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Whombat: Uma Nova Ferramenta para Pesquisa Bioacústica

A Whombat facilita a anotação de gravações de som para pesquisa de vida selvagem.

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Whombat é uma ferramenta feita pra ajudar pesquisadores a lidar e anotar gravações de sons de animais. O objetivo é deixar o processo mais fácil e eficiente, principalmente pra quem trabalha com Bioacústica, que estuda sons em relação a seres vivos.

A Importância do Som na Natureza

O som é super importante pra entender a fauna. Os animais usam sons por várias razões, tipo comunicação, reprodução e marcar território. Estudando esses sons, os cientistas conseguem reunir informações importantes sobre diferentes espécies, seus comportamentos e habitats. Isso é particularmente importante pra esforços de conservação, já que ajuda a identificar como mudanças no ambiente impactam a vida animal.

Desafios na Anotação

Criar uma coleção de gravações sonoras anotadas não é fácil. Tem vários desafios que os pesquisadores enfrentam:

  1. Volume de Dados: Muitas vezes, os pesquisadores lidam com centenas ou milhares de gravações. Gerenciar tudo isso pode ser uma loucura.

  2. Expertise Necessária: Identificar corretamente os sons dos animais exige um bom nível de conhecimento. Nem todo mundo tem o mesmo entendimento sobre as diferentes espécies e seus sons.

  3. Processo Demorado: Anotar gravações é um trabalho detalhado e que toma tempo. Precisa de atenção focada e pode levar um tempão pra completar.

  4. Necessidade de Colaboração: Em muitos casos, os projetos envolvem equipes de pesquisadores. Coordenar esforços e compartilhar informações pode ser complicado se as ferramentas não forem fáceis de usar.

Recursos do Whombat

Whombat oferece vários recursos pra lidar com esses desafios, tornando-se uma ferramenta versátil pra pesquisa bioacústica.

Interface Amigável

Whombat tem uma interface simples e clara que você pode acessar pelo navegador. Isso facilita pra galera gerenciar seus projetos de gravações sem precisar de habilidades técnicas avançadas.

Gerenciamento de Dados

Os usuários podem facilmente criar um conjunto de gravações sonoras selecionando arquivos dos seus computadores. Whombat suporta arquivos de áudio no formato WAV e armazena detalhes importantes sobre cada gravação, como duração e taxa de amostragem.

Ferramentas de Visualização

Uma das principais formas de analisar dados sonoros é através de espectrogramas, que representam visualmente as frequências sonoras ao longo do tempo. Whombat permite que os usuários vejam espectrogramas das suas gravações, ajudando a identificar rapidamente eventos sonoros.

Processo de Anotação

Os usuários podem criar projetos de anotação com base em clipes de áudio selecionados. As anotações podem incluir tags de eventos sonoros com detalhes como a espécie, tipo de som ou qualquer outra informação relevante. Isso ajuda na classificação e em análises futuras.

Controle de Qualidade

Whombat inclui ferramentas pra garantir a qualidade das anotações. Os usuários podem adicionar notas às gravações, sinalizar anotações incompletas ou identificar problemas que precisam ser corrigidos. Isso ajuda a manter a integridade dos dados coletados.

Funcionalidade de Treinamento

Pra quem tá começando na pesquisa bioacústica, Whombat oferece sessões de treinamento usando dados verificados que já existem. Isso ajuda os usuários a desenvolverem suas habilidades e ficarem mais proficientes em anotar sons.

Exportação de Dados

Depois que as gravações sonoras são anotadas, os usuários podem exportar seus conjuntos de dados em diferentes formatos. Isso permite compartilhar com outros pesquisadores ou usar as anotações em modelos de Aprendizado de Máquina que ajudam no reconhecimento de sons.

