JPH0558504B2 - - Google Patents
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- JPH0558504B2 JPH0558504B2 JP600087A JP600087A JPH0558504B2 JP H0558504 B2 JPH0558504 B2 JP H0558504B2 JP 600087 A JP600087 A JP 600087A JP 600087 A JP600087 A JP 600087A JP H0558504 B2 JPH0558504 B2 JP H0558504B2
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は浄水場の原水中や下水処理場などの流
入水中に毒物混入の有無を判定する異常水質検出
装置に関する。
入水中に毒物混入の有無を判定する異常水質検出
装置に関する。
浄水場では原水中に毒物が混入したか否かを判
定するために、原水の一部を水槽に導きこの水槽
でフナ、コイ、ウグイ、タナゴ、ハヤ及びオイカ
ワなどの水棲動物を飼育している。すなわち、原
水中に毒物が混入した場合には、前記魚類が異常
に行動したり死んだりする現象を利用して原水中
の毒物流入を監視している。また、下水処理場で
は法律で禁止された毒物が流入下水中に流入した
か否かを知る必要があり、人手による間欠的に水
質分析に頼つている。同様に、浄水場や下水処理
場では処理水中の毒物の有無も監視する必要があ
る。
定するために、原水の一部を水槽に導きこの水槽
でフナ、コイ、ウグイ、タナゴ、ハヤ及びオイカ
ワなどの水棲動物を飼育している。すなわち、原
水中に毒物が混入した場合には、前記魚類が異常
に行動したり死んだりする現象を利用して原水中
の毒物流入を監視している。また、下水処理場で
は法律で禁止された毒物が流入下水中に流入した
か否かを知る必要があり、人手による間欠的に水
質分析に頼つている。同様に、浄水場や下水処理
場では処理水中の毒物の有無も監視する必要があ
る。
このように、水中の毒物監視は現状では人間の
目視や繁雑な手分析に依存している。このため連
続監視と早期検出が出来ない。
目視や繁雑な手分析に依存している。このため連
続監視と早期検出が出来ない。
魚の監視方法として、制御コンピユータを具備
したビデオ装置を用いて予期される生物の運動パ
ターンの統計的分析に対応する予測パラメータを
得る方法(例えば、特開昭61−46294号公報)が
提案されている。しかし、水質異常判定手法につ
いて異常時の運動パラメータを用いて評価すると
だけ記載されているだけで具体的にどのように評
価するかについて何ら開示されていない。例え
ば、異常時に評価する運動パラメータとして、生
物の移動距離、その割合、角運動、移動速度、生
物の水に対する向き、タンク内の生物の位置が挙
げられている。
したビデオ装置を用いて予期される生物の運動パ
ターンの統計的分析に対応する予測パラメータを
得る方法(例えば、特開昭61−46294号公報)が
提案されている。しかし、水質異常判定手法につ
いて異常時の運動パラメータを用いて評価すると
だけ記載されているだけで具体的にどのように評
価するかについて何ら開示されていない。例え
ば、異常時に評価する運動パラメータとして、生
物の移動距離、その割合、角運動、移動速度、生
物の水に対する向き、タンク内の生物の位置が挙
げられている。
従来知られている方法はどの様な時に生物が異
常行動を行つたと判定する点について、単に予期
される運動パターンと比較するとあるだけであ
る。このため、毒物が水中に混入した非常事態に
対し早急な対応が難しいという実用上解決しなけ
ればならない問題点を有している。
常行動を行つたと判定する点について、単に予期
される運動パターンと比較するとあるだけであ
る。このため、毒物が水中に混入した非常事態に
対し早急な対応が難しいという実用上解決しなけ
ればならない問題点を有している。
本発明の目的は被測定水に毒物が混入している
ことを魚の狂奔行動によつて速やかに検出できる
異常水質検出装置を提供することにある。
ことを魚の狂奔行動によつて速やかに検出できる
異常水質検出装置を提供することにある。
本発明は魚の移動速度変化を検出することによ
り魚の狂奔行動を早期に検知するようにする。
り魚の狂奔行動を早期に検知するようにする。
被測定水中に毒物が混入すると魚の加速度を増
大する。この加速度値を用いることによつて毒物
