DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 阿洛酮糖的来源和性质 国际稀有糖协会(The International Society of Rare Sugars， ISRS)规定，稀有糖以及稀有糖的衍生物是指在自然界中存在量极其稀少的单糖。阿洛酮糖(D-allulose或D-psicose)，是一种稀有糖。其少量地存在于小麦、鼠刺属植物，以及加工后的甘蔗和甜菜糖浆中；另外，阿洛酮糖也少量地存在于果糖和葡萄糖的混合糖浆中；在高糖量食品的加热处理过程中，阿洛酮糖可以由非酶催化反应从果糖转化而产生，因此，其在酱料、果汁、甘蔗和甜菜糖浆等加工食物中也微量存在。阿洛酮糖是果糖的三号位碳对应的差向异构体，属于己酮糖，其结构简式如图1所示。阿洛酮糖为白色固体晶体，无气味，具有较大的溶解度，柔和的口感，其具有传统甜味剂蔗糖70%的甜度，却几乎不提供任何热量。其与食物中的蛋白质，如鸡蛋蛋白发生的美拉德反应能够改善食物的凝胶特性、增强食物的口味，且能够减少食物加工过程中的氧化，因此很适用于食品工业 [ 4 ]。表1归纳了阿洛酮糖部分重要的性质。 图1. 果糖和阿洛酮糖的结构对比 Table 1 Some properties of D-allulos 性质 描述 分子式 C 6 H 12 O 6 摩尔质量 180.156 g/mol PubChemCID 90，008 物理性质 白色固体晶体 气味 无 熔点 96˚C 旋光度 ca. −85 degdm −1 ∙g −1 ∙cm 3 [ 5 ] 溶解度 100 g水溶解291 g (25˚C) 甜度 70% (相对蔗糖) 可产能量 0.3% (相对蔗糖) 表1. 阿洛酮糖的部分性质
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user: 3. 阿洛酮糖对健康的作用 阿洛酮糖有许多特殊的生理学性质。相对于葡萄糖，阿洛酮糖在人体内的吸收速率更低，并且，其能够与葡萄糖和果糖在细胞膜表面的转运蛋白上发生竞争，从而减少日常饮食中的果糖和葡萄糖的吸收 [ 6 ]。阿洛酮糖这样的特殊生理性质，使其对人体健康有重要的意义，如：增强胰岛素耐受性，抑制餐后血糖升高 [ 7 ] ，减少腹内脂肪堆积 [ 8 ] ，以及预防糖尿病的作用 [ 6 ]。此外，阿洛酮糖还有抗炎效果 [ 9 ] ，保护神经的作用 [ 10 ] ，活性氧自由基清除作用 [ 11 ] ，以及治疗动脉粥状硬化的作用 [ 12 ]。在2014年，阿洛酮糖被美国食品和药物管理局认定为安全食品(GRAS) [ 13 ]。阿洛酮糖的这些特殊的生理性质，使其在医药和保健食品领域有重要的用途。
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user: 4. 阿洛酮糖的生产方法及优化方法进展 4.1. 生产方法的瓶颈 阿洛酮糖虽然可以通过化学方法合成，如利用钼酸盐催化 [ 14 ] 或者在酒精和三乙胺中加热果糖制得 [ 15 ] ，然而这些方法麻烦，副产物多，效率低，难以应用在工业化生产。 目前阿洛酮糖的生产，采用的是生物酶催化，即采用D-塔格糖-3-异构酶(D-tagatose-3-epimerase， DTEase)，包括了D-塔格糖-3-异构酶(DTEase)和D-阿洛酮糖-3-异构酶(D-psicose-3-epimerase， DPEase或D-allulose-3-epimerase， DAEase)。早在2002年，日本学者就提出了所有稀有己糖的酶催化生产工艺路径 [ 16 ]。D-阿洛酮糖-3-异构酶能够有效地将果糖异构化转化为阿洛酮糖，但是其大多具有热稳定性差、转化率不足、效率低的缺点，阻碍了其工业应用。为了提高转化率以及酶的热稳定性，许多研究者提供了不同的方法，而主要的方法如下文所述。 4.2. 硼酸盐改变催化反应平衡 研究表明 [ 17 ] ，硼酸盐能够导致果糖转化为阿洛酮糖的可逆反应向阿洛酮糖的方向移动，这是因为硼酸盐对阿洛酮糖的吸附能力比其对果糖的吸附能力大。在反应体系中加入硼酸盐，能够极大地提高果糖的转化率，从而将DAEase的催化效率大大提高，研究者利用此法，将来源于土壤农杆菌的DAEase对果糖的转化率由29%提高至63% [ 18 ]。最近，有研究者利用硼酸盐，从十字花科蔬菜残渣中生产阿洛酮糖，并在复杂的蔬菜残渣中，将转化率提高至36.9% [ 19 ]。然而，硼酸盐是一种对人体健康有很大危害的物质 [ 20 ] ，极大地限制了阿洛酮糖在食品和医药方面的应用。 4.3. 固定化提高酶的热稳定性 对酶进行固定化，一直是提高酶热稳定性的一个重要的方法。在阿洛酮糖的研究领域里，也不例外。在近几年，DAEase的固定化也有了一些进展。2017年，Yoshihara等人将来源于球形节杆菌(Arthrobacter globiformis M30)的DAEase固定于离子交换树脂上，使其能够在长达四个月的时间内依然保持有催化活性 [ 21 ] ；另外，最近印度研究者第一次将DAEase共价固定到氧化铁纳米颗粒表面，得益于固定化后DAEase更好的构象，磁性纳米生物轭合物相对于其游离形式表现出更优秀的热稳定性。这样的优点使其在重复进行十个工作循环后，依然能够拥有高达90%的活性 [ 22 ]。 在国内，对于DAEase的固定化研究也一直是热门，李秋喜等以海藻酸钠作为固定化载体，使DAEase的耐热性、pH稳定性明显提高，改良的稳定性使重复操作8次后酶活回收率依然保持61% [ 23 ]。该研究者也将DAEase固定于阴离子交换树脂D202-II上，使其在重复使用7次后，酶活回收率保持在65%以上。另外，采用溶胶凝胶法，该研究者以Fe 3 O 4 为核、壳聚糖为壳制成的磁性小球为固定酶载体，与游离酶相比，该固定酶拥有更好的热稳定性和pH稳定性，在重复操作10次后依然具有较高的酶活回收率 [ 24 ]。李毅等人成功将D-木糖异构酶和DPEase固定在酵母菌的孢子上。与游离酶相比，固定于孢子上的酶表现出更高的热稳定性、更宽阔的pH耐受范围、更好的可重复利用性。研究人员以此为基础，成功建立了以葡萄糖为底物生产阿洛酮糖的方法 [ 25 ]。 4.4. 酶的修饰及全细胞催化 除了以上这些方法，一些研究者从酶自身入手，通过对其修饰或者突变，改变了DAEase的热稳定性，以此来达到克服天然DAEase催化效率低、稳定性差的缺点。Patel等人利用融合伴侣蛋白(Smt3)赋予了DAEase远高于天然DAEase的热稳定性，在暴漏于50˚C长达12小时后，其依旧保留有将近初始状态一半的活性，而天然DAEase在两小时后就失去了全部的活性 [ 26 ]。该研究者将其应用于以水果加工残渣和蔬菜作物废弃物为原料的阿洛酮糖生产中，建立了一种经济的阿洛酮糖生产新方法。