JP2000137810A

JP2000137810A - 個体識別装置

Info

Publication number: JP2000137810A
Application number: JP10309715A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yamakita; 治山北; Yuji Kuno; 裕次久野
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2000-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】個体識別装置において、照合する辞書数を削
減し処理の高速化を図る。【解決手段】動物辞書格納部６０は、各ＩＤに対応し
た生体的特徴の情報を示す動物辞書を格納する。各動物
辞書はその動物の体重情報と、その動物に一意に関係付
けられた人物の情報を有する。動物体重を利用した辞書
選択部３０は、識別対象個体の体重に基づき、照合時に
用いる動物辞書を制限する。管理者のＩＤを利用した辞
書選択部４０は、人物を識別し、その識別結果に基づき
照合時に用いる動物辞書を制限する。動物の個体識別部
５０は、動物体重を利用した辞書選択部３０と管理者の
ＩＤを利用した辞書選択部４０で制限された動物辞書格
納部６０の動物辞書を用いて、識別対象個体の識別を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体的特徴に基づ
き個体識別を行う個体識別装置に関し、更に詳細には、
例えば、（競走）馬、（牧）牛等の動物の個体管理が必
要な機関において、動物の個体識別のためのデータを登
録し、且つ照合を行うための動物の個体識別装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】競馬場やセリ場、あるいは繁殖牧場での
サラブレッドの個体識別は、血統書統括機関の主導のも
とに行われている。現行の日本での個体識別方法は毛色
・肢部の白斑・頭部の白斑・旋毛によるものであり、世
界的にはこの他に血液型による方法や烙印・入れ墨を用
いる方法等がある（参考文献：「馬の知識」，ＩＩ−
３．馬の見分け方，Ｐ．１５３〜Ｐ．１５４）。

【０００３】牛の個体識別の場合、首輪や耳タグ等の識
別表札や烙印・入れ墨を用いる方法が一般の牧場にも採
用されている。

【０００４】また昨今注目されている動物の個体識別方
法に、ＭＣ（ＭｉｃｒｏＣｈｉｐ）を利用した技術が
ある。これは超小型集積回路内蔵チップをガラス管に封
入したもので、動物の生体内に注射器等の注入器によっ
て埋め込み、識別の際には非接触検知器で埋め込み局所
をなぞって、その出力信号を個体識別の情報とするもの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の技術には次のような解決すべき課題があった。
毛色・白徴・白斑・旋毛による識別の場合、特徴の少な
い馬や、同一の特徴を有する馬が多いため馬の特定が度
々不完全になることがある。更に烙印・入れ墨は消えて
しまったり、改竄される危険性がある上、動物が受ける
疼痛や局所の化膿等、動物愛護の面からも改善が望まれ
ていた。また血液型による個体識別は正確な反面、判定
までにかなりの処理時間を要するうえコスト高になる欠
点がある。

【０００６】識別表札は破損・紛失したり盗難される危
険性があり、また烙印・入れ墨等の場合は馬の場合と同
様に消えてしまったり、改竄される危険性がある等の問
題を持っている。特にこの改竄行為が明らかになったと
しても、元来どこに所属していたかを証明することが困
難であることにも問題がある。

【０００７】ＭＣ方法は、一度埋め込めば半永久的に利
用でき、利便性が高い等の利点もある。しかし、生体動
物への埋め込みの操作性、埋め込み時の動物に与える疼
痛性、腫脹、圧痛、化膿等の局所反応性、動物の運動機
能障害や臨床上の異常性、ＭＣの生体内での移動性、検
知器の操作性、検知感度の変化及び安定性、信頼性で多
くの課題を持っている。そして何よりも動物愛護の面か
ら、ＭＣ方式の採用に抵抗感を持つ動物関係者もあり、
ＭＣ識別方式に代わる利便性のある識別方法が望まれて
いた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するため次の構成を採用する。〈構成１〉動物の生体的特徴に基づき、動物の個体識別
を行う個体識別装置において、各ＩＤに対応した生体的
特徴の情報を示す動物辞書を格納し、かつ、各ＩＤに対
応した動物の体重情報を有する動物辞書格納部と、識別
対象の個体の体重に基づき、動物辞書格納部からその個
体の体重を含む所定の範囲の体重の情報を有する動物辞
書を選択する動物辞書選択部と、動物辞書選択部で選択
した動物辞書と識別対象の個体の照合を行う動物照合部
とを備えたことを特徴とする個体識別装置。

