JPS6390761A - 水棲動物の画像監視装置 - Google Patents
水棲動物の画像監視装置Info
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- JPS6390761A JPS6390761A JP23462086A JP23462086A JPS6390761A JP S6390761 A JPS6390761 A JP S6390761A JP 23462086 A JP23462086 A JP 23462086A JP 23462086 A JP23462086 A JP 23462086A JP S6390761 A JPS6390761 A JP S6390761A
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Landscapes
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は浄水場や下水処理場の流入中及び処理水中、並
びに河川水において水棲動物を画像認識して毒物の有無
を判定する装置に関し、水棲動物を効果的に撮像するた
めの装置に関する。
びに河川水において水棲動物を画像認識して毒物の有無
を判定する装置に関し、水棲動物を効果的に撮像するた
めの装置に関する。
〔従来の技術]
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1人手による間欠的な水質分析
に頼っている。同様に、浄水場や下水処理場の処理水並
びに河川水について水中の毒物の有無を監視する必要が
ある。
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1人手による間欠的な水質分析
に頼っている。同様に、浄水場や下水処理場の処理水並
びに河川水について水中の毒物の有無を監視する必要が
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
出が出来ない欠点があった。
雑な手分析に依存している。このため連続監視と早期検
出が出来ない欠点があった。
魚の監視方法としては、水槽中の魚を水槽上部から工業
用テレビカメラ(ITV)で検出し、画像処理する方法
(文献:第36口金国水道研究発表会、講演集p464
−466)がある、この方法では、水槽の上部から魚を
照明し、同じように上部から撮像する方法が示されてい
る。しかし。
用テレビカメラ(ITV)で検出し、画像処理する方法
(文献:第36口金国水道研究発表会、講演集p464
−466)がある、この方法では、水槽の上部から魚を
照明し、同じように上部から撮像する方法が示されてい
る。しかし。
この方法では魚が水面上に浮上しないと検出できないの
で、魚の行動異常を早期に検出することは困難である。
で、魚の行動異常を早期に検出することは困難である。
〔発明が解決しようとする問題点〕従来技術の問題点を
以下に説明する。従来技術では、第2図に示すように矩
形状の水槽を用いて照明の反射光を利用して魚を撮像し
ていた。すなわち、水槽10の上部に配置した撮像袋W
120は照明装置15で照明した魚14を撮像していた
。
以下に説明する。従来技術では、第2図に示すように矩
形状の水槽を用いて照明の反射光を利用して魚を撮像し
ていた。すなわち、水槽10の上部に配置した撮像袋W
120は照明装置15で照明した魚14を撮像していた
。
しかし、水槽10は矩形形状であるので、撮像装置!2
0で水槽10内の魚14を撮像すると水槽の壁も同時に
撮像していた。撮像した画像は例えば第3図に示すよう
な画像で、魚14の他に水層10の壁10Aや10Bも
撮像していた。ここで、10Gは底板である。撮像装置
!20から見て壁10Aや10Bは斜めであり、一方、
底抜10Cはフラットであるので、照明の僅かな変化で
もこれらの壁10AやIOBの輝度が変化する。とくに
、流入水の濁りの程度も変化するので、このような状況
で壁10AやIOB及び底抜10Gの輝度を一様に保つ
ことは困難である。このため、魚14を画像認識する精
度が充分でない。
0で水槽10内の魚14を撮像すると水槽の壁も同時に
撮像していた。撮像した画像は例えば第3図に示すよう
な画像で、魚14の他に水層10の壁10Aや10Bも
撮像していた。ここで、10Gは底板である。撮像装置
!20から見て壁10Aや10Bは斜めであり、一方、
底抜10Cはフラットであるので、照明の僅かな変化で
もこれらの壁10AやIOBの輝度が変化する。とくに
、流入水の濁りの程度も変化するので、このような状況
で壁10AやIOB及び底抜10Gの輝度を一様に保つ
ことは困難である。このため、魚14を画像認識する精
度が充分でない。
本発明の目的は、魚類の動きを精度良く撮像できる水槽
を用いて魚の行動を画像監視する水棲動物の画像監視装
置を提供することにある。
を用いて魚の行動を画像監視する水棲動物の画像監視装
置を提供することにある。
本発明は水槽1oや、魚14の飼育空間を構成する壁の
平面部分(10Aや10B)を撮像装置で見えないよう
にして、水槽10や飼育空間内の魚がどこにいても撮像
できるようにしたことに特徴がある。
平面部分(10Aや10B)を撮像装置で見えないよう
にして、水槽10や飼育空間内の魚がどこにいても撮像
できるようにしたことに特徴がある。
水槽10や飼育空間の壁10AやIOBを撮像装置の撮
像角度と平行に設置することにより魚を精度良く画像認
識できるようにした。
像角度と平行に設置することにより魚を精度良く画像認
