JPS6366461A - Aquatic animal monitor - Google Patents

Aquatic animal monitor

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JPS6366461A
JPS6366461A JP21080086A JP21080086A JPS6366461A JP S6366461 A JPS6366461 A JP S6366461A JP 21080086 A JP21080086 A JP 21080086A JP 21080086 A JP21080086 A JP 21080086A JP S6366461 A JPS6366461 A JP S6366461A
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water
gravity
center
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Naoki Hara
直樹 原
Mikio Yoda
幹雄 依田
Shunji Mori
俊二 森
Kenji Baba
研二 馬場
Katsuo Yahagi
矢萩 捷雄
Shoji Watanabe
昭二 渡辺
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Abstract

PURPOSE:To secure the safety of an inflow water at a purification plant and a sewage treating plant, by detecting an abnormal behavior of fish from a gravity center position and speed of fish. CONSTITUTION:A camera device 3 recognizes an image of fish 11 in a water tank 1 and sends an electric signal corresponding to the brightness of a pixel recognized to an image processor 4. The processor 4 recognizes fish 11 based on image information thereof 11 obtained with the device 3 to calculate the gravity center G thereof 11. An output signal of the gravity center G from the processor 4 is transmitted to a central arithmetic unit 6 to compute a moving speed of the fish 11 from a signal of the gravity center G. This processing is repeated for a specified time to compute a distribution of gravity centers and speeds of the fish 11. Here, when the distribution thus obtained gives a difference above a deviation preset in comparison with the normal distribution, the behavior of the fish 11 is determined to be abnormal and the results of the judgement are sent to an alarm 8. Thus, the behavior of the fish 11 is monitored continuously and quantitatively according to the gravity center position and the moving speed thereof thereby securing the safety of water at a purification plant or the like.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、浄水場の原水中や下水処理場の流入下水中に
おいて毒物の混入を監視する水棲動物監視装置に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an aquatic animal monitoring device for monitoring the contamination of toxic substances in raw water of a water treatment plant or inflowing sewage of a sewage treatment plant.

〔従来技術〕[Prior art]

浄水−場では原水中に毒物が混入したか否かを監視する
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、ニジマス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かあ・す、人手により間欠的な
水質分析に頼っている。
At the water treatment plant, in order to monitor whether or not poisonous substances have been mixed into the raw water, a portion of the raw water is introduced into an aquarium where aquatic animals such as crucian carp, carp, dace, tanager, rainbow trout, and oysterfish are raised in this aquarium. There is. That is, when a poisonous substance is mixed into the raw water, the inflow of the poisonous substance into the raw water is monitored using the phenomenon that the fish behave abnormally or die. Also,
Sewage treatment plants need to know whether legally prohibited toxic substances have entered the influent sewage, so they rely on intermittent manual water quality analysis.

このように、水中の毒物監視は現状では人間の目視や分
析に依存している。このため連続監視と早期発見が出来
ず、需要家への配水停止など、対策が後手になる欠点が
あった。
As described above, monitoring of toxic substances in water currently relies on human visual observation and analysis. As a result, continuous monitoring and early detection were not possible, and countermeasures such as stopping water distribution to customers had to be taken late.

魚の監視方法としては、水槽中の魚を水槽上部から工業
用テレビカメラ(ITV)で検出し、画像処理する方法
(文献:第36目金国水道研究発表会、講演集P464
〜466)が考案されている。この方法によれば、魚が
水面上を腹を横にして漂う場合に、その魚が「ある大き
さ以上の独立した明点」として認識でき、水面近傍に存
在する魚の高明度部及び水面上の凹凸による光の変化の
みを抽出することにより、背景を整理し魚の行動を求め
ることが述べられている。
One way to monitor fish is to detect fish in an aquarium from the top of the tank using an industrial TV camera (ITV) and process the image (Reference: 36th Gold Country Waterworks Research Presentation, Lecture Collection P464)
~466) have been devised. According to this method, when a fish floats on the water surface with its belly on its side, the fish can be recognized as an ``independent bright spot of a certain size or more'', and the high brightness area of the fish near the water surface and the It is stated that by extracting only the changes in light due to the unevenness of the surface, the background can be sorted out and the behavior of the fish can be determined.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

水槽中の魚を水槽上部からITVで検出し、画像処理す
る方法(第36目金国水道研究発表会、講演集P464
〜P466)では、水槽に流入する原水が濁っている時
に閾値を固定した2値化で魚を認識することは出来ない
、そこで、浮動2値化が必要になるが、その際、閾値を
変更する必要があり、その変更方法も知られていない。
A method of detecting fish in an aquarium from the top of the tank using ITV and image processing (36th Gold Country Waterworks Research Presentation, Lecture Collection P464)
~P466) When the raw water flowing into the aquarium is cloudy, it is not possible to recognize fish by binarization with a fixed threshold value, so floating binarization is necessary, but in that case, the threshold value can be changed. It is necessary to do so, and no one knows how to change it.

