Automatische Analyse von Elefantenlauten

01.02.2011 - 31.01.2015
Forschungsförderungsprojekt
Durch die zunehmende Fragmentierung des Lebensraumes der Elefanten aufgrund expandierender Siedlungen und Agrarwirtschaft kombiniert mit stark wachsenden Elefantenpopulationen in den Schutzgebieten, kommt es immer häufiger zu Konflikten zwischen Mensch und Elefant. In Südafrika liegen knapp 80% des ursprünglichen Verbreitungsgebietes der Elefanten außerhalb der heutigen Schutzgebiete. Wir, ein Team bestehend aus Biologen und Informatikern wollen diesen Konflikt durch die Schaffung der wissenschaftlichen Grundlagen eines akustischen Frühwarnsystems, für die an den Grenzen der Reservate und Korridoren lebenden Menschen, entschärfen. Ein solches System erfordert eine verlässliche und robuste automatische Erkennung und Kategorisierung von Elefantenlauten. Es existiert derzeit kein System welches die Anforderungen der automatischen Detektion von Elefantenlauten erfüllt. Die Ziele des eingereichten Projektes sind (i) die komplexen Lautäußerungen der Elefanten zu analysieren und (ii) automatische Analysemethoden zu entwickeln, welche dann die Grundlage für zukünftige automatische Früherkennungs- und Informationssysteme bilden. Elefanten eigenen sich für die akustische Detektion besonders gut, da ihre niederfrequenten Laute Grundschwingungen im Infraschallbereich enthalten und sich über mehreren Kilometer verbreiten. Dies ermöglicht Elefanten anhand ihrer Lautäußerungen zu detektieren, selbst wenn sie außer Sichtweite sind. Dennoch werden wir, dort wo es sinnvoll, ist eine visuelle Detektion untersuchen (zum Beispiel bei offenen Habitaten wie Wasserlöchern). Wir untersuchen und evaluieren automatische (statistische) Methoden für die Identifikation von Elefanten, Klassifikation von Lauttypen und die Bestimmung der Größe der vorbeiziehenden Herde. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der manuellen und automatischen Einteilung von Altersklassen aufgrund strukturspezifischer Unterschiede in den Lautäußerungen. Ferner wollen wir familienspezifische akustische Signaturen (vokale Dialekte) innerhalb einer Elefantenpopulation erforschen. Das dreijährige Projekt wird in Zusammenarbeit von dem Department für Kognitonsbiologie der Universität Wien und dem Institut für Softwaretechnik und Interactive Systeme der Technischen Universität durchgeführt, wobei ein Postdoc zu 50% und zwei Doktoranden zu je 60% daran arbeiten werden. Wir haben eine klare Einteilung der Arbeitsschritte und der Aufteilung der Verantwortung zwischen den Projektpartnern. Am Ende des Projekts wird ein großer annotierter und analysierter Datenbestand sowie deren statistische Auswertungen existieren. Zusätzlich werden neue Analysemethoden zur Verfügung stehen mit deren Hilfe Elefantenlaute aus dem Freiland automatisch detektiert und klassifiziert werden können.

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Förderungsmittel

  • Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)

Forschungsschwerpunkte

  • Information and Communication Technology

Schlagwörter

DeutschEnglisch
Multimodale inhaltsbasierte AnalyseMultimodal content-based analysis
Automatische Überwachungautomatic monitoring
Bioakustikbioacoustics
Vokale Kommunikationvocal communication
Elefantenelephants

Externe Partner_innen

  • Universität Wien, Department für Kognitionsbiologie