JPH02113374A - 水中浮遊物検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は水中浮遊物検知装置に関し、たとえばｊ’ｉ
　’Ａ　ｌｌ□、魚のようＩよ水中ｌ￥遊物の周長や面
積を自動的に検知できるような水中浮遊物検知装置に関
する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題］近年
では、水産の分野において、自動化、省力化および高効
率化が望まれている。特に、貫殖の分野において、ｈ殖
した稚魚を生簀に放つ場合、稚魚が多すぎると、酸素が
欠乏してしまう。このために、１つの生簀に放つ稚魚の
数か−ｒめ定められた数となるように数える必要がある
。従来は、入子によって稚魚の大きさを判別しながら、
１匹ずつ数える方法しかなく、自動化、省力化および高
効率化の妨げとなっていた。

それゆえに、この発明の主たる１−１的は、養殖稚魚の
ような水中浮遊物の周長や面積を自動的に検知しｉｊ；
ろ水中浮遊物検知装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ この発明は水中を通過する水中ｌツ遊物を検知するため
の水中浮遊物検知装置であって、水中ｌ″？、遊物が通
過する経路に設けられ、水中ｉ９．遊物を照明する光源
と、水中浮遊物の像を撮影する撮影手段と、撮影された
水中浮遊物の像を２値化するための２値化手段と、２値
化手段出力に基づいて、水中浮遊物の輪郭を検出する輪
郭検出手段と、所定の時刻ごとに輪郭検出手段出力をサ
ンプリングして水中浮遊物の面積および周長の少なくと
もいずれか一方を演算する演算手段を備えて構成される
。

［作用］ この発明にかかる水中ｉｆ−遊物陰知装置は、水中浮遊
物を撮影し、その画像を２値化して輪郭を検出し、検出
された輪郭に基づいて水中浮遊物の面積および周長のい
ずれか一方を演算する。

［発明の実施例］ 第１図はこの発明の一実施例の全体の構成を示すブロッ
ク図であり、第２図は第１図に示した検出部を具体的に
示した図であり、第３図はこの発明の一実施例の概略ブ
ロック図である。

まず、第１図ないし第３図を２照して、この発明の一実
施例の構成について説明する。第１図において、上部水
槽１には＋（１１魚か入れられており、上部水ｔ６１か
ら下部水槽２に＋＋Ｌ魚を移すために、上部水槽１と下
部水槽２との間にはバイブ３が設けられている。このバ
イブ３の途中には稚魚を検出するための検出部が設けら
れる。すなわち、検出部は第２図に示すように、バイブ
３に連結された透明なアクリル４と、アクリル４の下に
設けられた光源５と、アクリル４の上に設けられたレン
ズ６とラインイメージセンサ７とから（１４成される。

アクリル４の中に稚魚が輸送されてくると、光源５から
の光によって１１ト魚が照明され、稚魚の画像がレンズ
６を介してラインイメージセンサ７で撮影される。

ラインイメージセンサ７の画像出力は第３因に示すよう
にディジタイザ８１に与えられる。ディジタイザ８］は
１ｆｌｊ魚の画素出力を２値化するものであり、その２
値化出力はエツジ検出器８２に与えられ、稚魚の画像の
エツジが検出される。さらに、ラインイメージセンサ７
から画像の出力に同期してタロツクパルスが出力され、
クロックパルスは切換器９１に与えられる。切換器９１
はラインイメージセンサ７が１ラインを走査するごとに
切換えられて、クロックパルスをカウンタ８３または８
５に与える。カウンタ８３または８５はクロックパルス
を計数し、稚魚の画像のエツジに対応する座（票データ
を出力する。メモリ８４．８６は、エツジ検出器８２に
よって稚魚のエツジが検出される毎にカウンタ８３，８
５から出力された座標データを記憶する。メモリ８４．
８５に記憶された稚魚のエツジを示す座標データは、バ
ス９０に出力される。このバス９０にはディジタル信号
プロセッサ（ＤＳＰ）８７とコンピュータ８９か接続さ
れており、コンピュータ８９にはデイスプレィ８８が接
続されている。ディジタル信号プロセッサ８７とコンピ
ュータ８９はメモリ８４゜８５に記憶されたｆＩｔ魚の
エツジを示す座標データに基づいて、稚魚の周長と面積
とその数を演算する。

