viernes, 21 de septiembre de 2012

On a chirplet transform-based method applied to separating and counting wolf howl: B. Dugnol, C. Fernández, G. Galiano, J. Velasco. (2008)


Abstract

We propose a parametric model based on chirp decomposition to modelize wolf chorus howl production. Our aim is counting the number of individuals present in a given recording, task accomplished by phase and amplitude estimation of their corresponding howls. The Chirplet transform is used to obtain a first order approximation of the phase, improving the zero order approximation given by other methods, such as the short time Fourier transform (STFT). This gain in accuracy allows us to use criteria for a more accurate chirp tracking, specially at crossing points in the time–frequency plane, and in the determination of harmonics. We explore the efficiency of the method by applying it to synthetic signals as well as to wolves chorus recordings. Results show good performance for chirp tracking even under strong noise corruption.

On a chirplet transform-based method applied to separating and counting wolf howl: B. Dugnol, C. Fernández, G. Galiano, J. Velasco. Signal Processing archive. Volume 88 Issue 7, July, 2008. http://bit.ly/NHHAA3 

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¿Qué lobo es el que está aullando?

Un equipo de matemáticos de la Universidad de Oviedo (Asturias) ha desarrollado un procedimiento para poder contar los aullidos individuales de los lobos a partir de las grabaciones de los coros de la manada. La técnica se basa en herramientas matemáticas de tratamiento de la señal y puede ayudar al estudio de las poblaciones de estos cánidos.
Los censos de lobos se realizan con frecuencia para controlar sus poblaciones, tanto por sus efectos sobre el ganado, como por considerarse especie protegida en algunas regiones.
El profesor Carlos Fernández-García (Universidad de Oviedo) uno de los autores del artículo aparecido en la revista Signal Processing señala que: la ventaja principal de este método es que sirve para cuantificar los lobos en libertad de una forma “muy poco intrusiva”, además de que los recursos humanos y económicos necesarios para su aplicación son “mucho menores” respecto a los empleados en otras técnicas. El problema al que nos enfrentamos es estimar el número de individuos que componen una manada de lobos adultos y subadultos a través de las grabaciones de sus coros, y colateralmente también intentamos estimar la presencia de cachorros.

Estos científicos suponen que los aullidos y ladridos de cada lobo se pueden modelizar mediante una función matemática denominada chirp, que permite comprobar las variaciones a lo largo del tiempo de la intensidad del sonido (amplitud analítica) y su frecuencia instantánea. Los matemáticos separan las partes de la señal que son una función chirp para extraer las voces de los lobos, y descartan los sonidos que no lo son (emitidos por otros animales y ruidos ambientales diversos). Para estudiar la señal en un determinado instante, los investigadores emplean la transformada chirplet, herramienta matemática que les sirve para estimar la intensidad de cada voz y las variaciones de la frecuencia instantánea.

Carlos Fernández-García señala: Este proceso de separación proporciona un arma poderosa para el estudio de la estructura de una manada, ya que si dos voces tienen frecuencias instantáneas proporcionales podemos suponer que se trata de dos armónicos diferentes producidos por un mismo lobo, y si no las tienen, pero coinciden en el tiempo, podemos asegurar que las emiten individuos distintos, lo cual nos permite estimar el número mínimo de lobos que han aullado o ladrado en el coro. El matemático indica que esta técnica puede servir para estudiar y clasificar los aullidos de los animales de un modo “cómodo, rápido y fiable”. Hasta ahora los científicos dedicados al estudio de los lobos solían calcular por métodos manuales y muy laboriosos las frecuencias instantáneas de sus aullidos, lo que les ayudaba a identificar a cada animal, o determinar algún rasgo de su comportamiento, como el grado de agresividad.

matematicalia: revista digital de divulgación matemática (proyecto consolider ingenio mathematica 2010. ISSN: 1699-7700) 15 de septiembre de 2008 http://bit.ly/P7j3lf 



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