JP2960327B2 - 水産用生物映像処理方法および処理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば水産試験場等
で取得、解析、蓄積される種々の水産用生物のデータ
（顕微鏡による検鏡データ、万能投影器によるデータ
等）を映像データ処理技術を用いて、極力客観的にかつ
省力的に取得する水産用生物映像処理方法および映像処
理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】種苗
生産施設では、貝類、魚類等を対象に卵、稚貝、稚魚等
の水産有用生物種（以下、単に水産生物と記す。この中
には、魚類の卵、仔魚、稚魚、貝類の卵、浮遊幼生、稚
貝、ウニ類の卵、浮遊幼生、およびこれら水産生物に餌
料として与える動物プランクトンの卵、幼生、成体等の
すべてを含むものとする。）を飼育、または培養してい
る。

【０００３】ここにおいては、これらの水産生物の個体
数や体長の飼育段階に応じた計数（以後、計数は単に水
産生物の個体数を測定することを指す。）、計測（以
後、計測は水産生物の形態別、たとえば、卵と幼生、抱
卵した成体と抱卵していない成体等の形態別の計数を求
めること、および、それらの大きさ等を測定することを
指すものとする。又、測定は大きさ等や、数を求めるこ
と、計測を行なうこと等のすべての作業の総称とす
る。）を行なうことが必須である。

【０００４】たとえば、ワムシ（シオミズツボワムシ）
は栽培漁業における稚魚等の、初期種苗生産過程におけ
る有力な餌料生物であるが、栽培漁業の成否に影響を与
える要因の１つに餌料生物の生産性があり、したがって
ワムシを効率的に生産することは、種苗生産過程の成否
に直接係わる重要な課題である。

【０００５】このワムシの増殖を効果的に行わせるため
には、集団としてのワムシの状態を把握することが必要
である。例えば、抱卵したワムシの密度、抱卵していな
いワムシの密度および卵の密度を測定することにより、
集団としてのワムシの状態を把握することが可能とな
り、ワムシ（以後特に断らないかぎり、単にワムシと記
述した場合は抱卵したワムシ、抱卵していないワムシお
よび卵を含めた総称とする。）に適切に餌料を与えるこ
とにより、その増殖を良好に管理することができる。

【０００６】このワムシの測定は、ワムシの大きさが成
体の場合も０．５ｍｍ以下であり、卵はさらに小さいた
め、顕微鏡下で行なう必要がある。この様に、水産試験
場で行なわれている計数、計測の多くは、その大きさが
０．１ｍｍ程度〜数ｍｍのプランクトンや各生物の卵、
浮遊幼生、ふ化仔魚等についても行うことが必要であ
り、顕微鏡により拡大像を得ることが測定の前提とな
る。

【０００７】一方、従来は目視により行なわれてきた種
々の測定作業を、映像処理技術を用いることにより、よ
り迅速に、経済的に、かつ、正確に行なおうとする動き
が産業界に広がりつつある。たとえば、工業製品等の不
良品判別を映像処理装置により行なうことはかなり広く
普及している。この場合は明瞭な映像が得られやすく問
題は比較的少ないため、汎用映像処理装置を用い特別な
技術を必要とせずに十分に行い得る。

【０００８】水産業に関連した分野においても、板状に
した海苔の形状の検査に映像処理技術が用いられている
が、この場合も海苔の部分は黒、欠けている部分は透明
とはっきりしている。

【０００９】これに対して水産試験場での計数、計測
は、上記した様にその大きさが顕微鏡下での測定が必須
となるサイズであることに加えて、その対象のほとんど
が透明または半透明であるという問題点を持っている。
また、多くの場合に水中に存在する状態を映像として取
得する必要がある。

【００１０】そのため、従来の工業的に用いられている
様な映像処理技術のレベルでは、自動的にまたは省力的
に水産生物の計数、計測を実施することは困難であっ
た。さらに、多くの水産試験場では水産生物を一時に数
多く計数、計測する必要があること、水産生物には成長
の差がある等の原因もあり、完全に同一形状、同一サイ
ズで揃う訳ではないこと等、同一種の対象を測定する場
合にも特別な方法が必要である。

【００１１】汎用映像処理装置を用いて、水産生物に関
する映像処理を行なう研究もいくつかは成されている。
しかし、上記種苗生産施設での水産生物の映像処理に、
通常の汎用映像処理装置を応用する場合は、以下に示す
様な未解決の問題点があり、実用に供することは不可能
な状態であった。

【００１２】すなわち、 １）水産生物の種類により映像入力の方法およびシステ
ムをそれぞれ適切化する必要がある。 ２）水産生物毎の判別手法を確立する必要がある。 等である。

【００１３】そのため、それらにおいては、映像処理の
各過程で操作者が手作業で各種の操作を行うことを余儀
なくされてきた。この手作業の部分には当然、専門的な
知識や技能が必要とされる。時間と経費も必要であり、
さらに測定結果がバラツキを含むという欠点がある。ま
た、顕微鏡下での長時間の目視観察は相当に厳しい作業
であり、作業環境的にも解決すべき問題点であった。

