应用蝙蝠回声定位声波测定识别蝙蝠种类的方法技术

本发明专利技术属于动物种类测定识别方法，具体涉及应用蝙蝠回声定位声波测定识别蝙蝠种类的方法。本发明专利技术通过对蝙蝠回声定位声波信号的采集、信号预处理和识别等步骤，根据统计学的原理判断特定研究区内蝙蝠种类及分布情况，并可能发现新的蝙蝠物种。本发明专利技术对四种菊头蝠的回声定位声波进行三层小波包分解，提取各频率通道的能量作为特征参数，然后用训练样本对ＢＰ神经网络进行训练，使其能够根据输入参数识别四种菊头蝠。用未用于训练的声波样本检验，四种菊头蝠的识别率可同时达到９７％以上。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
应用蝙蝠回声定位声波测定识别蝙蝠种类的方法，其特征是主要有以下步骤：（１）、信号采集：信号采样是通过使用超声波监听仪接收超声波，采样频率４４１ｋＨｚ，通过线路传输到超声波处理仪将超声波转换为原频率的１／１０后，通过线路传送至ＤＳＰ缓 冲区；（２）、蝙蝠个体回声定位信号的获得：蝙蝠个体叫声信号的获得需要解决两个问题，一是有无蝙蝠叫声的判断；二是群体叫声和个体叫声的区别：无蝙蝠叫声的判断，采用短时能量方法检测叫声信号，排除无声段，信号ｘ（ｔ）的能量函数定义为 Ｅ（ｔ）＝∫ｘ↑［２］（ｔ）ｄｔ，对ｘ↑［２］（ｔ）在某时间段内做定积分得到的是信号ｘ（ｔ）在该段时间内的能量值，在几何意义上也就是该时间段内的能量函数与时间轴包围的面积的大小，有蝙蝠叫声时信号的能量值将明显大于无蝙蝠叫声时的能量值，于是可以根据信号的能量函数给出一个能量阈值Ｅｔｈ，能量值大于Ｅｔｈ的为有声信号段，小于Ｅｔｈ的为无声信号段；具体步骤如下：首先对获得的声信号进行分帧，根据能量函数公式求出每帧内的能量值，做出其短时能量谱，假设前几帧是噪声帧，计算出它们的平均能量值Ａ，将Ａ的１．５倍作为门限值，再选定合适的积分区间的长度Ｔ，当信号在时间ｔ↓［１］其幅值大于Ａ的１．５倍时，就从ｔ↓［１］开始对能量函数进行积分，积分长度为Ｔ，得到的积分值就是被测信号在ｔ↓［１］到ｔ↓［１］＋Ｔ之间的能量值，如果该能量值小于能量阈值Ｅｔｈ，说明在ｔ↓［１］到ｔ↓［１］＋Ｔ之间无蝙蝠叫声，即无声段，该段信号不进入下一步处理；群体叫声和个体叫声的判断根据蝙蝠声波的声脉冲持续时间和频域特征来实现，群体叫声是一种统计声学现象，信号属于宽带噪声，且持续时间长； 蝙蝠个体叫声分为扫频声和恒频声及准恒频声，这几种个体叫声方式与蝙蝠群体叫声的差异非常大，即个体叫声持续时间长则频带窄，频带宽则持续时间短，以及个体叫声持续时间有限等特征，通过这些特征可以排除群体声波段，采获蝙蝠个体回声定位声波信号； （３）、特征量的确定与优化及神经网络分类器的训练：该步采用离线方式先期进行，将已知的蝙蝠叫声样本进行声波特征参数提取和小波包通道能量参数提取，组成特征参数集合，利用粗糙集对属性重要性的分析方法，对特征参数集合中的各个参数分类功能的重要性进行比较，得到各个参数对蝙蝠分类重要程度的排序，将重要程度相对微小的参数剔除，从而达到参量指标优化的目的，可以用来进行蝙蝠种类鉴别...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯江，王双维，刘颖，张新娜，孙克萍，胡秀丽，何晓华，
申请(专利权)人：东北师范大学，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]