識できるようにした。
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によって水が供給される。
給水管11と給水ポンプ12によって水が供給される。
水槽10は矩形形状であって側面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によって排水さ九る。水槽10内には
金網や多孔板などの仕切板18A及び18Bによって仕
切られた飼育空間19に魚14を飼育する。ここで、仕
切板18A及び18Bは、水を通すが魚14を通さない
、飼育空間19の底には底部板18Cを設置する。照明
装[15は水槽内10内の魚14を照らす、照明装置1
E15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からみて水槽10の反対側に工業層テレビカメラ(I
TV)などの撮像袋fl!20を設置する。すなわち、
撮像装置20は照明装置15から半透明板16を通して
得た光を撮像する。ここで、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20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は画像処理袋W130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
ニターテレビ60は撮像両像や画像認識結果並びに魚の
移動速度の評価結果を表示する。
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によって排水さ九る。水槽10内には
金網や多孔板などの仕切板18A及び18Bによって仕
切られた飼育空間19に魚14を飼育する。ここで、仕
切板18A及び18Bは、水を通すが魚14を通さない
、飼育空間19の底には底部板18Cを設置する。照明
装[15は水槽内10内の魚14を照らす、照明装置1
E15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からみて水槽10の反対側に工業層テレビカメラ(I
TV)などの撮像袋fl!20を設置する。すなわち、
撮像装置20は照明装置15から半透明板16を通して
得た光を撮像する。ここで、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20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は画像処理袋W130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
ニターテレビ60は撮像両像や画像認識結果並びに魚の
移動速度の評価結果を表示する。
続いて1本実施例の構成の詳細並びに動作を以下に説明
する。
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
によって水槽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によって排水される。水槽10内は水を通過せせ
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!2Wし、底には底部板18Cを設
置する。
によって水槽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によって排水される。水槽10内は水を通過せせ
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!2Wし、底には底部板18Cを設
置する。
次に、第4図及び第5図を用いて仕切板18A。
18B及び底部板18Gの構成を詳細に説明する。
第4図は第1図を上から(B方向)見た図である。
撮像装置!!20で撮像するときの角度をθとすると、
側面に配置する仕切板18A及び18Bは第4図のよう
に(1/2) θの角度で傾けて配置する。
側面に配置する仕切板18A及び18Bは第4図のよう
に(1/2) θの角度で傾けて配置する。
第5図は第1図を側面(C方向)から見た図である。撮
像装5!20の撮像角度をθとすると、水槽10の底部
に配置する底部板18Gは第5図のように(1/2)
θの角度で傾けて設置する。このようにして、飼育空
間19は、左右の側面を仕切板18A及び18Bによっ
て区切られ、底を底部板18Gで区切られる。また、照
明装置15と撮像装置20とに面する側面は透明の板1
0AとIOBで区切られる。このように構成されるので
、飼育空間19の仕切板18A、18B並びに底部板1
8Gの平面部分は撮像装置20からは撮像されない、し
たがって、撮像装置20は第6図に示すように魚14と
背景のみを搬像することができる。
像装5!20の撮像角度をθとすると、水槽10の底部
に配置する底部板18Gは第5図のように(1/2)
θの角度で傾けて設置する。このようにして、飼育空
間19は、左右の側面を仕切板18A及び18Bによっ
て区切られ、底を底部板18Gで区切られる。また、照
明装置15と撮像装置20とに面する側面は透明の板1
0AとIOBで区切られる。このように構成されるので
、飼育空間19の仕切板18A、18B並びに底部板1
8Gの平面部分は撮像装置20からは撮像されない、し
たがって、撮像装置20は第6図に示すように魚14と
背景のみを搬像することができる。
第6図を説明する前に、照明装置15.半透明板16.
