JP2021050951A - 個体体重推定システム、方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の個体の体重が一括して測定される場合であっても、個々の個体の体重を精度高く推定できる個体体重推定システムを提供する。【解決手段】撮像部８１は、体重が一括で測定される複数の個体を被写体として撮像する。個体長測定部８２は、撮像された画像から複数の個体に含まれる各個体の大きさを示す第一の長さをそれぞれ測定する。体重比算出部８３は、測定された各個体の第一の長さから各個体の体重比を算出する。体重推定部８４は、複数の個体の体重と各個体の体重比とに基づいて、各個体の体重を推定する。【選択図】図５

Description

本発明は、個体の体重を推定する個体体重推定システム、個体体重推定方法、および、個体体重推定プログラムに関する。

個体の体重を測定する場合、秤を用いて個体ごとに直接体重を測定することが一般的である。しかし、秤を用いて各個体を直接測定できない状況も各種想定される。例えば、養殖している個々の魚の成長を観測する場合、それぞれの魚を秤に乗せて体重を測定することは難しい。このような問題を解決する方法が、例えば、特許文献１に記載されている。

具体的には、特許文献１には、測定対象の物体を撮影した撮影画像から物体の長さを測定する方法が記載されている。特許文献１に記載された方法では、三角測量法によって測定対象の魚の頭と尾の座標空間における座標を特定し、特定された測定対象の魚の特徴部位の空間座標を利用して、対をなす特徴部位間の間隔を魚の長さとして算出する。また、特許文献１には、長さに基づいて魚の体重を推定することが記載されている。

国際公開２０１９／０４５０８９号

上述する状況のほか、複数の個体の体重が纏めて測定されることで、各個体の体重を直接計測することが困難な状況も存在する。例えば、畜養まぐろの取引は、船上などにおいて複数のまぐろを一括してクレーン重量計で体重を測定することにより行われる。このとき、個体の体重は、取引関係者の目分量にて行われるため、交渉に不慣れなバイヤーは、適正な取引をすることが困難であった。

また、特許文献１に記載された方法では、このように一括して体重が測定される状況は想定されていないため、個々の魚の長さを算出するだけでは、個体の体重を精度高く推定できるとは言い難い。

そこで、本発明では、複数の個体の体重が一括して測定される場合であっても、個々の個体の体重を精度高く推定できる個体体重推定システム、個体体重推定方法、および、個体体重推定プログラムを提供することを目的とする。

本発明による個体体重推定システムは、体重が一括で測定される複数の個体を被写体として撮像する撮像部と、撮像された画像から複数の個体に含まれる各個体の大きさを示す第一の長さをそれぞれ測定する個体長測定部と、測定された各個体の第一の長さから各個体の体重比を算出する体重比算出部と、複数の個体の体重と各個体の体重比とに基づいて、各個体の体重を推定する体重推定部とを備えたことを特徴とする。

本発明による個体体重推定方法は、体重が一括で測定される複数の個体を被写体として撮像し、撮像された画像から複数の個体に含まれる各個体の大きさを示す第一の長さをそれぞれ測定し、測定された各個体の第一の長さから各個体の体重比を算出し、複数の個体の体重と各個体の体重比とに基づいて、各個体の体重を推定することを特徴とする。

本発明による個体体重推定プログラムは、コンピュータに、撮像部によって撮像された、体重が一括で測定される複数の個体を被写体とする画像から、その複数の個体に含まれる各個体の大きさを示す第一の長さをそれぞれ測定する個体長測定処理、測定された各個体の第一の長さから各個体の体重比を算出する体重比算出処理、および、複数の個体の体重と各個体の体重比とに基づいて、各個体の体重を推定する体重推定処理を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、複数の個体の体重が一括して測定される場合であっても、個々の個体の体重を精度高く推定できる。