【００１４】したがって、水産生物を生体のまま、また
は通常行なわれている固定化処理後（たとえば、ホルマ
リン固定等）に、高速で自動的に計数、計測を行なうこ
と、また、映像処理手法に詳しくない技術者、さらには
一般人にでも自動的に測定が行なえる省力化方法および
システムが、水産試験場における水産生物の計数、計測
業務の分野で求められている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の様な問
題点を解決するためになされたもので、水産生物を生体
サンプルのまま、または通常行なわれる固定化処理後の
映像を得て、その映像を解析処理し、計数、計測できる
水産用生物映像処理方法およびシステムを得ることを目
的としたものであり、

【００１６】第１発明は、水産生物を液体中に保持し、
前記水産生物の低倍率拡大映像を映像拡大手段により得
て、前記低倍率拡大映像を撮像手段により映像信号と
し、前記映像信号を映像変換手段により映像情報に変換
し、前記映像情報を２値化し、予め決めておいた閾値と
を比較して、以上または以下の映像を取り除き特定映像
情報とし、前記特定映像情報に映像補正を行い映像の輪
郭を確定し、前記輪郭の確定した映像の数を測定し、前
記映像の密度を計算し、前記水産生物の高倍率拡大映像
を映像拡大手段により得て、前記高倍率拡大映像を撮像
手段により映像信号とし、前記映像信号を映像変換手段
により映像情報に変換し、前記映像情報を２値化し、予
め決めておいた閾値とを比較して、以上または以下の映
像を取り除き特定映像情報とし、前記特定映像情報に映
像補正を行い映像の輪郭を確定し、前記輪郭が確定した
映像の測定値を求め、前記測定値を基に計算値を求め、
前記測定値および計算値と、予め決めておいた閾値とを
比較して、映像を分別し、前記分別後の映像の数を求
め、前記分別後の計数と先に求めた密度を基に、水産生
物の形態別の数を測定する処理方法である。

【００１７】また、第２発明は、液体中に保持した水産
生物をシールド手段により外光を制限した状態に置き、
照明手段により照明し、前記水産生物の拡大映像を映像
拡大手段により得ることを特徴とする請求項１に記載の
水産用生物映像処理方法。

【００１８】また、第３発明は、前記水産生物はワムシ
であり、前記ワムシの、卵のみ、抱卵している個体およ
び抱卵していない個体の３形態別の数を測定する請求項
１または２に記載の水産用生物映像処理方法。

【００１９】また、第４発明は、水産用生物映像処理シ
ステムであって、測定部を外光からシールドするシール
ド手段と、前記測定部を照明する照明手段と、前記測定
部に水産生物を含む液体を保持するための容器と、前記
容器を所定の距離だけ移動させる移動手段と、前記容器
中の水産生物の拡大像を得るための映像拡大手段と、前
記映像拡大手段により拡大された水産生物の映像を撮像
する撮像手段と、前記撮像手段より出力された映像信号
を映像情報に変換する変換手段と、前記変換手段により
変換された映像情報より予め設定された条件により、特
定の値幅内の映像情報を抽出する特定映像抽出手段と、
前記特定映像抽出手段により抽出された特定映像情報の
数を測定するとともに水産生物の形態別の数を測定する
測定手段と、前記測定手段により測定された数を記憶す
る記憶手段と、前記測定手段により測定された値または
前記記憶手段に記憶された値を出力する出力手段と、前
記移動手段に移動信号を与える制御手段とを具備するこ
とを特徴とする水産用生物映像処理システムである。

【００２０】

【作用】本発明は上記したように映像拡大手段により、
水産生物の拡大映像を得て映像信号とし、映像処理装置
およびハードディスク内蔵パソコンにより、それらの計
数および計測を行う方法およびシステムに関するもので
ある。

【００２１】本発明においては、映像入力系に従来技術
にはない高度の新技術が盛り込まれており、これにより
水産生物の鮮明な映像を能率的に多数得ることが可能と
なった。すなわち、最適な容器、照明状態（暗室も含
む）、容器移動手段の組み合わせである。

【００２２】本発明の測定対象は、各種の魚類の卵、仔
魚、稚魚、貝類の卵、浮遊幼生、稚貝、ウニ類の卵、浮
遊幼生、ワムシやアルテミア等の飼料生物の卵や幼生、
または成体である。

【００２３】以下に、ワムシの形態別測定を例にして説
明する。本発明においては映像拡大手段により、ワムシ
（以下、単にワムシと記述した場合は抱卵したワムシ、
抱卵していないワムシおよび卵を含めた総称とする。）
の拡大映像を得て、撮像手段により映像信号とし、その
映像信号を映像処理装置により映像情報に変換し、測定
を行い、ワムシの総数の測定や、抱卵したワムシ、抱卵
していないワムシおよび卵の別にその数を測定する。

【００２４】この映像処理フローには、必要に応じてノ
イズの取り除き、閾値を基準としたワムシに該当しない
映像の取り除き、映像補正、穴埋め、縮退処理、ワムシ
の映像の確定等の作業が含まれる。

