【MWSG】滤波器增强频谱图,实现强大的鸟声检测(Matlab代码实现)

简介: 【MWSG】滤波器增强频谱图,实现强大的鸟声检测(Matlab代码实现)

💥1 概述

在人类的感知系统中,视觉感知和听觉感知是两种主要感知手段,其中,声音是传递信息的重要媒介,也是听觉感知系统的基本要素之一。当前,随着人工智能技术的迅速发展,机器视觉、计算机视觉等方面的技术虽趋于完善,但机器听觉的主要研究对象是语音和声纹,其对复杂声音事件分类和检测等领域的研究仍相对匮乏。目前声音事件分类主要应用于公共安全智能化监控、异常声音检测、城市噪音检测等领域。但当前已有的声音事件分类和定位检测模型仍存在分类准确率不够高、定位精度较低以及检测错误率较高等问题,本文提出一种有效的先验信噪比平滑方法。该方法从先验信噪比的定义出发,使用小波阈值多窗口功率谱估计方法减小语音功率谱和噪声谱的方差,从而实现先验信噪比的平滑。并运用一种无监督系统,使用增强型多窗口萨维茨基-戈雷 (MWSG) 频谱图进行稳健的鸟类声音检测。


📚2 运行结果

部分代码:

%%
% This file is included to demonstrate the steps of algorithm we used to
% detect Bird sounds using Multiple Window Savitzky-Golay(MWSG) Filter
close all;
clear all;
clc;
%% Step 1 MWSG Filter
% Compute the MWSG spectrogram for the given audio signal
disp('Reading wav File');
[signal,fs]=audioread('./PC5_20090606_050000_0010.wav'); %% MLSP audio file
% Parameters
M=21; %Matrix length required to calculate SG coefficents
P=3; %Order required to calculate SG coefficents
nfft=512; %FFT Order
shift=256; % Shift
winlength=512;% Window Length
disp('Computing MWSG Spectrogram');
MWSG=compute_MWSG_Spec(signal,fs,M,P);
%% Step 2 Directionality
% Calculate the directional spectrograms based on MWSG Spectrogram
% Parameters
len=11; % No of array values to be summed up in the required direction
disp('Computing directional Spectrograms on MWSG Spectrogram');
[x_D1,x_D2,x_D3,x_D4,DAll]=compute_Dir_Spec_From_MWSG(MWSG,len);
%% Step 3 Segmentation
% Calculating Predicted frames for each directed spectrogam
disp('Computing Predicted Frames');
d1=segment(x_D1); % Predicted frames at 0 degrees directed spectrogram
d2=segment(x_D2); % Predicted frames at 0 degrees directed spectrogram
d3=segment(x_D3); % Predicted frames at 0 degrees directed spectrogram
d4=segment(x_D4); % Predicted frames at 0 degrees directed spectrogram
% Final Predicted frames(d) = max(each directional predicted frame)
d= (d1+d3+d2+d4);
d(d>0)=1;
%% Figures
% Just to get Frequency and Time Points
[~,F,T,~]=spectrogram(signal,winlength,shift,nfft,fs);
% Loading ground truth frames
disp('Reading GroundTruth');
load('./GroundTruth.txt');
disp('Saving Figures');
h = figure;
set(h, 'Visible', 'off');
subplot(3,1,1);
time=(1:length(signal))/fs;
plot(time,signal); % Signal
title('Signal');
xlabel('Time in sec');
ylabel('Amplitute');
subplot(3,1,2);
surf(T,F,10*log10(MWSG),'EdgeColor','none'); %MWSG Spectrogram
view(0,90);
axis tight;
title('MWSG Spectrogram');
xlabel('Time in sec');
ylabel('Frequency in Hz');
subplot(3,1,3);
plot(T,GroundTruth,'r'); % GroundTruth Frames
hold on;
plot(T,d,'b');   % Predicted Frames
hold off;
ylim([0 2]);
xlabel('Time in sec');
legend('GroundTruth','Predicted Frames');
saveas(h,'./MWSG_Spectrogram.png');


🎉3 参考文献

部分理论来源于网络,如有侵权请联系删除。


[1]Nithin Rao, Nisha G Meenakshi, Prasanta Kumar Ghosh (2017) Spectrogram enhancement using multiple window Savitzky Golay (MWSG) filter for robust bird sound detection [Source Code].


[2]焦人杰,侯丽敏.基于小波阈值多窗口功率谱估计的语音增强[J].上海大学学报(自然科学版),2008(03):230-235.


🌈4 Matlab代码实现

相关文章
基于粒子滤波器的电池剩余使用寿命计算matlab仿真
本研究基于粒子滤波器预测电池剩余使用寿命(RUL),采用MATLAB2022a实现。通过非线性动力学模型模拟电池老化过程,利用粒子滤波器处理非线性和非高斯问题,准确估计电池SOH变化趋势,进而预测RUL。系统仿真结果显示了良好的预测性能。
|
5月前
|
安全
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
本文介绍了2023年高教社杯数学建模竞赛D题的圈养湖羊空间利用率问题,包括问题分析、数学模型建立和MATLAB代码实现,旨在优化养殖场的生产计划和空间利用效率。
240 6
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
|
5月前
|
存储 算法 搜索推荐
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
本文提供了2022年华为杯数学建模竞赛B题的详细方案和MATLAB代码实现,包括方形件组批优化问题和排样优化问题,以及相关数学模型的建立和求解方法。
144 3
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
|
5月前
|
数据采集 存储 移动开发
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
本文介绍了2023年五一杯数学建模竞赛B题的解题方法,详细阐述了如何通过数学建模和MATLAB编程来分析快递需求、预测运输数量、优化运输成本,并估计固定和非固定需求,提供了完整的建模方案和代码实现。
113 0
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
|
7月前
|
存储 算法 计算机视觉
m基于FPGA的FIR低通滤波器实现和FPGA频谱分析,包含testbench和滤波器系数MATLAB计算程序
在Vivado 2019.2平台上开发的系统,展示了数字低通滤波器和频谱分析的FPGA实现。仿真结果显示滤波效果良好,与MATLAB仿真结果一致。设计基于FPGA的FIR滤波器,利用并行处理和流水线技术提高效率。频谱分析通过离散傅里叶变换实现。提供了Verilog核心程序以示例模块工作原理。
62 4
基于高通滤波器的ECG信号滤波及心率统计matlab仿真
**摘要:** 使用MATLAB2022a,实施高通滤波对ECG信号预处理,消除基线漂移,随后分析心率。系统仿真展示效果,核心代码涉及IIR HPF设计,如二阶滤波器的差分方程。通过滤波后的信号,检测R波计算RR间期,从而得到心率。滤波与R波检测是心电生理研究的关键步骤,平衡滤波性能与计算资源是设计挑战。
|
8月前
|
数据安全/隐私保护
耐震时程曲线,matlab代码,自定义反应谱与地震波,优化源代码,地震波耐震时程曲线
地震波格式转换、时程转换、峰值调整、规范反应谱、计算反应谱、计算持时、生成人工波、时频域转换、数据滤波、基线校正、Arias截波、傅里叶变换、耐震时程曲线、脉冲波合成与提取、三联反应谱、地震动参数、延性反应谱、地震波缩尺、功率谱密度
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
|
8月前
|
算法 调度
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)
|
8月前
|
Serverless
基于Logistic函数的负荷需求响应(matlab代码)
基于Logistic函数的负荷需求响应(matlab代码)

热门文章

最新文章