又、この方法は魚を道識することは、述べられているが
、魚の異常検出の方法については述べられていない。
Furthermore, although it is stated that this method can be used to recognize fish, there is no mention of a method for detecting abnormalities in fish.

本発明の目的は、魚類の動きを客観的にかつ連続的に監
視することにより水中の毒物の有無を判定する水棲動物
監視装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an aquatic animal monitoring device that determines the presence or absence of toxic substances in water by objectively and continuously monitoring the movement of fish.

【問題点を解決するための手段〕[Means to solve problems]

本発明は、水槽内の水棲動物を含む水面を撮像する撮像
装置と、該撮像装置で得た異なる時間での画像を交互に
格納する第1.第2のメモリと、該第1.第2のメモリ
の画像の差分をとる第1の手段と、該差分画像と所定の
閾値との比較により3値論理値を得る第2の手段と、該
第2の手段の出力から移動前後の存在位置を求め、且つ
その位置から重心位置及び移動速度を求める手段と、該
重心位置、移動速度から異常判定する手段と、より成る
The present invention includes an imaging device that images the water surface including aquatic animals in an aquarium, and a first imaging device that alternately stores images obtained at different times with the imaging device. a second memory; and a second memory; a first means for obtaining a difference between images in a second memory; a second means for obtaining a ternary logical value by comparing the difference image with a predetermined threshold; It consists of a means for determining the existing position and a center of gravity position and a moving speed from that position, and a means for determining an abnormality from the center of gravity position and moving speed.

〔作用〕[Effect]

撮像装置は、水槽で飼育された魚類の画像を輝度信号に
変換する。この輝度信号は異なる時間で画像メモリにデ
ジタル化して取り込まれる。これら画像メモリの魚類画
像を差分処理し、差分画像を得る。この差分画像を3値
化することで移動前と移動後の魚を認識し、各々の魚の
重心位置を計算する。さらにこれら重心位置より魚の移
動速度を計算する。
The imaging device converts images of fish kept in an aquarium into brightness signals. This luminance signal is digitized and captured into the image memory at different times. These fish images in the image memory are subjected to differential processing to obtain a differential image. By converting this differential image into three values, the fish before and after movement are recognized, and the center of gravity of each fish is calculated. Furthermore, the moving speed of the fish is calculated from these center of gravity positions.

このように、魚の動きをその重心位置並びに速度で検出
する。またこれらの分布を計測し正常時のパターンを比
較することで、異常行動の検出を行う。
In this way, the movement of the fish is detected based on its center of gravity position and speed. Abnormal behavior can also be detected by measuring these distributions and comparing them with normal patterns.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す図である。1は魚飼育
用の水槽であり常に水が供給されている。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. 1 is an aquarium for breeding fish, and water is constantly supplied.

供給する水は、浄水場では原水であり、下水処理場では
流入下水であり、又、河川の毒物を監視する場合では河
川水である。水槽1内には魚11が飼育されている。魚
は通常複数匹飼育されているが1本実施例では説明と理
解を容易にするために。
The water to be supplied is raw water at a water treatment plant, inflow sewage at a sewage treatment plant, and river water when monitoring toxic substances in a river. Fish 11 are kept in an aquarium 1. Usually, a plurality of fish are kept, but one fish is used in this example for ease of explanation and understanding.

魚が一匹の場合を例に説明する。魚11は給水する水に
棲息する種類のものが飼育される6例えばフナ、コイ、
ウグイ、タナゴ、及びオイカワなどである。照明装置9
は水槽1内の魚11を照らす。
Let's take the case of one fish as an example. The fish 11 are those that live in the water supply 6, such as crucian carp, carp, etc.
These include Japanese dace, Japanese tanager, and Oikawa. Lighting device 9
illuminates fish 11 in tank 1.

