JP2000193520A - 動物の個体識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動物の個体識別を正確に行う。 【解決手段】 振動計測部１は、馬１１自身に取り付け
られたセンサにより、３次元の振動を計測する。周波数
変換部２は、振動計測部１で計測された振動の時系列パ
ターンを周波数の振幅パターンに変換する。相違度計算
部３は、記憶部６に登録されている馬の基準パターンと
周波数変換部２で求めたパターンとを比較し、その相違
度を求める。個体識別部４は、相違度計算部３で求めた
相違度が所要値以下であるか否かにより個体の真偽を判
定する。識別結果出力部５は、個体識別部４の識別結果
を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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（Ｍｉｃｒｏ Ｃｈｉｐ）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〉識別対象となる動物の個体自身の歩行時の３
次元の振動を計測する振動計測部と、振動計測部で計測
した振動の時系列パターンを、予め登録した基準パター
ンと比較し、その相違度を算出する相違度計算部と、相
違度計算部で算出した相違度が所要値以下であるか否か
により識別対象となる個体の真偽を判定する個体識別部
とを備えたことを特徴とする動物の個体識別装置であ
る。

【０００９】〈構成２〉構成１に記載の動物の個体識別
装置において、振動計測部で計測した振動の時系列パタ
ーンを、周波数の振幅パターンに変換する周波数変換部
と、周波数変換部で求めた周波数の振幅パターンを、予
め登録した周波数の振幅パターンの基準パターンと比較
し、その相違度を算出する相違度計算部とを備えたこと
を特徴とする動物の個体識別装置である。

【００１０】〈構成３〉識別対象となる動物の個体の歩
行時の蹄音を計測する蹄音計測部と、蹄音計測部で計測
した蹄音の時系列パターンを、周波数の振幅パターンに
変換する周波数変換部と、周波数変換部で求めた周波数
の振幅パターンを、予め登録した周波数の振幅パターン
の基準パターンと比較し、その相違度を算出する相違度
計算部と、相違度計算部で算出した相違度が所要値以下
であるか否かにより識別対象となる個体の真偽を判定す
る個体識別部とを備えたことを特徴とする動物の個体識
別装置である。

【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、動物の個体識別
における従来の問題を解決するために、歩行時の振動パ
ターンを登録し照合処理することを特徴とした個体識別
装置である。これは動物の各個体には体型、筋肉のつき
方、気質等の違いによる歩行の癖に個体差があることに
着目したものである。

【００１２】これまでにも歩行パターンによって人を識
別する試みはあり、例えば圧力センサを備えたマットを
床面に敷き、圧力の時系列パターンによって個人識別を
行う方法があった（例えば、特開平２−４９８７９号公
報：入室管理システム）。

【００１３】また、ビデオカメラによって動画像として
移動体を撮像し、その高さ・幅・面積といった特徴によ
り、人かあるいは動物かを見分ける装置などもあった
（例えば、特開平７−５０８２５号公報：人間動物監視
システム）。

【００１４】しかしながら、これらの技術は動物の個体
を識別するものでない上に、圧力センサマットあるいは
画像といった２次元の計測手段を用いているため、上下
・左右・前後といった動物の３次元の時系列振動の全て
を利用することができない分だけ正確性に欠けるといっ
た問題があった。

【００１５】そこで本発明は、３軸加速度センサに代表
される３次元センサを動物に装着し、歩行時の振動を計
測して動物の個体識別を行うものである。以下は対象と
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。

【００１６】《具体例１》 〈構成〉図１は本発明の動物の個体識別装置の具体例１
を示す構成説明図である。図１に示す通り、具体例１
は、振動計測部１、周波数変換部２、相違度計算部３、
個体識別部４、識別結果出力部５、記憶部６よりなる。
以下に各部の具体的な構成を説明する。

【００１７】振動計測部１は、３軸方向の加速度計測手
段であり、静電容量型センサ（静電容量の変化を利用し
て、物体に加わった加速度をＸ、Ｙ、Ｚの３軸成分に分
解して検出する加速度センサ）や、ジャイロセンサ等が
本発明には適用可能である。

【００１８】周波数変換部２は、時系列パターンの周波
数成分への変換手段であり、フーリエ変換により３軸の
各振動の時系列パターンを周波数の振幅パターンにそれ
ぞれ変換する機能を有している。

【００１９】相違度計算部３は、周波数変換部２で求め
た振動パターン（周波数の振幅パターン）と、記憶部６
に登録した基準パターンとの差分計算手段であり、３軸
の振動パターンと記憶部６に予め登録した基準パターン
とをそれぞれ比較して３軸の差分の合計を計算する機能
を有している。

【００２０】個体識別部４は、相違度計算部３で計算し
た各登録データの相違度の内、所要の閾値を下回るもの
があるかどうかにより、入力対象が登録された馬か否か
を判定する機能を有している。

【００２１】識別結果出力部５は、ディスプレイ、プリ
ンタ、スピーカといった表示・出力手段であり、個体識
別部４の出力結果を利用者に提示する処理を行うもので
ある。

