JP6679474B2 - ゼブラフィッシュの個体識別方法 - Google Patents
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Description
動物の個体識別方法としては、体内又は体表にマーカーやマイクロチップなどの標識を埋入又は付着させる方法が一般的である。しかし、ゼブラフィッシュは小型であるため、標識の埋入や付着は困難である。仮に標識を埋入又は付着できたとしても、遊泳中にゼブラフィッシュから標識が脱離する場合がある。さらに、標識を侵襲的に埋入又は付着する方法は、魚体に対するダメージが大きい。また、標識を検知するための装置が必要となり、標識の検知操作も煩雑である。
よって、ゼブラフィッシュをモデル動物として用いる際、非侵襲的でかつ簡便、確実に個体を識別する方法が求められていた。
取得した縞模様の情報から各個体の特徴を決定する、縞模様特徴の決定手段と、
決定した縞模様の特徴に基づいて各個体を判別する、個体判別手段、
を備える、ゼブラフィッシュの個体識別装置に関する。
また本発明は、簡便かつ確実に個体を識別できる、ゼブラフィシュの個体識別装置を提供する。
本発明はこれらの知見に基づき完成されるに至ったものである。
ゼブラフィッシュの体表には、尻びれ及び尾ひれの他に、背びれや胴部にも縞模様が存在する。しかし、ゼブラフィッシュの背びれや胴部には、各個体間で特徴的な縞模様は確認できなかった。よって、背びれや胴部の縞模様の違いを指標としたゼブラフィッシュの個体識別は困難であった。
これに対して、後述の実施例で示すように、ゼブラフィッシュ個体間の尻びれ及び尾ひれの縞模様の違いを指標とすることで、非侵襲的で、簡便かつ確実に個体を識別することができる。
その他、縞模様とひれ形状の側面観察の方法としては、水槽の一定方向に水流を負荷してゼブラフィッシュを一定方向に遊泳させ、一定方向に遊泳しているゼブラフィッシュの側面観察を行う方法、水槽中で自由遊泳するゼブラフィッシュの画像撮影を連続的に行い、縞模様とひれ形状の側面観察に適した画像を選択し側面観察を行う方法、複数の画像撮影装置により多方面からゼブラフィッシュを一括して撮影し、側面観察に適した画像を選択し、側面観察を行う方法、等が挙げられる。
さらには、ゼブラフィッシュに麻酔等をかけて一時的に保定し、側面観察してもよい。しかし、本発明においては、ゼブラフィッシュにダメージを与えないよう、無麻酔の条件下で遊泳中のゼブラフィッシュの側面観察を行うことが好ましい。
特徴的な縞模様として、縞の本数(図2(A)参照)、縞分岐(図2(B)参照)、縞断絶(図2(C)参照)、縞結合(図2(D)参照)、縞斑点化(図2(E)参照)、縞湾曲(図2(F)参照)、縞拡幅(図2(G)参照)、縞狭幅(図2(H)参照)が挙げられる。
尾ひれについては図3(A)に示すように、まず、尾ひれの胴体部に続く縞を「主縞」とし、それ以外の縞の内上部端側の縞を「上部端縞」、下部端側の縞を「下部端縞」と大まかに区分する。そして、「縞分岐」、「縞結合」、「縞断絶」、「縞斑点化」、「縞湾曲」、「縞拡幅」、又は「縞狭幅」を有する縞が、「主縞」、「上部端縞」、及び「下部端縞」のいずれかであるかを決定する。さらに、図3(A)に示すように尾ひれを頭部から尾ひれにかけて頭側、中央部、尾側縞と大まかに区分し、縞の枝分かれ部位、縞の分断部位、縞の湾曲部位、又は縞幅が変化する部位が、頭側、中央部、尾側のいずれにあるかを決定する。このようにして、尾ひれの縞模様の位置を決定することができる。
尻びれについては、「縞分岐」、「縞結合」、「縞断絶」、「縞斑点化」、「縞湾曲」、「縞拡幅」、又は「縞狭幅」を有する縞が、胴体部から完全に遊離している縞のうち、胴体部から何番目の縞であるかを決定する。そして、図3(B)に示すように尻びれを頭部から尾ひれにかけて頭側、中央部、尾側縞と大まかに区分し、縞の枝分かれ部位、縞の分断部位、縞の湾曲部位、又は縞幅が変化する部位が、頭側、中央部、尾側のいずれにあるかを決定する。このようにして、尻びれの縞模様の位置を決定することができる。
特徴的なひれ形状としては、ひれの欠損の有無が挙げられる。
また、縞分岐の有無、縞断絶の有無、縞結合の有無、及び縞斑点化の有無だけでは個体の識別が難しい場合、識別する個体数が多い場合、より正確な個体の識別を行う場合等には、縞の本数、縞湾曲の有無、縞拡幅の有無、縞狭幅の有無、ひれの欠損の有無の少なくとも1つからゼブラフィッシュの各個体のさらなる特徴を決定することがより好ましい。湾曲した縞、拡幅している縞、狭幅した縞については、ひれ中での位置についても特定することがより好ましい。