本発明は画像処理技術を適用するので均一な照明が必要
である。このため、照明装置19と水槽1の間にはスリ
ガラスや白色アクリルなどを材質とする光散乱板に相当
するバックスクリーン2を設ける。バックスクリーン2
は魚11をコントラスト良く認識する役割も同時に備え
ている。すなわち。
Since the present invention applies image processing technology, uniform illumination is required. For this reason, a back screen 2 corresponding to a light scattering plate made of ground glass, white acrylic, or the like is provided between the lighting device 19 and the aquarium 1. back screen 2
It also has the role of recognizing the fish 11 with good contrast. Namely.

バックスクリーン2により背景を白色系とし、魚を黒色
系とすることで、コントラスト良く認識できる。照明装
置9は、照明制御装置10により点灯の指示、光量の指
示を受ける。
By making the background white using the back screen 2 and making the fish black, it is possible to recognize the fish with good contrast. The lighting device 9 receives a lighting instruction and a light amount instruction from the lighting control device 10 .

撮像装置!aは、水槽1内の魚11の画像を認識し映像
信号に変換するもので、工業用テレビカメラ(ITV)
が用いられる。すなわち、認識する画素の明るさく11
度)の程度に応じて出力電圧の異なる電気信号を出す、
撮像装置3より出力された電気信号は1画像処理装置4
に送られる0画像処理装置4は撮像装置!3に対して、
水平同期信号と垂直同期信号を出し、撮像のタイミング
を制御する。
Imaging device! A is an industrial television camera (ITV) that recognizes the image of the fish 11 in the aquarium 1 and converts it into a video signal.
is used. In other words, the brightness of the pixel to be recognized is 11
Emit electrical signals with different output voltages depending on the degree of
The electrical signal output from the imaging device 3 is transmitted to one image processing device 4.
The 0 image processing device 4 sent to is an imaging device! For 3,
It outputs a horizontal synchronization signal and a vertical synchronization signal to control the timing of imaging.

画像処理装置4は、撮像袋[3で得られた魚11の画像
情報に基づいて魚11を認識し、その重心Gを計算する
0画像処理装置!4の重心計算方法の詳細な構成と動作
は後で説明する0画像処理装置4にはモニタ5が接続さ
れており、魚のITV画像や、この画像を画像処理した
結果などを表示する。
The image processing device 4 is an image processing device that recognizes the fish 11 based on the image information of the fish 11 obtained with the imaging bag [3] and calculates its center of gravity G! The detailed structure and operation of the centroid calculation method in No. 4 will be described later.0 A monitor 5 is connected to the image processing device 4, and displays an ITV image of the fish and the results of image processing of this image.

画像処理装置4より出力された重心Gの信号は。The signal of the center of gravity G output from the image processing device 4 is as follows.

中央演算装置6に送信される。中央演算装置6は詳細は
後で説明するが、魚11の重心Gの信号から魚11の移
動速度Vを演算する。この処理を所定時間繰返し、魚1
1の重心G及び速度Vの分布を演算する。
It is transmitted to the central processing unit 6. Although the details will be explained later, the central processing unit 6 calculates the moving speed V of the fish 11 from the signal of the center of gravity G of the fish 11. This process is repeated for a predetermined period of time, and 1 fish
Calculate the distribution of the center of gravity G and velocity V of 1.

中央演算装置6は、メモリを有し、このメモリに魚11
の状態が正常の場合の速度分布及び重心位置分布を記憶
させておき、この正常値と上記オンラインで求めた計測
値(実測値)とを比較する。
The central processing unit 6 has a memory, and the fish 11 is stored in the memory.
The velocity distribution and the center of gravity position distribution when the state is normal are stored, and these normal values are compared with the measured values (actual measured values) obtained online.

即ち、魚11の移動速度Vを所定時間計測し、その分布
が正常分布に比べ予じめ設定した偏差以上の差が生じた
場合、魚11の動きが異常であると判定する0判定結果
は、警報装置8に送られる。
That is, if the movement speed V of the fish 11 is measured for a predetermined period of time and the distribution differs from the normal distribution by more than a preset deviation, the 0 judgment result that determines that the movement of the fish 11 is abnormal is , is sent to the alarm device 8.

警報装置は異常の信号を受信すると、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。
When the alarm device receives an abnormal signal, it sounds an alarm or outputs a voice message to prompt the supervisor to investigate the water quality.

