JPS63113354A - 水棲動物による水質監視方法 - 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〕 本発明は浄水場や下水処理場の流入水中及び処理水中、
並びに河川水において水棲動物の画像認識、呼吸排ガス
検出及び水棲動物に刺激を与え。

毒物の有無を判定する方法に関し、水棲動物による水質
監視を精度よく行う方法に関する。

【従来の技術〕

浄水場では原水中に毒物が混入したか否かを判定するた
めに、原水の一部を水槽に導きこの水槽でフナ、コイ、
ウグイ、タナゴ、ハヤ及びオイカワなどの水棲動物を飼
育している。すなわち、原水中に毒物が混入した場合に
は、前記魚類が異常に行動したり死んだりする現象を利
用して原水中の毒物流入を監視している。また、下水処
理場では法律で禁止された毒物が流入下水中に流入した
か否かを知る必要があり、人手による間欠的な水質分析
に頼っている。同様に、浄水場や下水処理場の処理水並
びに河川水について水中の毒物の有無を監視する必要が
ある。

このように、水中の毒物監視は現状では人間の目視や繁
雑な手分析に依頼している。このため連続監視と早期検
出が出来ない欠点があった。

魚の監視方法の一つとして、水槽中の魚を工業用テレビ
カメラ（ＩＴＶ）で検出し１画像処理する方法（特願昭
６０−２２３５８．及び特願昭６０−２２００９８）が
ある、さらに他の方法として魚の死亡以前に現昭５２−
１３９２１　）がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

水中の毒物監視する方法として、水槽中の魚の行動を画
像で監視、さらには魚の呼吸活動で発生する炭酸ガスを
測定して行う方法がある。前記した二方法は、水中に毒
物が混合した場合、通常は、魚の行動量が増えてると同
時に、呼吸活動による炭酸ガス量も増えると云う関係に
あるものと考えられる。ただし、魚の行動は、健康状態
及び水質状態（水温、ｐＨ，Ｄｏ等）などの変動によっ
て異なり、毒物混入によって魚の呼吸活動が大きくなり
、炭酸ガス量が増えたにもかかわらず、行動量は通常と
さほど変動がなく画像監視では異常を検知出来ない場合
がある。一方、この反対の現象として、毒物混入によっ
て魚の行動量は増えたにもかかわらず、炭酸ガスの検知
遅れ及びセンサーの劣化などによって、炭酸ガス量に変
化がなく呼吸活動からの異常検知が出来ない場合もある
。さ難な場合もある。

本発明の目的は、魚の行動を画像監視により、また魚の
呼吸活動により発生する炭酸ガス量を測定し、さらに魚
に外部から刺激を与えて、魚の活動状況を把握し、水質
監視を精度よ〈実施する方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、魚の行動を画像監視する装置と、魚の呼吸活
動により発生する炭酸ガスを測定する装置と魚に外部か
ら刺激を与えることを組合せることにより、水中への毒
物混入を精度よく検出できるようにしたことに特徴があ
る。

〔作用〕

魚の行動を撮像し、画像認識する装置と、呼吸排ガスか
らの炭酸ガスを検出する装置と、魚に外部から刺激を与
える手段を備えることにより、魚の行動の誤動作時には
炭酸ガス測定から水質を監視し、一方魚の呼吸排ガスで
の炭酸ガス測定誤動作時には、魚の行動の画像認識から
、さらには魚Ｃ’７−１ ７、の静止状態での生死不明時には、魚に刺激を与え（
、− ゛る゛ことにより水質監視を行う。

〔実施例〕

以下に図面を用いて実施例を説明する。

第１図を用いて実施例の構成を説明する。１０は水槽で
給水管１１と給水ポンプ１２によって水が供給される。

水槽１０は矩形形状であって側面の材料はガラスや透明
アクリルのような透明物質である。水槽１０内に導かれ
た水は排水管１３によって排水される。水槽１０内には
金網や多孔板などの仕切板１８Ａ及び１８Ｂによって仕
切られた飼育空間１９に魚１４を飼育する。ここで、仕
切板１８Ａ及び１８Ｂは、水を通すが魚１４を通さない
。飼育空間１９の底には底部板１８Ｃｔｉ−設置する。