決定した特徴に基づく各個体の識別は、常法により行うことができる。例えば、各個体の識別に際して、各個体の縞模様、又は縞模様とひれ形状を観察して、個体識別の基準となる各個体の特徴を決定する。縞模様のうち、「縞の枝分かれ」(具体的には、「縞分岐」、「縞結合」)、「縞の分断」(具体的には、「縞断絶」、「縞斑点化」)、「縞湾曲」、「縞拡幅」、及び「縞狭幅」」のいずれかの特徴を有する縞については、必要により、このような縞が存在する尻びれ及び尾ひれ中の位置についても特定する。その後、各個体を一定期間飼育し、再度各個体の縞模様、又は縞模様とひれ形状を観察して特徴を決定する。必要により、縞模様のうち、「縞の枝分かれ」、「縞の分断」、「縞湾曲」、「縞拡幅」、及び「縞狭幅」」のいずれかの特徴を有する縞については、その位置も特定する。そして、個体識別の基準とする最初に決定した特徴(具体的には、縞模様の種類、特徴的な縞模様の位置、ひれの形状)と、一定期間の飼育後に決定した特徴とを照合し、その照合結果に基づいて各個体を識別することができる。
例えば、同一の親から同日(24時間以内)に生まれた、2匹以上のゼブラフィッシュであっても、本発明により各個体を識別できる。
また、前述のように、ゼブラフィッシュは群れを作り生活するという習性をもつ。そのため、通常2匹以上のゼブラフィッシュを同じ水槽で飼育する、群飼育が行われる。このような場合であっても、本発明により各個体を識別できる。
本発明のゼブラフィッシュの個体識別装置について、図4を参照して説明する。しかし、本発明はこれに制限するものではない。
図4に示す識別装置100はいわゆるコンピュータであり、例えば、バスで相互に接続される、CPU(Central Processing Unit)、メモリ、入出力インタフェース等を有する。メモリは、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、ハードディスク、可搬型記憶媒体等である。入出力インタフェースは、表示装置や入力装置等のようなユーザインタフェース装置と接続される。入出力インタフェースは、ネットワークを介して他のコンピュータと通信を行う通信装置等と接続されてもよい。
ひれ特徴決定部12で決定された各個体の特徴は、前記画像データとともに、標準画像データベース15又は識別画像データベース16に格納される。
マッチング方法は、SAD(Sum of Absolute Differences)法、SSD(Sum of Squared Differences)法、NCC(Normalized Cross Correlation)法、POC(Phase-Only Correlation)法など、常法より適宜選択することができる。
<3>水槽の一定方向に水流を負荷してゼブラフィッシュを一定方向に遊泳させ、一定方向に遊泳しているゼブラフィッシュの側面観察を行う、前記<1>項に記載の方法。
<4>水槽中で自由遊泳するゼブラフィッシュの画像撮影を連続的に行い、縞模様とひれ形状の側面観察に適した画像を選択し側面観察を行う、前記<1>項に記載の方法。
<5>複数の画像撮影装置により多方面からゼブラフィッシュを一括して撮影し、側面観察に適した画像を選択し、側面観察を行う、前記<1>項に記載の方法。
<6>無麻酔の条件下で遊泳中のゼブラフィッシュの側面観察を行う、前記<1>〜<5>のいずれか1項に記載の方法。
<7>前記特徴が、縞の枝分かれの有無、及び縞の分断の有無からなる群より選ばれる少なくとも1つである、前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載の方法。
<8>前記特徴が、縞の枝分かれの有無、縞の分断の有無、縞の本数、縞の湾曲の有無、及び縞の幅の変化の有無からなる群より選ばれる少なくとも1つである、前記<1>〜<7>のいずれか1項に記載の方法。
<9>前記特徴が、縞の本数、縞分岐の有無、縞断絶の有無、縞結合の有無、縞斑点化の有無、縞湾曲の有無、縞拡幅の有無、及び縞狭幅の有無からなる群より選ばれる少なくとも1つである、前記<1>〜<8>のいずれか1項に記載の方法。
<10>前記の縞の枝分かれ、縞の分断、縞の湾曲、若しくは縞の幅の変化を有する縞、又は縞分岐、縞断絶、縞結合、縞斑点化、縞湾曲、縞拡幅、若しくは縞狭幅を有する縞について、その位置を特定する、前記<8>又は<9>項に記載の方法。
<11>尾ひれの胴体部に続く縞を主縞とし、それ以外の縞の内上部端側の縞を上部端縞、下部端側の縞を下部端縞と区分し、尾ひれにおける縞分岐、縞結合、縞断絶、縞斑点化、縞湾曲、縞拡幅、又は縞狭幅を有する縞が、主縞、上部端縞、及び下部端縞のいずれかであるかを決定し、尾ひれを頭部から尾ひれにかけて頭側、中央部、尾側縞と区分し、縞の枝分かれ部位、縞の分断部位、縞の湾曲部位、又は縞幅が変化する部位が、頭側、中央部、尾側のいずれにあるかを決定することにより、前記の縞分岐、縞断絶、縞結合、縞斑点化、縞湾曲、縞拡幅、又は縞狭幅を有する縞について、その位置を特定する、前記<10>項に記載の方法。