Casos de Uso

Whombat foi usado em vários projetos de pesquisa pra ajudar a melhorar a análise de som e identificação de espécies. Aqui estão dois exemplos notáveis:

Anotação de Chamadas de Morcegos

No Reino Unido, pesquisadores do Bat Conservation Trust usam o Whombat pra melhorar a identificação de chamadas de morcegos. Eles coletam gravações dos sons dos morcegos e depois as anotam pra melhorar ferramentas de detecção automatizadas. Isso é crucial pra esforços de conservação focados em monitorar populações de morcegos e entender como eles respondem a mudanças ambientais.

Detecção de Vocalizações de Pássaros

No Pacífico Noroeste dos EUA, pesquisadores da Oregon State University e do USDA Forest Service estão usando o Whombat pra anotar sons de pássaros. O objetivo é monitorar várias espécies de pássaros, incluindo as ameaçadas. O sistema permite reunir informações importantes sobre diferentes espécies e suas vocalizações, contribuindo pra uma gestão de conservação eficaz.

O Papel do Aprendizado de Máquina

O aprendizado de máquina tá se tornando cada vez mais importante na bioacústica pra analisar grandes conjuntos de dados. Os pesquisadores podem usar várias ferramentas de aprendizado de máquina pra ajudar a identificar sons de animais automaticamente. No entanto, a qualidade dos modelos de aprendizado de máquina depende muito de ter conjuntos de dados bem anotados. É nesse ponto que o Whombat se destaca, tornando o processo de anotação mais eficiente.

Uma Abordagem Open-Source

Whombat é open-source, ou seja, qualquer um pode acessar, usar e modificar a ferramenta. Isso incentiva a colaboração entre pesquisadores e desenvolvedores, promovendo inovação na bioacústica.

Conclusão

Whombat se destaca como uma ferramenta poderosa pra quem trabalha com bioacústica. Ele aborda vários desafios relacionados à anotação de som ao fornecer uma interface amigável, recursos flexíveis de gerenciamento e capacidades de controle de qualidade. Sua aplicação em projetos reais mostra sua versatilidade e potencial impacto na conservação da vida selvagem.

Usando o Whombat, os pesquisadores podem melhorar seus processos de anotação, aumentar a qualidade de seus conjuntos de dados e, no fim das contas, contribuir pra uma melhor compreensão do mundo ao nosso redor através do som.

Fonte original

Título: Whombat: An open-source annotation tool for machine learning development in bioacoustics

Resumo: 1. Automated analysis of bioacoustic recordings using machine learning (ML) methods has the potential to greatly scale biodiversity monitoring efforts. The use of ML for high-stakes applications, such as conservation research, demands a data-centric approach with a focus on utilizing carefully annotated and curated evaluation and training data that is relevant and representative. Creating annotated datasets of sound recordings presents a number of challenges, such as managing large collections of recordings with associated metadata, developing flexible annotation tools that can accommodate the diverse range of vocalization profiles of different organisms, and addressing the scarcity of expert annotators. 2. We present Whombat a user-friendly, browser-based interface for managing audio recordings and annotation projects, with several visualization, exploration, and annotation tools. It enables users to quickly annotate, review, and share annotations, as well as visualize and evaluate a set of machine learning predictions on a dataset. The tool facilitates an iterative workflow where user annotations and machine learning predictions feedback to enhance model performance and annotation quality. 3. We demonstrate the flexibility of Whombat by showcasing two distinct use cases: an project aimed at enhancing automated UK bat call identification at the Bat Conservation Trust (BCT), and a collaborative effort among the USDA Forest Service and Oregon State University researchers exploring bioacoustic applications and extending automated avian classification models in the Pacific Northwest, USA. 4. Whombat is a flexible tool that can effectively address the challenges of annotation for bioacoustic research. It can be used for individual and collaborative work, hosted on a shared server or accessed remotely, or run on a personal computer without the need for coding skills.

Autores: Santiago Martinez Balvanera, Oisin Mac Aodha, Matthew J. Weldy, Holly Pringle, Ella Browning, Kate E. Jones

Última atualização: 2023-11-07 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2308.12688

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2308.12688

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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