WO2018025404A1 - 診断装置 - Google Patents

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    • G16H30/40—ICT specially adapted for the handling or processing of medical images for processing medical images, e.g. editing

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for imaging an animal for diagnosis.
  • Non-patent Document 1 There is a technique for grasping the physical condition of a domestic animal such as a cow by measuring the body surface temperature of each part by taking a thermographic image.
  • An object of this invention is to improve the measurement precision of the temperature of each site
  • the present invention corresponds to an acquisition unit that acquires a visible light image and an infrared image captured by a camera, and a predetermined part of an animal captured by the camera in the visible light image.
  • a first image processing unit for specifying a region; a second image processing unit for specifying a region in the infrared image corresponding to the region specified by the first image processing unit; and the second image processing unit.
  • a diagnostic device having a diagnostic unit for diagnosing the animal based on the temperature of the specified region.
  • the accuracy of measurement is improved for each part to be measured for temperature.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Diagnosis system, 300 ... Information processing apparatus, 310 ... 1st acquisition part, 320 ... Control part, 330 ... Memory
  • FIG. 1 shows an overview of the diagnostic system 100.
  • the diagnostic system 100 includes a visible light camera 201 (201-1 and 201-2), an infrared camera 202 (202-1 and 202-2), a sensor, and a sensor provided in an area for managing livestock such as cattle and pigs. 400, a cow 500 (a cow 500-A, a cow 500-B, a cow 500-C) and an environment adjusting unit 600 (600-1, 600-1).
  • the positions and number of visible light cameras 201, infrared cameras 202, and sensors 400 in FIG. 1 are merely examples.
  • the figure shows the example of raising and managing cattle in the outdoor grazing area GR, in the case of livestock managed indoors, all the components of the diagnostic system 100 may be installed indoors. A part may be installed indoors (outdoors).
  • Detailed functions of each visible light camera 201 may be the same or different.
  • the detailed functions of each environment adjustment unit 600 may be the same or different.
  • the sensor 400 measures information about the environment of the grazing area GR, such as illumination amount, wind direction, wind speed, temperature, air temperature, humidity, and atmospheric pressure.
  • the environment adjustment unit 600 is a device that changes the environment of the grazing area GR that operates under the control of the information processing device 300, and is, for example, an air conditioner such as a blower or a lighting device.
  • the visible light camera 201 includes an optical system such as a lens, a light detection element, an image processor, and the like, and detects light from a subject to generate image data (referred to as visible light image data).
  • the infrared camera 202 includes an optical system such as a lens, an infrared detection element, an image processing processor, and the like, and detects infrared rays emitted from the subject of the imaging element to generate infrared image data (thermography).
  • An infrared image is a color representation of temperature for each part of a subject.
  • At least one of the visible light camera 201 and the infrared camera 202 automatically adjusts the direction of the lens, the angle of view, the focus and zoom, and the transmission timing of the generated image data according to a predetermined image recognition algorithm. The decision may be made.
  • the used shooting conditions are transmitted to the information processing apparatus 300 together with the image data. That is, the information processing apparatus 300 always grasps the operating states of all visible light cameras 201 and infrared cameras 202.
  • the timing at which the infrared image data and visible light image data are supplied to the information processing apparatus 300 may be independent or synchronized.
  • Each of the visible light image and the infrared image may be a still image, or may be one moving image composed of a plurality of still images captured at a plurality of time points.
  • FIG. 4 shows an example of an image represented by the image data acquired by the first acquisition unit 310.
  • the visible light image IM1 and the infrared image IM2 are a visible light image obtained by photographing a certain subject with one visible light camera 201 and an infrared image obtained by photographing the subject with one infrared camera 202, respectively.
  • the color difference is represented by the type of hatching.
  • the second acquisition unit 350 is implemented as a communication interface, and acquires environmental information indicating the living environment of the cows 500-1, 500-2, and 500-3 that are animals to be monitored from the sensor 400.
  • the storage unit 330 is a storage device implemented as one or more memories or hard disks, and when executed by the processor of the storage unit 330, in addition to a program for realizing the functions of the information processing apparatus 300 described later, A database DB1 describing a plurality of reference temperatures corresponding to each of a plurality of animal parts is stored. This program is downloaded and installed in 300 via a communication network such as the Internet.