本発明による個体体重推定システムの第一の実施形態の構成例を示すブロック図である。 第一の実施形態の個体体重推定システムの動作例を示すフローチャートである。 本発明による個体体重推定システムの第二の実施形態の構成例を示すブロック図である。 第二の実施形態の個体体重推定システムの動作例を示すフローチャートである。 本発明による個体体重推定システムの概要を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態では、具体的な測定対象の個体を例示する場合、まぐろを例に挙げて説明する。まぐろの取引の商慣行上、複数尾まとめて体重が測定されることが一般的だからである。ただし、個体はまぐろに限られず、複数まとめて測定される可能性があれば、その対象は任意である。

実施形態１．
図１は、本発明による個体体重推定システムの第一の実施形態の構成例を示すブロック図である。本実施形態の個体体重推定システム１００は、体重測定部１０と、撮像部２０と、個体長測定部３０と、体重比算出部４０と、体重推定部５０とを備えている。

体重測定部１０は、複数の個体の体重を一括して測定する。具体的には、体重測定部１０は、複数の個体の体重を吊り下げにより一括して測定する。体重測定部１０は、例えば、ホイストスケールや、クレーンスケールなどの吊下秤により実現される。

撮像部２０は、複数の個体を被写体として撮像する装置である。本実施形態では、撮像部２０は、後述する個体長測定部３０が個体の大きさを示す各種長さを測定可能な情報を撮像できる装置で実現される。撮像部２０は、例えば、ステレオカメラにより実現されてもよい。撮像部２０がステレオカメラにより実現されることで、複数の個体の奥行き方向の情報も記録できるようになる。

なお、撮像部２０の態様はステレオカメラに限定されず、個体の大きさを示す各種長さを測定できる装置であれば、その内容は任意である。撮像部２０は、例えば、複数の装置の組み合わせ（例えば、可視光カメラと赤外線カメラとの組み合わせ、可視光カメラとレーザー装置との組み合わせ、など）により実現されていてもよい。

また、図１に示す例では、個体体重推定システム１００が、撮像部２０を１つ備える場合を例示しているが、撮像部２０は１つに限定されず、２つ以上であってもよい。複数の撮像部２０を用いて異なる複数の方向から複数の個体を撮像することで、個体を測定する精度を向上できる。

具体的には、撮像部２０は、複数の個体の全体像を撮像する。例えば、複数の撮像部２０によって全体像を撮像可能な場合、各撮像部２０は、撮像した画像を統合して、全体像としてもよい。また、撮像部２０が複数の個体の一部の範囲のみ撮像可能な場合、ユーザ等によって複数の個体の外周を網羅するように撮像部２０が動かされることで、複数の個体の全体像を撮像してもよい。また、撮像部２０が固定された状態で、複数の個体を回転させることにより、撮像部２０は、複数の個体の全体像を撮像してもよい。

個体長測定部３０は、撮像された画像から複数の個体に含まれる各個体の大きさを測定する。具体的には、個体長測定部３０は、撮像された複数の個体に含まれる各個体について、大きさを示す少なくとも一つの長さを個体ごとに測定する。より具体的には、個体長測定部３０は、個体の大きさを示す最も特徴的な長さを第一の長さとして測定する。

例えば、まぐろなどの魚の場合、尾叉長（Fork Length ）や全長、体長などが個体の大きさを示す最も特徴的な長さと言える。そこで、個体長測定部３０は、撮像された複数の魚に含まれる各魚の尾叉長、全長または体長を第一の長さとして測定してもよい。

また、好ましくは、個体長測定部３０は、第一の長さ以外に、個体の大きさを示す第二の長さを測定してもよい。例えば、まぐろなどの魚の場合、上記第一の長さ以外に、体高（Body Depth）が個体の大きさを示す長さと言える。そこで、個体長測定部３０は、撮像された複数の魚に含まれる各魚の体高を第二の長さとして測定してもよい。

さらに好ましくは、個体長測定部３０は、第一の長さおよび第二の長さ以外に、個体の大きさを示す第三の長さを測定してもよい。例えば、まぐろなどの魚の場合、上記第一の長さおよび第二の長さ以外に、体幅（Body Width）が個体の大きさを示す長さと言える。そこで、個体長測定部３０は、撮像された複数の魚に含まれる各魚の体幅を第三の長さとして測定してもよい。

