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Automatised annotation of Orthopteran songs:
first results from analysing the DORSA sound repository
cite as: Riede, K. (2005): Automatised annotation of Orthopteran songs: first results from analysing the DORSA sound repository. Oral presentation at
the 9th International Conference of the Orthopterists' Society, Canmore, Alberta, Canada, Aug 14-18, 2005
abstract presentation(zip)
Klaus Riede
Zoologisches Forschungsinstitut und Museum Alexander Koenig, Bonn,
Germany
Orthoptera songs are widely used for the description and diagnosis of
“new” species. For several species, acoustic communication has been
studied in detail, revealing neural mechanisms of sound production and
phonotaxis. Most of the corresponding sound recordings are in analogue
format (tapes), widely scattered among institutions, and only a small
fraction is accessible as organised collection (phonothek).
More than 5,000 Orthoptera sound recordings, representing appr. 1,000
species, have been digitised and databased within the DORSA project
(Digital Orthoptera Specimen Access – www.dorsa.de). This sound data
repository is now accessible on-line through the SYSTAX database.
Together with images and collection data of voucher specimens, the
DORSA serves as a “Virtual Museum”, summarizing distributed collections
and phonotheks from several German researchers and institutions. A
subset of 215 songs was used to develop automatic sound recognition
tools, by using neural networks in combination with acoustic feature
extraction programmed using MATLAB sound tool box. After having been
trained with 215 song tracks from 137 individuals, the network can
reliably classify all 30 cricket species.
The same feature extraction tools where then used to determine carrier
frequency and pulse repetition rate for all 5,000 song files, available
in the DORSA database. Plotting pulse repetition rate against carrier
frequency revealed species-specific clusters for crickets (Grylloidea),
but revealed an inhomogeneous picture for katydids (Tettigonioidea).
Nevertheless, the annotated database can now serve as a "look-up table"
which can be rapidly queried for important song parameters, thereby
identifying subsets of potentially similar songs once new sound
recordings are available.
Contact:
PD Dr. Klaus Riede
Zoologisches Forschungsinstitut und Museum Alexander Koenig
Adenauerallee 160
D-53113 Bonn GERMANY
phone int+228/9122234, fax int+228/9122291, email
:k.riede.zfmk@uni-bonn.de
Annotation automatisée de chants d’Orthoptères: premiers
résultats après avoir analysé le
dépôt d’archive du son DORSA
Klaus Riede
Zoologisches Forschungsinstitut (Institut de recherche zoologique)
et Museum Alexander Koenig (Musée Alexander Koenig),
Bonn, Allemagne
Les chants d’Orthoptères sont beaucoup utilisée pour
décrire et déterminer des ”nouvelles” espèces.
Pour plusieurs espèces la communication acoustique a
été étudiée en détail, montrant des
mécanismes neuronales sous-jacents de reproduction du son et de
phono taxis. La plupart des enregistrements du son concordants sont
d’un format comparable (casettes), ils sont dispersés parmi des
institutions, et seulement une petite partie est accessible comme
collection structurée (phonothèque).
Plus de 5.000 enregistrements du son d’Orthoptères,
(représentant environ 1.000 espèces), sont
digitales et à base de données à
l’intérieur du projet DORSA (Digital Orthoptera Specimen Access
– www.dorsa.de). Ce dépôt d’archives de données du
son est maintenant accessible on-line à l’aide de la base de
données SYSTAX. Ensemble avec des illustrations et des
données de collection des preuves spécimens, le DORSA a
le but de servir comme “Musée virtuel”, regroupant des
collections et phonothèques distribuées de plusieurs
chercheurs et institutions allemands. Un sous-ensemble de 215 chants a
servi à développer des instruments de reconnaissance de
son automatique, en utilisant un réseau neuronal en combinaison
avec une extraction des paramètres acoustiques,
programmée à se servir d’utiliser de son MATLAB.
Après avoir été formé par 215 pistes de
chants venant de 137 individus, le réseau peut classer les 30
espèces de grillons de façon convaincante. Les
mêmes instruments d’extraction de paramètres sont alors
utilisés pour déterminer la fréquence porteuse et
les taux de répétition des impulsions pour tous les 5.000
fichiers de chants, disponible dans la base de données DORSA.
L´enregistrement des taux de répétition des
impulsions opposés à la fréquence porteuse
révèlent les glomérules d’espèces
spécifiques pour les grillons (Grylloidea), d’un autre
côté il révèle une image non homogène
quant aux sauterelles (Tettigonioidea). Néanmoins, la base de
données annotée peut maintenant servir d’ouvrage de
référence ("look up table") qui peut être
rapidement consulté pour des paramètres de chants
importants, tout en identifiant des sous-ensembles de chants se
ressemblant probablement, une fois que des nouveaux
enregistrements de sons sont disponibles.
A contacter:
PD Dr. Klaus Riede
Zoologisches Forschungsinstitut und Museum Alexander Koenig
Adenauerallee 160
D-53113 Bonn, Allemagne
Phone int. +228/9122234, fax int. +228/9122291, email:
k.riede.zfmk@uni-bonn.de
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