Хуан П. Белло, доцент кафедры музыки и музыкального образования, разрабатывает BirdVox-full-night, новый набор данных о ночных криках перелетных птиц.
Изменение климата, потеря среды обитания и антропогенное воздействие на окружающую среду представляют угрозу для перелетных птиц. Следовательно, усилия по сохранению птиц зависят от понимания пространственного и временного распределения популяций птиц. Но поскольку большинство популяций птиц мигрируют ночью, исследователи птиц обычно полагаются на звук, а не на зрение. Однако наблюдение человека за ночными перелетными птицами может быть обременительным и непрактичным.
CDS’ Хуан П. Белло надеется, что в помощь усилиям по сохранению природы, машинное обучение сможет автоматизировать наблюдение за перелетными птицами . Хотя некоторые автоматизированные методы уже существуют для записи и обнаружения криков ночных перелетных птиц, существующие наборы данных плохо подходят для исследований в области машинного обучения.
Белло вместе с четырьмя другими исследователями разработал BirdVox-full-night, набор данных, включающий 62 часа аудио из 35 402 вызовов полета 25 видов ночных мигрирующих птиц, записанных шестью датчиками. Исследователи разместили десять автономных записывающих устройств ROBIN в Итаке, штат Нью-Йорк, которые собрали 966 записей, из которых 548 имеют продолжительность не менее восьми часов.
Используя человеческие аннотации, идентифицирующие вызовы полета из ночных записей, в качестве эталона, Белло и его сотрудники обучили четыре системы для обнаружения вызовов полета птиц: два детектора на основе энергии, конвейер поверхностного обучения и сверточную нейронную сеть.
Чтобы оценить точность каждой системы, исследователи уравновесили набор данных с 35 000 дополнительных негативных роликов. Они протестировали возможности обнаружения событий каждым методом на шести ночных записях. Сверточная нейронная сеть превзошла другие методы с точностью до 95% при добавлении фонового шума, транспонирования основного тона и растяжения по времени.
Исследователи отмечают, что BirdVox-full-night, несмотря на его современные возможности, действительно испытывает трудности с обнаружением редких вызовов рейсов из-за своей подготовки. Чтобы смягчить эту предвзятость, BirdVox-full-night включает в себя испытательный стенд, позволяющий прослушивать машины с учетом контекста.
Белло и его команда выпустили ночной набор данных BirdVox по лицензии Creative Commons для доступа коллег-исследователей и защитников природы. BirdVox-full-night - это первый набор данных, полный ночных записей перелетных птиц с аннотациями по времени и частоте, и он станет важным инструментом для будущих защитников птиц.
Пол Оливер