2011年，有研究者 [ 27 ] 通过定点突变的方法对来自土壤农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)的DAEase进行突变，并成功筛选到了I33L-S213C突变酶，固定化后，该酶能够在一个月内活性不减，而天然酶活性已下降至9.6%~22%。之后，2016年，Park等人以表达该突变酶的大肠杆菌全细胞作为粗酶，进行了全细胞水平的酶催化反应的优化，结果显示全细胞作为粗酶，有利于提高DAEase的热稳定性，以及对pH的耐受范围 [ 28 ]。 除了DAEase，属于磷酸二羟基丙酮(DHAP)依赖型缩酶家族的RhaD醛缩酶在以D-甘油醛为受体时，能够以接近1:1的比例生成阿洛酮糖和山梨糖两种稀有单糖。2018年初，江南大学的汪马燕等人对RhaD醛缩酶的152位酪氨酸进行了19种其他氨基酸的定点饱和突变，成功找到了能将生成阿洛酮糖和山梨糖的比例从最初的1:1显著提高到8:1的突变型RhaD醛缩酶，为下一步定向生成单一产物阿洛酮糖提供了理论依据 [ 29 ]。
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user: 5. 阿洛酮糖的纯化分离进展 5.1. 阿洛酮糖纯化分离的难点 鉴于阿洛酮糖-3-差向异构酶催化果糖的异构化反应可逆，反应平衡时果糖的转化率最多只有33% (DAEase-A. tumefaciens) [ 30 ]。即使如上文所述，在硼酸盐存在的反应体系中，也只能达到约65%的转化率 [ 18 ]。而阿洛酮糖和果糖是互为差向异构体的两种单糖，其物理性质、化学性质几乎完全一致，这对阿洛酮糖的分离带来了很大的麻烦。因此，如何从反应终了的果糖和阿洛酮糖的混合糖液中分离得到纯度相对较高的阿洛酮糖，一直是困然研究者的难题，也是阿洛酮糖生产成本高、尚无法工业化应用的根源。目前，阿洛酮糖的分离纯化，主要有直接分离法(如模拟流动床)和间接分离法(如发酵法，果糖转化法)。下面将具体概括近几年这方面的发展状况。 5.2. 模拟流动床 模拟流动床，是一种利用不同物质在色谱树脂上吸附能力的差异，而将其相互分离的技术。模拟流动床在阿洛酮糖的分离上有着高效而广泛的应用，是目前最成熟的阿洛酮糖分离纯化技术。最近，Li等人在食品级微生物短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)中成功实现高水平的表达，经过固定化酶催化反应后，用SMB将混合糖液分离，通过模拟流动床后，阿洛酮糖的纯度能达到98.5% [ 31 ]。模拟流动床实现了阿洛酮糖的连续化生产，并且有较高的生产效率。但是，其缺点也很突出，比如其设备需要较高的资金投入、装置复杂难以维护。这些缺点阻碍了其大规模应用于工业。 5.3. 发酵法 由于阿洛酮糖等稀有糖在自然界中的存在量极其稀少，相对的，自然界中能够同化代谢阿洛酮糖的微生物也较少，稀有糖的这个性质，被研究者利用于其与可发酵糖的分离纯化。早在1973年，Bilik等人就将酵母发酵应用于从山梨糖、葡萄糖和果糖的混合糖液中分离山梨糖的技术流程中，并成功得到了山梨糖晶体 [ 32 ]。之后，Doner等人使用碱性催化剂对果糖进行异构化催化后，将酿酒酵母应用于催化后的混合糖液的发酵中，成功将其中的果糖、葡萄糖、甘露糖去除，最终得到了相对较纯的阿洛酮糖 [ 15 ]。 最近几年，也有一些研究人员采用了类似的方法来生产阿洛酮糖。Song等人通过对十字花属蔬菜残渣进行水解、DAEase酶催化后，将混合糖液用酿酒酵母进行发酵，在分离出阿洛酮糖的同时，还能够同时得到生物乙醇，对生物质的经济环保应用领域的发展有深刻的意义 [ 19 ]。酵母发酵的优点在于设备要求简单，易工业化，其产物乙醇能够简单地与阿洛酮糖分离，甚至可以直接应用于阿洛酮糖的乙醇结晶工艺中。但是，其缺点也很明显，如：为酵母发酵提供的营养物质以及酵母代谢产物会对阿洛酮糖的纯化带来麻烦。 5.4. 果糖转化法 与使用模拟流动床直接分离阿洛酮糖，或用发酵法将混合糖浆中的果糖等杂质糖转化为酒精不同，有一些研究者采用了其他的一些转化途径，这些方法大都致力于将互为差分异构体的两种单糖的分离转化为糖和其他类型物质的分离，并且在此基础上实现对果糖的高效利用。最近，Li等人使用两步法酶催化反应，利用葡萄糖异构酶和葡萄糖氧化酶，将阿洛酮糖和果糖的混合糖液中的果糖转化为葡萄糖酸，进而利用离子交换树脂将葡萄糖酸分离，得到了纯度为91.2%的阿洛酮糖 [ 33 ]。此方法为阿洛酮糖的分离纯化提供了全新的思路。
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user: 6. 前沿和展望 最近几年，阿洛酮糖一直受到持续的关注。以废物利用为指南，果蔬残渣为原料的阿洛酮糖生产一直是近几年的热点研究方向。如前文所述，Song等人在2017年利用十字花属蔬菜残渣，成功实现了阿洛酮糖的生产 [ 19 ]。Chen等人以廉价的甘蔗渣和微藻水解产物作为阿洛酮糖生产的原料，经过木糖异构酶和DAEase催化后，得到阿洛酮糖 [ 34 ]。Patel等人的研究中，水果残渣被用于阿洛酮糖的生产 [ 22 ]。虽然这些研究中阿洛酮糖的产量过低，但为经济化生产阿洛酮糖提供了新的选择。 阿洛酮糖虽然已被美国食品和药物管理局认定为安全食品(GRAS) [ 13 ]。但是，传统的DAEase表达宿主基本都是大肠杆菌，这显然不符合食品安全的要求。近几年，越来越多的研究者将DAEase表达在一般认为是安全的宿主内，如：国内江南大学研究人员将食品级微生物枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)作为宿主 [ 35 ] ；在国外Park等人以另一种安全菌株谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)作为宿主进行DAEase表达 [ 36 ]。 寻找热稳定性好，高催化转化率的新型DAEase是实现阿洛酮糖工业化的必要任务。此外，对现存的DAEase的催化机制进行深入研究，在深入理解其构象及其功能基团的情况下，进行随机或定点突变，以筛选出热稳定性增强、酶活性提升的突变型DAEase，也是一种重要的手段。另外，全新的催化途径，如磷酸化的引入，为阿洛酮糖的生产提供了新的工艺思路 [ 37 ] [ 38 ]。最后，设备简单、价格低廉的新型分离方法的引入，对实现阿洛酮糖的工业化生产起决定性作用。