流入を早期かつ容易検出できる。
大する。この加速度値を用いることによつて毒物
流入を早期かつ容易検出できる。
以下に図面を用いて実施例を説明する。
第1図を用いて実施例の構成を説明する。10
は水槽で給水管11と給水ポンプ12によつて水
が供給される。水槽10は上板を取外した直方体
形状であつて、側面のの材料はガラスや透明アク
リルのような透明物質である。水槽10内に導か
れた水は排水管13によつて排水される。水槽1
0内には金網や多孔板などの仕切板18A及び1
8Bによつて仕切られた部屋19に魚14を飼育
する。部屋19の底には底部板18Cを設置す
る。照明装置15は水槽10内の魚14を照ら
す。照明装置15と水槽10との間にはスリガラ
スや紙などの半透明物質を材質とする半透明板1
6を設ける。照明装置15からみて水槽10の反
対側に工業用テレビカメラ(ITV)などの撮像
装置20を配置する。撮像装置20はAで示す領
域の内側にある水と魚とを撮像する。撮像装置2
0の信号は画像処理装置30に導かれて魚を画像
認識する。警報装置50は画像処理装置30で得
られた魚の画像から魚の行動を評価して異常の場
合には警報を発する。モニタテレビ60は、撮像
画像や画像認識結果並びに魚の挙動状態の評価結
果を表示する。
は水槽で給水管11と給水ポンプ12によつて水
が供給される。水槽10は上板を取外した直方体
形状であつて、側面のの材料はガラスや透明アク
リルのような透明物質である。水槽10内に導か
れた水は排水管13によつて排水される。水槽1
0内には金網や多孔板などの仕切板18A及び1
8Bによつて仕切られた部屋19に魚14を飼育
する。部屋19の底には底部板18Cを設置す
る。照明装置15は水槽10内の魚14を照ら
す。照明装置15と水槽10との間にはスリガラ
スや紙などの半透明物質を材質とする半透明板1
6を設ける。照明装置15からみて水槽10の反
対側に工業用テレビカメラ(ITV)などの撮像
装置20を配置する。撮像装置20はAで示す領
域の内側にある水と魚とを撮像する。撮像装置2
0の信号は画像処理装置30に導かれて魚を画像
認識する。警報装置50は画像処理装置30で得
られた魚の画像から魚の行動を評価して異常の場
合には警報を発する。モニタテレビ60は、撮像
画像や画像認識結果並びに魚の挙動状態の評価結
果を表示する。
続いて、本実施例の構成の詳細並びに動作を以
下に説明する。
下に説明する。
給水ポンプ12は被検水をサンプリングして給
水管11によつて水槽10に供給する。被検水は
浄水場では河川、沼及び浄水場内の水など(図示
せず)であり、下水処理場では流入下水や処理水
であり、また、河川の毒物を監視する場合では河
川水である。水槽10内の水は排水管13によつ
て排水される。水槽10内は水を通過させるが魚
を通過させないような金網や多孔板などの仕切板
18A及び18Bを設置する。仕切板18Aは、
給水管11によつて供給する水が水槽10内で泡
を形成するのでこれを画像認識しないようにする
ために設置する。また、仕切板18Bは、同様に
排水口近くに泡ができたり、魚が小さい場合には
流出する恐れがあるので、これを防ぐために設置
する。部屋19の底部にある底部板18Cは撮像
装置20の撮像角度により魚が底と重なつて認識
されるのを防ぐために設置する。このようにし
て、部屋19の左右の側面を仕切板18A及び1
8Bによつて区切られ、一方、照明装置15と撮
像装置20とに面する側面は透明の板で区切られ
る。また、底面には底部板18Cが設置され上部
が大気開放の構造である。魚14は部屋19内に
1匹飼育する。なお、魚14が外へ飛び出しを防
ぐために網を設置することもある。魚14は通常
給水される水に棲息する種類のものが飼育され
る。例えば、フナ、コイ、ウグイ、タナゴ及びオ
イカワなどである。また、場合によつてはヤマメ
やイワナ、マス、金魚及びメダカなどを飼育して
もよい。浄水場の水を検出する場合には塩素が魚
に及ぼす影響が無視できないので脱塩素剤などを
前もつて投与しておくのが望ましい。
水管11によつて水槽10に供給する。被検水は
浄水場では河川、沼及び浄水場内の水など(図示
せず)であり、下水処理場では流入下水や処理水
であり、また、河川の毒物を監視する場合では河
川水である。水槽10内の水は排水管13によつ
て排水される。水槽10内は水を通過させるが魚
を通過させないような金網や多孔板などの仕切板
18A及び18Bを設置する。仕切板18Aは、
給水管11によつて供給する水が水槽10内で泡
