[发明专利]一种反刍动物反刍与吞咽次数的音频识别算法

摘要

本发明涉及一种用于奶牛反刍与吞咽次数的音频识别算法，属畜牧养殖工程音频识别技术领域。奶牛在采食、反刍或吞咽时，口腔部位和咽喉部位均会发出有一定特征的声音，对于奶牛咀嚼与吞咽时的声音来说，都有特定的能量，声音长度以及过零率。本发明专利通过对采集到的奶牛反刍音频信号进行时域及频域上的处理，得到奶牛反刍发生的时间、次数、和持续时间等信息。

主权项

一种反刍动物反刍与吞咽次数的音频识别方法，其特征在于，步骤为：第一步、通过挂绳在反刍动物的颈部佩戴一个采集声音信号的接触式声音传感器，使该接触式声音传感器与反刍动物的体表紧密接触，当反刍动物采食或者反刍时，接触式声音传感器将声音信号转换为电信号，然后由信号调理电路对该电信号进行放大和滤波，再由单片机的数模转换器对放大和滤波后的电信号进行采样，获得连续的反刍动物反刍音频信号；第二步、对反刍动物反刍音频信号进行分帧处理，第n帧音频信号记为Sn(i)，i为离散音频信号时间序列＝1，2，...，N，N为帧长；第三步、自第一帧音频信号开始，利用反刍动物反刍识别算法得到反刍动物反刍音频信号所包含的所有采食或者反刍语音序列的开始点x1、长度count及无声长度silence，利用反刍动物反刍识别算法得到当前采食或者反刍语音序列的开始点x1、长度count及无声长度silence具体步骤为：判断当前帧音频信号的语音短时能量amp是否大于amp1，若是，则认为反刍动物开始采食或者反刍，记录当前采食或者反刍语音序列的开始点x1，开始对采食或者反刍语音序列的长度count计数，并判断自当前帧音频信号开始的每一帧音频信号的语音短时能量amp是否大于amp2，或短时过零率zcr是否大于zcr2，若是，则继续对长度count计数，若否，则对无声长度silence计数，直至无声长度silence不小于预先设定的无声长度阈值minsilence后退出循环，其中，amp1为表示音频平均能量的门限阈值，amp2为表示背景噪声平均能量的门限阈值，amp1＞amp2，zcr2为表示背景噪声平均过零率的门限阈值；第四步、分别计算每个采食或者反刍语音序列的总能量，当前采食或者反刍语音序列的总能量x2＝x1+(count‑silence/2)‑1，ampn为当前采食或者反刍语音序列中第n帧音频信号的语音短时能量，若suma＞预先设定的总能量阈值summenxian，则对吞咽次数jishu2计数，否则，对反刍次数jishu1计数，直至将所有采食或者反刍语音序列，得到吞咽次数jishu2及反刍次数jishu1。