<12>尻びれにおける縞分岐、縞結合、縞断絶、縞斑点化、縞湾曲、縞拡幅、又は縞狭幅を有する縞が、胴体部から完全に遊離している縞のうち、胴体部から何番目の縞であるかを決定し、尻びれを頭部から尾ひれにかけて頭側、中央部、尾側縞と区分し、縞の枝分かれ部位、縞の分断部位、縞の湾曲部位、又は縞幅が変化する部位が、頭側、中央部、尾側のいずれにあるかを決定することにより、前記の縞分岐、縞断絶、縞結合、縞斑点化、縞湾曲、縞拡幅、又は縞狭幅を有する縞について、その位置を特定する、前記<10>項に記載の方法。
<13>各個体の背びれ、尻びれ及び尾ひれの形状を側面観察し、観察した形状から各個体の特徴をさらに決定し、前記の縞模様の特徴とひれ形状の特徴に基づいて各個体を識別する、前記<1>〜<12>のいずれか1項に記載の方法。
<14>前記形状の特徴が、ひれの欠損の有無である、前記<13>項に記載の方法。
<15>縞分岐の有無、縞断絶の有無、縞結合の有無、及び縞斑点化の有無からなる群より選ばれる少なくとも1つから、各個体の特徴を優先的に決定する、前記<1>〜<14>のいずれか1項に記載の方法。
<16>縞の本数、縞湾曲の有無、縞拡幅の有無、縞狭幅の有無、ひれの欠損の有無からなる群より選ばれる少なくとも1つから、各個体のさらなる特徴を決定する、前記<15>項に記載の方法。
<17>前記縞模様、又は前記縞模様及び前記ひれ形状を側面観察して特徴を決定し、各個体を一定期間飼育した後に再度各個体の縞模様、又は縞模様及びひれ形状を側面観察して特徴を決定し、最初に決定した特徴と一定期間の飼育後に決定した特徴とを照合し、照合結果に基づいて各個体を識別する、前記<1>〜<16>のいずれか1項に記載の方法。
<18>同一の親から同日(24時間以内)に生まれた、2匹以上のゼブラフィッシュを識別する、前記<1>〜<17>のいずれか1項に記載の方法。
<19>同じ水槽で飼育されている2匹以上のゼブラフィッシュを識別する、前記<1>〜<18>のいずれか1項に記載の方法。
<20>100匹以下、好ましくは80匹以下、より好ましくは60匹以下、より好ましくは40匹以下、より好ましくは24匹以下、より好ましくは16匹以下、より好ましくは10匹以下、より好ましくは7匹以下のゼブラフィッシュを識別する、前記<1>〜<19>のいずれか1項に記載の方法。
取得した縞模様の情報から各個体の特徴を決定する、縞模様特徴の決定手段と、
決定した縞模様の特徴に基づいて各個体を判別する、個体判別手段、
を備える、ゼブラフィッシュの個体識別装置。
<23>前記特徴が、縞の枝分かれの有無、縞の分断の有無、縞の本数、縞の湾曲の有無、及び縞の幅の変化の有無からなる群より選ばれる少なくとも1つである、前記<21>又は<22>項に記載の装置。
<24>前記特徴が、縞の本数、縞分岐の有無、縞断絶の有無、縞結合の有無、縞斑点化の有無、縞湾曲の有無、縞拡幅の有無、及び縞狭幅の有無からなる群より選ばれる少なくとも1つである、前記<21>〜<23>のいずれか1項に記載の装置。
<25>前記決定手段により、縞の枝分かれ、縞の分断、縞の湾曲、若しくは縞の幅の変化を有する縞、又は縞分岐、縞断絶、縞結合、縞斑点化、縞湾曲、縞拡幅、若しくは縞狭幅を有する縞について、その位置を特定する、前記<23>又は<24>項に記載の装置。
<26>尾ひれの胴体部に続く縞を主縞とし、それ以外の縞の内上部端側の縞を上部端縞、下部端側の縞を下部端縞と区分し、尾ひれにおける縞分岐、縞結合、縞断絶、縞斑点化、縞湾曲、縞拡幅、又は縞狭幅を有する縞が、主縞、上部端縞、及び下部端縞のいずれかであるかを決定し、尾ひれを頭部から尾ひれにかけて頭側、中央部、尾側縞と区分し、縞の枝分かれ部位、縞の分断部位、縞の湾曲部位、又は縞幅が変化する部位が、頭側、中央部、尾側のいずれにあるかを決定することにより、前記の縞分岐、縞断絶、縞結合、縞斑点化、縞湾曲、縞拡幅、又は縞狭幅を有する縞について、その位置を特定する、前記<25>項に記載の装置。
<27>尻びれにおける縞分岐、縞結合、縞断絶、縞斑点化、縞湾曲、縞拡幅、又は縞狭幅を有する縞が、胴体部から完全に遊離している縞のうち、胴体部から何番目の縞であるかを決定し、尻びれを頭部から尾ひれにかけて頭側、中央部、尾側縞と区分し、縞の枝分かれ部位、縞の分断部位、縞の湾曲部位、又は縞幅が変化する部位が、頭側、中央部、尾側のいずれにあるかを決定することにより、前記の縞分岐、縞断絶、縞結合、縞斑点化、縞湾曲、縞拡幅、又は縞狭幅を有する縞について、その位置を特定する、前記<25>項に記載の装置
<28>前記画像データから、背びれ、尻びれ及び尾ひれの形状の情報を取得する、ひれ形状情報の取得手段と、取得したひれ形状の情報から各個体の特徴を決定する、ひれ形状特徴の決定手段、をさらに備える、前記<21>〜<27>のいずれか1項に記載の装置。
