2016 Fiscal Year Research-status Report
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
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16K00568
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松井 孝典 大阪大学, 工学研究科, 助教 (30423205)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | コウモリ / エコーロケーションコール / 種判別 / 音声モニタリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の内容は、コウモリ類の「音声モニタリング調査」の汎用化に向けた、基盤となる参照音声データの集積と、種の識別手法の構築である。そのために、日本産コウモリ類全種の飛翔時音声（エコーロケーションコール）を収集し、データベース化する。さらに、収集した音声を用いて、機械学習アルゴリズムを用いた「音声による種識別方法」を構築する。平成２８年度は、当初の研究実施計画に基づき、以下の調査研究を行った。
１）日本産コウモリ類の参照音声の収集
多くの対象種が生息する南西諸島（石垣島）と中部地方（長野県乗鞍高原）を調査対象地とし、カグラコウモリ、リュウキュウユビナガコウモリ、ヤエヤマコキクガシラコウモリ、クビワコウモリの飛翔音声を録音した。具体的には、調査地域内の既知のねぐら（洞窟や家屋等）周辺で、出巣個体が飛翔する際の音声をTime Expansion式バットディテクター（Pettersson D240x）とリニアPCMレコーダー（Rolland R-05）を用いて録音した。また、乗鞍高原ではHarp Trapを用いてコウモリ類を捕獲し、捕獲された個体の種同定や計測、標識を行い、放逐後の飛翔時音声を前述の方法で録音した。以上の結果、各種３０個体以上の参照音声を収集することができた。
２）種識別方法の構築
これまでに研究代表者が収集してきた音声ファイルから、これまでに開発してきた種識別器構築プロセスを応用し、第1段階の種識別方法を確立した。具体的には音声解析ソフトウェアSonoBatを用いてエコーロケーションコールが持つ種識別に有用な特徴量76種を半自動的に抽出し、これらの特徴量を属レベル・種レベルを複数の機械学習アルゴリズム（ランダム・フォレスト、サポート・ベクター・マシン等）を組み合わせて段階的に推論する識別器を完成させた。この結果は日本哺乳類学会の和文誌「哺乳類科学」に受理済みである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
フィールドワークに関しては、当初の予定通り２地域でのデータを得ることができた。また、種識別機の構築に関しても、過去に得られたデータをもとに基本となる識別機を構築し、学術雑誌に論文として投稿、受理された。よって、順調に研究が進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、全国各地での参照音声収集を行う。平成２９年度は南西諸島（沖縄もしくは奄美諸島）と東北（白神山地）を調査地とし、スミイロオヒキコウモリ、リュウキュウテングコウモリ、ヤンバルホオヒゲコウモリ、コヤマコウモリといった、極めて希少な種の音声収集に挑む。
種識別機の構築に関しては、平成28年度の第1段階で構築した識別器の識別精度を向上させていく。これに加えて、識別器構築の第2段階として、人工知能研究分野で急速に研究が進展しているディープラーニングによる識別器の実装を試みる。
同時に、ここまでで収集された音声ファイル（研究代表者が２７年度以前に収集したものも含む）と、各音声の特徴量や録音場所などの情報をサーバー用コンピュータに入力し、データベース化する。
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| Causes of Carryover |
当初よりも旅費を安価に抑えることができたため（早割チケットなどの使用）。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
２８年度には、当初想定していなかった使用（論文印刷代、レンタカー代）が発生し、これらは２９年度にも発生すると予想される。したがって、「その他」の費目として使用予定。
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