Preliminary analysis of acoustic detection of the Red-throated Caracara in northern Costa Rica

• Roberto Vargas-Masís ^[1] ; Diego Quesada ^[2]
  1. [1] Universidad Estatal a Distancia

     Universidad Estatal a Distancia

     San Pedro, Costa Rica

     
  2. [2] Birding Experiences. Caracara Project. Heredia, Costa Rica.
• Localización: Tecnología en Marcha, ISSN 0379-3982, ISSN-e 2215-3241, Vol. 37, Nº. Extra 3, 2024 (Ejemplar dedicado a: IEEE International Conference on BioInspired Processing), págs. 81-86
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Análisis preliminar de detección acústica del Caracara Avispero en el norte de Costa Rica
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• Resumen
  • español

    El ruidoso Caracara de Garganta Roja (Ibycter americanus) es una especie cuya población ha disminuido inexplicablemente a lo largo de su área de distribución y es ahora rara en ambas vertientes de Costa Rica. Los avances en la detección acústica automática han transformado la ecología de las aves, permitiendo a los investigadores analizar poblaciones de aves utilizando algoritmos de coincidencia de patrones, aprendizaje automático y modelos forestales aleatorios. Aunque estos estudios son limitados en el país, representan un área con gran potencial interdisciplinario para avances tecnológicos. Este estudio se centró en el uso de algoritmos de coincidencia de patrones para detectar la presencia del Caracara avispero en el norte de Costa Rica utilizando una gran cantidad de grabaciones sonoras y su validación con métricas como Exactitud, Precisión, Valor predictivo negativo, Sensibilidad, Especificidad y Recall medio no ponderado. Los resultados mostraron un desempeño moderado del modelo al obtener valores de exactitud y precisión de 0.71 en comparación con los valores obtenidos en otras investigaciones en las que se utilizó el modelo reportado. Por ello sugerimos explorar nuevas técnicas y métodos para mejorar la detección de la especie, considerando la particular estructura acústica, el repertorio de sonidos de la especie y similitudes con vocalizaciones de otras especies. Esta similitud podría indicar un supuesto comportamiento de defensa anti-depredador al “imitar” los sonidos de otras especies con las que comparte el hábitat. Para optimizar esta detección acústica recomendamos hacer uso de técnicas complementarias como los filtros de ruido que mejoren la calidad y precisión de los datos.

  • English

    The noisy Red-Throated Caracara (Ibycter americanus) is a species whose population has inexplicably declined across much of its range and is now rare in the Pacific and Caribbean slopes of Costa Rica. Advances in automatic acoustic detection have transformed bird ecology, allowing researchers to analyze bird populations using pattern matching algorithms, machine learning, and random forest models. Although these studies are limited in the country, it represents an area with great interdisciplinary potential for technological advances. This study focused on the use of Pattern Matching to detect the presence of the Red-Throated Caracara in northern Costa Rica using a large number of sound recordings and its validation with metrics such as Accuracy, Precision Negative predictive value, Sensitivity, Specificity and Unweighted average recall. The results showed a moderate performance of the model by obtaining accuracy and precision values of 0.71 compared to the values obtained in other investigations in which the reported model was used. Therefore, we suggest exploring new techniques and methods to improve the detection of the species, considering the particular acoustic structure, the repertoire of sounds of the species and similarities with vocalizations of other species. This similarity could indicate a supposed anti-predator defense behavior by “imitating” the sounds of other species with which it shares habitat. To optimize this acoustic detection, we recommend using complementary techniques such as noise filters that improve the quality and precision of the data.