JP2005202674A - 魚道を通る魚の計数方法、魚道を通る魚の数を計数するシステム、情報処理装置、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】高精度で信頼性の高い計数結果を効率よく提供することができる魚道を通る魚の計数方法等を提供する。
【解決手段】魚道を含む領域内に設定される複数の被撮影領域のそれぞれを撮影するように複数台のカメラを設置し、コンピュータにより前記各カメラにより撮影された映像を解析することにより前記各カメラにより撮影された前記被撮影領域を通過する魚の数を計数し、前記各カメラについて計数された魚の数を集計することにより所定期間ごとの前記魚道を通過する魚の数を求めるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、魚道を通る魚の計数方法、魚道を通る魚の数を計数するシステム、情報処理装置、及びプログラムに関し、とくに信頼性の高い計数結果を効率よく提供するための技術に関する。

自然環境保護、水生生物の維持保全のための資料として、河川等においては例えば河川横断施設（堰、ダム等）に設置されたトラップにより魚道を通る魚の数を計数することが行われている。この調査は、従来、例えば目視観察や捕獲による計数等により行われている。このうち目視観察は特別な設備を必要としないが、魚数が増えるに従い作業員に多大な労力と忍耐が必要となりまた正確な計数も難しくなる。一方、捕獲による計数では、魚種、体長、体重等の多様なデータを取得できる反面、魚を損傷するおそれがある。これらいずれの方法についても熟練者による根気のいる作業が要求され、短期間の計数は行えても長期的かつ連続的な計数は多大な労力とコストが要求される。

そこで魚の数を効率よく計数するための様々な試みがなされている。例えば特許文献１には、魚道を遡上する魚を撮像する位置にカメラを設置し、カメラに撮像された画像をビデオテープレコーダに記録し、ビデオテープを再生することにより魚の通過する検知対象領域を抽出し、抽出された検知対象領域の画像を前処理した後に所定の閾値で２値化して魚影を検出し、検出した魚影を計数してディスプレイに表示する仕組みが開示されている。また特許文献２には、魚道の底部に多数の超音波振動子を並設し、これら超音波振動子により早い繰り返しパルスの超音波を発生し、超音波によって魚道を通過する小魚の数を計数する超音波魚数計測装置が開示されている。
特開２００１−３２３４４５号公報 特開平７−５５９３５号公報

ところで、昨今の河川工事やダム建設工事等においては、魚がのぼりやすい川づくり事業や河川環境問題への意識の高まり等を背景として、魚道が確保されるように設計することが多くなってきている。このため、工事事業者や漁業権利者、及び工事の認可や工事後の調査を行う役所等において、魚の遡上数を把握する必要性が高まっている。またこのようにして把握された遡上数は、公表・報道されて一般の利用に供される機会も多く、高精度で信頼性の高い計数結果を効率よく提供する仕組みが求められている。

本発明はこのような背景に鑑みてなされたもので、高精度で信頼性の高い計数結果を効率よく提供することができる魚道を通る魚の計数方法、魚道を通る魚の数を計数するシステム、情報処理装置、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の請求項１に記載の発明は、魚道を通る魚の計数方法であって、魚道を含む領域内に設定される複数の被撮影領域のそれぞれを撮影するように複数台のカメラを設置し、コンピュータにより前記各カメラにより撮影された映像を解析することにより前記各カメラにより撮影された前記被撮影領域を通過する魚の数を計数し、前記各カメラについて計数された魚の数を集計することにより所定期間ごとの前記魚道を通過する魚の数を求めるようにすることとする。

本発明によれば、所定期間ごとの魚道を通る魚の数を自動的に求めることができる。また複数台のカメラにより被撮影領域を撮影することにより映像解析部において計数を行う際に撮影された映像中に含まれている「魚影」を確実に認識することができ、高精度な計数を行うことが可能となる。

また本発明の請求項２に記載の発明は、魚道を通る魚の計数方法であって、前記各カメラをそれぞれ魚の通る確率の高い領域が前記被撮影領域となるように設定することとする。

河川を往来する魚は、一般に遊泳に要する余分なエネルギー消費をできるだけ抑えるために魚道を構成する河川中の領域のうち流速の遅い領域を通ることが知られている。また一般に魚は外敵から身を守りやすい影の部分ができるところを通ることが知られている。ここで河川において流速の遅い領域は岸近傍（とくに魚道の岸（側壁）部）であり、また一般に河川の岸近傍には外敵から身を守りやすい影の部分が多く存在する。そこで河川の両岸近傍を被撮影領域とすることで魚道を通る魚の殆どを撮影することが可能となる。

また本発明の請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の魚道を通る魚の計数方法であって、前記魚道は河川における魚道であり、前記魚の通る確率の高い領域は前記河川の岸近傍の領域であることとする。

また本発明の請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の魚道を通る魚の計数方法であって、前記魚道は河川における魚道であり、前記魚の通る確率の高い領域は他の領域よりも流速の遅い領域であることとする。

また本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の魚道を通る魚の計数方法であって、前記魚道は河川におけるものであり、前記各カメラのうちの少なくとも２台はそれぞれ前記河川の異なる側の岸に設置されることとする。
このようにカメラを岸に設置することで、カメラの設置やメンテナンスを容易に行うことできる。

また本発明の請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれかに記載の魚道を通る魚の計数方法であって、前記カメラとして２台のカメラを用いることとする。
カメラの数を増やして河川のより広い領域を被撮影領域とすることで、より正確な計数が可能になるが、例えばアユ等の魚はその殆どが河川の両岸近傍を通るため、カメラを３台以上に増やしてもさほど大きな効果は得られない。従ってアユ等の魚を計数する場合には、コスト面や設備管理等の観点から、カメラは２台とすることが好ましい。

また本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の魚道を通る魚の計数方法であって、前記被撮影領域のうち少なくとも２つの前記被撮影領域は重複する領域を含み、前記重複する領域は魚が通る確率の低い領域であることとする。
上述したように被撮影領域が重複していても、重複する領域を通る魚が少ない領域である場合には問題なく高精度な計数が可能である。

