Mestre em Psicobiologia em ênfase em comportamento animal. Atua na área de bioacústica e conservação de cetáceos. Aceita para cursar o doutorado em biologia na Universidade de St. Andrews.

Neste link você encontra meu CV: cv_2016_academico_pt_03_2016.pdf

E aqui o link para meu Lattes: http://lattes.cnpq.br/8929859786091571

Quer saber um pouco mais sobre meu trabalho? Então acesse: http://www.rufford.org/projects/julia_dombroski e http://www.lab.bio.br/

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Função para elaboração de imagem com espectrograma, oscilograma e espectro de frequência de um som de interesse.

Na área da bioacústica a visualização de um som de interesse por meio de representações gráficas é fundamental e indispensável na maioria das publicações. Deste modo o autor deve gerar diversas imagens de representações gráficas para cada um dos sons que ele investigue. No caso de descrições de repertório acústico por exemplo, podem ser necessárias dezenas de imagens descritivas. Por se tratar de uma tarefa que empregará o mesmo conjunto de funções com variações de parâmetros específicos, será desenvolvida deste trabalho uma função para aumentar a eficiência os(as) autores(as) na elaboração de tais imagens.

A função proposta irá produzir uma imagem que possuirá as três representações gráficas básicas necessárias para a descrição de um som ou vocalização de maneira completa: espectrograma, oscilograma e espetro de frequência. As representações gráficas estarão organizadas de maneira intuitiva e condensada para que a imagem gerada possa ser destinada a publicação: o espectrograma ocupará a maior porcentagem da imagem; empregando a escala do eixo de tempo (x) do espectrograma, na porção inferior da janela, será criado um oscilograma; empregando a escalda de frequência (y) do espectrograma, na porção direita da janela será construído um espetro de frequência. Abaixo, esboço de como será a imagem retornada pela função.

Esta função utilizará ferramentas dos pacotes seewave, tuneR, signal e MASS. O objeto de entrada da função deverá conter o som de interesse a partir do qual serão geradas as representações gráficas. Os argumentos serão: tipo de arquivo de imagem a ser gerado; nome do arquivo retornado pela função; dimensões desejadas da imagem de retorno e palheta de cores será empregada na elaboração do espectrograma. A função irá solicitar ao usuário que insira, um a um, dados sobre o tipo de janela, comprimento de janela, e sobreposição das amostras para elaboração das representações gráficas; intervalo de frequência a ser representado, como ele será dividido e unidade (Hz ou kHz).

Para saber mais sobre as representações gráficas do som e seus parâmetros acesse: http://www.birds.cornell.edu/brp/Raven/Raven14UsersManual.pdf

Função para estimativa de nível sonoro na fonte.

O nível sonoro na fonte (SL source level) corresponde ao valor de intensidade de um som a uma distância de 1 metro da fonte. Este valor pode ser estimado por meio da equação dos sonares originalmente desenvolvida para avaliar a performance de sonares em ambientes aquáticos. Os termos dessa equação são valores expressos em dB e representam a perda de intensidade sonora por transmissão (TL – Transmission lost) e o nível do sinal recebido no sensor (RL – Received Level). Deste modo, o nível sonoro na fonte é igual a somatória do nível recebido e da perda por transmissão:

SL=RL+TL

Existem porém diferentes maneiras para calcular a perda por transmissão: pode-se considerar modelos de espalhamento geométrico, cilíndrico ou combinados (cada um com sua fórmula específica) e cada um deles se comportará de maneira distinta de acordo com características como o tipo de fundo do local (arenoso ou rochoso), a profundidade do local, temperatura da água e salinidade. A função proposta possuirá como argumentos: profundidade do local, temperatura da água, salinidade e tipo de fundo e seu objeto de entrada deverá conter o valor de RL (dB). Então, a função perguntará ao usuário qual modelo para o cálculo da perda por transmissão ele deseja empregar (esférica, cilíndrica ou combinada), qual valor de absorção padrão e se deseja que o índice de direcionalidade do som seja levado em consideração ou não para o cálculo do SL e qual seria este índice (deverão ser empregados valores padrões para som omni, bi ou unidirecional. A função retornará então um vetor com o valor de SL e um gráfico mostrando a perda da intensidade desde a fonte até a localização do sensor, de acordo com o modelo escolhido, como na imagem abaixo:

sof.image {seewave}								R Documentation

		Produzindo arquivo com imagem que reúne 3 representações gráficas do som 					

Descrição:

Produz arquivo com imagem que possui as três representações gráficas básicas necessárias para a descrição 
de um som de maneira completa: espectrograma (f~t), oscilograma (a~t) e espectro de frequência(a~f). 

