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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 工程科學及海洋工程學系
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/70464
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DC 欄位值語言
dc.contributor.advisor陳琪芳
dc.contributor.authorWei-Lun Lien
dc.contributor.author李威倫zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-17T04:28:45Z-
dc.date.available2020-08-18
dc.date.copyright2018-08-18
dc.date.issued2018
dc.date.submitted2018-08-13
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[20] 周蓮香,魏瑞昌 '中華白海豚族群生態與棲地環境噪音監測計畫,' 行政院農業委員會林務局,2010.
[21] 林子皓,周蓮香 '應用被動式聲學監測減緩離岸風機施工對中華白海豚之衝擊,' 臺灣風能學術研討會暨NEPII離岸風力及海洋能源主軸成果發表會,2014.
[22] 劉侑憲, 'TAIGER實驗於臺灣東部外海空氣槍陣列之音傳分析,' 臺灣大學工程科學及海洋工程學研究所學位論文, 2010.
[23] Pey-Yi Lee, Lien-Siang Chou, Chi-Fang Chen , 'Piling-noise impact zone relative to the Indo-Pacific humpback dolphin off the west coast of Taiwan, ' OceanNoise Asia, 2018.
[24] 周蓮香,林幸助,孫建平'中華白海豚族群生態與河口棲地監測,' 行政院農業委員會林務局,2017
[25] 周蓮香,邵廣昭,邵奕達 '中華白海豚族群生態與食餌棲地監測,' 行政院農業委員會林務局,2016.
[26] 林子皓,余欣怡,陳琪芳,周蓮香 '利用長期海洋觀測站監聽鯨豚活動之季節性變異,' 第十六屆水下技術研討會論文集,2014.
dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/70464-
dc.description.abstract臺灣於彰化至苗栗將設置離岸風場,由於該風場緊鄰中華白海豚生態保護區,於未來風場營運時建立一套對鯨豚之被動式聲學監測系統為發展要務。本研究於2017年4月至7月於苗栗竹南海域佈放五處水下被動式聲學測站,並將回收音檔以Matlab 2015與Python所撰寫之非針對性哨聲偵測程式加以偵測分析;發現於4~5月中華白海豚族群活動較為接近苗栗竹南海域,五個水下測站共偵測到599聲哨叫聲。七月所偵測到之哨叫聲極少,僅P3與P5點位有零星偵測;整體而言本研究所偵測到哨叫聲數量偏少、分布集中;以偵測效能而論,偵測程式對於〖SPL〗_rms大於 80 dB且SNR大於10dB之哨叫聲其偵測率達90%以上,並擁有12%以下誤報率。
進一步檢視本程式所偵測之哨叫聲時點,發現於多台水下麥克風測站都有偵測到同一聲哨叫聲,計算其音傳損耗可推估海豚發聲聲源之位置,達成粗略之聲源定位。為了驗證哨聲偵測器是否能對海豚聲源進行更準確定位,本研究於高雄港進行人造升頻聲源模擬實驗,利用到達時間差(Time Difference of Arrival)對第一圈及第二圈測線聲源進行定位,定位誤差平均值約50米。總體而言;本研究為被動式聲學的偵測與定位層面之進一步應用,於未來臺灣西海岸被動式聲學監測網建立提供關鍵技術之初始參考方向。
zh_TW
dc.description.abstractThis study provides a feasible, practical and theoretical basis for the plan of Passive-Acoustic-Monitoring System for Chinese White Dolphins. Five Acoustic under water recorders were placed at the shallow water near Miaoli, Taiwan. To extract the whistles from the audio files, the Whistle-detector algorithm was used to recognize the patterns of whistles which shows on the spectrums from raw data . The result of detection indicates that there were 599 times of whistles recorded by hydrophone from April to May, and barely detected in July.
