JP2000093042A

JP2000093042A - 牛の個体識別方法

Info

Publication number: JP2000093042A
Application number: JP10288836A
Authority: JP
Inventors: Hideo Minagawa; 秀夫皆川; Masaru Hoshino; 勝星野; Koji Akagawa; 光司赤川; Daiyu Tanaka; 大雄田中; Kazuto Tanaka; 一人田中; Tomoji Yano; 智司矢野; Hiroshi Aso; 博麻生; Masami Ichiyanagi; まさみ一柳
Original assignee: Fujihira Industry Co Ltd
Current assignee: Fujihira Industry Co Ltd
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 2000-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】牛の識別方法としては、和紙に採取した牛の鼻
紋をスキャナによって画像入力し、それを画像解析する
ことにより牛を識別する方法が考案されてはいるが、こ
の方法はまだ開発途中のものであって実際には使用され
ておらず、未だ人の視覚に頼っているいるのが現状であ
る。このことから、鼻紋を自動的に照合・識別すること
ができ、また、和紙およびカメラ等によって採取された
鼻紋の両方に適応可能である牛の個体識別方法を提供す
ることを目的とする。【解決手段】牛の鼻紋の二値画像を得て、その二値画像
の所定領域内の画素と基準となる二値画像の前記所定領
域内の画素に相対する画素とを照合し、その照合率に基
づいて個体を識別する。すなわち同一位置の画素が、白
または黒かである割合を測定して、その測定レベル（照
合率）に基づいて同一の牛の鼻紋の画像か、別の個体の
鼻紋の画像かを判定し識別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、牛の個体を識別する識
別方法に関し、特に牛の鼻紋を用いてコンピュータ画像
解析により牛の個体識別をする識別方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来技術と問題点】畜産分野に於いて牛を識別する方
法として、牛の鼻紋、すなわち鼻鏡部にある凸凹の紋状
の皮溝紋の形状により牛の個体を識別する識別方法が一
般に広く用いられている。そして、この鼻紋を採取する
方法としては、牛の鼻部にローラ等によって墨を塗り、
専用の和紙をその鼻部に張り付けることによって鼻紋を
採取する採取方法が従来から行われている。

【０００３】また、近年では牛の鼻紋を採取する他の方
法として、イメージセンサを牛の鼻部に接触させること
によって鼻紋を採取する方法、また、カメラを用いてよ
り人の見た画像に近い形で採取する方法も考案されてい
る。そして、和紙に採取された牛の鼻紋はスキャナによ
って画像入力されて、その鼻紋の中にある複数の塊状領
域（鼻紋の凸の部分）の形状と位置に関する特徴値を画
像解析することにより、自動的に個体が照合・識別され
るのである。しかし、この方法での個体の識別は複雑な
計算処理を行わなければならず、形状や位置をどのよう
に定型的に特徴化するか等未知の分野が多く、まだ開発
途中のものであって実際には使用されていない。

【０００４】また、この方法は、和紙に採取された鼻紋
のみを照合・識別の対象として研究開発されていること
により、カメラ等によって採取された鼻紋には適用でき
ないのである。以上のことから、自動的に鼻紋の照合・
識別を行うことができる手段（技術）はなく、未だ人の
視覚に頼っているいるのが現状である。このため、和紙
またはカメラ等により採取された鼻紋の照合・識別を自
動的に行うことができる手段（技術）の開発が切望され
ていた。

【０００５】

【目的】本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもの
で、鼻紋を自動的に照合・識別することができ、また、
和紙およびカメラ等によって採取された鼻紋の両方に適
応可能である牛の個体識別方法を提供することを目的と
するものである。

【０００６】

【問題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、ある牛の鼻紋の二値画像と、他の牛の鼻紋の二値
画像とを、所定領域内の画素に関して照合し、画素の照
合率に基づいて個体を識別することを特徴とする牛の個
体識別方法である。すなわち本発明は、牛の鼻紋に関し
て採取された鼻紋の二値画像がある場合、任意の同様の
画像と比較し、所定領域内の画素を対比させ、その照合
率で固体識別を行おうとするものである。