尚、魚11の重心位置並びに移動速度の分布の正常値は
、魚の種類や水温などの環境条件に応じて補正又は変更
ができる。
Note that the normal values of the distribution of the gravity center position and moving speed of the fish 11 can be corrected or changed according to environmental conditions such as the type of fish and water temperature.

この補正、変更操作は手動又は自動で行う0例えば、水
温変化に対して補正をする場合、先ず。
This correction and change operation can be performed manually or automatically. For example, when making corrections for changes in water temperature, first.

水槽中の水温を水温計13で計測し、この温度計測値を
中央処理装置6に送り、重心位置、移動速度分布を補正
する。
The water temperature in the water tank is measured with a water thermometer 13, and this temperature measurement value is sent to the central processing unit 6 to correct the center of gravity position and movement speed distribution.

中央処理装置6には、ディスプレイ装置7.キーボード
12が接続されており、魚の重心位置や速度分布の演算
結果を表示したり、その正常値を補正したり、処理時間
や行動異常の判定基準の初期設定などの操作ができる。
The central processing unit 6 includes a display device 7. A keyboard 12 is connected, and operations such as displaying the calculation results of the fish's center of gravity position and speed distribution, correcting the normal values, and initializing the processing time and criteria for determining behavioral abnormalities can be performed.

第2図に画像処理装置4の構成を示す、入出力制御装置
401は、水平同期信号、垂直同期信号により撮像装置
の画像信号の取込みをはかる。取込んだ後、AD変換を
行い、濃淡画像メモリ402゜403に格納させる。
FIG. 2 shows the configuration of the image processing device 4. An input/output control device 401 captures an image signal from an imaging device using a horizontal synchronization signal and a vertical synchronization signal. After capturing, AD conversion is performed and the data is stored in grayscale image memories 402 and 403.

一画像の取込み周期Δtは、中央演算装置6から与えら
れる。この周期Δを毎に得た一画像は。
The capturing period Δt of one image is given from the central processing unit 6. One image obtained every period Δ is.

メモリ402.403に交互に格納する。They are stored alternately in memories 402 and 403.

濃淡画像メモリ402,403は、例えば横×縦の大き
さは256画素×236画素より成り、且つ一画素は8
ビツトより成る。即ち、各画素は、256階調とした。
For example, the grayscale image memories 402 and 403 have horizontal and vertical dimensions of 256 pixels x 236 pixels, and one pixel is 8 pixels.
Consists of bits. That is, each pixel had 256 gradations.

メモリ402,403のi行j列の画素の持つ輝度情報
をH’(i、Jt t)t H(iy jy t+Δt
)とすると、この情報は、魚11が移動する前の情報と
、時間Δtの間に移動した後の情報となる。インターバ
ル時間Δtは、0.1秒〜5秒程度とした。
The luminance information of the pixel in the i row and j column of the memories 402 and 403 is expressed as H'(i, Jt t)t H(iy jy t+Δt
), this information will be information before the fish 11 moves and information after it moves during the time Δt. The interval time Δt was approximately 0.1 seconds to 5 seconds.

濃淡画像メモリ402と403に取り込まれた輝度情報
H(i、j、t)とH(is Je t+Δt)は画像
処理され、最終的には魚11の移動前と移動後の重心位
itGを演算する。
The luminance information H(i, j, t) and H(is Je t+Δt) taken into the grayscale image memories 402 and 403 are subjected to image processing, and finally the center of gravity position itG of the fish 11 before and after the movement is calculated. do.

差分袋R404は、濃淡画像メモリ402゜403に取
り込まれた輝度情報H(i、j、t)とH(L jt 
t+Δt)とからその差分を演算する。すなわち、全て
の画素について(1)式の差分演算を行ない、差分画像
S (1+ js t)を計算し、これを濃淡画像メモ
リ405に格納する。
The difference bag R404 stores the luminance information H(i, j, t) and H(L jt
The difference is calculated from t+Δt). That is, the difference calculation according to equation (1) is performed for all pixels to calculate a difference image S (1+js t), which is stored in the grayscale image memory 405.

