NO167182B

NO167182B - Fremgangsmaate til aa sortere fisk samt fiskesorteringsinnretning.

Info

Publication number: NO167182B
Application number: NO890853A
Authority: NO
Inventors: Kevin Mccarthy; Patrick Debourke
Original assignee: Grove Telecommunications Ltd
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1991-07-08
Also published as: DK93389D0; NO890853D0; EP0331390A3; US4963035A; EP0331390A2; CA1251863A; DK93389A; NO890853L

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til sortering av fisk i henhold til innledningen av krav 1, samt en fiskesorteringsinnretning i henhold til innledningen av krav 4.

Fiskeforedlingsanlegg har vanligvis sortert fisk med bruk av en menneskelig operatør for å bestemme fiskens forskjellige karakteristikker, f.eks. størrelsen, vekten, kjønn, fiskeart etc. Fisken blir typisk sortert i forskjellige renner for oppsamling etter gruppe og senere behandling. I de senere år er det blitt konstruert automatiske anordninger for å klassifisere fisken slik at de kan sorteres. F.eks. er det i henhold til kanadisk patent nr. 1 039 235 ønsket å bestemme hvorvidt en fisk er en hun med rogn. Organer er anordnet for automatisk å bestemme gjennomsiktbarheten eller gjennomskinneligheten til de mer lysgjennomsiktige hunnfisk med egg og på basis av denne bestemmelse, blir disse fisk ført til en bestemt renne. I henhold til dette patentet er det viktig å orientere fisken med hodet fremad og et apparat som er beskrevet i dette utfører orienterings funksj onen.

Annen apparatur for å behandle fisk er beskrevet i

US-PS nr. 4 339 588 (Robert Molnar). Patenter som omhandler automatisk bestemmelse av karakteristikkene til visse objekter er beskrevet i CA-PS nr. 1 110 996 og US-PS nr. 4 687 107, 4 630 225, 4 324 335 og 4 351 437. Fra NO-PS nr. 158602 er dessuten kjent et fiskebehandlingsanlegg med en bestemmel-sesanordning basert på optisk avsøking til å bestemme en ønsket posisjon av fisken i en hodekappingsanordning.

Ingen av de ovennevnte patenter er i stand til å bestemme arten av den angjeldende fisk. Videre har ingen evnen til å behandle flere rekker med fisk samtidig. I tillegg kan ingen bestemme hvorvidt fisken har hodet eller halen først, angi fiskens vekt etc.

I kjente systemer hvor lengden av et objekt skal bestemmes, bestemmes lengden fra forende til bakende. Hvor det imidlertid dreier seg om fisk er det mulig at fisken er krummet og at avstanden fra forende til bakende ikke med noen nøyaktighet representerer fiskens lengde. Følgelig vil en vektbestemmelse som skal utføres basert på den målte lengde mellom forende og bakende, være unøyaktig„ spesielt da arealet er ukjent og arten, som kan ha en forskjellig vekt pr. volumenhet, kan være forskjellig fra en annen.

Den foreliggende oppfinnelse skaffer mulighet til å bestemme fiskearten. Den skaffer også mulighet for å finne den sanne lengde av fisken, uansett om fisken er orientert med halen eller hodet først på en transportør. Videre omfatter oppfinnelsen organer til bestemmelse av det ovennevnte hvor det forekommer flere rekker av fisk som samtidig føres langs et transportbelte, med bruk av bare et eneste kamera.

Straks det fås en indikasjon med hensyn til art, størrelse, forskjellige tykkelse, breddeforhold for fiskene etc, kan de skilles ved hjelp av pneumatisk drevne dører som er anordnet på tvers av transportbeltet. Operasjonen til dørene er ikke gjenstand for den foreliggende oppfinnelse.

I henhold til oppfinnelsen består en fremgangsmåte til sortering av fisk i å summere avstandene mellom midtpunktene for å skaffe et digitalverdisignal som representerer lengden av fisken.

