OmniXRI TinyML 小學堂 (2025) 【第 8 講】 聲音辨識應用─環境音辨識

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課程直播日期： 2025/04/30
課程直播連結： https://youtu.be/xXD8g-BXriU
課程簡報名稱： 20250430_TInyML_Course_Ch08_OmniXRI_Jack.pdf

課程內容

8.1. 喚醒詞偵測簡介

• 喚醒詞偵測
• 案例分享 ─ 聲控電風扇
  正確示範（美女版）
  錯誤示範（阿媽版）
  正確示範（台灣國語）
• 案例分享 ─ 2024 總統盃黑客松卓越團隊

8.2. 聲音資料集建置

• 感測器類比/數位信號互換
• 常見錄音裝置
• Xiao nRF52840 Sense 模組 ─ 參考電路
• 聲音訊號─取樣、量化
• 常見聲音訊號波形（時間域）
• 特徵提取 ─ 時間域、頻率域轉換
• 特徵提取 ─ 線性頻譜、梅爾倒頻譜表示法
• Google Speech Commands 公開資料集
• ESC-50 環境音公開資料集
• Google AudioSet 聲音公開資料集
• 自定義語音命令錄音技巧
• 聲音分割開源工具 Audacity
• Edge Impulse 連續信號自動分割工具

8.3. TensorFlow Lite模型訓練

• TinyML 開發流程選項
• 深度學習模型聲音分類
• 關鍵詞偵測(KWS) 特徵提取
• Arduino 新增開發板設定
• 安裝Seeed nRF52840函式庫
• 指定工作開發板及埠號
• Xiao nRF52840 Sense 語音辨識
• Aruino 預安裝模組
• 啟動 Google Colab 模型訓練範例
• 修正 Colab 範例訓練參數
• Colab 開始執行模型訓練
• Colab 完成模型訓練

8.4. Arduino 模型部署與測試

• 更新函式庫
• NO Code 測試結果
• Arduino 2.0 快速(增量)編譯

參考文獻

[1] 許哲豪，臺灣科技大學資訊工程系「人工智慧與邊緣運算實務」（2021~2023）
https://omnixri.blogspot.com/p/ntust-edge-ai.html

[2] 許哲豪，OmniXRI's Edge AI & TinyML 小學堂 Youtube 直播課程總結
https://omnixri.blogspot.com/2024/06/omnixris-edge-ai-tinyml-youtube.html

[3] 許哲豪，歐尼克斯實境互動工作室系列發文─TinyML(MCU AI)系列
https://hackmd.io/1PK1URhIQ7GutcWgpgsWbg#TinyMLMCU-AI系列

[4] 許哲豪，如何讓 Arduino 2.0 快速編譯（增量編譯）
https://omnixri.blogspot.com/2024/10/arduino-20.html

延伸閱讀

• Seeed, Xiao nRF52840 Sense – Embedded ML - Speech Recognition on Seeed Studio XIAO nRF52840 Sense
  https://wiki.seeedstudio.com/XIAO-BLE-Sense-TFLite-Mic/

• Github, lakshanthad / tflite-micro-arduino-examples
  https://github.com/lakshanthad/tflite-micro-arduino-examples

• Google, Colab Example - train_micro_speech_model.ipynb
  https://colab.research.google.com/github/tensorflow/tflite-micro/blob/main/tensorflow/lite/micro/examples/micro_speech/train/train_micro_speech_model.ipynb

• Google, Speech Commands
  https://www.tensorflow.org/datasets/catalog/speech_commands

教學資源

OmniXRI 系列文章：
https://omnixri.blogspot.com/p/blog-page_19.html

OmniXRI Youtube 教學影片頻道：
https://www.youtube.com/@omnixri1784/videos

OmniXRI Github 課程簡報及相關範例：
https://github.com/OmniXRI/TinyML_Course_2025

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註：本課程非學校正式課程，現僅有老師一人，沒有教學助理可幫忙，如操作上有相關問題，請於Youtube, FB Group, Blogger, Medium, Hackmd, Github 各討論區中留言，老師會儘量協助，如有服務不週之處尚請見諒。