【００２５】抱卵していない成体のワムシは、長径が
０．２〜０．２５ｍｍ程度、短径が０．１〜０．１５ｍ
ｍ程度の略回転楕円体形である。卵は長径が０．１〜
０．１３ｍｍ程度、短径が０．０８〜０．０９ｍｍ程度
の回転楕円体形である。また１つの卵を抱卵したワムシ
は図２に示すように、２個の回転楕円体の結合した形状
で長径（ワムシの長径と卵の短径の合計）が０．３〜
０．３５ｍｍ程度、短径（ワムシの短径）が０．１５〜
０．１８ｍｍ程度である。また、数個の卵を抱卵する個
体も混在する。

【００２６】この様にワムシは、その大きさが小さいた
め測定のためには、拡大映像を得る必要があるが、他の
多くの水産生物においても同様である。もちろん、仔
魚、稚魚および稚貝は数ｍｍの状態で計数、計測を行な
う場合もあるが、計測には拡大映像を得る必要がある。

【００２７】また、ワムシは透明な部分が多いため鮮明
な映像画像を得るためには、適切な照明を必要とする
が、他の水産生物においても条件はほぼ同様である。さ
らに、多数のワムシを測定する必要があり、視野数がか
なりに及ぶため、視野数を増加するための手段も必要で
あるが、この点についても他の水産生物も同様である。

【００２８】なお、ワムシは成体との比較において卵が
かなり大きいため、同一の倍率で、抱卵したワムシ、抱
卵していないワムシおよび卵の拡大映像を得ることがで
きる。また、抱卵している場合は卵が成体の外部に付着
しているため、抱卵したワムシと抱卵していないワムシ
との外形的な区別が比較的容易であり、鮮明な映像が得
られれば映像処理による分別に適した測定対象である。

【００２９】

【実施例】表１に本発明のシステムを構成する装置の要
目を示す。また、図１にシステムの構成の概略を示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】１は水産生物を含む液体を入れる容器であ
る。２は容器を保持し移動させるＸ軸パルスステージで
ある。３は落射型照明、４は透過型照明、５は測定系を
外光からシールドする暗室、６は拡大映像を得るための
実体顕微鏡、７は映像の撮像と映像情報に変換するＣＣ
Ｄカメラ、８は２値化、および特定映像の抽出を行なう
映像処理装置、９はモニター、１０はビデオデッキ、１
１はハードディスク内蔵パソコン、１２はＸ軸パルスス
テージを移動させるパルスモータコントローラ、１３は
プリンターである。

【００３２】１の容器は水産生物を含む液体を一定量保
持するためのものであり、水産生物を含む液体を入れる
測定セルを単数または複数個備えている。この測定セル
は内部に水産生物が均一に分布する形状である必要があ
る。測定セルの底面が平坦でなく中央部や周辺部が窪ん
でいると、そこに水産生物が集中して重なり測定誤差と
なる。

【００３３】また、測定セルの辺縁部（測定セルが円形
の場合は底面と側面の交線、測定セルが方形の場合は底
面と側面との交線および２つの側面と底面との交点）が
曲面状で動物プランクトン等の水産生物がこの部分に集
中しにくい形状であることが好ましい。例えば、水深が
２ｍｍの場合は１Ｒ以下では隅に水産生物がたまりや
い。また、Ｒ部の上方からの投影面積が５％を越えると
中央の平坦部に濃縮される結果となり誤差が大きくな
る。

【００３４】図３に容器の一例の平面図を示す。また、
図４に図３に示した容器の側面図を示す。透明なアクリ
ルまたは塩化ビニル製である。上下面および間仕切りよ
り形成されており、図３において斜線を付けたような５
０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの液体を入れる測定セルを複
数個（この場合は８個）直列に備えている。この容器は
測定セルの内面の平坦度がよい。また、容器を液体中の
漬けることにより、測定セル中に生物を含んだ液体を充
填することができる。

【００３５】なお、本容器は測定セルの厚さ（上下の透
明なアクリル板の間隔）が１ｍｍであり、水産生物を含
む液体はその内部に表面張力により保持されるため、側
板は必要でない。しかし、例えば上下の透明なアクリル
板の間隔が１ｍｍ以上となり、水産生物を含む液体を表
面張力により保持することが困難な場合は、側板が必要
である。図５は側板を両側につけた場合の平面図であ
る。

【００３６】図６も容器の一例の平面図である。また、
図７は図６に示した容器の断面図である。厚さ４ｍｍ、
幅４０ｍｍ、長さ８０ｍｍのガラス板に直径３２ｍｍ，
深さ２ｍｍの測定セル（非常に浅い円筒状）を２個有し
ている。

【００３７】図８も容器の一例の平面図である。また、
図９は図８に示した容器の断面図である。厚さ４ｍｍ、
幅４０ｍｍ、長さ８０ｍｍのガラス板に、２２ｍｍ×２
２ｍｍ、深さ２ｍｍの方形の測定セルを備えている。Ｃ
ＣＤカメラの結像部や、映像処理装置のディスプレーは
方形であるため、方形の測定セルが便利な場合もある。

【００３８】なお、これらの容器は穴の開けていない２
ｍｍのガラス板と穴をあけた２ｍｍのガラス板を貼り合
わせて製作しても良く、一体物として製作してもよい。
２枚のガラスを貼り合わせた場合は底部の平坦度が優れ
ており、かつ制作費が安い。一体物で製作した場合は測
定セルの底面と側面とのコーナー部を適当な曲率にでき
るため、水産生物がコーナー部に集中することを防止で
きる。

