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Como
Fazer
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Como Fazer:
PREPARAÇÃO
DETECÇÃO E RECONHECIMENTO DE CANTOS
MEDIÇÕES
RESULTADOS
GRÁFICOS
FERRAMENTAS
SE AS COISAS DEREM ERRADO
PREPARAÇÃO
As análises serão muito mais fáceis e mais eficientes se as gravações estiverem limpas. Usar equipamentos caros pode ajudar mas não garante boas gravações. Além de procurar obter o equipamento certo para cada situação e objetivos, e aprender como o equipamento funciona, deve-se aprender a encontrar a melhor situação para se obter gravações limpas. Considere pelo menos:
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Equipamentos
de som são facilmente conectados a computadores modernos para produzir
arquivos digitais. Procure compreender como o processo funciona para tirar o
maior proveito das gravações originais. Especialmente, aprenda
a lidar com saturação, taxa de amostragem, tamanho de amostra,
filtragem e compressão.
O formato do arquivo não é mais
um grande problema, uma vez que bons conversores estão disponíveis
gratuitamente para serem baixados da Internet. No entanto, deve-se ter cuidado
para não converter acidentalmente de um formato completo para um simplificado
e para não perder informação. Atualmente o Sound Ruler
lida apenas com arquivos PCM .wav, mono ou estéreo (escolha o
canal a ser analizado) com qualquer taxa da amostragem e tamanho
de amostra (bits).
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A melhor maneira de editar e catalogar o material de campo depende do uso que
se deseja fazer dele. O tamanho de cada arquivo de som não é um
fator limitante para o Sound Ruler, uma vez que os arquivos longos são
cortados em pedaços e tratados um por vez. Desde que o computador não
tenha problemas com o armazenamento e o acesso a arquivos muito grandes, não
existe limite de tamanho.
Caso deseje colocar cada som num arquivo separado, deixe um espaço
antes e depois, ou os algorítimos de delimitação de canto
podem não ser capazes de encontrar as extremidades dos cantos.
Caso deseje manter cada evento
de gravação inteiro num arquivo, o Sound Ruler será
muito útil pois todas as análises podem ser feitas direitamente
a partir dos originais.
Se os filtros do Sound Ruler atenderem às
suas necessidades, pode-se restringir a filtragem prévia à análise
ao mínimo necessário para evitar "aliasing" (se isto
for um problema) quando os sons forem digitalizados. Os originais brutos oferecem
a liberdade de se escolher o método e parâmetros mais apropriados
para filtragem em cada análise.
O Sound Ruler não tem a intenção
de ser um editor de som completo. Existem vários bons editores gratuitos
ou por preços razoáveis no mercado. No entanto, pode-se tirar
proveito da capacidade do Sound Ruler de salvar seções ou cantos
depois de eles serem amplificados, filtrados e/ou filtrados com uma curva de
sensibilidade. Vá ao menu "File - Save Sound".
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Adjustando o tamanho da janela
A
janela principal do Sound Ruler é redimensionável, mas dois tamanhos
estão disponíveis para maximizar a área de exibição
dos gráficos com resoluções de 800 x 600 pixels ou 1024
x 800 pixels.
Para mudar o tamanho da janela, vá ao menu
"Options"-"Display", escolha o tamanho e salve
a nova configuração.
OBSERVAÇÃO: Nas versões auto-executáveis,
é necessário fechar a janela principal. Se as novas configurações
não forem salvas, na próxima vez em que for aberto, o Sound Ruler
abrirá o mesmo tamanho de janela.
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Vá
ao menu "File" e selecione "Open". Após
selecionar um arquivo .wav para ser aberto, uma janela mostrará a duração
do arquivo e perguntará a duração que cada seção
deve ter. O Sound Ruler lida com arquivos longos dividindo-os em seções.
Uma seção é exibida e analisada por vez. Escolha um comprimento
de seção que permitirá uma fácil identificação
visual.
IMPORTANTE
- Existe um limite máximo prático para a duração
de uma seção. Se a seção for longa, maior do que
a memória RAM do computador pode comportar, o disco rígido será
usado para armazenamento temporário e isto produzirá uma considerável
diminuição de velocidade. Para descobrir o limite da sua máquina,
começe com uma duração curta (1 s) e aumente-a sucessivamente.
Cada vez que um arquivo for aberto, o computador deverá acessar o disco
rígido proporcionalmente por mais tempo, uma vez que mais dados devem
ser lidos do disco. Após um determinado ponto, o computador começará
a acessar o disco rígido por um periodo desproporcionalmente longo. A
partir deste ponto, durações mais longas não serão
produtivas.
Após escolher a duração da
seção, a primeira seção é exibida no gráfico
Section Oscillogram e tocada. A lista de seções é exibida
na janela principal. Pode-se agora navegar pelo arquivo, usando o botão
"Next" ou clicando no número da seção que se
deseja inspecionar.
Se
um canto estiver cortado no fim de uma seção, use o controle "Length
(s) " na área "Section" da janela principal para tornar
a seção um pouco mais curta ou longa. A duração
da próxima seção é automaticamente ajustada para
levar em conta a modificação. A duração de cada
seção sempre é registrada nos resultados, permitindo a
repetição da análise.
Se o som for tão fraco que sua visualização
fique prejudicada, use o controle "Ampl(%)" na janela principal.
