Detección automática de firmas de audio en grabaciones de paisajes acústicos submarinos

Hoy en día es posible estudiar los ecosistemas marinos a través de grabaciones de paisajes acústicos usando hidrófonos. El objetivo de este proyecto es desarrollar e implementar métodos eficientes para la detección de firmas acústicas de distintas especies de peces en estos ecosistemas. Este problema se enmarca en una colaboración interdisciplinaria con biólogos marinos que plantea un importante desafío computacional. Esto se debe la larga duración de las grabaciones, el número reducido de firmas acústicas, y a la baja razón señal a ruido producto de la diversidad acústica del ambiente marino.

Desde una perspectiva matemática, la detección se formula como un problema similar a la deconvolución a ciegas. La señal se modela como una superposición de pocas componentes moduladas en frecuencia y corruptas por ruido aditivo. Para identificar estas componentes, se plantea un problema de optimización convexa de tipo semidefinido positivo, evitando así un enfoque tipo caja negra. El desafío computacional involucra diseñar métodos eficientes de resolución, capaces de escalar a audios de larga duración y baja razón señal a ruido.