照明装置１５は水槽１０内の魚１４を照らす、照明装置
１５と水槽１ｏとの間にはスリガラスや紙などの半透明
物質を材質とする半透明板１６を設ける。照明装置１５
からみて水槽１ｏの反対側に工業用テレビカメラＣＩＴ
Ｖ）などの撮像装置２０を配置する。すなわち、撮像装
置２０を撮像する。ここで、撮像装置２０はＡで示す領
域の内側にある水と魚とを撮像する。撮像装置２０の信
号は画像処理装置３０に導かれて魚を画像認識する。警
報装置５０は画像処理装置３０で得られた魚の画像から
魚の行動を評価して異常の場合には警報を発する。モニ
ターテレビ６０は撮像画像や画像認識結果並びに魚の移
動速度の評価結果を表示する。

次に、水棲動物の呼吸活動に伴う炭酸ガス測定では、水
槽１０には散気管７７を介して計量された空気が送られ
る。水槽１０には覆蓋を施してサンプルガス７６が全て
サンプルガス出口管７５に集まるようになっている。水
槽１０では魚１４が飼育されている。魚１４の呼吸に伴
って発生する炭酸ガスは散気管７７からの空気で水中か
ら外気中に放散され、サンプルガス出口管７５を経て、
サンプルガス７６として水分除去器７０．及び吸湿剤と
してシリカゲル７２を充てんしであるシリカゲル充てん
塔７１を介して炭酸ガス計７３に導かれる。炭酸ガス計
７３としては非分散赤外線分析計を用いており、サンプ
ルガス７６中の炭酸ガス濃度を測定する。７４は記録計
である。

ここで、炭酸ガスと水の赤外線吸収領域が一部重なって
いるため炭酸ガス計７３に導かれるサンプリングガス７
６中に水分が存在すると炭酸ガス計の精度が低下する。

これを補償するために、水分除去器７０とシリカゲル充
てん塔７１が設けられている６更に炭酸ガス濃度を正確
に求めるために、水槽１０内の水面位が一定になるよう
に排水量が制御されている。

さらに、水棲動物に刺激を与える手段では、水槽１０内
の仕切板１８Ａ及び１８Ｂを、ｆ！電極板しても使用す
るもので、刺激用電圧発生器７８がらの電圧は正電極用
導線７９及び負電極用導線８０を経て、電極板１８Ａ及
び１８Ｂに印加される。

続いて、本実施例の構成の詳細並びに動作を以下に説明
する。

水管１１によって水槽１０に供給する。被検水は浄水場
では河川、沼及び浄水場内の水など（図示せず）であり
、下水処理場では流入下水や処理水であり、また、河川
の毒物を監視する場合では河川水である。水槽１０内の
水は排水管１３によって排水される。水槽１０内は水を
通過させるが魚を通過させないような金網や多孔板など
の仕切板１８Ａ及び１８Ｂを設置する。

次に、照明装置１５、半透明板１６．水槽１０並びに撮
像装置２０の構成について説明する。照明装置１５と撮
像装置２０とは水槽１０をはさんで各々反対方向に配置
する。照明装置１５と水槽１ｏとの間にはスリガラスや
紙などの半透明物質を材質とする半透明板１６を設ける
。照明装置１５の光は半透明板１６に照射されるので、
半透明板１６全体が明るく輝く、このため、照明装置１
５は１基でよい。勿論、複数の照明装置を設置して照明
をさらに一様にして良いことは言うまでもない、また、
−様な光を照射できる照明装置であれば、半透明板１６
を省略してもよい。半透明板１６全体から発する光は水
槽１０を照射し、通過した光を撮像装置２０で検出する
。このため、水の部分は光が透過して明るい輝度で検出
され、一方、魚１４は光を透過させないので暗い輝度で
検出される。すなわち、魚１４は暗い部分として認識で
きる。このようにして、撮像装置２０は照明装置１５か
らの光を半透明板１６を通し第１図でＡで示した領域を
撮像する。