また本発明の請求項８に記載の発明は、魚道を通る魚の数を計数するシステムであって、魚道を含む領域内に設定される複数の被撮影領域のそれぞれを撮影するように設置される複数台のカメラと、ＣＰＵ及びメモリを有し、前記ＣＰＵが前記メモリに記憶されているプログラムを実行することにより実現される、前記各カメラにより撮影された映像を解析することにより前記各カメラにより撮影された前記被撮影領域を通過する魚の数を計数する映像解析部、及び前記各カメラについて前記映像解析部により計数された魚の数を集計することにより所定期間ごとの前記魚道を通過する魚の数を求めて記憶する計数情報生成部、を有するコンピュータとを備えることとする。

また本発明の請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の魚道を通る魚の数を計数するシステムであって、前記コンピュータは、通信ネットワークに通信可能に接続する通信制御部と、前記通信ネットワークに接続され前記コンピュータから遠隔した場所に設置されている他のコンピュータから送信されてくる要求に応じて前記他のコンピュータに対して所定期間ごとの前記魚道を通過する魚の数が設定されたデータを送信する計数情報提供部と、を備えることとする。
本発明によれば、インターネット等の通信ネットワークに接続する他のコンピュータに対して、高精度で信頼性の高い計数結果を効率よく提供することが可能となる。

また本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の魚道を通る魚の数を計数するシステムであって、前記映像解析部は、前記カメラから出力される映像信号に、画像加算、画像間演算、２値化、面積計算のうちの少なくともいずれかの処理を行うことにより前記被撮影領域を通過する魚の数を計数することとする。

また本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載の魚道を通る魚の数を計数するシステムであって、前記魚道は河川における魚道であり、前記各カメラは、河川の両岸に前記河川を横切るように渡された架台に沿ってスライド可能に懸架され、前記被撮影領域の上方にその撮影方向をそれぞれの前記被撮影領域に向けて設置されることとする。
このようにカメラをスライド可能に懸架することで、カメラの位置決めを容易に行うことが可能となる。

また本発明の請求項１２に記載の発明は、ＣＰＵ、メモリ、及びインターネット等の通信ネットワークに通信可能に接続するための通信インタフェース、を備えて構成される情報処理装置であって、前記ＣＰＵが前記メモリに記憶されているプログラムを実行することにより実現される、複数台のカメラにから送信されてくる映像信号を受信する映像信号受信部と、前記映像信号をエンコードするエンコード部と、前記エンコード部によりエンコードされたデータである保管データを記憶する映像管理部と、前記映像管理部が記憶している前記保管データを復号し、復号された映像データを解析することにより所定期間ごとに被撮影領域を通る魚の数を計数する映像解析部と、前記映像解析部により計数される、個々のカメラにより撮影された映像に基づく魚の数を集計することにより、所定期間ごとの魚道を通る魚の数を求めて記憶する計数情報生成部と、前記計数情報生成部が記憶している前記所定期間ごとの魚道を通る魚の数を前記ネットワークを介して通信可能に接続する他のコンピュータに送信する計数情報提供部と、を備えることとする。

また本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の情報処理装置であって、 前記計数情報提供部が、前記他のコンピュータから前記計数情報生成部によって生成された前記所定期間ごとの魚道を通る魚の数を修正するデータを受信し、前記計数情報提供部は、前記データに基づいて記憶している前記所定期間ごとの魚道を通る魚の数を更新することとする。

また本発明の請求項１４に記載の発明は、ＣＰＵ、メモリ、及びインターネット等の通信ネットワークに通信可能に接続するための通信インタフェース、を備えて構成される情報処理装置に、複数台のカメラにから送信されてくる映像信号を受信する機能と、前記映像信号をエンコードする機能と、前記機能によりエンコードされたデータである保管データを記憶する機能と、前記保管データを復号し、復号された映像データを解析することにより所定期間ごとに被撮影領域を通る魚の数を計数する機能と、前記計数された個々のカメラにより撮影された映像に基づく魚の数を集計することにより所定期間ごとの魚道を通る魚の数を求めて記憶する機能と、前記所定期間ごとの魚道を通る魚の数を前記ネットワークを介して通信可能に接続する他のコンピュータに送信する機能とを実現させるためのプログラムであることとする。

本発明によれば、高精度で信頼性の高い計数結果を効率よく提供することが可能となる。

＝＝システム構成＝＝
図１は本発明の一実施形態として説明する、河川における堰やダムに設置された魚道を通る魚の数を計数するシステム（以下、計数システム１と称する）である。本実施形態における計数システム１は、河川２の仕切線Ａ−Ａ'によって形成される横断面を単位時間あたりに通過する魚の数を計数し、その計数結果を年、月、日等の単位で利用者に提示する。なお、本実施形態の計数システム１の計数の対象となる魚はアユ（鮎）であるものとし、またそのうちでも河川を遡上するアユの数を計数するものとする。

本実施形態の計数システム１は、河川２に設置される第１及び第２のカメラ３，４、現場管理所５に設置される計数サーバ（情報処理装置）６及び中継装置としてのハブ（ＨＵＢ）７及びルータ８、等を含んで構成されている。第１及び第２のカメラ３，４とハブ（ＨＵＢ）７、ハブ（ＨＵＢ）７と計数サーバ６、計数サーバ６とルータ８はそれぞれＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル９で接続されており、これによりＬＡＮが形成されている。なお、この例ではＬＡＮは有線ＬＡＮであるものとしているが、ＬＡＮの一部または全部を無線ＬＡＮとすることもできる。ＬＡＮの通信プロトコルとしては、例えばＴＣＰ／ＩＰプロトコルを用いることができる。ハブ（ＨＵＢ）７は、例えばイーサネット(登録商標）におけるリピータとして動作する中継装置であり、例えば１００ＢＡＳＥ−Ｔや１０００ＢＡＳＥ−Ｔ等の規格に対応するリピータハブやスイッチングハブ等が用いられる。なお、ハブ（ＨＵＢ）７に代えて、第１及び第２のカメラ３，４をＵＳＢ規格やＩＥＥＥ１３９４規格の通信インタフェースを用いて計数サーバ６に通信可能に接続する構成とすることもできる。ルータ８は、ＬＡＮをイントラネットやインターネット等の通信ネットワーク１０に接続しデータパケットに含まれるＩＰアドレスに応じた経路制御（ルーティング）を行う。

