Moni luonnonkulkija ja mökkiläinen toivoisi tunnistavansa viserryskonserttien taiteilijat. Tulevaisuudessa tietokone auttaa.



Sisältö jatkuu mainoksen alla

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Tampereen teknillisen yliopiston Porin-yksikössä ja Teknillisen korkeakoulun akustiikan ja äänenkäsittelytekniikan laborato¬riossa on käynnissä Avesound-projekti, jossa tutkitaan linnunlaulun automaattista tunnistamista. Tehtävä ei ole mitenkään helppo, vaikka tietokoneaikaa eletäänkin.

Ongelmia tuottaa äänien päällekkäisyys. Linnunlaulun tallentaja saa nauhalleen tuulen huminaa, liikenteen melua ja monia toistensa päälle pulisevia lajeja. Yksilöidenkin äänet vaihtelevat sen mukaan, mitä lintu viestii. Reviiri-, lento-, soidin-, rupattelu-, kutsu- ja varoitusäänet ovat kaikki omanlaisiaan.

Avesound-projektissa on kuitenkin saatu innostavia tuloksia: tietokone tunnistaa lauluista, jopa vaikeista rääkäisyäänistä, 95 prosenttia.

Laulu puretaan osiin

Jotta tietokone voidaan opettaa tunnistamaan lintuja, tarvitaan paljon oppimateriaalia, äänitteitä niin eri lajien kuin saman lajin eri yksilöiden lauluista. Tutkijat saavat näytteitä muun muassa innokkailta lintuharrastajilta.
- Aluksi äänitallenne esikäsitellään, eli siitä poistetaan asiaankuulumattomat äänet.

- Seuraavaksi näyte segmentoidaan eli pilkotaan osiin niin, että esiin saadaan tunnistukselle tärkeät tavut.

- Tämän jälkeen on vuorossa piirrehaku. Siinä tavun piirteet, kuten taajuus ja kesto, kuvataan tietokoneen ymmärtäminä lukuarvoina. Tähän vaiheeseen menee tutkijoiden energiaa eniten, sillä mallinnukseen sopivia matemaattisia menetelmiä on paljon ja piirteet halutaan rajata niihin, jotka parhaiten yksilöivät kunkin lajin. Vaikka tavu, esimerkiksi pikkukäpylinnun isku, kestää ainoastaan sekunnin sadasosia, se sisältää informaatiotulvan, ja lukuarvoja kertyy paljon. Tavoitteena on kuitenkin lajin tunnistus muutamien harvojen lukujen avulla.

- Lopuksi tarvitaan luokittelija, matemaattinen malli, jonka avulla tietokone oppii erottamaan eri lajien, vaikkapa luhtahuitin ja viiriäisen, luvut ja näin tunnistamaan linnut.

Ääni kuin sormenjälki

Vaikka mökkiläistä ilahduttaa ajatus, että jonakin päivänä tunnistusohjelma voi toimia taskuun mahtuvassa kojeessa, tutkijoilla on tietysti mielessään vakavampia tavoitteita. Automaattinen tunnistus auttaisi biologeja ja ekologeja.

Linnulla ääni toimii kuin ihmisellä sormenjälki: se erottaa yksilöt toisistaan. Ihmiskorvin yksittäisten laulajien tunnistaminen on lähes mahdotonta, mutta tietokone on opetettavissa myös yksilöiden bongaamiseen. Automaattinen tunnistus voikin tulevaisuudessa korvata työlään rengastamisen, helpottaa populaatioiden laskentaa ja tuottaa tietoa ympäristön tilasta. Monet linnuthan ovat tärkeitä bioindikaattoreita.

Soila Ojanen on vapaa toimittaja.

Avesound-projektissa ovat mukana professori Juha T. Tanttu, vanhempi tutkija Jari Turunen ja tutkija Arja Selin Tampereen teknillisen yliopiston Porin-yksiköstä, tutkija Seppo Fagerlund Teknillisestä korkeakoulusta ja dosentti Mikko Ojanen Turun yliopiston Satakunnan ympäristöntutkimuslaitoksesta.

Sisältö jatkuu mainoksen alla