寬吻海豚哨聲分類識別研究.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物。海豚生活在集體中，相較于其他動物有更多的社交行為，其“語言”系統(tǒng)很發(fā)達。理解海豚的“語言”系統(tǒng)對未來更好的保護其有重要的意義，同時對于研究其他動物“語言”也有很好的借鑒意義。
　　本文采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對分割后的海豚哨聲輪廓圖進行分類識別。通過對海豚哨聲的分類識別，能夠更好的建立起海豚行為與哨聲的對應(yīng)關(guān)系，對深入理解海豚哨聲語義信息有重要作用。
　　在本文中，我們實現(xiàn)了一套對海豚

2、哨聲從采集、去噪、分割到分類的完整系統(tǒng)。整個系統(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行:首先將采集到的海豚哨聲由聲信號經(jīng)過短時傅里葉變換映射為哨聲語譜圖;在采集到的哨聲數(shù)據(jù)中存在多種背景噪聲，我們對得到的語譜圖根據(jù)不同噪聲的物理特征分別采用低頻濾波、大律法閾值化、離散點過濾、直線濾波和哨聲高次諧波過濾等方式，將語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)域生長的方式將缺口補全，得到相對平滑完整的輪廓圖。由于所得的語譜圖本身包含有多個哨聲，在最后我們利用單個哨聲間存在的時間間隔對哨聲進行了分割，得到海豚哨聲的單個輪廓。
　　(2)在基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的海豚哨聲分類部分，我們將得到的單個海豚哨聲輪廓圖，利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行分類識別。在識別過程中我們對經(jīng)典LeNet-5卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，同