[發(fā)明專利]一種豬只咳嗽聲音識別方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710286544.2
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107799114A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設計）人: 楊棟;賈廣燕;林序周;游波;趙小奕
• 申請（專利權）人: 珠海智牧互聯(lián)科技有限公司
• 主分類號: G10L15/06
• 分類號: G10L15/06;G10L15/08;G10L25/66;G06F17/30;A01K29/00;A01K67/02
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205
• 代理人: 譚志強

技術領域

本發(fā)明涉及聲音處理技術領域，具體而言，涉及一種豬只咳嗽聲音識別方法及系統(tǒng)。

背景技術

隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，人們對豬肉的需求不斷上漲，提供一種智能、科學、高效的養(yǎng)豬系統(tǒng)是非常有必要的。然而一代又一代養(yǎng)豬系統(tǒng)的研發(fā)以及投入使用卻呈現(xiàn)了一個個的問題，比如大規(guī)模檢查豬只的患病情況，大規(guī)模對豬棚進行清理，定時更換豬飼料等等。豬咳嗽是反映豬的健康狀況的一項重要指標。當豬患有呼吸道炎癥、肺病、心臟病、飼料粉末進入呼吸道或有害氣體濃度超標時，都會引起豬只咳嗽。在大型的養(yǎng)殖場，由于豬只密度大，檢測豬只咳嗽是有一定困難的。豬只咳嗽，屬于豬只呼吸道疾病，病態(tài)復雜且表現(xiàn)多樣化，疾病初期不易觀察到。尤其是白天噪聲較大，咳嗽聲就更難觀察到了，晚上半夜是觀察豬只咳嗽的最佳時間。但是目前豬場晚上都沒有飼養(yǎng)員和獸醫(yī)巡查，所以導致呼吸道疾病發(fā)生到中后期，大面積傳染時，才能被發(fā)現(xiàn)。為了解決這一問題，本發(fā)明提出了一種豬只咳嗽聲音識別方法及系統(tǒng)，可以保證每周7天，每天24小時不間斷地自行對豬只咳嗽進行識別，極大的提高了效率，節(jié)省了人力成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明提供了一種豬只咳嗽聲音識別方法，所述方法包括以下步驟：

A、首先對豬只咳嗽數(shù)據(jù)庫進行預處理；

B、對豬只咳嗽數(shù)據(jù)庫進行特征提取，根據(jù)特征參數(shù)建立不同的參考模板；

C、實時采集豬場中豬只聲音信號；

D、對采集的聲音信號進行預處理以及特征提取；

E、采用動態(tài)時間規(guī)準算法對處理后的聲音輸入模板進行模板匹配，判斷咳嗽結(jié)果。

優(yōu)選地，步驟C是24小時不間斷的采集數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，步驟E包括采用滿足一定條件的時間規(guī)整函數(shù)描述輸入模板和參考模板的時間對應關系，得出兩模板匹配時累積距離最小所對應的規(guī)整函數(shù)進行模板匹配。

優(yōu)選地，步驟B中所建立的參考模板至少包括白天檢測模板和夜晚檢測模板。

優(yōu)選地，步驟B中所建立的參考模板至少包括單個豬只咳嗽模板和多個數(shù)量豬只咳嗽模板。

優(yōu)選地，步驟C中，在豬場不同位置處同時檢測豬只聲音信號。

優(yōu)選地，步驟A、D中的預處理包括采用高通濾波器來實現(xiàn)濾波，然后將濾后的信號進行窗函數(shù)處理，最后利用咳嗽端點檢測得到咳嗽音信號的短時能量和短時過零率并進行分析。

優(yōu)選地，步驟B、D中的特征提取包括利用離散傅里葉變換處理得到短時功率譜，然后由MEL頻率濾波器組濾波得到MEL頻率，再對所得的MEL頻率進行取對數(shù)，求倒譜以及差分運算得到咳嗽音的特征參量。

本發(fā)明還提供了一種豬只咳嗽聲音識別系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括聲音信號采集裝置、高通濾波器、MEL頻率濾波器組以及計算機系統(tǒng)，

該計算機系統(tǒng)包含應用程序，該應用程序用于執(zhí)行以下步驟：

A、首先對豬只咳嗽數(shù)據(jù)庫進行預處理；

B、對豬只咳嗽數(shù)據(jù)庫進行特征提取，根據(jù)特征參數(shù)建立不同的參考模板；

C、實時采集豬場中豬只聲音信號；

D、對采集的聲音信號進行預處理以及特征提取；

E、采用動態(tài)時間規(guī)準算法對處理后的聲音輸入模板進行模板匹配，判斷咳嗽結(jié)果。

優(yōu)選地，聲音信號采集裝置能夠選取最節(jié)省成本的麥克風；高通濾波器能夠采用切比雪夫高通濾波器，采集到的聲音信號經(jīng)過切比雪夫高通濾波器濾去直流信號然后再由窗函數(shù)處理，最后利用咳嗽端點檢測得到咳嗽音信號的短時能量和短時過零率并進行分析；MEL頻率濾波器組能夠?qū)⒔?jīng)離散傅里葉變換后的頻譜進行MEL頻譜分析，得到MEL頻率，再對所得的MEL頻率進行取對數(shù)，求倒譜以及差分運算得到咳嗽音的特征參量；計算機系統(tǒng)能夠?qū)μ卣鲄⒘窟M行數(shù)據(jù)優(yōu)化，采用滿足一定條件的時間規(guī)整函數(shù)描述輸入模板和參考模板的時間對應關系，得出兩模板匹配時累積距離最小所對應的規(guī)整函數(shù)進行模板匹配。。

優(yōu)選地，聲音信號采集裝置還包括聲音信號采集裝置上蓋和聲音信號采集裝置下蓋，用以保護和固定聲音信號采集裝置。

根據(jù)本發(fā)明所述的豬只咳嗽聲音識別系統(tǒng)及方法具備如下有益效果：

本發(fā)明通過設置一種豬只咳嗽聲音識別方法及系統(tǒng)，首先對豬只咳嗽數(shù)據(jù)庫進行預處理；然后對豬只咳嗽數(shù)據(jù)庫進行特征提取，根據(jù)特征參數(shù)建立不同的參考模板；再實時采集豬場中豬只聲音信號；對采集的聲音信號進行預處理以及特征提取；最后采用動態(tài)時間規(guī)準對處理后的聲音輸入模板進行模板匹配，判斷咳嗽結(jié)果。從而實現(xiàn)高效、低成本、準確檢測大型豬場中豬只咳嗽情況，提高生產(chǎn)效率。