DE102019009001B3 - Einrichtung zur Erkennung des Geschlechts von Jungfischen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Erkennung des Geschlechts und/oder wenigstens einer Anomalie von Jungfischen. Diese zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass die Geschlechter und/oder Anomalien lebender Jungfische bestimmbar sind. Dazu ist ein Träger oder ein Bereich eines Trägers mit wenigstens einem ruhig gestellten Jungfisch zwischen einer Quelle für elektromagnetische Wellen und einer Hyperspektralkamera angeordnet. Der Träger weist eine Öffnung oder ein für die Wellenlängen der elektromagnetischen Wellen transparentes Fenster wenigstens im Bereich der Brustflossen des Jungfisches auf. Die Quelle für elektromagnetische Wellen und die Hyperspektralkamera sind mit einem Datenverarbeitungssystem verbunden, welches aus den von der Hyperspektralkamera aufgenommenen Transmissionsspektren ein Vorhandensein von Eierstöcken bei weiblichen Jungfischen, ein Nichtvorhandensein von Eierstöcken bei männlichen Jungfischen und bei Vorhandensein wenigstens einer Anomalie diese Anomalie des Jungfisches im Vergleich zu einem Jungfisch ohne Anomalie ermittelt und dem Jungfisch zuordnet.
Description
- Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Erkennung des Geschlechts von Jungfischen.
- Durch die Druckschrift
DE 2 422 905 A ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Bestimmung des Geschlechts von Fischen bekannt, wobei die hohe Lichtdurchlässigkeit oder hohe Lichtstreuung vom Rogen in weiblichen Fischen, relativ zu der niedrigen Lichtdurchlässigkeit oder Lichtstreuung von Mich in männlichen Fisch ausgenutzt wird, um männlichen Fisch von weiblichem Fisch zu unterscheiden. Dazu wird die vom jeweiligen Fisch austretende Strahlung gegenüber der angewandten Strahlung gemessen. Das Geschlecht von Jungfischen ist damit nicht bestimmbar. - Durch die Druckschrift
US 2010/0 119 119 A1 - Die Druckschrift
US 5 013 906 A offenbart ein Gerät und ein Verfahren zur Feststellung des Geschlechts von Fischen und deren Sortierung entsprechend des Geschlechts. Die Geschlechtserkennung erfolgt mittels der Erfassung des Durchlichts des an mehreren Stellen mit Licht beaufschlagten Genitaldrüsenbereichs. Der so mit Laserstrahlung punktweise abgetastete Bereich dient der Feststellung von Fischrogen bei weiblichen Fischen und der Milz bei männlichen Fischen. Der bei der Durchleuchtung hervorgerufene Lichtfleck wird entsprechend seiner Intensität zur Auswertung herangezogen. Zur Erkennung des Geschlechts von Jungfischen ist das Gerät und das Verfahren nicht vorgesehen. - Die Druckschrift WO 2018/ 222 048 A1 offenbart eine Verfahren und eine Einrichtung zur hyperspektralen Unterwasserbildgebung von Fischen. Die Lösung dient dem Nachweis und der Klassifizierung physiologischer Eigenschaften von Fischen, um insbesondere die Gesundheit von Fischen zu ermitteln. Dazu werden neben den Fischen als Ganzes auch verschiedene Stadien in deren Entwicklung in die Untersuchung einbezogen. Eine Untersuchung und Unterscheidung der Geschlechter von Fischen ist nicht vorgesehen.
- Die Druckschrift
DE 20 2018 001 316 U1 betrifft Einrichtungen zur Untersuchung von Bruteiern ab dem sechzehnten Bebrütungstag. - Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Geschlecht von lebenden Jungfischen zu bestimmen.
- Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
- Die Einrichtungen zur Erkennung des Geschlechts von Jungfischen zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass die Geschlechter lebender Jungfische bestimmbar sind.