S(i、j、t)=H(i、j、t+Δt)−H(iy
、Lt)・・・(1) 差分画像は、動いた物体を抽出するために計算する。こ
こで、輝度の高い値は明るい物体を表わし、低い値は暗
い物体を表す、魚の輝度をf、水の輝度をWとする。魚
が黒く、水部分の背景が白い場合、差分画像では時間t
とt+Δtで同じ輝度を持つ水の部分は差し引かれ、輝
度はOに近い値をとる0時間t+Δtにおける魚の画像
は魚の暗い輝度fから時間tにおける水の明るい輝度W
が引かれるのでf−W<Oとなり負の値をとる。
S (i, j, t) = H (i, j, t + Δt) - H (iy
, Lt)...(1) A difference image is calculated to extract a moving object. Here, a high value of brightness represents a bright object, and a low value represents a dark object. Let f be the brightness of the fish, and W be the brightness of the water. If the fish is black and the water background is white, the time t in the difference image
The part of the water that has the same brightness at time t + Δt is subtracted, and the brightness takes a value close to O. The image of the fish at time 0 time t + Δt is changed from the dark brightness f of the fish to the bright brightness W of the water at time t.
is subtracted, so f-W<O and takes a negative value.

一方、時間tにおける動く前の魚の画像は、逆にt+Δ
tにおける水の明るい輝度Wから時間tにおける魚の暗
い輝度fを引くのでW−f>Oとなり正の値をとる。
On the other hand, the image of the fish before moving at time t is t+Δ
Since the dark brightness f of the fish at time t is subtracted from the bright brightness W of water at time t, W-f>O, which takes a positive value.

このように、差分装置404により得られた差分画像4
05は、3値化装置406に入力される。
In this way, the difference image 4 obtained by the difference device 404
05 is input to the ternarization device 406.

3値化装置406は(2)、(3)、(4)式の3値化
演算を行い画像メモリ407に格納する。3値化のため
の閾値をLsとする。
The ternarization device 406 performs ternarization calculations according to equations (2), (3), and (4), and stores the results in the image memory 407. Let Ls be a threshold value for ternarization.

S(1*Jtt)<−Lsの時S(x*、)、t)= 
 1・・・(2) S(i−jet)>Lsの時5(itjtt)=1・・
・(3) −Ls≦S(i+Jyt)≦Lsの時 S (x + J v t ) = O・・・(4)閾
値Lsの値は、水の輝度Wと魚の輝度fとの差W−f’
以上に選択する。
When S(1*Jtt)<-Ls, S(x*,), t)=
1...(2) When S(i-jet)>Ls, 5(itjtt)=1...
・(3) When −Ls≦S(i+Jyt)≦Ls, S (x + J v t ) = O...(4) The value of the threshold Ls is the difference W- between the brightness W of the water and the brightness f of the fish. f'
Choose from more than that.

3′値化装置406では(2)、(3)、(4)式によ
り、時間tにおける魚の輝度は−1の値をとり時間t+
Δtにおける魚は輝度1の値をとり、背景の水の部分は
輝度0の値をとる。
In the 3' value conversion device 406, according to equations (2), (3), and (4), the brightness of the fish at time t takes a value of -1, and the brightness at time t+
The fish at Δt has a brightness of 1, and the background water has a brightness of 0.

重心演算袋[408は、−1と+1の値を持つ画像の各
々の重心Gを計算する。各々の計算結果Gn(1wJy
tL Gp(ltj+t)は中央処理装置6に送られる
The centroid calculation bag [408 calculates the centroid G of each image having values of -1 and +1. Each calculation result Gn(1wJy
tL Gp(ltj+t) is sent to the central processing unit 6.

この重心は、2値化画像の“1”の存在領域の画素数N
、その“1”存在領域の座標(xt、 YJ)をもとに の計算により求める。
This center of gravity is the number of pixels N in the area where “1” exists in the binarized image.
, is calculated based on the coordinates (xt, YJ) of the "1" existing region.

また、入力制御装置401.濃淡画像メモリ402.4
03.差分画像メモリ405.および3値化格納画像メ
モリ407からのデジタル信号は、セレクタ410を経
てモニタ5に出力できる。
In addition, the input control device 401. Grayscale image memory 402.4
03. Difference image memory 405. The digital signal from the ternary storage image memory 407 can be output to the monitor 5 via the selector 410.

第3図は、画像処理装置4による魚の3値化工程を示し
た図である。第3図(a)、(b)。
FIG. 3 is a diagram showing the ternarization process of fish by the image processing device 4. Figure 3 (a), (b).