【０００７】本発明においては、適用対象を便宜上牛に
しているが、この牛なる語は、鼻紋で固体識別のできる
家畜全般を含むものとする。鼻紋は、相牛の鼻の条溝状
模様のことであり、墨または写真で採取される。この墨
または写真で採取された鼻紋をコンピュ−タにイメ−ジ
入力し、各画素を白黒のいずれかに二値化する。例え
ば、牛の鼻紋の採取にあたってはビデオカメラを用い
て、その録画した映像中から二値画像化に最適な映像を
選択して鼻紋の二値画像化を行えばよい。照合とは、あ
る二値画像（任意画像という）と、比較対象となる二値
画像（以後、比較画像という）を画像処理装置において
重畳させ、任意画像と比較画像の同一の位置で、双方の
画素の合致を見るものである。また、照合率とは、その
合致する割合を意味するものである。

【０００８】採取した牛の鼻紋の二値画像と比較の基準
となる二値画像の照合は、その照合する画素として白色
部の画素を用いて行うのが望ましい。二値画像とは白黒
を、０／１のどちらかに二値化した画像を言う。所定領
域とは、鼻紋の所定の位置または範囲をいう。例えば、
鼻紋下縁中央上方４cm四方等である。本発明では、黒／
白として、牛の鼻部の皮溝部を白色、隆起部（皮膚）を
黒色としている。二値化処理法には種々のものがある
が、特に限定するものではなく、好適な方法により二値
化処理すればよい。

【０００９】また、画像を鮮明にするため、採取した牛
の鼻紋のデジタル画像に適当な画像処理を実施してもよ
い。その画像処理において、画像の傾きを回転変換（ア
フィン変換）した際は、その変換によって生じた白色ノ
イズを、フィルタ処理して補正するのがよい。さらに、
照度勾配処理をするのも有効である。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の牛の個体識別方法を説明する
と、図１は、鼻紋カメラによる鼻紋採取装置を示す図で
あり、牛２の鼻鏡部２１がビデオカメラ３によって映像
録画される。図２は、図１の鼻紋採取装置によって採取
された牛の鼻紋のデジタル画像を示す図である。また、
図３は、牛の鼻部に墨をローラで塗り、和紙に写し取っ
た鼻紋を示す図である。以下、図１の鼻紋採取装置によ
って採取された牛の鼻紋を元に説明する。

【００１１】鼻紋採取装置によって採取された牛の鼻紋
のデジタル画像は、回転変換（アフィン変換）されて正
常な位置の画像に変換され、その後で白色ノイズがフィ
ルタ処理される。そのフィルタ処理後の画像を４図に示
す。さらに、照度勾配処理そして白／黒の二値化処理を
施し、鼻紋の特徴となる皮溝紋様を抽出する。その照度
勾配処理および二値化処理後の画像を５図に示す。この
５図で、画像の白色画素が牛の鼻部の皮溝部、黒色画素
が牛の鼻部の隆起部である。

【００１２】図６は、採取した牛の鼻紋の二値画像と比
較の基準となる二値画像の照合にあたり、その比較対象
となる識別領域を示す図である。そして、この領域内の
白色画素が照合される。その領域範囲は２cm×４cmの範
囲に設定するのがよい。７図は、白色画素についての照
合を示す図である。また、式１に照合率の定義を示す。
１２頭の牛を対象に識別領域の照合を行い照合率を測定
した。先ず、同一の個体の照合による個体識別として、
１２頭の牛に対しそれぞれ任意画像となる皮溝白黒画像
（二値画像）を１枚、それと照合するための皮溝白黒画
像（二値画像）を３枚作成し、それらを用いて照合を行
った。８図に、個体１に対して照合率を測定した測定結
果を示す。

【００１３】結果は、任意画像の白色画素数２４５１０
に対して、比較画像の１枚目が任意画像と重なり合った
白色画素数は７５２２で、照合率は３０．７％であり、
同様に、２枚目の白色画素数は８７１２で、照合率は３
５．５％、３枚目の白色画素数は６９２１で、照合率は
２８．２％であり、その平均照合率は３１．４７％で標
準偏差は２．９９となる。９図に、個体１〜１２につい
て同様に照合率を測定した結果を示す。照合率は２０〜
４２．５％の範囲となり、平均照合率は３０％、平均標
準偏差は１％であった。

