看得见的歌声：海豚鲸类完美声谱图(组图)

发表：2010-02-02 18:52

据英国《新科学家》网站报道:在浩瀚的海洋中，除了惊涛骇浪的怒吼之外，其实还有优美动听的歌声。鲸类和海豚它们的歌声不仅仅优美动听，而且看起来也赏心悦目。近日，声学工程师利用一些特殊的技术，将鲸类和海豚的歌声变成可视化的美丽图案，而且该技术可以比传统的鲸之歌，可视化技术捕获更多的声音信息。

1.座头鲸交配时的声音

这是声学工程师费舍尔，利用声学技术将座头鲸交配时的声音中的低频率呻吟声和哭声，按逆时针方向以可视化的图形展现出来。本图所表达的声音录音于夏威夷。

2. 小须鲸歌声声谱的傅立叶转换图

为了识别动物的物种，海洋生物学家通常通过绘制动物歌声的声谱图，从而将声音可视化。本图是小须鲸大声呼叫时声音的逆时针频率图。原始的声音通过一种被称为“傅立叶转换”的数学过程，转换成正弦频率分量。

傅立叶转换通常能够较好地描述重复的、持续性的噪音，但是不适合用来转换某些物种发出的断音。鲸类和海豚的歌声在音调、音量和长度方面变化很多。在本图中看到的这种线性光谱，就是来自小须鲸的“啵嘤”呼叫声，其中一些细节已经被抹去，一些单独的脉冲也已无法分辨出来。

3. 小须鲸歌声声谱的小波转换图

费舍尔更喜欢利用一种不太常用的数学过程对声谱进行转换，这个数学过程就是被称为“小波转换”的过程。本图显示的同样是小须鲸的“啵嘤”呼叫声，但是从图片中可以明显看出，小波转换比傅立叶转换的正弦波更适合捕捉鲸类的声音。

图中的绿点，所代表的脉冲一个个都更加清晰。费舍尔表示:“傅立叶转换通常使用的比较多，因此它已成为人们在研究声音时的唯一转换方式。但是，对于鲸类来说，它们的声音可以实现很多事情，这些都是在普通光谱图中看不到的。”

4. 小须鲸歌声

本图同样是小须鲸歌声的可视化效果图，但是此前的线性图案已被绘制成一圈圈的圆环形。费舍尔有时还会对自己获得的声音图片进行再制作:比如他有时将声音图片层层堆叠从而产生花朵图案，有时将声音图案进行里外翻转或放大，从而产生特定的图案效果。不过费舍尔表示，他更喜欢声音的原始形状。本图所示的声音，由美国加利福尼亚州西南渔业科学中心的研究人员录制。

5. 小须鲸歌声

本图是相同的小须鲸歌声，经过不同的小波转换产生的可视化效果图。由于有数百种小波类型可以使用，因此费舍尔选择了其中最能表达小须鲸歌声、或是最能产生理想的审美效果的一种。

6. 花斑原海豚歌声

本图，是由一只花斑原海豚的叫声所形成的图案，声音录制于北大西洋亚述尔群岛海域。这只花斑原海豚既会发嘀嗒声、也会发出口哨声。其中，嘀嗒声由向外辐射的直线来表达，粗的黑线代表口哨声。这些声音音量较低，可能还有来自其他海豚的声音。

7. 伪虎鲸歌声

本图所示的是伪虎鲸的歌声，声音录制于北大西洋亚述尔群岛海域。伪虎鲸的名字前之所以多了一个“伪”，就因为它们与海豚的关系比与虎鲸的关系更近。

它们的歌声中，包含了各种不同的高频率嘀嗒声、口哨声和尖叫声，这些声音主要用于回声定位和相互通讯。在本图中，可以看到它们是如何同时发出嘀嗒声和口哨声的，其中嘀嗒声是径向辐线，而口哨声则是图片中央模糊的部分。

8.白吻斑纹海豚嘀嗒声

本图表达的是由白吻斑纹海豚所发出的嘀嗒声。它们发出这种嘀嗒声主要是用于回声定位，频率大约为15万赫兹。本图中的声音录音于冰岛附近的北大西洋中。

9.白吻斑纹海豚嘀嗒声
　　
本图所表达的声音与前一图相同，但费舍尔采用了不同的小波类型进行转换，并对转换结果进行再制作，从而形成了图中美丽的花朵图案。本图其实是一种合成图，“花朵”的每个花瓣分别是由录音中的不同部分的可视化图像所形成的。费舍尔把每一声音片段的图像层叠、旋转并改变大小，最终产生了本图的效果。

来源:新浪科技

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