を形成するのでこれを画像認識しないようにする
ために設置する。また、仕切板18Bは、同様に
排水口近くに泡ができたり、魚が小さい場合には
流出する恐れがあるので、これを防ぐために設置
する。部屋19の底部にある底部板18Cは撮像
装置20の撮像角度により魚が底と重なつて認識
されるのを防ぐために設置する。このようにし
て、部屋19の左右の側面を仕切板18A及び1
8Bによつて区切られ、一方、照明装置15と撮
像装置20とに面する側面は透明の板で区切られ
る。また、底面には底部板18Cが設置され上部
が大気開放の構造である。魚14は部屋19内に
1匹飼育する。なお、魚14が外へ飛び出しを防
ぐために網を設置することもある。魚14は通常
給水される水に棲息する種類のものが飼育され
る。例えば、フナ、コイ、ウグイ、タナゴ及びオ
イカワなどである。また、場合によつてはヤマメ
やイワナ、マス、金魚及びメダカなどを飼育して
もよい。浄水場の水を検出する場合には塩素が魚
に及ぼす影響が無視できないので脱塩素剤などを
前もつて投与しておくのが望ましい。
照明装置15と撮像装置20とは水槽10をは
さんで反対方向に配置する。照明装置15と水槽
10との間にはスリガラスや紙などの半透明物質
を材質とする半透明板16を設ける。照明装置1
5の光は半透明板16に照射されるので、半透明
板16全体が明るく輝く。このため、照明装置1
5は1基でよい。勿論、複数の照明装置を設置し
て照明をさらに一様にして良いことは言うまでも
ない。また、一様な光を照射できる照明装置であ
れば、半透明板16を省略してもよい。半透明板
16全体から発する光は水槽10を照射し、通過
した光を撮像装置20で検出する。このため、水
の部分は光が透過して明るく検出され一方、魚1
4は光を透過させないので暗く検出される。すな
わち、魚14は暗い部分として認識できる。工業
用テレビカメラ(ITV)などの撮像装置20は
領域A内の画像を横方向に順次走査していき、
各々の点での明るさをその程度に応じて逐次電気
信号に変換する。つまり、領域Aの画像を縦横に
細かく分割し、この分割した各画素の明るさをそ
の程度に応じて出力電圧の異なる電気信号に変換
する。撮像装置20から出た電気信号は電圧など
のアナログ信号である。撮像装置20から出た電
気信号は画像処理装置30に送信される。画像処
理装置30は撮像装置20で得た領域Aの画像に
基づいて魚14を画像認識すると共に、この認識
結果に基づき魚14の行動が正常か否かを判定す
る。
さんで反対方向に配置する。照明装置15と水槽
10との間にはスリガラスや紙などの半透明物質
を材質とする半透明板16を設ける。照明装置1
5の光は半透明板16に照射されるので、半透明
板16全体が明るく輝く。このため、照明装置1
5は1基でよい。勿論、複数の照明装置を設置し
て照明をさらに一様にして良いことは言うまでも
ない。また、一様な光を照射できる照明装置であ
れば、半透明板16を省略してもよい。半透明板
16全体から発する光は水槽10を照射し、通過
した光を撮像装置20で検出する。このため、水
の部分は光が透過して明るく検出され一方、魚1
4は光を透過させないので暗く検出される。すな
わち、魚14は暗い部分として認識できる。工業
用テレビカメラ(ITV)などの撮像装置20は
領域A内の画像を横方向に順次走査していき、
各々の点での明るさをその程度に応じて逐次電気
信号に変換する。つまり、領域Aの画像を縦横に
細かく分割し、この分割した各画素の明るさをそ
の程度に応じて出力電圧の異なる電気信号に変換
する。撮像装置20から出た電気信号は電圧など
のアナログ信号である。撮像装置20から出た電
気信号は画像処理装置30に送信される。画像処
理装置30は撮像装置20で得た領域Aの画像に
基づいて魚14を画像認識すると共に、この認識
結果に基づき魚14の行動が正常か否かを判定す
る。
画像処理装置30の構成を第5図に示す。
第5図において、A/D変換器31は撮像装置
20の信号を受けてデジタルに変換れた濃淡画像
信号を濃淡画像メモリ31Mに入力する。濃淡画
像メモリ31Mに格納された濃淡画像はタイマ3
0Tから指令されたタイミングに基づいて2値化
回路32に送られる。タイマ30Tにはフラグ設
定回路Fからフラグの値が設定される。また、タ
イマ30Tでは画像処理の繰に返しのタイミング
や計測時間を制御する。2値化回路32では濃淡
画像メモリ31Mの信号を受けて2値化しフラグ
の値を判定して2値化した画像の重心の位置を2
値化メモリ33M1に、または2値化メモリ33
