Ai创想实验室是专门为中小学AI教育开发的教学平台，包含了值计算、图像分类、音频分类、文本分类、数值回归、图像回归、图像分类+回归、平衡杆、手写数字生成、文本生成等中小学人工智能学习类项目。无需编程基础、无需添加硬件、无需购买算力、无隐私担忧、无需师资培训即可进行教学实践。

        在Ai创想实验室中，可以使用后台管理功能快速定义已有项目类型的实例。之前，我们介绍了如何使用0-9音频数据集来进行音频分类实验；现在，我们介绍如何在后台构建一个类型相同而数据不同的实例以实现“个性化”实验教学。

一、构建新项目实例

        进入管理后台→项目管理选项卡→点击“新建项目”，填写必填内容，而后点击“创建项目”：

        这样就得到了一个新的项目，在前台可以看到该项目。在后台项目管理页中，点击该项目的“编辑”按钮，进入编辑界面，在这里我们可以更改相关信息：

        当我们完成示例数据构建之后，也从该页面上传数据。修改后，点击“保存更改”即可。

        可见，如果不制作示例数据，只需不到一分钟就可以创建一个项目实例。一般来说，在教学中我们会跑完整个流程再回来上传示例数据，上传过程也不会超过一分钟。

二、在管理页面构建示例数据

        和在项目页面相同，在后台项目管理中点击该项目后的“项目工具”按钮打开工具页面，该页面和项目页面底部的工具完全一致。

        对于音频分类模型，通常我们先对数据进行清洗——因为我们需要知道梅尔谱图的大小来确定模型输入参数。当然，对于普通数据来说，使用界面上的默认设置完全可行，即：使用none,64,59,1这样的参数——批次大小由训练器决定，图像宽度为64，高度为59，单通道：

         而后，我们需要获取数据并进行清洗。如果你使用相同的方法，那么搜索TinySOL数据集并下载，而后用以下脚本进行清洗即可（脚本重建了文件夹并汉化，提取声音较强的ff数据）：

import os
import shutil
from pathlib import Path

# 乐器英文名到中文名的映射表（完整版）
INSTRUMENT_MAP = {
    # === 弦乐器 (Strings) ===
    'Violin': '小提琴',
    'Viola': '中提琴',
    'Violoncello': '大提琴',
    'Contrabass': '低音提琴',
    'DoubleBass': '低音提琴',
    'Guitar': '吉他',
    'Harp': '竖琴',
    'Mandolin': '曼陀林',
    'Banjo': '班卓琴',
    'Ukulele': '尤克里里',
    
    # === 木管乐器 (Winds) ===
    'Flute': '长笛',
    'Piccolo': '短笛',
    'Oboe': '双簧管',
    'EnglishHorn': '英国管',
    'Clarinet': '单簧管',
    'Clarinet_Bb': '降B调单簧管',
    'BassClarinet': '低音单簧管',
    'Saxophone': '萨克斯',
    'Sax_Alto': '中音萨克斯',
    'Sax_Tenor': '次中音萨克斯',
    'Sax_Baritone': '上低音萨克斯',
    'Sax_Soprano': '高音萨克斯',
    'Bassoon': '巴松管',
    'Recorder': '竖笛',
    
    # === 铜管乐器 (Brass) ===
    'Trumpet': '小号',
    'Trumpet_C': 'C调小号',
    'Cornet': '短号',
    'FrenchHorn': '圆号',
    'Horn': '圆号',
    'Trombone': '长号',
    'BassTrombone': '低音长号',
    'Tuba': '大号',
    'Bass_Tuba': '低音大号',
    'Euphonium': '上低音号',
    'BaritoneHorn': '中音号',
    
    # === 打击乐器 (Percussion) ===
    'Percussion': '打击乐',
    'Timpani': '定音鼓',
    'Xylophone': '木琴',
    'Marimba': '马林巴',
    'Vibraphone': '颤音琴',
    'Glockenspiel': '钟琴',
    'Chimes': '管钟',
    'Cymbal': '钹',
    'Gong': '锣',
    'Drum': '鼓',
    'SnareDrum': '小军鼓',
    'BassDrum': '大鼓',
    'TomTom': '通通鼓',
    'Bongo': '邦戈鼓',
    'Conga': '康加鼓',
    'Tambourine': '铃鼓',
    'Triangle': '三角铁',
    'Castanets': '响板',
    
    # === 键盘乐器 (Keyboards) ===
    'Piano': '钢琴',
    'Harpsichord': '羽管键琴',
    'Organ': '管风琴',
    'Accordion': '手风琴',
    'Celesta': '钢片琴',
    'Synthesizer': '合成器',
    'ElectricPiano': '电钢琴',
    'Clavichord': '翼琴',
    