【０００９】〈構成２〉動物の生体的特徴に基づき、動
物の個体識別を行う個体識別装置において、各ＩＤに対
応した生体的特徴の情報を示す動物辞書を格納し、か
つ、各ＩＤに対応した動物に一意に関係付けられた人物
の情報を有する動物辞書格納部と、人物を識別する人物
識別部と、人物識別部で識別された人物情報に基づき、
動物辞書格納部からその人物が関係付けられている動物
辞書を選択する動物辞書選択部と、動物辞書選択部で選
択した動物辞書と識別対象の個体の照合を行う動物照合
部とを備えたことを特徴とする個体識別装置。

【００１０】〈構成３〉動物の生体的特徴に基づき、動
物の個体識別を行う個体識別装置において、各ＩＤに対
応した生体的特徴の情報を示す動物辞書を格納し、か
つ、各ＩＤに対応した動物の体重情報と、その動物に一
意に関係付けられた人物の情報を有する動物辞書格納部
と、人物を識別する人物識別部と、識別対象の個体の体
重と、人物識別部で識別された人物情報とに基づき、動
物辞書格納部から、個体の体重を含む所定の範囲の体重
の情報を有する動物辞書でかつ、人物が関係付けられて
いる動物辞書を選択する動物辞書選択部と、動物辞書選
択部で選択した動物辞書と識別対象の個体の照合を行う
動物照合部とを備えたことを特徴とする個体識別装置。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
例を用いて詳細に説明する。本発明は、（競走）馬、
（牧）牛等の動物の個体管理が必要な機関においての動
物の個体識別のために、例えば、虹彩や虹彩顆粒のデー
タを登録し、かつ、照合処理を行うためのデータ登録・
照合装置に関するものである。以下、具体例では、対象
とする動物として特に馬の場合を例に取り上げて説明す
る。

【００１２】図２は、馬の眼球の正面図を示したもので
ある。図２に示すように、馬の眼は主として、上下のま
ぶた１３の間の瞳孔１０、アイリス（虹彩）１１、虹彩
顆粒１２よりなる。

【００１３】また、瞳孔１０、アイリス１１の前面には
透明な半球状に***した角膜がある。馬の目が人間の目
と大きく異なる点は、瞳孔１０が楕円形であり、また、
馬や反芻類に特有の虹彩顆粒１２を持つことである。

【００１４】外界からの光は瞳孔１０を通過し、瞳孔奥
にある網膜に到達する。アイリス１１は瞳孔１０を取り
巻く筋肉であり、収縮・散大して瞳孔１０への入射光量
を制御する働きを持つ。また、虹彩顆粒１２は、アイリ
ス１１と瞳孔１０の間に位置し、半球状の***した顆粒
が連なった形をなす。虹彩顆粒１２は、メラニン色素に
富んだ黒色をしており、アイリス１１が収縮してもなお
眩しい日中の光を吸収する働きがあるとされている。

【００１５】このアイリス１１および虹彩顆粒１２の大
きさ・形あるいは表面の細かいしわや凹凸は馬の個体や
目の左右によっても異なり、個体差がある。そのため、
カメラで馬の目を撮像してアイリス１１および虹彩顆粒
１２を基準データ（以降「辞書」と呼ぶ）として登録し
ておき、検査時において撮像したアイリスと虹彩顆粒デ
ータと辞書との比較照合により検査対象個体を識別する
ことが可能である。

【００１６】しかしながら、登録数が数百といった大規
模な照合装置においては、全ての登録馬の中から入力画
像と同一のＩＤの馬を検索するのに時間を要するといっ
た問題がある。また、これを回避する方法としては、照
合前に予め馬のＩＤを入力して、単一ＩＤの辞書のみを
用いて照合を行う方法もあるが、入力の手間や操作ミス
をなくすことは不可能であるため、これに替わる方法が
望まれていた。

【００１７】本発明はこれに対して、個体識別装置にお
いて、動物体重や管理者といった各動物の管理情報の入
力機能を持たせ、その情報で照合する辞書数を削減し処
理の高速化を図るものである。以下、本発明の個体識別
装置を具体例を用いて詳細に説明する。

【００１８】《具体例》〈構成〉図１は本発明の個体識別装置の具体例を示す構
成図である。具体例の装置は、大きく分けて、三つの機
能部よりなる。それらは、動物体重入力部３１、体重範
囲計算部３２、体重制限部３３、動物体重記録部３４と
いった動物体重を利用した辞書選択部３０と、撮像部４
１、動物／人間識別部４２、人物辞書選択部４４、人物
照合部４５、ＩＤ制限部４６、人物辞書格納部４７とい
った管理者のＩＤを利用した辞書選択部４０と、動物辞
書選択部５１、動物照合部５２、表示部５３といった動
物の個体識別部５０である。