M1と33M2に格納する。速度算出回路34は
2値化メモリ33M1と33M2の魚14におけ
る重心の位置から重心の移動距離を計算し、1回
の画像処理時間内の魚14が移動した移動速度を
計算する。速度フラグ判定回路35でフラグの値
を判定して計算した魚14の移動速度を速度メモ
リ35M1に、または速度メモリ35M1と35
M2に格納する。加速度算出回路36は速度メモ
リ35M1と35M2から1回の画像処理時間に
おける魚14の示した移動速度の差によつて魚1
4の加速度を算する。計算した加速度の値を加速
度メモリ36Mに格納する。2値化メモリ変更回
路37は2値化メモリ33M2の値をメモリ33
M1に移送し、また速度メモリ変更回路38は速
度メモリ35M2の値をメモリ35M1に移送す
る。フラグ設定回路39はフラグの値を再度設定
してタイマ30Tに戻る。タイマ30Tは画像処
理の積算時間Tが1回の計測時間Taを越えるま
で、前述した動作を繰り返す。積算時間Tが1回
の計測時間Taを越えたら、タイマ30Tは加速
度メモリ36Mの値を加速度判定回路40へ送信
する。加速度判定回路40は加速度メモリ36M
の値と加速度上限値設定器40Aの値によつて魚
14のの示した加速度が異常であるか判定する。
この判定信号は警報装置50に送信される。
20の信号を受けてデジタルに変換れた濃淡画像
信号を濃淡画像メモリ31Mに入力する。濃淡画
像メモリ31Mに格納された濃淡画像はタイマ3
0Tから指令されたタイミングに基づいて2値化
回路32に送られる。タイマ30Tにはフラグ設
定回路Fからフラグの値が設定される。また、タ
イマ30Tでは画像処理の繰に返しのタイミング
や計測時間を制御する。2値化回路32では濃淡
画像メモリ31Mの信号を受けて2値化しフラグ
の値を判定して2値化した画像の重心の位置を2
値化メモリ33M1に、または2値化メモリ33
M1と33M2に格納する。速度算出回路34は
2値化メモリ33M1と33M2の魚14におけ
る重心の位置から重心の移動距離を計算し、1回
の画像処理時間内の魚14が移動した移動速度を
計算する。速度フラグ判定回路35でフラグの値
を判定して計算した魚14の移動速度を速度メモ
リ35M1に、または速度メモリ35M1と35
M2に格納する。加速度算出回路36は速度メモ
リ35M1と35M2から1回の画像処理時間に
おける魚14の示した移動速度の差によつて魚1
4の加速度を算する。計算した加速度の値を加速
度メモリ36Mに格納する。2値化メモリ変更回
路37は2値化メモリ33M2の値をメモリ33
M1に移送し、また速度メモリ変更回路38は速
度メモリ35M2の値をメモリ35M1に移送す
る。フラグ設定回路39はフラグの値を再度設定
してタイマ30Tに戻る。タイマ30Tは画像処
理の積算時間Tが1回の計測時間Taを越えるま
で、前述した動作を繰り返す。積算時間Tが1回
の計測時間Taを越えたら、タイマ30Tは加速
度メモリ36Mの値を加速度判定回路40へ送信
する。加速度判定回路40は加速度メモリ36M
の値と加速度上限値設定器40Aの値によつて魚
14のの示した加速度が異常であるか判定する。
この判定信号は警報装置50に送信される。
次に、画像処理装置30の動作をを詳細に説明
する。
する。
A/D変換器31は撮像装置20の信号を受け
て濃淡画像信号をアナログ値からデジタル値に変
換し、デジタルの濃淡画像信号を濃淡画像メモリ
31Mに入力する。撮像装置20では濃淡画像を
細かい升目の画素に分割して撮像されており、各
画素の明るさが信号となつて出力されている。本
実施例では縦を256分割、横を256分割する。A/
D変換器31は各画素の明るさのアナログ信号を
デジタル値に順次変換して、デジタル値を濃淡画
像メモリ31Mに格納する。濃淡画像メモリ31
Mには縦が256個、横が256個の記憶場所があり、
各々の記憶場所に対応する画素の輝度信号がデジ
タル値で格納される。駒の記憶場所のi行j列
(i=1〜256,j=1〜256)目の信号すなわち
輝度をG(i,j)と表すものとする。A/D変
換器31がアナログ値を7ビツトのデジタル値に
変換するものであればG(i,j)は128レベルの
デジタル値をもつている。
て濃淡画像信号をアナログ値からデジタル値に変
換し、デジタルの濃淡画像信号を濃淡画像メモリ
31Mに入力する。撮像装置20では濃淡画像を
細かい升目の画素に分割して撮像されており、各
画素の明るさが信号となつて出力されている。本
実施例では縦を256分割、横を256分割する。A/