次に、撮像された魚１４を第２図により詳細に説明する
。この画像は明るさにむらがある濃淡画像であり、背景
の水の輝度はＧＢ、魚の体の輝度はＯＦ、ヒレの輝度は
ＯＨである。ここで、最も明るいのは背景であり、次に
ヒレ、最も暗いのは魚の体である。魚１４は照明を後ろ
から受けて暗い部分として撮像されるので、魚１４の向
きが変化しても魚肉体の輝度は変化しない。例えば、魚
１４が反転しても腹部などが光で反射することない、ま
た、照明装置１５から発した光は半透明板１６を介して
水槽１０の全体を照射するので、照明が直接点１４にあ
たらない、このため、本発明の実施例では魚１４に強い
光が常時照射されないので魚１４に与えるストレスも従
来の方式に比べて小さい。

なお、飼育空間１９内には魚１４が飼育されるわけであ
るが、飼育空間１９内に複数の魚を飼育しても良く、ま
た、複数の仕切板で仕切られた複数の飼育空間１９に１
匹毎に魚を飼育しても良い。

魚１４は通常給水される水に棲息する種類のものが飼育
される。例えば、フナ、コイ、ウグイ、りナゴ及びオイ
カワなどである。また、場合によってはヤマメやイワナ
、マス、金魚及びメダカなどを飼育してもよい、浄水場
の水を検出する場合には塩素が魚に及ぼす影響が無視で
きないので脱塩素剤などを前もって投与しておく。

続いて、撮像方法について説明する。工業用テレビカメ
ラ（ＩＴＶ）などの撮像装置２０では領域Ａ内の画像を
横方向についで縦方向に順次走査していき、各々の点の
明るさをその程度に応じて逐次電気信号に変換する。つ
まり、領域Ａの画像を縦横に細かく分割し、この分割し
た各画素の明るさをその程度に応じて出力電圧の異なる
電気信号に変換する。撮像装置２０から出た電気信号は
電圧などのアナログ信号である。ｗｌ像装置ｌ！２０か
ら出た電気信号は画像処理装置１９３０に送信される。

画像処理装置３０は撮像装置２０で得た領域Ａの画像に
基づいて魚１４を画像認識すると共に、この認識結果に
基づき魚１４がどれ位・の移動速度Ｖで遊泳しているか
を検出する。

次に１画像処理装置３０の構成を第７図に示してこの構
成を説明する。ただし、本実施例では説明を簡単にする
ために、飼育空間１９に魚１４が１匹の場合を説明する
。

Ａ／Ｄ変換器３１は撮像装置２０の信号を受けてデジタ
ルに変換された濃淡画像信号を濃淡画像メモリ３１Ｍに
入力する。濃淡画像メモリ３１Ｍに格納された濃淡画像
はタイマ３０Ｔから指令されたタイミングに基づいて２
値化回路３２に送信される。タイマ３０Ｔにはフラグ設
定回路Ｆからフラグの値が設定される。また、タイマ３
０Ｔでは画像処理の繰り返しのタイミングや計測時間を
制御する。２値化回路３２では濃淡画像メモリ３１Ｍの
信号を受けて２値化しこれを２値化メモリ３２Ｍに格納
する０重心座標計算回路３３は２値化メモリ３２Ｍの信
号を受けて魚１４の重心座標を計算する。フラグ判定回
路３４ではフラグの値を判定して重心座標の値を重心座
標メモリ３３Ｍ２に、または３３Ｍ１と３３Ｍ２に重心
座標を格納する。移動速度計算回路３５は魚１４の座標
から移動速度を計算してこの値を遊泳時間判定回路３６
に送信する。遊泳時間判定回路３６では移動速度Ｖを判
定し遊泳時間分布メモリ３６Ｍに格納する１重心座標変
更回路３７は重心座標メモリ３３Ｍ２に格納された重心
座標の値を重心座標メモリ３３Ｍ１に移す。フラグ設定
回路３８はフラグの値を再度設定してタイマ３０Ｔにも
どる。タイマ３０Ｔでは画像処理の積算時間Ｔが１回の
計測時間Ｔａを越えるまで前述した動作を繰り返す。

積算時間Ｔが１回の計測時間Ｔａを越えたら、タイマ３
０Ｔは遊泳時間分布メモリ３６Ｍの値を速度頻度分布計
算回路３９に送信する。速度頻度分布計算回路３９では
速度頻度分布を計算し結果を速度頻度分布メモリ３９Ｍ
に格納する。移動速度評価回路４０では速度頻度分布メ
モリ３９Ｍの値と最大値設定器４０Ａの値と最小値設定
器４０Ｂの値を受けて魚１４の移動速度を評価する。移
動速度判定回路４１は評価結果の信号と設定器４１Ａと
４１Ｂとの値を受けて移動速度を判定する。この判定信
号を警報装置５０に送信される。