- Dazu ist ein Träger oder ein Bereich eines Trägers mit wenigstens einem ruhig gestellten Jungfisch zwischen einer Quelle für elektromagnetische Wellen und einer Hyperspektralkamera angeordnet, wobei der Träger eine Öffnung oder ein für die Wellenlängen der elektromagnetischen Wellen der Quelle transparentes Fenster wenigstens im Bereich der Brustflossen des Jungfisches aufweist. Die Quelle für elektromagnetische Wellen mit Wellenlängen im Bereich jeweils einschließlich von 300 nm bis 1.000 nm und die Hyperspektralkamera sind mit einem Datenverarbeitungssystem verbunden, welches aus den von der Hyperspektralkamera aufgenommenen Transmissionsspektren ein Vorhandensein von Eierstöcken bei weiblichen Jungfischen, ein Nichtvorhandensein von Eierstöcken bei männlichen Jungfischen ermittelt und dem Jungfisch zuordnet, wobei das Datenverarbeitungssystem ein die Transmissionsspektren nach dem mittleren Spektrum oder mehreren Einzelspektren klassifizierendes Datenverarbeitungssystem ist, wobei jedes Spektrum durch n Werte im Bereich jeweils einschließlich von 300 nm bis 1.000 nm gekennzeichnet ist, und wobei das Datenverarbeitungssystem ein die Transmissionsspektren des Jungfisches jeweils wenigstens einem die Geschlechter von Jungfischen repräsentierendem Modell oder repräsentierenden Modellen auf Basis wählbarer Merkmale zuordnendes und so das Geschlecht des Jungfisches erkennendes Datenverarbeitungssystem ist, wobei das Modell ein parametrisches Modell, ein Modell auf Basis einer nichtparametrischen Methode, ein Modell aus einem neuronalen Netz oder eine Kombination aus mehreren dieser Modelle ist. Weiterhin befindet sich eine schaltbare Vorrichtung in Verbindung mit einem Behälter zur Aufnahme männlicher Jungfische und mit einem Behälter zur Aufnahme weiblicher Jungfische in Transportrichtung nach der Einrichtung zur Erkennung des Geschlechts von Jungfischen, wobei die schaltbare Vorrichtung mit dem Datenverarbeitungssystem verbunden ist, so dass der erkannte Jungfisch entsprechend seines Geschlechts in den Behälter mit den Jungfischen gleichen Geschlechts gelangt.
- Die so bestimmten Jungfische können entsprechend der Merkmale sortiert und Behältern zur weiteren Aufzucht oder Behandlung zugeführt werden. Jungfische sind beispielsweise atlantische Lachse (Salmo Salar) im Stadium der Wanderung vom Süßwasser ins Salzwasser. Diese können so aus Aufzuchtbehältern mit Süßwasser gezielt zum weiteren Wachstum beispielsweise einer Aquakultur im Meerwasser zugeführt werden, wo diese gezielt entsprechend ihres Geschlechts gefüttert werden können. Natürlich sind auch andere Jungfische wie beispielsweise andere Salmoniden bestimmbar.
- Dazu kann der Träger auch eine Öffnung oder ein für die Wellenlängen der elektromagnetischen Wellen transparentes Fenster für den gesamten Jungfisch aufweisen.
- Die Einrichtung zur Erkennung des Geschlechts von Jungfischen kann insbesondere vor oder nach einer Vorrichtung zum automatisierten Impfen der Jungfische angeordnet oder als Kombination mit dieser ausgeführt sein. Dazu weist die Einrichtung zur Erkennung des Geschlechts eine Führung mit einer dadurch geführt verfahrbaren Impfnadel auf. Zum Impfen des Jungfisches ist diese zum und in den Jungfisch hinein bewegbar. Gleichzeitig ist diese über eine Fördereinrichtung mit einem Behälter mit einem Impfstoff verbunden.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen
2 bis8 angegeben. - Die Quelle für elektromagnetische Wellen und die Hyperspektralkamera sind optional so an die Öffnung oder das Fenster angekoppelt, dass die den Bereich des Jungfisches durchdringenden elektromagnetischen Wellen auf den Bildsensor der Hyperspektralkamera gelangen.