D変換器31は各画素の明るさのアナログ信号を
デジタル値に順次変換して、デジタル値を濃淡画
像メモリ31Mに格納する。濃淡画像メモリ31
Mには縦が256個、横が256個の記憶場所があり、
各々の記憶場所に対応する画素の輝度信号がデジ
タル値で格納される。駒の記憶場所のi行j列
(i=1〜256,j=1〜256)目の信号すなわち
輝度をG(i,j)と表すものとする。A/D変
換器31がアナログ値を7ビツトのデジタル値に
変換するものであればG(i,j)は128レベルの
デジタル値をもつている。
濃淡画像メモリ31Mに格納された濃淡画像の
輝度G(i,j)はタイマ30Tから指令された
タイミングに基づいて2値化回路32に送信され
る。なお、タイマ30Tにはフラグ設定回路39
からフラグの値として0が設定される。なお、後
で説明する一連の画像処理を実行するタイミング
はタイマ30Tにより与えられる。画像処理を実
行する時間間隔をhとすると、このhは1秒ない
し2秒間に1回程度であり、この時間間隔で以下
の画像処理を実行する。また、タイマ30Tでは
積算時間T(1回の画像処理時間がhであるから
n回の画像処理ではT=nhとなる)を計算する
と共に、積算時間Tが1回の計測時間Taを越え
るまで次に説明する画像処理動作を繰に返す。1
回の計測時間Taは10分ないし1時間程度である。
輝度G(i,j)はタイマ30Tから指令された
タイミングに基づいて2値化回路32に送信され
る。なお、タイマ30Tにはフラグ設定回路39
からフラグの値として0が設定される。なお、後
で説明する一連の画像処理を実行するタイミング
はタイマ30Tにより与えられる。画像処理を実
行する時間間隔をhとすると、このhは1秒ない
し2秒間に1回程度であり、この時間間隔で以下
の画像処理を実行する。また、タイマ30Tでは
積算時間T(1回の画像処理時間がhであるから
n回の画像処理ではT=nhとなる)を計算する
と共に、積算時間Tが1回の計測時間Taを越え
るまで次に説明する画像処理動作を繰に返す。1
回の計測時間Taは10分ないし1時間程度である。
2値化回路32cm2濃淡画像メモリ31Mの輝度
G(i,j)を受けて閙値Lよりも明るい画素を
全て“0”レベルとし、逆に閾値Lよりも暗い画
素を全て“1”レベルとして、この信号を2値化
メモリ32Mに格納する。この2値化された信号
の集合をB(i,j)とすると、2値化の計算は
次式で表わされる。
G(i,j)を受けて閙値Lよりも明るい画素を
全て“0”レベルとし、逆に閾値Lよりも暗い画
素を全て“1”レベルとして、この信号を2値化
メモリ32Mに格納する。この2値化された信号
の集合をB(i,j)とすると、2値化の計算は
次式で表わされる。
G(i,j)≧Lならば、B(i,j)=0 …(1)
G(i,j)<Lならば、B(i,j)=1 …(2)
(1),(2)式を各画素について全て計算することに
より、背景を“0”レベル、魚14を“1”レベ
ルとすることができる。この結果、“1”レベル
の部分が魚を表し、“0”レベルの部分が背景を
表す。フラグ判定回路33は計測が1回目か否か
を判定し、フラグの値が“0”レベルであれば2
値化した画像中の物体(魚14)の重心位置を2
値化メモリ33M1と33M2に同じ物体の重心
位置を格納する。最初の画像処理ではフラグの設
定回路30Fでフラグの値はあらかじめ“0”レ
ベルと設定されているので、物体の重心位置の値
は2値化メモリ33M1と33M2に格納され
る。後で詳述するが、2値化メモリ33M2に格
納した値は後で2値化メモリ33M1に移送され
るので、2回目の画像処理以降は物体の重心位置
を常に2値化メモリ33M2にのみ格納する。第
6図に示すように、速度算出回路34は魚14の
2値化メモリ33M1(14A)、33M2(1
4B)に格納された物体の重心位置(33M1=
(x1,y1)、33M2=(x2,y2)画像処理を実行する
時間間隔hとを用いて、物体(魚14)の時間h
における移動速度vを計算する。この計算式は、
次式で定義する。
より、背景を“0”レベル、魚14を“1”レベ
ルとすることができる。この結果、“1”レベル
の部分が魚を表し、“0”レベルの部分が背景を
表す。フラグ判定回路33は計測が1回目か否か
を判定し、フラグの値が“0”レベルであれば2
値化した画像中の物体(魚14)の重心位置を2
値化メモリ33M1と33M2に同じ物体の重心
位置を格納する。最初の画像処理ではフラグの設
定回路30Fでフラグの値はあらかじめ“0”レ
