ORCA-SPY enables killer whale sound source simulation, detection, classification and localization using an integrated deep learning-based segmentation
Notice bibliographique
Résumé
Acoustic identification of vocalizing individuals opens up new and deeper insights into animal communications, such as individual-/group-specific dialects, turn-taking events, and dialogs. However, establishing an association between an individual animal and its emitted signal is usually non-trivial, especially for animals underwater. Consequently, a collection of marine species-, array-, and position-specific ground truth localization data is extremely challenging, which strongly limits possibilities to evaluate localization methods beforehand or at all. This study presents ORCA-SPY, a fully-automated sound source simulation, classification and localization framework for passive killer whale (Orcinus orca) acoustic monitoring that is embedded into PAMGuard, a widely used bioacoustic software toolkit. ORCA-SPY enables array- and position-specific multichannel audio stream generation to simulate real-world ground truth killer whale localization data and provides a hybrid sound source identification approach integrating ANIMAL-SPOT, a state-of-the-art deep learning-based orca detection network, followed by downstream Time-Difference-Of-Arrival localization. ORCA-SPY was evaluated on simulated multichannel underwater audio streams including various killer whale vocalization events within a large-scale experimental setup benefiting from previous real-world fieldwork experience. Across all 58,320 embedded vocalizing killer whale events, subject to various hydrophone array geometries, call types, distances, and noise conditions responsible for a signal-to-noise ratio varying from [Formula: see text] dB to 3 dB, a detection rate of 94.0 % was achieved with an average localization error of 7.01[Formula: see text]. ORCA-SPY was field-tested on Lake Stechlin in Brandenburg Germany under laboratory conditions with a focus on localization. During the field test, 3889 localization events were observed with an average error of 29.19[Formula: see text] and a median error of 17.54[Formula: see text]. ORCA-SPY was deployed successfully during the DeepAL fieldwork 2022 expedition (DLFW22) in Northern British Columbia, with a mean average error of 20.01[Formula: see text] and a median error of 11.01[Formula: see text] across 503 localization events. ORCA-SPY is an open-source and publicly available software framework, which can be adapted to various recording conditions as well as animal species.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».