Uso:

sof.image(sound, fty, winsz, flim, espcolor, fscolor)

Argumentos:

sound
	objeto R da classe "Wave".

fty

	tipo que arquivo que se deseja criar: "jpeg", "tiff" ou "png"
        
winsz
	
	tamanho de janela em pontos fft. 

flim

	limites mínimo e máximo do eixo de frequêcia (kHz).

espcolor

	cor do espectrograma: se colorido argumento deve ser "colors"; para tons de cinza: "grey".

fscolor

	cor do espectro de frequência: "rd" para espectro de frequência em vermelho e "bl" para espectro de frequência em preto. 	


Detalhes:

 
As representações gráficas da imagem resultante estarão organizadas da seguinte maneira: o espectrograma ocupará a maior porcentagem da imagem; empregando 
a escala do eixo de tempo (x) do espectrograma, na porção inferior da janela, será criado um oscilograma; empregando a escalda de frequência (y) do espectrograma, 
na porção direita da janela será construído um espetro de frequência. 

Valor:

Um dispositivo gráfico de imagem é ativado mas nada é retornado ao usuário. 

Aviso:
 
O objeto de entrada deve conter "f". 
A duração total do objeto será representada graficamente. 
Para todos os tipos de arquivo o tamanho da imagem é de 16cm de altura por 16cm de largura e resulução é de 600ppi.  
Ambos espectrograma e espectro de frequência são calculados empregando-se sobreposição de amostras de 50% e janela "Hanning". 
O espectro de frequência é calculado por meio da função meanspec() 

Autore(s)

Julia R. G. Dombroski
dombroski.julia@gmail.com

Referências:

Sueur J., T. Aubin, C. Simonis. 2007. Equipment review: seewave, a free modular tool for sound analysis and synthesis. Bioacoustics 18(2) 212-226.
 

Exemplos:
##Elaborando uma imagem em formato jpeg com espectrograma colorido e espectro de frequência em preto.
##Tamanho de janela de 512 pontos e o eixo de frenquência irá de 0 até 500Hz

whalecall=readWave("B.wav")
sof.image(whalecall, "jpeg", 512, c(0, 0.5), "colors", "bl")


##Elaborando, para o mesmo som de interesse (whalecall) imagem em tiff com espetrograma em escala de cinza e espectro de frequência em vermelho.
####Tamanho de janela de 1024 pontos e o eixo de frenquência irá de 0 até 800Hz

sof.image(whalecall, "tiff", 1024, c(0, 0.8), "grey", "rd")

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##Antes de utilizar a função##
##############################

##Iniciar com a instalação dos pacotes que contém as ferramentas que vamos utilizar.##

install.packages("seewave") 
install.packages("MASS") 
install.packeges("tuneR") 
install.packeges("signal")

##Carregando as ferramentas dos pacotes préviamente instalados##

library(seewave)
library(tuneR)
library(signal)
library(MASS)

