Changsoo Kim, Dong−Guk Paeng · Ecological Informatics · 2026

Symbolic encoding of bottlenose dolphin signature whistles: A lightweight method for representation and comparison

Resumo em português

O golfinho-nariz-de-garrafa-do-Índico (Tursiops aduncus) é uma espécie crítica para ecossistemas marinhos costeiros; entretanto, o monitoramento de longo prazo continua sendo um desafio. O monitoramento acústico oferece uma abordagem não invasiva para estudar populações de golfinhos, e neste estudo, assobios assinatura foram identificados a partir de gravações acústicas coletadas ao redor da Ilha de Jeju, Coreia do Sul. Embora parâmetros acústicos convencionais, como frequência mínima e máxima, duração e excursão de frequência, tenham sido amplamente usados para caracterizar sinais de assobios de golfinhos, muitas vezes são insuficientes para capturar padrões sutis dentro dos assobios, críticos para a diferenciação em nível individual e populacional. Para superar essa limitação, introduzimos um novo método simbólico de codificação de contorno denominado DAS (Descent–Ascent–Static). Diferente das abordagens tradicionais de classificação do assobio inteiro ou de descritores escalares, a estrutura DAS segmenta cada assobio em componentes discretos baseados em inclinação, preservando padrões de modulação de frequência em escala fina. Análises comparativas revelaram que as características codificadas pelo DAS alcançaram separação populacional mais clara em agrupamentos não supervisionados e análises de componentes principais, explicando quase 90% da variância comparado com parâmetros convencionais, que explicam aproximadamente 60% da variância. Além disso, confirmamos que mais da metade dos assobios detectados eram assobios assinatura, consistente com estudos anteriores, e enfatizamos a importância de considerar a produção repetida de assobios assinatura para evitar viés estatístico. Este estudo representa o primeiro relato de assobios assinatura da população de golfinhos da Ilha de Jeju e demonstra que a codificação simbólica por segmentos oferece uma estrutura biologicamente mais significativa e estatisticamente robusta para comparações do repertório vocal populacional dos golfinhos, com importantes implicações para futuros esforços de monitoramento ecológico e conservação voltados para essa espécie.

Resumo original em inglês

The Indo-Pacific bottlenose dolphin (Tursiops aduncus) is a critical species for coastal marine ecosystems; however, long-term monitoring remains challenging. Acoustic monitoring provides a noninvasive approach to studying dolphin populations, and in this study, signature whistles were identified from acoustic recordings collected around Jeju Island, South Korea. While conventional acoustic parameters, such as minimum and maximum frequency, duration, and frequency excursion, have been widely used to characterize dolphin whistle signals, they often are insufficient for capturing subtle within-whistle patterns critical for individual and population-level differentiation. To address this limitation, we introduce a novel symbolic contour encoding method termed DAS (Descent–Ascent–Static). Unlike traditional whole-whistle classification or scalar descriptor approaches, the DAS framework segments each whistle into discrete slope-based components, preserving fine-scale frequency modulation patterns. Comparative analyses revealed that the DAS-encoded features achieved clearer population separation in unsupervised clustering and principal component analyses, explaining nearly 90% of the variance compared with conventional parameters, which explains only approximately 60% of the variance. Additionally, we confirmed that more than half of the whistles detected were signature whistles, consistent with previous studies, and emphasized the importance of accounting for repeated signature whistle production to avoid statistical bias. This study represents the first report of signature whistles from the Jeju Island dolphin population and demonstrates that symbolic segment encoding offers a more biologically meaningful and statistically robust framework for population-level comparisons of dolphin vocal repertoires, with important implications for future ecological monitoring and conservation efforts aimed toward this species.

Espécies citadas

• Tursiops truncatus · golfinho-nariz-de-garrafa
  ?

  Nomes populares variam entre regiões e uma mesma palavra pode designar espécies diferentes. Confira sempre o nome científico: Tursiops truncatus.
• Tursiops aduncus · golfinho-nariz-de-garrafa-do-Índico
  ?

  Nomes populares variam entre regiões e uma mesma palavra pode designar espécies diferentes. Confira sempre o nome científico: Tursiops aduncus.