Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bioakustische Methode erkennt Vogelstimmen automatisch

28.07.2008
Mikrofon an, Aufnahme läuft, Bühne frei für die heimische Fauna! Informatiker der Universität Bonn haben in Zusammenarbeit mit dem Tierstimmenarchiv der HU Berlin eine Art "Singstar" für Vögel entwickelt.

Das hat nichts mit Unterhaltung zu tun, sondern dient dem Naturschutz. Denn der neuartige Stimmdetektor erkennt zuverlässig die charakteristische Gesangsdarbietung verschiedener Vogelarten und vereinfacht so die Bestandsaufnahme der gefiederten Tierwelt.

Es wird stiller in europäischen Wäldern, zahlreiche Vogelarten stehen auf der Roten Liste. Doch so ganz genau kann niemand sagen, wie es tatsächlich um den Bestand einiger Arten bestellt ist. Um einen wirklichen Überblick über das Verbreitungsgebiet der heimischen Vogelwelt zu erhalten, müsste praktisch jeden Tag eine ganze Schar von Hobbyornithologen ausschwärmen, um die Tiere zu zählen.

Weil die Vögel außerdem oft verborgen im Unterholz oder hoch oben in den Wipfeln sitzen, sind die Vogelkundler auf ihr Gehör und das Fachwissen angewiesen. In großen Gebieten ist somit eine kontinuierliche, flächendeckende Kartierung nahezu unmöglich.

... mehr zu:
»Naturschutz

Angesichts solcher Probleme ist der Naturschutz auch auf neue technische Methoden angewiesen. Diese werden ihnen nun unter anderem von Bonner Wissenschaftlern geliefert. Denn Informatiker der Universität Bonn haben Detektoren entwickelt, die einige Vogelstimmen automatisch erkennen können. Das heißt: Im Vorfeld werden an ausgewählten Orten der freien Wildbahn Mikrofone ausgesetzt, die - teilweise über Monate - sämtliche Geräusche aufnehmen. Die neue Computersoftware ist anschließend in der Lage, die vielen Hundert Stunden Tonmaterial über Nacht zu durchforsten und mitzuteilen, wie viele Vögel welcher Art wie oft gesungen haben.

Charakteristika des Vogelgesangs in Algorithmen übertragen

Daniel Wolff vom Institut für Informatik der Universität Bonn hat sich in seinem Projekt zunächst auf die bioakustische Erkennung des Rohrschwirls und des Buchfinken konzentriert. Er hat sich die jeweiligen Vogelgesänge genau angehört, in einem Spektrogramm genau angeschaut und die Charakteristika in Algorithmen übertragen. Sobald bestimmte Parameter erfüllt sind, schlägt das Programm an. "Das Signal des Rohrschwirls hat z.B. eine mittlere Frequenz von 4 kHz, das ist ganz charakteristisch.

Wenn sich zusätzlich einzelne Signalelemente mit einer Frequenz von 50 Hz wiederholen, dann wird ein Rohrschwirlruf detektiert", erklärt Wolff. Auch der Buchfinkdetektor analysiert solche periodischen Elementwiederholungen. Dabei entlarvt mehr eine typische Strophenstruktur als die Tonhöhe den Buchfink-Gesang.

Vor allem der Rohrschwirldetektor, der in einem Langzeitmonitoring am Brandenburger Parsteiner Weiher getestet wurde, zeichnet sich durch eine "robuste Erkennung", also eine hohe Trefferquote aus. Trotz Störgeräuschen durch Regen, Wind und von Amphibien erkannte das Programm mit einer Detektionsgenauigkeit von 92 Prozent die Lautäußerungen der Vogelart, die noch an ostdeutschen Seegebieten vorkommt, aber ansonsten in Europa selten geworden ist.

Noch sind die Vogelstimmendetektoren jeweils auf die Gesangsdarbietungen einzelner Vogelarten geeicht. Nach Ansicht von Daniel Wolff lassen sie sich aber in naher Zukunft zu einer Art Superdetektor koppeln, der möglichst viele Arten gleichzeitig erkennt und in Kombination mit GPS-Koordinaten die Kartierung von Vogelbeständen einfacher und effizienter macht.

Das Forschungsgebiet der Bioakustik erlebe derzeit einen wahren Boom. Zwar gab es schon in den 1970-ern erste Bemühungen, "den Buchfink mit viel langsameren Rechnern zu erkennen", sagt Wolff mit einem nostalgischen Lächeln.

"Entscheidend ist aber, dass wir erst heute die Möglichkeit haben, lange Aufnahmen speichern und kompakte Technik in der Natur platzieren zu können, die dann wirklich über Monate hinweg z.B. mit Solarstrom laufen kann."

Neu: Podcast erhältlich

Die Universität Bonn bietet zu dieser Pressemitteilung einen Audio-Podcast von ca. 7 Minuten Länge an.

Kontakt:
Daniel Wolff
Institut für Informatik III der Universität Bonn
Arbeitsgruppe Multimedia-Signalverarbeitung
Telefon: 0228/73-4474
Mail: wolffd@iai.uni-bonn.de

Dr. Andreas Archut | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de/
http://www.uni-bonn.de/Aktuelles/Podcast.html

Weitere Berichte zu: Naturschutz

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Konzept der Universität Rostock zur Ölhavarie-Bekämpfung erfolgreich auf der Warnow erprobt
07.12.2017 | Universität Rostock

nachricht Aquakultur: Neues Verfahren spürt Umweltbelastungen durch Lachsfarmen schneller auf
05.12.2017 | Technische Universität Kaiserslautern

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Im Focus: Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten

Mit neuartigen Experimenten enträtseln Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der Technischen Universität Hamburg, warum winzige Metallstrukturen extrem fest sind

Ultraleichte und zugleich extrem feste Werkstoffe – poröse Nanomaterialien aus Metall versprechen hochinteressante Anwendungen unter anderem für künftige...

Im Focus: Geburtshelfer und Wegweiser für Photonen

Gezielt Photonen erzeugen und ihren Weg kontrollieren: Das sollte mit einem neuen Design gelingen, das Würzburger Physiker für optische Antennen erarbeitet haben.

Atome und Moleküle können dazu gebracht werden, Lichtteilchen (Photonen) auszusenden. Dieser Vorgang verläuft aber ohne äußeren Eingriff ineffizient und...

Im Focus: Towards data storage at the single molecule level

The miniaturization of the current technology of storage media is hindered by fundamental limits of quantum mechanics. A new approach consists in using so-called spin-crossover molecules as the smallest possible storage unit. Similar to normal hard drives, these special molecules can save information via their magnetic state. A research team from Kiel University has now managed to successfully place a new class of spin-crossover molecules onto a surface and to improve the molecule’s storage capacity. The storage density of conventional hard drives could therefore theoretically be increased by more than one hundred fold. The study has been published in the scientific journal Nano Letters.

Over the past few years, the building blocks of storage media have gotten ever smaller. But further miniaturization of the current technology is hindered by...

Im Focus: Successful Mechanical Testing of Nanowires

With innovative experiments, researchers at the Helmholtz-Zentrums Geesthacht and the Technical University Hamburg unravel why tiny metallic structures are extremely strong

Light-weight and simultaneously strong – porous metallic nanomaterials promise interesting applications as, for instance, for future aeroplanes with enhanced...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Papstar entscheidet sich für tisoware

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

Natürliches Radongas – zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

„Spionieren“ der versteckten Geometrie komplexer Netzwerke mit Hilfe von Maschinenintelligenz

08.12.2017 | Biowissenschaften Chemie