【００１９】これらの各機能の中で本具体例に特徴的な
点は、動物の個体識別機能に、動物体重を利用した動物
辞書格納部６０に対する辞書選択機能と、管理者のアイ
リスを利用した辞書選択機能とを付加した点である。

【００２０】動物体重を利用した辞書選択部３０におけ
る動物体重入力部３１は、個体識別前に行う馬体重測定
における体重計からの照合時の体重データを取得する機
能部である。

【００２１】体重範囲計算部３２は、照合時の体重から
制限する体重の範囲を計算する処理部である。

【００２２】体重制限部３３は、体重範囲による動物辞
書格納部６０のリストの制限機能を持ち、前回の出走時
の体重が体重範囲外である馬ＩＤのフラグを１から０に
変更し、照合対象から除外する機能を有している。

【００２３】動物体重記録部３４は、次回の出走のため
に体重を動物辞書格納部６０に記録する処理部である。

【００２４】管理者のＩＤを利用した辞書選択部４０に
おける撮像部４１は、ＣＣＤビデオカメラ等の画像入力
部および照明よりなり、人または馬の目の映像を信号と
して捉える。画像入力部は、カメラで目を撮像する部分
であり、目の像のアナログ光情報をセンサによりデジタ
ル電気信号に変換する処理を行う。また、照明は目をコ
ントラスト良く捉えるために照射し、光源としては馬が
眩しくて過剰に動くことを避けるために、赤色光あるい
は近赤外光、赤外光のような動物には感知しにくい波長
の光が用いられる。

【００２５】動物／人間識別部４２は、目の映像に基づ
いて人と馬とを区別する処理部であり、瞳孔検出機能お
よび扁平率計算機能よりなる。

【００２６】人物辞書選択部４４は、人物辞書格納部４
７の全データの読み込み機能よりなる。

【００２７】人物照合部４５は、人物辞書格納部４７の
アイリスデータと入力画像のアイリスデータの相違度計
算機能および相違度による管理者識別機能よりなり、管
理者ＩＤを特定する。

【００２８】ＩＤ制限部４６は、動物辞書格納部６０の
辞書の一部を照合から除外する処理部であり、辞書の馬
の管理者ＩＤが人物照合部４５で識別されたＩＤ以外で
ある場合にフラグを１から０に変更する機能を有してい
る。

【００２９】人物辞書格納部４７は、人のアイリスデー
タの辞書データベースであり、管理者ＩＤおよびアイリ
スデータよりなるリストである。

【００３０】また、人物辞書選択部４４〜人物辞書格納
部４７で、人物を識別する人物識別部４３を構成してい
る。

【００３１】動物の個体識別部５０は、動物の生体的特
徴に基づいて個体識別を行う機能部であり、これは例え
ば、特開平１０−０４０３７５号公報等に記載されてい
る手段によって構成される。

【００３２】動物の個体識別部５０における動物辞書選
択部５１は、動物辞書格納部６０の読み込み処理部であ
り、フラグチェック機能、辞書読み出し機能よりなる。

【００３３】動物照合部５２は、動物辞書格納部６０の
画像データと入力画像の相違度計算機能および相違度に
よる真偽判別機能よりなる。

【００３４】表示部５３は、動物照合部５２の出力結果
を受けた真偽判定結果および相違度の表示機能よりな
り、ディスプレイやプリンタといった出力装置よりな
る。

【００３５】動物辞書格納部６０は、馬の辞書データベ
ースであり、馬ＩＤ、辞書画像、前回出走時の体重、管
理者ＩＤおよび辞書制限用フラグよりなるリストであ
る。ここで、辞書制限用フラグの初期値は１に設定され
ており、体重制限部３３やＩＤ制限部４６によって、照
合時の辞書から除外される場合にフラグが０に書き換え
られるよう構成されている。

【００３６】〈動作〉図４は、具体例の動作を示すフロ
ーチャートである。以下に各ステップを順に説明する。

【００３７】［ステップＳ１］動物体重入力部３１は、
馬の体重計から体重データを取得する。競走馬の場合
は、通常、出走前に馬体重を測定するためこれを利用す
る。

【００３８】［ステップＳ２］体重範囲計算部３２は、
測定した馬体重から前回出走時の体重の可能性のある範
囲を設定する。競走馬の体重は出走の都度増減するが、
出走間隔がほぼ一定であるため増減範囲はある一定の範
囲内である。従って、測定した馬体重に一定値を加算・
減算した値が上限・下限となる。