    # === 人声 ===
    'Voice': '人声',
    'Soprano': '女高音',
    'Alto': '女低音',
    'Tenor': '男高音',
    'Bass': '男低音',
    'Choir': '合唱团',
    
    # === 中国乐器 ===
    'Erhu': '二胡',
    'Pipa': '琵琶',
    'Guzheng': '古筝',
    'Dizi': '笛子',
    'Xiao': '萧',
    'Sheng': '笙',
    'Suona': '唢呐',
    'Yangqin': '扬琴',
    'Ruan': '阮',
    'Liuqin': '柳琴',
    
    # === 其他 ===
    'Guitar': '吉他',
    'ElectricGuitar': '电吉他',
    'BassGuitar': '贝斯吉他',
    'Banjo': '班卓琴',
    'Mandolin': '曼陀林',
}

# 文件夹级别名映射（用于非乐器名但需要翻译的文件夹）
FOLDER_MAP = {
    'Strings': '弦乐器',
    'Winds': '木管乐器',
    'Brass': '铜管乐器',
    'Keyboards': '键盘乐器',
    'Percussion': '打击乐器',
    'Voice': '人声',
    'Chinese': '中国乐器',
    'Plucked': '弹拨乐器',
    'Bowed': '弓弦乐器',
}

def get_chinese_name(path_parts):
    """
    根据路径部分转换为中文名称
    返回转换后的路径列表
    """
    chinese_parts = []
    
    for part in path_parts:
        # 1. 先检查是否在文件夹映射中（如 Strings -> 弦乐器）
        if part in FOLDER_MAP:
            chinese_parts.append(FOLDER_MAP[part])
        # 2. 再检查是否在乐器映射中
        elif part in INSTRUMENT_MAP:
            chinese_parts.append(INSTRUMENT_MAP[part])
        else:
            # 不在映射表中的保留原名
            chinese_parts.append(part)
    
    return chinese_parts

def copy_ff_files_with_chinese(source_dir, target_dir):
    """
    复制所有包含-ff-的wav文件到目标目录，并将文件夹名转换为中文
    """
    # 支持的音频格式
    audio_extensions = {'.wav', '.flac', '.mp3', '.aiff', '.ogg'}
    
    # 统计信息
    total_files = 0
    copied_files = 0
    skipped_files = 0
    not_found_in_map = set()
    
    print("🚀 开始复制并转换文件夹名...")
    print("="*60)
    
    for root, dirs, files in os.walk(source_dir):
        for file in files:
            # 检查是否为音频文件
            ext = os.path.splitext(file)[1].lower()
            if ext not in audio_extensions:
                continue
            
            total_files += 1
            
            # 检查文件名是否包含 -ff-
            if '-ff-' in file:
                # 源文件完整路径
                source_path = os.path.join(root, file)
                
                # 获取相对于源目录的路径，并分割成路径组件
                rel_path = os.path.relpath(root, source_dir)
                path_parts = rel_path.split(os.sep)
                
                # 记录未映射的路径组件（用于调试）
                for part in path_parts:
                    if part not in FOLDER_MAP and part not in INSTRUMENT_MAP:
                        if part not in ['ordinario', '..', '.']:  # 忽略常见操作符
                            not_found_in_map.add(part)
                
                # 将路径组件中的英文名转换为中文
                chinese_parts = get_chinese_name(path_parts)
                
                # 构建中文目标路径
                chinese_rel_path = os.path.join(*chinese_parts)
                target_path = os.path.join(target_dir, chinese_rel_path)
                
                # 创建目标目录
                os.makedirs(target_path, exist_ok=True)
                
                # 构建目标文件路径
                dest_path = os.path.join(target_path, file)
                
                # 复制文件
                try:
                    shutil.copy2(source_path, dest_path)
                    copied_files += 1
                    
                    # 显示转换信息（只显示有变化的）
                    if rel_path != chinese_rel_path:
                        print(f"✓ 复制: {rel_path}/{file}")
                        print(f"  ↳ 转换为: {chinese_rel_path}/{file}")
                    else:
                        print(f"✓ 复制: {chinese_rel_path}/{file}")
                except Exception as e:
                    print(f"✗ 复制失败: {source_path} -> {e}")
            else:
                skipped_files += 1
    
    # 打印统计信息
    print("\n" + "="*60)
    print(f"📊 统计结果:")
    print(f"  总音频文件数: {total_files}")
    print(f"  已复制 -ff- 文件: {copied_files}")
    print(f"  跳过的文件: {skipped_files}")
    print(f"  目标目录: {target_dir}")
    