- Lichtdichte Wände umgeben optional den Jungfisch und die Quelle für elektromagnetische Wellen, so dass wenigstens während der Aufnahme mit der Hyperspektralkamera kein Fremdlicht auf den Bildsensor gelangt. Diese Wände können dazu elastisch ausgebildet sein. Wenigstens die den Jungfisch umgebende Wand kann dazu weiterhin an sich oder in Form eines Balgs mit einem Antrieb verbunden sein.
- In einer Ausführungsform befinden sich die Quelle für elektromagnetische Wellen, die Hyperspektralkamera und der Jungfisch während der Aufnahme wenigstens des Bereichs des Jungfischs in einer lichtdichten Kammer, so dass wenigstens während der Aufnahme mit der Hyperspektralkamera kein Fremdlicht auf den Bildsensor gelangt.
- Das Datenverarbeitungssystem einer Ausführungsform ist ein die Transmissionsspektren des Jungfisches jeweils wenigstens
- - einem die Geschlechter von Jungfischen und/oder
- - einem Jungfische ohne Anomalie und/oder
- - einem Jungfische mit wenigstens einer Anomalie
- - ein parametrisches Modell, beispielsweise ermittelt durch Diskriminanzanalyse oder einem Naive-Bayes-Klassifikator,
- - ein Modell auf Basis einer nichtparametrischen Methode, beispielsweise mit einem Nächste-Nachbarn-Klasifikator,
- - ein Modell aus einem neuronalen Netz, beispielsweise das Perzeptron oder radiale Basisfunktionsnetze, oder
- - eine Kombination aus mehreren dieser Modelle, beispielsweise durch Boosting-Verfahren.
- Das Datenverarbeitungssystem ist in einer Ausführungsform ein die Transmissionsspektren des Jungfisches wenigstens einem
- - die Geschlechter von Jungfischen und/oder
- - Jungfische ohne Anomalien und mit wenigstens einer Anomalie enthaltenem Modell zuordnendes Datenverarbeitungssystem. Das Datenverarbeitungssystem ist ein mit Einbeziehung der Merkmale des aktuellen Transmissionsspektrums des Jungfisches ein neues
- - parametrisches Modell, beispielsweise durch Diskriminanzanalyse oder Verwendung eines Naive-Bayes-Klassifikators,
- - Modell auf Basis einer nichtparametrischen Methode, beispielsweise mit einem Nächste-Nachbam-Klasifikator,
- - Modell aus einem neuronalen Netz, beispielsweise mittels Perzeptron oder radialen Basisfunktionsnetzen, oder
- - Modell aus einer Kombination mehrerer dieser Modelle, beispielsweise durch Boosting-Verfahren,
- Neben dem Geschlecht sind sowohl innere als auch äußere Anomalien im Jungfisch und auf dem Jungfisch erkennbar. Das sind beispielsweise Abnormitäten der Jungfische im Vergleich zu Jungfischen ohne Abnormitäten und/oder pathologische Veränderungen der Jungfische im Vergleich zu Jungfischen ohne pathologische Veränderungen.
- In Transportrichtung nach der Einrichtung zur Erkennung des Geschlechts von Jungfischen und/oder wenigstens einer Anomalie kann vorteilhafterweise eine schaltbare Vorrichtung in Verbindung mit einem Behälter zur Aufnahme männlicher Jungfische und mit einem Behälter zur Aufnahme weiblicher Jungfische und/oder mit einem Behälter zur Aufnahme von Jungfischen mit der Anomalie angeordnet sein. Die schaltbare Vorrichtung ist weiterhin mit dem Datenverarbeitungssystem verbunden, so dass der erkannte Jungfisch entsprechend seines Geschlechts oder einer Anomalie in den Behälter mit den Jungfischen gleichen Geschlechts oder mit Anomalien gelangt.
