#
Загрузка и изучение аудио набора данных

В этом курсе мы будем использовать библиотеку 🤗 Datasets для работы с наборами аудиоданных. 🤗 Datasets - это библиотека с открытым исходным кодом для загрузки и подготовки наборов данных всех модальностей, включая аудио. Библиотека предоставляет легкий доступ к беспрецедентному подборке наборов данных машинного обучения, публично доступных на Hugging Face Hub. Кроме того, 🤗 Datasets содержит множество функций, предназначенных для работы с аудиоданными, которые упрощают работу с ними как для исследователей, так и для практиков.

Для начала работы с наборами аудиоданных необходимо убедиться, что у вас установлена библиотека 🤗 Datasets:

    pip install datasets[audio]

Одной из ключевых особенностей 🤗 Datasets является возможность загрузки и подготовки набора данных всего одной строкой Python-кода с помощью функции `load_dataset()`.

Давайте загрузим и исследуем набор аудиоданных под названием MINDS-14, который содержит записи людей, задающих вопросы системе дистанционного банковского обслуживания на нескольких языках и диалектах.

Для загрузки набора данных MINDS-14 нам необходимо скопировать идентификатор набора данных на хабе (`PolyAI/minds14`) и передать его в функцию `load_dataset`. Мы также укажем, что нас интересует только австралийское подмножество (`en-AU`) данных, и ограничим его частью набора данных предназначенной для обучения:

    from datasets import load_dataset

    minds = load_dataset("PolyAI/minds14", name="en-AU", split="train")
    minds

Output:

    Dataset(
        {
            features: [
                "path",
                "audio",
                "transcription",
                "english_transcription",
                "intent_class",
                "lang_id",
            ],
            num_rows: 654,
        }
    )

Набор содержит 654 аудиофайла, каждый из которых сопровождается транскрипцией, переводом на английский язык и меткой, указывающей на намерение человека, сделавшего запрос. В столбце audio содержатся необработанные аудиоданные. Рассмотрим подробнее на одном из примеров:

    example = minds[0]
    example

Output:

    {
        "path": "/root/.cache/huggingface/datasets/downloads/extracted/f14948e0e84be638dd7943ac36518a4cf3324e8b7aa331c5ab11541518e9368c/en-AU~PAY_BILL/response_4.wav",
        "audio": {
            "path": "/root/.cache/huggingface/datasets/downloads/extracted/f14948e0e84be638dd7943ac36518a4cf3324e8b7aa331c5ab11541518e9368c/en-AU~PAY_BILL/response_4.wav",
            "array": array(
                [0.0, 0.00024414, -0.00024414, ..., -0.00024414, 0.00024414, 0.0012207],
                dtype=float32,
            ),
            "sampling_rate": 8000,
        },
        "transcription": "I would like to pay my electricity bill using my card can you please assist",
        "english_transcription": "I would like to pay my electricity bill using my card can you please assist",
        "intent_class": 13,
        "lang_id": 2,
    }

Вы можете заметить, что столбец аудио содержит несколько параметров. Вот что они собой представляют:

- `path`: путь к аудиофайлу (в данном случае `*.wav`).
- `array`: Декодированные аудиоданные, представленные в виде одномерного массива NumPy.
- `sampling_rate`. Частота дискретизации аудиофайла (в данном примере 8 000 Гц).

Класс `intent_class` - это классификационная категория аудиозаписи. Для преобразования этого числа в осмысленную строку можно использовать метод `int2str()`:

    id2label = minds.features["intent_class"].int2str
    id2label(example["intent_class"])

Output:

    "pay_bill"

Если посмотреть на транскрипцию, то можно увидеть, что в аудиофайле действительно записан человек, задающий вопрос об оплате счета.

Если вы планируете обучать аудиоклассификатор на этом подмножестве данных, то, возможно, вам не обязательно понадобятся все признаки. Например, `lang_id` будет иметь одно и то же значение для всех примеров и не будет полезен. Параметр `english_transcription`, скорее всего, будет дублировать `transcription` в этом подмножестве, поэтому их можно смело удалить.

Удалить нерелевантные признаки можно с помощью метода 🤗 Datasets `remove_columns`:

    columns_to_remove = ["lang_id", "english_transcription"]
    minds = minds.remove_columns(columns_to_remove)
    minds

Output:

    Dataset({features: ["path", "audio", "transcription", "intent_class"], num_rows: 654})

Теперь, когда мы загрузили и осмотрели необработанное содержимое набора данных, давайте прослушаем несколько примеров! Мы воспользуемся функциями `Blocks` и `Audio` из `Gradio` для декодирования нескольких случайных образцов из набора данных:

    import gradio as gr

    def generate_audio():
        example = minds.shuffle()[0]
        audio = example["audio"]
        return (
            audio["sampling_rate"],
            audio["array"],
        ), id2label(example["intent_class"])

    with gr.Blocks() as demo:
        with gr.Column():
            for _ in range(4):
                audio, label = generate_audio()
                output = gr.Audio(audio, label=label)

    demo.launch(debug=True)

При желании можно также визуализировать некоторые примеры. Построим форму волны для первого примера.

    import librosa
    import matplotlib.pyplot as plt
    import librosa.display

    array = example["audio"]["array"]
    sampling_rate = example["audio"]["sampling_rate"]

    plt.figure().set_figwidth(12)
    librosa.display.waveshow(array, sr=sampling_rate)

Попробуйте! Загрузите другой диалект или язык из набора данных MINDS-14, прослушайте и визуализируйте несколько примеров, чтобы получить представление о вариативности всего набора данных. Полный список доступных языков можно найти здесь.