Page 158 - 《应用声学)》2023年第5期
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表 5 端点检测准确率 123–128.
Table 5 Endpoint detection accuracy Li Yuhong, Xu Ming, Ge Yurong, et al. A system of whale
sound signal acquisition and analysis in real-time[J]. Peri-
信号类型 识别个数 总数 准确率/% odical of Ocean University of China, 2022, 52(2): 123–128.
Click 2360 2501 94.36 [2] 杨武夷, 孙馨喆, 张宇, 等. 一种宽吻海豚通讯信号自动分类
Whistle 1062 1062 100 的方法 [J]. 声学学报, 2016, 41(2): 181–188.
Burst-pulse 1361 1361 100 Yang Wuyi, Sun Xinzhe, Zhang Yu, et al. An auto-
matic classification method for whistles of bottlenose dol-
上述结果表明,本文提出的基于海豚时频特性 phin (Tursiops truncates)[J]. Acta Acustica, 2016, 41(2):
的端点检测方法能够满足时效性、准确性、适应性 811–188.
[3] 高德洋, 高大治, 李小雷. 基于深度学习的典型海洋哺乳动
的要求。相比于其他应用于海豚声音端点检测的方
物 click 信号识别方法 [J]. 陕西师范大学学报 (自然科学版),
法,本方法具有计算量小、处理速度快的优点,在低 2019, 47(6): 37–43.
信噪比的条件下对单一海豚依然能够准确地提取 Gao Deyang, Gao Dazhi, Li Xiaolei. Marine mam-
其某一类声信号。该方法存在突发高频噪声对检测 mals’click signals classification based on deep learning[J].
Journal of Shaanxi Normal University (Natural Science
结果的影响这一问题,但是随着输入声信号时间的
Edition), 2019, 47(6): 37–43.
增长,噪声的阈值越来越稳定并且贴合噪声与目标 [4] 王宸, 陶毅. 基于 Xgboost 方法识别不同种类海豚 [C]// 中国
声音的分界线,能够提高检测的准确率。 声学学会水声学分会 2019 年学术会议论文集, 2019.
[5] 郭新毅, 李凡, 铁广朋, 等. 海洋环境噪声研究发展概述及应
3 结论与讨论 用前景 [J]. 物理, 2014, 43(11): 723–731.
[6] 钟鸣拓, 蔡文郁. 基于特征融合的海洋哺乳动物声音识别 [J].
电子科技, 2019, 32(5): 32–37.
本文提出的基于时频特征的海豚发声端点检
Zhong Mingtuo, Cai Wenyu. Marine mammal sound
测方法,结合声音的短时能量、加权谱质心和谱质 recognition based on feature fusion[J]. Electronic Science
心二阶偏移率特征进行检测,通过对比试验,发现可 and Technology, 2019, 32(5): 32–37.
通过调整窗长和阈值设定来满足海豚不同种类声 [7] 杨蔚. 鲸豚动物叫声检测识别技术研究 [D]. 哈尔滨: 哈尔滨
工程大学, 2021.
信号的检测需求。本方法相比其他常用的端点检测
[8] Hildebrand J A, Frasier K E, Helble T A, et al. Perfor-
方法,在只有一种海豚的某一类声信号的海洋环境 mance metrics for marine mammal signal detection and
声场中,能够减少海洋环境中的噪声干扰,并且大幅 classification[J]. The Journal of the Acoustical Society of
America, 2022, 151(1): 414–427.
提高准确率。但是仍然存在以下问题待解决:
[9] 牛富强, 薛睿超, 周在明, 等. 印太瓶鼻海豚 (T ursiops
(1) 完善不同频率范围的权重,目前对海豚声
aduncus) 通讯声信号分类及特征参数的环境差异性分
音的样本数量有限,特征了解不足,获得更加精确的 析 [J]. 声学学报, 2020, 45(2): 189–195.
频率范围可以降低出现误判的概率; Niu Fuqiang, Xue Ruichao, Zhou Zaiming, et al. Analysis
of differences on whistle classification and characteristics
(2) 对于海洋噪声以及海豚声音的发声机理认
of Indo-Pacific bottlenose dolphins (Tursiops aduncus)
识不足,并且人耳听力范围有限,无法对超出听力范 in different environment[J]. Acta Acustica, 2020, 45(2):
围的声音人工检验; 189–195.
(3) 需要大量不同环境下的数据进行实验测试, [10] 牛富强, 杨燕明, 文洪涛, 等. 瓶鼻海豚的 click 声信号特性 [J].
声学技术, 2011, 30(2): 148–152.
目前本次实验数据仅有3类典型的海豚声信号,3种
Niu Fuqiang, Yang Yanming, Wen Hongtao, et al. Vocal-
实验环境,具有一定的局限性,而真实海洋环境中的 ization and signal characteristic of bottlenose dolphin[J].
数据更加复杂且获取较为困难。 Technical Acoustics, 2011, 30(2): 148–152.
[11] 黄龙飞, 吕连港, 姜莹, 等. 普里兹湾虎鲸回声定位信号脉冲
未来可以将此方法优化后应用于海洋环境中
间隔特征分析 [J]. 海洋科学进展, 2019, 37(2): 255–264.
海豚的声音识别以及声音特征的研究,通过本方法 Huang Longfei, Lyu Liangang, Jiang Ying, et al. Analysis
提取不同海域的海豚声信号,为海豚不同声信号制 of the regularity of echolocation signals of killer whales in
作数据集。 the Prydz Bay, Antarctica[J]. Advances in Marine Science,
2019, 37(2): 255–264.
参 考 文 献 [12] 周韦峥嵘, 许肖梅, 邵志文. 中华白海豚 whistle 声信号的谐
波特性分析 [C]// 中国声学学会水声学分会 2015 年学术会议
[1] 李玉红, 徐铭, 葛玉荣, 等. 鲸豚声信号实时采集与分析 论文集, 2015.
系统 [J]. 中国海洋大学学报 (自然科学版), 2022, 52(2): [13] Roch M A, Lindeneau S, Aurora G S, et al. Using con-