Tenha em mente que a amplificação pode auxiliar na visualização
do som, mas a análise será grosseira devido a falta de sinal.
Amplificar o som digitalmente NÃO recupera a falta de sinal. Além
disso, lembre-se de ajuste este controle para 100 antes de iniciar qualquer
análise envolvendo
calibração da amplitude.
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DETECÇÃO E RECONHECIMENTO DE CANTOS
Para
gerar gráficos e medir sons, os cantos têm que ser reconhecidos
dentro da seção. Isto pode ser feito manualmente ou automaticamente.
O método utilizado neste estágio não influencia a precisão
dos resultados, uma vez que cada canto será medido em detalhe posteriormente.
Faça o reconhecimento manualmente para
manter a simplicidade e facilidade, ou automaticamente para uma análise
objetiva e rápida.
O procedimento manual pode ser mais apropriado
quando o Sound Ruler for utilizado para produzir figuras e criar gráficos
com limites arbitrários.
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Manual - clique com o botão esquerdo do mouse no início e no fim de cada canto na seção e clique no botão "Manual" do lado direito da lista da seção. Não é necessário que haja muita precisão pois uma delimitação mais fina ainda será feita. Caso a delimitação tenha sido incorreta, clique no número da seção atual, na lista da Seção, para limpá-la e fazer novamente as seleções.
Quando o botão "Manual" é clicado, o Sound Ruler cria vários gráficos. O primeiro é um oscilograma, que é uma ampliação do primeiro canto delimitado na seção. O segundo é um espectrograma do mesmo segmento de som, e o terceiro é um espectro de potência, calculado no ponto de máxima amplitude do canto.
O Sound Ruler utiliza a linha azul para mostrar graficamente o que foi feito. A linha azul no gráfico Section Oscillogram marca os limites de cada canto, como reconhecido pelo Sound Ruler. A linha azul no gráfico Call Oscillogram mostra os limites de cada pulso e no espectrograma é mostrado como a frequência dominante foi rastreada. Note que no oscilograma do canto, a linha azul foi criada através da ligação de nove pontos de medidas (pico e 90%, 50%, 10% e 1% da amplitude, de cada lado), sem a intenção de delinear a forma exata do envelope de som, e sim, facilitar a visualização dos nove pontos. Os pontos de medida podem ser visualizados em detalhe, clicando-se na lista de opções sobre o gráfico do Espectro de Potência e selecionando-se "Oscillogram".
Além das linhas azuis, o Sound Ruler também indica o ponto de máxima amplitude do canto com um círculo preto no Oscilograma do canto. Para uma melhor referência visual, a linha azul neste gráfico é sempre exibida no lado positivo do sinal e o círculo preto é semple exibido no lado negativo. Isto pode dar uma impressão de desvio se o sinal for levemente assimétrico, uma vez que as medições são tomadas sobre os valores absolutos.
Passando-se
o mouse sobre qualquer gráfico, os dados relevantes a cada ponto serão
mostrados na barra de status, na parte inferior da tela. O Sound Ruler oferece
a função Mouse Log, para registros rápidos
de medidas.
Para navegar pelo arquivo, clique no número
do canto que deseja visualizar ou clique em outra seção e inicie
um novo reconhecimento de cantos.
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O
reconhecimento automatico pode ser muito útil quando se deseja analisar
muitos cantos de um mesmo tipo. Atualmente, os computadores são
rápidos e podem fazer muitas medições por segundo. Um fator
chave para uma boa análise é um ajuste inicial cuidadoso
das configurações e parâmetros utilizados para o reconhecimento
dos sons. O tempo gasto buscando os melhores ajustes é recompensado com
um bom reconhecimento do som e se traduz em uma análise rápida.
Porque o Sound Ruler não encontra os melhores
ajustes sozinho? Algumas vezes, as decisões dever estar nas suas mãos
para que o programa possa ser versátil. "Comportamentos-padrão
personalizados" estão sendo desenvolvidos, aonde o Sound Ruler tenta
encontrar uma boa solução permitindo ainda que ela seja modificada.
Isto dificilmente chegará ao ponto, entretanto, no qual não será
necessário saber o que o programa está fazendo.
O
procedimento de reconhecimento automático é basicamente o mesmo
para os cantos dentro de um gráfico da seção e para pulsos
dentro de um gráfico de cantos, e o texto a seguir se aplica a ambos.
A diferença principal é que quando cantos são reconhecidos,
o maior interesse é na velocidade, enquanto que quando pulsos estão
sendo reconhecidos e os cantos estão sendo medidos, a preocupação
maior é a precisão. Os algorítimos para o reconhecimento
de pulsos são mais efetivos, mas mais lentos do que os que reconhecem
os cantos.
Ao fazer o reconhecimento automático, o
Sound Ruler precisa saber o que ele está procurando. Essa informação
está contida nos parâmetros usados para o reconhecimento.
Esses parâmetros podem ser digitados no menu "Options-Section".
Uma
abordagem mais intuitiva é mostrar ao Sound Ruler um canto-amostra
e deixá-lo obter os parâmetros a partir da amostra.
Reconhecimento com uma Amostra: examine a seção
do som e escolha um canto mediano. Clique com o botão esquerdo no início
e no fim do canto. Clique com o botão esquerdo mais uma vez, no próximo
canto. Agora clique no botão "Sample" do lado direito
da lista da Seção. Todos os cantos na seção devem
ser reconhecidos (parênteses azuis ao redor). Além disso, os parâmetros
do canto-amostra são memorizados, e o procedimento não precisa
ser repetido para a próxima amostra. Apenas clique no botão "Auto"
e os mesmos parâmetros serão usados.
