JP6760458B1 - 個体体重推定システム、方法およびプログラム - Google Patents
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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。
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。
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。
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
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。
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
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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