本发明公开了一种家畜牧食声音信号采集装置及使用该装置的采集方法,该装置包括基底、挡风隔音棉、硅胶套、麦克风、回弹泡沫以及干扰噪音消除模块。基底贴在家畜剪毛额头的表面上,挡风隔音棉呈吸盘状,且包住基底,并固定在额头上。硅胶套具有内层、隔音层以及外层。外层与挡风隔音棉贴合并固定,隔音层位于外层和内层之间。内层与基底、剪毛表面围成密闭空间。麦克风设置在密闭空间中,并采集家畜的声音信号。回弹泡沫覆盖在麦克风上,在膨胀后延伸至内层。羊声干扰噪音消除模块用于剔除干扰噪声。本发明具有弱化环境噪声和剔除干扰噪声的效果,使环境风声、羊的干扰噪声和其它噪音的干扰最小化,易于拆卸更换,小巧方便,方便安装。
1.一种家畜牧食声音信号采集装置,其特征在于,其包括: 基底(1),其贴在家畜(6)的额头的剪毛表面上; 挡风隔音棉(2),其呈吸盘状,且包住基底(1),并固定在所述额头上; 硅胶套(3),其具有一体成型的内层、隔音层以及外层;所述外层与挡风隔音棉(2)贴合并固定,所述隔音层位于所述外层和所述内层之间;所述内层与基底(1)、所述剪毛表面围成一个密闭空间; 麦克风(4),其设置在所述密闭空间中,并用于采集家畜(6)的声音信号; 回弹泡沫(5),其覆盖在麦克风(4)上,且在膨胀后延伸至所述内层并挤压硅胶套(3);以及干扰噪声消除模块,其包括检测单元、提取单元以及控制单元;所述检测单元用于根据所述声音信号的信号幅值,检测每段声音信号的起止点,并标记信号段和计算所述信号段的持续时间;所述提取单元用于先在时域中拟合所述检测单元标记的信号段的时域包络线,再从所述时域包络线中提取波形的形状参数;所述提取单元还用于先将所述信号段变换到频域,再拟合频谱包络线,最后提取所述频谱包络线的形状参数,并确定频域主频率范围;所述控制单元用于将所述信号段的持续时间、时频波形的形状参数和主频率范围的参数输入到一个预设的判定函数中,获得所述信号段为目标信号的可信参数;若所述可信参数小于一个预设的特定阈值,所述判定函数认为所述信号段为噪音段,所述控制单元将所述信号段的起止点内的幅值设置为零,否则取消标记且不改变信号。
2.如权利要求1所述的家畜牧食声音信号采集装置,其特征在于,挡风隔音棉(2)的开口端上设有与家畜(6)的毛发接触的密封毛(7),密封毛(7)粘附在所述毛发上。
3.如权利要求1所述的家畜牧食声音信号采集装置,其特征在于,硅胶套(3)靠近家畜(6)的部分具有粘扣,所述粘扣与基底(1)可拆卸式粘合。
4.如权利要求1所述的家畜牧食声音信号采集装置,其特征在于,麦克风(4)为单指向电容麦克风,且检测端指向家畜(6)的额头。
5.如权利要求1所述的家畜牧食声音信号采集装置,其特征在于,所述形状参数包括峰值个数、形状对称性以及平均幅值;所述控制单元还用于将所述检测单元未标记的信号段的幅值设置为零。
6.如权利要求1所述的家畜牧食声音信号采集装置,其特征在于,所述隔音层为设置在所述内层和所述外层围成的封闭空气层。
7.如权利要求1所述的家畜牧食声音信号采集装置,其特征在于,回弹泡沫(5)为圆柱状,且内侧曲面为光滑面,黏贴于麦克风(4)表面;回弹泡沫(5)的外侧曲面为凹凸不平的峰形面,与所述硅胶套的内侧相互挤压而接触。
8.如权利要求1所述的家畜牧食声音信号采集装置,其特征在于,基底(1)与家畜(6)接触的端部为环形结构,麦克风(4)插在所述环形结构的圆孔中。
9.一种家畜牧食声音信号采集方法,其使用如权利要求1-8中任意一项所述的家畜牧食声音信号采集装置,其特征在于,其包括以下步骤: 在家畜(6)的额头上选取一个安装区域,并剪掉所述安装区域内的毛发; 将基底(1)安装在所述安装区域上,使基底(1)贴在所述额头的剪毛表面上; 将回弹泡沫(5)粘在麦克风(4)的外表面上; 将挡风隔音棉(2)黏贴到所述外层上; 挤压回弹泡沫(5),使回弹泡沫(5)能够塞入所述内层中; 将回弹泡沫(5)和麦克风(4)作为一个整体塞入硅胶套(3)中,并将硅胶套(3)与基底(1)连接; 将挡风隔音棉(2)固定在所述额头上; 利用麦克风(4)采集家畜(6)的声音信号; 根据所述声音信号的信号幅值,检测每段声音信号的起止点,并标记信号段和计算所述信号段的持续时间; 先在时域中拟合所述检测单元标记的信号段的时域包络线,再从所述时域包络线中提取波形的形状参数; 先将所述信号段变换到频域,再拟合频谱包络线,最后提取所述频谱包络线的形状参数,并确定频域主频率范围; 将所述信号段的持续时间、时频波形的形状参数和主频率范围的参数输入到一个预设的判定函数中,获得所述信号段为目标信号的可信参数; 若所述可信参数小于一个预设的特定阈值,所述判定函数认为所述信号段为噪音段,并将所述信号段的起止点内的幅值设置为零,否则取消标记且不改变信号。
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