<29>前記形状の特徴が、ひれの欠損の有無である、前記<28>項に記載の装置。
<30>前記縞模様特徴の決定手段、又は前記縞模様特徴の決定手段及びひれ形状特徴の決定手段において、縞分岐の有無、縞断絶の有無、縞結合の有無、及び縞斑点化の有無からなる群より選ばれる少なくとも1つから、各個体の特徴を優先的に決定する、前記<21>〜<29>のいずれか1項に記載の装置。
<31>前記縞模様特徴の決定手段、又は前記縞模様特徴の決定手段及びひれ形状特徴の決定手段において、縞の本数、縞湾曲の有無、縞拡幅の有無、縞狭幅の有無、ひれの欠損の有無からなる群より選ばれる少なくとも1つから、各個体のさらなる特徴を決定する、前記<30>項に記載の装置。
<32>一定期間飼育前のゼブラフィッシュについて決定した特徴の情報を格納するデータベースと、一定期間飼育後のゼブラフィッシュについて決定した特徴の情報を格納するデータベースとをさらに備え、
前記個体判別手段が、2つのデータベースに格納された各情報を照合し、照合結果に基づいて各個体を識別する、前記<21>〜<31>のいずれか1項に記載の装置。
同じ親から同時に生まれ成長したゼブラフィッシュ成魚雄(7ヵ月齢、体長3cm〜5cm程度)8匹を使用し、下記に示す方法により各個体の識別を行った。
他の7匹のゼブラフィッシュについても同様に撮影した。
まず個体識別の基準となる初回撮影時のひれの形状と縞模様の特徴を、下記表1に示す項目より7つ以上決定した。
下記表における各個体の表記方法について、「0w-1-1」とあるのは、本実施例(実施例1)の初回撮影時に、一番目に撮影した個体を意味する。そして、初回撮影時に二番目、三番目、・・・の順に撮影した個体をそれぞれ「0w-1-2」、「0w-1-3」、・・・と表記する。
4週間後と8週間後の画像から決定した、8匹の各個体の特徴を表4及び5に示す。また、各個体側面の4週間後と8週間後の画像を図7〜10に示す。なお、前述の特徴の内、Nos.2〜8及び10〜16については、個体識別の指標となる縞が存在する尻びれ及び尾ひれ中の位置を特定した。特定した位置については、図7〜10において矢印で示した。
下記表における各個体の表記方法について、「4w-1-1」とあるのは、4週間後の撮影時に、一番目に撮影した個体を意味する。そして、4週間後の撮影時に二番目、三番目、・・・の順に撮影した個体をそれぞれ「4w-1-2」、「4w-1-3」、・・・と表記する。8週間後の各個体の表記方法も同様である。
各個体の識別方法の詳細とその結果を下記に示す。
個体4w-1-1の特徴として、尾ひれにおいて縞分岐(2か所)と縞断絶を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-1-2の特徴のうち3項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体4w-1-1は個体0w-1-2と同一個体であると識別した。
個体4w-1-2の特徴として、尾ひれにおいて縞断絶と縞狭幅を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-1-5の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体4w-1-2は個体0w-1-5と同一個体であると識別した。
個体4w-1-3の特徴として、尻びれにおいて縞分岐(2か所)と縞断絶を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-1-6の特徴のうち3項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体4w-1-3は個体0w-1-6と同一個体であると識別した。
個体4w-1-4の特徴として、尻びれには欠損がなく、縞の本数が4本であること、尾ひれには欠損がなく、胴部から延伸する縞の本数が3本であること、及び背びれには欠損がないことを見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-1-1の特徴のうち6項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体4w-1-4は個体0w-1-1と同一個体であると識別した。
個体4w-1-5の特徴として、尻びれにおいて縞断絶があること、尾ひれにおいて縞拡幅があり、欠損がなく、胴部から延伸する縞の本数が3本であることを見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-1-4の特徴のうち4項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体4w-1-5は個体0w-1-4と同一個体であると識別した。