【００２２】記憶部６は、半導体メモリ、ハードディス
ク、テープ等の記録媒体と、記録ヘッド、制御回路等よ
りなる記憶手段であり、馬の属性情報および振動の登録
データが記憶されている。

【００２３】尚、上記構成において、周波数変換部２〜
個体識別部４は、各機能部に対応したプログラムをマイ
クロプロセッサが実行することによって実現される。ま
た、このようなプログラムは記録媒体に記録して提供さ
れる。

【００２４】〈動作〉馬１１を個体識別する利用者は、
振動計測部１を馬の鞍１２等に装着し、馬に歩行させ
る。振動計測部１は馬の歩行時の振動方向の加速度Ａの
３軸方向（ｘ，ｙ，ｚ）の分解成分の時系列パターンを
出力する。この出力結果は有線あるいは無線のインタフ
ェースを介して周波数変換部２に送られる。

【００２５】周波数変換部２は、振動計測部１より送ら
れた時系列振動パターンに対してフーリエ変換に代表さ
れる周波数変換を施し、各周波数の振幅成分を求める。
これは個体の歩行パターンが持つ特有のリズムを抽出す
るためである。振動計測部１で計測した時系列パターン
をｘi（ｉ＝０，…，Ｎ−１ Ｎ：点列数）と表すと、
そのフーリエ変換された周波数成分Ｘk（ｋ＝０，…，
Ｎ−１）およびその振幅Ａkは次のように表される。

【００２６】図２は、具体例１における演算式の説明図
である。図２中の式（１）（２）が周波数成分を、式
（３）がその振幅を表している。また、図中の式におい
て、Ｒ(a)，Ｉ(a)は、ａの実部、虚部をそれぞれ表す。

【００２７】相違度計算部３は、このようにして求めら
れた歩行振動パターンの周波数成分を、記憶部６に予め
登録された登録パターンと比較して相違度を計算する。

【００２８】相違度計算方法としては様々な方法が本発
明には適用可能であるが、例えば平均差分Ｄは、検査対
象の周波数パターンをｆi、登録パターンをｇiとする
と、図２中の式（４）で表わされる。

【００２９】個体識別部４は、各登録パターンに対して
相違度計算部３が計算した相違度を所要の閾値と比較
し、相違度が閾値以下である場合はアクセプトである旨
とその馬の属性情報を、また、全ての登録パターンの相
違度が所要値より大きい場合はリジェクトの旨を識別結
果出力部５に送る。

【００３０】識別結果出力部５は、ディスプレイ、プリ
ンタ、スピーカといった表示・出力手段に結果を出力す
る。

【００３１】〈効果〉以上述べたように、具体例１によ
れば以下のような効果が見込める。 ●動物の歩行パターンを３軸で計測して照合するため、
より精度良く動物を識別することができる。

【００３２】●歩行パターンを周波数変換することによ
り、個体に固有のリズムを抽出することができるため、
精度良く動物を識別することができる。

【００３３】《具体例２》具体例２は、動物の個体識別
における前記の問題を解決するために、歩行時の蹄音を
登録し照合処理することを特徴とした個体識別装置であ
る。これは前述のように、動物の各個体にある体型、筋
肉のつき方、気質等の違いによる歩行の癖の個体差が蹄
音にも現れることに着目したものである。

【００３４】本具体例では、マイク等の蹄音入力装置を
動物付近に設置し、歩行時の蹄音を測定して動物の個体
識別を行うものである。以下、本具体例でも具体例１と
同様に、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。

【００３５】〈構成〉図３は、具体例２の構成図であ
る。図３に示す通り、本具体例は、蹄音計測部１０１、
周波数変換部１０２、相違度計算部１０３、個体識別部
１０４、識別結果出力部１０５、記憶部１０６よりな
る。以下に各部の具体的な構成を説明する。

【００３６】蹄音計測部１０１は、マイク等からなり馬
１１の蹄音を計測する手段である。周波数変換部１０２
は、蹄音計測部１０１で計測した蹄音の周波数成分への
変換手段であり、フーリエ変換により蹄音の時系列パタ
ーンを周波数の振幅パターンにそれぞれ変換する機能を
有している。

【００３７】相違度計算部１０３は、周波数変換部１０
２で求めた周波数の振幅パターンと、記憶部１０６に登
録した基準パターンとの差分計算手段である。

【００３８】個体識別部１０４は、相違度計算部１０３
で計算した各登録データの相違度の内、所要の閾値を下
回るものがあるかどうかにより、入力対象が登録された
馬か否かを判定する判定部である。

【００３９】識別結果出力部１０５は、ディスプレイ、
プリンタ、スピーカといった表示・出力手段であり、個
体識別部１０４の出力結果を利用者に提示する処理を行
う機能を有している。

【００４０】記憶部１０６は、半導体メモリ、ハードデ
ィスク、磁気テープ等の記録媒体と記録ヘッドおよび制
御回路等よりなる記憶手段であり、馬の属性情報および
振動の登録データが記憶されている。