次に１画像処理装置３０の動作を第７図を用いて詳細に
説明する。

Ａ／Ｄ変換器３１は撮像装置２０の信号を受けて濃淡画
像信号をアナログ値からデジタル値に変換し、デジタル
の濃淡画像信号を濃淡画像メモリ３１Ｍに入力する。撮
像装置２０では濃淡画像が細かい升目の画素に分割して
撮像されており、各画素の明るさが信号となって出力さ
れている。本実施例では縦を２５６分割、横を２５６分
割するＡ／Ｄ変換器３１は各画素の明るさのアナログ信
号をデジタル値に順次変換して、デジタル値を濃淡画像
メモリ３１Ｍに格納する。濃淡画像メモリ３１Ｍには縦
が２５６個、横が２５６個の記憶場所があり、各々の記
憶場所に対応する画素の輝度信号がデジタル値で格納さ
れる。こ、の記憶場所のｉ行ｊ列（ｉ＝１〜２５６．ｊ
＝１〜２５６）目の信号すなわち輝度をＧ（ｊ、、ｊ）
と表すものとする。Ａ／Ｄ変換器３１がアナログ値を７
ビツトのデジタル値に変換するものであればＧ（ｘｔｊ
）は１２８レベルのデジタル値をもつ。

濃淡画像メモリ３１Ｍに格納された濃淡画像の輝度ａ（
ｉ、ｊ）はタイマ３０Ｔから指令されたタイミングに基
づいて２値化回路３２に送信される。

なお、タイマ３０Ｔにはフラグ設定回路Ｆからフラグの
値として０が設定される。後で説明する一連の画像処理
を実行するタイミングはタイマ３０Ｔにより与えられる
０画像処理を実行する時間間隔をｈとすると、このｈは
０．１秒ないし２秒に１回程度であり、この時間間隔で
以下の画像処理を実行する。また、タイマ３０Ｔでは積
算時間Ｔ（１回の画像処理時間がｈであるからｎ回の画
像処理ではＴ＝ｎｈとなる）を計算すると共に、積算時
間Ｔが１回の計測時間Ｔａを越えるまで次に説明する画
像処理動作を繰り返す、１回の計測時間Ｔａは１０秒な
いし１時間程度である。

２値化回路３２では濃淡画像メモリ３１Ｍの輝度Ｇ　（
１＋　ｊ）を受けて閾値りよりも明るい画素を全て“０
″レベルとし、逆に閾値りよりも暗い画素を全て“１″
レベルとして、この信号を２値化メモリ３２Ｍに格納す
る。この２値化された信号の集合をＢ（ｉ、ｊ）とする
と、２値化の計算は次式で表される。

Ｇ（ｘ＊ｊ）≧Ｌならば、Ｂ　（ｉ　、　ｊ）＝　Ｏ・
・・（１）Ｇ（ｉ、ｊ）＜Ｌならば、　Ｂ　（ｉｅ　ｊ
）　＝　’　　・・・（２）第２図で明らかなように、
魚１４の体の輝度ＧＦとヒレの輝度ＧＨは背景の輝度Ｏ
Ｂよりも暗く１体の輝度ＧＦが最も低い。すなわち、Ｏ
Ｆ＜ＧＨ＜ＯＢ　　　　　　　　　　・・・（３）した
がって、閾値りをＯＢとＯＨとの間に設定すると、体の
輝度ＯＦとヒレの輝度ＧＨは閾値りより低く背景の輝度
ＧＢは閾値りより高いので、（１）（２）式を各画素に
ついて全て計算することによって、背景を“０”レベル
、魚１４を“１″レベルとすることができる。この結果
、１”レベルの部分が魚を表し、′０”レベルの部分が
背景を表す、第３図のＡ　１−　Ａ　ｚ線上の輝度を第
４図に示し、閾値りで２値化した結果を第６図に示し、
得られた２値化画像を第５図に示す、第７図の画像が２
値化メモリ３２Ｍに格納される。