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user: 1. 引言 可持续发展作为我国的基本国策，建设低碳经济已是未来发展趋势。湖北省作为我国低碳经济发展试点，调整产业结构，降低碳排放，是其发展的重要目标。而碳排放强度是衡量经济发展与碳排放量之间关系的重要指标。Johnston等 [ 1 ] 、Treffers等 [ 2 ] 对其当地的碳排放强度进行了系统的测算评价，并发现利用相关科技和相关政策可以降低碳排放强度，因此开始大力提倡发展低碳技术。IPCC报告也提出，技术进步是解决温室气体排放和气候变化等问题的重要途径。早在1999年外国学者Goulder和Schneider就对技术进步与CO 2 排放之间的关系进行了大量相关研究，得出了技术研发活动可以降低实际的碳减排的GDP成本的结论，同时强调技术进步是碳减排的重要因素 [ 3 ] 。赵子勋 [ 4 ] 、何建坤 [ 5 ] 等研究发现，新能源技术是我国碳减排的核心动力，若想要减缓CO 2 排放可以通过增加能源利用效率来实现。未来的经济增长的主要发展方向就是逐渐实现以科技替代化石能源为主要投入的经济增长方式。 王中英、王礼茂等研究了我国国内生产总值与碳排放强度的关系，指出我国应调整企业发展模式，促进技术进步，降低二氧化碳的排放 [ 6 ] 。陈凯等运用灰色关联度模型测算技术进步、产业结构、能源和人口对CO 2 排放强度的影响，得到结论：在技术进步、产业结构和人口三个因素中，前者是影响碳排放强度的关键因素，后两者次之 [ 7 ] 。张兵兵等以我国的不同地区、不同阶段的数据，采用DEA法进行测算，考虑各种因素验证了技术进步对碳排放具有明显的抑制作用 [ 8 ] 。程云鹤等采用ML指数法，测算我国1987~2009年间，28个省的技术进步，对节能减排工作中技术进步所做出的贡献进行了面板数据的实证分析，结论是，目标省份在测算期间技术进步增幅较大，科技进步对降低能耗和碳排放都起到了正影响，同时提出建议：我国应尽可能从技术进步、能源结构调整等方面进行节能减排的工作 [ 9 ] 。李沙沙和牛莉使用DEA指数法测算生产率，用总要素生产率(TFP)来衡量技术进步，探索技术进步对碳排放的影响分析，因变量为CO 2 排放强度的自然对数、CO 2 排放总量，用面板模型从静态、动态两个方面进行数据分析和比对，得出结论，上期的技术进步对本期的CO 2 排放有抑制作用，因此要加快技术创新，加大基础设施建设和研发的投入 [ 10 ] 。 国内外学者采用不同的研究方法对影响碳排放的因素进行了研究，以寻求促进碳减排的可实施措施。其主要成果主要是技术进步、能源结构及人口等因素对碳排放的影响较大。因此，湖北省作为我国低碳经济建设试点之一，采用灰色关联度分析法(Grey Relational Analysis，GRA)，以湖北省2006~2016年的数据为基础研究测算湖北省技术进步对碳减排的具体影响，为决策部门制定低碳经济建设提供政策参考。
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user: 2. 相关概念 我国低碳经济研究正处于初级阶段，探索适合我国基本国情的低碳经济可持续发展道路是必要的。技术进步是影响低碳经济的核心因素，而发展低碳经济的关键就是降低碳排放强度，所以先介绍与技术进步、碳排放强度相关的概念，为后面模型及相关指标测算分析奠定基础。 2.1. 与技术进步相关的概念 2.1.1. 技术进步 技术进步的概念有广义和狭义的区别。广义技术进步是指技术所包括的各种形式知识的积累和改进，一般用各种生产要素来衡量。狭义技术进步是指对设备、工艺、产品、能源等的改进与革新 [ 11 ] 。而技术进步是依靠大量的实验发掘的，所以需要投入大量的人力和资金。从狭义的角度，以总业人员中技术研发人员所占的比例和地区生产总值中R & D经费所占的比例两个指标作为湖北省技术进步指标。这两个指标可以很直观的反映出湖北省政府为本省的科学技术研究所做的努力 [ 12 ] ，湖北省要加大科技研究的投入，促进低碳经济的发展。 2.1.2. 低碳经济 “低碳经济”是减少高碳能源消耗的经济发展的一种模式，是指以可持续发展的理念指导，通过技术和制度方面进行创新以及新能源开发，实现产业转型，减少高碳能源消耗与温室气体排放，在保护生态环境的同时促进经济的快速发展，从而形成一种良性循环。 湖北省是工业大省，煤炭、石油等化石能源的高消耗量对湖北低碳经济的发展提出巨大挑战，探寻低碳经济发展道路对湖北省意义重大，测算湖北省近年来技术进步对碳减排的影响可为湖北省的碳减排工作提供参考，具有一定的指导作用。 2.2. 与碳排放强度相关的概念 2.2.1. 碳排放强度 碳排放强度等于国内生产总值(GDP)带来的CO 2 排放除以国内生产总值。如国一个国家在经济增长时，每单位GDP产生的CO 2 排放量在下降，说明这个国家就是一种低碳发展模式。本文测算湖北省单位GDP的增长所带来的CO 2 排放量，来衡量技术进步湖北2006~2015年为低碳经济发展的影响。 2.2.2. 碳排放系数 碳排放系数等于能源燃烧CO 2 排放量除以能源总量，根据IPCC (2006)发布的数据可知，各种能源的CO 2 排放系数是固定的。本文通过测算湖北省消耗的主要能源的碳排放量，计算出湖北省2006~2015的碳排放强度，进行比较分析，可以很真实客观的反映出湖北省近十一年的碳减排工作情况。
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user: 4. 结论与讨论 由前文计算可得出湖北省技术进步与碳排放强度的灰色绝对关联度、灰色相对关联度和灰色综合关联度，如表9所示。 Table 8 The initial zero image of relative correlation degre 年份 Y ' X 1 ' X 2 ' 2006 0.0000 0.0000 0.0000 2007 −0.8947 −0.9216 −1.0310 2008 −0.7831 −0.9312 −0.9084 2009 −0.9007 −0.2047 −0.7484 2010 −0.8725 −0.9233 −0.9969 2011 −0.8806 −0.8427 −1.0041 2012 −0.8638 −0.8882 −0.9496 2013 −0.8154 −0.8967 −0.9584 2014 −0.9277 −0.9357 −0.9634 2015 −0.9426 −0.9786 −0.9813 2016 −0.8185 −1.0000 −1.0227 表8. 相对关联度的始点零化像 Table 9 Correlation index between the two indexes of technological progress in Hubei province and the reduction of carbon emission intensit 指标 灰色绝对关联度 灰色相对关联度 灰色综合关联度 研发人员 0.9323 0.9848 0.9586 R & D经费 0.7763 0.9601 0.8682 表9. 