Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie

Cartoon Bildschirm mit Finger
Urheber*in: Mohamed Mahmoud Hassan Lizenz: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ Quelle: https://www.publicdomainpictures.net/en/view-image.php?image=280716&picture=aktualizace-softwaru

Software

Rufe sichtbar machen

Nachdem nun theoretisch mit einem Rekorder die Rufe der Nachtjagenden aufgenommen und auf eine Speicherkarte gebracht wurden, müssen sie im folgenden Schritt weiterverarbeitet werden. Die hier vorgestellten Softwares erstellen Spektrogramme, auch Sonogramm und Sonagramm genannt. Dabei handelt es sich um die grafische Darstellung des zeitabhängigen Frequenzverlaufs eines Geräusches unter Berücksichtigung des Schalldrucks. Sie visualiseren den zeitlichen Verlauf der Fledermausruffrequenz und ermöglichen somit eine optische Analyse bis zur Bestimmung der Arten.

Aber was geschieht da am Computer? Ganz vereinfacht gesagt:
Die meisten Softwares identifizieren die Arten, von denen die aufgenommenen Rufe denen aus ihrer Rufbibliothek am ähnlichsten sind. Normalerweise berechnet die Software eine dabei eine Übereinstimmungswahrscheinlichkeit für mehrere Arten. Einige Programme basieren auf ihrem passenden Detektor (z. B. Batscope für Batlogger, BatIdent für Batcorder) und sind in dieser Kombination wahrscheinlich zuverlässiger, was an der Art der Mikrofone und ihrer Kalibrierung liegt.
Automatische Detektoren werden aber oft nicht nur durch Fledermausrufe ausgelöst, sondern auch durch andere akustische Quellen wie Heuschrecken, Regen, Autobremsen oder Telefone. Ein großer Vorteil automatisierter Identifizierungsprogramme besteht darin, Dateien zu entfernen, die eben nur solche Geräusche enthalten. Beispielsweise können tausende von .wav-Dateien, durch Regen oder Windkraftanlagengeräusche entstehen, diese jedoch in einem einzigen Schritt von Fledermausrufen getrennt werden. Das erspart Tage oder sogar Wochen an Arbeit.22

Bei den verbleibenden Dateien, die das Programm als Fledermausrufe identifiziert, kann es sich aber auch um Fehlalarme handeln. Also um Aufnahmen, die keine Fledermausgeräusche sind, die jedoch beibehalten wurden. Es sollten immer mehrere zufällig ausgewählte Dateien überprüft werden, um sicherzustellen, dass nicht zu viele falsch positive Ergebnisse vorliegen. Da ohnehin alle Bestimmungsvorschläge für seltene Arten überprüft werden müssen, wird so schnell eine große Anzahl falsch positiver Ergebnisse entdeckt.22

Hier eine unvollständige Vorstellung diverser Softwares zur Analyse von Fledermausrufen:

Pay To Win Varianten

Hier sind ein paar Beispiele für kommerzielle Software für die bioakustische Analyse. Einige von ihnen haben jedoch teilweise kostenlosen (Test-)Versionen. Die Funktionen sind manchmal sehr ähnlich, genauere Details gibt es auf den verlinkten Webseiten:

Anabat Insight - Titley Scientific (Windows & Mac OS): Unterstützt unter anderem das Dateienmanagement, diverse Berichterstellungen sowie das Anzeigen von Dateien auf integrierten Landkarten und der Möglichkeit, diese direkt auf GIS (Geoinformationssystem) - Projekte zu übertragen. Kostenlos für Anabat-Benutzer*innen, welche ein Anabat Gerät erworben haben, ansonsten rund 352 Euro.

Avisoft-SASLab Pro - Bioacoustics Laboratory Software (Windows): Breite Palette an Analyse- und Verarbeitungswerkzeugen. Ab 2100 Euro, die Lite Version ist kostenlos.

BatScreen - Bioacoustic Technology (Windows): Für die manuelle Auswertung einer großen Anzahl von Fledermausrufaufnahmen gemacht. Mit Werkzeugen, um Rufaufnahmen zu visualisieren und akustisch hörbar zu machen für die Analyse und Kategorisierung der Aufnahmen. Es gibt ebenfalls eine kostenlose BatScreen Lite-Version.

bcAdmin - ecoObs GmbH(Mac OS): Verwaltet und analysiert Fledermausaufnahmen. Mit einer erzeugten Datenbank können Aufnahmen verwaltet werden, auf Knopfdruck werden Berichte und Grafiken erzeugt. 225 Euro im Jahr.

bcAnalyze - ecoObs GmbH (Mac OS): Für die manuelle Analyse von Fledermausaufnahmen mit Oszillogramm und Sonagramm - Darstellung, spezialisiert auf die Verarbeitung hochauflösender Rufaufnahmen im Wave und RAW Format. Laut Webseite für Fledermausforscher*innen, Gutachter*innen und andere Interessierte geschrieben. Kostenlos im Apple Store mit Einschränkungen die durch die rund 125 Euro Pro Version aufgehoben werden können.

