[發明專利]一種齒鯨實時監測與判別方法及其系統

在審

• 申請號: 202110991031.8
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113688276A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 宋忠長;張宇;傅偉杰;徐曉輝
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G06F16/61
• 分類號: G06F16/61;G06F16/65;G10L17/26
• 代理公司: 廈門原創專利事務所(普通合伙) 35101
• 代理人: 魏思凡

1.一種齒鯨實時監測與判別方法，其特征在于：包含以下步驟：

數據庫建立步驟，錄制不同種類的齒鯨的原始聲吶信號，分析所述原始聲吶信號，建立原始聲吶信號與齒鯨種類相關聯的數據庫；

對比判斷步驟，獲取并記錄采集聲吶信號，分析所述采集聲吶信號并與所述數據庫進行比對，判斷所述齒鯨的種類。

2.根據權利要求1所述的一種齒鯨實時監測與判別方法，其特征在于：所述分析所述原始聲吶信號的具體方法為：

對所述原始聲吶信號進行峰值聲壓級計算，若所述原始聲吶信號大于第一峰值聲壓閾值，從所述原始聲吶信號截取待分析數據；

對所述待分析數據頻譜分析得到信號頻譜，獲取所述信號頻譜的峰值頻率，并以峰值頻率為基準從所述信號頻譜獲取第一分貝帶寬的頻率分布范圍和第二分貝帶寬的頻率分布范圍，獲取所述第一分貝帶寬的頻率分布范圍的頻帶寬度數值并定義為第一特征值，獲取所述第二分貝帶寬的頻率分布范圍的頻帶寬度數值并定義為第二特征值，定義所述峰值頻率為第三特征值；

對所述待分析數據進行時域能量積分得到能量累積分布，統計所述能量累積分布在第一能量范圍內的時間差▽T，定義所述▽T為第四特征值。

3.根據權利要求2所述的一種齒鯨實時監測與判別方法，其特征在于：所述第一峰值聲壓閾值為160dB～180dB，所述從所述原始聲吶信號截取待分析數據具體為：從所述原始聲吶信號截取其峰值對應的前后各70us～80us的數據作為待分析數據。

4.根據權利要求2所述的一種齒鯨實時監測與判別方法，其特征在于：

所述以峰值頻率為基準從所述信號頻譜獲取第一分貝帶寬的頻率分布范圍和第二分貝帶寬的頻率分布范圍具體為：以峰值頻率為中心從所述信號頻譜獲取第一分貝帶寬的頻率分布范圍和第二分貝帶寬的頻率分布范圍，其中，所述第一分貝帶寬為-3分貝帶寬，第二分貝帶寬為-10分貝帶寬。

5.根據權利要求2所述的一種齒鯨實時監測與判別方法，其特征在于：所述第一能量范圍為2.5％-97.5％，統計所述能量累積分布在第一能量范圍內的時間差▽T具體為：獲取所述能量累積分布對應2.5％能量的時間點T₁和所述能量累積分布對應97.5％能量的時間點T₂，時間差▽T＝T₂-T₁。

6.根據權利要求2-5任意一條所述的一種齒鯨實時監測與判別方法，其特征在于：所述分析所述采集聲吶信號的具體方法和所述分析所述原始聲吶信號的具體方法相同。

7.根據權利要求6所述的一種齒鯨實時監測與判別方法，其特征在于：所述建立原始聲吶信號與齒鯨種類相關聯的數據庫具體為：第一特征值、第二特征值、第三特征值、第四特征值與齒鯨種類相關聯，建立數據庫；所述分析所述采集聲吶信號并與所述數據庫進行比對具體為：分析所述采集聲吶信號的第一特征值、第二特征值、第三特征值、第四特征值，并通過第一特征值、第二特征值、第三特征值、第四特征值與所述數據庫進行比對，獲得所述特征值匹配的齒鯨種類。

8.根據權利要求1所述的一種齒鯨實時監測與判別方法，其特征在于：

所述原始聲吶信號和所述采集聲吶信號均為一個或多個0.8s-1.2s長度的聲信號。

9.一種齒鯨實時監測與判別系統，其特征在于：包含以下模塊：

數據庫建立模塊，用于錄制不同種類的齒鯨的原始聲吶信號，分析所述原始聲吶信號，建立原始聲吶信號與齒鯨種類相關聯的數據庫；

對比判斷模塊，用于獲取并記錄采集聲吶信號，分析所述采集聲吶信號并與所述數據庫進行比對，判斷所述齒鯨的種類。

10.根據權利要求9所述的一種齒鯨實時監測與判別系統，其特征在于：所述系統還包含分析模塊，用于分析所述原始聲吶信號或者分析所述采集聲吶信號，所述分析模塊具體包含：

待分析數據獲取子模塊，用于對所述原始聲吶信號進行峰值聲壓級計算，若所述原始聲吶信號大于第一峰值聲壓閾值，從所述原始聲吶信號截取待分析數據；

頻譜特征值獲取子模塊，用于對所述待分析數據頻譜分析得到信號頻譜，獲取所述信號頻譜的峰值頻率，并以峰值頻率為基準從所述信號頻譜獲取第一分貝帶寬的頻率分布范圍和第二分貝帶寬的頻率分布范圍，獲取所述第一分貝帶寬的頻率分布范圍的頻帶寬度數值并定義為第一特征值，獲取所述第二分貝帶寬的頻率分布范圍的頻帶寬度數值并定義為第二特征值，定義所述峰值頻率為第三特征值；

能量特征值獲取子模塊，用于對所述待分析數據能量積分得到能量累積分布，統計所述能量累積分布在第一能量范圍內的時間差▽T，定義所述▽T為第四特征值。