- Der Träger ist optional ein durchgängiges oder aus einzelnen Segmenten bestehendes Transportband mit Trennwänden. Die Segmente gewährleisten, dass kein Fremdlicht auf einen Bildsensor der Hyperspektralkamera gelangen kann.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
- Es zeigen:
-
1 eine Einrichtung zur Erkennung des Geschlechts und/oder wenigstens einer Anomalie von Jungfischen, -
2 ein Träger in einer Draufsicht und -
3 eine Einrichtung zur Erkennung des Geschlechts und/oder wenigstens einer Anomalie von Jungfischen mit einer nachgeordneter Sortierung. - Eine Einrichtung zur Erkennung des Geschlechts und/oder wenigstens einer Anomalie von Jungfischen
1 besteht im Wesentlichen aus einem Träger2 für einen ruhig gestellten Jungfisch1 , einer Quelle3 für elektromagnetische Wellen, einer Hyperspektralkamera4 und einem Datenverarbeitungssystem5 . - Die
1 zeigt eine Einrichtung zur Erkennung des Geschlechts und/oder wenigstens einer Anomalie von Jungfischen1 in einer prinzipiellen Darstellung. - Zur Erkennung des Geschlechts und/oder wenigstens einer Anomalie befindet sich der Träger
2 mit dem ruhig gestellten Jungfisch1 zwischen der Quelle3 für elektromagnetische Wellen und der Hyperspektralkamera4 . Der Träger2 weist ein für die Wellenlängen der elektromagnetischen Wellen transparentes Fenster auf. Die - Quelle
3 für elektromagnetische Wellen und die Hyperspektralkamera4 sind mit dem Datenverarbeitungssystem5 verbunden. Aus den von der Hyperspektralkamera4 aufgenommenen Transmissionsspektren ist das Datenverarbeitungssystem5 ein - - das Vorhandensein von Eierstöcken bei weiblichen Jungfischen
1 , - - das Nichtvorhandensein von Eierstöcken bei männlichen Jungfischen
1 und - - bei Vorhandensein wenigstens einer Anomalie diese Anomalie des Jungfisches
1 im Vergleich zu einem Jungfisch1 ohne Anomalie ermittelndes und dem Jungfisch1 zuordnendes Datenverarbeitungssystem5 . - Das Datenverarbeitungssystem
5 ist ein die Transmissionsspektren nach dem mittleren Spektrum oder mehreren Einzelspektren klassifizierendes Datenverarbeitungssystem5 , wobei jedes Spektrum durch n Werte im Bereich jeweils einschließlich von 300 nm bis 1.000 nm gekennzeichnet ist. Das Datenverarbeitungssystem5 beinhaltet Modelle von weiblichen Jungfischen1 und männlichen Jungfischen1 und/oder Jungfischen1 mit Anomalien. Die Transmissionsspektren des aktuell untersuchten Jungfisches1 werden - - einem die Geschlechter von Jungfischen
1 und/oder - - einem Jungfische
1 ohne Anomalie und/oder - - einem Jungfische
1 mit wenigstens einer Anomalie repräsentierendem Modell oder repräsentierenden Modellen auf Basis wählbarer Merkmale im Datenverarbeitungssystem5 zugeordnet, welches so ein das Geschlecht und/oder eine vorhandene Anomalie des Jungfisches1 erkennendes Datenverarbeitungssystem5 ist. Das Modell ist dazu - - ein parametrisches Modell,
- - ein Modell auf Basis einer nichtparametrischen Methode,
- - ein Modell aus einem neuronalen Netz oder
- - eine Kombination aus mehreren dieser Modelle.
