含风机噪声的蛋鸡声音信号去噪方法比较

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1、第30卷第2期农业工程学报V_0l_3ONo．22122014年1月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringJan．2014含风机噪声的蛋鸡声音信号去噪方法比较曹晏飞，滕光辉※，余礼根，李乔伟(中国农业大学水利与土木工程学院，农业部设施农业工程重点实验室，北京100083)摘要：蛋鸡声音可用来评价蛋鸡本身的福利状况，然而蛋鸡舍中往往存在着低频风机噪声干扰蛋鸡声音信号的时频特征。为了优化含风机噪声的蛋鸡声音信号，以海兰褐蛋鸡为例，利用数字化声音采集平台，采集了不同的蛋鸡叫声和风机噪声。采用LabVIE

2、W软件，分析了蛋鸡声音和风机噪声的时频特征，同时比较了滤波器和小波去噪方法在去除风机噪声方面的应用效果。结果表明，蛋鸡产蛋期间的声音频率范围为400~2500Hz，而风机噪声的频率在600Hz以内。在信噪比为一20～10dB蛋鸡声音环境中，无限脉冲响应滤波器滤波后的均方根误差要比有限脉冲响应滤波器滤波后的均方根误差小，说明无限脉冲响应滤波器具有更好的滤波效果，与其他小波阈值去噪方法相比，以史坦无偏似然估计为阈值的小波去噪方法在去噪后的均方根误差最小，表明这种方法的去噪效果更好。该研究可为蛋鸡舍中风机噪声环境下的蛋鸡声音识别提供参考。关键词：信号处理；噪声；风机；蛋鸡；声

3、音；小波去噪doi：10．3969~．issn．1002—6819．2014．02．028中图分类号：TN713文献标志码：A文章编号：10026819(2014)一02—0212—07曹晏飞，滕光辉，余礼根，等含风机噪声的蛋鸡声音信号去噪方法比较[J]．农业工程学报，2014，30(2)：212—218．CaoYanfei，TengGuanghui，YuLigen，eta1．Comparisonofdifferentde—noisingmethodsinvocalizationenvironmentoflayinghensincludingfannoise[J]．Tr

4、ansactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2014，30(2)：2l2—218．(inChinesewithEnglishabstract)蛋鸡声音数据。0引言传统去噪方法是将被噪声干扰的信号通过滤声音是动物群体问交流的主要方式【1J，同时声波器，滤掉其中噪声频率部分，但对于瞬问信号、音，如咳嗽引，可用来反馈动物自身的机体状况非平稳信号等存在着一定的局限性。小波分析近年以及其所需求的信息，并作为一种评价其福利状况来在各个领域得到了广泛的应用[13-141。小

5、波降噪的的辅助方法[31。目前，已有学者对猪[J和牛l5J等动物方法主要包括3类：模极大值检测法、阈值降噪法和的声音开展了相关的研究。屏蔽(相关)降噪法Il，其中阈值法具有能得到原始对于家禽发声研究，国内外也有许多学者开展信号的近似最优估计、计算速度快以及广泛适应性的了相关研究【6引，其中Marx等【8J以幼鸡为研究对象、优点，是小波去噪方法中应用最广泛的-,ee[7]o本李志忠等【】¨1以育雏育成期蛋鸡为研究对象、余礼研究以产蛋期海兰褐蛋鸡发声为试验对象，比较小根等[121以产蛋期蛋鸡为研究对象分别提取了不同波阈值去噪方法中不同阈值在实际风机噪声环境生长时期鸡叫声的声

6、学特征参数。然而前人的家禽中的去噪效果，以期为后期开展现场蛋鸡声音特征声音数据均是在消音室或其他受外界噪音干扰小提取及实际应用打下理论基础。的环境中获取，而实际蛋鸡生产环境中，往往存在1声音去噪方法风机等机械设备运转产生的噪声，难以获取干净的1．1滤波器选择滤波器作为传统的去噪方法，通常以特定方式收稿日期：2013—07．01修订日期：2013．12．25基金项目：公益性行业(农业)科研专项经费项目(201003011)：国家来改变信号的频率特性，以此来滤掉或衰减声音信自然科学基金资助项目(31072066)：国家现代农业(蛋鸡)产业技术号中的噪声频率部分。滤波器分类方

7、法较多，其中体系(CARS．41)根据单位脉冲响应的时域特性可分为无限脉冲响作者简介：曹晏飞(1986一)，男，湖南娄底人，博士生，研究方向为应(infiniteimpulseresponse，IIR)滤波器和有限脉设施农业环境控制与信息技术。北京中国农业大学农业部设施农业工程重点实验室，100083。Email：bmxzbx@126．Gom冲响应(finiteimpulseresponse，FIR)滤波器2类1，※通信作者：滕光辉(1963一)，男，教授，山东济南人，博士生导师，分别可实现高通、低通、带通以及带阻4种功能。主要从事设施环