湖北省技术进步两项指标与碳排放强度降低幅度的关联度指数 由结果可知： 1) 2006~2016年间湖北省研发人员与总从业人员的比值的增长幅度，与湖北省碳排放强度下降幅度的灰色综合关联度为0.9586 > 0.7，呈现非常强的关联性。比R & D经费/国内生产总值的增长幅度与二氧化碳排放强度降低幅度的灰色综合关联度还要大一些，说明高新技术科研人员对于降低CO 2 排放具有更大的影响。建议湖北省各级政府制定吸引与留住人才政策，吸纳高新技术科研人员，对高素质的科研人员的培养给予足够重视，为今后大力发展低碳经济奠定基础。 2) R & D经费/国内生产总值的增长幅度与二氧化碳排放强度降低幅度的灰色综合关联度为0.8682，说明技术进步对于降低二氧化碳排放具有很大的促进作用。所以笔者建议湖北省政府加大在技术方面的资本投入和研究，加大在技术创新方面的资金投入。湖北省技术进步与碳排放强度之间虽然表现为强相关，但影响CO 2 排放的因素还有产业结构、能源与人口等，本文只对技术进步这一因素进行了研究测算，所以碳减排工作还可在这几个方面进行深入研究。 3) 我国传统经济模式多为高碳型的工业经济，湖北省作为我国的低碳经济发展试点之一，应该积极调整产业结构，向低碳型工业经济转变，以高新技术产业为重点，充分发挥政府的引导职能和金融机构导向资金流动方向的作用，将社会闲散资金及储蓄资本通过市场配置流向可持续发展性更大的低碳企业，鼓励更多的企业走向低碳发展道路，建立低碳经济企业集群，实现产业结构调整与能源结构升级，走可持续发展道路。
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user: 摘 要 【目的】探明不同地区奶源病原菌群落的分布特征对奶牛乳房炎的有效防控至关重要。【方法】用Excel统计分析传统分离鉴定的病原菌群落组成，基于R语言二维等级聚类法比较病原菌种群间及不同地区群落间差异性。【结果】源于我国7个地理分区的18个省市区共获得30个已知种属及其检出率的类群。不同地区奶牛乳房炎病原菌群落组成差异大。其中，金黄色葡萄球菌、无乳链球菌、大肠杆菌、停乳链球菌和乳房链球菌分别是甘肃等9省市、广东等3省区、辽宁和上海、江苏和湖北、新疆和广西的最优势种群，检出率分别为19.6%~61.5%、23.5%~29.0%、14.4%~19.7%、27.1%~33.3%、15.4%~20.3%。种群间检出率差异最大的金黄色葡萄球菌独占最大分支，群落间辽宁沈阳独占最大分支。【结论】不同地区奶牛乳房炎病原菌群落组成迥异，影响因素复杂。建议结合区域气候及畜间差异、圈舍及卫生措施等因素进行乳房炎病原菌群落生态学研究。 关键词 :奶牛乳房炎，病原菌，群落组成，地区分布特征 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 奶牛乳房炎是世界范围内奶牛生产中最常见、危害最大的一种疾病 [ 1 ] - [ 19 ] ，在奶牛疾病中位居首位 [ 20 ] ，给奶牛业造成了巨大的损失。乳房炎是由病原菌侵入乳腺而引起的一种炎症反应 [ 21 ] 。目前国内已积累了大量关于奶牛乳房炎病原菌分离培养及鉴定等研究资料 [ 1 ] - [ 18 ] ，但存在病原菌种属划分模糊、研究时空尺度和技术分析手段等不统一问题，缺乏病原菌时空分布及畜间和菌群间动态变化等疾病流行和预防相关的环境背景资料。集约化和规模化养殖推广后，奶牛乳房炎发病率呈直线上升趋势 [ 22 ] 。为此，本文基于我国7个地理分区中代表性的18个省市区1998~2014年报道的文献资料 [ 1 ] - [ 18 ] ，从群落生态学角度比较不同地区奶牛乳房炎病原菌群落的分布特征，以期为今后奶牛乳房炎的流行病学调查重点和早期防控提供研究思路和导向。
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user: 2. 研究对象与方法 2.1. 研究对象 中国不同地区可培养的奶牛乳房炎病原菌。 2.2. 研究方法 基于中文期刊数据库的文献计量学方法，通过“百度学术”搜索1998~2014年关键词“奶牛乳房炎”和“病原菌”，共获得1270篇文献。继续搜索筛选出具有“XX区域”标识的文章标题以及全文中具有“菌株”及其“检出率”的数据信息，共筛选出关于18个省市区的文献资料18篇 [ 1 ] - [ 18 ] 。最后，将18个省市区奶牛乳房病原菌相关资料依据我国行政区划进行归类，共得到7个地理分区。 将上述文献报道的中国7个地理分区18个省市区几十个规模化养牛场或养殖户作为研究区域，基于传统分离培养法 [ 1 ] - [ 18 ] 及形态学和生理生化鉴定 [ 1 ] - [ 18 ] 获得的奶牛乳房炎病原菌为研究对象(表1)。对 Table 1 The basic information about pathogenic microbiome of mastitis-affected cow mil 中国7大 地理分区 代表性 省市区 采样规模及样本量说明 临床 症状 分离菌(株) 种群(个) 其他群(个) 报道年份 1 华北地区1.1 北京 某地 7个奶牛场-1560头 泌乳奶牛-343份阳性乳样 隐性 87 8 1 2012 [ 1 ] 2 华北地区1.2 河北 衡水 x个奶牛场-x头 泌乳奶牛-20份阳性乳样 临床型 162 9 0 2009 [ 2 ] 3 华北地区1.3 内蒙古 呼和浩特 x个奶牛场-x头 泌乳奶牛-100份阳性乳样 临床型 或隐性 124 8 0 2008 [ 3 ] 4 西北地区2.1 甘肃 兰州 3个奶牛场-x头 泌乳奶牛-12份阳性乳样 临床型 26 5 0 2007 [ 4 ] 5 西北地区2.2 陕西 渭南 奶牛场和散养户-x头 泌乳奶牛-39份阳性乳样 临床型 或隐性 48 5 0 2013 [ 5 ] 6 西北地区2.3 新疆 石河子 2个奶牛场-122头 泌乳奶牛-84份阳性乳样 隐性 69 11 1 2014 [ 6 ] 7 东北地区3.1 辽宁 沈阳 6个奶牛场-x头 泌乳奶牛-289份阳性乳样 临床型 354 3 1 2014 [ 7 ] 8 东北地区3.2 黑龙江 哈尔滨 3个奶牛场-477头 泌乳奶牛-1 092份阳性乳样 隐性 541 8 1 2011 [ 8 ] 9 华中地区4.1 湖北 武汉 9个奶牛场-200头 泌乳奶牛-23份阳性乳样 临床型 或隐性 24 7 0 2007 [ 9 ] 10 华中地区4.2 河南 郑州 4个奶牛场-40头 泌乳奶牛-25份阳性乳样 临床型 或隐性 62 11 1 2005 [ 10 ] 11 华南地区5.1 广东 深圳 x个奶牛场-x头 泌乳奶牛-98份阳性乳样 临床型 102 17 1 1999 [ 11 ] 12 华南地区5.2 广西 南宁 x个奶牛场-x头 泌乳奶牛-50份阳性乳样 临床型 或隐性 65 10 1 2007 [ 12 ] 13 华东地区6.1 安徽 多地 合肥、淮南、滁州等 奶牛场和养殖户-86份阳性乳样 隐性 121 6 0 2009 [ 13 ] 14 华东地区6.2 江苏 徐州 30个养殖户-320头 泌乳奶牛-78份阳性乳样 临床型 或隐性 74 7 0 2014 [ 14 ] 15 华东地区6.3 上海 某地 x个奶牛场-x头 泌乳奶牛-75份奶样 隐性 97 13 1 2013 [ 15 ] 16 西南地区7.1 重庆 某地 6个奶牛场-118头 泌乳奶牛-13份阳性乳样 临床型 x 5 0 1998 [ 16 ] 17 西南地区7.2 四川 成都 x个奶牛场-x头泌乳奶牛 -23份临床型乳房炎奶样 临床型 54 11 0 2004 [ 17 ] 18 西南地区7.3 贵州 贵阳 2个奶牛场-1550头 泌乳奶牛-70份阳性乳样 隐性 144 10 1 2008 [ 18 ] 表1. 