Page 63 - 《应用声学》2022年第3期

第 41 卷 第 3 期 张巧花等： 圆形阵列无线传感器的鸟鸣声检测方法 385

3 s，鸣声采样频率为 44.1 kHz，采样精度为 16 bits。
3 数据处理与分析 现将鸣声分成两组，分别加入信噪比为 0 dB 和
−10 dB 的高斯白噪声以及圆形阵列无线传感器系
3.1 实验仿真分析 统现场采集的暴风雨声和风浪声噪声数据，数据分

在暗绿绣眼纯净鸟鸣声中分别加入一定幅度 帧长度20 ms。为了避免信号间变化过大，本文帧重
的白噪声和实测环境噪声，模拟特定信噪比的含噪 叠率为 50%。利用子带能量谱熵比特征检测方法对
声鸟鸣声。选取的高信噪比纯净鸣声信号总时长 有效鸟鸣声段进行检测，结果如图4所示。

ᲚᲞܦηՂฉॎ ᲚᲞܦηՂฉॎ
1 1
ࣨϙ 0 ࣨϙ 0
-1 -1
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
ࣜᄇ٪ܦᲚᲞܦฉॎ SNR=0 dB ࣜᄇ٪ܦᲚᲞܦฉॎ SNR=-10 dB
2
2
ࣨϙ 0 ࣨϙ 0
-2
-2
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
ߕࣜᑟ᧚៨྅උྲढ़ቫགೝ฾ ߕࣜᑟ᧚៨྅උྲढ़ቫགೝ฾
1.36
1.35 1.35
ࣨϙ 1.30 ࣨϙ 1.34
1.33
1.25
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
௑ᫎ/s ௑ᫎ/s
(a) 0 dBᲞܦೝ฾ፇ౧ (b) -10 dBᲞܦೝ฾ፇ౧
ᲚᲞܦηՂฉॎ ᲚᲞܦηՂฉॎ
1 1
ࣨϙ 0 ࣨϙ 0

-1 -1
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
եఒ᮳ᭁᲚᲞܦฉॎ ե᮳๎ܦᄊᲚᲞܦฉॎ
1 1
ࣨϙ 0 ࣨϙ 0
-1 -1
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
ߕࣜᑟ᧚៨྅උྲढ़ቫགೝ฾ ߕࣜᑟ᧚៨྅උྲढ़ቫགೝ฾
ࣨϙ 1.5 ࣨϙ 1.4
1.3
1.4
1.3 1.2
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
௑ᫎ/s ௑ᫎ/s
(c) ఒ᮳ᭁᲞܦೝ฾ፇ౧ (d) ๒๎᮳ܦᲞܦೝ฾ፇ౧
图 4 不同环境信噪比下鸣声检测结果
Fig. 4 The detection results in different SNR

在 −10 dB 的噪声条件下，时域上鸟鸣声信 实验比较，其中准确率计算方式如下：
号已完全被噪声淹没，但算法利用动态双门限方 总帧数 − 误判帧数
准确率 = × 100%, (7)
法依然能检测出三段鸣声信号起止点，证明该算 总帧数
法对低信噪比条件下鸟鸣声端点检测有较好的 式 (7) 中，误判帧数包括噪声帧检测为鸣声帧和鸣
效果。 声帧检测为噪声帧。对随机样本数据进行检测然后
针对上述不同环境噪声下的检测概率进行了 取平均值，得到的检测准确率如表1所示。