tariel.ge › Полезное: бесплатные книги › ИИ изнутри: от нейрона до своей моделиБесплатно · автор Тариел Бежанидзе
← ИИ изнутри ЛИСТ 21ЗвукРЕВ. 1
Глава 21 · Звук

Музыка, шум и звуковая диагностика

Генерация музыки — самая слабая из звуковых областей. Зато разделение дорожек работает отлично, а классификация звука открывает то, чего в книге ещё не было: диагностику по слуху.

Музыка: честно о состоянии дел

Открытые модели генерации музыки существуют, работают на домашнем железе и дают результат, который заметно отстаёт от того, что вы слышите в рекламе облачных сервисов.

ЗадачаЛокально
Короткая фоновая подложка без вокалаПолучается приемлемо
Звуковой эффект по описаниюПолучается
Полноценный трек со структуройСлабо: разваливается через десятки секунд
ВокалПлохо
Конкретный жанр «как у...»Приблизительно
Почему сложнее, чем с картинками

У музыки структура на нескольких масштабах одновременно: тембр на миллисекундах, ритм на секундах, форма произведения на минутах. Всё это должно быть согласовано. Плюс размеченных данных на порядки меньше, а правовая ситуация вокруг обучения на музыке сложнее, чем вокруг изображений. Отсюда отставание.

Практический вывод: для фоновой подложки под ролик — можно пробовать. Для чего-то серьёзного — библиотеки готовой музыки пока надёжнее.

Разделение дорожек: работает отлично

Здесь противоположная картина — зрелая технология, которая делает то, что ещё недавно казалось невозможным: из готовой записи выделить отдельно вокал, барабаны, бас, остальное.

ЗадачаПольза для вас
Вытащить чистый голос из ролика с музыкойПеремонтировать, переозвучить, сделать субтитры точнее
Убрать музыку из записи интервьюУлучшить разборчивость перед распознаванием
Отделить шум помещенияСпасти запись, сделанную в плохих условиях
Получить минус из готового трекаФоновая подложка без вокала
Связка, которая заметно улучшает субтитры

Отделить голос от фона, и уже чистый голос подать на распознавание из главы 19. На записях с музыкой или шумом улицы точность вырастает ощутимо — это самая простая оптимизация всего процесса.

Классификация звука — то, чего ещё не было

Здесь книга подходит к вашей основной области с неожиданной стороны. Задача: по звуку определить, что происходит. Технически это ровно классификация спектрограмм, то есть задача про картинки из главы 03.

ПрименениеЧто распознаётсяРеалистичность
Диагностика механикиИзношенный подшипник, разбалансировка, задеваниеРаботает. Признаки в спектре устойчивы
Диагностика электроникиПиск дросселя, свист трансформатора, гул при перегрузкеРаботает для явных случаев
Контроль состояния«Звучит не так, как обычно» — обнаружение аномалииСамое надёжное: не нужны примеры поломок
Кодовое словоУстройство просыпается на одно словоРаботает даже на микроконтроллере — глава 23
Бытовые звукиСтук, сигнал, разбитое стеклоГотовые модели существуют
Обнаружение аномалии — самый практичный подход

Обычная классификация требует примеров каждой поломки, а их взять негде. Обнаружение аномалии устроено иначе: модель учится только на звуке исправного устройства и сообщает, когда услышанное на него не похоже. Что именно сломалось, она не скажет — но скажет, что что-то изменилось. Данных нужно на порядок меньше, и собрать их легко.

Как сделать такой классификатор

  1. Собрать записи. Десятки коротких фрагментов на каждый класс. Один микрофон, одно расстояние, одинаковые условия.
  2. Превратить в спектрограммы. Дальше это задача про картинки.
  3. Взять готовую сеть и дообучить её последние слои на ваших данных — приём из главы 12, но для изображений.
  4. Отложить часть записей на проверку — глава 05.
  5. Проверить в реальных условиях, а не только на своих записях.
Волк на снегу, снова

Записали исправные устройства утром, неисправные вечером — модель выучит фоновый шум времени суток. Записали на разные микрофоны — выучит микрофон. Меняйте всё, кроме того, что классифицируете. В звуке эта ловушка встречается чаще, чем в изображениях, потому что условия записи незаметны на слух.

Что понадобится

РесурсСколько
Записей на классОт нескольких десятков
ВидеопамятиНемного — спектрограммы маленькие
Времени на обучениеМинуты
МикрофонОбычный, но одинаковый для всех записей

По сравнению со всем остальным в книге это очень дёшево — и это самый прямой способ попробовать обучить свою модель под настоящую задачу, а не учебную.

Проверьте, что поняли

Что дальше

От звука к изображению: как научить компьютер находить нужное на фотографии — и как это применить к плате.

Глава21 — Музыка, шум и звуковая диагностика
БлокЗвук
Далее22 — Компьютерное зрение: найти объект на фото
Ревизия1
↑ Оглавление Предыдущая глава← 20 · Синтез речи и клонирование голоса Следующая глава22 · Компьютерное зрение: найти объект на фото →

Бесплатная книга · tariel.ge · версии инструментов и команды проверяйте в документации проектов

Книга бесплатна для чтения. Автор — Тариел Бежанидзе, компьютерный мастер в Батуми · tariel.ge · все бесплатные книги. Копировать текст целиком на другие сайты — только со ссылкой на источник.