計数サーバ６は、ルータ８を介して通信ネットワーク１０に接続している他のコンピュータ１１と通信する。通信ネットワーク１０に接続している他のコンピュータ１１は、例えば計数サーバ６によって計数された魚道を通る魚の数に関する情報にアクセスする者によって操作されるコンピュータであり、例えば工事事業者や漁業権利者の事務所に設置されるコンピュータ、役所等に設置されているコンピュータ、インターネット経由で計数サーバ６にアクセスしてくる不特定多数の利用者が操作するコンピュータである。

＜カメラ＞
第１及び第２のカメラ３，４としては、例えばＵＳＢ規格やＩＥＥＥ１３９４規格等によりコンピュータに接続して用いるＰＣカメラや、ネットワーク接続機能を備えてＬＡＮに直接接続可能なＷｅｂカメラ、ビデオサーバ等を介してＬＡＮに接続されるタイプのカメラ等が用いられる。

本実施例の計数システム１において、第１及び第２のカメラ３，４は、それぞれその被撮影領域が計数対象となる河川２の仕切線Ａ−Ａ'を含む領域となるにように設置されているものとする。

図２Ａ及び図２Ｂはそれぞれ第１のカメラ５の被撮影領域２１と、第２のカメラ６の被撮影領域２２の設定方法の一例である。このうち図２Ａに示す例では、仕切線Ａ−Ａ'を含む全領域を第１のカメラ５及び第２のカメラ６のそれぞれが分担して撮影するように第１のカメラ５の被撮影領域２１及び第２のカメラ６の被撮影領域２２が設定されている。本例では、河川２の仕切線Ａ−Ａ'によって形成される横断面を通る全ての魚を撮影できるが、河川２幅が広くなるほど被撮影領域２１，２２の幅は広くなり、第１及び第２のカメラによって撮影される魚影は小さくなり、その結果、計数誤差は大きくなる。また被撮影領域２１，２２の一部に重複する領域が含まれる場合、重複する領域については魚影が重複して撮影されることになる。このため計数時に重複して計数されてしまった分を差し引く処理が必要となり、計数サーバ６の処理負荷は上記処理の分だけ増大することになる。また上記処理においては第１及び第２のカメラ３，４によって撮影された魚影が同じ魚によるものであるかどうかを判断する必要があり、これによっても計数処理が煩雑化し処理負荷も増大することになる。なお、被撮影領域２１，２２が重複している場合でも、魚の習性により重複部分を通る魚の数が少ない場合は重複する領域が存在することに起因する誤差は少ない。

図２Ｂに示す例では、第１のカメラ５の被撮影領域２１及び第２のカメラ６の被撮影領域２２が仕切線Ａ−Ａ'を含む領域のうち、一部の領域のみをカバーするように各カメラ５，６を設置している。本例では、各カメラ３，４の被撮影領域２１，２２は、魚の通る確率の高い領域となるように設定され、魚が通る確率の高い領域のみが撮影されるように設定されている。ここで魚が通る確率の高い領域であるかどうかは、例えば過去に計数された遡上数に基づいて把握することができる。また、河川を遡上する魚の多くは、遊泳に要する余分なエネルギー消費をできるだけ抑えるために流速の遅い領域を通ることが知られており、例えば本実施形態でとりあげるアユ等の魚はその遡上に際しその殆どが流速の遅い領域を通る習性がある。そこで、このような魚の習性を知ることで、魚の通る確率の高い領域を特定することができる。

本例では、魚の通る確率の高い他の河川領域に比べて流速の遅い河川２の岸２５近傍の領域が第１及び第２のカメラ３，４のそれぞれの被撮影領域２１，２２となるように各カメラを設置している。従って、本例では魚が通る確率の低い被撮影領域に含まれない領域を通る魚は計数されないが、計数対象がアユの場合は撮影されない領域が存在することによる誤差は非常に少ない。また過去のデータを統計的に分析することで、被撮影領域２１，２２を通る魚の数から撮影されない領域を通る魚の数を推定し、その推定値により計数値を補正することで誤差を少なくすることができる。なお、本例では被撮影領域２１，２２には重複して撮影される領域が存在しない。このため図２Ａに示す例のように、第１及び第２のカメラ３，４によって撮影された魚影が同じ魚によるものであるかを判断する必要がなく、その分処理が単純化され高速化も可能となる。

第１乃至第２のカメラ３，４は、岸２５に設置する以外に、例えば河川２にレール（架台）を渡してこれに設置するようにしてもよい。図３はそのようにした場合における、第１乃至第２のカメラ３，４を河川の流水の方向から眺めた図である。第１及び第２のカメラ３，４はそれぞれカメラ固定台３１に固定されている。カメラ固定台３１にはカメラの撮影アングルを調節するためのアングル調節ネジ３２が設けられている。現場作業員等は、アングル調節ネジ３２を調節することにより、撮影アングルを容易かつ自在に調節することができる。なお、カメラ固定台３１にアングル調節ネジ３２を回動させるためのサーボモータを付設して、このサーボモータを遠隔制御できるようにすれば、現場作業員等はカメラの設置場所まで行くことなく、例えばカメラにより撮影された映像をモニタ等で監視しながらカメラアングルを調節することができる。

図３において、カメラ固定台３１の上部には滑車３３が設けられている。滑車３３は、例えば仕切り線Ａ−Ａ'に沿って河川２の両岸２５に渡されたレール３４の上下にレール３４の長手方向に沿って設けられているガイド部３４１，３４２に挟持されている。カメラ固定台３１はこれらガイド部３４１，３４２によってレール３４に沿ってスライド式に移動可能に懸架される。この構造により現場の管理者等は、カメラの設置位置を容易に変更することができる。また滑車３３には図示しないロック機構が設けられ、このロック機構によりカメラ固定台３１をレール３４の任意の位置に簡単に固定することができる。レール３４は例えば河川２の両岸２５に設置された支持台３５に固定される。現場作業員等はこの支持台３５を移動させることで河川の任意の位置に簡単にカメラ３，４を設置することができる。