Não espere que tudo seja perfeitamente reconhecido e exibido na primeira vez que que clicar "Sample" ou "Auto". O processo normalmente demanda alguma iteração, na qual ajustes na conguração são feitos e testados em alguns cantos. Os próximos items explicam como ajustar as configurações mais comuns.
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Suponhamos que o microfone tenha caído durante as gravações, produzindo um som alto nas gravações e que é reconhecido como um canto. Clique com o botão direito (linhas vermelhas aparecerão) antes e depois do ruído e ele será ignorado pelo algorítimo de reconhecimento.
Isto também se aplica para o Oscilograma da Seção e para o Oscilograma do Canto.
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Janela
de ajuste de reconhecimento
O algorítimo que reconhece os cantos dentro
de uma Seção é bastante simplista, para que ele possa ser
rápido. Como resultado, os cantos são frequentemente reconhecidos
mas os limites são cortados no segundo gráfico (Oscilograma do
Canto). O Sound Ruler tenta levar em isto em conta, incluindo um espaço
extra em volta do que foi reconhecido no próximo gráfico. A
quantidade de espaço extra pode ser modificada no menu ""Options"-"Section",
escolhendo-se entre as opções disponíveis para "Time
displayed around calls".
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Melhorando
o reconhecimento automático
Quando um canto-amostra é dado ao Sound
Ruler, ele aprende o que esperar. No entando, ainda é possível
ajustar o quão cuidadoso ele deve ser ao procurar, quão rigoroso
ele deve ser no reconhecimento de cantos e qual método ele deve usar
(vá ao menu "Options", "Section").
Ajuste de precisão: para levar
em conta a natureza oscilatória dos sons, o Sound Ruler obtém
as medidas de "pedaços" de amostras de som e depois de cada
medição, ele avança um certo número de amostras
para medir o próximo pedaço. O parâmetro "Smooth"
define o tamanho de um pedaço e o parâmetro "Resolution"
define o número de amostras avançadas entre medidas (menu "Options-Section
ou Call, dectection"). Em ambos os parâmetros, valores baixos devem
aumentar a precisão ao custo de velocidade. No entanto,
valores baixos de "Smooth" podem deteriorar o reconhecimento, dependendo
da estrutura da frequência do som. A configuração padrão
deve estar próxima dos valores que produzirão os melhores resultados,
por isso, tente as outras opções primeiro.
Rigor:
para cada parâmetro medido do canto, pode-se definir a faixa de tolerância
(menu "Options"-"Section ou Call", os valores +/- prop)
que determina o intervalo de valores aceitáveis em volta do esperado.
Valores válidos variam de 0 a 1, representando uma proporção
do valor esperado. Por exemplo, se o parâmetro duração
é 1 segundo e a proporção é 0.5, valores entre 0.5
e 1.5 serão aceitos. Muitas vezes, o relaxamento do rigor produz bons
resultados quando o som não está sendo reconhecido por completo.
Método:
quanto mais simples, melhor. Gravações limpas de cantos isolados
devem ser facilmente reconhecidos com base em amplitude somente. Qualquer combinação
das seguintes características adicionais também pode ser levada
em conta:
-
duração
- intervalo
- frequência
(apenas para pulsos dentro de cantos)
Tenha em mente que ao adicionar características
além da amplitude ao método de reconhecimento apenas reduzirá
a quantidade de sons reconhecidos como cantos. Isto evitará que sons
indesejados sejam reconhecidos, mas não auxiliará no reconhecimento
dos sons que estão sendo ignorados.
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Reconhecendo pulsos dentro de um canto
Existem
algumas diferenças entre o procedimento para o reconhecimento de pulsos
dentro de um canto e cantos dentro de uma seção. Quando os pulsos
estão sendo reconhecidos, não existe uma opção manual
direta pois as medidas são obtidas durante a passagem de reconhecimento
e os limites dos pulsos influenciam os resultados neste estágio.
Se os pulsos não forem reconhecidos corretamente
dentro de um canto, o problema pode ser resolvido com reconhecimento inteligente
ou um método um pouco diferente de indicação manual.
Quando pulsos dentro de cantos são reconhecidos,
freqüentemente há uma mudança gradual ao longo do canto em
alguns ou todos os parâmetros sendo medidos, fazendo com que pulsos nos
extremos do canto não sejam reconhecidos.
O reconhecimento inteligente pode ser usado para levar em conta essas
mudanças graduais. O reconhecimento inteligente é necessário
para um reconhecimento adequado dos pulsos da maioria das espécies que
produzem sons trinados. Vá ao menu "Options"- "Call"
e escolha uma opção para "Expectation for Next Pulse"
e selecione uma das cinco opções de ajuste inteligente, com ordem
progressiva de complexidade:
-
O valor esperado é igual ao valor especificado (medição
normal sem ajustes)
- O valor esperado
é igual ao valor do pulso medido previamente.
- A proporção
(esperado/prévio) é igual à proporção entre
os 2 pulsos anteriores. Em outras palavras (esperado / p0) = (p0 / p-1).