【００３９】上記の図６から図９に示した容器について
コーナー部が直角のもの、およびコーナー部がＲを持っ
たものを製作した。ワムシ、アルテミアの幼生等の餌料
用の動物性プランクトン測定用の容器には、測定セルの
全体が１つの視野に収まる大きさであり、かつ辺縁部の
ザクリが曲線上のものが最適であった。

【００４０】図１０も容器の一例の平面図である。ま
た、図１１は図１０に示した容器の断面図である。厚さ
６ｍｍのガラス板に直径２３ｍｍφ、深さ４ｍｍの測定
セルを５個設けている。辺縁部は曲面状である。

【００４１】図１２も容器の一例の平面図である。測定
セルとして直径４５ｍｍφの時計皿を１０個直列に透明
なアクリル製の板に透明エポキシ樹脂で固定したもので
あり、同様に辺縁部は曲面状である。

【００４２】もちろん、容器のおよびその測定セルの形
状はこれらに限定するものではなく、大きさや測定セル
の個数や配置も自由に選択できることは言うまでもな
い。なお、光源を容器の下部に置き、透過光により像を
得る場合は測定セルの底面はもちろん透明でなければな
らない。また、図３、図４および図５に示したような上
面を有する場合には上面は透明でなければならない。

【００４３】これらの容器に水産生物を入れて測定する
場合は、まず、水産生物を含む液体を一定量採取し容器
の測定セルに注入する。液体は海水であってもよく、非
海水であっても良い。また、水産生物は生体であって
も、固定を行なった非生体であってもよい。ただし、固
定により水産生物の形状や大きさが著しく変化しないこ
とが条件である。ホルマリンで固定すると水産生物の多
くは測定セルの底に沈降する。

【００４４】液体中の水産生物の密度が高すぎると、水
産生物が重なるためその密度を制御する必要がある。例
えば、稚魚の飼育水槽中におけるワムシの密度は１０〜
５０個／ｍｌであり、この海水を採取して計測セル中に
水深が１ｍｍ程度になる様に入れた場合には、視野中に
占めるワムシの投影面積は最大に見積もっても０．２％
程度であり、ワムシが重なる可能性は先ず考えられな
い。

【００４５】一方、ワムシ培養槽中においては、稚魚飼
育水槽中の１０倍程度の密度となるため、場合により希
釈が必要になる。ワムシ濃縮槽中の密度は１万〜２０万
個／ｍｌであり、同様の方法で１ｍｍの深さにすると、
かなりのワムシが重なることになるため希釈が必要であ
る。

【００４６】水産生物の計数を行なう場合は、測定面積
（視野面積）が広いほど正確かつ能率的である。この場
合の測定倍率の下限はもっとも小さい水産生物が検出で
きる倍率となる。ワムシを対象とした場合は、もっとも
小さい卵の面積は０．０１ｍｍ² 程度である。これに対
して、今回用いた実体顕微鏡およびＣＣＤカメラで倍率
を１０倍としたの場合の１画素の面積は０．０００４ｍ
ｍ² 程度である。

【００４７】したがって、１０倍で拡大映像とすると２
５画素にあたる。ワムシの存在を確定させるためには、
ＣＣＤカメラの画素が１０個程度あれば可能であり、倍
率１０倍で卵も含めたワムシの計数の測定は十分に可能
である。

【００４８】また、倍率１０倍での測定範囲は１００ｍ
ｍ² 程度であり、１ｍｌ中に１０００個のワムシを含む
液体の場合は水深が１ｍｍで、測定範囲中に１００個程
度のワムシが含まれることになり、１視野測定すればほ
ぼ十分である。

【００４９】一方、ワムシを計測するためには、少なく
とも１００個程度のワムシを観察する必要がある。抱卵
したワムシ、抱卵していないワムシおよび卵を分別する
場合は倍率が高い程正確になる。倍率を２５倍以上と
し、数１００以上、望ましくは１０００個程度の画素に
より測定することが好ましい。

【００５０】今回用いた実体顕微鏡およびＣＣＤカメラ
により、４０倍の倍率の場合の視野は２．７ｍｍ×２．
７ｍｍであり、約７ｍｍ² である。容器中の液体の深さ
を１ｍｍとすると、１ｍｌの中に１００個のワムシ類が
いる場合は、視野中には１個のワムシがいることにな
る。また、１ｍｌ中に１０００個存在する場合は視野中
に１０個程度のワムシがいることになるが、いずれにし
ても相当数の視野を測定する必要がある。

【００５１】したがって、ワムシの濃度が低い場合は必
要に応じて濃縮も考慮しなければならない。重なりが無
視できる程度であれば、高密度にする程能率的である。
目安は数％である。

【００５２】適切な照明状態を得ることは鮮明な映像を
得る上で、極めて重要である。水産生物の計数、計測に
おいては、視野全域を均一な照明状態に置くことによ
り、鮮明な映像を得ことが先ず必要である。３は落射型
照明であり実体顕微鏡側から照明して反射光により拡大
映像を得る。４は透過型照明であり実体顕微鏡の逆側か
ら照明して透過光を捕らえる。