ベルと設定されているので、物体の重心位置の値
は2値化メモリ33M1と33M2に格納され
る。後で詳述するが、2値化メモリ33M2に格
納した値は後で2値化メモリ33M1に移送され
るので、2回目の画像処理以降は物体の重心位置
を常に2値化メモリ33M2にのみ格納する。第
6図に示すように、速度算出回路34は魚14の
2値化メモリ33M1(14A)、33M2(1
4B)に格納された物体の重心位置(33M1=
(x1,y1)、33M2=(x2,y2)画像処理を実行する
時間間隔hとを用いて、物体(魚14)の時間h
における移動速度vを計算する。この計算式は、
次式で定義する。
v=√{(1−2)2+(1−2)2}/h …(3)
(3)式中のx,yは物体の重心座標を示し、xは
水槽10の水平方向、yは水槽10の鉛直方向を
示す。速度算出回路34で速度を算出した後、速
度フラグ判定回路35で速度vが1回目と2回目
の画像計測で得たものか否かを判定し、フラグの
値が“0”レベルであれば、計算した速度vを速
度メモリ35M1と35M2に同じ速度を格納す
る。最初に速度vを求めた時には、フラグ設定回
路30Fでフラグの値はあらかじめ“0”レベル
と設定されているので、速度vの値は速度メモリ
35M1と35M2に格納される。物体の重心位
置を格熱した2値化メモリ33M1,33M2と
同様に、速度メモリ35M2に格納した値は後で
速度メモリ35M1に移送されるので、3回目の
画像処理以降は、物体の移動速度を常に速度メモ
リ35M2のみに格納する。加速度算出回路36
は速度メモリ35M1(v1)と35M2(v2)と
画像処理を実行する時間間隔hとを用いて、物体
の時間hにおける移動加速度aを計算する。この
計算式は次式で定義する。
水槽10の水平方向、yは水槽10の鉛直方向を
示す。速度算出回路34で速度を算出した後、速
度フラグ判定回路35で速度vが1回目と2回目
の画像計測で得たものか否かを判定し、フラグの
値が“0”レベルであれば、計算した速度vを速
度メモリ35M1と35M2に同じ速度を格納す
る。最初に速度vを求めた時には、フラグ設定回
路30Fでフラグの値はあらかじめ“0”レベル
と設定されているので、速度vの値は速度メモリ
35M1と35M2に格納される。物体の重心位
置を格熱した2値化メモリ33M1,33M2と
同様に、速度メモリ35M2に格納した値は後で
速度メモリ35M1に移送されるので、3回目の
画像処理以降は、物体の移動速度を常に速度メモ
リ35M2のみに格納する。加速度算出回路36
は速度メモリ35M1(v1)と35M2(v2)と
画像処理を実行する時間間隔hとを用いて、物体
の時間hにおける移動加速度aを計算する。この
計算式は次式で定義する。
a=|(v1−v2)|/h …(4)
(4)式で求める加速度aは正の加速度だけでな
く、負の加速度、つまり急激な魚14の移動だけ
でなく、急激な減速をも評価するために絶対値を
用いる。加速度算出回路36で求めた加速度a
は、加速度メモリ36Mに格納される。加速度a
を求めた後に、2値化メモリ変更回路37で2値
化メモリ33M2に格納した物体の重心位置を2
値化メモリ33M1に移す。次に速度メモリ変更
回路38で速度メモリ35M2に格納した物体の
移動速度を速度メモリ35M1に移す。
く、負の加速度、つまり急激な魚14の移動だけ
でなく、急激な減速をも評価するために絶対値を
用いる。加速度算出回路36で求めた加速度a
は、加速度メモリ36Mに格納される。加速度a
を求めた後に、2値化メモリ変更回路37で2値
化メモリ33M2に格納した物体の重心位置を2
値化メモリ33M1に移す。次に速度メモリ変更
回路38で速度メモリ35M2に格納した物体の
移動速度を速度メモリ35M1に移す。
次にフラグ設定回路39が動作して、フラグの
値を“1”レベルに設定してタイマ30Tに戻
る。タイマ30Tでは積算時間Tが1回の計測時
間Taを越えるまで前述した画像処理動作を繰り
返す。積算時間Tが1回の計測時間Taを越える
とタイマ30Tは加速度メモリ36Mの加速度値
aを加速度判定回路40へ送信する。加速度判定
回路40には加速度上限値設定器40Aから加速
度の上限値Hと上限頻度数Nが入力される。加速
度判定回路40は第3図に示す斜線部分(加速度
上限値設定器40Aで設定した範囲を超えた部分
であり、魚が毒物流入による異常行動を示したこ
とを表わしている。)を認識した時点で、魚の動
きが異常であると判断する。
値を“1”レベルに設定してタイマ30Tに戻
