基于动物发声分析的畜禽舍环境评估

发布时间：2020-05-25 21:12

【摘要】：养殖业中,畜禽的健康状况、生长情况及福利水平是决定养殖收益的重要因素。高效准确监测畜禽舍环境信息及动物个体信息有助于实现养殖场精细化管理,以保障经济收益和动物福利。动物发声包含其情绪状态、生理健康状况等丰富信息,监测动物发声可对动物机体状况以及动物对环境的应激情况进行分析。因此声音监测技术在动物疾病预警、行为监测、饮食监测、情绪识别等方面均有较好的应用前景。本文选择声音监测技术作为研究方向和突破点。本文以MATLAB为基础,通过动物声音信号采集、处理、能量密度谱分析以及分类识别,探究一种基于畜禽发声分析的畜禽舍环境评估方法。试验以奶牛、仔猪和肉鸡为研究对象,分别研究:(1)基于奶牛叫声分析的牛舍热环境评估,试验分析半开放不同温湿度环境下奶牛叫声特征。结果表明:牛舍内温湿度指数(THI)增加,奶牛叫声平均峰值频率随之升高,奶牛叫声识别率达93%;(2)基于仔猪咳嗽声音分析的猪舍空气质量评估,试验对处于两种不同空气质量环境下的仔猪咳嗽声音进行分析,研究发现仔猪咳嗽声音平均峰值频率随空气质量下降而降低,不同空气质量下仔猪声音识别率高达95%;(3)基于肉鸡叫声分析的禽舍饲养密度评估,试验对饲养在五种不同饲养密度下的黄羽肉鸡进行叫声分析,随着舍内饲养密度增加,仔鸡叫声平均峰值频率下降,不同饲养密度下仔鸡叫声识别率可达91%。试验结果表明动物发声与动物所处环境存在密切关联。本文通过对奶牛、仔猪、肉鸡在不同环境下的发声特征研究,为进一步完善畜禽舍环境监测评估技术,提高畜禽舍环境监管水平提供科学依据。
【图文】：

声音,采集装置,实物

第二章畜禽声音采集与分析识别方法逡逑第二章畜禽声音采集与分析识别方法逡逑动物声音识别是一个模式匹配的过程，声音监测流程如图２．１所示，主要包括动物声逡逑音信号的获取、预处理、特征提取、分类识别等过程。声音获取步骤一般是通过声音采集逡逑室或麦克风进行，采集过程应尽量确保声音信号质量；为便于后续声音特征提取，在信号逡逑处理过程中，需首先对声音信号做适当的增益控制，并消除干扰信号。特征提取步骤主要逡逑完成诸如频率、持续时间、幅值等表征声音信号的特征参数提取。数据库建立步骤在获取逡逑表示识别基本单元如呼吸道疾病、疼痛等共性特点的声音标准数据集基础上，将所识别的逡逑样本}D合作为参考模板。在模式匹配阶段，将预处理后的声音信号的特征参数与数据库中逡逑样本进行匹配。逡逑（逦ｆ逦、．逦（逦Ｎ逡逑声音采集邋逦？信号处理邋逦？特征提取逡逑Ｖ逦Ｊ邋Ｖ逦Ｊ邋Ｖ逦Ｊ逡逑＼邋ｆ逦”逡逑数据库逦模式匹配逡逑Ｖ逦）逦＼逡逑图２．１声音监测流程逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｇｅｎｅｒａｌ邋ｓｔｅｐｓ邋ｏｆ邋ｓｏｕｎｄｓ邋ａｕｄｉｏ邋ａｎａｌｙｓｉｓ逡逑２．１声音信号采集逡逑试验中使用Ｅ之音ＢＭ８００麦克风进行声音信号采集，，并采用清华同方ＴＦ３５０录音笔逡逑进行声音存储，麦克风与录音笔实物图如图２．２，基本规格参数分别如表２．１与表２．２所示。逡逑系统功能特点是：逡逑（１）采用全指向型电容麦克风，实现对原音高灵敏度实时懫集，声音还原能力较强；逡逑．（２）麦克风可直接由录音笔供电

界面图,操作处理,界面

硕士学位论文逦第二章畜禽＿音采集与分析识别打开后，预处理步骤为：在声音信号强度较低情况下，使用更改音量的功能增加幅值；使用带通滤波器功能对样本进行滤波，滤除低频及高频干扰信号；使用选准定位动物特征声音片段，使用剪切功能进行提取。声音预处理流程如图２．４所预处理后的动物单句声音信号祥本以．ｗａｖ格式的文件形式进行存储并Ｂ（Ｔｈｅ邋Ｍａｔｈ－Ｗｏｒｋｓ，Ｉｎｃ．，Ｎａｔｉｃｋ，邋ＭＡ）中进行预加重、分帧加窗、端点捡测等后续。逡逑＿ｍａｍ＿＿遍＿一邋？}0＿＿■邋＿逦＿＿邋丨邋ｉ邋逦＾逦？ＩｒＪＬｆｃＪ逡逑．
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S815;X51

【参考文献】