Fordelaktig omfatter fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen ytterligere trinn for å bestemme midtpunktet av den summerte avstand, å bestemme summen av avstandene mellom bitplanpiksel-posisjoner ved kanten av bildet til venstre for midtpunktet av de summerte avstander mellom midtpunktet for å skaffe et venstre arealsignal, å bestemme summen av avstandene mellom bitplanpikselposisjonene ved kanten av bildet til høyre for midtpunktet av de summerte avstander mellom midtpunktene for å skaffe et høyre arealsignal, å sammenligne det venstre arealsignal med det høyre arealsignal og skaffe et signal som er indikativt for hvorvidt fisken er plassert med halen til venstre i tilfelle det venstre arealsignal er lik eller mindre

enn det høyre arealsignal.

En fiskesorteringsinnretning er i henhold til den foreliggende oppfinnelse kjennetegnet ved et organ for å bestemme lengden av linjer som forbinder midtpunktene samt et organ for å summere lengden av disse linjer for å bestemme lengden av fisken.

Fordelaktig omfatter fiskesorteringsinnretningen i henhold til oppfinnelsen et organ for å bestemme midtpunktet for lengden av fisken og et organ for å summere verdiene mellom de bestemte breddeverdier til venstre for midtpunktet av lengden av fisken for å skaffe et første halvlengdeareal og for å summere verdien mellom de bestemte breddeverdier til høyre for midtpunktet av lengden av fisken for å skaffe et annet halvlengdeareal og et organ for å angi at fisken er plassert med halen først hvis det første halvlengdeareal er mindre enn eller lik det annet halvlengdeareal.

Ytterligere trekk og fordeler ved fremgangsmåten og fiskesorteringsinnretningen fremgår av henholdsvis de uselvstendige krav 3 samt 6 og 7.

En bedre forståelse av oppfinnelsen vil fås ved lesing av den følgende detaljerte beskrivelse i forbindelse med den vedføyde tegning. Fig. 1 viser et grunnriss av et transportbelte som transpor-terer to rekker av fisk. Fig. 2 viser et oppriss forfra av situasjonen vist på fig. 1. Fig. 3 viser et blokkdiagram av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 4 viser en skjematisk representasjon av en hukommelse benyttet i prosessoren på fig. 3. Fig. 5 viser et riss av bitplanet benyttet til å illustrere hvordan dimensjonene av en fisk bestemmes. Fig. 6 viser et bitplan som illustrerer hvordan den sanne lengde av en fisk bestemmes. Fig. 7A-7D er et flytkart til en algoritme for å bestemme posisjonen av fisk representert på et hukommelsesbitplan forbundet med et videokamera og for å bestemme arten av fisken. Fig. 8A-8C viser et flytkart til en algoritme for å bestemme nærværet av en fisk i bitplanet. Fig. 1 viser en transportør 1 som beveger seg i pilens retning og fører fire fisk 2A-2D av -to arter i to rekker adskilt av en strekpunktert linje langs pilens akse. Ved en posisjon nedstrøms for fisken og over enten en ytterligere transportør eller renne 3 er det anordnet fortrinnsvis pneumatisk styrte dører 4 som enten kan innta den viste stilling eller en alternativ stilling som er gjengitt strekpunktert. Når dørene er i de viste stillinger, vil enhver fisk som føres til disse langs rennene 3 avbøyes til nedre underrenner 5 for videre behandling selektivt relatert til denne underrénne. Som det kan ses, har hver av rennene to forbundne underrenner og hver underrénne kan ytterligere deles. Med kjennskap til hvilken art, vekt eller annen karakteristikk som er forbundet med fisken, kan således et signal genereres og sendes med tidsforsinkelse til en styremekanisme for en eller begge dører for å få fisken til å havne nede i en av underrennene etter ønske. Det kan ses på fig. 1 at fisken 2D har halen først. Den foreliggende oppfinnelse er i stand til å foreta fiskebestem-melsen når fisken har halen først, i motsetning til kjent teknikk som krever at hodet skal være først. Fig. 2 viser apparatet på fig. 1 i et sideoppriss. På denne figur er et videokamera 6 anordnet over transportøren og med hvilket et synsfelt som. strekker seg over begge rekkene av fisk registreres. Det foretrekkes at videokameraet 6 skal ha en lyssensor basert på en ladningskoblet innretning (CCD).Et kamera som kan benyttes i den foreliggende oppfinnelse fremstilles av Hitachi Corporation og er et CCD-kamera av typen

KP120.