る。タイマ30Tでは積算時間Tが1回の計測時
間Taを越えるまで前述した画像処理動作を繰り
返す。積算時間Tが1回の計測時間Taを越える
とタイマ30Tは加速度メモリ36Mの加速度値
aを加速度判定回路40へ送信する。加速度判定
回路40には加速度上限値設定器40Aから加速
度の上限値Hと上限頻度数Nが入力される。加速
度判定回路40は第3図に示す斜線部分(加速度
上限値設定器40Aで設定した範囲を超えた部分
であり、魚が毒物流入による異常行動を示したこ
とを表わしている。)を認識した時点で、魚の動
きが異常であると判断する。
また、第4図に示すように、毒物混入の有無に
よる加速度頻度分布グラフは、毒混入のない場合
点線で示すような形をとり、一見して正常分布か
異常分布か知ることができ、加速度上限値H以上
を示した頻度数の累計(斜線部分)により、異常
な加速度を示した回数も明確に知ることができ
る。
よる加速度頻度分布グラフは、毒混入のない場合
点線で示すような形をとり、一見して正常分布か
異常分布か知ることができ、加速度上限値H以上
を示した頻度数の累計(斜線部分)により、異常
な加速度を示した回数も明確に知ることができ
る。
魚の動きが異常であると判断すると、警報装置
50に信号が送信して警報を出力させ、また正常
であると判断したらタイマ30Tに戻り次の計測
を開始させる。警報装置50に例えば信号オンで
異常状態が示されるとすると、警報装置50は警
報を鳴らしたり監視者に水質調査を促すためのメ
ツセージを音声で出力したりする。
50に信号が送信して警報を出力させ、また正常
であると判断したらタイマ30Tに戻り次の計測
を開始させる。警報装置50に例えば信号オンで
異常状態が示されるとすると、警報装置50は警
報を鳴らしたり監視者に水質調査を促すためのメ
ツセージを音声で出力したりする。
なお、加速度上限値設定器40Aから設定する
加速度上限値Hと上限頻度数Nは、魚の種類、大
きさなど魚の形状に応じて変更でき。
加速度上限値Hと上限頻度数Nは、魚の種類、大
きさなど魚の形状に応じて変更でき。
また、モニターテレビ60は撮像装置20の画
像を表示したり、2値化メモリ32Mの画像や第
2〜4図に示すような速度メモリ35M、加速度
メモリ36Mのグラフなどを表示する。
像を表示したり、2値化メモリ32Mの画像や第
2〜4図に示すような速度メモリ35M、加速度
メモリ36Mのグラフなどを表示する。
以上のようにして水質監視を行うのであるが、
魚の移動加速度を検出している。移動速度の変化
で異常行動を検出する場合毒物に対して毒物流入
早期に魚が示す典型的な例に狂奔行動と呼ばれる
急激な移動があるが、その頻度検出については、
その移動速度の検出でこの行動をある程度とらえ
ることもできる。この例が第2図である。第2図
は移動速度を横軸に、その頻度を縦軸にとつてい
る。第2図は毒物が水中に混入したために速く泳
いでいることを表すが、毒物の混入とは関係なし
に速く泳ぐ場合も全くないわけではない。このよ
うに、速度パラメータだけでは誤動作の可能性が
のこる。そこで本発明は移動加速度を考慮してい
るので誤動作することなく毒物の混入を検出でき
る。
魚の移動加速度を検出している。移動速度の変化
で異常行動を検出する場合毒物に対して毒物流入
早期に魚が示す典型的な例に狂奔行動と呼ばれる
急激な移動があるが、その頻度検出については、
その移動速度の検出でこの行動をある程度とらえ
ることもできる。この例が第2図である。第2図
は移動速度を横軸に、その頻度を縦軸にとつてい
る。第2図は毒物が水中に混入したために速く泳
いでいることを表すが、毒物の混入とは関係なし
に速く泳ぐ場合も全くないわけではない。このよ
うに、速度パラメータだけでは誤動作の可能性が
のこる。そこで本発明は移動加速度を考慮してい
るので誤動作することなく毒物の混入を検出でき
る。
本発明によれば、毒物混入によつて魚が示す最
も顕著な動作である狂奔行動を簡単に検出可能で
ある。このため、浄水場施設などの原水に異常が
生じた場合、魚の異常行動の検出により容易に、
また、毒物流入の早期にその事態を把握でき、水
質の安全の確保に効果がある。
も顕著な動作である狂奔行動を簡単に検出可能で
ある。このため、浄水場施設などの原水に異常が
生じた場合、魚の異常行動の検出により容易に、
また、毒物流入の早期にその事態を把握でき、水
質の安全の確保に効果がある。
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2
