[发明专利]一种联合影像与声学识别技术的鸟类在线监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种联合影像与声学识别技术的鸟类在线监测系统及方法，包括声学监测装置、光学监测装置和云平台，声学监测装置包括鸣声信号采集端、波束形成器和鸣声定位系统，鸣声信号采集端与波束形成器连接，波束形成器与鸣声定位系统连接，鸣声定位系统与云平台连接，光学监测装置包括图像采集系统、图像识别系统和图像追踪系统，图像采集系统与图像识别系统连接，图像识别系统与云平台连接，图像追踪系统用于对某一特征的鸟类进行实时追踪，图像追踪系统与云平台连接。本发明通过可调角度和高度的摄像头，实现对鸟类的全方位拍摄和追踪，保证各方位的鸟鸣声能实时接收，实现鸟类在线实时监测。

技术领域

本发明涉及鸟类监测技术领域，尤其涉及一种联合影像与声学识别技术的鸟类在线监测系统及方法。

背景技术

有着“地球之肾”之称的湿地，其对于生态环境保护和利用的重要性受到越来越多的关注，对于常年生活在湿地或海岛区域的鸟类，其繁衍生息状态也可体现出湿地生态环境的好坏，对于湿地和海岛鸟类的保护是保护湿地和海域生态环境的重要一项。

而传统的鸟类监测方法主要以人力为基础，劳动强度大，观察范围小，受天气影响大，且无法实时记录和分析飞鸟活动情况，另外在野外调查和数据分析上需要花费大量时间和人力物力，成本较高但效率较低。对海岛而言，还存在地理环境特殊、交通不便、气候恶劣多变等问题，导致传统鸟类调查方法难以适用于海岛鸟类的监测。

一种在中国专利文献上公开的“一种基于声像一体化野生鸟类识别技术的远程无线监测系统”，其公告号CN102065272A，其公开日2011年05月18日，包括鸣声录制模块、视频录制模块、音视频数据处理模块、音视频流传输模块和音视频数字文件存储模块，所述鸣声录制模块录制野外鸟类的声音，将录制的鸣声通过抽样、量化转化为数字信号；所述视频录制模块主要通过摄像头录制生态环境的影像，将录制的影像通过抽样、量化转化为数字信号；所述音视频数据处理模块将音视频进行联合编码；所述数据传输模块将联合编码后的数据流通过无线方式传输到观测站；所述文件存储模块将接收到的数据流以文件形式存储在观测站服务器中。该专利采用单个驻极体话筒采集声音，只能采集单个方向的声音，且该专利的摄像头无法调节高度和角度，监控角度单一，无法全面有效的对鸟类进行实时监测。

发明内容

本发明主要解决了现有的技术无法全面对鸟类进行实时监测的问题，提供了一种联合影像与声学识别技术的鸟类在线监测系统及方法，全方位实时监测鸟类，对某一特征的鸟类实现实时追踪。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种联合影像与声学识别技术的鸟类在线监测系统，包括声学监测装置、光学监测装置和云平台，所述声学监测装置包括鸣声信号采集端、波束形成器和鸣声定位系统，所述鸣声信号采集端用于获取环境噪声和鸟鸣声数据，所述鸣声信号采集端与波束形成器连接，所述波束形成器用于消除环境噪声，所述波束形成器与鸣声定位系统连接，所述鸣声定位系统根据阵列波束合成对鸟类进行定位，所述鸣声定位系统与云平台连接，所述光学监测装置包括图像采集系统、图像识别系统和图像追踪系统，所述图像采集系统用于采集鸟类图像信号，所述图像采集系统与图像识别系统连接，所述图像识别系统用于识别图像采集系统采集的鸟类图像所属的鸟类种类，所述图像识别系统与云平台连接，所述图像追踪系统用于对某一特征的鸟类进行实时追踪，所述图像追踪系统与云平台连接。通过鸣声信号采集端采集外界声音信号，经波束形成器去除噪声后，剩下鸟鸣声，鸣声定位系统根据鸟类鸣声对鸟类发出鸣声的位置进行定位，确定鸟类发出鸣声时的位置，图像采集系统采集外界图像，经图像识别系统提取鸟类特征，云平台结合鸟类图像特征和鸣声特征，判断捕获的鸟类类别，若该鸟类为需要观察的鸟类，则通过图像追踪系统实时对该鸟类进行追踪，实现鸟类的在线监测。