Et blokkdigram av innretningen for å utføre fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse er vist på fig. 3. Videokameraet 6 er forbundet med en video- eller bildeprosessor 7, som skaffer et utgangssignal til et display, og/eller modem 8 og/eller skriver 8A samt kontrollsignaler til regulatoren 9. Utgangssignalet fra regulatoren 9 er forbundet med renne-dørstyreapparatet, vist som solenoider 10. Rennesolenoidene 10 er forbundet til dørene eller de pneumatiske styringer for pneumatisk drevne dører 4. Den foretrukkede bildeprosessoren er OCTEK 2000 Viking task prosessor, drevet av en mikrodatama-skin av typen 11/73 fra Digital Equipment Corporation.

Videokameraet i samband med prosessoren 7 genererer firebits ord som er karakteristiske for hver gråtone som inneholder et piksel i CCD'en til videokameraet 6. Dette signalet blir normalt lagret i et bitplan. F.eks. består videohukommelsen i systemet typisk av 320 x 240 firebits ord. Dette tillater lagring av et helt bilde med 16 gråtoner. Imidlertid er hukommelsen ved den foreliggende oppfinnelse betraktet som bestående av fire grupper av 320 x 240 énbits ord, inneholdt i hver av fire bitplan. Således er det lagret fire hele binær-bilder i disse. Med et binærbilde er hvert piksel enten sort eller hvitt, dvs. enten på eller av. Således er bare én bit, dvs. den mest signifikante bit i hvert ord, tilstede på det første bitplan.

I den foreliggende oppfinnelse benyttes bitplanet som inneholder den mest signifikante bit. Dataene som skal lagres i de tre andre bitplan blir filtrert eller maskert.

På fig. 4 er det vist fire bitplan hvor bildehukommelsen er typisk delt. I den foreliggende oppfinnelse blir imidlertid den mest signifikante bit lagret i det øverste bitplan 11. De andre bitplan benyttes som omtalt nedenfor.

Bitplanet 11 blir skannet kontinuerlig. Etter som bildet av en fisk 12 passerer fra høyre til venstre over bitplanet, krysser den til slutt en linje som begynner til venstre i bitplanet ved posisjonen x = 40, y = 10. Dette blir registrert straks hukommelsesstedene langs; linjen i nærvær av fisk forandrer seg fra 0 til 1 eller omvendt.

Det skal bemerkes at det er to rekker med fisk, adskilt av den imaginære strekpunkterte linje 13. Prosessoren deler bitplanet i to på hver sin side av linjen 13 og behandler bitplanbildet på dette separat. Selv om to fisker således passerer linjen som går gjennom 0,0 hver for seg, behandler prosessoren denne informasjon individuelt.

Med angivelsen av at en fisk har passert linjen som går gjennom 0,10 i den venstre rekke, men ikke har passert linjen som går gjennom 0,0 (som er nær enden av bitplanet), blir bildedataene fra den venstre rekke overført til det annet bitplan 14. Når nærværet av en fisk 12A forekommer i den høyre rekke som har passert linjen som går gjennom 0,10, men ennå ikke har passert linjen som går gjennom 0,0 detekteres, vil på samme måte bitplanbildet fra denne side av linjen 13 overføres til det tredje bitplan 15.

Fordi fiskene således kan overlappe hverandre og faktisk kan lokaliseres nøyaktig sammenfallende med hverandre med hensyn på en linje som er ortogonal på bevegelsesretningen, mens tiden mellom fisk langs en linje som utgjør en rekke allikevel være relativt lang, kan den foreliggende oppfinnelse gi tilstrek-kelig behandlingstid til å tillate mer enn en rekke av fisk ved overføring av fiskebilder fra hver av rekkene til individuelle, separate bitplan hvor de lagres i lengre tidsrom. På tilsvarende måte kan det f .eks;, være plass til tre rekker av fisk og bildet av den tredje rekke overføres i det fjerde bitplan 16 etc.