なお、２値した画像の最大面積の物体を魚とみなすとよ
い。

重心座標計算回路３３は２値化メモリ３２Ｍの信号を受
けて魚１４の重心座標を計算する。２値化メモリ３２Ｍ
において“１″レベルの画素の個数をＮ、各々の座標を
Ｂ（Ｘｉ、Ｘｊ）とすると。

魚１４の重心床４ＦＪＦｇ（Ｘｇ、Ｙｇ）は次式で計算
する。

Ｘｇ＝Σ　Ｘ　ｉ　／　Ｎ　　　　　　　　　　　・・
・（４）ｉ＝１ 〜 計算された重心座標Ｆｇ（ＸｇｐＹｇ）は、フラグ判定
回路３４に送信される。フラグ判定回路３４では計測が
１回目か否かを判定するためのもので、フラグの値が０
であれが重心座標の値は重心座標メモリ３３Ｍ１及び３
３Ｍ２に同じ重心座標を格納する。最初の画像処理では
フラグ設定回路３０Ｆでフラグの値はあらかじめ０と設
定されでいるので、重心座標の値は重心座標メモリ３３
Ｍ１及び３３Ｍ２に格納される。後述するが、重心座標
メモリ３３Ｍ２に格納された値は後で重心座標メモリ３
３Ｍ１に移動させるので、２回目の画像処理以降は重心
座標Ｆｇ（Ｘｇ、Ｙｇ）を常に重心座標メモリ３３Ｍ２
のみに格納する。

重心座標メモリ３３Ｍ１及び３３Ｍ２に格納された重心
座標を各々ＣＸｇｘｅ　Ｙｇｚ）及び（Ｘｇｚ。

Ｙｇｚ）　　とすると、これらの値は移動速度計算回路
３５に入力されて魚１４の移動速度を次式で計算する。

・・・（６） １回目の計算だけは移動速度は０になるが、２回目以降
は時間り経過した後の移動速度が正しく計算される。移
動速度Ｖが計されたら、この値Ｖは遊泳時間判定回路３
６に送信される。遊泳時間判定回路３６では移動速度Ｖ
がどの速度領域になるかを逐次判定し判定結果を遊泳時
間分布メモリ３６Ｍに格納する。遊泳時間分布とはある
速度で泳いでいた時間がどれくらいあったかを表すもの
で、第８図に示すように横軸が速度Ｖ、縦軸が遊泳時間
Ｈの長さを表す。遊泳時間分布メモリ３６Ｍにはに個の
記憶場所があり、これらの値をＨ（ｉ）としこの初期値
をＨ（ｉ）ｏとすると、ここにはあらかじめＯの値を格
納しておく、遊泳時間判定回路３６では移動速度Ｖがど
の速度領域になるかをつぎのようにして逐次判定し時間
りを加算して遊泳時間分布メモリ３６Ｍに格納する。

０≦Ｖ　＜　Ｖ　１　　ならばＨ（１）＝Ｈ（１）ｏ　
＋ｈｖ１≦Ｖ　＜　Ｖ　２ならばＨ（２）＝Ｈ（２）ｏ
　＋　ｈＶｚ≦Ｖ　＜　Ｖ　ｓならばＨ（３）　：　Ｈ
（３）　ｏ　＋　ｈＶｈ−ｚ≦Ｖ　＜　Ｖ　ｋならばＨ
（Ｋ）　＝　Ｈ（Ｋ）ｏ　＋　ｈこの計算が終了したら
、次に重心座標変更回路３７が動作する０重心座標変更
回路３７は重心座標メモリ３３Ｍ２に格納された重心座
標の値を重心座標メモリ３３Ｍ１に移す８次に、フラグ
設定回路３８が動作してフラグの値を１に設定してタイ
マ３０Ｔにもどる。タイマ３０Ｔでは積算時間Ｔが１回
の計測時間Ｔａを越えるまで前述した画像処理動作を繰
り返す、このため、遊泳時間分布メモリ３６Ｍに格納さ
れた値Ｈ（ｉ　）は魚１４の遊泳時間のトータルの長さ
を表す。

