寬吻海豚哨聲分類識(shí)別研究.pdf

1、海豚體態(tài)優(yōu)美、善解人意是人們非常喜愛的海洋動(dòng)物。海豚生活在集體中，相較于其他動(dòng)物有更多的社交行為，其“語(yǔ)言”系統(tǒng)很發(fā)達(dá)。理解海豚的“語(yǔ)言”系統(tǒng)對(duì)未來(lái)更好的保護(hù)其有重要的意義，同時(shí)對(duì)于研究其他動(dòng)物“語(yǔ)言”也有很好的借鑒意義。
　　本文采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)分割后的海豚哨聲輪廓圖進(jìn)行分類識(shí)別。通過對(duì)海豚哨聲的分類識(shí)別，能夠更好的建立起海豚行為與哨聲的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)深入理解海豚哨聲語(yǔ)義信息有重要作用。
　　在本文中，我們實(shí)現(xiàn)了一套對(duì)海豚

2、哨聲從采集、去噪、分割到分類的完整系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)劃分為兩大部分:海豚哨聲前期處理部分和基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的海豚哨聲分類部分。
　　(1)在哨聲的前期處理部分，我們主要分成三步進(jìn)行:首先將采集到的海豚哨聲由聲信號(hào)經(jīng)過短時(shí)傅里葉變換映射為哨聲語(yǔ)譜圖;在采集到的哨聲數(shù)據(jù)中存在多種背景噪聲，我們對(duì)得到的語(yǔ)譜圖根據(jù)不同噪聲的物理特征分別采用低頻濾波、大律法閾值化、離散點(diǎn)過濾、直線濾波和哨聲高次諧波過濾等方式，將語(yǔ)譜圖中的各類噪聲一一清除，得到

3、了較為純凈的海豚哨聲二值輪廓圖。由于去噪后的語(yǔ)譜圖中海豚哨聲輪廓存在許多缺失，本文采用局部區(qū)域生長(zhǎng)的方式將缺口補(bǔ)全，得到相對(duì)平滑完整的輪廓圖。由于所得的語(yǔ)譜圖本身包含有多個(gè)哨聲，在最后我們利用單個(gè)哨聲間存在的時(shí)間間隔對(duì)哨聲進(jìn)行了分割，得到海豚哨聲的單個(gè)輪廓。
　　(2)在基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的海豚哨聲分類部分，我們將得到的單個(gè)海豚哨聲輪廓圖，利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類識(shí)別。在識(shí)別過程中我們對(duì)經(jīng)典LeNet-5卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，同