Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка математического, алгоритмического и программного обеспечения для решения задачи аудио дактилоскопии орнитофауны биоценоза

ФИО: Павлов А. О.

Направление: Информационные технологии (У.М.Н.И.К.)

Научный руководитель: к.ф.-м.н., доц. Шихеевой В.В.

Институт: Институт информационных технологий и автоматизированных систем управления

Кафедра: Кафедра Инженерной кибернетики

Ухудшение экологической ситуации в мире и, как следствие, изменение компонентов биосферы, приводит к необходимости человеческого контроля над окружающей средой. Одним из аспектов этого контроля является регулирование численности и разнообразия животных популяций, в частности, состав и количество пернатых сообществ. Наблюдение за птицами – непростая задача, часто она осложняется невозможностью визуальной идентификации птиц в среде их обитания. Орнитологи при определении вида и рода птицы ориентируются на её песню, ведь она является характерной особенностью каждого вида. При автоматическом изучении численности и состава орнитофауны выбранного региона или биоценоза анализ аудио записей пения птиц значительно проще, нежели распознавание видеоряда жизни птиц. Вследствии чего, представляется разумной задача автоматического распознавания вида птиц по аудиозаписи ее пения. В дальнейшем, это позволит получать данные о составе птичьх сообществ при помощи использования простейших устройств с функцией микрофонной записи, размещенных в среде обитания птиц.

В работе рассматривается задача аудио дактилоскопии вида птицы по микрофонной записи её пения. Для этого требуется разработать математическое, алгоритмическое и программное обеспечение, решающее следующие задачи:

1) унифицирование входного сигнала

2) поиск пиков входного сигнала по формуле:

(1.1)

где – спектрограмма входного сигнала, – результат применения оконного преобразования Фурье с оконной функцией Ханнинга, примененное к Гауссовой смеси локальных максимумов входного сигнала:

(1.2)

инициализация сигнатуры входного сигнала

поиск оптимальной сигнатуры из базы данных D по формуле:

(1.3)

(1.4)

К настоящему моменту разработаны: алгоритм хранения и обработки сигнатур по средствам генерации хэш-листа, алгоритм поиска оптимального совпадении программно реализовано унифицирование входного сигнала с помощью библиотеки обработки цифровых сигналов Pydub.