A Computational Learning Theoretic Approach to Birdsong Syntax Analysis

鸟鸣句法分析的计算学习理论方法

• 批准号: 18500109
• 负责人: NISHINO Tetsuro
• 金额: $ 2.57万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18500109/
• 关键词: Bird Song Syntax; Phonetics; Language Acquisition; Computational Learning Theory; Phonetic Extraction; Noise Reduction; 計算論敵学習理論

We propose an efficient automata-based approach to extract behavioral units and rules from continuous sequential data of animal behavior. Introducing original extensions, we integrate two elemental methods-the Ngram model and the Angluin's machine learning algorithm into an ethological data mining framework. It allows us to obtain the simplest finite automaton representation of behavioral rule that accepts (or generates) the smallest set of possible behavioral patterns from sequential data of animal behavior. With this method, we demonstrate how the ethological data mining works using real birdsong data and performs experimental evaluations of this method using artificial birdsong data generated by a computer program. These results suggest that our ethological data mining effectively works even for noisy ethological data by appropriately setting the parameters. In addition, we demonstrate a case study using the Bengalese finch song, showing that our method successfully grasps the core structure of the singing behavior such as loops and branchings.

我们提出了一种有效的基于自动机的方法，从动物行为的连续序列数据中提取行为单元和规则。引入原始扩展，我们将两种基本方法——Ngram 模型和 Angluin 机器学习算法集成到行为学数据挖掘框架中。它使我们能够获得行为规则的最简单的有限自动机表示，该表示从动物行为的连续数据中接受（或生成）最小的可能行为模式集。通过这种方法，我们演示了行为学数据挖掘如何使用真实的鸟鸣数据进行工作，并使用计算机程序生成的人工鸟鸣数据对该方法进行实验评估。这些结果表明，通过适当设置参数，我们的行为学数据挖掘即使对于嘈杂的行为学数据也能有效地工作。此外，我们还使用孟加拉雀的歌曲进行了案例研究，表明我们的方法成功地掌握了歌唱行为的核心结构，例如循环和分支。

项目成果

A Reversible Automata Approach to Birdsong Modeling

鸟鸣建模的可逆自动机方法

• 发表时间: 2006
• 作者: K.; Sasahara; Y.; Kakishita; T.; Nishino; M.; Takahasi; K.; Okanoya
• 通讯作者: Okanoya

可変長Nグラムモデルを用いたジュウシマツの歌構造の解析に関する研究

利用变长N-gram模型分析日本松歌曲结构的研究

• 发表时间: 2007
• 作者: 常田宏和; 笹原 和俊; 西野哲朗; 高橋美樹; 岡ノ谷一夫
• 通讯作者: 岡ノ谷一夫

K-means法を用いたジュウシマツの歌の音素分類に関する研究

基于K-means方法的日本松歌音素分类研究

• 发表时间: 2007
• 作者: 小松靖直; 柿下容弓; 笹原和俊; 西野哲朗; 高橋美樹; 岡ノ谷一夫
• 通讯作者: 岡ノ谷一夫

可変長Nグラムモデルを用いたジュウシマツの歌構造の解析に関する研究

利用变长N-gram模型分析日本松歌曲结构的研究

• 发表时间: 2007
• 作者: 常田宏和; 笹原 和俊; 西野哲朗; 高橋美樹; 岡ノ谷一夫
• 通讯作者: 岡ノ谷一夫

Constructing Song Syntax by Automata Induction

通过自动机归纳构建歌曲语法

• 发表时间: 2006
• 作者: K.; Sasahara; Y.; Kakishita; T.; Nishino; M.; Takahasi; K.; Okanoya
• 通讯作者: Okanoya