小蠹發(fā)聲結構、聲信息特征與自動種類識別研究.pdf

1、小蠹科昆蟲是重要的森林害蟲，它的分類是研究和防治的基礎，但是此類昆蟲體小種多，給分類鑒定造成一定困難。目前，小蠹科昆蟲的分類主要是利用昆蟲的外部形態(tài)特征、生理學特征和遺傳學特征，從聲學的角度對小蠹進行分類國內(nèi)外還未見報道。本研究從聲學的角度對紅脂大小蠹、華山松大小蠹、云南切梢小蠹、短毛切梢小蠹和橫坑切梢小蠹進行了研究，具體從三個方面進行了探索：五種小蠹脅迫聲信號在時域和頻域上的差異：利用脅迫聲信號，結合語音識別的相關技術，對五種小蠹自動

2、識別分類；對采自云南松上的三種切梢小蠹的發(fā)聲器官做掃描電鏡，觀察此三種切梢小蠹發(fā)生器的位置、形態(tài)，并對三種小蠹的發(fā)聲器做了比較，為進一步確定三種小蠹種間差異提供證據(jù)?，F(xiàn)得出結論如下：
　?。?）分析五種小蠹脅迫聲信號的時域特征和頻域特征包括單脈沖數(shù)、脈沖組持續(xù)時間、主峰頻率，結果表明五種小蠹不同屬種間差異顯著，但是同屬內(nèi)種間差異不明顯。
　?。?）本研究利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡和摩爾頻率倒譜系數(shù)（MFCC）對五種小蠹進行聲學識別分類

3、，最高識別率達到100％，平均識別率為88.8%，識別效果較高，為小蠹的分類提供了一個更加便捷的方法。利用線性預測倒譜系數(shù)（LPCC）作對照，平均識別率為76.4%，識別性能比MFCC差，這與人類語音識別中的結果一致。
　?。?）云南切梢小蠹、短毛切梢小蠹和橫坑切梢小蠹三種切梢小蠹的音銼由脊狀橫紋組成，三種小蠹音銼結構差異不大。三種小蠹的左右翅差異較大，主要表現(xiàn)在右翅音銼與翅鎖結構之間有一鱗片狀結構區(qū)域，左翅無此結構。左翅的橫紋相

4、較于右翅更加密集、深刻。因此推斷發(fā)聲主要在左翅，右翅不發(fā)聲或只起輔助作用。三種切梢小蠹的音銼在雌雄蟲之間也略有差異—雄蟲的音銼密集，深刻，而雌蟲相對較疏松、平坦。
　?。?）三種切梢小蠹的刮器由錐形突起構成。刮器雌雄蟲之間差別不大，但是這三種小蠹種間差異較大：云南切梢小蠹的刮器是由1排錐形突起構成，沒有重疊；短毛切梢小蠹由1-2排刺狀突起構成，中間多重疊成2排；橫坑切梢小蠹刮器排列較為不規(guī)律，一般由2-3排刺狀突起構成。三種小蠹刮