＜計数サーバ＞
図４は計数サーバ６のハードウエア構成を説明するブロック図である。
計数サーバ６は、ＣＰＵ４０１、メモリ４０２、外部記憶装置４０３、記録媒体読取装置４０４、映像処理装置４０５、入力装置４０６、出力装置４０７、通信インタフェース４０８等を含む。これらの構成要素はＰＣＩバス（Peripheral Component Interconnect Bus）等のバスを介して通信可能に接続される。
ＣＰＵ４０１は、計数サーバ６を構成している各種ハードウエアの統括的な制御を行う他、メモリに記憶されているプログラムを実行する。これにより計数サーバ６が提供する各種の機能が実現される。メモリ４０２は、ＲＡＭ・ＲＯＭ等であって、データやプログラムが記憶される。外部記憶装置４０３は、ＣＰＵ４０１等がデータの読み出し／書き込みを行うことが可能な記憶領域を提供する。外部記憶装置４０３は例えばハードディスクドライブである。記録媒体読取装置４０４は、フレキシブルディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ装置（もしくはＣＤ−Ｒ／Ｗ装置）、ＤＶＤ−ＲＯＭ装置（もしくはＤＶＤ−Ｒ／Ｗ装置）等である。記録媒体読取装置４０４は、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体４０４１に記録されているデータを読み出す。記録媒体４０４１には、例えば計数サーバ６に実行させるプログラム等が記録される。映像処理装置４０５は、例えばビデオキャプチャカード等である。映像処理装置４０５は、第１もしくは第２のカメラ３，４により撮影された映像データをＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）−２等の適宜な圧縮形式に圧縮したデータを生成するエンコーダ、及び圧縮された映像データを復号して映像信号を生成するデコーダとしての機能を備える。入力装置４０６は、利用者がマウスやキーボードを操作することにより入力される信号を受け付ける。出力装置４０７は、ＣＰＵ４０１や映像処理装置４０５等からバスを通じて送られてくる信号をディスプレイに出力する。通信インタフェース４０８は、例えばイーサネット（登録商標）に接続するためのネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）である。通信インタフェース４０８は計数サーバ６をＬＡＮに接続する。なおＬＡＮが無線ＬＡＮである場合には、無線ＬＡＮカード等が通信インタフェースとして用いられる。なお、計数サーバ６では、オペレーティングシステムが動作している。上記オペレーティングシステム上では、後述するデータベース５１９や計数サーバをＷｅｂサーバとして機能させるソフトウエア等、様々なソフトウエアが動作している。

＜計数サーバ６の機能＞
計数サーバ６において実現される各種の機能について図５とともに説明する。
映像信号受信部５１１は、第１及び第２のカメラ３，４から送信されてくる信号を受信してエンコード部５１２に引き渡す。エンコード部５１２は、映像信号受信部５１１から引き渡された映像信号に基づいて映像データを生成し、生成した映像データをＭＰＥＧ−２形式等の適宜な圧縮形式で圧縮した保管データを生成し、生成した保管データを次に説明する映像管理部５１３に引き渡す。デコード部５１４は、保管データを復号して映像データを生成する。

映像管理部５１３は、エンコード部５１２から引き渡された保管データを外部記憶装置４０３に記憶する。保管データの外部記憶装置４０３への記憶（書き込み）は、メモリ４０２に蓄積される映像データが一定数を超えた場合や、魚数の単位時間当たりの変化量が所定の閾値を超えたこと等を契機（条件）として行われる。映像管理部５１３は、保管データを後述するデータベース５１９に登録（記憶）し管理する。また映像管理部５１３は、現場管理者等が入力装置４０６に対して行った操作入力に応じて、データベース５１９に登録されている保管データを復号し、復号された映像データに基づく再生映像を出力装置４０７に出力する。これにより現場管理者等は、第１及び第２のカメラ３，４によって撮影された映像をいつでも確認することができる。また映像管理部５１３は、映像データを編集・加工する機能も提供する。これにより現場管理者等は、映像データを分析に適した状態に自在に加工することができる。さらに映像管理部５１３は、映像信号受信部５１１が受信した映像信号をリアルタイムに出力装置４０７に出力することができる。これにより現場管理者等は、第１及び第２のカメラ３，４によって撮影されている映像をリアルタイムに視聴することができる。また映像はコマ送りで表示させることもできる。

映像解析部５１５は、外部記憶装置４０３に記憶されている保管データを外部記憶装置４０３から読み出してデコード部５１４により復号し、復号した映像データを解析することにより所定期間ごとに被撮影領域を通った魚の数を計数する。すなわち、映像解析部５１５は第１及び第２のカメラ３，４の個々のカメラにより撮影された映像に基づく魚の数を計数する。映像解析部５１５は計数した魚の数を個々のカメラの識別子に対応づけてメモリ４０２に記憶するか、もしくは、データベース５１９に登録（記憶）する。

計数情報生成部５１６は、第１及び第２のカメラ３，４により撮影された映像に基づいて計数された魚の数を集計し、所定期間ごとの、仕切線Ａ−Ａ'による横断面を通過する魚の数を求める。計数情報生成部５１６は、年別、月別、日別、時間別等の、所定期間別に上記横断面を通った魚の数を求め、求めた結果（以下、計数結果と称する）をデータベース５１９に登録（記憶）する。

計数情報提供部５１７は、計数情報生成部５１６により生成されてデータベース５１９に記憶されているデータを通信ネットワーク１０に接続する他のコンピュータ１１に配信する。この配信は例えば計数サーバ６をＷｅｂサーバとして機能させるソフトウエアによって行われる。上記配信において、計数情報提供部５１７は計数情報生成部５１６により生成されたデータを多角的に分析・整理した画面を生成して他のコンピュータ１１に配信する。