(Q)はそれぞれ時刻tにおける魚の濃淡画像、時刻t
+Δtにおける魚の濃淡画像、魚の移動前後の位置を3
値化した画像である。第3図(c)のx、y、zはそれ
ぞれ背景の水の部分、時刻tの時の魚、時刻t+Δtの
時の魚を表わす0図中の数字は各々の輝度を表わす。
(Q) is a grayscale image of the fish at time t, and time t
The grayscale image of the fish at +Δt, the position before and after the fish is moved by 3
This is a valued image. In FIG. 3(c), x, y, and z represent the water part of the background, the fish at time t, and the fish at time t+Δt, respectively. The numbers in the diagram represent the respective brightnesses.

第4図は中央演算装置6の構成を示す。FIG. 4 shows the configuration of the central processing unit 6.

画像処理装置4で計算された魚の重心G n (x p
jetL Gp(xejst)は1重心記憶装置601
に格納された後、移動速度演算装置602にて移動速度
V (t)を(6)式で演算する。
The center of gravity G n (x p
jetL Gp(xejst) is one centroid storage device 601
After being stored in , the moving speed calculation device 602 calculates the moving speed V (t) using equation (6).

v(t)”1Gp(1+J * t)−Gn(1*jt
 t)I/Δt・・・(6) このようにして1時間1.1+Δt、t+2・at・・
・・・・、t+k・atにおける各々の魚の移動速度V
 (t); v(t+Δt)、v(t+2・at)・・
・・・・、V(t+k・at)が時間Δを毎に次式に計
算される。これら計算された移動速度V (t)は、移
動速度記憶装置603に格納される0重心及び移動速度
記憶装置601,603のデータは、セレクタ600を
経てディスプレイ7に表示することができる。
v(t)”1Gp(1+J*t)-Gn(1*jt
t) I/Δt...(6) In this way, 1 hour 1.1+Δt, t+2・at...
..., the moving speed V of each fish at t+k・at
(t); v(t+Δt), v(t+2・at)...
..., V(t+k·at) is calculated for each time Δ using the following formula. These calculated moving speeds V (t), the zero center of gravity stored in the moving speed storage device 603, and the data in the moving speed storage devices 601 and 603 can be displayed on the display 7 via the selector 600.

判定回路604には、魚11の正常時の重心位置分布、
移動速度分布が格納されている。重心及び移動速度記憶
装置601,803は実時間で入力されてくる重心位I
I G p y G n 、移動速度V(1)を時系列
的に記憶すると同時に時間Tの間の重心位置分布G(i
y at t) 、移動速度分布V (t)を計算し、
判定回路604に出力する。
The determination circuit 604 stores the distribution of the center of gravity position of the fish 11 when it is normal;
The moving speed distribution is stored. The center of gravity and moving speed storage devices 601 and 803 store the center of gravity position I input in real time.
I G p y G n , the moving speed V(1) is stored in time series, and at the same time, the center of gravity position distribution G(i
y at t), calculate the moving speed distribution V (t),
It is output to the determination circuit 604.

判定回路604は、移動速度分布V (t)や重心位置
G (x t jt T)を正常時と比較し、その偏差
が大きい時は、警報出力装置605に異常発生の信号を
送る。警報出力装置は、この信号をWI!装置8へ出力
する。
The determination circuit 604 compares the moving speed distribution V (t) and the center of gravity position G (x t jt T) with the normal state, and when the deviation is large, sends a signal to the alarm output device 605 indicating that an abnormality has occurred. The alarm output device outputs this signal as WI! Output to device 8.

判定回路604に格納されている重心位置、移動速度分
布の正常時は、水槽内水温、照明9時間帯、季節などの
環境条件や、魚の種類9匹数、などの条件により常に補
正される。
When the center of gravity position and movement speed distribution stored in the determination circuit 604 are normal, they are constantly corrected based on environmental conditions such as water temperature in the aquarium, lighting time zone, season, type of fish and number of fish.

第5図に移動速度による判定例を示す。FIG. 5 shows an example of determination based on moving speed.