- A diferença
entre a proporção (esperado/prévio) e a proporção
entre os 2 pulsos prévios é igual a diferença obtida entre
as duas últimas proporções. Em outras palavras (esperado
/ p0) / (p0 / p-1) = (p0 / p-1) / (p-1 / p-2).
Algumas vezes existem mudanças bruscas
entre pulsos que podem não ser levadas em conta corretamente mesmo com
o reconhecimento inteligente. Use a indicação manual para
fazer com que o Sound Ruler reconheça os pulsos deixados de fora ou para
unir reconhecimentos extras inapropriados ao pulso real. Para isso, faça
um reconhecimento de pulso, então delimite cada área aonde deseja
ter um pulso reconhecido com o botão esquerdo- barras verdes, e
clique no botão "Auto" na área do Canto. O Sound
Ruler não considerará estes limites como verdadeiros, mas ao invés
disso, ele procurará por um pulso dentro do segmento delimitado. O reconhecimento
com os parênteses azuis deve agora incorporar um pulso dentro de cada
um dos segmentos selecionados.
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MEDIÇÕES
O registro do Mouse Log é uma ferramenta do Sound Ruler para registrar medições manuais simples. Ele é acionado e desligado no menu "Tools - Mouse Log". Quando o registro do mouse é acionado, o Text Pad é aberto com um cabeçalho geral. Anotações podem ser adicionadas a qualquer momento. O botão direito do mouse então se torna um acionador de registro de medidas. Utilize o botão esquerdo para navegar pelo arquivo de som e reconhecer pedaços do som e ao clicar com o botão direito em qualquer gráfico, uma nova linha de dados aparecerá no Text Pad.
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Harmônicos
são múltiplos ínteiros da frequência fundamental
de vibração das estruturas que produzem o som. Para cada som analisado,
o Sound Ruler medirá a amplitude de cada harmônico definido em
"Options", "Call", "Measurement", "Harmonics".
Para determinar a frequência de cada harmônico
num canto, é necessário determinar a frequência fundamental.
O Sound Ruler possui um algorítmo que faz isso automaticamente, mas não
o faz bem em todas as situações. Vá ao menu "Options",
"Call", "Measurement", selecione "manual" no controle
"detection method" e especifique a frequência dominante do harmônico
manualmente em "dom harmon #" na janela principal. Se o método
automático tiver um bom desempenho, a frequência dominante ainda
pode ser ajustada manualmente em "dom harm #" na janela principal
para os cantos nos quais o reconhecimento automático for inadequado.
O Sound Ruler perguntará se esta modificação deve afetar
apenas o canto corrente ou se deseja-se mudar para o modo manual.
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Monitoramento da frequência dominante
Para cada canto e pulso, a frequência dominante é medida no pico de amplitude e também em nove marcadores de amplitude ao longo do canto (veja Medindo características espectrais). Comparções funcionais entre os nove pontos demandam que os mesmos sejam obtidos ao longo do mesmo harmônico.
O
Sound Ruler rastreia a frequência dominante ao longo do canto, começando
no pico global e descendo em direção às extremidades. Em
cantos de animais, não é incomum que a frequência dominante
varie entre harmônicos ao longo do canto.
Para examinar a modulação da frequência,
o monitoramento da frequência deve ser forçado a seguir o mesmo
harmônico ao longo de todo canto, independente de ser ou não a
frequência dominante. No menu "Options", "Call", "Measurement",
pode-se controlar o monitoramento da frequência de duas formas: configurando
um intervalo fixo de frequências dentro do qual o monitoramento de frequência
deve ocorrer ao longo do canto, ou restringindo a largura do intervalo de frequência
que está sendo examinado em volta da frequência dominante a cada
passo de análise, para determinar a frequência dominante no passo
seguinte.
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Pulsos
podem ser facilmente contados num canto onde a amplitude cai até a linha
de base entre eles. No entanto, é bastante comum que animais produzam
sons com uma modulação de amplitude perceptível, mas com
separações incompletas entre pulsos. O Sound Ruler normalmente
requer que a amplitude caia abaixo de 10% do pico anteriormente medido para
determinar o fim de um pulso.
Com
ajuste de pulsos incompletos Sound Ruler permite a contagem e medição
de pulsos quando o vale de amplitude entre eles não é menor
do que 10% do o pico anterior. Existe ainda uma limitação, dem
que o vale tem que estar pelo menos 50% abaixo da amplitude do pico anterior
(isto pode mudar no futuro, se requisitado). O que é reconhecido como
um pulso pode ser controlado no menu "Options", "Call",
"Measurement" ajustando-se a "Critical ampl modulation".
Este ajuste especifica o tamanho do pico que precisa seguir um vale de amplitude
para ser considerado um novo pico e não apenas uma oscilação
na queda do pico anterior. O valor é a proporção entre
a amplitude do pico seguinte e o fundo do vale. Por
exemplo, um ajuste de 2 requer que o pico após o vale tenha uma amplitude
pelo menos duas vezes mais alta que o fundo do vale. Se este ajuste estiver
em -1, a pulsos incompletos serão ignorados.
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RESULTADOS
O Sound Ruler inclui um navegador de resultados que permite a verificação de todos os resultados para uma dada análise. Se o canto for re-analisado, os novos valores substituirão os antigos. Escolha entre a exibição dos dados brutos, resumos calculados a apartir desses dados ou as configurações que foram usadas.