認証処理部５１８は、通信ネットワーク１０を通じて計数サーバ６に送信されてくるログイン要求を計数情報提供部５１７が受信した場合に、前記ログイン要求に付帯して送信されてくるユーザＩＤ及びパスワードについてのユーザ認証を行う。認証処理部５１８は、前記ログイン要求に付帯して送信されてくるユーザＩＤ及びパスワードをデータベース５１９にユーザ情報として登録されているユーザＩＤ及びパスワードと照合することにより上記ユーザ認証を実行する。

データベース５１９には、保管データや計数結果、ユーザＩＤ及びパスワード等のユーザ情報が記憶される。

なお、以上の機能を実現する計数サーバ６は、複数台のコンピュータを用いて実現されていてもよい。また第１及び第２のカメラ３，４をそれぞれ異なるコンピュータに接続し、映像信号受信部５１１の機能や映像管理部５１３の機能を各コンピュータにおいて個別に実現するようにすることもできる。なお、この場合は第１及び第２のカメラ３，４のそれぞれによって撮影された映像の撮影時刻を正確に管理するために、双方のコンピュータにおいてそれぞれ管理されている時刻の同期をできる限り（例えば±５秒程度の誤差範囲）正確に一致させるようにする。

＝＝計数方法＝＝
次に計数サーバ６によって行われる、所定期間ごとの魚道を通る魚の数を求める処理について、図６に示すフローチャートとともに説明する。

Ｓ６１１の処理では、まず映像解析部５１５が計数しようとする時間帯に対応する保管データを外部記憶装置４０３から読み出して、読み出した保管データを復号して映像データを生成し、生成した映像データを外部記憶装置４０３に記憶する（Ｓ６１１）。
なお、上記計数しようとする時間帯は、時間ごと、分ごと、秒ごと等で指定することができる。

次に映像解析部５１５は、復号した映像データの先頭のフレームから所定フレーム数分のデータを外部記憶装置４０３からメモリ４０２に読み出す（Ｓ６１２）。ここで映像データは複数のフレームに対応するデータの集まりであり、各フレームに対応するデータにはタイムコードが付与されているものとする。上記タイムコードとしては例えばＳＭＰＴＥ（Society of Motion Picture and Television Engineers）規格に従って映像データに付与されているタイムコードを用いることができる。またメモリ４０２に読み出されるフレームの特定は、各フレームに付与されているタイムコードを指定することにより行うことができる。

次に映像解析部５１５は、メモリ４０２に読み出したデータについて画像加算、画像間演算、２値化、面積計算等の処理を行い（Ｓ６１３）、上記処理を施したデータをメモリ４０２に書き出す（Ｓ６１４）。次に映像解析部５１５はメモリ４０２に書き出されている上記データに含まれる、有意なデータが固まって存在する画像領域について、例えばその面積を評価することにより各フレームに含まれている魚影の有無及び数を判定する（Ｓ６１５）。ここで上記面積の評価は、例えば抽出された領域の面積があらかじめ設定した閾値以上の面積であれば魚影が存在すると判断し、閾値未満でれば魚影でないと判断することにより行われる。

映像解析部５１５は、魚影が存在すると判断した場合（Ｓ６１６：存在する）、魚影の数を計数し、計数した値をカウンタに加算する（Ｓ６１７）。その後はＳ６１８の処理に進む。一方、Ｓ６１６において魚影が存在しないと判断した場合（Ｓ６１５：存在しない）、Ｓ６１８の処理に進む。

続くＳ６１８の処理では、Ｓ６１１の処理で復号した映像データのうち、まだメモリ４０２に読み出していないフレームに対応するデータが存在するかどうかを判断する。この判断は、例えば既にメモリ４０２に読み出したデータのタイムコードをメモリ４０２等に記憶しておき、記憶しているタイムコードに含まれていないタイムコードが付帯するフレームが映像データ中に存在するかどうかを判断することにより行われる。まだメモリ４０２に読み出されていないフレームが存在する場合には（Ｓ６１８：存在する）、まだ読み出されていないフレームについて、Ｓ６１２からの処理が再び行われる。メモリ４０２に読み出されていないフレームが存在しない場合には（Ｓ６１８：存在しない）、映像解析部５１５はカウンタの値をメモリ４０２に記憶した後（Ｓ６１９）、処理を終了する。なお、カウンタの値は外部記憶装置等に適宜記憶される。

以上の仕組みによって、映像データによって撮影された被撮影領域に含まれる仕切線Ａ−Ａ'による横断面を通った魚の各時間帯における数が計数され、その計数結果がメモリ４０２に記憶される。なお、魚の移動する速度に比べて連続するフレームの時間間隔が短い場合には、同じ魚の魚影が複数のフレームに含まれてしまうことになるが、そのような場合には、各フレームに撮影されている魚影が同じであるかどうかの判定を行う。そして、その結果、異なるフレームに同じ魚の魚影が含まれていた場合には、重複して計数されないように重複する分については加算しないようにする。ここで魚影が同じ魚の魚影であるかどうかの判定は、公知のパターンマッチングのアルゴリズムを適用することにより行うことができる。また計数は魚種ごとに行われるのが普通であるが、魚種の判定についても、判定したい魚影とあらかじめ記憶しておいた各魚種の魚影とにパターンマッチングのアルゴリズムを適用することで行うことができる。

映像解析部５１５は、上記のようにして求められた計数結果を、その計数の対象となった映像データを特定する識別子と、その映像データが撮影された日時を示す情報とを付帯させてメモリ４０２に記憶する。なお、以上に説明した映像解析部５１５により各時間帯に対応する映像データについて上記一連の処理（Ｓ６１１）〜（Ｓ６１９）が実行されることにより、各時間帯における計数結果がメモリ４０２に記憶されることになる。

計数情報生成部５１６は、以上のようにして映像解析部５１５によりメモリ４０２に書き込まれた各時間帯に対応する計数結果に基づいて、年、月、日、時間等の所定期間ごとにおける仕切線Ａ−Ａ'による横断面を通った魚の数を計数する。計数情報生成部５１６は、以上のようにして求めた結果（以下、結果情報と称する）をデータベース５１９に登録する。