第４図はこの発明の一実施例によって撮影される＋ＩＩ
ｉ魚の画像を示す図であり、第５図は稚魚の画像の周長
の演算方法を説明するための図であり、第６図は稚魚の
画像の面積の演算方法を説明するための図であり、第７
図は）１（魚の画像の重なり状態を示す図であり、第８
図はこの発明の一実施例の具体的な動作を説明するため
のフロー図である。

次に、第１図ないし第８図を参照して、この発明の一実
施例の具体的な動作について説明する。

上部水槽１に入れられた稚魚はバイブ３からアクリル４
を介して下部水槽２に輸送される。稚魚がアクリル４内
に輸送されたとき、ラインイメージセンサ７は光源５か
らの光によって照明されたアクリル４内の稚魚の画像を
撮影する。ラインイメージセンサ７からは、第４図に示
すような画像信号が出力される。すなわち、ラインイメ
ージセンサ７は時刻ｎ−４から１匹の稚魚の画像信号を
出力し始め、各時刻ｎ−３，ｎ−２・・・ｎ・・・ｎ＋
３で１匹の稚魚の画像信号を出力し終える。ディジタイ
ザ８は各時刻ｎ−３〜ｎ＋］３の間に出力された画像信
号を順次取込んで２値化し、ディジタル信号をエツジ検
出２；８２に与える。エツジ検出器８２は与えられた画
像のディジタル信号に基づいて、時刻ｎ−３〜ｎ＋３の
各区間における画像のエツジを検出し、その検出出力を
メモリ８４．８６に与える。

一方、ラインイメージセンサ７から出力されたクロック
信号は、切換器９１を介してカウンタ８３に与えられる
。カウンタ８３はラインイメージセンサ７が１ラインを
走査するごとにリセットされており、走査を開始すると
発生されるクロック信号を計数し始める。そして、メモ
リ８４はエツジ検出器８２からエツジ検出信号が与えら
れたとき、そのタイミングにおけるカウンタ８３の計数
値を座標データとして記ｔａする。第４図に示した例で
は、時刻口においてはエツジｍｌ、　ｍ２．　ｍ３、ｍ
４のタイミングにおけるカウンタ８３の計数値が座標デ
ータとしてメモリ８４に記憶される。

１ラインの走査が終了すると、切換器９１はカウンタ８
５の入力端に切換えられ、次のラインの各エツジにおけ
るカウンタ８５の計数値がメモリ８６に記憶される。こ
のとき、メモリ８４に記憶された座標データはハス９０
に出力される。この動作を繰返すことによって、メモリ
８４．８６には、交互に６ラインにおける座標データが
記憶され、バス９０に出力される。

次に、ディジタル信号プロセッサ８７はバス９０に出力
されたエツジの座標ｍｌ、ｍ２．ｍ３゜ｒｎ４と前回与
えられたエツジの座標ｍ１（ｎ−１）、ｍ２　（ｎ−１
）、ｍ３　（ｎ−１）、ｍ４　（ｎ−１）と比較し、画
像の連結性の判断および各画像にχ・Ｉするラベリング
を行なう。

ここで、第５図を参照して、画像の連結性の判定につい
て説明する。時刻ｔｏでは［ｎｌ、ｎ２］、時刻ｔ１で
は［ロ３．ｎ４］、時刻（２では［ｎ５．ｎ６］　、　
　［ｎ７．ｎ８］　、時刻ｔ３では［ｎ　９　、　　ｎ
　１０　］　＊時刻ｔ４では［ｎ１１．ｎ１２］　、　
　［ｎ１３．ｎ１４］　、時刻ｔ５では［ｎ１５、ｎ１
６］の座標データか与えられているものとする。まず、
時刻ｔｏの座標データ［ｎｌ、ｎ２〕で番号■が与えら
れる。時刻ｔ１では、座（票データ［ｎ３．ｎ４］　、
　　［ｎ５．ｎ６］と［ｎｌ。