奶牛乳房炎奶源病原菌基本信息 临床型乳房炎：患乳房炎(体细胞数量升高)的奶牛表现出乳房肿胀或化脓、牛奶稀薄或变色并出现絮状物或血丝、甚至全身症状等临床症状；隐性乳房炎：患乳房炎(体细胞数量升高)的奶牛没有上述临床症状。 有明确种属及其检出率的病原菌进行统计分类、无明确种属名称(其他微生物、霉菌、杂菌、革兰氏阳性或阴性杆菌)或未统计检出率的所有奶牛乳房炎病原菌归为其他微生物类群。 用Excel 2007软件统计各地奶牛乳房炎病原菌群落组成及其检出率，并进行基本图形绘制。用R语言(http://www.r-project.org)中gplots软件包绘制heatmap图以进行奶牛乳房炎病原菌种群间和地区群落间二维等级聚类分析以反映种群间及群落间差异性或相似性。具体步骤如下：选择数据包>library(gplots)→选择数据>x<-read.table(f:/mastitis.txt，head=T)→选择并运行程序>heatmap.2(as.matrix(x[1:25，])， col = redgreen(75)， cexCol = 0.9， key = T， symkey = F， density.info = none， trace = none)→输出图形→保存图形为需要的格式。注意，R语言使用过程中必须使用英文字符及名称，不区分大小写。其中“f:”和“mastitis”为可变参数，可依据个人喜好进行选择和命名；其他参数均可选择固定的默认格式。“f:”为盘符，“mastitis”为文件名。
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user: 4. 讨论 众所周知，动植物具有明显的地域分布特征。本研究选择水热气候条件不同的7个地理分区对奶牛乳房炎奶源病原菌群落进行研究。基于传统分离鉴定的病原菌种群检出率相似性，发现奶牛乳房炎奶源病原菌群落未表现出明显的水热分区规律。例如，华北暖温带半湿润区的北京 [ 1 ] 先和西南亚热带湿润区的贵州贵阳 [ 18 ] 聚为一类，再和西南亚热带湿润区的四川成都 [ 17 ] 聚在一起；华东北亚热带湿润区的上海 [ 15 ] 和东北寒温带–温带半湿润–湿润区的黑龙江哈尔滨 [ 8 ] 聚为一类，再和华南亚热带湿润气候区的南宁 [ 12 ] 聚在一起；华中暖温带–亚热带、湿润–半湿润区的河南郑州 [ 10 ] 和华北温带半干旱区的呼和浩特 [ 3 ] 聚为一类，再和华南亚热带湿润区的广东深圳 [ 11 ] 聚在一起；上述9个地区再和西北温带干旱区的新疆石河子 [ 6 ] 聚在一起。另外，东北暖温带半湿润区的辽宁沈阳 [ 7 ] 作为最大的一级分支和其他17个省市区聚在一起。二级分支中，西南亚热带湿润区的重庆 [ 16 ] 、西北温带干旱区的甘肃兰州 [ 4 ] 、华北温带半湿润半干旱区的河北衡水 [ 10 ] 、西北温带干旱区的陕西渭南 [ 5 ] 或华东暖温带-亚热带湿润区的安徽 [ 13 ] 逐级聚在一起；华东暖温带湿润半湿润区的江苏徐州 [ 14 ] 与华中亚热带湿润区的湖北 [ 9 ] 和剩余10个省区聚在一起。 尽管权威的微生物生物地理学研究证实微生物群落也具有与宏生物类似的时空分布特征 [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] ，Deb等 [ 27 ] 和Roesler等 [ 28 ] 认为奶牛乳房炎病原菌的空间变化取决于气候和动物自身差异。本研究中不同地区奶牛乳房炎病原菌群落组成有差异性但并未表现出有规律可循的地区分布特征。原因可能是集约化和规模化养殖推广后，现代人为管理因素的影响远超过自然水热气候及植被等历史因素的影响。陈礼明等 [ 17 ] 经流行病学调查研究，发现成都、洪雅和雅安各地的临床型乳房炎夏秋季节发病率高于春季和冬季。Olde等 [ 29 ] 研究发现由乳房链球菌引起的临床乳腺炎发病率和牧场有关，然而由大肠杆菌引起的临床乳腺炎发病率更多和圈舍有关；季节差异对优势病原菌的影响大，例如，完全密闭的牛群夏季比冬季有较高的大肠杆菌型临床乳腺炎发病率 [ 29 ] 。本研究中分离鉴定的病原菌多为乳房炎高发季节规模化牛场和少数散养户乳样，文献虽未具体研究区域气候及圈舍条件影响，但不排除气候及季节差异 [ 6 ] [ 7 ] [ 17 ] 和圈舍条件 [ 1 ] [ 3 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 17 ] [ 18 ] 对病原菌群结构组成的影响。Justice-Allen等 [ 30 ] 认为再生砂垫层是支原体滋生和繁殖的重要场所，适宜温度和降雨是促进再生砂垫层支原体诱发奶牛乳房炎的重要环境条件。Pieper等 [ 28 ] 研究发现患病牛群比对照牛群有较低的金黄色葡萄球菌发生率和较高的酵母菌发生率，但本研究7个地理分区18个省市区奶牛乳房炎牛群酵母菌发生率明显低于金黄色葡萄球菌等优势细菌发生率。Abera等 [ 31 ] 研究发现泌乳后期乳房炎发生率41.3%高于早期25.0%和中期22.1%，牛床垫料有无、垫料类型等饲养环境和卫生条件是诱发乳房炎的关键因素，但年龄、胎次和乳房炎病史与奶牛乳房炎的发生没有相关性。曹俊俊等 [ 1 ] 调查发现，隐性乳房炎感染率的高低与饲养管理、环境卫生条件、病原菌致病力强弱等因素有直接关系。邓海平等[ 3 ]研究发现内蒙古呼和浩特地区奶牛乳房炎的病原菌类群主要包括通过牛体、泥土、粪便等传播的环境性致病菌(表皮葡萄球菌、乳房链球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、停乳链球菌等)和通过挤奶过程接触传播的传染性病原菌(无乳链球菌与金黄色葡萄球菌等)。Lakew等 [ 32 ] 研究发现不同品种间泌乳期奶牛乳房炎患病率存在显著差异，挤奶过程中良好的卫生措施、剔除慢性乳腺炎载体、治疗临床感染奶牛，干奶期治疗均能降低传染性乳房炎的患病率。Zhao等 [ 33 ] 认为乳腺组织的破坏也是奶牛乳房炎的诱因。