【００１４】また、異なる個体の照合の個体識別とし
て、１２頭の牛に対し１枚づつ計１２枚の皮溝白黒画像
（二値画像）を作成、１頭ごとの皮溝白黒画像（二値画
像）を他の１１枚の画像と照合させた。１０図に個体１
を任意画像として、個体２から個体１２に対して照合し
た結果を示す。結果は、任意画像の白色画素数２４５１
０に対して、任意画像と重なり合った白色画素数は個体
２の場合、３４３１で照合率は１４．０％となる。以
下、個体３から個体１２にまでの測定結果を示すと、平
均照合率は５．７１％で標準偏差は４．９８となる。

【００１５】１１図に、個体１〜１２の画像を任意画像
として、同様に他の個体に対して照合率を測定した結果
を示す。照合率は３〜５％の範囲となり、平均照合率は
５％、標準偏差は４％であった。以上の結果から明らか
なように、異なる個体に対する平均の照合率が４％であ
るのに対し、同一個体に対する平均の照合率が３０％と
大きく離れていることから、照合率を一定のレベル、例
えば１０％に設定し、そのレベル以上は同一個体、それ
未満は異なる個体であると、自動的に判断することがで
きる。

【００１６】

【効果】本発明の牛の個体識別方法は以上のように、画
素自体に注目し、その照合率を測定することにより個体
を識別する方法であるため、鼻紋の形状や位置などを定
型的に特徴付けたり複雑な計算をする必要がなく、識別
処理が極めて簡単であり因って容易に且つ正確な判定基
準を設定することができる。これにより、人間の熟練に
頼り、且つ、識別に時間や手間を要していた鼻紋の照合
・識別作業を自動化することができる。また、本方法に
よる個体識別は、和紙およびカメラ等によって採取され
た鼻紋の両方に適応することができる。

【００１７】さらに、本方法を応用、例えば鼻紋カメラ
による鼻紋採取の方法と結びつけることによって、牛の
鼻紋の採取から照合・識別までを一連のシステムとし
て、自動処理化をすることができる。この一連の作業の
中でも、採取した牛の鼻紋を保存（データ記憶）するこ
と等もでき、さらなる牛の管理をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鼻紋カメラによる鼻紋採取装置を示す図

【図２】図１の鼻紋採取装置によって採取された牛の
鼻紋のデジタル画像を示す図

【図３】和紙に写し取った鼻紋を示す図

【図４】フィルタ処理後の画像を示す図

【図５】照度勾配処理および二値化処理後の画像を示
す図

【図６】比較対象となる識別領域を示す図

【図７】白色画素についての照合を示す図

【図８】個体１に対して照合率を測定した測定結果を
示す図

【図９】個体１〜１２について同様に照合率を測定し
た結果を示す図

【図１０】個体１を任意画像として個体２から個体１
２に対して照合した結果を示す図

【図１１】個体１〜１２の画像を任意画像として他の
個体に対して照合率を測定した結果を示す図

【符号の説明】

１−鼻紋採取装置，２−牛，２１−鼻鏡部，２２−接鼻
口，３−ビデオカメラ，４−モニター，５−丸形蛍光灯

【式１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者星野勝群馬県利根郡利根村追見乙93 (72)発明者赤川光司愛知県豊田市加納町向井山26−８ (72)発明者田中大雄青森県五所川原市松島町４−34 (72)発明者田中一人東京都文京区本郷６丁目11番６号富士平工業株式会社内 (72)発明者矢野智司東京都練馬区貫井３丁目19番16号富士平工業株式会社富士見台工場内 (72)発明者麻生博東京都文京区本郷６丁目11番６号富士平工業株式会社内 (72)発明者一柳まさみ東京都文京区本郷６丁目11番６号富士平工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ある牛の鼻紋の二値画像と、他の牛の鼻紋
の二値画像とを、所定領域内の画素に関して照合し、画
素の照合率に基づいて個体を識別することを特徴とする
牛の個体識別方法
【請求項２】前記照合する画素が白色部の画素であるこ
とを特徴とする請求項１の牛の個体識別方法
【請求項３】牛の鼻紋の採取にビデオカメラを用い、そ
の録画した映像中の所望の映像で鼻紋の二値画像化を行
うことを特徴とする請求項１の牛の個体識別方法