水槽10並びの撮像装置20の構成について説明する。
水槽10並びの撮像装置20の構成について説明する。
照明装置15と撮像装置20とは水槽10をはさんで各
々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15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[15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、−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。
々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15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[15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、−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い輝度で検出さ
れ、一方、魚14は光を透過させないので暗い輝度で検
出される。すなわち、魚14は暗い部分として認識でき
る。このようにして、撮像装置20は照明装置15から
の光を半透明板16を通し第1図でAで示した領域を撮
像する。
れ、一方、魚14は光を透過させないので暗い輝度で検
出される。すなわち、魚14は暗い部分として認識でき
る。このようにして、撮像装置20は照明装置15から
の光を半透明板16を通し第1図でAで示した領域を撮
像する。
以上説明したように、飼育空間19内は撮像装置20か
ら見て死角無く仕切板18A、18B及び底部板18G
で区切られる。このため、魚14が水槽10のどの位置
にいても半透明板16をバックにして魚14を撮像する
ことができる。
ら見て死角無く仕切板18A、18B及び底部板18G
で区切られる。このため、魚14が水槽10のどの位置
にいても半透明板16をバックにして魚14を撮像する
ことができる。
次に、第6図を詳細に説明する。この画像は明るさにむ
らがある濃淡画像であり、背景の水の輝度はGB、魚の
体の輝度はGF、ヒレの輝度はG)Iである。ここで、
最も明るいのは背景であり、次にヒレ、最も暗いのは魚
の体である。魚14は照明を後ろから受けて暗い部分と
して撮像されるので、魚14の向きが変化しても魚自体
の輝度は変化しない1例えば、魚14が反転しても腹部
などが光で反射することはない、また、照明装置15か
ら発した光は半透明板16を介して水槽10の全体を照
射するので、第2図で説明した反射方式のように照明が
直接魚14にあたらない、このため、本発明の実施例で
は魚14に強い光が常時照射されないので魚14に与え
るストレスも従来の方式に比べて小さい、ただし1本発
明の要点は飼育空間19内をまんべんなく撮像できるよ
うな仕切板18A、18B及び底部板18Cの構成法に
あり、照明方法が従来の反射法の場合にも適用できるこ
とはいうまでもない。
らがある濃淡画像であり、背景の水の輝度はGB、魚の
体の輝度はGF、ヒレの輝度はG)Iである。ここで、
最も明るいのは背景であり、次にヒレ、最も暗いのは魚
の体である。魚14は照明を後ろから受けて暗い部分と
して撮像されるので、魚14の向きが変化しても魚自体
の輝度は変化しない1例えば、魚14が反転しても腹部
などが光で反射することはない、また、照明装置15か
ら発した光は半透明板16を介して水槽10の全体を照
射するので、第2図で説明した反射方式のように照明が
直接魚14にあたらない、このため、本発明の実施例で
は魚14に強い光が常時照射されないので魚14に与え
るストレスも従来の方式に比べて小さい、ただし1本発
明の要点は飼育空間19内をまんべんなく撮像できるよ
うな仕切板18A、18B及び底部板18Cの構成法に
あり、照明方法が従来の反射法の場合にも適用できるこ
とはいうまでもない。
なお、仕切板18Aは、給水管11によって供給する水
が水槽10内で泡を形成するのでこれを画像認識しない
ようにする効果を兼ねる。同様に、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、これを防ぐ逆果を兼ねる。また
、魚14の飛び出しを防ぐために水槽10の上部には網
を設置することもある。飼育空間19内には魚14が飼
育されるわけであるが、飼育空間19内に複数の魚を飼
育しても良く、また、複数の仕切板で仕切られた複数の
飼育空間19に一匹毎に魚を飼育しても良い、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。
が水槽10内で泡を形成するのでこれを画像認識しない
ようにする効果を兼ねる。同様に、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、これを防ぐ逆果を兼ねる。また
、魚14の飛び出しを防ぐために水槽10の上部には網
を設置することもある。飼育空間19内には魚14が飼
育されるわけであるが、飼育空間19内に複数の魚を飼
育しても良く、また、複数の仕切板で仕切られた複数の
飼育空間19に一匹毎に魚を飼育しても良い、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、場合によっ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って投与しておく。
