果蝇鸣声信号结构分析与时频子波建模

摘要

动物鸣声信号蕴含丰富的与动物的目的、行为、动作、状态相关联的信息,提取这些信息对开展动物行为学研究具有十分重要的意义.以果蝇鸣声信号为研究对象,采用信号基元分段方法对鸣声信号进行分段处理,发现了果蝇飞行多普勒现象的本质特征,掌握了鸣声信号在微观与宏观上的变化规律,获得了鸣声信号的周期变化特征.采用模式滤波法对鸣声信号进行时频子波的最优分解处理,对分解的子波进行归类整理与信号重构结合数字化音频测试技术,实现对分类重构后同类音效信号的合并、归类整理,并最终分离出果蝇振翅摩擦、果蝇鸣声、胸骨振动和低频整体冲击振动等4个大类、13个子类的果蝇分离信号.以基元主子波为参照,描述果蝇基元信号的时频子波组合与构成,以及基元结构并发时频子波振幅参数的线性回归处理.通过音频测试实验进行基元替换、时频子波参数替换和振幅参数数值转换,验证了基元信号结构的稳定与鲁棒性,实现果蝇鸣声基元信号的建模与量化表征.这些研究为下一步开展果蝇鸣声信号精细化动态模型的构建创造良好条件,也为其它动物声信号的处理提供参考.