Monitoring bioakustyczny: cele, metody i problemy związane z automatyczną identyfikacją głosów ptaków
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
mgr inż. Hanna Pamuła
Opiekun pracy: dr inż. Maciej Kłaczyński
Monitoring przyrodniczy jest niezbędnym narzędziem do badań nad występowaniem, rozmieszczeniem czy zagęszczeniem różnych gatunków zwierząt. Są to badania szczególnie istotne w obserwowaniu tendencji zmian w populacjach rzadkich i zagrożonych gatunków, które dostarczają kluczowych danych do skutecznej ochrony bioróżnorodności. Tradycyjne metody monitoringu przyrodniczego bywają niestety ograniczone przez wysokie koszty, brak wystarczającej liczby wykwalifikowanych osób czy czasochłonność. Poszukuje się więc sposobów na uzupełnienie tradycyjnych metod badań, aby mniejszym kosztem pozyskać większą ilość wiarygodnych danych.
W zależności od grupy zwierząt, która jest przedmiotem badań, należy skupić się na systemach rozpoznawania dźwięku lub obrazu, bądź obu tych cech jednocześnie. Niniejsza praca dotyczy badań ptaków. Warto podkreślić, że w przypadku wykonywania tradycyjnego monitoringu ornitologicznego (szczególnie na terenach leśnych), większość ptaków jest rozpoznawana po głosie. Współpraca specjalistów z zakresu akustyki i przetwarzania sygnałów mogłaby zaowocować opracowaniem systemu automatycznej identyfikacji głosów ptaków, który wspomagałby tradycyjne metody inwentaryzacji.
W referacie zostanie przedstawionych kilka najczęściej używanych metod rozpoznawania ptasich głosów, tj. metody parametryzacji i charakteryzacji dźwięków awifauny (współczynniki mel-cepstralne MFCC, maksima widmowe, falki, parametry energetyczne) oraz ich klasyfikacji (metody statystyczne, nieliniowa transformacja czasowa, niejawne modele Markowa). Zostaną także omówione problemy związane z rozpoznawaniem głosów ptaków, takie jak np. rozpoznawanie w przypadku kilku nakładających się dźwięków, naśladowanie głosów jednych gatunków przez inne, identyfikacja głosów ptaków z nagrań, na których występuje hałas pochodzący od innych źródeł czy różnorodność ptasich śpiewów i dialektów. Dodatkowo zostaną przedstawione przykładowe nagrania wykonane w porze wiosennej na terenie Puszczy Niepołomickiej (wraz ze wstępnymi analizami opracowanymi dla kilku gatunków ptaków.)
Analiza wybranych przypadków dźwięków impulsowych w warunkach pola swobodnego
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
mgr inż. Bartłomiej Kukulski
Opiekun pracy: dr hab. inż. Tadeusz Wszołek
Celem pracy było zbadanie fizycznych cech wybranych dźwięków impulsowych w warunkach pola swobodnego. Warunki te pozwalają na rejestrację sygnałów bez żadnych zakłóceń czy zniekształceń i mimo iż są niemożliwe do osiągnięcia w rzeczywistości, to wyniki badań przedstawione w niniejszej pracy mają dużą wartość poznawczą W pracy dokonano pomiarów sygnałów będących przykładem dźwięku impulsowego: uderzenie metalu o metal, pęknięcie balonu oraz wystrzał z pistoletu hukowego. Dla zarejestrowanych przebiegów czasowych obliczono wartości parametrów czasowych zgodnie z normami ISO 1996-1,2 oraz ISO-10843, a także wybranych parametrów akustycznych i statystycznych deskryptorów impulsowości.
Soundwalking – metody badań krajobrazów dźwiękowych
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
Bartosz Piechowicz
Opiekun pracy: dr hab. inż. Janusz Piechowicz
Soundwalking to jedna z metod badania pejzaży dźwiękowych środowiska. Wędrówki z rejestratorem i miernikiem poziomu dźwięku pozwalają odkryć bogactwo krajobrazu dopełnionego wrażeniami akustycznymi. Zarejestrowane pliki dźwiękowe, pochodzące od źródeł różnego typu (geofoniczne, antropofoniczne czy biofoniczne) i uzupełnione analizami zapisanych sygnałów akustycznych, umożliwiają np. utworzenie map szlaków turystycznych uzupełnionych informacjami dźwiękowymi. Pozwalają poznać charakter akustyczny miasta z jego własnymi osobliwymi dźwiękami, czyli dźwiękowymi punktami orientacyjnymi. Stanowią zapis krajobrazu akustycznego odwiedzanych miejsc. Autor przedstawia swoje doświadczenia w badaniach pejzaży akustycznych. Wycieczki szlakami górskimi Pienin i Gorców, a także spacery po Krakowie.
Wpływ geometrii i lokalizacji ekranów przeciwdźwiękowych na komfort akustyczny mieszkańców budynków chronionych – studium przypadku
Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki
Ewelina Kasieczka
Opiekun pracy: dr inż. Agata Szeląg
Z powodu ciągłego rozwoju infrastruktury drogowej, wpływ transportu na otoczenie jest coraz bardziej odczuwalny. Spowodowane jest to m.in. zanieczyszczeniem środowiska, jakim jest emisja hałasu. W celu jego zwalczania wykorzystuje się środki ograniczające negatywne oddziaływanie na komfort akustyczny. Dzięki nim można obniżyć poziom dźwięku do wartości normowych. Obecnie najczęściej stosuje się ekrany akustyczne. Ekran zaś projektuje się w oparciu o modele teoretyczne. Dobiera się materiał, geometrie oraz lokalizacje względem źródła i odbiorcy.
Niniejsza praca przedstawia wpływ geometrii oraz lokalizacji ekranów przeciwdźwiękowych na komfort akustyczny mieszkańców sąsiednich obiektów. Poprzez wykonanie badań in situ sprawdzono rzeczywistą skuteczność ekranu oraz konieczność zaprojektowania go dla sąsiadującego obok obiektu niechronionego. Początkowa część pracy przedstawia analizę teoretyczną dotyczącą hałasu komunikacyjnego, ekranów akustycznych, stosowanych w projektowaniu metod obliczeniowych, oraz przyjętych założeń. Następnie opisano metodologię wykonywanych badań według odpowiednich norm. Kolejna część stanowi wyniki pomiarów poziomu hałasu oraz skuteczności ekranowania, a także ich analizę. Zaproponowano rozwiązania dotyczące podwyższenia skuteczności istniejącej ochrony przeciwdźwiękowej. Zaprojektowano również ekran dla budynku niechronionego i opisano kilka wariantów.