In order to put Whistle-detector into the practical applications, the experiments to localize sound source were done near the Kaohsiung Harbor. The array, which consists of three hydrophones, were used to record the chirp signals from Marine III research ship. Each recorder received the chirp signals at the different time. Therefore, time difference of arrivals (TDOA) was the suitable way to compute the localization of sound sources. The average of the positioning errors was 50 m. According to the result of the TDOA experiment and the performance of the Whistle-detector, a more comprehensive investment is needed for the passive acoustic monitoring (PAM) in the future.
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-17T04:28:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2018
en
dc.description.tableofcontents目錄
誌謝 I
摘要 I
Abstract II
表目錄 V
圖目錄 VI
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 文獻回顧 2
1.2.1 中華白海豚 2
1.2.2 被動式聲學監測 3
1.3 研究目的 7
第二章 鯨豚哨叫聲偵測器 8
2.1 運作原理 8
2.1.1 短時距傅立業轉換(Short Time Fourier Transform) 9
2.1.2 自回歸平滑模型(Autoregressive Moving Average Model) 10
2.1.3 包絡線平均(Envelope Mean) 12
2.1.4 高斯平滑(Gauss Smoothing) 13
2.1.5 中值濾波器(Median Filter) 14
2.1.6 利用中華白海豚哨叫聲於時頻譜上特性偵測 14
2.1.7 測試鯨豚演算法效能方法 16
2.1.8 哨叫聲自動化分群 20
2.1.8.1 K-means 分群演算法 21
2.2 哨聲偵測器應用海域地理位置與儀器 24
2.3 哨聲聲壓強度定義與統計 27
2.4 哨聲偵測器偵測圓距離定義 28
2.5 哨聲偵測器應用於苗栗竹南海域程序 29
第三章 哨叫聲偵測器應用結果與討論 30
3.1 苗栗竹南點位哨聲偵測日夜分布與偵測效能 30
3.2 苗栗竹南點位哨聲偵測分布與當地潮汐時間 36
3.3 苗栗竹南點位哨聲偵測分布與當地石首魚鳴音 37
3.4 苗栗竹南點位哨聲中心頻率與聲型統計 38
3.5 苗栗竹南點位哨聲聲源位置推估 40
3.5.1 第一季 40
3.5.2 第二季 45
3.5.3 第一、第二季偵測範圍探討 45
第四章 到達時間差定位法 49
4.1 到達時間差定位法原理 49
4.2 人造聲源訊雜比(Signal-to-noise ratio)定義 51
4.3 偵測機率 52
第五章 到達時間差定位實驗結果與討論 53
5.1 高雄外海TDOA實驗設置 53
5.2 高雄外海TDOA實驗定位結果 55
第六章 結論建議與未來展望 62
6.1 結論 62
6.2 建議 62
6.3 未來展望規劃 63
附錄A-背景噪音分析 65
附錄B-演算法實際偵測情形 67
參考文獻 72
dc.language.isozh-TW
dc.subject中華白海豚zh_TW
dc.subject被動式聲學zh_TW
dc.subject偵測zh_TW
dc.subject定位zh_TW
dc.subjectWhistle-detectoren
dc.subjecttime difference of arrivals (TDOA)en
dc.subjectpassive acoustic monitoring (PAM)en
dc.title海豚哨叫聲偵測之研究zh_TW
dc.titleStudy of Dolphin Whistle Detectionen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear106-2
dc.description.degree碩士
dc.contributor.oralexamcommittee周蓮香,楊瑞源,黃乾綱,魏瑞昌
dc.subject.keyword被動式聲學,中華白海豚,偵測,定位,zh_TW
dc.subject.keywordpassive acoustic monitoring (PAM),Whistle-detector,time difference of arrivals (TDOA),en
dc.relation.page73
dc.identifier.doi10.6342/NTU201803096
dc.rights.note有償授權
dc.date.accepted2018-08-13
dc.contributor.author-college工學院zh_TW
dc.contributor.author-dept工程科學及海洋工程學研究所zh_TW
顯示於系所單位:工程科學及海洋工程學系

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