Quando qualquer variável da lista de resultados é clicada, uma breve explicação da variável aparece como um "tooltip" (mensagem flutuante) ou na barra de status, dependendo da configuração de exibição de resultados.
Para copiar os resultados ou descrever
todas as variáveis exibidas na lista de resultados no Text Pad, clique
a qualquer momento, nos botões "Copy" ou "Describe"
acima da lista de resultados.
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Para
medições simples e rápidas, clique no botão "Copy"
(acima da lista de resultados) para colar os dados no Text Pad ou utilize o
Mouse Log.
Para análises mais elaboradas, o Sound
Ruler oferece a opção de resultados organizados para o uso em
planilhas e banco de dados.
Pense no Sound Ruler como um editor de textos.
A medida que a análise é feita, ele acumula os dados na memória
RAM e os dados são salvos no disco quando o comando salvar (menu "File",
"Save Data") é acionado. Os dados não são apagados
da memória quando o comando salvar é usado. Eventos de salvamento
sucessivos incorporarão as adições e re-análises
feitas desde o último evento de salvamento.
Quanto mais tempo se passar sem a análise
ser salva, maior a perda no caso de falta de energia, mal-funcionamento do computador
ou um erro do programa, devido a isso, SALVE COM FREQUÊNCIA. Para
auxiliar os esquecidos, o Sound Ruler inclui uma função "AutoSave"
("on" por padrão) que pode ser configurada no menu "Options",
"General".
Para limpar a memória e iniciar um novo
arquivo de resultados, vá ao menu "File", "Clear Data".
NÃO salve seus novos dados usando o mesmo nome de arquivo após
clicar "Clear Data" ou os dados antigos serão substituídos
e perdidos.
Ao fazer análises longas de sons trinados
num computador com limitações de RAM, recomenda-se interromper
as análises freqüentemente para salvar os dados, limpar os dados
da memória e passar a salvar em um novo arquivo. Dados com resultados
completos podem ocupar megabytes de RAM e comprometer o desempenho do computador.
Pode-se escolher salvar (menu "Options -
Save") ou não os 3 grupos de dados para cantos e pulsos:
Resumo dos Dados
- conjunto de descrições comumente usadas em bioacústica,
calculados a partir dos dados brutos.
Dados Brutos
- os resultados reais das medições. Contém dados de posição
que permitem a re-análise exata dos sinais e a informação
bruta para cálculos de valores não fornecidos no Resumo.
Configurações
- todas as configurações utilizadas para analisar um determinado
canto. Isto pode ser importante ao relatar os resultados ou repetir uma análise.
Existem
duas maneiras de exportar os dados:
Uma tabela redundante
- Simples mas lento, é um arquivo com uma planilha MSExcel delimitada
por vírgulas (.csv). Cada linha na tabela contém os resultados
para um pulso. É um método lento pois toda informação
de canto e da análise é repetida para cada pulso.
Duas tabelas relacionadas
- Este é o método mais eficiente utilizado pelo Sound Ruler para
salvar os resultados. Ele produz dois arquivos compatíveis com MSExel
e MSAccess delimitados por vígula (.csv). Um possui em cada linha os
resultados para um canto e todas as configurações. O outro possui
os resultados para um pulso em cada linha. Ambos têm um campo CallID que
fornece uma chave única para cada canto e estabelece o elo de relação
entre as duas tabelas.
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Configurações
bem ajustadas podem poupar muito tempo durante as análises, mas é
preciso algum tempo para se encontrar as melhores configurações.
No Sound Ruler é necessário fazer isso apenas uma vez, pois as
configurações podem ser salvas com o menu "Options - Settings
- Save".
Em estudos envolvendo análises de séries
de sons semelhantes, pode ser interessante criar uma biblioteca de configurações
para cada tipo de som. Ao armazenar as configurações, poupa-se
tempo no início de cada análise e garante-se consistência
ao longo da análise.
Os arquivos de configuração são
arquivos texto com a extensão *.ini. Eles podem ser abertos no Text Pad
ou em outros editores, permitindo que observações sejam adicionadas
ou valores sejam manualmente editados.
OBSERVAÇÃO: Configurações
baseadas no número de amostras, tais como o tamanho
do FFT, são sensíveis à taxa de amostragem. Ao trabalhar
com sons digitalizados com várias taxas de amostragem, prepare arquivos
múltiplos de configuração.
Salvando as configurações:
quando as configurações estiverem satisfatórias para analisar
um tipo de som, vá ao menu "Options", "Settings",
"Save".
Carregando
as configurações: para recuperar as configurações
da análise anterior, vá ao menu "Options", "Settings",
"Load".
Se as configurações ficarem desorganizadas
e pode-se recuperar as configurações padrão no menu "Options",
"Settings", "Load defaults".
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GRÁFICOS
Salvando, copiando e colando figuras
O
Sound Ruler é uma ótima ferramenta para se produzir gráficos
de sons. Qualquer combinação de gráficos pode ser exportada,
editada e figuras personalizadas podem ser produzidas em série
com um mesmo formato mas variando-se os dados (veja abaixo). Em qualquer janela,
é possivel copiar e colar os gráficos como bitmaps
ou metafiles, imprimí-los ou salvá-los em uma variedade
de formatos.
Vá ao menu "File", escolha
"Save Figure" e selecione os formatos em que se deseja salvar
a figura.