このように、個体長測定部３０が一つの個体に対して撮像された画像から複数の種類の長さを測定することで、体重を推定する精度を向上させることができる。個体長測定部３０は、例えば、一般的な画像認識技術を用いて、撮像された画像から各個体の大きさを示す長さを測定すればよい。

体重比算出部４０は、測定された各個体の第一の長さから、各個体の体重比を算出する。体重比算出部４０は、各個体の第一の長さの比を、そのまま、各個体の体重比として算出してもよい。

また、体重比算出部４０は、測定された各個体の第一の長さから各個体の体重を推定し、推定された各個体の体重から各個体の体重比を算出してもよい。具体的には、体重比算出部４０は、測定された各個体の第一の長さから体重を推定するモデルを用いて、各個体の体重を推定してもよい。推定するモデルの態様は任意であり、例えば、第一の長さを説明変数に含む単回帰モデルにより実現されていてもよい。また、このモデルには、第一の長さだけでなく、第二の長さや、第三の長さが説明変数として含まれていてもよい。

例えば、体重Ｗを予測するモデルの式が、以下のような形式で定義されていてもよい。
Ｗ＝α×尾叉長＋β×体高＋γ×体幅＋δ

また、用いるモデルを定義する方法も任意である。このモデルが、ユーザ等の経験に基づいて定義されていてもよく、上記各長さとその長さを有する個体の体重との組み合わせを学習データとして用いた機械学習により生成されたモデルで定義されていてもよい。

体重推定部５０は、体重測定部１０によって測定された複数の個体の体重と、各個体の体重比とに基づいて、各個体の体重を推定する。具体的には、体重推定部５０は、複数の個体の体重を各個体の体重比に基づいて配分した値を、各個体の体重と推定すればよい。

個体長測定部３０と、体重比算出部４０と、体重推定部５０とは、プログラム（個体体重推定プログラム）に従って動作するコンピュータのプロセッサ（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit））によって実現される。例えば、プログラムは、個体体重推定システム１００が備える記憶部（図示せず）に記憶され、プロセッサは、そのプログラムを読み込み、プログラムに従って、個体長測定部３０、体重比算出部４０および体重推定部５０として動作してもよい。また、個体体重推定システム１００の機能がＳａａＳ（Software as a Service ）形式で提供されてもよい。

個体長測定部３０と、体重比算出部４０と、体重推定部５０とは、それぞれが専用のハードウェアで実現されていてもよい。また、各装置の各構成要素の一部又は全部は、汎用または専用の回路（circuitry ）、プロセッサ等やこれらの組合せによって実現されもよい。これらは、単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。各装置の各構成要素の一部又は全部は、上述した回路等とプログラムとの組合せによって実現されてもよい。

次に、本実施形態の個体体重推定システム１００の動作を説明する。図２は、本実施形態の個体体重推定システム１００の動作例を示すフローチャートである。まず、体重測定部１０は、複数の個体の体重を吊り下げにより一括して測定する（ステップＳ１１）。撮像部２０は、測定された複数の個体を被写体として撮像する（ステップＳ１２）。個体長測定部３０は、撮像された画像から複数の個体に含まれる各個体の大きさを示す第一の長さをそれぞれ測定する（ステップＳ１３）。体重比算出部４０は、測定された各個体の第一の長さから、各個体の体重比を算出する（ステップＳ１４）。そして、体重推定部５０は、複数の個体の体重と各個体の体重比とに基づいて、各個体の体重を推定する（ステップＳ１５）。

以上のように、本実施形態では、撮像部２０が、体重が一括で測定される複数の個体を被写体として撮像し、個体長測定部３０が、撮像された画像から複数の個体に含まれる各個体の大きさを示す第一の長さをそれぞれ測定する。そして、体重比算出部４０が、測定された各個体の第一の長さから、各個体の体重比を算出し、体重推定部５０が、複数の個体の体重と各個体の体重比とに基づいて、各個体の体重を推定する。そのため、複数の個体の体重が一括して測定される場合であっても、個々の個体の体重を精度高く推定できる。