である。また、場合によっ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って投与しておく。
続いて、撮像方法について説明する。工業用テレビカメ
ラ(ITV)などの撮像装置20では領域A内の画像を
横方向についで縦方向に順次走査していき、各々の点の
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。
ラ(ITV)などの撮像装置20では領域A内の画像を
横方向についで縦方向に順次走査していき、各々の点の
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6画像処理装置30は撮像装置!2
0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がどれ位の移動速
度Vで遊泳しているかを検出する。
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6画像処理装置30は撮像装置!2
0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がどれ位の移動速
度Vで遊泳しているかを検出する。
次に1画像処理装置!30の構成を第10図に示してこ
の構成を説明する。ただし、本実施例では説明を簡単に
するために、飼育空間19に魚14が一匹の場合を説明
する。
の構成を説明する。ただし、本実施例では説明を簡単に
するために、飼育空間19に魚14が一匹の場合を説明
する。
A/D変換器31は撮像装置20の信号を受けてデジタ
ルに変換さ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31Mに格納された濃淡画像はタイ
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。
ルに変換さ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31Mに格納された濃淡画像はタイ
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。
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では画像処理の繰り返し
のタイミングや計測時間を制御する。
定される。また、タイマ30Tでは画像処理の繰り返し
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値化しこれを2値化メモリ32Mに格納する0重心
座標計算回路33は2値化メモリ32Mの信号を受けて
魚14の重心座標を計算する。フラグ判定回路34では
フラグの値を判定して重心座標の値を重心座標メモリ3
3M2に、または33M1と33M2に重心座標を格納
する。
て2値化しこれを2値化メモリ32Mに格納する0重心
座標計算回路33は2値化メモリ32Mの信号を受けて
魚14の重心座標を計算する。フラグ判定回路34では
フラグの値を判定して重心座標の値を重心座標メモリ3
3M2に、または33M1と33M2に重心座標を格納
する。
移動速度計算回路35は魚14の座標から移動速度を計
算してこの値を遊泳時間判定回路36に送信する。遊泳
時間判定回路36では移動速度Vを判定し遊泳時間分布
メモリ36Mに格納する0重心座標変更回路37は重心
座標メモリ33M2に格納された重心座標の値を重心座
標メモリ33M1に移す、フラグ設定回路38はフラグ
の値を再度設定してタイマ30Tにもどる。タイマ30
Tでは画像処理の積算時rJTが一回の計測時間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は遊泳時間分
布メモリ36Mの値を速度頻度分布計算回路39に送信
する。速度頻度分布計算回路39では速度頻度分布を計
算し結果を速度頻度分布メモリ39Mに格納する。移動
速度評価回路4oでは速度頻度分布メモリ39Mの値と
最大値設定器40Aの値と最小設定器40Bの値を受け
て魚14の移動速度を評価する。移動速度判定回路41
は評価結果の信号と設定器41Aと41Bとの値を受け
て移動速度を判定する。この判定信号を警報装置50に
送信される。
算してこの値を遊泳時間判定回路36に送信する。遊泳
時間判定回路36では移動速度Vを判定し遊泳時間分布
メモリ36Mに格納する0重心座標変更回路37は重心
座標メモリ33M2に格納された重心座標の値を重心座
標メモリ33M1に移す、フラグ設定回路38はフラグ
の値を再度設定してタイマ30Tにもどる。タイマ30
Tでは画像処理の積算時rJTが一回の計測時間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は遊泳時間分
布メモリ36Mの値を速度頻度分布計算回路39に送信
する。速度頻度分布計算回路39では速度頻度分布を計
算し結果を速度頻度分布メモリ39Mに格納する。移動
速度評価回路4oでは速度頻度分布メモリ39Mの値と
最大値設定器40Aの値と最小設定器40Bの値を受け
て魚14の移動速度を評価する。移動速度判定回路41
は評価結果の信号と設定器41Aと41Bとの値を受け
て移動速度を判定する。この判定信号を警報装置50に
送信される。
次に9画像処理装置30の動作を第10図を用いて詳細
に説明する。
に説明する。
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では濃淡画像が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って出力さ
