[发明专利]一种对噪声影响低敏的鸟类声学多样性指数方法

权利要求书

1.一种对噪声影响低敏的鸟类声学多样性指数方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1、对分析时段中的野外鸟声监测数据进行短时傅里叶变换，获取其时频功率谱；

步骤2、利用步骤1获取的鸟声监测数据时频功率谱估计各频点内的窄带噪声平均功率；

步骤3、利用步骤1获取的鸟声监测数据时频功率谱和步骤2获取的窄带噪声平均功率分别计算各频点的二值化检测门限；

步骤4、利用步骤1获取的鸟声监测数据时频功率谱和步骤3获取的二值化检测门限分别对各频点中的鸟声监测数据时频点功率进行0-1判决处理，然后分别统计各子频带内功率高于检测门限的值1时频点数量；

步骤5、利用步骤4得到的各子频带内的值1时频点数量进行香农指数计算，得到基于频变门限检测的声学多样性指数。

2.根据权利要求1所述的一种对噪声影响低敏的鸟类声学多样性指数方法，其特征在于，步骤1对分析时段中的野外鸟声监测数据进行短时傅里叶变换，获取其时频功率谱，具体如下：

步骤1-1、对分析时段中采集的野外鸟声监测数据进行分帧处理，帧移是一个帧长；对每帧数据分别加汉宁窗后做离散傅里叶变换处理，得到S(k,l),1≤k≤K,1≤l≤L，其中，k和l分别为频点序号和帧序号，K是分析带宽内的频点数，L是分析时段内的帧数；

步骤1-2、利用步骤1-1得到的短时傅里叶变换S(k,l)计算野外鸟声监测数据在分析时段内的时频功率谱

P_s(k,l)＝|S(k,l)|²,1≤k≤K,1≤l≤L。

3.根据权利要求1所述的一种对噪声影响低敏的鸟类声学多样性指数方法，其特征在于，步骤2利用步骤1获取的鸟声监测数据时频功率谱估计各频点内的窄带噪声平均功率，具体如下：

步骤2-1、将所有不含鸟鸣声信号的时频点作为噪声时频点，对应第k个频点的噪声时频点帧序号集合记为ξ_k，集合ξ_k中的噪声时频点数量为M_k；

步骤2-2、根据步骤2-1得到的各频点内噪声时频点帧序号集合ξ_k，分别计算各频点内的窄带噪声平均功率

4.根据权利要求1所述的一种对噪声影响低敏的鸟类声学多样性指数方法，其特征在于，步骤3利用步骤1获取的鸟声监测数据时频功率谱和步骤2获取的窄带噪声平均功率分别计算各频点的二值化检测门限，具体如下：

步骤3-1、利用步骤1获取的鸟声监测数据时频功率谱计算ADI的-50dBFS检测门限所对应的功率值作为各频点二值化检测门限的下限值

式中，k_L表示环境噪声能量高度集中的低频段上边频所对应的频点序号；

步骤3-2、利用步骤2获取的窄带噪声平均功率计算各频点内满足鸟声检测所需最低信噪比γ₁所对应的功率值作为各频点二值化检测门限的候选值

η₁(k)＝γ₁×Q_n(k),1≤k≤K

步骤3-3、将步骤3-2得到的各频点门限候选值分别与步骤3-1得到的门限下限值进行比较，取两者中的最大值作为各频点最终的二值化检测门限

η(k)＝max{η₁(k),η_min},1≤k≤K。

5.根据权利要求4所述的一种对噪声影响低敏的鸟类声学多样性指数方法，其特征在于，k_L＝20，对应200Hz。