ｎ２〕との交わりが判定され、［ｎ３．ｎ４］に番号■
が与えられ、［ｎ５．ｎ６］に番号■が与えられる。時
刻ｔ２において、［ｎ７．ｎ８］と［１１３、ｎ４］、
　　［ｎ５．ｎ６］との交わりが判定され、［ｎ　７．
　　ｎ　８］に番号■が与えられ、番号■は消去される
。

時刻ｔ３において、［ｎ９．ｎｌＯ］と［ｎ７６ｎ８］
との交わりが判定され、［ｎ９．ｎｌＯ］に番号■が与
えられる。時刻ｔ４において、［ｎ１１、ｎ１２］、［
ｎ１３．ｎ１４］と［ｎ９゜ｎ１０］との交わりが判定
され、［ｎｌｌ、ｎ１２］と［ｎ１３．ｎ１４］に番号
■が与えられる。

時刻ｔ５において、［ｎ１５．ｎ１６］と［ｎｌＬ　　
ｎｌ　２］　、［ｎ　１３＋　　ｎ　１４］との交わり
が判定され、［ｎ１５．ｎ１６］に番号■が与えられる
。時刻【６において、［ｎ　１５．　　ｎ　１６］と連
結する成分かなく、番号■の画像は終了したものと判定
される。この動作によって、第５図に示した画像の連結
性が判定されるとともに、■のラベルが与えられ、この
ラベルの数を数えることによってｆ１１魚の数を知るこ
とができる。

次に、第６図を参照して、稚魚の画像の面積を一１算す
る動作について説明する。今、第６図に示すように、ｎ
　１〜［１１２の座標データかＬ’−ｐえられたものと
する。図示しない面積を記憶するレジスタＳ１には時刻
ｔ２て５１＝　（ｎ２−ｎｌ）、時刻ｔ３で５ｌ−Ｓ１
＋　（ｎ４−ｎ３）、５２＝（ｎ６−ｎ５）、時刻ｔ４
で５ｌ−３１＋Ｓ２＋（ｎ８−ｎ７）　、ｔ　５で５ｌ
−３１＋（ｎｌＯｎ９）、時刻ｔ６で５１＝Ｓ１＋　（
ｎ１２−ｎ］１）をそれぞれ演算することによって、画
像の面積を演算することができる。なお、時刻ｔ３にお
けるｎ４−ｎ′うとｎ　６−　ｎ　５の部分の面積は全
体として連結していることは、時刻ｔ３と１４のデータ
により判明することができる。上述のごとく、面積計算
は上から順に演算するようにしたので、高速口１算か可
能となり、特に、ラインイメージセンサ７に適している
。

次に、周長の演算動作について説明する。図示しない周
長を記憶するレジスタＬｌ、Ｌ２には、次のようにして
周長が加算されていく。すなわち、時刻ｔ２において、
レジスタＬ１にはＬｌ−（ｎ２−ｎｌ）が加算され、時
刻ｔ３においては、Ｌｌ−Ｌｌ＋ｆ　（ｎｌ−ｎ３）＋
ｆ　（ｎＪ−ｎ２）、レジスタＬ２にはＬ２−ｆ　（ｎ
６−ｎ５）が加算され、ｔ４においてはＬ１＝Ｌ１＋Ｌ
２＋ｆ　（ｎ７−ｎ３）＋ｆ　（ｎ６−ｎ８）＋　（ｎ
５−ｎＪ）が加算される。さらに、時刻ｔ５においては
、Ｌｌ−Ｌ１＋ｆ　（ｎ９−ｎ７）　十ｆ　（ｎｌｏ−
ｎ８）が加算され、時刻ｔ６においてはＬＬ−Ｌ１＋ｆ
（ｎｌｌ−ｎ９）　十ｆ　（ｎ１２−ｎｌＯ）が加算さ
れ、時刻ｔ７においてはＬｌ−Ｌ１＋ｆ　（口１ｌ−ｎ
１２）が加算され、全体の周長が求められる。

