cnn.layer.Layer]
InputNames: {'input_1'}
OutputNames: {'Sound'}
Загрузите предварительно обученную сверточную нейронную сеть YAMNet и исследуйте слои и классы.
Используйте yamnet загружать предварительно обученную сеть YAMNet. Сетевым выходом является SeriesNetwork Объект (Deep Learning Toolbox).
net = yamnet
net =
SeriesNetwork with properties:
Layers: [86×1 nnet.cnn.layer.Layer]
InputNames: {'input_1'}
OutputNames: {'Sound'}
Просмотрите сетевую архитектуру с помощью Layers свойство. Сеть имеет 86 слоев. Существует 28 слоев с learnable весами: 27 сверточных слоев и 1 полносвязный слой.
net.Layers
ans =
86x1 Layer array with layers:
1 'input_1' Image Input 96×64×1 images
2 'conv2d' Convolution 32 3×3×1 convolutions with stride [2 2] and padding 'same'
3 'b' Batch Normalization Batch normalization with 32 channels
4 'activation' ReLU ReLU
5 'depthwise_conv2d' Grouped Convolution 32 groups of 1 3×3×1 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
6 'L11' Batch Normalization Batch normalization with 32 channels
7 'activation_1' ReLU ReLU
8 'conv2d_1' Convolution 64 1×1×32 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
9 'L12' Batch Normalization Batch normalization with 64 channels
10 'activation_2' ReLU ReLU
11 'depthwise_conv2d_1' Grouped Convolution 64 groups of 1 3×3×1 convolutions with stride [2 2] and padding 'same'
12 'L21' Batch Normalization Batch normalization with 64 channels
13 'activation_3' ReLU ReLU
14 'conv2d_2' Convolution 128 1×1×64 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
15 'L22' Batch Normalization Batch normalization with 128 channels
16 'activation_4' ReLU ReLU
17 'depthwise_conv2d_2' Grouped Convolution 128 groups of 1 3×3×1 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
18 'L31' Batch Normalization Batch normalization with 128 channels
19 'activation_5' ReLU ReLU
20 'conv2d_3' Convolution 128 1×1×128 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
21 'L32' Batch Normalization Batch normalization with 128 channels
22 'activation_6' ReLU ReLU
23 'depthwise_conv2d_3' Grouped Convolution 128 groups of 1 3×3×1 convolutions with stride [2 2] and padding 'same'
24 'L41' Batch Normalization Batch normalization with 128 channels
25 'activation_7' ReLU ReLU
26 'conv2d_4' Convolution 256 1×1×128 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
27 'L42' Batch Normalization Batch normalization with 256 channels
28 'activation_8' ReLU ReLU
29 'depthwise_conv2d_4' Grouped Convolution 256 groups of 1 3×3×1 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
30 'L51' Batch Normalization Batch normalization with 256 channels
31 'activation_9' ReLU ReLU
32 'conv2d_5' Convolution 256 1×1×256 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
33 'L52' Batch Normalization Batch normalization with 256 channels
34 'activation_10' ReLU ReLU
35 'depthwise_conv2d_5' Grouped Convolution 256 groups of 1 3×3×1 convolutions with stride [2 2] and padding 'same'
36 'L61' Batch Normalization Batch normalization with 256 channels
37 'activation_11' ReLU ReLU
38 'conv2d_6' Convolution 512 1×1×256 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
39 'L62' Batch Normalization Batch normalization with 512 channels
40 'activation_12' ReLU ReLU
41 'depthwise_conv2d_6' Grouped Convolution 512 groups of 1 3×3×1 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
42 'L71' Batch Normalization Batch normalization with 512 channels
43 'activation_13' ReLU ReLU
44 'conv2d_7' Convolution 512 1×1×512 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
45 'L72' Batch Normalization Batch normalization with 512 channels
46 'activation_14' ReLU ReLU
47 'depthwise_conv2d_7' Grouped Convolution 512 groups of 1 3×3×1 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
48 'L81' Batch Normalization Batch normalization with 512 channels
49 'activation_15' ReLU ReLU
50 'conv2d_8' Convolution 512 1×1×512 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
51 'L82' Batch Normalization Batch normalization with 512 channels
52 'activation_16' ReLU ReLU
53 'depthwise_conv2d_8' Grouped Convolution 512 groups of 1 3×3×1 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
54 'L91' Batch Normalization Batch normalization with 512 channels
55 'activation_17' ReLU ReLU
56 'conv2d_9' Convolution 512 1×1×512 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
57 'L92' Batch Normalization Batch normalization with 512 channels