BatSound® - Pettersson (Windows, aber Linux & Mac OS via CrossOver): Laut Webseite für verschiedene Arten der Klanganalyse im allgemeinen plus einer Reihe von Funktionen, welche besonders nützlich sind, um Fledermausrufe zu analysieren, die von einem Fledermausdetektor oder direkt mit einem Pettersson Ultraschalldetektor D500X oder D1000X aufgezeichnet wurden. 264 Euro, es gibt jedoch auch eine Demo sowie eine Lite Version jeweils kostenlos.

Signaltm - Engineering Design (Windows, Mac OS): Grafische Umgebung zum Anzeigen, Messen und Bearbeiten von Signalen. Unter anderem mit einer umfangreichen mathematischen Toolbox, einem Hilfesystem, einem interaktiven TUTOR Programm mit 30 Kapiteln und einem 1000-seitigen Handbuch. Die Webseite sieht zwar aus als wäre sie ein Relikt ihrer Zeit, wird jedoch noch inhaltlich gepflegt. 2315 Euro.

SonoBat - Bat Call Analysis Software von Dr. Joe Szewczak (Windows, Mac OS): Fledermausanalyse und automatisierte Batch-Extraktion von Rufparameterdaten, Überprüfung und Berichterstellung. Kosten je nach Einsatzregion unterschiedlich.

SonoChiro® -  biotope (Windows): Automatische Analyse von großen Datenmengen an Fledermausrufen von Ultraschallsensoren und - Rekordern. Erwähnen auch, dass man mit ihrer Software die manuelle Rufanalyse nicht ersetzen kann. Ab 500 Euro für Studierende.

Free To Play Varianten

Glücklicherweise gibt es auch Freeware für die geplanten Zwecke bei der Rufanalyse. Manche von ihnen sind eine "abgespeckte" bzw. funktionsreduzierte Variante der kostenpflichtigen Programme. Hier sind ein paar Beispiele aufgeführt und verlinkt um sich intensiver selbst informieren zu können:

Avisoft-SASLab Lite - Bioacoustics Laboratory Software (Windows): Beschreibung siehe oben für Avisoft-SASLab Pro.

BatExplorer - Batlogger (Windows): Kann Aufnahmen organisieren, anhören, ansehen und klassifizieren. Verfügt über automatische Fledermausruferkennung und bietet Vorschläge für Fledermausarten.

BatClassify - Chris Scott (Windows): Automatisiert Extraktion und Klassifizierung von Echoortungsrufen (für eine Untergruppe britischer Fledermausarten) aus Zeitexpansions- und Direktabtastdetektoraufzeichnungen. Anleitung ist weiter unten auf der verlinkten Seite.

BatScope - Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (Windows & Mac OS): Kann Aufnahmen von BatLogger und anderen Geräten in eine Datenbank auf dem Computer übernehmen. Bietet unter anderem Datenbankmanagement der Aufnahmen, das durchsehen von Spektrogrammen durchsehen, kann Aufnahmen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten abspielen, Signale automatisch analysieren und zu Arten klassieren etc.

Kaleidoscope Lite - Wildlife Acoustics (Windows, Red Hat Linux, Mac OS): Spektrogramm-Viewer, mit dem Wildtier-Audioaufnahmen angehört, anzeigezeigt und beschriftet sowie zwischen verschiedenen Aufnahmeformaten konvertiert werden kann. Benutzer*innen müssen jedoch ein Konto auf der Website von Wildlife Acoustics erstellen, um die Software herunterladen zu können. Kostenlose Version von Kaleidoscope Pro.

Raven Lite - K. Lisa Yang Center for Conservation Bioacoustics (Windows, Mac OS X, Linux): Zwar nicht ausschließlich für Fledermäuse konzipiert, das Prinzip ist jedoch dasselbe. Geräusche werden als Spektrogramme und Wellenformen aufgezeichnet, gespeichert und visualisiert. Gibt ebenfalls eine kostenpflichtige Version davon.

SeaWave Sound Emission Analyzer Wave Edition - CIBRA, AEST & Gianni Pavan (Windows, aber Linux & Mac OS via CrossOver): Kostenlose Light Version der SeaPro Software, beispielsweise mit der Einschränkung von maximal 680Mb Dateigröße pro Aufnahme. Kann echtzeit Spektrogramm Visualisierung, jedoch etztes Update der Software 2011 und der Webseite 2017, geht daher beispielsweise nur bis Windows 10.

WaveSurfer - Kåre Sjölander & Jonas Beskow (Open Source - Windows, Linus, OS X & mehr): Eher simples Programm, zeigt unter anderem Spektrogramme und Schallwellenformen. Die freieSoftware ist von 2005, letztes Update war 2020, die eigene Webseite zeigt 404 bis auf einen Auschnitt der Uni Bremen zum Manual aber es wird immer noch von Menschen heruntergeladen, genutzt sowie in Foren besprochen. Daher wird sie hier trotzdem mit aufgeführt.

Stand: Dezember 2023

Fledermaus-Frage-Feld

Was ist ein Spektrogramm?
Was wäre sinnvoll automatisch rauszufiltern bevor man Fledermausrufe analysiert?
Warum sollten die von der Software analysierten Rufe trotzdem nochmal überprüft werden?