れている0本実施例では縦を256分割、横を256分
割する。
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では濃淡画像が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って出力さ
れている0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。S淡画像メモリ11Mには縦が25
6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。
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。S淡画像メモリ11Mには縦が25
6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。
この記憶場所のi行j行(i=1〜256.j=1〜2
56)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がアナログタを7ビツトの
デジタル値に変換するものであればG(xyj)は12
8レベルのデジタル値をもつ。
56)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がアナログタを7ビツトの
デジタル値に変換するものであればG(xyj)は12
8レベルのデジタル値をもつ。
濃淡画像メモリ31Mに格納された濃淡画像の輝度G(
isj)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30
Tにはフラグ設定回路Fからフラグの値として0が設定
される。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0画像処理を実行
する時間間隔をhとすると、このhは0.1秒ないし2
秒に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=n
h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り
返す、1回の計測時間Taは10秒ないし1時間程度で
ある。
isj)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30
Tにはフラグ設定回路Fからフラグの値として0が設定
される。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0画像処理を実行
する時間間隔をhとすると、このhは0.1秒ないし2
秒に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=n
h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り
返す、1回の計測時間Taは10秒ないし1時間程度で
ある。
2値化回路32では濃淡画像メモリ31Mの輝度G(i
、j)を受けて閾値りよりも明るい画素を全て“0”レ
ベルとし、逆に閾値り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。
、j)を受けて閾値りよりも明るい画素を全て“0”レ
ベルとし、逆に閾値り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 (is j)とする
と、2値化の計算は次式で表される。
と、2値化の計算は次式で表される。
G(i、j)≧Lならば、B(i、j)=O(1)G(
x* j)< Lならば、B(i、j)=1 (2)
第4図で明らかなように、魚14の体の輝度GFとヒレ
の輝度GHは背景の輝度GBよりも暗く。
x* j)< Lならば、B(i、j)=1 (2)
第4図で明らかなように、魚14の体の輝度GFとヒレ
の輝度GHは背景の輝度GBよりも暗く。
体の輝度GFが最も低い、すなわち、
GF<GH<GB (3)した
がって、閾値りをGBとGHとの間に設定すると1体の
輝度GFとヒレの輝度GHは閾値りより低く背景の輝度
QBは閾値りより高いので、(1)、(2)式を各画素
について全て計算することによって、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、第6図のAx−At線上の輝度を第7
図に示し、閾値りで2値化した結果を第8図に示し、得
られた2値化画像を第7図に示す。
がって、閾値りをGBとGHとの間に設定すると1体の
輝度GFとヒレの輝度GHは閾値りより低く背景の輝度
QBは閾値りより高いので、(1)、(2)式を各画素
について全て計算することによって、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、第6図のAx−At線上の輝度を第7
図に示し、閾値りで2値化した結果を第8図に示し、得
られた2値化画像を第7図に示す。
第9図の画像が2値化メモリ32Mに格納される。
なお、2値した画像の最大面積の物体を魚とみなすとよ
い。
い。
重心座標計算回路33は2値化メモリ32Mの信号を受
けて魚14の重心座標を計算する。2値化メモリ32M
において“1”レベルの画素の個数をN、各々の座標を
B (Xx* Yj)とすると。
けて魚14の重心座標を計算する。2値化メモリ32M
において“1”レベルの画素の個数をN、各々の座標を
