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コウモリ類の音声モニタリングの汎用化に向けた音声データベースと識別方法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K00568
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 環境影響評価
研究機関東京大学

研究代表者

福井 大  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (60706670)

研究分担者 松井 孝典  大阪大学, 工学研究科, 助教 (30423205)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードコウモリ / エコーロケーション / 種判別 / 音声モニタリング / 音声データベース / エコーロケーションコール / 機械学習
研究成果の概要

日本産コウモリ類の参照音声30種1,400個体分を収集し、データベースを構築した。 これらの音声ファイルをspectrogram画像に変換し、Convolutional Neural Network (CNN) を用いることで、特徴量を自動抽出し,高精度かつコールの変異性やノイズに頑健な種判別法の開発を目指した結果、 10分割交差検証での評価で平均正答率98.1 %を達成した。試験音声モニタリングを行った結果、6月は169,240個、7月には296,730個のコウモリ類のコールを検出した。コールの数が予想以上に膨大であり、これらに上記で開発した識別器 を適用する作業は現在進行中である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果から、これまで非効率な捕獲調査に頼らざるを得なかったり、音声モニタリングを行っても種識別が不可能であった地域でも、コウモリ類の種ごとの音声モニタリングが可能になる。これにより、コウモリ類の利用環境調査の効率が飛躍的に向上すると同時に、その情報量も格段と増える。例えば、風力発電施設建設に伴う環境影響評価など、調査の効率化と高精度化が求められているような領域にブレークスルーをもたらし、ひいては野生動物保全と人間活動の共生という、社会的課題の解決に大きな貢献をすることが期待できる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Environmental reservoir dynamics predict global infection patterns and population impacts for the fungal disease white-nose syndrome2020

    • 著者名/発表者名
      Hoyt Joseph R.、Langwig Kate E.、Sun Keping、Parise Katy L.、Li Aoqiang、Wang Yujuan、Huang Xiaobin、Worledge Lisa、Miller Helen、White J. Paul、Kaarakka Heather M.、Redell Jennifer A.、Gorfl Tamas、Boldogh S?ndor Andr?s、Fukui Dai、et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 117 号: 13 ページ: 7255-7262

    • DOI

      10.1073/pnas.1914794117

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular evidence of bird-eating behavior in Nyctalus aviator2019

    • 著者名/発表者名
      Heim Olga、Puisto Anna I. E.、Fukui Dai、Vesterinen Eero J.
    • 雑誌名

      acta ethologica

      巻: 22 号: 3 ページ: 223-226

    • DOI

      10.1007/s10211-019-00319-5

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 機械学習法を用いたエコーロケーションコールによるコウモリの種判別2017

    • 著者名/発表者名
      増田 圭祐, 松井 孝典, 福井 大, 福井 健一, 町村 尚
    • 雑誌名

      哺乳類科学

      巻: 57 号: 1 ページ: 19-33

    • DOI

      10.11238/mammalianscience.57.19

    • NAID

      130005745600

    • ISSN
      0385-437X, 1881-526X
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] コウモリ類の音声調査の現状と課題2017

    • 著者名/発表者名
      福井 大
    • 雑誌名

      JEAS NEWS

      巻: 154 ページ: 10-11

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 機械学習法を用いたエコーロケーションコールによるコウモリの種判別2017

    • 著者名/発表者名
      増田 圭祐・松井 孝典・福井 大・福井 健一・町村 尚
    • 雑誌名

      哺乳類科学

      巻: 印刷中

    • NAID

      130005745600

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 和歌山県におけるコウモリ類の記録2016

    • 著者名/発表者名
      福井 大
    • 雑誌名

      南紀生物

      巻: 58 ページ: 162-171

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] SDGsの目標達成に向けた環境音識別技術の開発 ― 深層学習を用いた日本産コウモリ30種の種判別システムの構築 ―2020

    • 著者名/発表者名
      小林啓悟,芳賀智宏,松井孝典,福井大,町村尚
    • 学会等名
      聴覚研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of forest disturbance on bat assemblages in Japan as revealed by acoustic monitoring.2019

    • 著者名/発表者名
      Fukui D. and Matsui T.
    • 学会等名
      18th International Bat Research Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Japanese bat species identification system by echolocation calls using deep learning and evaluation of increasing images by GAN.2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi K., Matsui T., Fukui D.
    • 学会等名
      The 6th Annual Meeting of the Society for Bioacoustics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CNNを用いたエコーロケーションコールによる日本産コウモリ類の種判別システムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      小林 啓悟, 松井 孝典, 福井 大, 町村 尚
    • 学会等名
      音学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Deep Convolutional Neural Networkを用いたコウモリ種判別システムの開発と音声モニタリングへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      増田圭佑, 松井孝典, 福井大, 町村尚
    • 学会等名
      日本生態学会第65回全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 畳み込みニューラルネットワークを用いたエコーロケーションコールによるコウモリの種判別2017

    • 著者名/発表者名
      増田圭祐・松井孝典・福井 大・町村 尚
    • 学会等名
      2017年度人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 生き物と音の事典2019

    • 著者名/発表者名
      生物音響学会
    • 総ページ数
      464
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254171679
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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