Straks bildene er blitt, overført til andre bitplan enn det første, kan prosessoren behandle hvert i ro og mak. Videre kan bildene overføres til et katodestrålerørdisplay enten automatisk eller selektivt av en operatør. Arten og/eller andre faktorer som bestemmes for hver fisk, kan overføres til en fjern datamaskin ved hjelp av et modem 8 eller skrives ut på en skriver 8A.

Fig. 5 viser omrisset 17 av et gråtonebilde av en fisk i et av de lavere bitplan. Bitplanet skannes digitalt og sideskannlin-jene er vist som 17]_, 172, 173...17N_3, 17N_2« 17n-1> 17N- Det kan ses at skannelinjene 17^ og 17N alle møter linjer av hvite piksler, dvs. nuller. Imidlertid kan de innadliggende skannelinjer 172°9 17N-1 vise linjer hvor sorte piksler (innehol-dende enere) påtreffes.

For linjer som inneholder sorte piksler, bestemmes digitalverdiene ved minimums- og maksimumsdigitalverdiene til de sorte piksler og deles med 2. Pikselpunktene representerer halvparten av avstanden mellom de to ovennevnte sorte minimums- og maksimums sorte piksler vist som senterpunktene I82» I83... 18jj-i# 18jg-2' !8n-3 (henvisningstallindeksene til senterpunktene er valgt slik at de samsvarer med tilsvarende indekstall for skannelinjene for overenstemmelsens skyld.

Fig. 6 viser fiskebildet 17 med skannelinjen 17N_i som på fig. 5. I dette tilfellet er fiskebildet 17 krummet og svarer til en krummet fisk. Senterpunktene 182-18n_i er også vist.

Nå blir avstandene mellom senterpunktene samtlige bestemt og summert. Denne summen representerer totallengden til fisken, enten den er rett eller krum. I motsetning til dette vil kjente bildesystemer bestemme avstanden mellom hode og hale representert av linjen 19. Det kan ses at lengden av linjen 19 er vesentlig kortere enn lengden av linjen som representerer avstandene mellom senterpunktene. Den siste linjen som følger krumningen av fisken, er tydelig en mer nøyaktig gjengivelse.

Når lengden av fisken er blitt bestemt, blir halvlengdepunktet 18H deretter bestemt ved å bestemme skannelinjen som skjærer senterpunktet som er halvparten av den bestemte avstand mellom senterpunktene I82 og 18jj-i. Avstanden 20 representerer den venstre halvpart av fiskebildet og avstanden 21 gjengir den høyre halvpart av fiskebildet.

Når adressene til det første sorte piksel langs hver skan-nelinje som representerer kantene av fiskebildet allerede er bestemt, bestemmes summen av avstandene mellom dem (dvs. som gjengir bredden av fiskene langs disse skannelinjene) for både den venstre og den høyre halvpart av fisken, langs skannelinjer som skjærer henholdsvis linjene 20 og 21. Dette svarer til å bestemme arealer av bildeoverflaten. En sammenligning foretas så. Hvis summen av bredder over skannelinjene som skjærer fiskebildet over den venstre halvpart av fisken er lik eller større enn summen av skannelinjebreddene som skjærer bildet over høyre halvpart av fisken, så anses fisken for å ha snuten fremad (til venstre). Hvis imidlertid summen av den venstre halvpart av fisken ikke er lik eller større enn summen av den høyre halvpart av fisken, så anses fisken for å ha halen fremad. For å bestemme resten av verdiene, blir alle elementene i alle matriser som er relatert til dette fiskebilde med halen fremad, rett og slett reversert. Således er kravet om fysisk å vende fisken 180° snute til hale som påkrevet i kjent teknikk, ikke nødvendig ved den foreliggende oppfinnelse.

Aspektforholdet (lengde/bredde), arealforholdet (areal/lengde), haleforholdet (bredde av hale/kvadratrot av lengde), hodeforholdet (bredde av hode/kvadratrot av lengde), nesevinkel og fiskens symmetri bestemmes fra bildekantposisjonen og beregnede verdier. I det tilfelle aspektforholdet er større enn 5,5 og arealforholdet er mindre enn 30,0, blir det konkludert med at det er en torsk.

