基于熱紅外圖像的奶牛乳區(qū)溫度分布與乳房炎識(shí)別方法

郭艷嬌，楊圣慧，遲 宇，吳聰明，許紅巖，沈建忠，鄭永軍,4※

（1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，北京 100083；2. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，動(dòng)物源食品安全檢測(cè)技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；3. 內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司，呼和浩特 010110；4. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與設(shè)施教育部工程研究中心，北京 100083）

0 引 言

奶牛乳房炎是由多種病原微生物侵襲乳腺組織而引發(fā)的炎癥，是影響奶牛健康的三大疾病之首，直接影響奶質(zhì)和產(chǎn)奶量，甚至危及奶牛生命。因此，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、及時(shí)準(zhǔn)確識(shí)別奶牛乳房健康情況，對(duì)于奶牛乳房炎防治和降低養(yǎng)殖戶經(jīng)濟(jì)損失有實(shí)際意義。

加州乳房炎檢測(cè)（California Mastitis Test，CMT）法、體細(xì)胞計(jì)數(shù)（Somatic Cell Count，SCC）法、乳汁pH法、乳汁電導(dǎo)率（Electric Conductivity，EC）法等是檢測(cè)奶牛乳房炎常用的生化試驗(yàn)方法，需經(jīng)歷牛奶取樣、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)分析等繁瑣過(guò)程，檢測(cè)周期長(zhǎng)，結(jié)果滯后。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐與臨床診斷表明，奶牛患有乳房炎時(shí)，其患病部位的溫度會(huì)升高。紅外熱成像（Infrared Thermography，IRT）作為一種快速、直觀、準(zhǔn)確的非接觸測(cè)溫技術(shù)，可測(cè)量物體表面溫度場(chǎng)，目前已有乳房炎檢測(cè)的應(yīng)用研究。

Metzner等對(duì)奶牛熱紅外圖像采用手動(dòng)標(biāo)記法定位乳房區(qū)域，自動(dòng)化水平低，經(jīng)濟(jì)成本高，難以實(shí)現(xiàn)奶牛乳房炎的快速檢測(cè)。此外，Polat等選擇在擠奶前測(cè)定奶牛乳區(qū)皮膚溫度，而B(niǎo)erry 等選擇擠奶結(jié)束后測(cè)定乳區(qū)皮膚溫度，并未確定溫度測(cè)定的最佳時(shí)間。楊春合等通過(guò)對(duì)比左右乳房的溫差檢測(cè)奶牛乳房炎，可初步判斷溫度升高一側(cè)發(fā)生隱性乳房炎，但雙側(cè)乳房同時(shí)患病時(shí)無(wú)法檢測(cè)；……