なお、時刻ｔ３においては、レジスタＬ１とＬ２で２つ
の線分の長さが求められるが、全体としてこれらの線分
は連結していることは時刻ｔ３とｔ４のデータを比較す
ることにより容易に判別することができる。まｔ二、ｆ
（ｎｌ　　　ｎＪ）は（ｎｎＪ）の値を用いて罰゛算さ
れる （ｎ＋−ｎ、）　＋１の値であって、予め図示しないテ
ーブルに記録されている。

上述のごとくして、ディジタル信号プロセッサ８７によ
って画像の面積と周長とその番号が演算されてバス９０
に出力される。すると、コンピュータ８９はバス９０を
介して画像の面積と周長とを受取り、その比Ｌ２／Ｓを
演算し、その演算結果が予め定める基阜値内であれば、
稚魚が１匹と計数し、そうでない場合はその数値を記憶
する。

上述の演算を行なうと、第７図に示す相似系の画像１０
１，１０２．１０”３に対しては、Ｌ２／Ｓは同じ値に
なる。しかしながら、画像１０４のように２匹の稚魚の
一部が重なるものに対しては、はぼ倍近い鎖となる。し
たがって、画像１０４の場合には２つの画像の重なりを
判別することができる。しかしながら、２匹の稚魚の大
部分が重なるような画像１０５に対しては、Ｌ２／Ｓの
値の走化は小さい。したがって、すべての画像の重なり
を判定することはできないが、画像１０４のように一部
が重なる場合には十分判別することができる。

コンピュータ８９は上述のごとくして、画像の重なりを
判別し、稚魚の画像とその個数をデイスプレィ８８に表
示して一連の動作を終了する。

なお、上述の実施例では、水中浮遊物の一例として五殖
稚魚を適用した場合について説明したが、これに限るこ
となく、水中の物体の大きさを判別したり数を数えるよ
うな場合には、どのようなものにもこの発明を適用する
ことができる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、水中浮遊物の像を撮
影して２値化し、その２値化出力に基づいて輪郭を検出
して、水中？！遊物の面積および周長の少なくともいず
れか一方を演算するようにしたので、水中ｌｆ遊物の大
きさを判別したり、その数を自動的に計数することがで
き、省力化および高効率化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の全体の構成を示すブロッ
ク図である。第２図は第１図に示した検出部を具体的に
示した図である。第３図はこの発明の一実施例の概略ブ
ロック図である。第４図は稚魚の画像を示す図である。 第５図は画（象の面積を演算する動作を示す図である。 第６図は画像の周長を演算する動作を説明するための図
である。 第７図は稚魚の画像の重なりを説明するための図である
。第８図はこの発明の一実施例の具体的な動作を説明す
るためのフロー図である。 図において、ｌは上部水槽、２は下部水槽、３はパイプ
、４はアクリル、５は光源、６はレンズ、７はラインイ
メージセンザ、８は水中浮遊物検知装置、８１はディジ
タイリ′、８２はエツジ検出２Ｘ１８３．８５はカウン
タ、８４．８６はメモリ、８７はディジタル信号プロセ
ッサ、８８はデイスプレィ、８９はコンピュータ、９０
はバスを示す。 特許出願人　情報制御システム株式会ト１長崎県 第２ 図 二二二二＝＝＝コ〜５ 第３図 第４ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 水中を通過する水中浮遊物を検知するための水中浮遊物
   検知装置であって、 前記水中浮遊物が通過する経路に設けられ、前記水中浮
   遊物を照明する光源、 前記水中浮遊物の像を撮影する撮影手段、 前記撮影手段によって撮影された水中浮遊物の像を２値
   化するための２値化手段、 前記２値化手段出力に基づいて、前記水中浮遊物の輪郭
   を検出する輪郭検出手段、および 所定の時刻ごとに前記輪郭検出手段出力をサンプリング
   して、前記水中浮遊物の面積および周長の少なくとも一
   方を演算する演算手段を備えた、水中浮遊物検知装置。