【００５３】発明者らによる研究から、餌料用の動物プ
ランクトンは落射型照明を用いることにより、鮮明な映
像が得られることが多い。魚類サンプルは透過型照明を
用いることにより鮮明な映像を得やすい。一方、貝類サ
ンプルは浮遊幼生期は落射型照明が、稚貝期は透過型照
明を用いることにより鮮明な映像が得られる場合が多い
ことが明らかとなった。

【００５４】光源は光ファイバー等を用いた高輝度冷光
照明方式が、落射型、透過型共にもっとも適しており、
ストロボ同期、ストロボ発光が可能な形式の場合に特に
優れた結果を示した。なお、落射型照明により反射光に
より測定する場合には、測定セルの底面は不透明のもの
が好ましいこともある。たとえば、魚卵の測定にはスモ
ークグレー色のアクリル板等の淡い着色板が適してい
た。

【００５５】５は測定用暗室である。測定用暗室は映像
入力時に外光が測定ステージに侵入する事を防除するこ
とにより、映像入力時のハレーションや測定視野内の輝
度むらの排除を可能とし、また、照明の定量的な制御を
可能とする。特にＡＬＣ（蛍光）の測定時には、この測
定用暗室は不可欠である。もちろん、測定用暗室内にお
いては、落射型照明および透過型照明間の切替えが可能
であり、対象とする水産生物の測定に適した照明状態を
選択する。

【００５６】ワムシの測定においては、ワムシをいれた
容器を暗室内におき、光ファイバー等を用いた高輝度冷
光照明装置により、落射型の照明を行う場合に、もっと
も光にムラの少ない状態が得られ、鮮明なコントラスト
の強い像を得ることができる。

【００５７】２は容器を載せるＸ軸パルスステージであ
る。視野数を増加させるためには容器を移動させること
が最も容易である。Ｘ軸パルスステージはハードディス
ク内蔵パソコンの信号を受けたパルスモタコントローラ
により所定の距離だけ移動する。容器は複数の測定セル
がＸ軸パルスステージの移動方向に、直列に並ぶ様にス
テージ上に固定する。直線移動をするテーブルは、必要
とする容器の数やその測定セルの数が多い場合に自由度
が高い。

【００５８】Ｘ、Ｙの２軸で移動可能なテーブルは、多
くの容器や測定セルが必要な場合に有効である。もちろ
ん、他の形式のテーブルも使用可能であり、例えば、円
盤状のテーブルはそれに載せる容器の測定セルの数が多
くない場合に、装置を簡単にかつ小型にすることが可能
であり、メリットがある。

【００５９】６は水産生物の拡大映像を得るための実体
顕微鏡である。７は実体顕微鏡で得た水産生物の像を撮
像して、映像信号に変換するＣＣＤカメラである。ＣＣ
Ｄカメラにマクロレンズをつけて実体顕微鏡の代替とす
ることもできる。この場合は系がコンパクトにできる。
さらにこれらに変えてマイクロファイバースコープを用
いてもよい。ＣＣＤカメラからの映像信号は映像処理装
置８に送られる。

【００６０】映像処理装置はＣＣＤカメラからの映像信
号を受取り、映像情報に変換し（２値化）、ノイズを取
り除き、予め定めた閾値（範囲）に対して外れる映像情
報を除き、穴埋めや縮退等の映像補正を行う。

【００６１】９はハードディスク内蔵パソコンであり、
計数、計測、データ表示、記録の機能を持つ。図１３に
映像処理フローを示す。

【００６２】測定項目は以下に示すものより、目的とす
る水産生物の計数、計測に適したものを選択する。

【００６３】１ 周囲長 ２ 面積 ３ 楕円の長軸（慣性楕円体の長軸） ４ 楕円の短軸（慣性楕円体を短軸） ５ 長径（外接長方形の長径） ６ 短径（外接長方形の短径） ７ 最大径 ８ 平均幅（最大径の直角方向の平均） ９ 等価円直径（同一面積の円の直径） １０ 周囲面積比（周囲長×面積^-1） １１ ＮＣＩ比（周囲長×面積^-1/2） １２ 円形度係数（４π×面積×周囲長^-2） １３ 形状係数 １（周囲長² ×４π^-1×面積^-1） １４ 形状係数 ２〔π×（楕円の長軸＋楕円の短軸）
×２^-1×π〕 １５ 形状係数 ３（最大径² ×π×面積^-1×４^-1） １６ 形状係数 ４（面積×長径^-1×短径^-1） １７ １次モーメント Ｘ（ｘ軸についての１次モーメ
ント） １８ １次モーメント Ｙ（ｙ軸についての１次モーメ
ント） １９ ０次モーメント（０次モーメント） ２０ ２次モーメント Ｘ（ｘ軸についての２次モーメ
ント） ２０ ２次モーメント Ｙ（ｙ軸についての２次モーメ
ント） ２２ 慣性モーメント（慣性相乗モーメント） ２３ 重心モーメント（重心の回りのモーメント） ２４ モーメント比率（重心モーメント×面積^-2）