这说明畜间(品种、年龄、胎次、泌乳月、乳腺组织完好与否)差异、人为管理模式(垫层有无与类型、圈舍温湿度、卫生条件等)差异、可能的饮食结构差异等因素对奶牛乳房炎病原菌群落的分布有重要影响，但本研究中历史性的自然水热气候条件及植被因素并非驱动奶牛病原菌群落地区分布的决定性因素。Gordon等 [ 34 ] 研究发现“拴养”圈舍临床型乳房炎发病率主要受区域因素(山区生产带、牛群更换系统、农场主年龄)影响；“非栓养”圈舍，临床型乳房炎发病率主要与圈舍气候、温度和垫面的舒适度等因素有关。 另外，样本采集量、采样方法、培养和分离鉴定法、检测精准度对研究结果有重要影响，尽管本文所选7个地理分区18个省市区病原菌群都源自传统的分离培养及生理生化鉴定法，但采样量有明显区别(表1)。Oikonomou等 [ 35 ] 通过高通量测序一次性获得多达60个已知种和几将近50%的未分类细菌种，高通量测序获得的病原菌种群数量 [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] 远超过传统分离鉴定方法获得的奶牛乳房炎病原菌种群数量。此外，统计口径不同可能是造成奶牛病原菌群落差异的关键因素。例如，辽宁沈阳奶牛乳房炎病原菌群落接近20个种属 [ 7 ] ，但由于大多数种属没有单独计算检出率，统计口径明显不同于其他17个省市 [ 1 ] - [ 6 ] [ 8 ] - [ 18 ] ，导致其独占1个大分支。部分资料病原菌种属划分模糊、研究时空尺度和技术分析手段等不统一问题也可能是造成不同奶牛乳房炎病原菌群落差异的重要方面。 综上所述，不同地区奶牛乳房炎病原菌种群复杂，可能与区域气候条件 [ 3 ] [ 8 ] 、季节变化 [ 6 ] [ 8 ] [ 17 ] 、地理位置 [ 3 ] [ 5 ] [ 12 ] [ 13 ] 以及不同地区牛场的卫生管理措 [ 1 ] [ 3 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 17 ] [ 18 ] 有关。因此，不同地区应根据具体情况实施对奶牛乳房炎进行及早预防和正确诊疗。同时，注意保持牛舍内外清洁和牛体卫生、避免挤奶过程中的交叉感染。
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user: 5. 结论 我国7个地理分区的18个省市区共获得30个已知种属及其检出率的类群。不同地区奶牛乳房炎病原菌群落组成、优势种群及稀有种群存在明显差异，影响因素复杂。建议规范病原菌种属名称，统一研究时空尺度和技术分析手段，利用宏基因组学高通量技术从群落生态学角度探究地区间温湿度差异及畜间差异，不同管理模式、饮食结构和饲养环境等因素对病原菌群变化的影响，以期为流行病学和预防医学研究重点提供基础数据。
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user: 摘 要 先验信噪比参数估计的准确性是决定噪声背景下语音增强系统输出性能的关键因素。直接判决(Decision-Directed， DD)技术是先验信噪比估计体系中最为简易直接的算法，后续算法多为对此技术的进一步优化或改进。本文对常用的直接判决算法、两步噪声消除(Two-step Noise Reduction， TSNR)算法、改进的两步噪声消除(Modified TSNR， MTSNR)算法以及融合耦合因子(Convex Combination， CC)算法等四种先验信噪比技术进行了对比分析，给出了各种算法的基本设计原理，并从理论分析和实验仿真两个方面讨论了四种算法的输出性能及其优缺点。 关键词 :语音增强，先验信噪比，直接判决算法，两步噪声消除算法 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 现实中背景噪声的存在往往会对语音增强系统造成较大损伤，尤其在听觉场景复杂的环境中，噪声污染下的原始语音信号给人类带来听觉损伤，严重影响通信质量。因此消除语音通信系统中的背景噪声，增强语音识别的准确率成为研究重点。单信道语音增强是语音信号处理的关键分支，其应用技术的研究具有重要的适用价值，尤其在语音识别，医疗领域，军事通信，数字家电等领域已被广泛应用 [ 1 ] 。为了提高移动环境下的通信品质，实现实时通信，需要在传输到远端之前有效抑制背景噪声 [ 2 ] 。虽然语音增强技术看似只是一个恢复纯净语音的简易过程，但在学术领域涉及到的众多技术和方法是不容小觑的。经过多年探索，涌现出越来越多的语音增强算法，代表性的算法有谱减算法，维纳滤波算法，最小均方误差算法，小波变换算法等等 [ 3 ] 。 研究表明，在几乎所有的语音增强算法中，先验信噪比参数的估计是最为重要的部分之一 [ 2 ] 。先验信噪比是语音增强系统增益因子的函数，而纯净语音谱估计是由带噪语音频谱与系统增益因子的乘积得到，因此先验信噪比估计精度将在较大程度上影响语音增强系统的总体输出性能 [ 4 ] 。先验信噪比估计最经典的算法是由Ephraim和Malah提出的直接判决算法 [ 5 ] ，该算法以低复杂度及低音乐噪声著称，其应用相当广泛。然而该算法的估计结果会引入一帧的延迟，从而降低了系统降噪的性能。为了改进DD算法，Plapous等人提出了两步噪声消除(TSNR)算法 [ 6 ] ，它两次运用DD算法结果，先求出增益因子，再利用增益因子结果进一步修正语音的当前帧先验信噪比，获得基于TSNR算法的先验信噪比估计。该算法虽然避免了延迟问题，但是过于依赖增益因子，在应用上产生较大局限，并且导致结果出现短时间的频谱峰值，降低了语音的频谱特性。为了进一步克服算法的不足，近年来又有学者在TSNR算法上进行了改进，提出改进的两步噪声消除算法 [ 7 ] 。该算法在消除系统对增益因子依赖的基础上，直接利用DD算法估计结果计算当前帧的先验信噪比，大大简化了计算过程，但是该算法会受平滑参数影响，无法自适应于不同的环境。随着算法的改进，近几年有人提出融合耦合因子的先验信噪比估计算法 [ 8 ] ，经过大量实验验证后选取两个大小不同的平滑参数，结合DD算法求出不同平滑参数的先验信噪比，再加入一个耦合因子进行折衷，最终得到新算法的先验信噪比估计。该算法在对原始语音低损伤的情况下，有效滤除了背景噪声，同时减少了语音失真。 本文对当今具有代表性的先验信噪比算法进行了详尽研究，给出了其设计原理，并通过理论分析和实验验证讨论了各个算法的优缺点，同时给出了先验信噪比估计算法今后的改进方向。本文的结构如下：第二部分简单描述了语音增强算法在DFT域的基本理论，第三部分回顾了几种应用广泛的先验信噪比估计算法，进行了理论分析与对比，第四部分通过实验仿真的语谱图，时域波形图以及三种客观评价标准：分段信噪比(Segmental SNR， SegSNR)，短时客观可懂度(Short Time Objective Intelligibility， STOI)和对数谱距离(Log-Spectral Distortion， LSD)结果定量分析，进一步比较几种算法的优缺点，最后做出总结并对改进方向进行分析。