個体4w-1-6の特徴として、尻びれにおいて縞断絶と、尾ひれにおいて縞分岐を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-1-8の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体4w-1-6は個体0w-1-8と同一個体であると識別した。
個体4w-1-7の特徴として、尻びれにおいて縞斑点化と、尾ひれにおいて縞分岐と縞狭幅(2か所)を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-1-3の特徴のうち4項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体4w-1-7は個体0w-1-3と同一個体であると識別した。
個体4w-1-8の特徴として、尻びれにおいて縞結合と、尾ひれにおいて縞分岐(2か所)を見出した。さらに、尾ひれには欠損がなく、胴部から延伸する縞の本数が3本であることを見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-1-7の特徴のうち5項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体4w-1-8は個体0w-1-7と同一個体であると識別した。
個体8w-1-1の特徴として、尾ひれにおいて縞分岐(2か所)と縞断絶を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-1-1の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体8w-1-1は個体0w-1-1と同一個体であると識別した。
個体8w-1-2の特徴として、尻びれにおいて縞分岐(2か所)を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-1-6の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体8w-1-2は個体0w-1-6と同一個体であると識別した。
個体8w-1-3の特徴として、尻びれにおいて縞結合と、尾ひれにおいて縞分岐(2か所)を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-1-7の特徴のうち3項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体8w-1-3は個体0w-1-7と同一個体であると識別した。
個体8w-1-4の特徴として、尾ひれにおいて縞分岐(2か所)と縞断絶を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-1-2の特徴のうち3項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体8w-1-4は個体0w-1-2と同一個体であると識別した。
個体8w-1-5の特徴として、尻びれにおいて縞断絶と、尾ひれにおいて縞分岐(2か所)を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-1-8の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体8w-1-5は個体0w-1-8と同一個体であると識別した。
個体8w-1-6の特徴として、尻びれにおいて縞断絶と縞斑点、尾ひれにおいて縞拡幅を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-1-4の特徴のうち3項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体8w-1-6は個体0w-1-4と同一個体であると識別した。
個体8w-1-7の特徴として、尾ひれにおいて縞断絶と縞狭幅を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-1-5の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体8w-1-7は個体0w-1-5と同一個体であると識別した。
個体8w-1-8の特徴として、尻びれにおいて縞斑点化(2か所)、尾ひれにおいて縞分岐と縞狭幅を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-1-3の特徴のうち3項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体8w-1-8は個体0w-1-3と同一個体であると識別した。