########################
##A função sof.image()##
########################

sof.image= function(sound, fty, winsz, flim, espcolor, fscolor) #Criando uma funçao que se chama sof.image (Spectrogram, Oscilogram, Frequency spectrum). Seus argumentos são sound (objeto R ao qual son foi atribuído), fty (tipo de arquivo que será gerado), tjam (tamanho de janela), flim (limites do eixo de frequência), espcolor (definiçao das cores a serem empregadas no espectrograma) e fspec(cor do espectro de frequência).  
{
  if(fty=="jpeg") #se o argumento fty for "jpeg" seguir por este caminho 
  {
    jpeg(filename ="Figure%03d.jpeg", width=16, height=16, units="cm", res=600) #criar um arquivo do tipo jpeg com 15 por 15 cm e resoluçao 600 ppi.
  }
  if (fty=="tiff") #se o argumento fty for "tiff" seguir por este caminho
  {
    tiff(filename="Figure%03d.tiff", width=16, height=16, units="cm", res=600) #criar um arquivo do tipo tiff com 15 por 15 cm e resoluçao 600 ppi.
  }
  if(fty=="png") #se o argumento for fty "png" seguir por este caminho
  {
    png(filename ="Figure%03d.png", width=16, height=16, units="cm", res=600) #criar um arquivo do tipo png com 15 por 15 cm e resoluçao 600 ppi.
  }
layout(matrix(c(1,2,3,0), nc=2, byrow=TRUE), width=c(2,1), height=c(3,1)) # Divisão do espaço de acordo com a matriz para receber os gráficos. A matriz possui 2 colunas e será organizada completando as linhas. largura das colunas serão 2 e 1 e altura das linhas 3 e 1  
par(mar=c(0,4.5,1,0), family="serif") #estabelecimento das margens do primeiro gráfico em relaçao ao espaço determinado na linha acima; fonte do gráfico -serif- determinada pelo argumento family.  
  if(espcolor=="colors") #se o argumento espcolor for "colors" seguir por este caminho
  {
    spectro(sound, flim=flim,  tcl=-0.15, axisY=TRUE, axisX=FALSE, wl=winsz, wn="hanning", ovlp=50, scale=FALSE, tlab="", grid=F, cex.axis=1.2, cex.lab=1.3, palette=temp.colors, collevels=seq(-65,0,0.5))  
  } #calculo do espectrograma com janela "hanning", sobreposiçao de 50% entre as amostras, tamanho de janela e limites de frequência conforme os argumentos da funçao e paletta de cores quentes.   
  if(espcolor=="grey")#se o argumento espcolor for "grey" seguir por este caminho
  {
    spectro(sound, flim=flim,  tcl=-0.15, axisY=TRUE, axisX=FALSE, wl=winsz, wn="hanning", ovlp=50, scale=FALSE, tlab="", grid=F, cex.axis=1.2, cex.lab=1.3, palette=reverse.gray.colors.2, collevels=seq(-65,0,0.5))
  }#calculo do espectrograma com janela "hanning", sobreposiçao de 50% entre as amostras, tamanho de janela e limites de frequência conforme os argumentos da funçao e paletta de cores em escala de cinza.
par(mar=c(0,0,1,5), family="serif") 
  if (fscolor=="rd") #se o argumento fspec for idêntico a "red" seguir por este caminho
  {
    meanspec(sound, plot=2, flab="", alab=" ", col="red", lwd=1.9, tcl=0.15, yaxt="n", flim=flim, wl=winsz) #elaboraçao do espectro de frequência com tamanho de janela e limites do eixo f de acordo com os argumentos da função. cor da linha: vermelha
    mtext("Relative \n amplitude (dB)", side=1, cex=1, family="serif", line=1.9, las=1) #colocaçao de texto no eixo "z" do espetro de frequência. 
  }
  if (fscolor=="bl") #se o argumento fspec for idêntico a "bl" seguir por este caminho
  {
    meanspec(sound, plot=2, flab="", alab=" ", col="black", lwd=1.9, tcl=0.15, yaxt="n", flim=flim, wl=winsz) #elaboraçao do espectro de frequência com tamanho de janela e limites do eixo f de acordo com os argumentos da função. cor da linha: preta
    mtext("Relative \n amplitude (dB)", side=1, cex=1.1, family="serif", line=2, las=1) #colocaçao de texto no eixo "z" do espetro de frequência. 
  }
par(mar=c(4.5,4.5,0, 0), family="serif", cex.axis=1.2, cex.lab=1.3) #estabelecimento das margens do espectrograma em seu espaço determinado. A fonte empregada  é a mesma dos outros gráficos. cex diz respeito ao aumento dos símbolos usandos nas indicaçoes do eixo (cex.axis) e no título do eixo (cex.lab)  
oscillo(sound, bty="o", tcl=0.25) #criaçao do oscilograma 
par(mfrow=c(1,1)) #Retornando configuração do dispositivo gráfico.
dev.off() #encerrando o dispositivo gráfico para que o arquivo criado seja salvo.
cat("Sua imagem está pronta! Verifique o diretório de trabalho atual.") #mensagem que indica que a imagem já foi gerada e deve ter sido salva no diretório de trabalho.
}

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##FIM##
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Arquivo de som em formato wave para exemplo:

Arquivo da Função: sofimage_arquivo.r

Documentação da Função: documentacao_sofimage.txt

— Julia Ribeiro Guimaraes Dombroski

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