積算時間Ｔが１回の計測時間Ｔａを越えたら。

タイマ３０Ｔは遊泳時間分布メモリ３６Ｍの値Ｈ（ｉ　
）を速度頻度分布計算回路３９に送信する。

速度頻度分布計算回路３９では次式で速度頻度分布を計
算し、計算結果を速度頻度分布メモリ３９Ｍに格納する
。

Ｈｖ（Ｋ）＝Ｈ（ｉ）／Ｔ　　　　　　　　−（７）速
度頻度分布とは遊泳時間分布を計測時間Ｔで基準化した
ものである６次に速度頻度分布メモリ３９Ｍの値は移動
速度評価回路４ｏに送信される。

一方、移動速度評価回路４０には最大値設定器４０Ａと
最小値設定器４０Ｂとから各々移動速度の最大基準値Ｋ
ｍａｘと最小基準値Ｋ　ｗｉｎとが入力される。第９図
は速度頻度分布と最大基準値Ｋｍａｘと最小基準値Ｋ　
ｗｉｎとを図示しである。最大基準値Ｋｍａｘは魚１４
の動きが異常に早すぎると見なせる移動速度に設定され
、　Ｋｍａｘより大きい値が計測時間Ｔａの間に頻繁に
でると毒物流入による異常行動であることを示す。最小
基準値Ｋｍｊ、ｎは魚１４の動きが異常に少ないと見な
せる移動速度に設定され、Ｋｍｉｎより小さい値が計測
時間Ｔａの間に頻繁にでると毒物流入により魚１４の動
きが極端に少なくなったかまたは死んだことを示す。

移動速度評価回路４０では速度頻度分布メモリ３９Ｍの
値と最大値設定器４０Ａの値と最小値設定器４０Ｂの値
を受けて次の計算を実行する。

Ｋ＝１ Ｈｍａｘ＝ΣＨｖ　（Ｋ）　　　　　　　　　　・・（
９）Ｋ＝にｗｉｎ ＨｍｉｎとＨｍａｘとは第１２図に示すような面積を表
す。移動速度判定回路４１はこれらＨｗｉｎとＨｍａｘ
との値を受けると共に、設定器４１Ａと４１ＢとからＨ
ｍｉｎ拳とＨｍａｘ・との値が入力され次式の判定が実
行される。

Ｈｍｉｎ≧ＨＩＩｌｉｎｓ　　　　　　　　　　　−（
１０）Ｈｍａｘ　　≧Ｈｍａｘ拳　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　−（１１）これらの式で示すよ
うにＨｍｉｎがＨｍｉｎ・より大きいか又はＨｍａｘが
Ｈｍａｘ＊よりも大きければ魚１４が異常に早く遊泳し
たか又は異常に遅く遊泳したかを意味するので魚の行動
は異常であるとみなす。移動速度判定回路４１は魚１４
の動きが正常であると判定したらタイマ３０Ｔに戻り次
の計測を開始するが、異常であると判定されたら警報装
置５０に信号を送信して警報を出力される０例えば、異
常状態がオンで示されるとすると、警報装置５０は警報
を鳴らしたり、監視者に水質調査を促すためのメツセー
ジを音声で出力したりする。

なお、最大値設定器４０Ａと最小値設定器４０Ｂとから
設定する最大基準値Ｋｍａｘと最小基準値Ｋ　ｍｉｎは
魚の種類や水温などの環境条件に応じて変更できる。こ
の変更操作は手動または自動で行い１例えば、水温変化
に対して最大°基準値Ｋｍａｘと最小基準値Ｋｍｉｎと
を自動変更する場合は、まず、水槽中の水温を計測（図
示しない）し、この計測値に基づいて最大基準値Ｋ　ｍ
ａｘと最小基準値Ｋ　ｍｉｎとを変更する。

また、モニターテレビ６０は撮像装置Ｑ２０の画像を表
示したり、２値化メモリ３２Ｍの画像や第９図に示すよ
うな速度頻度分布メモリ３９Ｍのグラフなどを表示する
。

次に、水棲動物の呼吸活動に伴う炭酸ガス検出装置の動
作について第１図を用いて説明する。

給水ポンプ１２は被検水をサンプリングして給水管１１
によって水槽１０に連続供給する６また空気は散気管７
７を介して、連続して一定量水中に送られる。被検水に
有害物質が混入しない場合には、魚１４の呼吸に伴って
発生する炭酸ガス量は一定であり、炭酸ガス計７３で測
定され、記録計７４に示される炭酸ガス濃度の指示値も
一定となる。ところが原水に毒物が流入してきた場合に
は、給水ポンプによって毒物を含む被検水は水槽１０に
導かれる。その結果水槽１０内の魚１４の呼吸活動が変
化し、炭酸ガス発生速度も変化する。