B (Xx* Yj)とすると。
魚14の重心座標Fg (xg v Y g )は次式
で計算する。
で計算する。
計算された重心座’RFg (Xge Yg)は、フラ
グ判定回路34に送信される。フラグ判定回路34では
計測が1回目か否かを判定するためのもので。
グ判定回路34に送信される。フラグ判定回路34では
計測が1回目か否かを判定するためのもので。
フラグの値がOであれば重心座標の値は重心座標メモリ
33M1及び33M2に同じ重心座標を格納する。最初
の画像処理ではフラグ設定回路30Fでフラグの値はあ
らかじめOと設定されているので、重心座標の値は重心
座標メモリ33M1及び33M2に格納される。後述す
るが、重心座標メモリ33M2に格納された値は後で重
心座標メモリ33M1に移動されるので、2回目の画像
処理以降は重心座1?IFg (Xge Yg)を常に
重心座標メモリ33M2のみに格納する。
33M1及び33M2に同じ重心座標を格納する。最初
の画像処理ではフラグ設定回路30Fでフラグの値はあ
らかじめOと設定されているので、重心座標の値は重心
座標メモリ33M1及び33M2に格納される。後述す
るが、重心座標メモリ33M2に格納された値は後で重
心座標メモリ33M1に移動されるので、2回目の画像
処理以降は重心座1?IFg (Xge Yg)を常に
重心座標メモリ33M2のみに格納する。
重心座標メモリ33M1及び33M2に格納された重心
座標を各々(Xgx、Ygz)及び(XgxtYgz)
とすると、これらの値は移動速度計算回路35に入力さ
れて魚14の移動速度を次式で計算する。
座標を各々(Xgx、Ygz)及び(XgxtYgz)
とすると、これらの値は移動速度計算回路35に入力さ
れて魚14の移動速度を次式で計算する。
1回目の計算だけは移動速度は0になるが、2回目以降
は時間り経過した後の移動速度が正しく計算される0、
移動速度Vが計算されたら、この値Vは遊泳時間判定回
路36に送信される。遊泳時間判定回路36では移動速
度Vがどの速度領域になるかを逐次判定し判定結果を遊
泳時間分布メモリ36Mに格納する。遊泳時間分布とは
ある速度で泳いでいた時間がどれくらいあったかを表す
もので、第11図に示すように横軸が速度V、縦軸が遊
泳時間Hの長さを表す、遊泳時間分布メモリ36Mには
に個の記憶場所があり、これらの値をH(i)としこの
初期値をH(i)oとすると、ここにはあらかじめOの
値を格納しておく、遊泳時間判定回路36では移動速度
Vがどの速度領域になるかをつぎのようにして逐次判定
し時間りを加算して遊泳時間分布メモリ36Mに格納す
る。
は時間り経過した後の移動速度が正しく計算される0、
移動速度Vが計算されたら、この値Vは遊泳時間判定回
路36に送信される。遊泳時間判定回路36では移動速
度Vがどの速度領域になるかを逐次判定し判定結果を遊
泳時間分布メモリ36Mに格納する。遊泳時間分布とは
ある速度で泳いでいた時間がどれくらいあったかを表す
もので、第11図に示すように横軸が速度V、縦軸が遊
泳時間Hの長さを表す、遊泳時間分布メモリ36Mには
に個の記憶場所があり、これらの値をH(i)としこの
初期値をH(i)oとすると、ここにはあらかじめOの
値を格納しておく、遊泳時間判定回路36では移動速度
Vがどの速度領域になるかをつぎのようにして逐次判定
し時間りを加算して遊泳時間分布メモリ36Mに格納す
る。
0≦V < V 1ならばH(1) = H(1)o
+ hVz≦V < V xならばH(2) = H(
2)o+ hVa≦V < V aならばH(3) =
H(3)o + hV k−1≦V<VkならばH(
K)=H(K)o+hこの計算が終了したら、次に重心
座標変更回路37が動作する0重心座標変更回路37は
重心座標メモリ33M2に格納された重心座標の値を重
心座標メモリ33M1に移す0次に、フラグ設定回路3
8が動作してフラグの値を1に設定してタイマ30Tに
もどる。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、こ
のため、遊泳時間分布メモリ36Mに格納された値H(
i)は魚14の遊泳時間のトータルの長さを表す。
+ hVz≦V < V xならばH(2) = H(
2)o+ hVa≦V < V aならばH(3) =
H(3)o + hV k−1≦V<VkならばH(
K)=H(K)o+hこの計算が終了したら、次に重心
座標変更回路37が動作する0重心座標変更回路37は
重心座標メモリ33M2に格納された重心座標の値を重
心座標メモリ33M1に移す0次に、フラグ設定回路3
8が動作してフラグの値を1に設定してタイマ30Tに
もどる。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、こ
のため、遊泳時間分布メモリ36Mに格納された値H(
i)は魚14の遊泳時間のトータルの長さを表す。
積算時間Tが1回の計測時間Taを越えたら。
タイマ30Tは遊泳時間分布メモリ36Mの値H(i)
を速度頻度分布計算回路39に送信する。
を速度頻度分布計算回路39に送信する。
速度頻度分布計算回路39では次式で速度頻度分布を計
算し、計算結果を速度頻度分布メモリ39Mに格納する
。
算し、計算結果を速度頻度分布メモリ39Mに格納する
。
Hv (K)=H(i)/T (7)速度
頻度分布とは遊泳時間分布を計測時間Tで基準化したも
のである0次に速度頻度分布メモリ39Mの値は移動速
度評価回路40に送信される。
頻度分布とは遊泳時間分布を計測時間Tで基準化したも
のである0次に速度頻度分布メモリ39Mの値は移動速