第5図(a)−(b) 、(c’)はそれぞれ移動速度
Vが小さい、正常、大きい場合の単位時間Tの間の分布
を示している。このように、ある時間Tの間の移動速度
分布を求め、正常時(b)との偏差Eを計算し、その偏
差が設定値EIlより大きい又は小さい場合異常と判定
する。
FIGS. 5(a)-(b) and (c') show the distribution during unit time T when the moving speed V is small, normal, and large, respectively. In this way, the moving speed distribution during a certain time T is obtained, the deviation E from the normal state (b) is calculated, and if the deviation is larger or smaller than the set value EIl, it is determined that there is an abnormality.

移動速度分布の偏差Eが小さいと判定した場合は、次に
魚の重心位置分布G (T)の判定を行う。
If it is determined that the deviation E of the moving speed distribution is small, then the distribution of the center of gravity G (T) of the fish is determined.

一般に魚は正常時水面には位置せず、ある深度で行動し
苦しくなると鼻上げなど水面近くに位置する場合が多い
。これにより、移動速度が小さく、かつ魚の重心が水面
近に分布している場合はブザーなどの強い警報を出力す
る。移動速度が小さく、かつ魚の重心位置が正常な場合
、チャイムなどの弱い警報を出す。
In general, fish do not normally sit on the surface of the water, but when they become difficult to navigate at a certain depth, they often position themselves close to the water's surface, with their noses up. As a result, if the moving speed of the fish is slow and the center of gravity of the fish is near the water surface, a strong warning such as a buzzer will be output. If the fish's moving speed is low and the fish's center of gravity is in the correct position, a weak warning such as a chime will be issued.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、魚の行動をその重心位置、移動速度に
より連続的定量的に監視できるので、水中に毒物が流入
したか否かを迅速にかつ自動的に判定することができる
。このため、浄水場や下水処理場における流入水の毒物
監視を省略的かつ正確に実施でき、水の安全性を確保で
きる。
According to the present invention, since the behavior of fish can be continuously and quantitatively monitored based on the position of the center of gravity and the speed of movement, it is possible to quickly and automatically determine whether or not a poisonous substance has entered the water. Therefore, monitoring of toxic substances in inflow water at water purification plants and sewage treatment plants can be carried out simply and accurately, and water safety can be ensured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1Wiは、本発明の一実施例の全体構成図、第2図、
第3図、第4図及び第5図は実施例の詳細図である。 1・・・水槽、3・・・工業用テレビカメラ、4・・・
画像処理装置、6・・・中央処理装置、9・・・照明、
11・・・水棲動物(魚)。
1 Wi is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG.
3, 4 and 5 are detailed views of the embodiment. 1...Aquarium, 3...Industrial television camera, 4...
Image processing device, 6... Central processing unit, 9... Lighting,
11...Aquatic animals (fish).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、水中の毒物混入検知のために水棲動物を飼育する水
槽と、該水棲動物を含む水槽内を撮像する撮像装置と、
該撮像装置からの所定時間毎に得られる画像を濃淡画像
情報として交互に記憶する第1、第2のメモリと、該第
1、第2のメモリの画像の差分をとり、差分画像を得る
第1の手段と、該差分画像の各画素Sについて、水の輝
度と魚の輝度との差で定まる閾値Ls、−Lsとの間で
、S≧Lsか、S≦−Lsか、−Ls<S<Lsかに応
じて1、−1、0の3値化を行う第2の手段と、該第2
の手段による3値化処理結果より、1及び−1の画素領
域を前記所定時間の前後での水棲動物の存在位置とし、
該2つの存在位置上で重心を求める第3の手段と、該2
つの重心位置、及び該2つの重心位置より求めた移動速
度から毒物混入を判定する第4の手段と、より成る水棲
動物監視装置。
1. An aquarium in which aquatic animals are raised to detect poisonous substances in the water, and an imaging device that captures an image of the inside of the aquarium containing the aquatic animals;
first and second memories that alternately store images obtained from the imaging device at predetermined time intervals as grayscale image information; and a second memory that calculates a difference between the images in the first and second memories to obtain a difference image. For each pixel S of the difference image, whether S≧Ls, S≦−Ls, or −Ls<S a second means for performing ternarization of 1, -1, and 0 depending on whether the
Based on the ternarization processing result by the means, the pixel areas of 1 and -1 are set as the positions of the aquatic animals before and after the predetermined time,
a third means for determining the center of gravity on the two existing positions;
An aquatic animal monitoring device comprising: two center of gravity positions; and fourth means for determining poisonous substance contamination from the moving speed determined from the two center of gravity positions.
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