〜4図は画像処理結果を評価する特性を示す特性
図、第5図は第1図における画像処理装置の一例
を示す詳細構成図、第6図は魚の移動によつて画
像処理装置が魚を認識する過程を表す図である。 10…水槽、14…魚、15…照明装置、16
…半透明板、18A,B…仕切板、18C…底部
板、20…撮像装置、30…画像処理装置、50
…警報装置、60…モニターテレビ。
〜4図は画像処理結果を評価する特性を示す特性
図、第5図は第1図における画像処理装置の一例
を示す詳細構成図、第6図は魚の移動によつて画
像処理装置が魚を認識する過程を表す図である。 10…水槽、14…魚、15…照明装置、16
…半透明板、18A,B…仕切板、18C…底部
板、20…撮像装置、30…画像処理装置、50
…警報装置、60…モニターテレビ。
Claims (1)
- 1 被測定水を導入して水棲動物を飼育する水槽
と、前記水棲動物を撮像してその画像情報を電気
信号に変換する撮像装置と、該撮像装置から得ら
れる画像情報による前記水棲動物の画像認識を行
う画像認識手段と、該画像認識手段で認識した画
像に基づき前記水棲動物の移動速度を求め解析す
る速度解析手段と、前記水棲動物の移動速度から
移動加速度を求め解析する加速度解析手段と、前
記水棲動物の異常行動を前記速度解析手段と前記
加速度解析手段で解析した解析情報により前記水
棲動物の異常行動を判定する異常行動判定手段と
を具備し、前記異常行動判定手段が前記水棲動物
の異常行動を検出したときに前記被測定水の水質
異常があることを検知するようにしたことを特徴
とした異常水質検出装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP600087A JPS63175766A (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 異常水質検出装置 |
US07/093,034 US4888703A (en) | 1986-09-09 | 1987-09-04 | Apparatus for monitoring the toxicant contamination of water by using aquatic animals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP600087A JPS63175766A (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 異常水質検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63175766A JPS63175766A (ja) | 1988-07-20 |
JPH0558504B2 true JPH0558504B2 (ja) | 1993-08-26 |
Family
ID=11626490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP600087A Granted JPS63175766A (ja) | 1986-09-09 | 1987-01-16 | 異常水質検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63175766A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004089027A (ja) * | 2002-08-29 | 2004-03-25 | Japan Science & Technology Corp | 動物の行動解析方法、動物の行動解析システム、動物の行動解析プログラムならびにそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
JP5343470B2 (ja) * | 2008-09-17 | 2013-11-13 | 株式会社明電舎 | 画像処理によるパンタグラフの水平加速度測定装置および測定方法 |
-
1987
- 1987-01-16 JP JP600087A patent/JPS63175766A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63175766A (ja) | 1988-07-20 |
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