【００３９】［ステップＳ３］体重制限部３３は、動物
辞書格納部６０の辞書の中から、前回の出走時の体重が
体重範囲外である辞書のフラグを０に変更する。動物辞
書のフラグは初期値が１に設定してあり、これを０にし
た馬ＩＤの辞書は後の馬の照合において除外される。

【００４０】［ステップＳ４］撮像部４１の動作を説明
する。人または馬の目は、赤色光あるいは近赤外光、赤
外光の波長を光源とする照明により照らされ、ＣＣＤビ
デオカメラ等の画像入力装置によって撮像される。ＣＣ
Ｄセンサは２次元配列の光電変換素子により構成され、
撮像対象の反射光を一定時間露光し、光電変換により印
荷した電圧レベルを一定階調で量子化することによりデ
ジタル信号に変換する。これにより２次元配列の画像フ
レームが得られる。

【００４１】［ステップＳ５］動物／人間識別部４２
は、目の映像から人と馬を区別する。この例を図を用い
て説明する。

【００４２】図３は人の目の説明図である。このように
人の目は瞳孔２０、アイリス２１、白眼２２、まぶた２
３より構成される。これを前述した図２の画像と比べる
と、馬の目には虹彩顆粒１２があるのに対し人にはな
い、馬の瞳孔１０は楕円であるが人の瞳孔２０は真円で
ある、馬は白目の露出が少ないなどの違いがある。

【００４３】そのため、これらの違いを検出することで
人馬の識別が可能である。例えば、瞳孔を用いた場合で
は、先ず、瞳孔は濃度が低く（暗く）かつその濃度は均
一である。一方、アイリスは瞳孔に比べて濃度が高い
（明るい）。従って、このように濃度の差が大きい瞳孔
とアイリスとの境界の座標列を差分フィルタを用いて検
出した後、それらの点を最も良く近似する楕円を当ては
める。そして、楕円の扁平率（短軸の径／長軸の径）が
ほぼ１であれば人、そうでない場合は馬として区別する
ことができる。

【００４４】また、虹彩顆粒の検出方法も、例えば、次
のような方法を用いることができる。瞳孔の上部には虹
彩顆粒があり、更にその上には虹彩が位置し、それぞれ
の器官の内部の変化に較べ、器官の境界における濃度の
変化の方が大きい。そのため、先ずＳｏｂｅｌオペレー
タに代表される濃度変化検出処理を施すと、境界の画素
値が大きな値を持つ。そこで、このような画素値の領域
を求めることで、虹彩顆粒の輪郭を求めることができ
る。

【００４５】尚、瞳孔を検出する方法として、例えば、
文献「坂口、中野、山本、“自動車運転中のドライバの
視線検出”電子情報通信学会ＰＲＵ研究会技術報告、
ＰＲＵ９５−２８」等に記載されている方法も用いるこ
とができる。

【００４６】この他にも人と馬との識別方法として、様
々な識別方法が本発明には適用可能である。

【００４７】［ステップＳ６］馬体重の入力後は管理者
の個人識別を行うため、以降は人の識別を説明する。

【００４８】人物辞書選択部４４は、人物辞書格納部４
７のＩＤおよびアイリスデータを全て読み込む。

【００４９】［ステップＳ７］人物照合部４５は、入力
された管理者のアイリスデータと人物辞書格納部４７の
アイリスデータの相違度を計算する。相違度はデータ間
の距離を表し、例えば識別対象と辞書との平均差分やユ
ークリッド距離等の各種の計算方法が本発明には適用可
能である。

【００５０】［ステップＳ８］次に人物照合部４５は、
相違度が最小である辞書のＩＤを管理者のＩＤとして特
定する。また、予め定めた閾値以下の辞書のＩＤを全て
管理者候補とするなどの方法であってもよい。

【００５１】［ステップＳ９］ＩＤ制限部４６は、動物
辞書格納部６０の辞書に対して管理者ＩＤを人物照合部
４５で識別されたＩＤと比較し、ＩＤが一致しない馬の
辞書のフラグを０に変更することにより辞書を照合から
除外する。

【００５２】［ステップＳ１０］動物辞書選択部５１
は、動物辞書格納部６０より動物辞書の読み込みを行
う。この際フラグをチェックし、フラグが１である辞書
のみを読み込む。このようにして馬体重や管理者が一致
しない辞書との照合を予め制限できるため、照合時間の
短縮が図れる。

