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Enregistrement W7064971536

Deep Learning Applied to Animal Linguistics

2023· dissertation· en· W7064971536 sur OpenAlexaboutno aff

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typedissertation
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueParticle Detector Development and Performance
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésScope (computer science)Deep learningVariety (cybernetics)Process (computing)Animal behaviorRepertoireField (mathematics)Natural (archaeology)
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Even nowadays, people have only a very limited understanding about animal communication. Scientists are still far from identifying statistically relevant, animal-specific, and recurring linguistic paradigms. However, combined with the associated situation-specific behavioral observations, these patterns represent an indispensable basis for decoding animal communication. In order to derive statistically significant communicative and behavioral hypotheses, sufficiently large audiovisual data volumes are essential covering the animal-specific communicative and behavioral repertoire in a representative, natural, and realistic manner. Hence, passive audiovisual monitoring techniques are increasingly deployed to obtain more natural insights, since the recording is performed in an unobtrusive fashion to minimize disruptive factors and simultaneously maximizing the probability of observing the entire inventory of natural communicative and behavioral paradigms in adequate numbers. Nevertheless, time- and human-resource constraints hamper scientists to efficiently process large-scale noise-heavy data archives, incorporating massive amounts of hidden audiovisual information, to derive an overall and bigger picture about animal linguistics. Thus, in order to perform a deep and detailed data analysis to derive real-world representations, the support of machine-based data-driven algorithms is a fundamental prerequisite. In the scope of this doctoral thesis, a hybrid approach between machine (deep) learning and animal bioacoustics is presented, applying a wide variety of different and novel algorithms to analyze large-scale, noise-heavy, audiovisual, and animal-specific data repositories in order to provide completely new insights into the field of animal linguistics. Due to their complex social, communicative, and cognitive abilities, the largest member of the dolphin family – the killer whale (Orcinus orca) – was chosen as target species and prototype for this study. In northern British Columbia one of the largest animal-specific bioacoustic archives – the Orchive – was acquired by the OrcaLab and used as major data foundation, further extended by additional acoustic and behavioral data material, collected during project-internal fieldwork expeditions along the West Coast of Canada in 2017, 2018, 2019, and 2022. A broad spectrum of publicly available deep learning-based algorithms is presented, originally developed on killer whales, but also transferable to other vocalizing animal species, while addressing the following essential acoustic and image-related biological research questions: (1) signal segmentation – robust, efficient, and fully-automated detection of killer whale sound types, (2) sound denoising – signal enhancement of diverse killer whale vocalizations, (3) call type identification – supervised, semi-supervised, and unsupervised deep architectures to recognize vocal killer whale paradigms, (4) sound type separation – signal segregation of overlapping killer whale vocalizations, (5) individual recognition – image-based deep learning framework to identify killer whale individuals, (6) sound source localization – underwater identification of vocalizing killer whale individuals, (7) signal generation – artificial and representative killer whale signal production, and (8) animal independence – adaption and generalization of developed killer whale-related deep learning concepts to other species-specific bioacoustic data volumes. All the inventive and publicly available machine (deep) learning frameworks demonstrate auspicious results and provide totally unprecedented analysis techniques, facilitating more profound interpretations of massive, animal-specific, and audiovisual data volumes, all together building the imperative foundation to significantly push not only the communicative and behavioral understanding of killer whales, but the entire research field of animal bioacoustics and linguistics.

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Autre · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,011

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,002
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

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.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,268
Écart entre enseignants0,255 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSans objet
Domainenon disponible
GenreAutre

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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