実施形態２．
次に、発明による個体体重推定システムの第二の実施形態を説明する。第一の実施形態では、撮像部２０が複数の個体を被写体として撮像する場合を説明した。ただし、撮像する角度によっては、測定される全ての個体が撮像できない場合もある。本実施形態では、撮像された画像に全ての個体が含まれていない状況を検知する方法を説明する。

図３は、本発明による個体体重推定システムの第一の実施形態の構成例を示すブロック図である。なお、第一の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態の個体体重推定システム２００は、体重測定部１０と、撮像部２０と、個体長測定部３０と、体重比算出部４０と、警告出力部４１と、体重推定部５０とを備えている。

すなわち、本実施形態の個体体重推定システム２００は、第一の実施形態の個体体重推定システム１００と比較し、警告出力部４１をさらに備えている点において異なる。

警告出力部４１は、体重比算出部４０により推定された各個体の体重の総和を算出し、体重測定部１０により測定された複数の個体の体重と比較する。推定された体重の総和と、測定された複数の個体の体重との差が予め定めた閾値を上回る場合、警告出力部４１は、警告を出力する。なお、警告出力部４１が警告を出力する方法は任意であり、ディスプレイなどの表示装置（図示せず）に警告メッセージを表示してもよく、音声やアラートを出力するようにしてもよい。

なお、個体長測定部３０と、体重比算出部４０と、警告出力部４１と、体重推定部５０とは、プログラム（個体体重推定プログラム）に従って動作するコンピュータのプロセッサによって実現される。

次に、本実施形態の個体体重推定システム２００の動作を説明する。図４は、本実施形態の個体体重推定システム２００の動作例を示すフローチャートである。なお、各個体の第一の長さを測定するまでの処理は、図２に例示するステップＳ１１からステップＳ１３の処理と同様である。

体重比算出部４０は、測定された各個体の第一の長さから、各個体の体重を推定する（ステップＳ２１）そして、体重比算出部４０は、推定された各個体の体重から各個体の体重比を算出する（ステップＳ２２）。

警告出力部４１は、体重比算出部４０により推定された各個体の体重の総和と、体重測定部１０により測定された複数の個体の体重との差が予め定めた閾値を上回るか否か判定する（ステップＳ２３）。差が閾値を上回る場合（ステップＳ２３におけるＹＥＳ）、警告出力部４１は、警告を出力する（ステップＳ２４）。一方、差が閾値以下の場合（ステップＳ２３におけるＮＯ）、図２に例示するステップＳ１５の処理が行われる。なお、ステップＳ２２の処理が、ステップＳ２３の処理の前ではなく、ステップＳ２３の処理の後に行われてもよい。

以上のように、本実施形態では、警告出力部４１が、推定された各個体の体重の総和と、測定された複数の個体の体重との差が予め定めた閾値を上回る場合に警告を出力する。よって、第一の実施形態の効果に加え、外から見えない個体の存在を検知することが可能になる。

次に、本発明の概要を説明する。図５は、本発明による個体体重推定システムの概要を示すブロック図である。本発明による個体体重推定システム８０（例えば、個体体重推定システム１００，２００）は、体重が一括で測定される複数の個体を被写体として撮像する撮像部８１（例えば、撮像部２０）と、撮像された画像から複数の個体に含まれる各個体の大きさを示す第一の長さをそれぞれ測定する個体長測定部８２（例えば、個体長測定部３０）と、測定された各個体の第一の長さから各個体の体重比を算出する体重比算出部８３（例えば、体重比算出部４０）と、複数の個体の体重と各個体の体重比とに基づいて、各個体の体重を推定する体重推定部８４（例えば、体重推定部５０）とを備えている。

そのような構成により、複数の個体の体重が一括して測定される場合であっても、個々の個体の体重を精度高く推定できる。

また、体重比算出部８３は、測定された各個体の第一の長さからその各個体の体重を推定し、推定された各個体の体重から各個体の体重比を算出してもよい。

また、個体体重推定システム８０（例えば、個体体重推定システム２００）は、推定された各個体の体重の総和と、測定された複数の個体の体重との差が予め定めた閾値を上回る場合に警告を出力する警告出力部（例えば、警告出力部４１）を備えていてもよい。そのような構成により、外から見えない個体の存在を検知することが可能になる。