なお、図5〜10に示すように、ゼブラフィッシュの胴部には、各個体間で特徴的な縞模様は確認できなかった。よって、胴部の縞模様を指標としたゼブラフィッシュの個体識別は困難であった。
下記表6に、本実施例における各個体の識別結果をまとめて示す。
実施例1とは異なる、同じ親から同時に生まれ成長したゼブラフィッシュ成魚雄(5ヵ月齢、体長3cm〜5cm程度)9匹を使用し、実施例1と同様の方法により各個体の側面を撮影した。
その後、9匹のゼブラフィッシュを同じケージで群飼育を行った。そして、4週間後と8週間後に、実施例1と同様の方法により各個体の側面を撮影した。
撮影した画像のうち、ひれ部の形状や模様を観察しやすい画像をそれぞれの個体及び撮影日について1枚選抜した。さらに、ひれ部の形状や模様の観察と、個体の識別を容易にするよう、Microsoft(登録商標)Picture Manager(Microsoft社製)を用い、適宜回転、トリミング、コントラスト調整、ホワイトバランス調整を行った。
初回撮影時の画像から決定した、9匹の各個体の特徴を表7及び8に示す。また、各個体の特徴の決定に用いたゼブラフィッシュ側面の初回撮影時の画像を図11〜13に示す。前述の特徴の内、Nos.2〜8及び10〜16については、個体識別の指標となる縞が存在する尻びれ及び尾ひれ中の位置を特定した。特定した位置については、図11〜13において矢印で示した。
なお、下記表7及び8における各個体の表記方法について、「0w-2-1」とあるのは、本実施例(実施例2)の初回撮影時に、一番目に撮影した個体を意味する。そして、初回撮影時に二番目、三番目、・・・の順に撮影した個体をそれぞれ「0w-2-2」、「0w-2-3」、・・・と表記する。
なお、下記表9及び10における各個体の表記方法について、「4w-2-1」とあるのは、4週間後の撮影時に、一番目に撮影した個体を意味する。そして、4週間後の撮影時に二番目、三番目、・・・の順に撮影した個体をそれぞれ「4w-2-2」、「4w-2-3」、・・・と表記する。8週間後の各個体の表記方法も同様である。
各個体の識別方法の詳細とその結果を下記に示す。
個体4w-2-1の特徴として、尻びれにおいて縞分岐と、尾ひれにおいて縞断絶を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-8の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体4w-2-1は個体0w-2-8と同一個体であると識別した。
個体4w-2-2の特徴として、尾ひれにおいて縞分岐と縞断絶を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-1の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体4w-2-2は個体0w-2-1と同一個体であると識別した。
個体4w-2-3の特徴として、尾ひれにおいて縞分岐(3か所)を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-5の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体4w-2-3は個体0w-2-5と同一個体であると識別した。
個体4w-2-4の特徴として、尾ひれにおいて縞断絶と縞拡幅を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-3の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体4w-2-4は個体0w-2-3と同一個体であると識別した。
個体4w-2-5の特徴として、尻びれにおいて縞分岐と縞断絶、尾ひれにおいて縞分岐を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-4の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体4w-2-5は個体0w-2-4と同一個体であると識別した。
個体4w-2-6の特徴として、尾ひれにおいて縞分岐(3か所)を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-7の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体4w-2-6は個体0w-2-7と同一個体であると識別した。