＝＝情報配信＝＝
計数サーバ６ではＷｅｂサーバとしての機能を実現するソフトウエアが動作している。計数サーバ６は、通信ネットワーク１０上のＷｅｂサーバとしての機能を有する。計数サーバ６の計数情報提供部５１７は、通信ネットワーク１０上に接続している他のコンピュータ１１から送信されてくるアクセス要求に応じて、データベースに登録されている上記の結果情報を他のコンピュータ１１に提供（配信）する。

以下、結果情報を提供（配信）する仕組みに関し、図７に示すフローチャートとともに詳述する。なお、以下の説明において計数サーバ６と他のコンピュータ１１との間の通信は、ＨＴＴＰプロトコル（Hypertext Transfer Protocol）によって行われるものとし、計数サーバ６から他のコンピュータ１１に送信される画面は、ＨＴＭＬ（Hypertext Markup Language）やＸＭＬ（Extensible Markup Language）等の所定の記述言語によって記述されているものとする。

まず通信ネットワーク１０に接続する他のコンピュータ１１から計数サーバ６に対し、ユーザＩＤ及びパスワードが付帯するログイン要求が送信される（Ｓ７１１）。なお、この送信は例えば他のコンピュータ１１の利用者が計数サーバ６から送信されてくる、図８に示すログイン画面８００に対して所定の操作を行った場合に行われる。なお、図８に示すように、ログイン画面８００には、例えばユーザＩＤに入力欄８１１とパスワードの入力欄８１２、及び送信ボタン８１３が設けられている。

計数サーバ６の計数情報提供部５１７は、上記ログイン要求を受信する（Ｓ７１２）。計数情報提供部５１７は上記ログイン要求を受信すると、これに付帯するユーザＩＤとパスワードを認証処理部５１８に引き渡す（Ｓ７１３）。次に認証処理部５１８は、データベース５１９に登録されているユーザＩＤ及びパスワードと照合することにより認証を行う。ここで引き渡されたユーザＩＤとパスワードに対応するユーザ情報がデータベース５１９に存在する場合には（Ｓ７１５：認証成功）、（Ｓ７１９）の処理に進む。一方、存在しない場合には（Ｓ７１５：認証失敗）、計数サーバ６から認証に失敗した旨を通知するメッセージが記載された画面を他のコンピュータ１１に送信される（Ｓ７１６）。他のコンピュータ１１は上記メッセージを受信すると（Ｓ７１７）、認証に失敗した旨のメッセージをディスプレイに表示する（Ｓ７１８）。

次に計数情報提供部５１７は、他のコンピュータ１１に図９に示すトップページ画面９００を送信する（Ｓ７１９，Ｓ７２０）。図９に示すように、トップページ画面９００には「統計情報」ボタン９１１及び「ライブ映像」ボタン９１２が設けられている。ここで魚道を通った魚の数を参照する場合には利用者は「統計情報」ボタン９１１を選択する。一方、第１及び第２のカメラによって撮影されるライブ映像を参照する場合には「ライブ映像」ボタン９１２を選択する。他のコンピュータ１１は上記いずれかのボタンが選択されると、そのボタンが選択されたかを示す情報を計数サーバ６に送信する（Ｓ７２１）。計数サーバ６は、選択されたボタンを示す情報を受信する（Ｓ７２２）。そして計数サーバ６は、上記情報に基づいていずれのボタンが選択されたかを判断する。ここで「統計情報」ボタン９１１が選択されていた場合には（Ｓ７２３：統計情報）、（Ｓ７２４）の処理に進む。一方、「ライブ映像」ボタン９１２が選択されていた場合には（Ｓ７２３：ライブ映像）、（Ｓ７３０）の処理に進む。

次に計数サーバ６は、図１０に示す表示方法指定画面１０００を他のコンピュータ１１に送信する（Ｓ７２４）。他のコンピュータ１１は、表示方法指定画面１０００を受信すると、受信した画面をディスプレイに表示する（Ｓ７２５）。ここで利用者は表示方法指定画面１０００に参照したい表示方法を設定する。表示方法指定画面１０００における「年単位」のトグルスイッチ１０１１は、アユの遡上数を年単位で参照したい場合に選択する。ここで利用者はその右側のプルダウンメニュー１０１２を操作することにより参照したい年を設定することができる。また「月単位」のトグルスイッチ１０１３は、アユの遡上数を月単位で参照したい場合に選択する。利用者はその右側のプルダウンメニュー１０１４を操作することで、参照したい年月を設定することができる。利用者は表示方法指定画面１０００に表示方法を設定した後、「計数結果表示」ボタン１０１５を操作する。これにより当該画面１０００に設定された表示方法を示す情報が計数サーバ６に送信される（Ｓ７２６）。

計数サーバ６は、上記設定された表示方法を示す情報を受信すると（Ｓ７２７）、データベースに登録されている結果情報に基づいて、設定された表示方法に対応する画面を生成し、生成した画面を他のコンピュータ１１に送信する（Ｓ７２８）。他のコンピュータ１１は、送信されてきた画面を受信してディスプレイに表示する（Ｓ７２９）。

ここで表示方法指定画面１０００において、「年単位」の指定がされた場合には、例えば図１１に示す結果表示画面１１００が表示される。図１１に示す結果表示画面１１００には、指定された年の月別のアユの遡上数の計数結果が表示されている。また、「年月」単位の指定がされた場合には、例えば図１２に示す結果表示画面１２００が表示される。図１２に示すように、結果表示画面１２００には指定された月の日別時間帯別のアユの遡上数の計数結果が表示される。

Ｓ７３０の処理では、計数情報提供部５１７は、映像受信部５１１により受信されるライブ映像を表示するためのライブ映像画面を生成し、これを他のコンピュータ１１に送信する。他のコンピュータ１１は、送信されてくる図１３に示すライブ映像画面１３００を受信してディスプレイに表示する（Ｓ７３１）。この図に示すように、ライブ映像画面には、第１及び第２のカメラ３，４によって撮影されたリアルタイムな映像が表示される。