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user: 2. DFT域语音增强算法基本理论 假定在t时刻的带噪语音信号为y(t)，其由互不相关的原始纯净语音信号x(t)和加性噪声n(t)叠加而成 [ 9 ] ，即： y ( t ) = x ( t ) + n ( t ) (1) 将该时域语音信号变换到DFT域，表示如下： Y m ， k = X m ， k + N m ， k (2) 式中Y m ，k ，X m ，k 和N m ，k 分别表示带噪语音频谱、纯净语音频谱和噪声谱，m，k分别表示帧索引和频率。 语音增强的目的是滤除背景噪声并从带噪语音谱中尽可能地提取出纯净语音谱分量。一般情况下，纯净语音谱的估计可由一个非线性增益函数与带噪语音谱的乘积得到 [ 10 ] ，即为： X ^ m ， k = G m ， k ⋅ Y m ， k (3) 其中G m ，k 是增益函数。其作用是对带噪语音信号进行衰减以得到估计的纯净语音谱。由于估计的纯净语音谱与原始纯净语音谱之间的代价函数形式不同，因此会产生不同形式的增益因子。但是几乎所有形式的增益因子都是先验信噪比与后验信噪比的二元函数，表示为： G m ， k = f ( ξ m ， k ， η m ， k ) (4) 其中先验信噪比和后验信噪比的定义如下： (5) η k ， m = | Y k ， m | 2 λ N ( m ， k ) (6) 其中λ N (m，k)表示噪声方差，它可由语音活动检测技术在无语音区检测更新，多假设其为已知条件。在此基础上我们可见，增益函数在主要依赖于系统对先验信噪比参数的估计结果。由于维纳滤波语音增强算法的系统增益因子仅为先验信噪比参数的函数，故不失一般性，本文在对先验信噪比算法进行对比分析时，语音增强系统的增益因子选取如下 [ 11 ] ： G m ， k W F = ξ m ， k 1 + ξ m ， k (7) 通过合适的算法计算 ξ m ， k 后，结合式(3)和式(7)可获得维纳滤波语音增强系统的输出 ，再将其通过N点IDFT变换至时域即可最终得到纯净语音信号的估计。
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user: 3. 几种先验SNR估计算法 如前文所述，先验信噪比为语音增强算法的核心参数，本节将重点讨论几种常用的先验信噪比估计算法。 将前一帧语音谱幅度中第k个分量的纯净语音信号估计用 X ^ m − 1 ， k 表示，则DD算法可表示为 [ 5 ] ： ξ ^ m ， k DD = α | X ^ m − 1 ， k | 2 λ N ( m ， k ) + ( 1 − α ) max { η m ， k − 1 } (8) 式中m为帧数，max(.)表示求最大值的函数，用于确保值的非负性。α表示取值范围在0到1之间的平滑参数。当取值接近于0时，先验信噪比估计结果近似于最大似然估计方法得到的当前帧的先验信噪比估计，而当取值接近于1时，估计结果近似于前一帧的先验信噪比估计，所以平滑参数为这两部分的平衡 参数。按照文献 [ 6 ] 中的分析，一般将α的值设置为0.98。 ξ ^ m ， k DD 带入系统增益因子公式，得到DD算法的增益函数， G m ， k DD = ξ ^ m ， k DD ξ ^ m ， k DD + 1 (9) 则DD算法增强语音谱为 X ^ m ， k DD = G m ， k DD × Y m ， k (10) DD算法应用相当广泛，它计算简单并且可以有效抑制音乐噪声，但其缺点有以下几点： 1、DD算法的估计结果在很大程度上依赖于平滑参数取值大小，系统难以适应不同的环境，导致估计结果出现偏差。 2、系统增益函数匹配的先验信噪比是前一帧的语音谱估计而不是当前帧，导致无法实时跟踪瞬时信噪比。 3、在语音起始和结束的阶段，先验信噪比无法快速改变以适应系统性能，造成增强后的语音在听觉上有混响，在语音活动期间降低了噪声消除性能 [ 9 ] 。 为了避免DD算法中出现的延时问题，Plapous等人基于各种假设和理论提出了TSNR算法 [ 6 ] ，这个算法利用DD算法的估计结果，分两步进行先验信噪比的估计计算。具体的估计过程如下： 第一步，利用DD算法得到先验信噪比的估计结果 ξ ^ m ， k DD ，将该结果带入维纳滤波增益函数中计算出系统增益因子 G m ， k DD = ξ ^ m ， k DD / ξ ^ m ， k DD + 1 ；第二步，对先验信噪比的估计进行细化，去除DD算法的偏差，从而去除混响效应。结合带噪语音谱与噪声方差，将系统增益因子带入求先验信噪比定义的公式中，得到基于此算法的先验信噪比估计： ξ ^ m ， k TSNR = | G m ， k DD ⋅ Y m ， k | 2 λ N ( m ， k ) = | X ^ m ， k | 2 λ N ( m ， k ) (11) 将TSNR算法计算出的先验信噪比估计结果带入系统增益因子，进一步得到TSNR算法增强的语音谱。由此可见，TSNR算法实际上是两次运用DD算法结果，先求出系统增益因子，再利用增益因子的结果进一步修正当前帧语音的先验信噪比。在瞬时信噪比突变之前已经估计出了下一帧的先验信噪比，来代替当前帧的信噪比，这种超前估计有效解决了DD算法中出现的延时问题，同时在一定程度上减少了语音失真。但是，TSNR算法估计的先验信噪比在无语音阶段波动较大，通常会在短时间内产生谱峰，这将破坏频谱异常值，同时这种算法计算复杂度相对较高，过于依赖增益因子，因此系统无法适应不同的环境，进而降低语音增强系统的性能。 为了进一步克服算法的不足，近年来又有学者在TSNR算法上进行了改进，提出改进的两步噪声消除算法 [ 7 ] 。由于TSNR算法在估计纯净语音谱时采用了系统增益因子，造成计算量增加，为了简化计算，该算法直接利用DD算法估计的先验信噪比求 | X ^ m ， k | 2 。假定纯净语音和噪声均服从零均值的复高斯分布，F m ，k 和D m ，k 分别代表纯净语音幅度谱和带噪语音幅度谱，Φ m ，k 和Ψ m ，k 分别为纯净语音分量相位和带噪语音分量的相位。通过最小化最小均方误差意义下的纯净语音短时谱能量及估计值之间的贝叶斯风险函数 W = E ( | X m ， k | 2 − | X ^ m ， k | 2 ) 2 ，可得到纯净语音幅度平方谱估计： F ^ 2 = ∫ 0 ∞ ∫ 0 2π F 3 π 2 λ X λ N exp ( − | Y − F e j Φ | 2 λ N ) exp ( − F 2 λ X ) d F d Φ ∫ 0 ∞ ∫ 0 2π F π 2 λ X λ N exp ( − | Y − F e j Φ | 2 λ N ) exp ( − F 2 λ X ) d F d Φ (12) 为了简便，这里省略了m，k。