よって、炭酸ガス計７３で測定している炭酸ガス濃度が
変化する。したがって、炭酸ガス計７３の出力値を監視
しておけば水質の変動を検出できる。

第１０図に水槽に毒物が混入したときの魚の炭酸ガス発
生状況の例を示した。水質の変動に伴う炭酸ガス発生量
の変動量は、魚１４の生体活動に伴う炭酸ガス発生量の
変動量に比べ数倍以上あり、明確に区別できる。したが
って、ある濃度以上になった場合に、警報装置５０に信
号を出し警報を鳴す。

さらに、水棲動物に刺激を与える手段の動作について説
明する。

水槽１ｏ内の魚の行動がほとんどなく、一定位置に静止
状態のとき、電気刺激を与えるものであり、刺激用電圧
発生器７８からの電圧は正電極用導線７９を経て正電極
１８Ａに、また負電極用基ａ８０を経て負電極１８Ｂに
導く。この操作によって水槽１０内の魚１４は電気刺激
によって行動を起す。

第１１図に魚１４の速度頻度分布を示した。この第１１
図は第９図の最小基準値に当るもので、この状態になる
と警報袋Ｔ１５０から警報が鳴る。

そして警報装置５０から信号を電圧発生７８に送り、電
気刺激を与える。その行動は、魚１４の健康状態によっ
て異なり、真に毒物混入によって健康状態を損なった場
合には、電気刺激を与えても、行動は鈍い、これに対し
て、健康に異常がなく、単に静止状態にある魚は電気刺
激によって鋭い行動を起す。以上、魚の反応により、水
槽白魚の生体活動が把握でき、水質の変動を検出できる
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、魚の行動を画像監視、また、　　□魚
の呼吸活動で発生する炭酸ガス量を測定し５さらに魚に
外部から刺激を与えることを組合せることにより、水質
の安全性監視を精度よ〈実施できる。

〔他の実施例並びに先行発明〕

魚に刺激を与える手段として、本発明の実施例では電気
による刺激法を記述したが、その他の手段として振動を
与える方法、光パルスを与える方法、魚に噴射水を当て
る方法などがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を表す図、第２図は本発明によ
る魚撮像画像の図、第３図、第４図並びに第５図は画像
処理動作を表す図、第６図は本発明の画像処理の実施例
を表す図、第７図は第１図の実施例における画像処理装
置の構成を詳細に説明するための図、第８図は魚の遊泳
時間と速度を表す図、第９図及び第１１図は魚の速度頻
度分布を表す図、第１０図は水槽に毒物が混入したとき
の魚の炭酸ガス発生状態を表す図である。 １０・・・水槽、１４・・・魚、１５・・・照明装置、
１６・・・半透明板、１８Ａ、Ｂ・・・仕切板、２０・
・・撮像装置、３０・・・画像処理装置、５０・・・警
報装置、６０・・・モニターテレビ、７３・・・炭酸ガ
ス計、７４・・・炭酸ガ第３囚 第５図 築６図 第７口 第８１ 第９０ にｒｎｔｎ　　Ｋｍａｘ Ｈｎｌｉｎ　　　　Ｋ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水中の毒物流入検知のために水棲動物を飼育する飼
   育空間と、該水棲動物の画像情報を電気信号に変換する
   撮像装置と、該水棲動物を撮像するための照明装置と、
   該撮像装置から得られる画像情報により前記水棲動物を
   画像認識する画像認識装置と、水棲動物の生体活動によ
   る炭酸ガスを捕集する装置と、該捕集装置で捕集した炭
   酸ガスの濃度を測定する炭酸ガス計と、水棲動物に刺激
   を与える刺激手段を具備したことを特徴とする水棲動物
   による水質監視方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記飼育空間を複
   数に仕切板で仕切り、水棲動物の画像監視と呼吸排ガス
   検出を、前記仕切り空間で別個に行なうことを特徴とす
   る水棲動物による水質監視方法。 ３、特許請求の範囲第１項において、飼育空間を仕切つ
   た仕切板を、刺激用電極板として使用することを特徴と
   する水棲動物による水質監視方法。