58 'activation_18' ReLU ReLU
59 'depthwise_conv2d_9' Grouped Convolution 512 groups of 1 3×3×1 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
60 'L101' Batch Normalization Batch normalization with 512 channels
61 'activation_19' ReLU ReLU
62 'conv2d_10' Convolution 512 1×1×512 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
63 'L102' Batch Normalization Batch normalization with 512 channels
64 'activation_20' ReLU ReLU
65 'depthwise_conv2d_10' Grouped Convolution 512 groups of 1 3×3×1 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
66 'L111' Batch Normalization Batch normalization with 512 channels
67 'activation_21' ReLU ReLU
68 'conv2d_11' Convolution 512 1×1×512 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
69 'L112' Batch Normalization Batch normalization with 512 channels
70 'activation_22' ReLU ReLU
71 'depthwise_conv2d_11' Grouped Convolution 512 groups of 1 3×3×1 convolutions with stride [2 2] and padding 'same'
72 'L121' Batch Normalization Batch normalization with 512 channels
73 'activation_23' ReLU ReLU
74 'conv2d_12' Convolution 1024 1×1×512 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
75 'L122' Batch Normalization Batch normalization with 1024 channels
76 'activation_24' ReLU ReLU
77 'depthwise_conv2d_12' Grouped Convolution 1024 groups of 1 3×3×1 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
78 'L131' Batch Normalization Batch normalization with 1024 channels
79 'activation_25' ReLU ReLU
80 'conv2d_13' Convolution 1024 1×1×1024 convolutions with stride [1 1] and padding 'same'
81 'L132' Batch Normalization Batch normalization with 1024 channels
82 'activation_26' ReLU ReLU
83 'global_average_pooling2d' Global Average Pooling Global average pooling
84 'dense' Fully Connected 521 fully connected layer
85 'softmax' Softmax softmax
86 'Sound' Classification Output crossentropyex with 'Speech' and 520 other classes
Чтобы просмотреть имена классов, изученных сетью, можно просмотреть Classes свойство классификации вывело слой (последний слой). Просмотрите первые 10 классов путем указывания первых 10 элементов.
net.Layers(end).Classes(1:10)
ans = 10×1 categorical
Speech
Child speech, kid speaking
Conversation
Narration, monologue
Babbling
Speech synthesizer
Shout
Bellow
Whoop
Yell
Используйте analyzeNetwork (Deep Learning Toolbox), чтобы визуально исследовать сеть.
analyzeNetwork(net)
YAMNet был выпущен с соответствующей звуковой онтологией класса, которая можно исследовать использование yamnetGraph объект.
ygraph = yamnetGraph;
p = plot(ygraph);
layout(p,'layered')
График онтологии строит весь 521 возможный звуковой класс. Постройте подграф звуков, связанных с дыхательными звуками.
allRespiratorySounds = dfsearch(ygraph,"Respiratory sounds");
ygraphSpeech = subgraph(ygraph,allRespiratorySounds);
plot(ygraphSpeech)
Читайте в звуковом сигнале.
[audioIn,fs] = audioread('SpeechDFT-16-8-mono-5secs.wav');Постройте и слушайте звуковой сигнал.
T = 1/fs; t = 0:T:(length(audioIn)*T) - T; plot(t,audioIn); grid on xlabel('Time (t)') ylabel('Ampltiude')
soundsc(audioIn,fs)
Используйте yamnetPreprocess извлекать mel спектрограммы из звукового сигнала. Визуализируйте произвольную спектрограмму из массива.
melSpectYam = yamnetPreprocess(audioIn,fs); arbSpect = melSpectYam(:,:,1,randi(size(melSpectYam,4))); surf(arbSpect,'EdgeColor','none') view([90,-90]) axis([1 size(arbSpect,1) 1 size(arbSpect,2)]) xlabel('Mel Band') ylabel('Frame') title('Mel Spectrogram for YAMNet') axis tight
Создайте нейронную сеть YAMNet (Это требует Deep Learning Toolbox). Вызовите classify с вашей сетью YAMNet и предварительно обработанными mel изображениями спектрограммы.
net = yamnet; classes = classify(net,melSpectYam);
Классифицируйте звуковой сигнал как наиболее часто происходящий звук.
mySound = mode(classes)
mySound = categorical
Speech
[1] Gemmeke, Джорт Ф., и др. “Аудио Набор: Онтология и Помеченный Человеком Набор данных для Аудио Событий”. 2 017 Международных конференций IEEE по вопросам Акустики, Речи и Обработки сигналов (ICASSP), IEEE, 2017, стр 776–80. DOI.org (Crossref), doi:10.1109/ICASSP.2017.7952261.
[2] Херши, Шон, и др. “Архитектуры CNN для Крупномасштабной Аудио Классификации”. 2 017 Международных конференций IEEE по вопросам Акустики, Речи и Обработки сигналов (ICASSP), IEEE, 2017, стр 131–35. DOI.org (Crossref), doi:10.1109/ICASSP.2017.7952132.