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Software entwickelt, die Tierstimmen erkennt

Neue Software erkennt, ob der Vogel den richtigen Ton trifft

17.03.2006

Einem jungen Informatiker von der Arbeitsgruppe für interaktive Mediensysteme an der Technischen Universität (TU) Wien ist es gelungen, eine Software zu entwickeln, die Tierstimmen erkennen kann. Für seine Diplomarbeit auf dem eher vernachlässigten Forschungsgebiet der Geräuscherkennung wurde Matthias Zeppelzauer mit dem von österreichischen IT-Unternehmen geförderten PRIP-Preis ausgezeichnet. Bisher existierten nur wenige Techniken für die Erkennung von Umgebungsgeräuschen, da sich die Forschung auf dem Gebiet der Audioverarbeitung meist auf die Erkennung von Sprache und Musik konzentriert. Die meisten Geräusche, mit denen der Mensch täglich konfrontiert ist, sind jedoch Umgebungsgeräusche.

Zeppelzauer orientierte sich bei seiner Entwicklung an Methoden zur Spracherkennung und Möglichkeiten aus dem Gebiet des Music Information Retrieval, das sich mit der Gewinnung von verwertbaren Informationen aus der Musik befasst. "Das System muss man zunächst trainieren, indem man die zu erkennenden Geräusche in eine Datenbank eingibt und die Tierstimmen dem jeweiligen Tier zuordnet", erklärt Zeppelzauer seine Erfindung im Gespräch mit pressetext. Abhängig davon, welche Geräusche man einspeist, kann die Software nicht nur Tierstimmen, sondern zum Beispiel auch verschiedene Quellen des Straßenlärms unterscheiden.

Aus den Geräuschen der Datenbank werden in einem ersten Schritt Merkmale extrahiert. Um möglichst viele Informationen zur Verfügung zu haben, kombiniert die Software mehrere dieser unabhängigen Merkmale miteinander. Zeppelzauer entwickelte zudem eine neue Gruppe von Merkmalen, so genannte Amplituden Deskriptoren, welche die Eigenschaften des Audio-Signals genau analysieren und eine kompakte und aussagekräftige Beschreibung der ursprünglichen Geräusche ermöglichen. Mit Hilfe eines Algorhythmus, der auf bekannte Geräusche trainiert wird, kann ein Klassifikator schließlich für jedes Geräusch die wahrscheinlichste Quelle errechnen.

"Das System kann nur Geräusche erkennen, die man ihm vorher beigebracht hat", berichtet Matthias Zeppelzauer. "Bei zu vielen zu erkennenden Geräuschen verschlechtert sich zudem die Erkennungsrate." Zur Zeit kann die Software von Zeppelzauer nur vier Tierstimmen voneinander unterscheiden. Mit komplexeren Klassifikatoren und anderen Merkmalen zur Geräuscherkennung soll es aber möglich werden, die Software zur Analyse von Tierverhalten, etwa bei der Unterscheidung von verschiedenen Verhaltensmustern einer Tierart, einzusetzen.

Quelle: pta

 

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