modelo-audio-cardiaco-vit

Modelo Vision Transformer (ViT) para Classificação de Sons Cardíacos

Este repositório contém um modelo de classificação de áudio, baseado na arquitetura Vision Transformer (ViT), treinado para classificar sons cardíacos (Fonocardiogramas - PCG) como normal ou abnormal.

O modelo foi desenvolvido utilizando uma abordagem de "som como imagem", onde os arquivos de áudio são convertidos em imagens de espectrograma e então classificados por um modelo de visão computacional de ponta, pré-treinado em milhões de imagens.

• Modelo Base: google/vit-base-patch16-224-in21k
• Dataset de Treinamento: PhysioNet/CinC Challenge 2016

Performance do Modelo

O modelo foi avaliado em um conjunto de validação separado contendo 301 gravações. Os resultados demonstram um desempenho robusto, especialmente na identificação de casos anormais, resolvendo o principal desafio do modelo CNN anterior.

• Acurácia Geral: 86%
• F1-Score (Macro Avg): 0.86
• Recall para "Anormal": 89%

Matriz de Confusão

(Nota: Após o upload, você pode substituir este link pelo link direto da sua imagem matriz_confusao_vit.png no repositório)

O ponto mais importante é o baixo número de Falsos Negativos (17), indicando que o modelo tem alta sensibilidade para detectar casos anormais.

Relatório de Classificação

      precision    recall  f1-score   support

abnormal 0.85 0.89 0.87 151 normal 0.88 0.84 0.86 150

accuracy 0.86 301 macro avg 0.86 0.86 0.86 301 weighted avg 0.86 0.86 0.86 301

Como Usar o Modelo

Abaixo está um exemplo de como carregar o modelo e o processador a partir do Hub para fazer uma predição em um novo arquivo de áudio.

import torch
import librosa
import numpy as np
from transformers import AutoImageProcessor, AutoModelForImageClassification
from PIL import Image
from scipy.signal import butter, lfilter

# --- Parâmetros de Processamento ---
TARGET_SR = 2000
LOWCUT = 20.0
HIGHCUT = 200.0

# --- Funções de Pré-processamento (do nosso audio_processor.py) ---
def butter_bandpass_filter(data, fs, order=3):
    nyq = 0.5 * fs
    low = LOWCUT / nyq
    high = HIGHCUT / nyq
    b, a = butter(order, [low, high], btype='band')
    return lfilter(b, a, data)

def create_spectrogram_image(audio_array, sr):
    mel_spec = librosa.feature.melspectrogram(y=audio_array, sr=sr, n_mels=128)
    S_DB = librosa.power_to_db(mel_spec, ref=np.max)
    img_array = (S_DB - S_DB.min()) / (S_DB.max() - S_DB.min() + 1e-6) * 255.0
    return Image.fromarray(img_array.astype(np.uint8)).convert("RGB")

# --- Carregar Modelo e Processador ---
model_name_or_path = "SEU_USUARIO/SEU_NOME_DE_REPOSITORIO" # <-- TROCAR AQUI
processor = AutoImageProcessor.from_pretrained(model_name_or_path)
model = AutoModelForImageClassification.from_pretrained(model_name_or_path)

# --- Fazer a Predição ---
audio_file_path = "caminho/para/seu/audio.wav"

# 1. Carregar e reamostrar o áudio
y, sr_orig = librosa.load(audio_file_path, sr=None)
y_resampled = librosa.resample(y=y, orig_sr=sr_orig, target_sr=TARGET_SR)

# 2. Limpar o áudio com o filtro
y_cleaned = butter_bandpass_filter(y_resampled, fs=TARGET_SR)

# 3. Criar a imagem do espectrograma
spectrogram = create_spectrogram_image(y_cleaned, sr=TARGET_SR)

# 4. Processar a imagem e fazer a predição
inputs = processor(images=spectrogram, return_tensors="pt")
with torch.no_grad():
    outputs = model(**inputs)
    logits = outputs.logits

predicted_class_idx = logits.argmax(-1).item()
predicted_class = model.config.id2label[predicted_class_idx]
print(f"Resultado da Predição: {predicted_class.upper()}")

⚠️ Limitações e Uso Responsável
ESTE MODELO É UM PROTÓTIPO PARA FINS DE PESQUISA E EDUCACIONAIS. ELE NÃO É UM DISPOSITIVO MÉDICO E NÃO SUBSTITUI O DIAGNÓSTICO DE UM PROFISSIONAL DE SAÚDE QUALIFICADO.

A performance do modelo depende criticamente da qualidade da gravação de áudio (posição do microfone, ruído ambiente, etc.).

O modelo foi treinado em um dataset específico e pode não generalizar perfeitamente para áudios capturados com equipamentos diferentes.

Nunca utilize os resultados deste modelo para tomar decisões sobre sua saúde. Sempre consulte um médico cardiologista para qualquer preocupação.