＝＝計数結果の修正＝＝
ところで、計測に際しては、機器故障や水の濁り、水面から反射される光の影響等の様々な要因により、計測が正常に行われないことがある。このような以上が発生した場合、計数情報生成部５１６は異常が発生した旨や異常の内容を示す情報を、その計数が行われた日時を示す情報に対応づけてデータベースに登録する。なお、異常のうちシステムに関する異常（システム異常）の検知は、例えば第１乃至第２のカメラ３，４から送信されてくるＷＴＤ（Watch Dog Timer）の情報やユニット故障信号等をモニタすることにより行われる。また、システム異常に分類されない計測上の異常（計測異常）の検知は、例えば対象となる計数結果について、その計測が行われた前日の計数結果に対する比率や前月の計数結果に対する比率を求め、これを所定の閾値と比較することにより行われる。

図１４はこのようなシステム異常や計測異常が生じている場合にシステム管理者や現場管理者等が計数結果を修正したり手動で計数結果を入力したりするための管理用画面１４００である。管理用画面１４００は、例えば通信ネットワーク１０を介して他のコンピュータ１１が計数サーバ６にアクセスすることにより、計数サーバ６の計数情報提供部５１７から通信ネットワーク１０を介して他のコンピュータ１１に送信される。

管理用画面１４００には、上記データベースに登録されている上記異常に関する情報に基づいて、ある日時における時間帯別の計数結果と前記各計数結果の取得時に異常が生じたかどうかを示す情報が表示される。管理用画面１４００の日付の欄１４１１には、当該管理用画面１４００に表示されている計数結果が取得された年月日が表示される。時間帯の欄１４１２にはその計数結果が計数された時間帯が表示される。計数結果の欄１４１３には、対応する時間帯に計数された計数結果が表示される。システム異常の欄１４１４には、計数時にシステム異常が生じたかどうかが表示される。システム異常が生じていた場合には「err」が表示され、生じていない場合には空欄が表示される。計測異常の欄１４１５には、計数異常が生じたかどうかが表示される。計測異常が生じていた場合には「err」が表示され、生じていない場合には空欄が表示される。前日ボタン１４１６がクリックすると、管理用画面１４００にはそれまで表示されていた日付の一日前の日付の計数結果等が表示される。翌日ボタン１４１７がクリックされると、管理用画面１４００にはそれまで表示されていた日付の一日後の日付の計数結果等が表示される。

システム管理者や現場管理者等が、管理用画面１４００に表示されている計数結果の一つをクリックすると、計数結果が修正可能な状態となる。計数結果の修正後、「トップメニューに戻る」のボタン１４１８がクリックされると、修正後の計数結果が通信ネットワーク１０を介して計数サーバ６の計数情報提供部５１７に送信される。計数情報提供部５１７から計数情報生成部５１６に修正後の計数結果が引き渡され、計数情報生成部５１６は修正後の内容でデータベースに登録されている計数結果の内容を更新される。このようにしてシステム管理者や現場管理者等は、システムエラーの欄１４１４もしくは計測エラーの欄１４１５に「err」が表示されている場合に、正しい計数結果に修正することができる。計数結果がインターネット等を介して一般公衆に伝達される場合には、正確な数値を提供する必要があるため、以上に説明した計数結果の修正機能は、そのような場合には必須の機能である。なお、以上では管理用画面１４００を通信ネットワーク１０を介して他のコンピュータ１１に送信するようにしていたが、管理用画面１４００を出力装置４０７に表示して入力装置４０６から修正後の計数結果を受付けるように構成することもできる。

以上の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

本発明の一実施形態として説明する、河川における魚道を通る魚の数を計数するシステム（計数システム１）の概略的な構成を説明する図である。 本発明の一実施形態として説明するもので、図２Ａは被撮影領域２１，２２の設定方法の一例を示し、図２Ｂは被撮影領域２１，２２の設定方法の一例を示す図である。 本発明の一実施形態として説明する、第１乃至第２のカメラ３，４の設置方法の一例を示す図である。 本発明の一実施形態として説明する、計数サーバ６のハードウエア構成を説明するブロック図である。 本発明の一実施形態として説明する、計数サーバ６において実現されている各種の機能を示す図である。 本発明の一実施形態として説明する、所定期間ごとの魚道を通る魚の数を求める処理を説明するフローチャートを示す図である。 本発明の一実施形態として説明する、計数サーバ６が結果情報を提供（配信）する仕組みを説明するフローチャートを示す図である。 本発明の一実施形態として説明する、ログイン画面８００の一例を示す図である。 本発明の一実施形態として説明する、トップページ画面９００の一例を示す図である。 本発明の一実施形態として説明する、表示方法指定画面１０００の一例を示す図である。 本発明の一実施形態として説明する、結果表示画面１１００の一例を示す図である。 本発明の一実施形態として説明する、結果表示画面１２００の一例を示す図である。 本発明の一実施形態として説明する、ライブ映像画面１３００の一例を示す図である。 本発明の一実施形態として説明する、管理用画面１４００の一例を示す図である。

符号の説明

１ 計数システム ２ 河川
３ 第１のカメラ ４ 第２のカメラ
５ 現場管理所 ６ 計数サーバ
７ ハブ（ＨＵＢ） ８ ルータ
９ ＬＡＮケーブル １０ 通信ネットワーク
１１ 他のコンピュータ ２１ 第１のカメラ５の被撮影領域
２２ 第２のカメラ６の被撮影領域 ２５ 岸
３１ カメラ固定台 ３２ アングル調節ネジ
３３ 滑車 ３４ レール
３４１ ガイド部（上側） ３４２ ガイド部（下側）
３５ 支持台 ５１１ 映像信号受信部
５１２ エンコード部 ５１３ 映像管理部
５１４ デコード部 ５１５ 映像解析部
５１６ 計数情報生成部 ５１７ 計数情報提供部
５１８ 認証処理部 ５１９ データベース

Claims (14)