また、個体長測定部８２は、撮像された画像から個体の大きさを示す第二の長さをそれぞれ測定し、体重比算出部８３は、測定された各個体の第一の長さおよび第二の長さから各個体の体重を推定してもよい。

また、撮像部８１は、吊り下げにより一括して測定される複数の個体の体重を被写体として撮像してもよい。

具体的には、撮像部８１は、吊下秤により体重が一括で測定される複数のまぐろを被写体として撮像し、個体長測定部８２は、撮像された画像から各まぐろの尾叉長、全長または体長を第一の長さとして測定し、体重比算出部８３は、測定された各まぐろの第一の長さから各まぐろの体重比を算出し、体重推定部８４は、一括で測定された複数のまぐろの体重と各まぐろの体重比とに基づいて、各まぐろの体重を推定してもよい。

１０ 体重測定部
２０ 撮像部
３０ 個体長測定部
４０ 体重比算出部
４１ 警告出力部
５０ 体重推定部
１００，２００ 個体体重推定システム

Claims (10)

1. 体重が一括で測定される複数の個体を被写体として撮像する撮像部と、
   撮像された画像から前記複数の個体に含まれる各個体の大きさを示す第一の長さをそれぞれ測定する個体長測定部と、
   測定された各個体の前記第一の長さから各個体の体重比を算出する体重比算出部と、
   前記複数の個体の体重と前記各個体の体重比とに基づいて、各個体の体重を推定する体重推定部とを備えた
   ことを特徴とする個体体重推定システム。
2. 体重比算出部は、測定された各個体の第一の長さから当該各個体の体重を推定し、推定された各個体の体重から各個体の体重比を算出する
   請求項１記載の個体体重推定システム。
3. 推定された各個体の体重の総和と、測定された複数の個体の体重との差が予め定めた閾値を上回る場合に警告を出力する警告出力部を備えた
   請求項２記載の個体体重推定システム。
4. 個体長測定部は、撮像された画像から個体の大きさを示す第二の長さをそれぞれ測定し、
   体重比算出部は、測定された各個体の第一の長さおよび第二の長さから各個体の体重を推定する
   請求項２または請求項３記載の個体体重推定システム。
5. 撮像部は、吊り下げにより一括して測定される複数の個体の体重を被写体として撮像する
   請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の個体体重推定システム。
6. 撮像部は、吊下秤により体重が一括で測定される複数のまぐろを被写体として撮像し、
   個体長測定部は、撮像された画像から各まぐろの尾叉長、全長または体長を第一の長さとして測定し、
   体重比算出部は、測定された各まぐろの第一の長さから各まぐろの体重比を算出し、
   体重推定部は、一括で測定された複数のまぐろの体重と各まぐろの体重比とに基づいて、各まぐろの体重を推定する
   請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の個体体重推定システム。
7. 体重が一括で測定される複数の個体を被写体として撮像し、
   撮像された画像から前記複数の個体に含まれる各個体の大きさを示す第一の長さをそれぞれ測定し、
   測定された各個体の前記第一の長さから各個体の体重比を算出し、
   前記複数の個体の体重と前記各個体の体重比とに基づいて、各個体の体重を推定する
   ことを特徴とする個体体重推定方法。
8. 測定された各個体の第一の長さから当該各個体の体重を推定し、推定された各個体の体重から各個体の体重比を算出する
   請求項７記載の個体体重推定方法。
9. コンピュータに、
   撮像部によって撮像された、体重が一括で測定される複数の個体を被写体とする画像から、当該複数の個体に含まれる各個体の大きさを示す第一の長さをそれぞれ測定する個体長測定処理、
   測定された各個体の前記第一の長さから各個体の体重比を算出する体重比算出処理、および、
   前記複数の個体の体重と前記各個体の体重比とに基づいて、各個体の体重を推定する体重推定処理
   を実行させるための個体体重推定プログラム。
10. コンピュータに、
    体重比算出処理で、測定された各個体の第一の長さから当該各個体の体重を推定させ、推定された各個体の体重から各個体の体重比を算出させる
    請求項９記載の個体体重推定プログラム。

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