度評価回路40に送信される。
一方、移動速度評価回路40には最大値設定器40Aと
最小値設定器40Bとから各々移動速度の最大基準値K
rmaxと最小基準値K winとが入力される。第1
2図は速度頻度分布と最大基準値Kmaxと最小基準値
Kminとを図示しである。最大基準値に+maxは魚
14の動きが異常に早すぎると見なせる移 動速度に設定され、 Krmaxより大きい値が計測時
間Taの間に頻繁にでると毒物流入による異常行動であ
ることを示す、最小基準値Kminは魚14の動きが異
常に少ないと見なせる移動速度に設定され、K win
より小さい値が計測時間Taの間に頻繁にでると毒物流
入により魚14の動きが極端に少なくなったかまたは死
んだことを示す、移動速度評価回路40では速度頻度分
布メモリ39Mの値と最大値設定器40Aの値との最小
値設定器40Bの値を受けて次の計算を実行する。
最小値設定器40Bとから各々移動速度の最大基準値K
rmaxと最小基準値K winとが入力される。第1
2図は速度頻度分布と最大基準値Kmaxと最小基準値
Kminとを図示しである。最大基準値に+maxは魚
14の動きが異常に早すぎると見なせる移 動速度に設定され、 Krmaxより大きい値が計測時
間Taの間に頻繁にでると毒物流入による異常行動であ
ることを示す、最小基準値Kminは魚14の動きが異
常に少ないと見なせる移動速度に設定され、K win
より小さい値が計測時間Taの間に頻繁にでると毒物流
入により魚14の動きが極端に少なくなったかまたは死
んだことを示す、移動速度評価回路40では速度頻度分
布メモリ39Mの値と最大値設定器40Aの値との最小
値設定器40Bの値を受けて次の計算を実行する。
HwinとHmaxとは第12図に示すような面積を表
す、移動速度判定回路41はこれらHwinとH+aa
xとの値を受けると共に、設定器41Aと41Bとから
Hmin*とHmaxlとの値が入力され次式の判定が
実行される。
す、移動速度判定回路41はこれらHwinとH+aa
xとの値を受けると共に、設定器41Aと41Bとから
Hmin*とHmaxlとの値が入力され次式の判定が
実行される。
H+win≧H+iax
(10)Hmin≧Hma
x (11)これらの式
で示すようにHwinがHwin串より大きいか又はH
rrraxがHmaxlよりも大きければ魚14が異常
に早く遊泳したか又は異常に遅く遊泳したかを意味する
ので魚の行動は異常であるとみなす、移動速度判定回路
41は魚14の動きが正常であると判定したらタイマ3
0Tに戻り次の計測を開始するが、異常であると判定さ
れたら警報装置50に信号を送信して警報を出力される
0例えば、異常状態がオンで示されるとすると、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る
ためのメツセージを音声で出力したりする。
(10)Hmin≧Hma
x (11)これらの式
で示すようにHwinがHwin串より大きいか又はH
rrraxがHmaxlよりも大きければ魚14が異常
に早く遊泳したか又は異常に遅く遊泳したかを意味する
ので魚の行動は異常であるとみなす、移動速度判定回路
41は魚14の動きが正常であると判定したらタイマ3
0Tに戻り次の計測を開始するが、異常であると判定さ
れたら警報装置50に信号を送信して警報を出力される
0例えば、異常状態がオンで示されるとすると、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る
ためのメツセージを音声で出力したりする。
なお、最大値設定器40Aと最小値設定器40Bとから
設定する最大基準値K maxと最小基準値K win
は魚の種類や水温などの環境条件に応じて変更できる。
設定する最大基準値K maxと最小基準値K win
は魚の種類や水温などの環境条件に応じて変更できる。
この変更操作は手動または自動で行い1例えば、水温変
化に対して最大基準値にmaxと最小基準値KIIin
とを自動変更する場合は、まず、水槽中の水温を計測(
図示しない)シ、この計測値に基づいて最大基準値Km
axと最小基準値Kminとを変更する。
化に対して最大基準値にmaxと最小基準値KIIin
とを自動変更する場合は、まず、水槽中の水温を計測(
図示しない)シ、この計測値に基づいて最大基準値Km
axと最小基準値Kminとを変更する。
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12図に示すよ
うな速度頻度分布メモリ39Mのグラフなどを表示する
。
したり、2値化メモリ32Mの画像や第12図に示すよ
うな速度頻度分布メモリ39Mのグラフなどを表示する
。
本発明によれば、仕切板18A、18B並びに底部板1
8Cを撮像袋W120の撮像角度に合わせて配置しであ
るので、飼育空間19の中を撮像装置!ff120によ
りまんべんなく撮像できる。このため、魚14が飼育空
間19のどこにいても撮像することができる。ゆえに、
魚14を安定して撮像することができるので、魚14の
移動を確実に画像認識することができる。したがって、
魚14が異常な行動をした場合にはこれを精度良く検知
し、水質の異常を早期に知ることができ、水質の安全性
監視を支援できる。
8Cを撮像袋W120の撮像角度に合わせて配置しであ
るので、飼育空間19の中を撮像装置!ff120によ
りまんべんなく撮像できる。このため、魚14が飼育空
間19のどこにいても撮像することができる。ゆえに、
魚14を安定して撮像することができるので、魚14の