【００４１】尚、上記具体例２において、周波数変換部
１０２〜個体識別部１０４は、各機能部に対応したプロ
グラムをマイクロプロセッサが実行することによって実
現される。また、このようなプログラムは記録媒体に記
録して提供される。

【００４２】〈動作〉本具体例の動作を図３に沿って説
明する。馬１１を個体識別する利用者は、蹄音計測部１
０１を馬の近辺に配置し、馬に歩行させる。蹄音計測部
１０１は歩行時に発する蹄音パターンを出力する。この
出力結果は、有線あるいは無線のインタフェースを介し
て周波数変換部１０２に送られる。

【００４３】周波数変換部１０２は、蹄音計測部１０１
より送られた時系列振動パターンに対してフーリエ変換
に代表される周波数変換を施し、各周波数の振幅成分を
求める。これは個体の歩行パターンが持つ特有のリズム
を抽出するためである。蹄音計測部１０１で計測した時
系列パターンをｘi（ｉ＝０，…Ｎ−１ Ｎ：点列数）
と表すとそのフーリエ変換された周波数成分Ｘk（ｋ＝
０，…，Ｎ−１）およびその振幅Ａkは、具体例１と同
様に、図２中の式（１）〜（３）のように表される。
尚、式（１）（２）が周波数成分を、式（３）がその振
幅を表している。

【００４４】相違度計算部１０３はこのようにして求め
られた歩行振動パターンの周波数成分を、記憶部１０６
に予め登録された登録パターンと比較して相違度を計算
する。相違度計算方法としては様々な方法が本発明には
適用可能であるが、例えば平均差分Ｄは検査対象の周波
数パターンをｆi、登録パターンをｇiとすると、具体例
１と同様に、図２中の式（４）で表される。

【００４５】個体識別部１０４は、各登録パターンに対
して相違度計算部１０３が計算した相違度を所要の閾値
と比較し、相違度が閾値以下である場合はアクセプトで
ある旨とその馬の属性情報を、また、全ての登録パター
ンの相違度が所要値より大きい場合はリジェクトの旨を
識別結果出力部１０５に送る。

【００４６】識別結果出力部１０５は、ディスプレイ、
プリンタ、スピーカといった表示・出力手段に結果を出
力する。

【００４７】〈効果〉以上述べたように本具体例によれ
ば以下のような効果が見込める。 ●動物の蹄音を計測して照合するため、非接触に動物を
識別することができる。

【００４８】《利用形態》 ●本発明の具体例１における振動計測部には速度セン
サ、３軸加速度センサ、ジャイロセンサなど様々な振動
計測装置が適用可能である。

【００４９】●本発明の相違度計算部では平均差分を用
いて説明したが、ユークリッド距離やマハラノビス距離
等といった様々な相違度計算方法が本発明には適用可能
である。

【００５０】●上記具体例１，２では、動物の一例とし
て馬の場合を説明したが、牛等、他の動物であっても同
様に適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動物の個体識別装置の具体例１を示す
構成説明図である。

【図２】本発明の動物の個体識別装置における演算式の
説明図である。

【図３】本発明の動物の個体識別装置の具体例２を示す
構成説明図である。

【符号の説明】

１ 振動計測部 ２、１０２ 周波数変換部 ３、１０３ 相違度計算部 ４、１０４ 個体識別部 ６、１０６ 記憶部 １１ 馬（動物の個体） １０１ 蹄音計測部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 識別対象となる動物の個体自身の歩行時
   の３次元の振動を計測する振動計測部と、 前記振動計測部で計測した振動の時系列パターンを、予
   め登録した基準パターンと比較し、その相違度を算出す
   る相違度計算部と、 前記相違度計算部で算出した相違度が所要値以下である
   か否かにより前記識別対象となる個体の真偽を判定する
   個体識別部とを備えたことを特徴とする動物の個体識別
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の動物の個体識別装置に
   おいて、 振動計測部で計測した振動の時系列パターンを、周波数
   の振幅パターンに変換する周波数変換部と、 前記周波数変換部で求めた周波数の振幅パターンを、予
   め登録した周波数の振幅パターンの基準パターンと比較
   し、その相違度を算出する相違度計算部とを備えたこと
   を特徴とする動物の個体識別装置。
3. 【請求項３】 識別対象となる動物の個体の歩行時の蹄
   音を計測する蹄音計測部と、 前記蹄音計測部で計測した蹄音の時系列パターンを、周
   波数の振幅パターンに変換する周波数変換部と、 前記周波数変換部で求めた周波数の振幅パターンを、予
   め登録した周波数の振幅パターンの基準パターンと比較
   し、その相違度を算出する相違度計算部と、 前記相違度計算部で算出した相違度が所要値以下である
   か否かにより前記識別対象となる個体の真偽を判定する
   個体識別部とを備えたことを特徴とする動物の個体識別
   装置。