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2025年1月
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發(fā)布時(shí)間: 2021-10-18
跟著海里的船只，不停地在船頭兩邊跳躍,、引路,、著實(shí)惹人喜愛的海洋動(dòng)物——“領(lǐng)航鯨”，它們不僅在動(dòng)物界中智商數(shù)一數(shù)二,，更擁有能給人帶來幸運(yùn)的傳說,。
然而，幾個(gè)月前,，浙江臺州海域,，智商超群、惹人喜愛的“領(lǐng)航鯨”集體擱淺,，多方對12只“領(lǐng)航鯨”全力救援,，仍有3頭領(lǐng)航鯨消失生命體征，不禁讓人唏噓,。
海洋噪聲 引發(fā)海洋動(dòng)物生存危機(jī)的殺手
全球70%的面積都被水覆蓋,，“領(lǐng)航鯨”們本應(yīng)該自由自在地徜徉在藍(lán)色星球，又是什么造成他們的生存危機(jī),，引發(fā)集體擱淺,？
有報(bào)告指出，不斷加劇的“海洋噪聲”正極大影響著海豚,、鯨的生活,，成為奪取它們生命的真兇。
海洋動(dòng)物必須依賴聲音進(jìn)行交配,、覓食,、以及躲避天敵。而海洋噪聲輕則影響海洋生物的行為行動(dòng),，重則導(dǎo)致它們聽力喪失甚至死亡,。因各種原因如聲吶等噪聲,、磁場及受傷的干擾時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致頭鯨錯(cuò)誤判斷海岸線與方向,，向沙灘最淺處游去,，造成集體“自殺”的場景。
水下聲學(xué)監(jiān)測 對計(jì)算需求龐大
水聲環(huán)境日益復(fù)雜,，更好地保護(hù)海洋哺乳動(dòng)物迫在眉睫,。對海洋哺乳動(dòng)物進(jìn)行水下聲學(xué)監(jiān)測則是最有效的方式之一。而持續(xù)的水下聲學(xué)監(jiān)測會(huì)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù),，依賴人工無法進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)分析,，從而需要實(shí)時(shí)、有效地對海洋哺乳動(dòng)物聲信號進(jìn)行檢測和識別,，需要強(qiáng)大的算力支撐,。
另一方面，人工智能領(lǐng)域取得了快速發(fā)展,，通過將人工智能方法應(yīng)用于海洋聲學(xué),，建立一個(gè)基于人工智能的海洋哺乳動(dòng)物聲信號實(shí)時(shí)檢測識別系統(tǒng)，可以有效提高對龐大數(shù)據(jù)的處理效率,，從而實(shí)現(xiàn)對海洋哺乳動(dòng)物的實(shí)時(shí)監(jiān)測,。
曙光助力聲學(xué)信號分析 準(zhǔn)確率達(dá)到99.6%
近日，基于曙光提供的計(jì)算資源的支撐,，某海洋研究所團(tuán)隊(duì)對已獲取的海洋哺乳動(dòng)物聲學(xué)觀測資料進(jìn)行分析并獲得了進(jìn)一步研究結(jié)果,。
該團(tuán)隊(duì)基于海洋哺乳動(dòng)物調(diào)頻特性信號的輪廓特征提取算法，提出了一種基于人工輔助的時(shí)頻輪廓特征提取方法,，在降低人工參與的同時(shí),，實(shí)現(xiàn)對海洋哺乳動(dòng)物調(diào)頻特性信號特征參數(shù)的完整提取。
基于一定人工輔助,，該方法可以自動(dòng)獲取時(shí)頻輪廓,，提取信號的聲學(xué)特征參數(shù)（時(shí)長、頻率,、拐點(diǎn),、諧波數(shù)等），并自動(dòng)劃分信號類型,。
并且通過實(shí)測數(shù)據(jù)的結(jié)果顯示,，該提取方法能夠有效地獲取不同物種的各類型調(diào)頻特性聲信號的特征參數(shù)，在拐點(diǎn)數(shù)和信號類型方面的準(zhǔn)確率達(dá)到99.6%,。目前,，該算法已應(yīng)用于多個(gè)物種聲學(xué)信號的分析研究中。
另外,，此團(tuán)隊(duì)也提出了一種基于圖像處理的海洋哺乳動(dòng)物回聲定位信號檢測識別算法,。算法使用Frangi濾波首先對分幀后的時(shí)頻圖像進(jìn)行降噪處理,，隨后使用Hough變換進(jìn)行直線檢測，最后訓(xùn)練出一個(gè)隨機(jī)森林分類器,，進(jìn)一步甄別出回聲定位信號,。并且，使用開源數(shù)據(jù)庫與實(shí)測共4種動(dòng)物的聲數(shù)據(jù)對算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),。結(jié)果表明,，與傳統(tǒng)能量算法對比，該算法在所使用的數(shù)據(jù)中檢測準(zhǔn)確率不低于80%,，同時(shí)也保持了較高的召回率,。
在未來，該團(tuán)隊(duì)將會(huì)基于曙光提供的計(jì)算資源進(jìn)行進(jìn)一步的擴(kuò)充樣本,，構(gòu)建的檢測識別模型能夠識別不少于5種海洋哺乳動(dòng)物,，識別準(zhǔn)確率不低于90%。
既然海洋生物不能“說話”,，那么就讓人類為它發(fā)聲。
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