個体4w-2-7の特徴として、尾ひれにおいて縞分岐(2か所)を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-2の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体4w-2-7は個体0w-2-2と同一個体であると識別した。
個体4w-2-8の特徴として、尾ひれにおいて縞分岐(3か所)と縞結合を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-6の特徴のうち3項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体4w-2-8は個体0w-2-6と同一個体であると識別した。
個体4w-2-9の特徴として、尻びれにおいて縞断絶と縞斑点化を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-9の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体4w-2-9は個体0w-2-9と同一個体であると識別した。
個体8w-2-1の特徴として、尾ひれにおいて縞分岐(4か所)を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-5の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体8w-2-1は個体0w-2-5と同一個体であると識別した。
個体8w-2-2の特徴として、尻びれにおいて縞分岐、尾ひれにおいて縞断絶を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-8の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体8w-2-2は個体0w-2-8と同一個体であると識別した。
個体8w-2-3の特徴として、尾ひれにおいて縞分岐(3か所)を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-2の特徴のうち3項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体8w-2-3は個体0w-2-2と同一個体であると識別した。
個体8w-2-4の特徴として、尻びれおいて縞断絶と縞斑点化を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-9の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体8w-2-4は個体0w-2-9と同一個体であると識別した。
個体8w-2-5の特徴として、尾ひれにおいて縞分岐と縞断絶と縞拡幅を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-3の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体8w-2-5は個体0w-2-3と同一個体であると識別した。
個体8w-2-6の特徴として、尻びれにおいて縞分岐、尾ひれにおいて縞分岐(3か所)を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-7の特徴のうち3項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体8w-2-6は個体0w-2-7と同一個体であると識別した。
個体8w-2-7の特徴として、尻びれにおいて縞分岐、尾ひれにおいて縞分岐と縞拡幅を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-4の特徴のうち2項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体8w-2-7は個体0w-2-4と同一個体であると識別した。
個体8w-2-8の特徴として、尻びれには欠損がなく、縞の本数が3本であった。また、尾ひれには欠損がなく、胴部から延伸する縞の本数が3本であり、縞断絶が存在した。さらに、背びれには欠損がなかった
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-1の特徴のうち6項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体8w-2-8は個体0w-2-1と同一個体であると識別した。
個体8w-2-9の特徴として、尾ひれにおいて縞分岐(2か所)と縞湾曲を見出した。
これらの特徴を初回撮影時の各個体の特徴と照合すると、個体0w-2-6の特徴のうち3項目が一致した。さらに、他の特徴についても画像間で照合すると、各ひれの縞模様及び形状に矛盾が無かった。