- Zur Modellbildung und zur Vervollkommnung der Modelle ist das Datenverarbeitungssystem
5 ein die Transmissionsspektren des Jungfisches1 wenigstens einem - - die Geschlechter von Jungfischen
1 und/oder - - Jungfische
1 ohne Anomalien und mit wenigstens einer Anomalie enthaltenem Modell zuordnendes Datenverarbeitungssystem5 , welches ein mit Einbeziehung der Merkmale des aktuellen Transmissionsspektrums des Jungfisches1 ein neues - - parametrisches Modell,
- - Modell auf Basis einer nichtparametrischen Methode,
- - Modell aus einem neuronalen Netz oder
- - Modell aus einer Kombination mehrerer dieser Modelle erstellendes Datenverarbeitungssystem
5 ist. - Die
2 zeigt einen Träger2 in einer prinzipiellen Draufsicht. - Der Jungfisch
1 ist wenigstens während der Aufnahme der Hyperspektralkamera4 von lichtdichten Wänden6 umrahmt und damit eingefasst. Die Quelle3 für elektromagnetische Wellen und die Hyperspektralkamera4 sind so an das Fenster angekoppelt, dass die den Bereich des Jungfisches1 oder den Jungfisch1 durchdringenden elektromagnetischen Wellen auf den Bildsensor der Hyperspektralkamera4 gelangen. Die elektromagnetischen Wellen besitzen Wellenlängen im Bereich jeweils einschließlich von 300 nm bis 1.000 nm. Der Träger2 kann ein durchgängiges oder aus einzelnen Segmenten bestehendes Transportband2 mit Trennwänden6 sein. - Die
3 zeigt eine Einrichtung zur Erkennung des Geschlechts und/oder wenigstens einer Anomalie von Jungfischen1 mit einer nachgeordneten Sortierung in einer prinzipiellen Darstellung. - In Transportrichtung nach der Einrichtung zur Erkennung des Geschlechts von Jungfischen
1 und/oder wenigstens einer Anomalie ist eine schaltbare Vorrichtung7 in Verbindung mit einem Behälter8 zur Aufnahme männlicher Jungfische1 und mit einem Behälter10 zur Aufnahme weiblicher Jungfische1 und/oder mit einem Behälter9 zur Aufnahme von Jungfischen1 mit der Anomalie angeordnet. Die schaltbare Vorrichtung7 ist mit dem Datenverarbeitungssystem5 verbunden, so dass eine Sortierung des erkannten Jungfischs1 entsprechend seines Geschlechts oder einer Anomalie vorhanden ist und der Jungfisch1 in den Behälter8 ,9 ,10 mit den Jungfischen1 gleichen Geschlechts oder mit Anomalien gelangt.
Claims (8)
- Einrichtung zur Erkennung des Geschlechts von Jungfischen (1) mit einer nachgeordneten Sortierung mit - einem Träger (2) oder einem Bereich eines Trägers (2) mit wenigstens einem ruhig gestellten Jungfisch (1) zwischen einer Quelle (3) für elektromagnetische Wellen und einer Hyperspektralkamera (4), wobei der Träger (2) eine Öffnung oder ein für die Wellenlängen der elektromagnetischen Wellen der Quelle (3) transparentes Fenster wenigstens im Bereich der Brustflossen des Jungfisches (1) aufweist, - einem Datenverarbeitungssystem (5) in Verbindung mit der Quelle (3) für elektromagnetische Wellen mit Wellenlängen im Bereich jeweils einschließlich von 300 nm bis 1.000 nm und der Hyperspektralkamera (4), welches aus den von der Hyperspektralkamera (4) aufgenommenen Transmissionsspektren ein Vorhandensein von Eierstöcken bei weiblichen Jungfischen (1), ein Nichtvorhandensein von Eierstöcken bei männlichen Jungfischen (1) ermittelt und dem Jungfisch (1) zuordnet, wobei das Datenverarbeitungssystem (5) ein die Transmissionsspektren nach dem mittleren Spektrum oder mehreren Einzelspektren klassifizierendes Datenverarbeitungssystem (5) ist, wobei jedes Spektrum durch n Werte im Bereich jeweils einschließlich von 300 nm bis 1.000 nm gekennzeichnet ist, und wobei das Datenverarbeitungssystem (5) ein die Transmissionsspektren des Jungfisches (1) jeweils wenigstens einem die Geschlechter von Jungfischen (1) repräsentierendem Modell oder repräsentierenden Modellen auf Basis wählbarer Merkmale zuordnendes und so das Geschlecht des Jungfisches (1) erkennendes Datenverarbeitungssystem (5) ist, wobei das Modell ein parametrisches Modell, ein Modell auf Basis einer nichtparametrischen Methode, ein Modell aus einem neuronalen Netz oder eine Kombination aus mehreren dieser Modelle ist, und - einer schaltbaren Vorrichtung (7) in Verbindung mit einem Behälter (8) zur Aufnahme männlicher Jungfische (1) und mit einem Behälter (10) zur Aufnahme weiblicher Jungfische (1) in Transportrichtung nach der Einrichtung zur Erkennung des Geschlechts von Jungfischen (1), wobei die schaltbare Vorrichtung (7) mit dem Datenverarbeitungssystem (5) verbunden ist, so dass der erkannte Jungfisch (1) entsprechend seines Geschlechts in den Behälter (8, 10) mit den Jungfischen (1) gleichen Geschlechts gelangt.