通过化简上式再带入DD算法估计出的先验信噪比，求出纯净语音信号幅度平方谱估计，最终得到该算法的先验信噪比估计表示如下 ξ ^ m ， k M-TSNR = ξ ^ m ， k DD ξ ^ m ， k DD + 1 + ( ξ ^ m ， k DD | Y m ， k | ) 2 ( ξ ^ m ， k DD + 1 ) 2 λ N (13) 该算法计算相对简单，并且可以有效跟踪瞬时信噪比的变化，实现实时性，消除了残余噪声，改善了语音系统的性能。但是这种算法在很大程度上要依赖于DD算法的估计结果，其固定的平滑参数在不同应用环境和信噪比的情况下性能会受到限制。 由于DD算法受平滑参数牵制，平滑参数大小设置不当会引发音乐噪声及语音失真问题，平滑参数过大时，音乐噪声的抑制能力加强，但语音失真更严重，平滑参数过小效果则相反。为了进一步提升算法的性能，近年来有学者根据平滑参数取值对语音系统性能的影响程度选取了两个大小不同的平滑参数，并分别带入DD算法中得到两个先验信噪比估计结果，将结果相结合并融入一个耦合因子δ，在无语音段耦合因子为0，语音突变阶段取1，两个平滑参数一个取大值一个取小值。提出融合耦合因子的先验信噪比估计算法 [ 8 ] ，定义如下 ξ ^ m ， k CC = δ ξ ^ m ， k 1 + ( 1 − δ ) ξ ^ m ， k 2 (14) 为计算自适应耦合因子δ，在真实先验信噪比与估计的先验信噪比之间的最小均方误差准则下建立一个代价函数： J = E { ( ξ ^ m ， k CC − ξ m ， k ) 2 } (15) 通过对代价函数求偏导数并运用最大似然估计方法得到的当前帧的先验信噪比估计代替先验信噪比真实值ξ m ，k ，得到该耦合因子： δ = ( 1 − b ) { max { η m ， k − 1 ， 0 } + 1 } 2 − b { ξ ^ m − 1 ， k − max { η m ， k − 1 ， 0 } } 2 ( a − b ) [ { ξ ^ m - 1 ， k − max { η m ， k − 1 ， 0 } } 2 + { max { η m ， k − 1 ， 0 } + 1 } 2 ] (16) 将耦合因子带入CC算法定义式(12)，可得到CC算法的先验信噪比，进一步求出维纳滤波增益因子，与带噪语音谱相乘后再进行IDFT变换即可得到增强后的时域语音信号。该算法的优势是可以自适应地结合两个具有不同平滑参数的DD算法，在无语音区自动地选取平滑参数较大的DD算法，而在语音存在区域则选取较小平滑参数的DD算法，其结果是即有效抑制了音乐噪声的产出，又避免了输出语音的失真。
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user: 5. 结论 本文主要对比研究了几种单信道语音增强系统中先验信噪比的估计算法，首先说明了先验信噪比估计对语音增强系统性能的重要影响，然后介绍了DD算法、TSNR算法、MTSNR算法和CC算法在DFT域的基本理论，并给出了先验信噪比与增益因子的函数关系式，最后运用仿真实验得出时域图和语谱图以及两种客观评价标准数据对比分析了几种算法的性能，从实验上论证了理论的正确性，也进一步突显出先验信噪比估计对语音增强系统性能的重要性。近几年，深度神经网络算法在学术界应用较为普遍，已被顺利引入到语音增强领域中。与此同时，基于改进相位估计的语音增强算法也有很大的发展潜力，对于先验信噪比参数的估计有显著的作用。今后的研究中可以考虑将改进的相位估计算法和深度神经网络算法相融合，估计出准确度更高的先验信噪比，以增强语音系统的整体性能，从而对纯净语音的估计效果达到更优。
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user: 摘 要 近年来随着人口老龄化现象的加剧和养老基金亏空，延迟退休作为应对之策，正以渐进式延迟退休年龄政策开始在一些城市试行 [ 1 ] 。延迟退休年龄成为必然选择，却对年轻人产生了重大的影响。本文就延迟退休对年轻人的就业影响进行分析，通过问卷调查及实地访问的方式收集数据得出，延迟退休对年轻人造成就业挤出、择业观改变、就业心理压力加剧的负面影响。本文提出通过鼓励，大力扶持年轻人自主创业、提供社区心理辅导和就业指导活动、完善养老金制度等，以“小步走”的方式实行渐进式延迟退休政策，从根源上缓解延迟退休对年轻人的就业冲击。 关键词 :延迟退休，年轻人，就业 Copyright © 2018 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 我国作为人口大国身后是庞大的就业群体，尽管经济正以稳增速趋势发展但依旧没能彻底冲销就业问题。随着每年的大学毕业生，农民工和城市失业人数不断的上升，劳动市场上的供求缺口越来越大，再加上人口老龄化越来越严重，未富先老的趋势令国民担忧。延迟退休的提出是应对人口老龄化和养老基金亏空的一剂良方 [ 2 ] ，但与此同时也对我国的就业产生了重大的影响。古丽娜(2014)认为我国会呈现一段较长时间的就难现象，延迟退休年龄将挤占就业岗位，增加就业压力 [ 3 ]；王楠(2015)就延迟退休对就业增长的影响的短期分析中，提出市场均衡工资率为控制变量，认为劳动供给量的增加会直接导致失业的增加。基于这样的假设，他认为如果原本达到法定退休年龄的老年人其行为偏好是继续留在工作岗位上，则会挤占年轻人的就业岗位加剧原本已经比较严重的失业问题 [ 4 ]；邹铁钉，叶航(2015)认为延迟退休对养老金亏空的影响是呈现U型且存在个体差异，他们认为延迟退休的时间不是越长越好。延迟退休尽管可以缓解养老金亏空但受就业挤出效应的制约，同时随着延迟退休的时间越长所产生的挤出效用也越大 [ 5 ]；陈子琳(2017)运用SWTO分析认为延迟退休是一个能够优化就业市场结构，提升就业者个体经济价值并有效解决就业难的方法 [ 6 ] 。 通过查阅文献发现学者们的研究大部分是基于宏观层面来分析的，他们利用宏观数据分析来构建模型并提出自己的观点看法。而本文主要基于微观层面通过进行市场调查，收集年轻人对延迟退休的观点看法，探讨延迟退休对年轻人就业产生的哪些影响，从而提出相关政策建议为国家提供一些参考。 本研究选择在校大学生、准备找工作和已经就业的年轻人为调查对象，抽样采取方便抽样的方法进行。2017年在北京、天津、河北、安徽进行了自填式问卷调查，共发出200份调查问卷，收回200份。问卷涉及17个问题，其中包括被访者的基本情况如年龄、性别、文化程度；被访者对延迟退休政策的了解程度与支持程度；被访者对当前就业形势的看法，政策试行前后对退休年龄的关注度和择业倾向以及选择该行业的动因和就业心理变化等。