【００６４】これらの測定項目を用いてワムシを形態別
に分別した場合、２５〜１００倍程度の倍率による測定
では、周囲長、面積、楕円の長軸、長径、最大径、等価
円直径、円形度係数が抱卵したワムシ、抱卵していない
ワムシおよび卵の３形態の分別に適していた。楕円の短
軸、短径、平均幅、形状係数２は卵とその他との分別に
適していた。周囲面積比、ＮＣＩ比、形状係数１、形状
係数３、２次モーメントＸ、２次モーメントＹ、重心モ
ーメント、モーメント比率は抱卵したワムシとその他と
の分別に適していた。

【００６５】図１４に横軸に倍率を採り、縦軸にワムシ
の周囲長を採った測定結果を示す。この場合は２５倍程
度より、抱卵したワムシ、抱卵していないワムシ、卵の
３者が分別できることがわかる。

【００６６】また、図１５は横軸に倍率を採り、縦軸に
ワムシの面積を採った場合の計測結果である。この場合
も２５倍程度より、抱卵したワムシ、抱卵していないワ
ムシ、卵の３者が分別できることがわかる。

【００６７】周囲面積比、ＮＣＩ比、形状係数１、形状
係数２、形状係数３、形状係数４、２次モーメントＸ、
２次モーメントＹ、重心モーメント、モーメント比率は
抱卵したワムシとその他との分別に適していた。その他
の計測項目によっても３者の分別が可能であるが、上記
の項目に比較して誤差が増大する傾向にあった。

【００６８】上記の項目を組み合わせると、さらに精度
の高い分別が可能となる。図１６は４０倍の倍率で、横
軸に面積を、縦軸にモーメント比率を採り図示したもの
である。抱卵したワムシ、抱卵していないワムシ、卵が
明瞭に分別されている。この図においては、ワムシの計
測値は以下の（１）式に示す判別関数の規定する範囲内
に全て分布している。

【００６９】 ｂ₁ ≦Ｘ≦ｂ₂ ＡＮＤ Ｙ≦ａ₂ Ｘ＋ｃ₂ ＡＮＤ Ｙ≧ａ₁ Ｘ＋ｃ₁ ・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１） この判別関数で示す分布域以外の値が測定された場合
は、ワムシ以外のゴミやノイズとして処理除外すること
ができる。

【００７０】卵、抱卵していないワムシ、抱卵したワム
シについては、それぞれ（２）式、（３）式、（４）式
に示す範囲に分布しており、これらの判別関数により、
区分することができる。

【００７１】 卵： ｂ₁ ≦Ｘ≦ｂ₂ ＡＮＤ Ｙ≦ａ₂ Ｘ＋ｃ₂ ＡＮＤ Ｙ≧ａ₁ Ｘ＋ｃ₁ ＡＮＤ Ｙ≦−ｄ₂ Ｘ＋ｅ₂ ・・・・・・・・・（２） 抱卵していないワムシ： ｂ₁ ≦Ｘ≦ｂ₂ ＡＮＤ Ｙ≦ａ₂ Ｘ＋ｃ₂ ＡＮＤ Ｙ≧ａ₁ Ｘ＋ｃ₁ ＡＮＤ −ｄ₂ Ｘ＋ｅ₂ ≦Ｙ≦−ｄ₁ Ｘ＋ｅ₁ ・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３） 抱卵したワムシ： ｂ₁ ≦Ｘ≦ｂ₂ ＡＮＤ Ｙ≦ａ₂ Ｘ＋ｃ₂ ＡＮＤ Ｙ≧ａ₁ Ｘ＋ｃ₁ ＡＮＤ Ｙ≧−ｄ₁ Ｘ＋ｅ₁ ・・・・・・・・（４）

【００７２】なお、図１４より、ａ₁ 〜ｅ₂ の値は以下
のように求めることができ、これにより、判別関数の値
が決定できる。

【００７３】 ａ₁ ＝０．７５ ａ₂ ＝２．９０ ｂ₁ ＝０．００４ ｂ₂ ＝０．０５２ ｃ₁ ＝０．１５２ ｃ₂ ＝０．１６０ ｄ₁ ＝１．５５２ ｄ₂ ＝２．８６ ｅ₁ ＝０．２６０ ｅ₂ ＝０．２１０

【００７４】なお、面積は比較的精度の高い３者の分別
項目であるが、抱卵したワムシと抱卵していないワムシ
の分別が困難な場合があること、モーメント比率は抱卵
していないワムシと卵の分別が困難であるが、両者を合
わせて用いることにより、分別の精度が向上しているこ
とが分かる。

【００７５】横軸／面積−縦軸／円形度係数、横軸／面
積−縦軸・形状係数１、横軸／面積−縦軸・形状係数
３、横軸／面積−縦軸・重心モーメントの場合も同様に
３者の明瞭な分別が可能であった。これらのデータは種
々の記録手段に記録させ、または映像としてモニター画
面に出したり、プリンターにより印刷物とする。

【００７６】１つの視野におけるデータ（もちろんこの
場合の１つの視野におけるデータには、当然複数の倍率
での測定も含む。）がハードディスク内蔵パソコンによ
り処理された後に、次の視野への移動を指示する信号が
ハードディスク内蔵パソコンより移動手段に送られる。
本実施例では移動手段はパルスモータコントローラであ
るが、もちろんこれに限るものではない。

