[发明专利]一种猪只咳嗽声音识别方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及声音处理技术领域，具体而言，涉及一种猪只咳嗽声音识别方法及系统。

背景技术

随着现代社会的发展，人们对猪肉的需求不断上涨，提供一种智能、科学、高效的养猪系统是非常有必要的。然而一代又一代养猪系统的研发以及投入使用却呈现了一个个的问题，比如大规模检查猪只的患病情况，大规模对猪棚进行清理，定时更换猪饲料等等。猪咳嗽是反映猪的健康状况的一项重要指标。当猪患有呼吸道炎症、肺病、心脏病、饲料粉末进入呼吸道或有害气体浓度超标时，都会引起猪只咳嗽。在大型的养殖场，由于猪只密度大，检测猪只咳嗽是有一定困难的。猪只咳嗽，属于猪只呼吸道疾病，病态复杂且表现多样化，疾病初期不易观察到。尤其是白天噪声较大，咳嗽声就更难观察到了，晚上半夜是观察猪只咳嗽的最佳时间。但是目前猪场晚上都没有饲养员和兽医巡查，所以导致呼吸道疾病发生到中后期，大面积传染时，才能被发现。为了解决这一问题，本发明提出了一种猪只咳嗽声音识别方法及系统，可以保证每周7天，每天24小时不间断地自行对猪只咳嗽进行识别，极大的提高了效率，节省了人力成本。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明提供了一种猪只咳嗽声音识别方法，所述方法包括以下步骤：

A、首先对猪只咳嗽数据库进行预处理；

B、对猪只咳嗽数据库进行特征提取，根据特征参数建立不同的参考模板；

C、实时采集猪场中猪只声音信号；

D、对采集的声音信号进行预处理以及特征提取；

E、采用动态时间规准算法对处理后的声音输入模板进行模板匹配，判断咳嗽结果。

优选地，步骤C是24小时不间断的采集数据。

优选地，步骤E包括采用满足一定条件的时间规整函数描述输入模板和参考模板的时间对应关系，得出两模板匹配时累积距离最小所对应的规整函数进行模板匹配。

优选地，步骤B中所建立的参考模板至少包括白天检测模板和夜晚检测模板。

优选地，步骤B中所建立的参考模板至少包括单个猪只咳嗽模板和多个数量猪只咳嗽模板。

优选地，步骤C中，在猪场不同位置处同时检测猪只声音信号。

优选地，步骤A、D中的预处理包括采用高通滤波器来实现滤波，然后将滤后的信号进行窗函数处理，最后利用咳嗽端点检测得到咳嗽音信号的短时能量和短时过零率并进行分析。

优选地，步骤B、D中的特征提取包括利用离散傅里叶变换处理得到短时功率谱，然后由MEL频率滤波器组滤波得到MEL频率，再对所得的MEL频率进行取对数，求倒谱以及差分运算得到咳嗽音的特征参量。

本发明还提供了一种猪只咳嗽声音识别系统，所述系统包括声音信号采集装置、高通滤波器、MEL频率滤波器组以及计算机系统，

该计算机系统包含应用程序，该应用程序用于执行以下步骤：

A、首先对猪只咳嗽数据库进行预处理；

B、对猪只咳嗽数据库进行特征提取，根据特征参数建立不同的参考模板；

C、实时采集猪场中猪只声音信号；

D、对采集的声音信号进行预处理以及特征提取；

E、采用动态时间规准算法对处理后的声音输入模板进行模板匹配，判断咳嗽结果。

优选地，声音信号采集装置能够选取最节省成本的麦克风；高通滤波器能够采用切比雪夫高通滤波器，采集到的声音信号经过切比雪夫高通滤波器滤去直流信号然后再由窗函数处理，最后利用咳嗽端点检测得到咳嗽音信号的短时能量和短时过零率并进行分析；MEL频率滤波器组能够将经离散傅里叶变换后的频谱进行MEL频谱分析，得到MEL频率，再对所得的MEL频率进行取对数，求倒谱以及差分运算得到咳嗽音的特征参量；计算机系统能够对特征参量进行数据优化，采用满足一定条件的时间规整函数描述输入模板和参考模板的时间对应关系，得出两模板匹配时累积距离最小所对应的规整函数进行模板匹配。。

优选地，声音信号采集装置还包括声音信号采集装置上盖和声音信号采集装置下盖，用以保护和固定声音信号采集装置。

根据本发明所述的猪只咳嗽声音识别系统及方法具备如下有益效果：

本发明通过设置一种猪只咳嗽声音识别方法及系统，首先对猪只咳嗽数据库进行预处理；然后对猪只咳嗽数据库进行特征提取，根据特征参数建立不同的参考模板；再实时采集猪场中猪只声音信号；对采集的声音信号进行预处理以及特征提取；最后采用动态时间规准对处理后的声音输入模板进行模板匹配，判断咳嗽结果。从而实现高效、低成本、准确检测大型猪场中猪只咳嗽情况，提高生产效率。