1. 魚道を含む領域内に設定される複数の被撮影領域のそれぞれを撮影するように複数台のカメラを設置し、
   コンピュータにより前記各カメラにより撮影された映像を解析することにより前記各カメラにより撮影された前記被撮影領域を通過する魚の数を計数し、前記各カメラについて計数された魚の数を集計することにより所定期間ごとの前記魚道を通過する魚の数を求めるようにすること、
   を特徴とする魚道を通る魚の計数方法。
2. 請求項１に記載の魚道を通る魚の計数方法であって、
   前記各カメラをそれぞれ魚の通る確率の高い領域が前記被撮影領域となるように設定すること、
   を特徴とする魚道を通る魚の計数方法。
3. 請求項２に記載の魚道を通る魚の計数方法であって、
   前記魚道は河川における魚道であり、前記魚の通る確率の高い領域は前記河川の岸近傍の領域であること、
   を特徴とする魚道を通る魚の計数方法。
4. 請求項３に記載の魚道を通る魚の計数方法であって、
   前記魚道は河川における魚道であり、前記魚の通る確率の高い領域は他の領域よりも流速の遅い領域であること、
   を特徴とする魚道を通る魚の計数方法。
5. 請求項１に記載の魚道を通る魚の計数方法であって、
   前記魚道は河川におけるものであり、前記各カメラのうちの少なくとも２台はそれぞれ前記河川の異なる側の岸に設置されること、
   を特徴とする魚道を通る魚の計数方法。
6. 請求項２〜５のいずれかに記載の魚道を通る魚の計数方法であって、
   前記カメラとして２台のカメラを用いること、
   を特徴とする魚道を通る魚の計数方法。
7. 請求項１に記載の魚道を通る魚の計数方法であって、
   前記被撮影領域のうち少なくとも２つの前記被撮影領域は重複する領域を含み、
   前記重複する領域は魚が通る確率の低い領域であること、
   を特徴とする魚道を通る魚の計数方法。
8. 魚道を含む領域内に設定される複数の被撮影領域のそれぞれを撮影するように設置される複数台のカメラと、
   ＣＰＵ及びメモリを有し、前記ＣＰＵが前記メモリに記憶されているプログラムを実行することにより実現される、前記各カメラにより撮影された映像を解析することにより前記各カメラにより撮影された前記被撮影領域を通過する魚の数を計数する映像解析部、及び前記各カメラについて前記映像解析部により計数された魚の数を集計することにより所定期間ごとの前記魚道を通過する魚の数を求めて記憶する計数情報生成部、を有するコンピュータと、
   を備えることを特徴とする魚道を通る魚の数を計数するシステム。
9. 請求項８に記載の魚道を通る魚の数を計数するシステムであって、
   前記コンピュータは、通信ネットワークに通信可能に接続する通信制御部と、
   前記通信ネットワークに接続され前記コンピュータから遠隔した場所に設置されている他のコンピュータから送信されてくる要求に応じて前記他のコンピュータに対して所定期間ごとの前記魚道を通過する魚の数が設定されたデータを送信する計数情報提供部と、
   を備えることを特徴とする魚道を通る魚の数を計数するシステム。
10. 請求項８に記載の魚道を通る魚の数を計数するシステムであって、
    前記映像解析部は、前記カメラから出力される映像信号に、画像加算、画像間演算、２値化、面積計算のうちの少なくともいずれかの処理を行うことにより前記被撮影領域を通過する魚の数を計数すること、
    を特徴とする魚道を通る魚の数を計数するシステム。
11. 請求項８に記載の魚道を通る魚の数を計数するシステムであって、
    前記魚道は河川における魚道であり、前記各カメラは、河川の両岸に前記河川を横切るように渡された架台に沿ってスライド可能に懸架され、前記被撮影領域の上方にその撮影方向をそれぞれの前記被撮影領域に向けて設置されること、
    を特徴とする魚道を通る魚の数を計数するシステム。
12. ＣＰＵ、メモリ、及びインターネット等の通信ネットワークに通信可能に接続するための通信インタフェース、を備えて構成される情報処理装置であって、
    前記ＣＰＵが前記メモリに記憶されているプログラムを実行することにより実現される、
    複数台のカメラにから送信されてくる映像信号を受信する映像信号受信部と、
    前記映像信号をエンコードするエンコード部と、
    前記エンコード部によりエンコードされたデータである保管データを記憶する映像管理部と、
    前記映像管理部が記憶している前記保管データを復号し、復号された映像データを解析することにより所定期間ごとに被撮影領域を通る魚の数を計数する映像解析部と、
    前記映像解析部により計数される、個々のカメラにより撮影された映像に基づく魚の数を集計することにより、所定期間ごとの魚道を通る魚の数を求めて記憶する計数情報生成部と、
    前記計数情報生成部が記憶している前記所定期間ごとの魚道を通る魚の数を前記通信ネットワークを介して通信可能に接続する他のコンピュータに送信する計数情報提供部と、
    を備えることを特徴とする情報処理装置。
13. 請求項１２に記載の情報処理装置であって、
    前記計数情報提供部が、前記他のコンピュータから前記計数情報生成部によって生成された前記所定期間ごとの魚道を通る魚の数を修正するデータを受信し、
    前記計数情報提供部は、前記データに基づいて記憶している前記所定期間ごとの魚道を通る魚の数を更新すること、
    を特徴とする情報処理装置。
14. ＣＰＵ、メモリ、及びインターネット等の通信ネットワークに通信可能に接続するための通信インタフェース、を備えて構成される情報処理装置に、
    複数台のカメラにから送信されてくる映像信号を受信する機能と、
    前記映像信号をエンコードする機能と、
    前記機能によりエンコードされたデータである保管データを記憶する機能と、
    前記保管データを復号し、復号された映像データを解析することにより所定期間ごとに被撮影領域を通る魚の数を計数する機能と、
    前記計数された個々のカメラにより撮影された映像に基づく魚の数を集計することにより所定期間ごとの魚道を通る魚の数を求めて記憶する機能と、
    前記所定期間ごとの魚道を通る魚の数を前記通信ネットワークを介して通信可能に接続する他のコンピュータに送信する機能と、
    を実現させるためのプログラム。
    

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