【００７７】パルスモータコントローラにより、Ｘ軸パ
ルスステージが移動し、容器の次の測定部が実体顕微鏡
の下に移り、ＣＣＤカメラへの撮影指示、および照明手
段への照明指示がなされ次の撮像を行い、さらに、上記
のフローを経てデータを得る。これらのデータを目的数
採取した後に集計し、水産生物の形態別の数を測定す
る。

【００７８】次に実施例の１例を示す。まず、ワムシ培
養槽中の互いに離れた５箇所より海水を各々１リットル
採取し混合して均一化した。次に、混合均一化した海水
より、一定量を採取しホルマリン固定を行った後に試料
とした。容器は図３および図４に示した８個の測定セル
を持つものを使用した。

【００７９】ホルマリン固定を行ったワムシをこれらの
８個の測定セルに分注し、容器を暗室内のＸ軸パルスス
テージにのせ、Ｎｏ．１の測定セルの上方より高輝度冷
光ストロボ照明によりワムシの像を浮き上がらせ、測定
セルの中央部を実体顕微鏡により１０倍の拡大映像に
し、ＣＣＤカメラにより映像信号に変換し、映像処理装
置により映像情報に変換し（２値化）、ノイズの取り除
き、閾値外の映像の削除、穴埋めおよび縮退の映像補正
を行い、ワムシの輪郭を確定した後、ハードディスク内
蔵パソコンにより計数した。

【００８０】次に、ハードディスク内蔵パソコンからの
指示により、実体顕微鏡の倍率を４０倍に上げ、測定セ
ルの中央部近傍を１０カ所拡大映像化し、同様のフロー
を経てワムシの輪郭を確定し、閾値と比較してワムシを
抱卵したワムシ、抱卵していないワムシ、卵に分別し、
ハードディスク内蔵パソコンによりその各々の計数を行
なった。

【００８１】次にハードディスク内蔵パソコンがパルス
モータコントローラに信号を送り、Ｎｏ．２測定セルが
実体顕微鏡の直下に来るようにＸ軸パルスステージが移
動し、Ｎｏ．１の場合と同様の測定を行い、順次、Ｎ
ｏ．８の測定セルまで測定した。得られた、Ｎｏ．１〜
Ｎｏ．８の測定セルの結果の集計を表２に示す。

【００８２】

【表２】

【００８３】なお、１０倍で得られたワムシの計数はワ
ムシの全体の総数の測定に用いており、得られた計数に
形態別のワムシの比率をかけて、形態別のワムシの数を
算出している。すなわち、４０倍での測定は抱卵したワ
ムシ、抱卵していないワムシ、及び卵の比率を求める目
的であり、調査目的の海水中のワムシの形態別の密度は
１０倍で得られたワムシの計数に、４０倍で測定した比
率を掛けることにより求めた。

【００８４】表中には熟練測定者３人、非熟練測定者２
人による測定結果も併記した。 非熟練測定者Ｄは抱卵
したワムシを、抱卵していないワムシと卵として捕らえ
ることが多い。非熟練測定者Ｅには卵の見落としがあ
る。今回の発明の方法により、測定項目を１種とした場
合の精度は非熟練測定者以上であった。また、測定項目
を２種とした場合は、熟練測定者に匹敵する精度が得ら
れた。

【００８５】測定能率も大幅に向上した。上記の８個の
測定セル中のワムシの映像の取得、形態別の計数処理
（計測）、データの蓄積処理に要した時間は３分であっ
た。これに対して、熟練測定者が顕微鏡により検鏡を行
い、データベースにこのデータを入力するのにに要した
時間は１０分以上であり、１／３以下の時間に短縮でき
た。

【００８６】次に真鯛の卵、仔魚および稚魚、ヒラメの
卵、仔魚および稚魚、サザエ、アワビ、トコブシの卵、
浮遊幼生および着底稚貝、赤ウニの卵および浮遊幼生、
アルテミアの卵および幼生の測定をおこなった。対象の
水産生物の測定は、面積を基に特定して求めた。結果を
表３に示すがいずれも熟練計測者に近い精度であった。

【００８７】

【表３】

【００８８】また、仔魚、稚魚および稚貝の体調、殻長
の計測も行なったが、この場合は熟練測定者以上の精度
を示した。さらに、魚類の鱗のＡＬＣ標本についても暗
室と蛍光顕微鏡を用いた映像入力系により良好な映像を
得ることができ、同様のデータ処理も能率的に行なうこ
とができた。この蛍光顕微鏡を用いた目視作業は特に作
業環境的に厳しいものであり、その効果は大きい。

【００８９】

【発明の効果】本発明にかかる方法およびシステムを用
いることにより、対象水産生物の計数および形態別の計
数等を自動的に誤差を少なく、かつ低コストで求めるこ
とが可能である。これにより、魚類の卵、貝類やウニの
卵、浮遊幼生、餌料生物の数、ワムシの形態別個数等の
計数データおよび仔稚魚および稚貝等の体長、殻長など
の計測データを効率的に取得、蓄積することができる。

【００９０】これらは、水産試験場での効率化・省力化
に有効である。また、測定値が客観的な基準によるた
め、データから人為的な偏りが排除されることも重要な
改善点である。。さらに、作業環境的に厳しい目視測定
作業をなくしたことの意義も大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の計測対象であるワムシ（抱卵したワム
シ）の拡大図である。