【００５３】［ステップＳ１１］動物照合部５２は、動
物辞書格納部６０の辞書と入力画像の相違度を計算す
る。

【００５４】［ステップＳ１２］次に、動物照合部５２
は、相違度を基に真偽判別を行う。相違度を予め定めた
閾値と比較して、相違度が閾値以下の辞書があった場合
は検査対象が真であるものとし、そうでない場合は偽と
する。真偽判別の結果「真」と判定された場合はステッ
プＳ１３のアクセプト処理に進み、「偽」と判定された
場合はステップＳ１４のリジェクト処理へ進む。

【００５５】［ステップＳ１３］識別結果がアクセプト
である旨および相違度を表示部５３に表示する。

【００５６】［ステップＳ１４］識別結果がリジェクト
である旨および相違度を表示部５３に表示する。

【００５７】［ステップＳ１５］識別結果がアクセプト
である場合は、動物辞書の該当する馬ＩＤの馬体重を記
録して処理を終了する。

【００５８】〈効果〉以上述べたように具体例によれ
ば、以下のような効果が見込める。 ●体重計から馬体重を入力する機能を持たせ、馬体重に
よって照合に用いる辞書数を制限するため、ユーザの入
力操作を必要とすることなく、処理を高速化することが
可能となる。

【００５９】●アイリスによる管理者の個人識別機能を
持たせ、管理者ＩＤによって照合に用いる辞書を制限す
るため、ユーザの入力操作を必要とすることなく、照合
処理を高速化することが可能となる。

【００６０】《利用形態》 ●本発明の説明において、馬の照合部、辞書は画像を用
いるものとして説明したが、画像から抽出した各種の特
徴を用いて照合する場合にも本発明の原理は全く同様に
適用できる。

【００６１】●本発明の説明において、人の照合部はア
イリスを、また馬の照合部はアイリスおよび虹彩顆粒を
用いるものとして説明したが、この他の個人識別方法
や、これ以外の生体的特徴を用いた個体識別方法を用い
てもよい。

【００６２】●本発明の説明においては、識別対象の動
物として馬の場合を説明したが、以外の動物であっても
具体例と同様に実現可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の個体識別装置の具体例を示す構成図で
ある。

【図２】馬の眼球画像の説明図である。

【図３】人の眼球画像の説明図である。

【図４】本発明の個体識別装置の具体例の動作を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

４３人物識別部５１動物辞書選択部５２動物照合部６０動物辞書格納部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動物の生体的特徴に基づき、動物の個体
識別を行う個体識別装置において、各ＩＤに対応した生体的特徴の情報を示す動物辞書を格
納し、かつ、各ＩＤに対応した動物の体重情報を有する
動物辞書格納部と、識別対象の個体の体重に基づき、前記動物辞書格納部か
ら当該個体の体重を含む所定の範囲の体重の情報を有す
る動物辞書を選択する動物辞書選択部と、前記動物辞書選択部で選択した動物辞書と前記識別対象
の個体の照合を行う動物照合部とを備えたことを特徴と
する個体識別装置。
【請求項２】動物の生体的特徴に基づき、動物の個体
識別を行う個体識別装置において、各ＩＤに対応した生体的特徴の情報を示す動物辞書を格
納し、かつ、各ＩＤに対応した動物に一意に関係付けら
れた人物の情報を有する動物辞書格納部と、人物を識別する人物識別部と、前記人物識別部で識別された人物情報に基づき、前記動
物辞書格納部から前記人物が関係付けられている動物辞
書を選択する動物辞書選択部と、前記動物辞書選択部で選択した動物辞書と前記識別対象
の個体の照合を行う動物照合部とを備えたことを特徴と
する個体識別装置。
【請求項３】動物の生体的特徴に基づき、動物の個体
識別を行う個体識別装置において、各ＩＤに対応した生体的特徴の情報を示す動物辞書を格
納し、かつ、各ＩＤに対応した動物の体重情報と、当該
動物に一意に関係付けられた人物の情報を有する動物辞
書格納部と、人物を識別する人物識別部と、識別対象の個体の体重と、前記人物識別部で識別された
人物情報とに基づき、前記動物辞書格納部から、当該個
体の体重を含む所定の範囲の体重の情報を有する動物辞
書でかつ、前記人物が関係付けられている動物辞書を選
択する動物辞書選択部と、前記動物辞書選択部で選択した動物辞書と前記識別対象
の個体の照合を行う動物照合部とを備えたことを特徴と
する個体識別装置。