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 Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer
20.10.2017 | Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg

nachricht Forscher untersuchen Pflanzenkohle als Basis für umweltfreundlichen Langzeitdünger
20.10.2017 | Eberhard Karls Universität Tübingen

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise