本發(fā)明涉及鳥類學(xué)、聲學(xué)、圖像跟蹤系統(tǒng)，特別涉及鳥類識別的全景圖像/精準(zhǔn)圖像/球冠可變勵磁調(diào)幅調(diào)頻鳥鳴聲一體化探測系統(tǒng)，屬于鳥類學(xué)和信息技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

聯(lián)合監(jiān)視、記錄鳥類飛行和覓食習(xí)性等特性的路線，不僅能夠?yàn)橄∮续B類及重要物種研究提供先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)手段和設(shè)備，為保護(hù)鳥類的脆弱生態(tài)系統(tǒng)獲取基本數(shù)據(jù)，而且可預(yù)測、減少甚至避免鳥撞飛機(jī)事件的發(fā)生。

隨著航空業(yè)的迅速發(fā)展，機(jī)場鳥撞飛機(jī)事件逐漸增多，不但給航空業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時危及到了飛行員和乘客的生命安全，也使得珍稀飛鳥受害；鳥撞飛機(jī)已被國際航空聯(lián)合會定為a類航空災(zāi)難；據(jù)美國鳥擊委員會統(tǒng)計(jì)，僅在美國，飛鳥以及其他野生動物撞機(jī)事件造成的經(jīng)濟(jì)損失每年超過6億美元，每起撞鳥事件中都造成了嚴(yán)重的人員傷亡；我國鳥撞飛機(jī)的現(xiàn)狀也不容樂觀，據(jù)中國民航鳥擊航空器防范信息網(wǎng)的年度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006-2015年全國各機(jī)場、航空公司和飛機(jī)維修公司等有關(guān)部門共上報(bào)在中國大陸地區(qū)發(fā)生的鳥擊事件共計(jì)17135起，其中因鳥擊造成的事故計(jì)1125起；據(jù)2016年12月發(fā)布的《2015年度中國民航鳥擊航空器信息分析報(bào)告》表明：2015年1-12月，共統(tǒng)計(jì)到鳥擊3816起，較上年增長13.07%，構(gòu)成事故征候1185起，較上年下降1.07%，占事故征候總數(shù)的49.47％，是第一大事故征候類型；根據(jù)在機(jī)械維修和航線運(yùn)營中產(chǎn)生的費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)估計(jì)鳥擊造成的損失，2015年因鳥擊造成經(jīng)濟(jì)損失約合11963.2萬元人民幣，較上年增加5.29%；除維修方面的直接損失外，航空器運(yùn)行的不正常，如中斷起飛、返航等還會干擾機(jī)場的正常運(yùn)營，還可能造成航班延誤，增加機(jī)場和航空公司管理成本，而此類間接損失、附屬損失通常遠(yuǎn)超過直接損失，但卻難以精確估算，緩解飛機(jī)與飛鳥的矛盾日漸嚴(yán)峻。

2016年11月14日至15日，空軍聯(lián)合國家民航局和林業(yè)局，在貴州遵義召開“軍民融合深度發(fā)展-聯(lián)合鳥撞防治（鳥擊防范）工作”會議，并成立“國家鳥擊防范委員會籌備辦公室”；近百名與會代表和專家在遵義機(jī)場聯(lián)合辦公，共同制訂出臺《加強(qiáng)機(jī)場鳥擊防范軍民深度融合工作的意見》；每個國家都應(yīng)成立鳥擊防范委員會，歐洲和美國的鳥擊防范委員會分別于1966年和1991年成立；我國作為航空大國，迫切需要加強(qiáng)機(jī)場鳥擊防范工作；隨著國家野生動物保護(hù)政策的不斷加強(qiáng)，建設(shè)和諧生態(tài)機(jī)場的需求日益迫切，需要各個機(jī)場加大在野生動物保護(hù)方面的投入；秉持“驅(qū)趕為主、獵殺為輔”的原則，盡可能減少飛鳥傷亡，保護(hù)飛鳥物種的多樣性，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共存。

統(tǒng)計(jì)研究表明，大部分撞機(jī)事件發(fā)生在白天，且在飛機(jī)起飛和著陸階段發(fā)生頻率較高，因此機(jī)場及其附近區(qū)域上方低空飛行的鳥類的探測識別成為研究熱點(diǎn)；與傳統(tǒng)的依靠定時或人工操作的方式相比，圖像識別飛鳥技術(shù)能根據(jù)圖像檢測結(jié)果來實(shí)施驅(qū)鳥，可顯著降低飛鳥對特定驅(qū)鳥信號的習(xí)慣性，提高驅(qū)鳥效果；可以實(shí)現(xiàn)對鳥種的分類判決、豐度統(tǒng)計(jì)、鳥群數(shù)量估計(jì)和威脅度分析等的詳細(xì)估計(jì)，為機(jī)場驅(qū)鳥工作提供決策（驅(qū)趕或打擊）依據(jù)，解決驅(qū)鳥手段少、人工驅(qū)鳥范圍小等難點(diǎn)問題，提高機(jī)場鳥擊防范工作的主動性；同時，基于圖像的鳥類識別方法的研究能夠豐富飛鳥保護(hù)手段，具有重要的社會和生態(tài)意義；對于機(jī)場驅(qū)鳥人員進(jìn)行飛鳥識別、知識普及和培訓(xùn)等也具有應(yīng)用價值；對于未來飛機(jī)空中飛行時近距離鳥類目標(biāo)的檢測和識別也具有參考價值。

現(xiàn)有鳥類識別方法主要依賴兩種：1、鳥類形態(tài)特征（體長和體型、翅型、尾型、羽色），2、行為特征(飛行姿態(tài)和停落姿態(tài)，區(qū)分群落)：包括：（1）行為姿態(tài)（飛行路線、飛行姿態(tài)、翅膀扇動頻率及幅度、停落姿態(tài)）；（2）覓食習(xí)性；（3）鳴叫聲(鳥的占據(jù)領(lǐng)地、報(bào)警、求偶炫耀、交配、集群等行為)等，為了提高識別的正確性，需要同時考察鳥類形態(tài)特征和行為特征，而1、2（1）、2（2）需要圖像方法獲取，2（1）必須對鳥類跟蹤才能獲得鳥內(nèi)的飛行路線、飛行姿態(tài)、翅膀扇動頻率及幅度、停落姿態(tài)等動態(tài)特性；然而，現(xiàn)有研究結(jié)合實(shí)際極少，研究圖像處理方法較多，但沒有給出如何通過圖像方法獲取并記錄鳥類的飛行路線、飛行姿態(tài)、翅膀扇動頻率和幅度、停落姿態(tài)、覓食習(xí)性的技術(shù)方案；也沒有給出如何重點(diǎn)精確跟蹤鳥類目標(biāo)圖像，以便獲得鳥類的體長、體型、翅型、尾型、羽色等鳥類細(xì)節(jié)性差異的技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決獲取鳥類鳴叫聲、圖像記錄鳥類的飛行路線、飛行姿態(tài)、翅膀扇動頻率和幅度、停落姿態(tài)、覓食習(xí)性以及鳥類細(xì)節(jié)性差異的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了全景與精準(zhǔn)圖像/球冠可變勵磁調(diào)幅調(diào)頻鳥鳴聲一體化探測系統(tǒng)，全景圖像監(jiān)視系統(tǒng)是在球冠多面體上密排列可見及紅外光ccd攝像陣列覆蓋低空全景，全景圖像監(jiān)視系統(tǒng)在大場景范圍內(nèi)自動監(jiān)測有無鳥類活動，若有鳥內(nèi)活動則給信號啟動圖像精準(zhǔn)跟蹤系統(tǒng)對鳥類進(jìn)行跟蹤，精準(zhǔn)圖像跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)采用大幅面、高幀率ccd及高倍變比的多可變可控自動鏡頭，實(shí)現(xiàn)若干平方公里范圍內(nèi)精準(zhǔn)跟蹤監(jiān)測，使得分辨率達(dá)到區(qū)別鳥類特征斑點(diǎn)的精度，獲得鳥類體長、體型、翅型、尾型、羽色的形態(tài)特征，包括飛行路線、飛行姿態(tài)、翅膀扇動頻率及幅度、停落姿態(tài)在內(nèi)的鳥類行為姿態(tài)以及覓食習(xí)性的細(xì)節(jié)性信息；

為了獲取鳥類鳴叫聲，通過在球冠體表面上按不同方位排列多個雙勵磁傳聲器，通過在軟磁鐵芯上繞線圈再加電的共同勵磁方式，使用脈寬調(diào)制（pwm）來控制線圈電力勵磁的大小和方向，以形成不同強(qiáng)度的磁場和磁滯回線，從而改變接收到的聲信號頻率和幅值，擴(kuò)大改進(jìn)后動圈式傳聲器的檢測范圍；然后對檢測出的信號進(jìn)行頻率還原，再對鳥鳴聲強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)鳥鳴聲的信號強(qiáng)弱得到不同鳥類的鳴叫聲方位；

本發(fā)明解決了自動獲取鳥類鳴叫聲、鳥類的飛行路線、飛行姿態(tài)、翅膀扇動頻率和幅度、停落姿態(tài)、覓食習(xí)性以及鳥類細(xì)節(jié)性差異信息難以獲取的技術(shù)問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，全景與精準(zhǔn)圖像/球冠可變勵磁調(diào)幅調(diào)頻鳥鳴聲探測系統(tǒng)，其特點(diǎn)包括以下步驟：

步驟1：鳥類的活動時間、范圍以及其它習(xí)性都不能預(yù)知，只有進(jìn)行全景監(jiān)測才能抓獲鳥類的活動，由于單個ccd分辨率大小及鏡頭視場角有限，難以完成全景監(jiān)視，采用陣列方式、用多個ccd陣列可以實(shí)現(xiàn)全景監(jiān)視，覆蓋整個監(jiān)視范圍；

（1）在鳥類全景陣列圖像監(jiān)測系統(tǒng)圖像采集方面，在球冠多面體上密排列可見和紅外光ccd攝像陣列覆蓋地面全景，多個ccd同步采集圖像信號，根據(jù)需要，對每一路ccd圖像可以獨(dú)立壓縮記錄；

（2）固定每個ccd焦距，使得視場角已知，當(dāng)給定距離時，某一ccd獨(dú)立監(jiān)視區(qū)域以及該ccd與相鄰ccd共同監(jiān)視的區(qū)域是確定的；鳥類全景陣列圖像監(jiān)測系統(tǒng)中對于給定的監(jiān)視距離，每一個ccd監(jiān)視區(qū)域?qū)澐譃楠?dú)立監(jiān)視區(qū)域，即其它c(diǎn)cd不能監(jiān)視到的區(qū)域，以及交叉的冗余監(jiān)視區(qū)域，交叉的冗余監(jiān)視區(qū)域至少有兩個或兩個以上的ccd可以監(jiān)視到該區(qū)域，每個ccd的圖像處理就包含了獨(dú)立監(jiān)視區(qū)域的常規(guī)圖像處理以及交叉的冗余監(jiān)視區(qū)域的融合處理兩個部分；

（3）獨(dú)立監(jiān)視區(qū)域的常規(guī)圖像處理方法是首先進(jìn)行幀差法獲取鳥類圖像變化，采用圖像分割方法將圖像中每一只鳥進(jìn)行分割，根據(jù)已經(jīng)建立的鳥類特征圖庫進(jìn)行特征匹配，然后按特征對鳥類分類統(tǒng)計(jì)；

（4）對ccd交叉的冗余監(jiān)視區(qū)域按照常規(guī)圖像處理方法先進(jìn)行幀差法獲取鳥類圖像變化，按照分割方法將圖像中每一只鳥進(jìn)行分割，根據(jù)已經(jīng)建立的鳥類特征圖庫進(jìn)行特征匹配，根據(jù)匹配結(jié)果給出概率大小送至融合估計(jì)器，融合估計(jì)器將同一區(qū)域多個ccd監(jiān)視圖像匹配的概率進(jìn)行融合估計(jì)，然后按特征對鳥類分類統(tǒng)計(jì)；

（5）在線統(tǒng)計(jì)全景內(nèi)的鳥類不同大小的個數(shù)，實(shí)現(xiàn)物種豐度在線估計(jì)；

（6）對于不能識別的鳥類，全景圖像監(jiān)視系統(tǒng)給精準(zhǔn)圖像跟蹤系統(tǒng)發(fā)出鳥類的方位信號，精準(zhǔn)圖像跟蹤系統(tǒng)將精確跟蹤監(jiān)視并記錄該鳥類的活動全過程；

步驟2：（1）精準(zhǔn)圖像跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)采用大幅面、高幀率ccd及高倍變比的多可變可控自動鏡頭，實(shí)現(xiàn)若干平方公里范圍內(nèi)精準(zhǔn)跟蹤監(jiān)測，使得分辨率達(dá)到區(qū)別鳥類特征斑點(diǎn)的精度；

（2）根據(jù)鳥類全景陣列圖像監(jiān)測系統(tǒng)給出的跟蹤起止、方位信號、精準(zhǔn)圖像跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)自身所監(jiān)視的重要鳥類或人們發(fā)出的遙控信號，通過已有的鳥類飛行路線和當(dāng)前幀目標(biāo)中心計(jì)算，記錄、更新鳥類飛行路線；

（3）圖像檢測處理算法與硬件一體化設(shè)計(jì)，僅設(shè)置一個圖像存儲空間，將相鄰兩幀圖像中指定的同一區(qū)域在fpga進(jìn)行比較，獲得有無目標(biāo)運(yùn)動信息：高速時鐘按設(shè)定的區(qū)域隨解碼芯片輸出的圖像數(shù)據(jù)流對當(dāng)前幀圖像與存入sram中的上一幀圖像作絕對差分，差分結(jié)果與按照圖像左上角獲取的光照、能見度、天氣經(jīng)驗(yàn)?zāi)：诸惖墓潭ㄩ撝颠M(jìn)行比較，大于閾值為有運(yùn)動像素點(diǎn)，否則為無運(yùn)動像素點(diǎn)；

（4）用fpga進(jìn)行圖像閾值分割、目標(biāo)中心提取、運(yùn)動偏移量和速度計(jì)算、預(yù)測估計(jì)鳥類下一幀飛行路線，對云臺方位角和俯仰角、ccd變焦鏡頭焦距、光圈、景深進(jìn)行調(diào)整，鎖定鳥類目標(biāo)；

（5）記錄鳥類的飛行路線、飛行姿態(tài)、翅膀扇動頻率和幅度、停落姿態(tài)、覓食習(xí)性等鳥類活動，獲得鳥類體長、體型、翅型、尾型、羽色的形態(tài)特征，包括飛行路線、飛行姿態(tài)、翅膀扇動頻率及幅度、停落姿態(tài)在內(nèi)的鳥類行為姿態(tài)以及覓食習(xí)性的細(xì)節(jié)性信息；

（6）精準(zhǔn)監(jiān)視的圖像與已經(jīng)建立的鳥類特征圖庫進(jìn)行特征匹配，匹配結(jié)果與獲得鳥類體長、體型、翅型、尾型、羽色的形態(tài)特征，包括飛行路線、飛行姿態(tài)、翅膀扇動頻率及幅度、停落姿態(tài)在內(nèi)的鳥類行為姿態(tài)以及覓食習(xí)性的細(xì)節(jié)性信息共同識別鳥類；

步驟3：（1）為了獲取鳥類鳴叫聲，在球冠體表面上按不同方位排列多個雙勵磁傳聲器，將由振動膜片、音圈、永久磁鐵芯和升壓變壓器構(gòu)成的動圈式傳聲器中的永久磁鐵芯改進(jìn)成為軟磁鐵芯，在軟磁鐵芯上繞線圈與軟磁鐵芯共同勵磁；構(gòu)成勵磁大小、方向、磁滯回線的強(qiáng)度可控的勵磁方式；

(2)使用pwm來控制軟磁鐵芯上線圈的直流電流大小和方向，形成不同強(qiáng)度的磁場和磁滯回線，從而改變接收到的聲信號頻率和幅值，擴(kuò)大改進(jìn)后動圈式傳聲器的檢測范圍；

(3)通過給軟磁鐵芯上線圈施加不同的pwm，對給定頻率的模擬鳥鳴聲信號進(jìn)行試驗(yàn)，通過數(shù)據(jù)擬合得到下式：

式中：為給定頻率的模擬鳥鳴聲信號幅值，為模擬鳥鳴聲信號，為時間，為在模擬鳥鳴聲信號時得到的輸出信號，為輸出幅值系數(shù)，和為磁滯回線系數(shù)；

(4)通過a/d采集改進(jìn)后動圈式傳聲器輸出信號，并按照以下方程對該輸出信號進(jìn)行頻率和幅值解調(diào)：

式中：為a/d的采樣周期，，為當(dāng)前采樣時間，為輸出信號的基本頻率，

，為傅里埃級數(shù)展開項(xiàng)的最高次數(shù)；、傅里埃級數(shù)展開項(xiàng)的系數(shù)；

(5)定義：

式中：為模型噪聲，且為零均值高斯白噪聲，；直接采用參數(shù)估計(jì)方法估計(jì)出傅里埃級數(shù)展開項(xiàng)的系數(shù)、和；得到序列后，直接得到鳥鳴聲強(qiáng)度的功率譜；

（5）根據(jù)已知的不同鳥類占據(jù)領(lǐng)地、報(bào)警、求偶炫耀、交配、集群行為鳴叫聲，建立對應(yīng)的頻譜知識庫，作為不同鳥類、不同鳴叫聲的識別依據(jù)；

（6）第組雙勵磁傳聲器檢測到的鳥鳴聲強(qiáng)度，當(dāng)某一，第0個，雙勵磁傳聲器測得的鳥鳴聲強(qiáng)度，比其它雙勵磁傳聲器去除背景鳥鳴聲后測得的鳥鳴聲強(qiáng)度，，都要大，建立以球冠中心為坐標(biāo)原點(diǎn)的笛卡爾直角坐標(biāo)系，且軸通過第0個雙勵磁傳聲器進(jìn)音孔頂部中心，假設(shè)雙勵磁傳聲器進(jìn)音孔頂部中心構(gòu)成新球冠的距離為，第0個雙勵磁傳聲器進(jìn)音孔頂部中心坐標(biāo)為，第個雙勵磁傳聲器進(jìn)音孔頂部中心坐標(biāo)為，，第0個雙勵磁傳聲器進(jìn)音孔頂部中心切平面方程則為：，第個雙勵磁傳聲器進(jìn)音孔頂部中心與坐標(biāo)原點(diǎn)連線與的交點(diǎn)坐標(biāo)為，計(jì)算：

在平面上新坐標(biāo)點(diǎn)定義為對應(yīng)等效球冠坐標(biāo)點(diǎn)，其中：

，

坐標(biāo)原點(diǎn)與連線方向就為鳥鳴聲源方向。

本發(fā)明的有益結(jié)果是：全景圖像監(jiān)視系統(tǒng)是在球冠多面體上密排列可見及紅外光ccd攝像陣列覆蓋低空全景，與魚眼鏡頭相比，光學(xué)系統(tǒng)帶來的畸變要小很多；對于鳥類的體長、體型、翅型、尾型、羽色以及鳥類細(xì)節(jié)性差異，監(jiān)測精度在1毫米左右時才能分別絕大多數(shù)鳥類細(xì)節(jié)性差異；若全景圖像監(jiān)視系統(tǒng)分辨率達(dá)到1毫米的精度，監(jiān)視2平方公里需要像素，需要266667個3000*2500像素的ccd，系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)；而采用3000*2500大幅面、高幀率ccd及550倍變比的3可變可控自動鏡頭精準(zhǔn)圖像跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)，就可以實(shí)現(xiàn)2平方公里監(jiān)測精度優(yōu)于1毫米；并且通過在球冠體表面上按不同方位排列多組雙勵磁傳聲器，與圖像信號一起可以自動獲取鳥類的飛行路線、飛行姿態(tài)、翅膀扇動頻率和幅度、停落姿態(tài)、覓食習(xí)性、鳥鳴聲以及鳥類細(xì)節(jié)性差異信息。

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖1全景圖像監(jiān)視系統(tǒng)和精準(zhǔn)圖像跟蹤系統(tǒng)組合監(jiān)視方案框圖；

附圖2全景圖像監(jiān)視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

附圖3精準(zhǔn)圖像跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

附圖4為柵格適應(yīng)性檢測結(jié)構(gòu)示意圖，其中，分別為上下、左右柵格開閉角度；

具體實(shí)施方式

參照附圖1—附圖4。

步驟1：鳥類的活動時間、范圍以及其它習(xí)性都不能預(yù)知，只有進(jìn)行全景監(jiān)測才能抓獲鳥類的活動，由于單個ccd分辨率大小及鏡頭視場角有限，難以完成全景監(jiān)視，采用陣列方式、用16個ccd陣列可以實(shí)現(xiàn)全景監(jiān)視，覆蓋整個監(jiān)視范圍；

（1）在鳥類全景陣列圖像監(jiān)測系統(tǒng)圖像采集方面，在球冠多面體上密排列16個可見和紅外光ccd攝像陣列覆蓋地面全景，16個ccd同步采集圖像信號，根據(jù)需要，對每一路ccd圖像可以獨(dú)立壓縮記錄；

（2）固定每個ccd焦距，使得視場角已知，當(dāng)給定距離時，某一ccd獨(dú)立監(jiān)視區(qū)域以及該ccd與相鄰ccd共同監(jiān)視的區(qū)域是確定的；鳥類全景陣列圖像監(jiān)測系統(tǒng)中對于給定的監(jiān)視距離，每一個ccd監(jiān)視區(qū)域?qū)澐譃楠?dú)立監(jiān)視區(qū)域，即其它c(diǎn)cd不能監(jiān)視到的區(qū)域，以及交叉的冗余監(jiān)視區(qū)域，交叉的冗余監(jiān)視區(qū)域至少有兩個或兩個以上的ccd可以監(jiān)視到該區(qū)域，每個ccd的圖像處理就包含了獨(dú)立監(jiān)視區(qū)域的常規(guī)圖像處理以及交叉的冗余監(jiān)視區(qū)域的融合處理兩個部分；

（3）獨(dú)立監(jiān)視區(qū)域的常規(guī)圖像處理方法是首先進(jìn)行幀差法獲取鳥類圖像變化，采用圖像分割方法將圖像中每一只鳥進(jìn)行分割，根據(jù)已經(jīng)建立的鳥類特征圖庫進(jìn)行特征匹配，然后按特征對鳥類分類統(tǒng)計(jì)；

（4）對ccd交叉的冗余監(jiān)視區(qū)域按照常規(guī)圖像處理方法先進(jìn)行幀差法獲取鳥類圖像變化，按照分割方法將圖像中每一只鳥進(jìn)行分割，根據(jù)已經(jīng)建立的鳥類特征圖庫進(jìn)行特征匹配，根據(jù)匹配結(jié)果給出概率大小送至融合估計(jì)器，融合估計(jì)器將同一區(qū)域多個ccd監(jiān)視圖像匹配的概率進(jìn)行融合估計(jì)，然后按特征對鳥類分類統(tǒng)計(jì)；

（5）在線統(tǒng)計(jì)全景內(nèi)的鳥類不同大小的個數(shù)，實(shí)現(xiàn)物種豐度在線估計(jì)；

（6）對于不能識別的鳥類，全景圖像監(jiān)視系統(tǒng)給精準(zhǔn)圖像跟蹤系統(tǒng)發(fā)出鳥類的方位信號，精準(zhǔn)圖像跟蹤系統(tǒng)將精確跟蹤監(jiān)視并記錄該鳥類的活動全過程；

步驟2：（1）精準(zhǔn)圖像跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)采用3000*2500大幅面、25幀/秒ccd及550倍變比的3可變可控自動鏡頭，實(shí)現(xiàn)2平方公里范圍內(nèi)精準(zhǔn)跟蹤監(jiān)測，使得分辨率達(dá)到1毫米，滿足能夠區(qū)別鳥類特征斑點(diǎn)的精度；

（2）根據(jù)鳥類全景陣列圖像監(jiān)測系統(tǒng)給出的跟蹤起止、方位信號、精準(zhǔn)圖像跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)自身所監(jiān)視的重要鳥類或人們發(fā)出的遙控信號，通過已有的鳥類飛行路線和當(dāng)前幀目標(biāo)中心計(jì)算，記錄、更新鳥類飛行路線；

（3）圖像檢測處理算法與硬件一體化設(shè)計(jì)，僅設(shè)置一個圖像存儲空間，將相鄰兩幀圖像中指定的同一區(qū)域在fpga進(jìn)行比較，獲得有無目標(biāo)運(yùn)動信息：高速時鐘按設(shè)定的區(qū)域隨解碼芯片輸出的圖像數(shù)據(jù)流對當(dāng)前幀圖像與存入sram中的上一幀圖像作絕對差分，差分結(jié)果與按照圖像左上角獲取的光照、能見度、天氣經(jīng)驗(yàn)?zāi)：诸惖墓潭ㄩ撝颠M(jìn)行比較，大于閾值為有運(yùn)動像素點(diǎn)，否則為無運(yùn)動像素點(diǎn)；

（4）用fpga進(jìn)行圖像閾值分割、目標(biāo)中心提取、運(yùn)動偏移量和速度計(jì)算、預(yù)測估計(jì)鳥類下一幀飛行路線，對云臺方位角和俯仰角、ccd變焦鏡頭焦距、光圈、景深進(jìn)行調(diào)整，鎖定鳥類目標(biāo)；

（5）記錄鳥類的飛行路線、飛行姿態(tài)、翅膀扇動頻率和幅度、停落姿態(tài)、覓食習(xí)性等鳥類活動，獲得鳥類體長、體型、翅型、尾型、羽色的形態(tài)特征，包括飛行路線、飛行姿態(tài)、翅膀扇動頻率及幅度、停落姿態(tài)在內(nèi)的鳥類行為姿態(tài)以及覓食習(xí)性的細(xì)節(jié)性信息；

（6）精準(zhǔn)監(jiān)視的圖像與已經(jīng)建立的鳥類特征圖庫進(jìn)行特征匹配，匹配結(jié)果與獲得鳥類體長、體型、翅型、尾型、羽色的形態(tài)特征，包括飛行路線、飛行姿態(tài)、翅膀扇動頻率及幅度、停落姿態(tài)在內(nèi)的鳥類行為姿態(tài)以及覓食習(xí)性的細(xì)節(jié)性信息共同識別鳥類；

步驟3：（1）為了獲取鳥類鳴叫聲，在球冠體表面上按不同方位排列多個雙勵磁傳聲器，將由振動膜片、音圈、永久磁鐵芯和升壓變壓器構(gòu)成的動圈式傳聲器中的永久磁鐵芯改進(jìn)成為軟磁鐵芯，在軟磁鐵芯上繞線圈與軟磁鐵芯共同勵磁；構(gòu)成勵磁大小、方向、磁滯回線的強(qiáng)度可控的勵磁方式；

(2)使用pwm來控制軟磁鐵芯上線圈的直流電流大小和方向，形成不同強(qiáng)度的磁場和磁滯回線，從而改變接收到的聲信號頻率和幅值，擴(kuò)大改進(jìn)后動圈式傳聲器的檢測范圍；

(3)通過給軟磁鐵芯上線圈施加不同的pwm，對給定頻率的模擬鳥鳴聲信號進(jìn)行試驗(yàn)，通過數(shù)據(jù)擬合得到下式：

式中：為給定頻率的模擬鳥鳴聲信號幅值，為模擬鳥鳴聲信號，為時間，為在模擬鳥鳴聲信號時得到的輸出信號，為輸出幅值系數(shù)，和為磁滯回線系數(shù)；

(4)通過a/d采集改進(jìn)后動圈式傳聲器輸出信號，并按照以下方程對該輸出信號進(jìn)行頻率和幅值解調(diào)：

式中：為a/d的采樣周期，，為當(dāng)前采樣時間，為輸出信號的基本頻率，

為傅里埃級數(shù)展開項(xiàng)的最高次數(shù)；、傅里埃級數(shù)展開項(xiàng)的系數(shù)；

(5)定義：

式中：為模型噪聲，且為零均值高斯白噪聲，；直接采用參數(shù)估計(jì)方法估計(jì)出傅里埃級數(shù)展開項(xiàng)的系數(shù)、和；得到序列后，直接得到鳥鳴聲強(qiáng)度的功率譜；

（5）根據(jù)已知的不同鳥類占據(jù)領(lǐng)地、報(bào)警、求偶炫耀、交配、集群行為鳴叫聲，建立對應(yīng)的頻譜知識庫，作為不同鳥類、不同鳴叫聲的識別依據(jù)；

（6）第組雙勵磁傳聲器檢測到的鳥鳴聲強(qiáng)度，當(dāng)某一，第0個，雙勵磁傳聲器測得的鳥鳴聲強(qiáng)度，比其它雙勵磁傳聲器去除背景鳥鳴聲后測得的鳥鳴聲強(qiáng)度，，都要大，建立以球冠中心為坐標(biāo)原點(diǎn)的笛卡爾直角坐標(biāo)系，且軸通過第0個雙勵磁傳聲器進(jìn)音孔頂部中心，假設(shè)雙勵磁傳聲器進(jìn)音孔頂部中心構(gòu)成新球冠的距離為，第0個雙勵磁傳聲器進(jìn)音孔頂部中心坐標(biāo)為，第個雙勵磁傳聲器進(jìn)音孔頂部中心坐標(biāo)為，第0個雙勵磁傳聲器進(jìn)音孔頂部中心切平面方程則為：，第個雙勵磁傳聲器進(jìn)音孔頂部中心與坐標(biāo)原點(diǎn)連線與的交點(diǎn)坐標(biāo)為，計(jì)算：

在平面上新坐標(biāo)點(diǎn)定義為對應(yīng)等效球冠坐標(biāo)點(diǎn)，其中：

，

坐標(biāo)原點(diǎn)與連線方向就為鳥鳴聲源方向。