【図２】本発明を実施するための装置の配置の一例を示
すシステム構成図である。

【図３】本発明を実施するための容器の一例の平面図で
ある。

【図４】本発明を実施するための容器の一例の側面図で
ある。

【図５】本発明を実施するための容器の一例の平面図で
ある。

【図６】本発明を実施するための容器の一例の平面図で
ある。

【図７】本発明を実施するための容器の一例の断面図で
ある。

【図８】本発明を実施するための容器の一例の平面図で
ある。

【図９】本発明を実施するための容器の一例の断面図で
ある。

【図１０】本発明を実施するための容器の一例の平面図
である。

【図１１】本発明を実施するための容器の一例の断面図
である。

【図１２】本発明を実施するための容器の一例の平面図
である。

【図１３】本発明の映像処理フロー図である。

【図１４】本発明の方法により、ワムシを分別した図で
ある。（横軸／倍率：縦軸／周囲長）

【図１５】本発明の方法により、ワムシを分別した図で
ある。（横軸／倍率：縦軸／面積）

【図１６】本発明の方法により、ワムシを分別した図で
ある。（横軸／面積：縦軸／モーメント比率）

【符号の説明】

１ 水産生物を含む液体を入れる容器 ２ 容器を保持、固定および移動させるためのＸ軸パル
スステージ ３ 落射型照明 ４ 透過型照明 ５ 暗室 ６ 実体顕微鏡 ７ ＣＣＤカメラ ８ 画像処理装置 ９ モニター １０ ビデオデッキ １１ ハードディスク内蔵パソコン １２ パルスモーターコントローラ １３ プリンター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 哲士 神奈川県三浦市南下浦町上宮田3487丁目 ３番地 (72)発明者 照井 方舟 神奈川県横須賀市馬堀町３丁目78番地 (72)発明者 三輪 竜一 埼玉県川口市新堀285−１ (72)発明者 金巻 精一 東京都練馬区石神井７−21−15 (72)発明者 小林 創 千葉県茂原市東郷1697−６ (72)発明者 吉永 潔 千葉県船橋市西習志野１−15−18ジュネ パレス北習志野１−203 (56)参考文献 特開 平５−12738（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−146791（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−6754（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−108822（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−113374（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−135894（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/90

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水産生物を液体中に保持し、 前記水産生物の低倍率拡大映像を映像拡大手段により得
   て、 前記低倍率拡大映像を撮像手段により映像信号とし、 前記映像信号を映像変換手段により映像情報に変換し、 前記映像情報を２値化し、予め決めておいた閾値とを比
   較して、以上または以下の映像を取り除き特定映像情報
   とし、 前記特定映像情報に映像補正を行い映像の輪郭を確定
   し、 前記輪郭の確定した映像の数を測定し、 前記映像の密度を計算し、 前記水産生物の高倍率拡大映像を映像拡大手段により得
   て、 前記高倍率拡大映像を撮像手段により映像信号とし、 前記映像信号を映像変換手段により映像情報に変換し、 前記映像情報を２値化し、予め決めておいた閾値とを比
   較して、以上または以下の映像を取り除き特定映像情報
   とし、 前記特定映像情報に映像補正を行い映像の輪郭を確定
   し、 前記輪郭が確定した映像の測定値を求め、 前記測定値を基に計算値を求め、 前記測定値および計算値と、予め決めておいた閾値とを
   比較して、映像を分別し、 前記分別後の映像の数を求め、 前記分別後の計数と先に求めた密度を基に、水産生物の
   形態別の数を測定することを特徴とする水産用生物映像
   処理方法。
2. 【請求項２】液体中に保持した水産生物をシールド手段
   により外光を制限した状態に置き、照明手段により照明
   し、 前記水産生物の拡大映像を映像拡大手段により得ること
   を特徴とする請求項１に記載の水産用生物映像処理方
   法。
3. 【請求項３】前記水産生物はワムシであり、前記ワムシ
   の、卵のみ、抱卵している個体および抱卵していない個
   体の３形態別の数を測定する請求項１または２に記載の
   水産用生物映像処理方法。
4. 【請求項４】水産用生物映像処理システムであって、 測定部を外光からシールドするシールド手段と、 前記測定部を照明する照明手段と、 前記測定部に水産生物を含む液体を保持するための容器
   と、 前記容器を所定の距離だけ移動させる移動手段と、 前記容器中の水産生物の拡大像を得るための映像拡大手
   段と、 前記映像拡大手段により拡大された水産生物の映像を撮
   像する撮像手段と、 前記撮像手段より出力された映像信号を映像情報に変換
   する変換手段と、 前記変換手段により変換された映像情報より予め設定さ
   れた条件により、特定の値幅内の映像情報を抽出する特
   定映像抽出手段と、 前記特定映像抽出手段により抽出された特定映像情報の
   数を測定するとともに水産生物の形態別の数を測定する
   測定手段と、前記測定手段により測定された数を記憶する記憶手段
   と、 前記測定手段により測定された値または前記記憶手段に
   記憶された値を出力する出力手段と 、 前記移動手段に移動信号を与える制御手段とを具備する
   ことを特徴とする水産用生物映像処理システム。