移動を確実に画像認識することができる。したがって、
魚14が異常な行動をした場合にはこれを精度良く検知
し、水質の異常を早期に知ることができ、水質の安全性
監視を支援できる。
第13図は第1図の実施例と同じ効果が期待できる実施
例で、水槽10の下部から半透明板16を介して照明し
、仕切板18A、18B、18D及び18Eで仕切られ
た飼育空間19内の魚14を撮像装置120で撮像する
例である。ここで、仕切板は網又は多孔板等の水を通す
板である。この例では魚14を上から撮像するので水平
方向の動きを確実に検出できる効果がある。
例で、水槽10の下部から半透明板16を介して照明し
、仕切板18A、18B、18D及び18Eで仕切られ
た飼育空間19内の魚14を撮像装置120で撮像する
例である。ここで、仕切板は網又は多孔板等の水を通す
板である。この例では魚14を上から撮像するので水平
方向の動きを確実に検出できる効果がある。
第1図は本発明の一実施例を示す斜視図、第2図は従来
の照明並びに撮像方法を示す斜視図、第3図は従来の方
法での撮像画像の説明図、第4図並びに第5図は本発明
の実施例を詳細に説明する図、第6@は本発明による魚
の撮像画像の説明図。 第7図、第8図並びに第9図は画像処理動作を表す説明
図、第10図は第1図の実施例における画像処理装置の
構成の詳細な説明図、第11図並びに第12図は画像処
理動作の詳細な説明図、第13図は本発明の他の実施例
を説明する斜視である。 10・・・水槽、14・・・魚、15・・・照明装置、
16・・・半透明板、18A、B・・・仕切板、18G
・・・底部板。 20・・・撮像装置、30・・・画像処理装置、50・
・・警第2 凹 第31!1 /DB ′$4 図 毛5n 第 6 目 第70図 第1/図 V 第12 図 % /31!1 口ν15
の照明並びに撮像方法を示す斜視図、第3図は従来の方
法での撮像画像の説明図、第4図並びに第5図は本発明
の実施例を詳細に説明する図、第6@は本発明による魚
の撮像画像の説明図。 第7図、第8図並びに第9図は画像処理動作を表す説明
図、第10図は第1図の実施例における画像処理装置の
構成の詳細な説明図、第11図並びに第12図は画像処
理動作の詳細な説明図、第13図は本発明の他の実施例
を説明する斜視である。 10・・・水槽、14・・・魚、15・・・照明装置、
16・・・半透明板、18A、B・・・仕切板、18G
・・・底部板。 20・・・撮像装置、30・・・画像処理装置、50・
・・警第2 凹 第31!1 /DB ′$4 図 毛5n 第 6 目 第70図 第1/図 V 第12 図 % /31!1 口ν15
Claims (1)
- 1、水中の毒物流入検知のために水棲動物を飼育する飼
育空間と、該水棲動物の画像情報を電気信号に変換する
撮像装置と、該水棲動物を撮像するための照明装置と、
該撮像装置から得られる画像情報から前記水棲動物を画
像認識する画像認識装置を具備した、水棲動物の画像監
視装置において、仕切板並びに底板を撮像角度に合わせ
て配置し、前記飼育空間を構成する壁の平面部分を前記
撮像装置で見えないように構成したことを特徴とする水
棲動物の画像監視装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23462086A JPS6390761A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 水棲動物の画像監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23462086A JPS6390761A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 水棲動物の画像監視装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6390761A true JPS6390761A (ja) | 1988-04-21 |
Family
ID=16973894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23462086A Pending JPS6390761A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 水棲動物の画像監視装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6390761A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007292436A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-11-08 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 熱交換器 |
-
1986
- 1986-10-03 JP JP23462086A patent/JPS6390761A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007292436A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-11-08 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 熱交換器 |
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