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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.11.2013.tde-26042013-094034
Document
Author
Full name
Giselle Borges de Moura
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2013
Supervisor
Committee
Miranda, Késia Oliveira da Silva (President)
Moraes, Sergio Oliveira
Moura, Daniella Jorge de
Piedade, Sonia Maria de Stefano
Yanagi Junior, Tadayuki
Title in Portuguese
Vocalização de suínos em grupo sob diferentes condições térmicas
Keywords in Portuguese
Bem-estar animal
Características acústicas
Microclima
Monitoramento
Sons vocálicos
Vocalização animal
Abstract in Portuguese
Quantificar e qualificar o bem-estar de animais de produção, ainda é um desafio. Em qualquer avaliação de bem-estar, deve-se analisar, principalmente, a ausência de sentimentos negativos fortes, como o sofrimento, e a presença de sentimentos positivos, como o prazer. O objetivo principal dessa pesquisa foi quantificar a vocalização de suínos em grupos sob diferentes condições térmicas. Em termos de objetivos específicos foram avaliar a existência de padrões vocálicos de comunicação entre animais alojados em grupo e extrair as características acústicas dos espectros sonoros das vocalizações relacionando com as diferentes condições do micro-clima da instalação. O experimento foi realizado em uma unidade de experimentação com suínos, junto à University of Illinois (EUA), com ambiente controlado. Quatro grupos de seis leitões foram utilizados para a coleta dos dados. Foram instalados dataloggers para registrar as variáveis ambientais (T, °C e UR, %) e posterior cálculo dos índices de conforto (ITU e Entalpia do ar). Foram instalados microfones do tipo cardióide no centro geométrico de cada baia que abrigava os leitões, para registro das vocalizações. Os microfones foram conectados a um amplificador de sinais, e este a uma placa de captura dos sinais de áudio e vídeo, instalados em um computador. Para as edições dos arquivos de áudio contendo as vocalizações dos leitões, o programa Goldwave® foi utilizado na separação, e aplicação de filtros para a retirada de ruídos. Na sequência, os áudios foram analisados com auxílio do programa Sounds Analysis Pro 2011, onde foram extraídos as características acústicas. A amplitude (dB), frequência fundamental (Hz), frequência média (Hz), frequência de pico (Hz) e entropia foram utilizados para caracterização do espectro sonoro das vocalizações do grupo de leitões nas diferentes condições térmicas. O delineamento do experimento foi em blocos casualizados, com dois tratamentos, e três repetições na semana, sendo executado em duas semanas. Os dados foram amostrados para uma análise do comportamento do banco de dados de vocalização em relação aos tratamentos que foram aplicados. Os dados foram submetidos a uma análise de variância utilizando o proc GLM do SAS. Dentre os parâmetros acústicos analisados, a amplitude (dB), frequência fundamental e entropia. Os tratamentos, condição de conforto e condição de calor, apresentaram diferenças significativas, pelo teste de Tukey (p<0,05). A análise de variância mostrou diferenças no formato da onda para cada condição térmica nos diferentes períodos do dia. É possível quantificar a vocalização em grupos de suínos em diferentes condições térmicas, por intermédio da extração das características acústicas das amostras sonoras. O espectro sonoro foi extraído, indicando possíveis variações do comportamento dos leitões nas diferentes condições térmicas dentro dos períodos do dia. No entanto, a etapa de reconhecimento de padrão, ainda necessita de um banco de dados maior e mais consistente para o reconhecimento do espectro em cada condição térmica, seja por análise das imagens ou pela extração das características acústicas. Dentre as características acústicas analisadas, a amplitude (dB), frequência fundamental (Hz) e entropia das vocalizações em grupo de suínos foram significativas para expressar a condição dos animais quando em diferentes condições térmicas.
Title in English
Pig vocalization in group under different thermal conditions
Keywords in English
Acoustic features
Animal vocalization
Animal welfare
Microclimate
Monitoring
Vocal sounds
Abstract in English
To quantify and to qualify animal well-being in livestock farms is still a challenge. To assess animal well-being, it must be analyzed, mainly, the absence of strong negative feelings, like pain, and the presence of positive feelings, like pleasure. The main objective was to quantify vocalization in a group of pigs under different thermal conditions. The specific objectives were to assess the existence of vocal pattern of communication between housing groups of pigs, and get the acoustic characteristics of the sound spectrum from the vocalizations related to the different microclimate conditions. The trial was carried out in a controlled environment experimental unit for pigs, at the University of Illinois (USA). Four groups of six pigs were used in the data collection. Dataloggers were installed to record environmental variables (T, °C and RH, %). These environmental variable were used to calculate two thermal comfort index: Enthalpy and THI. Cardioid microphones were installed to record continuous vocalizations in the geometric center of each pen where the pigs were housing. Microphones were connected to an amplifier, and this was connected to a dvr card installed in a computer to record audio and video information. For doing the sound edition in a pig vocalization database, the Goldwave® software was used to separate, and filter the files excluding background noise. In the sequence, the sounds were analyzed using the software Sounds Analysis Pro 2011, and the acoustic characteristics were extracted. Amplitude (dB), pitch (Hz), mean frequency (Hz), peak frequency (Hz) and entropy were used to characterize the sound spectrum of vocalizations of the groups of piglets in the different thermal conditions. A randomized block design was used, composed by two treatments and three repetitions in a week and executed in two weeks. Data were sampled to analyze the behavior of the databank of vocalization as a relation to the applied treatments. Data were submitted to an analysis of variance using the proc GLM of SAS. Among the studied acoustic parameters, the amplitude (dB), pitch and entropy. The treatments (comfort and heat stress conditions) presented significative differences, through Tukey's test (p<0,05). The analysis of variance showed differences to the wave format to each thermal condition in the different periods of the day. The quantification of vocalization of swine in groups under different thermal conditions is possible, using the extraction of acoustic characteristics from the sound samples. The sound spectrum was extracted, which indicated possible alterations in the piglets behavior in the different thermal conditions during the periods of the day. However, the stage of pattern's recognition still needs a larger and more consistent database to the recognition of the spectrum in each thermal condition, through image analysis or by the extraction of the acoustic characteristics. Among he analyzed acoustic characteristics, the amplitude (dB), pitch (Hz) and entropy of the vocalizations of groups of swine were significative to express the condition of the animals in different thermal conditions.
 
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Publishing Date
2013-05-09
 
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