Research Article

Aras Kuş Türlerinin Ses Özellikleri Bakımından Derin Öğrenme Yöntemleriyle Tanınması

Volume: 12 Number: 3 September 1, 2022
TR EN

Aras Kuş Türlerinin Ses Özellikleri Bakımından Derin Öğrenme Yöntemleriyle Tanınması

Abstract

Bu çalışmada Iğdır Aras Nehri Kuş Cenneti'nde sıklıkla görülen kuş türlerinin seslerinden tanınması üzerinde durulmuştur. Bu amaçla derin öğrenme yöntemleri kullanılmıştır. Biyolojik çeşitliliğin incelenmesi ve analiz edilmesi için akustik gözetleme çalışmaları yapılmaktadır. Bu iş için pasif dinleyici/kaydedici adındaki aygıtlar kullanılmaktadır. Genel olarak bu kaydedici aygıtlarla toplanan ham ses kayıtlarının üzerinde çeşitli analizler gerçekleştirilir. Bu çalışmada, kuşlardan elde edilen ham ses kayıtları tarafımızca geliştirilen yöntemlerle işlenmiş ve daha sonra derin öğrenme mimarileriyle kuş türleri sınıflandırılmıştır. Sınıflandırma çalışmaları, Aras Kuş Cenneti’nde çokça görülen 22 kuş türü üzerinde yapılmıştır. Ses kayıtları 10 saniyelik klipler haline getirilmiş daha sonra bunlar birer saniyelik log mel spektrogramlara çevrilmiştir. Sınıflandırma yöntemi olarak derin öğrenme mimarilerinden Evrişimsel Sinir Ağları (CNN) ve Uzun Kısa-Dönemli Bellek Sinir Ağları (LSTM) kullanılmıştır. Ayrıca bu iki modelin yanında Öğrenme Aktarımı yöntemi de kullanılmıştır. Öğrenme aktarımı için kullanılan ön-eğitimli evrişimsel sinir ağlarından VGGish ve YAMNet modelleriyle seslerin yüksek seviyeli öznitelik vektörleri çıkarılmıştır. Çıkarılan bu vektörler sınıflandırıcıların giriş katmanlarını oluşturmuştur. Yapılan deneylerle dört farklı mimarinin ses kayıtları üzerindeki doğruluk oranları ve F1 skorları bulunmuştur. Buna göre en yüksek doğruluk oranı (acc) ve F1 skoru sırasıyla %94.2 ve %92.8 ile VGGish modelinin kullanıldığı sınıflandırıcıyla elde edilmiştir.

Keywords

References

  1. Abadi, M, Agarwal A, Barham P, Brevdo E, Chen Z, Citro C, Corrado G. S, Davis A, Dean J, & Devin M. (2016). Tensorflow: Large-scale machine learning on heterogeneous distributed systems. arXiv 2016. arXiv preprint arXiv:1603.04467.
  2. Aide T. M, Corrada-Bravo C, Campos-Cerqueira M, Milan C, Vega G, & Alvarez R. (2013). Real-time bioacoustics monitoring and automated species identification. PeerJ, 2013(1).
  3. Akhtar N, & Mian A. (2018). Threat of Adversarial Attacks on Deep Learning in Computer Vision: A Survey. Içinde IEEE Access (C. 6, ss. 14410–14430). Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.
  4. Bardeli R, Wolff D, Kurth F, Koch M, Tauchert K. H, & Frommolt K. H. (2010). Detecting bird sounds in a complex acoustic environment and application to bioacoustic monitoring. Pattern Recognition Letters, 31(12), 1524–1534.
  5. Barrowclough G. F, Cracraft J, Klicka J, & Zink R. M. (2016). How Many Kinds of Birds Are There and Why Does It Matter? PLOS ONE, 11(11), 1–15.
  6. Bayat S, & Işık G. (2020). Identification of Aras Birds with Convolutional Neural Networks. 4th International Symposium on Multidisciplinary Studies and Innovative Technologies, ISMSIT 2020 - Proceedings.
  7. Boersma P, & Weenink D. (2018). Praat: doing phonetics by computer [Computer program]. Version 6.0.43. retrieved 8 September 2018.
  8. Chalmers C, Fergus P, Wich S, & Longmore S. (2021). Modelling Animal Biodiversity Using Acoustic Monitoring and Deep Learning.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Computer Software

Journal Section

Research Article

Publication Date

September 1, 2022

Submission Date

June 1, 2022

Acceptance Date

June 22, 2022

Published in Issue

Year 2022 Volume: 12 Number: 3

APA
Bayat, S., & Işık, G. (2022). Aras Kuş Türlerinin Ses Özellikleri Bakımından Derin Öğrenme Yöntemleriyle Tanınması. Journal of the Institute of Science and Technology, 12(3), 1250-1263. https://doi.org/10.21597/jist.1124674
AMA
1.Bayat S, Işık G. Aras Kuş Türlerinin Ses Özellikleri Bakımından Derin Öğrenme Yöntemleriyle Tanınması. J. Inst. Sci. and Tech. 2022;12(3):1250-1263. doi:10.21597/jist.1124674
Chicago
Bayat, Seda, and Gültekin Işık. 2022. “Aras Kuş Türlerinin Ses Özellikleri Bakımından Derin Öğrenme Yöntemleriyle Tanınması”. Journal of the Institute of Science and Technology 12 (3): 1250-63. https://doi.org/10.21597/jist.1124674.
EndNote
Bayat S, Işık G (September 1, 2022) Aras Kuş Türlerinin Ses Özellikleri Bakımından Derin Öğrenme Yöntemleriyle Tanınması. Journal of the Institute of Science and Technology 12 3 1250–1263.
IEEE
[1]S. Bayat and G. Işık, “Aras Kuş Türlerinin Ses Özellikleri Bakımından Derin Öğrenme Yöntemleriyle Tanınması”, J. Inst. Sci. and Tech., vol. 12, no. 3, pp. 1250–1263, Sept. 2022, doi: 10.21597/jist.1124674.
ISNAD
Bayat, Seda - Işık, Gültekin. “Aras Kuş Türlerinin Ses Özellikleri Bakımından Derin Öğrenme Yöntemleriyle Tanınması”. Journal of the Institute of Science and Technology 12/3 (September 1, 2022): 1250-1263. https://doi.org/10.21597/jist.1124674.
JAMA
1.Bayat S, Işık G. Aras Kuş Türlerinin Ses Özellikleri Bakımından Derin Öğrenme Yöntemleriyle Tanınması. J. Inst. Sci. and Tech. 2022;12:1250–1263.
MLA
Bayat, Seda, and Gültekin Işık. “Aras Kuş Türlerinin Ses Özellikleri Bakımından Derin Öğrenme Yöntemleriyle Tanınması”. Journal of the Institute of Science and Technology, vol. 12, no. 3, Sept. 2022, pp. 1250-63, doi:10.21597/jist.1124674.
Vancouver
1.Seda Bayat, Gültekin Işık. Aras Kuş Türlerinin Ses Özellikleri Bakımından Derin Öğrenme Yöntemleriyle Tanınması. J. Inst. Sci. and Tech. 2022 Sep. 1;12(3):1250-63. doi:10.21597/jist.1124674

Cited By