Outra opção é ir ao menu
"Edit" e selecionar "Copy Figure" para colar
a figura diretamente para um editor de texto, programa de apresentação
ou outro aplicativo. O formato metafile deve produzir uma adição
reduzida ao tamanho do arquivo alvo, mas o formato bitmat deve preservar melhor
as características originais. Caso necessite modificar o tamanho da figura,
o re-dimensionamento do original deve produzir resultados melhores do que o
ajuste da figura colada.
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Exportando e editando gráficos
Navegue pelos arquivos até encontrar o som que deseja utilizar. Use o reconhecimento automático ou manual para gerar os gráficos correspondentes. Vá ao menu "File", "Export Graphs" e selecione os gráficos que se deseja exportar. Uma nova janela será aberta com cópias dos gráficos escolhidos. Nesta janela, os gráficos poderão ser editados extensivamente.
Quando
estiver satisfeito com o resultado, escolha entre:
- Savar: vá ao menu "File",
"Save Figure" e escolha o formato.
- Copiar: vá ao menu "Edit",
"Copy Figure" e escolha bitmap (raster) ou metafile (vetorial).
- Imprimir: vá ao menu "File",
"Print".
- Atualizar: deixe esta janela aberta,
mas retorne à janela principal. Navegue pelo arquivo, encontre um novo
canto e faça o reconhecimento. Agora retorne para a janela de gráficos
e clique no menu "Refresh Data ". Os dados do gráfico
serão substituídos pelo os do novo canto.
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Gráficos em série e modelos de figuras
Se
as figuras forem salvas no formato do Matlab .fig, é possível
abrí-las novamente e editá-las ou atualizar os dados. Desta forma,
modelos de figura podem ser salvos no tamanho e arranjo mais usado para gerarem
figuras em série com formatos padronizados, em segundos.
Para
carregar uma figura previamente salva em formato .fig, vá ao menu "File",
"Export Graphs" e clique no botão "Open"
.
OBSERVAÇÃO: para manter a escala
de tempo a mesma para cada figura, vá ao menu "Options",
"Section" e ajuste o "time displayed around the call"
para "centered", com a duração especificada em amostra
ou milisegundos.
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FERRAMENTAS
Resolvendo problemas com o Sound Math
O
Sound Math é uma nova adição ao Sound Ruler, com o desafio
de auxiliar o usuário a integrar e visualizar as relações
quantitativas entre os fatores envolvidos em bioacústica. Lançamentos
futuros devem conter auxílios visuais, novos e cenários mais detalhados.
O Sound Math foi principalmente projetado para o ensino,
mas pode ser útil quando se deseja criar uma nova configuração
experimental ou para uma verificação matemática rápida.
Para uma descrição das relações matemáticas
entre os campos, veja como
funciona.
Atualmente, o modo de utilização
é muito simples: modifique um campo e os campos relacionados são
atualizados. Ao clicar o botão "Copy", um relatório
do cenário corrente é colado dentro do Text Pad.
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Se
um arquivo de som contiver um sinal de calibração, o
Sound Ruler pode facilmente calibrar e exibir todas as medidas feitas nas gravações.
A calibração pode ser feita em decibéis ou volts e as modificações
serão feitas dinamicamente, sem a necessidade de salvar versões
calibradas das gravações.
Abra um arquivo que contenha o sinal de calibração
e clique com o botão esquerdo dentro do sinal de calibração
duas vezes, na Seção do Oscilograma, selecionando um pedaço
do som.
A
duração do pedaço selecionado dependerá do objetivo
da análise. Pode-se desejar que a duração corresponda ao
tempo de integração do medidor de nível
de pressão de som (SPL) (0.2 s para rápido ou 0.5 para
lento), ou durações mais longas que correspondam a médias
de medições (como funciona).
Vá ao menu "Tools - Amplitude Calibration".
O Sound Ruler mostrará as medidas obtidas do pedaço do sinal selecionado.
Digite a magnitude de referência e selecione a unidade correspondente
ao sinal calibrado.
A
Seção do Oscilograma é atualizada e a aplitude é
então exibida em pascais ou volts, de acordo
com a unidade da calibração do sinal.
OBSERVAÇÃO: A calibração
da amplitude atualmente afeta apenas os resultados e os oscilogramas. Os espectrogramas
e espectros de potência ainda não podem ser calibrados.
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O
Sound Ruler incorpora filtros simples de Butterworth
(high, low e bandpass) que podem produzir grandes melhoras
nos arquivos com ruídos com frequências que não se sobrepõe
ao sinal que se deseja analisar (som do gravador, 60 Hz, vento, mãos
no microfone, outras espécies de animais, etc.)
O filtro é representado por uma linha vermelha
horizontal ao longo do Espectrograma. Por padrão, apenas um filtro
"highpass"
está ativo com o ponto de corte a 80 Hz. Para configurar o filtro, clique
com o botão direito no gráfico para mover a linha "hipass"
e clique com o botão direito para mover a linha
"lowpass".
Então clique no botão "Update filter" acima do
Espectrograma para filtrar a seção com as novas configurações.
O filtro também pode ser configurado no menu "Options"-
"General". É necessário definir (Manual, Sample
ou Auto) o canto novamente e então o filtro estará ativo. O filtro
continuará ativo após abrir um outro arquivo. Para apagar o filtro,
clique no botão "Erase filter".