- Einrichtung nach
Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Quelle (3) für elektromagnetische Wellen und die Hyperspektralkamera (4) so an die Öffnung oder das Fenster angekoppelt sind, dass die den Bereich des Jungfisches (1) durchdringenden elektromagnetischen Wellen auf den Bildsensor der Hyperspektralkamera (4) gelangen. - Einrichtung nach den
Patentansprüchen 1 und2 , dadurch gekennzeichnet, dass lichtdichte Wände (6) den Jungfisch (1) und die Quelle (3) für elektromagnetische Wellen umgeben, so dass wenigstens während der Aufnahme mit der Hyperspektralkamera (4) kein Fremdlicht auf den Bildsensor gelangt. - Einrichtung nach den
Patentansprüchen 1 und2 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Quelle (3) für elektromagnetische Wellen, die Hyperspektralkamera (4) und der Jungfisch (1) während der Aufnahme wenigstens des Bereichs des Jungfisches (1) in einer lichtdichten Kammer befinden. - Einrichtung nach
Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Datenverarbeitungssystem (5) ein die Transmissionsspektren des Jungfisches (1) jeweils wenigstens einem Jungfische (1) ohne Anomalie und/oder einem Jungfische (1) mit wenigstens einer Anomalie repräsentierendem Modell oder repräsentierenden Modellen auf Basis wählbarer Merkmale zuordnendes und so eine vorhandene Anomalie des Jungfisches (1) erkennendes Datenverarbeitungssystem (5) ist, wobei das Modell - ein parametrisches Modell, - ein Modell auf Basis einer nichtparametrischen Methode, - ein Modell aus einem neuronalen Netz oder - eine Kombination aus mehreren dieser Modelle ist. - Einrichtung nach den
Patentansprüchen 1 und5 , dadurch gekennzeichnet, dass das Datenverarbeitungssystem (5) ein die Transmissionsspektren des Jungfisches (1) einem Modell zuordnendes Datenverarbeitungssystem (5) ist, wobei das Modell entweder die Geschlechter von Jungfischen (1) und/oder Jungfische (1) ohne Anomalien und mit wenigstens einer Anomalie enthält, wobei das Datenverarbeitungssystem (5) mit Einbeziehung der Merkmale des aktuellen Transmissionsspektrums des Jungfisches (1) ein neues - parametrisches Modell, - Modell auf Basis einer nichtparametrischen Methode, - Modell aus einem neuronalen Netz oder - Modell aus einer Kombination mehrerer dieser Modelle erstellendes Datenverarbeitungssystem (5) ist. - Einrichtung nach
Patentanspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass in Transportrichtung nach der Einrichtung zur Erkennung des Geschlechts von Jungfischen (1) eine schaltbare Vorrichtung (7) in Verbindung mit einem Behälter (9) zur Aufnahme von Jungfischen (1) mit der Anomalie angeordnet ist und dass die schaltbare Vorrichtung (7) mit dem Datenverarbeitungssystem (5) verbunden ist, so dass der erkannte Jungfisch (1) entsprechend einer Anomalie in den Behälter (9) mit den Jungfischen (1) mit Anomalien gelangt. - Einrichtung nach
Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) ein durchgängiges oder aus einzelnen Segmenten bestehendes Transportband (2) mit Trennwänden (6) ist.
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- 2019-12-20 DE DE102019009001.2A patent/DE102019009001B3/de active Active
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