Når aspektforholdet er større enn 5,5 og arealforholdet større enn 30,0, blir det bestemt at det forekommer en malle.

I tilfelle aspektforholdet er mindre enn 5,5 og arealforholdet mindre enn 30,0, blir det bestemt at det forekommer en lakse-fisk.

I tilfelle aspektforholdet er mindre enn 5,5 og arealforholdet er større enn 30,0 blir det konkludert med at det forekommer en flyndrefisk.

Med bestemmelsen av de ovennevnte fire arter, blir det angitt flagg som passer for hver av artene.

Arealet er bestemt ved å summere bredden av hver av skannelinjene over intervallet som skjærer de sorte piksler i bitplanet. Når arealet er beregnet og i nærvær av et flagg som angir fiskearten, benyttes en konstant som passer til hver art og en antatt vekt beregnes.

På basis av vekten og/eller arten skaffer prosessoren 7 et signal til regulatoren 9 som er indikativt for angivelsen av fisken som befinner seg i det spesifikke bitplan som be-handles. Regulatoren genererer med passende tidsforsinkelse i relasjon til transportørens hastighet et signal til rennesolenoidene 10 for å styre dørene 4 og det endelige bestemmel-sessted for fisken.

Den ovennevnte beskrivelse har fulgt behandlingen av et bilde

i henhold til den generelle algoritme som er beskrevet henholdsvis på fig. 7A-7D. Flytkartene vist på disse og som vil være innlysende for en fagmann og inneholder en beskrivelse av prosessen, er en indikasjon på den mer detaljerte prosess. Flytkartene som utgjør fig. 8A,8B og 8C representerer avbrudds-rutinen for å bestemme nærværet av en fisk på et første bildeplan og bestemmelsen av dens dimensjoner på det annet eller tredje, som omtalt mer generelt ovenfor.

Fordi det er nødvendig med en betydelig behandlingstid for å foreta bestemmelsen av art og vekt og ta hensyn til visning på en monitor, mens bestemmelsen av nærværet av fisk i de to felt i det første bitplan kan utføres hurtig, har den foreliggende oppfinnelse anordnet organer for å dele en prosessor for å utføre de forskjellige oppgaver på en meget effektiv måte og utføre bestemmelsen av fiskekarakteristikker som tidligere ikke lot seg finne. Som tidligere bemerket, utføres bestemmelsen av nærværet av en fisk i samband med den minst signifikante bit i bitbildet som utgjør et enkelt bitplan, og straks nærværet av fiskebildet er blitt bestemt på hver side av en imaginær linje som deler fiskerekkebanen, blir hele bildet fra hver halvpart lagret på et tilsvarende separat bitplan. Prosessoren kan etter å ha bestemt nærværet av bildet og overført det til en av de andre bitplan, utføre artsbestemmelsesberegningene med mer tid til rådighet, samtidig som den avbrytes fra tid til annen for å sjekke nærværet av en fisk i det første bitplan.

Videre bestemmer den foreliggende oppfinnelse lengden av fisken, herunder av krum fisk med en langt høyere grad av nøyaktighet enn tidligere mulig. Dette utføres ved å beregne midtpunktet av skannelinjer over bildet av fisken og deretter summere avstandene mellom midtpunktene.

Med tilgang på midtpunktverdier blir senteret av fiskeko-ordinatene og arealet av fisken til venstre og høyre bestemt. Dette skaffer en indikasjon på hvorvidt fisken har halen eller hodet først.

Arealet er bestemt ved summeringen av skannelinjeavstandene over fiskebildet og fra; dette kan en artsberegning som omtalt i beskrivelsen, og en estimert vekt av fisken bestemmes. Med et passende resulterende signal sendt til en rennesolenoid-styring, kan fisken sorteres med en grad av nøyaktighet og med karakteristiske underinndelinger som ikke tidligere var mulig.