したがって、個体8w-2-9は個体0w-2-6と同一個体であると識別した。
なお、図11〜19に示すように、ゼブラフィッシュの胴部には、各個体間で特徴的な縞模様は確認できなかった。よって、胴部の縞模様を指標としたゼブラフィッシュの個体識別は困難であった。
下記表11に、本実施例における各個体の識別結果をまとめて示す。
さらに、尻びれ及び尾ひれの縞模様に加えて、背びれ、尻びれ及び尾ひれの形状の違い、特徴的な縞の位置も指標とすることで、個体数が多い場合であっても、個体識別の精度が向上する。
12 ひれ特徴決定部
13 ひれ特徴照合部
14 個体判定部
15 標準画像データベース
16 識別画像データベース
100 個体識別装置
Claims (14)
- 水槽中を遊泳する複数のゼブラフィッシュ(Danio rerio)の個体識別方法であって、
水槽側部からゼブラフィッシュの各個体の側面画像を撮影して側面画像データを取得し、
得られた各個体の側面画像データから、各個体の尻びれ及び尾ひれの縞模様の特徴を決定して各個体の特徴データを得、
得られた特徴データに基づき、複数のゼブラフィッシュから各個体を識別する、
ゼブラフィッシュの個体識別方法。 - 前記の各個体を一定期間飼育した後に、前記各個体の側面画像を撮影して側面画像データを取得し、
一定期間飼育した後に取得した前記側面画像データから得られる各個体の尻びれ及び尾ひれの縞模様の特徴を、一定期間飼育する前に決定した前記各個体の特徴データと照合し、各個体を識別する、請求項1に記載の方法。 - 前記尻びれ及び尾ひれの縞模様の特徴データが、縞の枝分かれの有無、縞の分断の有無、縞の本数、縞の湾曲の有無、及び縞の幅の変化の有無からなる群より選ばれる少なくとも1つのデータである、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記の縞の枝分かれ、縞の分断、縞の湾曲、又は縞の幅の変化を有する縞について、その位置を特定する、請求項3に記載の方法。
- 前記各個体の特徴データが、各個体の背びれ、尻びれ及び尾ひれの形状の特徴データをさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記形状の特徴データが、ひれの欠損の有無のデータである、請求項5に記載の方法。
- 前記各個体の側面画像データから、尻びれ及び尾ひれの縞模様、又は尻びれ及び尾ひれの縞模様並びに背びれ、尻びれ及び尾ひれのひれ形状の特徴を決定して各個体の特徴データとし、
各個体を一定期間飼育した後に再度各個体の側面画像を撮影して側面画像データを取得し、
一定期間飼育後の側面画像データから得られる個体の尻びれ及び尾ひれの縞模様、又は尻びれ及び尾ひれの縞模様並びに背びれ、尻びれ及び尾ひれのひれ形状の特徴を前記各個体の特徴データと照合し、照合結果に基づいて各個体を識別する、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。 - 同一の親から同日に生まれた、2匹以上のゼブラフィッシュを識別する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 同じ水槽で飼育されている2匹以上のゼブラフィッシュを識別する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- ゼブラフィッシュが水槽中で自由遊泳する最中に、各個体の側面画像を撮影する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 無麻酔の条件下で遊泳中のゼブラフィッシュの側面画像を撮影する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 遊泳方向の転換は可能であるが、奥行き方向には移動できず、幅方向に遊泳推進可能な水槽にゼブラフィッシュの側面の画像を1匹ずつ投入し、水槽中でゼブラフィッシュが自由遊泳する最中にゼブラフィッシュの側面画像を撮影する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 水槽の一定方向に水流を負荷してゼブラフィッシュを一定方向に遊泳させ、一定方向に遊泳しているゼブラフィッシュの側面画像を撮影する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記側面画像データに対して、回転、トリミング、コントラスト調整、及びホワイトバランス調整からなる群より選ばれる少なくとも1種の画像処理を行う、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。
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