Tenha
em mente que o filtro não produz um corte categórico no valor
crítico, mas uma rampa gradual na redução da amplitude.
Portanto, não clique muito próximo do signal a ser filtrado ou
os resultados da análise podem ser tendenciosos.
O Sound Ruler também incorpora um módulo
geral de criação de filtros complexos chamado Curva
de Sensibilidade. Ele é independente do módulo de filtro simples
e além de curvas de sensibilidade, pode ser usado para produzir uma variedade
de filtros.
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Construindo um filtro de curva de sensibilidade
Esta ferramente permite a criação de um filtro que representa
a sensitividade espectral dos receptores naturais dos sinais acústicos.
Desta forma, é possível visualizar e medir as gravações
na maneira percebida pelos animais. Pode-se variar o filtro e repetir a análise
para observar como diferentes espécies percebem um mesmo som, como parceiros
e predadores percebem um sinal de anúncio,
a estrutura dos sinais e da audição como uma função
do tamanho do corpo, etc.
Na literatura científica é possível
encontrar desde dados de experimentos comportamentais nos quais um animal é
testado inteiro, até dados eletrofisiológicos mostrando o que
os ouvidos estão percebendo, e mesmo gravações de uma única
célula, revelando como cada neurônico envolvido na audição
reaje à presença do som.
Para criar um filtro de curva de sensibilidade,
é necessária uma tabela com duas colunas, listando a sensibilidade
(em decibéis) a cada frequência. O intervalo entre frequências
não é fixo e não precisa ser constante. As frequências
devem variar entre zero e metade da taxa de amostragem e devem estar em ordem
ascendente.
OBSERVAÇÃO: Arquivos de filtros
são arquivos texto com a extensão *.ini. Eles podem ser abertos
no Text Pad ou em outro editor. Anotações podem ser adicionadas
ao cabeçalho e os valores podem ser editados.
O
Sound Ruler obterá a sensitividade na frequência mais baixa disponível
e a extrapolará para zero e o mesmo será feito para a maior frequência
até a frequência de Nyquist (taxa de amostragem / 2).
Os filtros devem ser definidos num arquivo texto
com um cabeçalho de tamanho variável para notas, finalizado por
uma linha que começa com @@==. Esta linha é seguida pela lista
de valores, contendo uma frequência, uma vírgula e um nível
de pressão de som, em cada linha. Pratique em um dos exemplos de filtro
no diretório <soundruler's folder>\filters.
Para criar um filtro, vá ao menu "Tools"
- "Tuning Curve" e clique no botão "Build Filter".
O Sound Ruler perguntará aonde está o arquivo de filtro e produzirá
um gráfico mostrando o ajuste entre os dados e o filtro. Ajuste o campo
"Filter Order" para encontrar um bom compromisso entre a complexidade
e a fidelidade do filtro.
OBSERVAÇÃO: O algorítmo que
constrói o filtro tende a produzir transições suaves. Se
um filtro for definido com ângulos agudos e poucos pontos, não
haverá um bom ajuste, mesmo com ordens altas (veja o exemplo U_filter).
Ângulos agudos precisam ser definidos com vários pontos para produzir
ajustes precisos.
Ao
clicar no botão "Apply Filter", a seção é
atualizada com o novo filtro. Experimente passar um ruído branco pelo
filtro e examinar o espectro de potência para ver seus efeitos.
Use os botões "Enable Filter"
e "Close" para ligar e desligar o filtro sem ter que reconstruí-lo.
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A
ferramenta de análise de Cross Correlation Analysis (ACC) quantifica
a quantidade de sobreposição entre dois gráficos e é
comumente usada como um índice de similaridade. Tenha em mente que cantos
são caracteres complexos e a sobreposição entre gráficos
não atribui o mesmo peso a caracteres acústicos diversos. Por
exemplo, imagine uma comparação normalizada entre espectrogramas,
onde o índice é ajustado para variar de zero, se não existe
sobreposição, a 1, se os sinais forem idênticos. Se dois
sons tonais, como apitos, diferirem em 20% da frequência, ele podem não
se sobrepor e neste caso produzirão um índice de zero, enquanto
que se eles diferirem em 20% da duração, haverá sobreposição
na maior parte do tempo resultando num índice de approximadamente 0.8.
O algorítmo da ACC desliza o segundo gráfico
contra o primeiro e calcula o coeficiente de correlação em cada
passo do deslizamento. O programa obtém a correlação máxima
obtida para o par de gráficos e o atraso no qual ela foi encontrada.
No cado de correlações entre Espectrogramas,
os gráficos podem ser deslizados em duas dimensões (tempo e frequência)
ou apenas tempo. Um deslizamente em 2D pode ser apropriado em casos onde a frequência
do canto é ligada ao tamanho do corpo. Um deslizamento em 2D medirá
a correlação, removendo o efeito do tempo absoluto e da frequência
para enfatizar a duração, AM e FM. Isto produzirá dois
tipos de medidas de atraso: tempo e frequência. Assim é possível
saber quão diferentes os cantos são em frequência absoluta,
enquanto que os índices de cross-correlation serão corrigidos
para frequência.
O Sound Ruler permite medir as características
dos cantos a partir das gravações e realizar ACCs num único
passo. A medida que cada canto é reconhecido e medido, clique no botão
"CCA" próximo a lista "Calls" para selecioná-lo
para a ACC.
