融合數(shù)據(jù)增強(qiáng)與改進(jìn)ResNet34的奶牛熱紅外圖像乳腺炎檢測(cè)

張 倩，楊 穎*，劉 剛, 2, 3，吳 瀟，寧遠(yuǎn)霖

1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，北京 100083 2.現(xiàn)代精細(xì)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083 3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)信息獲取技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083

引 言

隨著人民生活水平的提高，人們更加重視食物的營養(yǎng)健康，牛奶中含有豐富的乳蛋白和維生素，日常飲用牛奶有益于提高人體的免疫力。據(jù)《中國奶業(yè)統(tǒng)計(jì)資料》顯示：2020年全國牛奶產(chǎn)量為3 440萬噸，占比全球總產(chǎn)量的5%，奶牛養(yǎng)殖規(guī)模比例達(dá)到67%[1]。發(fā)展奶牛養(yǎng)殖業(yè)對(duì)于國家的畜牧業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有極其重要的作用[2]。奶牛乳房炎是奶牛生產(chǎn)養(yǎng)殖中最為嚴(yán)重的疾病之一。奶牛患乳腺炎疾病會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)奶量下降、牛奶質(zhì)量降低，會(huì)對(duì)養(yǎng)殖戶造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[3]。根據(jù)臨床癥狀不同，奶牛乳房炎主要可分為顯性乳房炎和隱性乳房炎[4]。患有顯性乳房炎的部位表現(xiàn)出肉眼可見的紅、腫、熱等癥狀，然而，隱性乳房炎的發(fā)病率高且奶牛乳房外觀變化細(xì)微，檢測(cè)較為困難[5]。早期由于缺乏有效的科技手段，養(yǎng)殖人員通過人工觀察奶牛乳腺炎的發(fā)病情況，判斷具有一定的主觀性，誤診率較高。隨著我國奶牛養(yǎng)殖廠的數(shù)量規(guī)模不斷擴(kuò)大，急需一種高效、準(zhǔn)確的奶牛隱性乳房炎早期檢測(cè)方法。

早期比較常規(guī)的“接觸式”奶牛隱性乳房炎檢測(cè)方法主要包括直接體細(xì)胞計(jì)數(shù)法(SCC)、加州乳房炎檢測(cè)法(CMT)、電導(dǎo)率法(EC)等等。此類法均需要對(duì)奶牛乳液進(jìn)行采樣，并通過專業(yè)儀器測(cè)量樣品的理化成分從而判定奶牛是否患乳房炎，整個(gè)過程需要嚴(yán)格控制檢測(cè)樣品的環(huán)境條件，具有實(shí)驗(yàn)操作繁瑣、周期長(zhǎng)且成本價(jià)格昂貴等弊端，從而限制了其在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用[6-8]。……