    # 如果有未映射的路径，提示用户
    if not_found_in_map:
        print(f"\n⚠️  以下路径组件未找到映射，已保留原名:")
        for item in sorted(not_found_in_map):
            print(f"  - {item}")
        print("  提示: 可以在 INSTRUMENT_MAP 或 FOLDER_MAP 中添加这些项")
    
    print("="*60)

def preview_conversion(source_dir):
    """
    预览功能：显示哪些文件夹名会被转换
    """
    print("🔍 预览文件夹名转换效果:")
    print("-"*60)
    
    # 收集所有将被转换的路径
    conversion_examples = []
    all_parts = set()
    
    for root, dirs, files in os.walk(source_dir):
        rel_path = os.path.relpath(root, source_dir)
        if rel_path == '.' or rel_path.startswith('..'):
            continue
            
        path_parts = rel_path.split(os.sep)
        # 找一个包含ff文件的路径作为示例
        has_ff = any('-ff-' in f for f in files)
        if has_ff and len(path_parts) >= 2:
            chinese_parts = get_chinese_name(path_parts)
            if path_parts != chinese_parts:
                conversion_examples.append((path_parts, chinese_parts))
        
        # 收集所有路径组件
        for part in path_parts:
            all_parts.add(part)
    
    # 显示哪些会被转换
    mapped_parts = {p for p in all_parts if p in FOLDER_MAP or p in INSTRUMENT_MAP}
    unmapped_parts = {p for p in all_parts if p not in FOLDER_MAP and p not in INSTRUMENT_MAP}
    
    if mapped_parts:
        print("✅ 会被转换的文件夹名:")
        for part in sorted(mapped_parts):
            chinese = FOLDER_MAP.get(part, INSTRUMENT_MAP.get(part))
            print(f"  {part} -> {chinese}")
    
    if unmapped_parts:
        print("\n⚠️  未找到映射，将保留原名的文件夹名:")
        for part in sorted(unmapped_parts):
            if part not in ['ordinario', '..', '.']:
                print(f"  {part}")
    
    # 显示几个转换示例
    if conversion_examples:
        print("\n📝 转换示例:")
        for original, chinese in conversion_examples[:5]:
            print(f"  {'/'.join(original)}")
            print(f"  -> {'/'.join(chinese)}")
            print()
    
    print("-"*60)

if __name__ == "__main__":
    # 配置路径
    source_directory = "."  # 当前目录
    target_directory = "./tinySOL_ff_only_中文"  # 目标目录（中文文件夹名）
    
    print(f"源目录: {os.path.abspath(source_directory)}")
    print(f"目标目录: {os.path.abspath(target_directory)}")
    print("-"*60)
    
    # 先预览转换效果
    preview_conversion(source_directory)
    
    # 询问是否继续
    print("\n⚠️  即将开始复制文件，确认继续？(y/n)")
    confirm = input().strip().lower()
    
    if confirm in ['y', 'yes', '是']:
        # 执行复制
        copy_ff_files_with_chinese(source_directory, target_directory)
        print("\n✅ 处理完成！")
    else:
        print("❌ 已取消操作")

        清洗数据之后，和在项目页面使用相同，先设置一个维度且含4个标签；而后选择一个标签，点击“导入音频”按钮给该标签导入数据即可：

        将数据导出，并重命名。

三、模型构建

        我们使用“音频数字分类”模型相同的模型，仅修改输入、输出参数即可：

将XML和JSON均导出并重命名。

四、训练

        和在项目中训练相同，导入模型、数据，打开数据增强的全部选项，开始训练。为了得到稍好的已训练模型，我们可以选择多训练几轮或者训练一些轮次之后点击“继续训练”，使用上述数据和模型，训练20轮可以使得损失降低到0.4左右，模型可以表现出较高的准确率：

        导出已训练模型，在预测器中进行验证，如果能够达到较为理想的效果，就可以回到项目编辑界面上传保存的数据。而后回到前台的项目中，点击打开该项目，即可看到完整的项目实例：

        在Ai创想实验室中，通过建立已有项目类型的实例可以非常便捷的实现“个性化”、“校本化”的AI实验项目。这为中小学开展“个性化”的AI教学提供了极大便利。

        在AI创想实验室中，我们无需编程基础，不用学习框架，不用配置环境，无需购买费用高昂的显卡，更不用为云端算力付费，使用当前已有的各种硬件：仅有核显的个人、办公、机房电脑，希沃白板等都能达到理想的教学效果。操作简单但AI核心知识样样俱全，无需师资培训就可以进行教学且能取得理想的教学效果。如果加入试点或合作方那么只需要一台局域网服务器（无需显卡、服务器不用供算力）即可一次投入永久使用全部项目和功能，通过后台管理一分钟即可创建一个本地化、校本化的项目实例。

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