Claims

1. Fremgangsmåte til å sortere fisk, omfattende følgende trinn: (a) å etablere digitalverdiene for bitplanpikselposisjonene ved kantene av bildet av fisken lagret på et bitplan, langs linjer over fisken, (b) å bestemme midtpunktene mellom verdiene, karakterisert ved et ytterligere trinn (c) for å summere avstandene mellom midtpunktene for å skaffe et digitalverdisignal som representerer lengden av fisken.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at den dessuten omfatter trinn for (d) å bestemme midtpunktet av den summerte avstand, (e) å bestemme summen av avstanden mellom bitplanpikselposi-sj onene ved kanten av bildet til venstre for midtpunktet av de summerte avstander mellom midtpunktet for å skaffe et venstre arealsignal, (f) å bestemme summen av avstanden mellom bitplanpiksel-posisj onene ved kanten av bildet til høyre for midtpunktet av de summerte avstander mellom midtpunktene for å skaffe et høyre arealsignal, (g) å sammenligne det venstre arealsignal med det høyre arealsignal og skaffe et signal som er indikativt for hvorvidt fisken er plassert med halen til venstre i tilfelle det venstre arealsignal er lik eller mindre enn det høyre arealsignal.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at den omfatter trinn for å fra bitplanet bestemme pikselposisjoner og digitalverdier som er representative for lengden av fisken, aspektforholdet (lengde/bredde), arealforholdet (areal/lengde), haleforholdet (bredden av halen/kvadratroten av lengden) og hodeforholdet (bredde av hode/kvadratrot av lengde), å sammenligne i det minste aspekt- og arealforholdene med forhåndsbestemte forhold, og å skaffe et signal som indikerer en eller flere forhåndsbestemte arter av fisk fra dette.

4. Fiskesorteringsinnretning, som omfatter (a) et organ (8) for å motta bildet av fisken i et videokamera (6) , (b) et organ (7) for å motta bildet fra kameraet (6) for å lagre det i en bildeplanhukommelse (11), (c) et organ (7) for å bestemme lagrede verdier for bredden av fisken langs linjer perpendikulære på fiskens hovedakse og lagrede verdier for posisjonen av de første og siste av linjene langs hovedaksen som skjærer bildet og (d) et organ (7) for å bestemme posisjonen av midtpunktene mellom de bestemte breddegrenseverdier karakterisert ved(e) et organ (7) for å bestemme lengden av linjer som forbinder midtpunktene samt (f) et organ (7) for å summere lengden av disse linjer for å bestemme lengden av fisken.

5. Fiskesorteringsinnretning i henhold til krav 4, karakterisert ved at den dessuten omfatter (f) et organ (7) for å bestemme midtpunktet for lengden av fisken og (g) et organ (7) for å summere verdiene mellom de bestemte breddeverdier til venstre for midtpunktet av lengden av fisken for å skaffe et første halvlengdeareal og for å summere verdien mellom de bestemte breddeverdier til høyre for midtpunktet av lengden av fisken for å skaffe et annet halvlengdeareal, og (h) et organ for å angi at fisken er plassert med halen først hvis det første halvlengdeareal er mindre enn eller lik det annet halvlengdeareal.

6. Fiskesorteringsinnretning i henhold til krav 5, karakterisert ved at den omfatter et organ (7) for å bestemme aspektforholdet (lengde/bredde), arealforholdet (areal/lengde), haleforholdet (bredde av hale/kvadratrot av lengde) og hodeforholdet (bredde av hode/kvadratrot av lengde), et organ (7) for å sammenligne minst aspekt- og arealforholdene med forhåndsbestemte tilsvarende forhold, og et organ (7) for å skaffe et indikativt signal som svarer til en bestemt fiskeart fra dette.

7. Fiskesorteringsinnretning i henhold til krav 6, karakterisert ved at den dessuten omfatter (a) et organ (7) for å bestemme lagrede grenseverdier for bredden av fisken langs linjer perpendikulære på fiskens hovedakse og lagrede verdier for posisjonen av fisken og de første og siste av linjene langs hovedaksen som skjærer bildet, (b) et organ (7) for å bestemme posisjonen av midtpunkter mellom de bestemte breddegrenseverdier og for å bestemme lengden av linjer som forbinder midtpunktene og (c) et organ (7) for å summere lengden av linjene for å bestemme lengden av fisken.