Quanto a medição dos cantos estiver terminada, vá ao menu "Tools - Cross Correlation" e edite a lista de cantos selecionados.
Esta
janela pode permanecer aberta desde o início da análise, e ser
verificada a medida que novos cantos são adicionados. Selecione os gráficos
que se deseja correlacionar e se as medidas devem ser normalizadas ou não.
Como mencionado anteriormente, a normalização obriga os valores
a variarem de 0 a 1, representando, de sobreposição inexistente
até sobreposição completa. Isto é útil para
eliminar o efeito de diferenças de amplitude. Dois sons que diferem apenas
na amplitude terão um índice
de 1 se a ACC for normalizada.
As ACC de espectrogramas podem levar algum tempo
para serem calculadas, uma vez que os cálculos são feitos para
cada frequência a cada momento. O campo "Amount of Overlap Between
FFTs" pode ser editado no menu Options - Spectrogram para se encontrar
o melhor compromisso entre a resolução de tempo e o tempo de cálculo.
Confira na barra de status da janela da ACC para ver quantas ACCs e correlações
serão calculadas para cada tipo de ACC. O progresso do cálculo
é indicado na barra de status da janela principal.
Quando um canto é selecionado para a ACC, as
informações são obtidas a partir do reconhecimento da linha
azul no Oscilograma do Canto. Edite o campo "Extra Time" se o algorítimo
de reconhecimento pode tiver cortado as extremidades
dos sons. Quando o botão "Run" for clicado, será solicitado
um nome de arquivo para salvar os resultados em formato planilha. Independente
de esta janela ser preenchida ou cancelada, o Sound Ruler também irá
colar os resultados no Text Pad.
O
resultado é uma matriz quadrada com uma diagonal de zeros, acima da qual
são mostrados os atrasos e abaixo as correlações.
IMPORTANTE: Quando o botão "Run"
é clicado na janela da ACC, cada canto é lido novamente do disco,
filtrado e a curva de sensibilidade é aplicada, os FFTs são calculados
e então a cross-correlation é calculada. Isto é para permitir
ACCs de muitos cantos sem ter que mantê-los na memória. Atualmente,
as configurações para cada canto não são memorizadas
e todos os cantos recebem os mesmos filtros e ajustes de FFT, correntes no momento
em que o botão "Run" é clicado. Além disso, todos
os cantos devem ter a mesma taxa de amostragem.
Resumindo: ao iniciar
uma seleção de cantos para uma ACC, não altere nenhuma
das configurações.
OBSERVAÇÃO: Os cantos não
precisam ter a mesma duração, uma vez que zeros são adicionados
quando necessário. Para ACC de espectro de potência, o comprimento
do FFT é fixo, como configurado para o gráfico.
Se o canto for mais curto do que o comprimento do FFT, zeros serão adicionados.
Se for mais longo, apenas um pedaço com 1 FFT de comprimento será
usado e será centrado no ponto de máxima amplitude do canto.
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O
Text Pad ainda está na idade da pedra!
Uma barra de rolagem talvez seja incorporada,
mas no momento outras partes do Sound Ruler são prioridades.
Pelos menos por enquanto, utilize outro editor
de texto para fazer edições mais sofisticadas e utilise o teclado
para navegar pelo texto. Clique no texto e aperte Ctrl + End para ir ao final,
e Ctrl + Home para voltar ao topo.
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SE AS COISAS DEREM ERRADO
A sequência dos passos abaixo foi descrita para minimizar a sua frustração, auxiliá-lo a encontrar uma solução rápida e reduzir a chance de encontrar problemas novamente.
Se
esta é sua primeira experiência com SoundRuler e algo não
funcionar, invista algum tempo em tentar encontrar as respostas nos arquivos
de ajuda, na leitura sugerida ou no próprio programa.
Se você encontrar a solução
e o problema for devido à falta de documentação ou uma
operação não intuitiva do programa, envie um email com
uma descrição do ocorrido (endereço no menu "Help
- About"). Estes problemas são normalmente díficeis de detectar
mas fáceis de consertar, e sua contribuição é muito
importante para resolvê-los.
Se você não encontrar a solução
para o problema, leia os próximos itens.
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Tente
um conserto rápido primeiro. Salve os dados (opcional) e vá ao
menu "File - Clear Data". A memória é limpa e você
estará pronto para continuar sem ter que fechar o programa.
Se a função "Clear
Data" não funcionar, feche o Sound Ruler e abra-o novamente, mas
as configurações serão perdidas.
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Se
o problema persistir ou continuar a ocorrer, vá ao site e veja a página
de donwload em http://soundruler.sourceforge.net/download-br.net.htm.
Verifique o número da versão usada.
Uma nova versão pode estar disponível para download com o problema
já resolvido.
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Se
o problema continuar acontecendo e ainda não foi documentado, envie um
email com uma descrição para que ele possa ser consertado (encontre
o endereço no menu
"Help - Contact").
Para diagnosticar o problema, é preciso
ser capaz de repetí-lo. Por favor, inclua em seu email:
- Uma descrição
do procedimento que causou o erro.
- As últimas
linhas de resultado da tela preta (versões windows e script).
- A versão
do Sound Ruler sendo usada (menu "Help - About").
- Pode ser útil
anexar o arquivo de som que estava sendo usado quando o erro ocorreu
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