  • FIG. 6 is an example of information stored in the database DB1.
  • the database DB1 in addition to a table (for individual A and for individual B) in which a part and a reference temperature are associated with each individual to be monitored, a general-purpose table (general purpose) applied regardless of the individual ) Is stored.
  • the reference temperature is, for example, a temperature in a normal (healthy) state.
  • parts registered are an illustration, and can be suitably determined according to the kind etc. of the animal, the content to diagnose.
  • the storage unit 330 further stores an algorithm for analyzing the visible light image and the infrared image.
  • the storage unit 330 stores installation positions (photographing viewpoints) of all the cameras constituting the diagnostic system 100. Based on the positional relationship between the visible light camera 201 that generated the acquired visible light image and the infrared camera 202 that generated the infrared image, and the imaging conditions of the visible light camera 201 and the infrared camera 202, the control unit 320 is visible. Correspondence between the position of the subject in the optical image data and the position of the subject in the infrared image is determined. In other words, the mapping between the position on the visible light image and the position on the infrared image is performed.
  • the control unit 320 is implemented by one or more processors, and performs animal diagnosis based on visible light image data and infrared image data supplied from at least one visible light camera 201 and at least one infrared camera 202. It should be noted that which of the plurality of visible light cameras 201 and infrared cameras 202 uses which image data generated by which visible light camera 201 and which infrared camera 202 is used is a set whose installation positions are necessarily close to each other. It is not necessary to employ image data generated by the visible light camera 201 and the infrared camera 202. In short, it is only necessary that the correspondence between the acquired position on the visible light image and the position on the infrared image can be specified.
  • the control unit 320 includes a first image processing unit 321, a second image processing unit 322, and a diagnosis unit 323.
  • the first image processing unit 321 is implemented by an image processor and performs image analysis on the visible light image supplied from the first acquisition unit 310. Specifically, the first image processing unit 321 determines whether the monitoring target animal is reflected in the visible light image. Then, the first image processing unit 321 uses a predetermined pattern matching algorithm, and each part predetermined for an animal photographed by each visible light camera 201 in the visible light image supplied from the first acquisition unit 310. The area corresponding to is specified.
  • the first image processing unit 321 may identify a plurality of individuals captured by each visible light camera 201. For example, when a tag in which a unique identification code is formed is attached to a predetermined part of each individual, the identification code is read, and the individual is specified with reference to a database stored in the storage unit 330. Alternatively, information regarding the appearance unique to the individual such as the body shape, hair pattern, and shape of the part may be stored in the storage unit 330, and the individual may be identified by recognizing the shape or pattern from the visible light image data. Further, the first image processing unit 321 may specify the positional relationship between the first individual and the second individual.
  • the control unit 320 analyzes all visible light image data acquired from the camera 201, and about the animal Other visible light cameras 201 in which all or a part of the at least some of the parts are photographed may be specified, and a visible light image generated by the other visible light cameras 201 may be further used. That is, two or more visible light image data are used for one animal. Specifically, the control unit 320 determines whether the specified part is excessive or insufficient with reference to the DB1, and if there is an insufficient part, the control unit 320 is suitable using information on the arrangement of the visible light camera. Another visible light camera 201 is specified. When there is no video for the identified other visible light camera 201, the visible light image data captured by the other visible light camera 201 may be supplied via the first acquisition unit 310. Good.
  • the visible light camera 201 when a certain visible light camera 201 captures an animal from the front, the part behind the body may not be reflected. Even in such a case, the visible light camera 201 installed behind the animal may By using together the visible light image data of the visible light camera 201 that photographed the animal, visible light image data obtained by photographing all parts determined to be necessary for diagnosis of the animal can be obtained.
  • the second image processing unit 322 is implemented as an image processing processor, and specifies a region in the infrared image corresponding to the region specified by the first image processing unit 321 based on the image conversion algorithm stored in the storage unit 330. .
  • FIG. 5 shows an example of the areas specified by the first image processing unit 321 and the second image processing unit 322 based on the visible light image and the infrared image captured for the same individual.
  • the first image processing unit 321 specifies predetermined parts R1 to R10 on the visible light image IM1 based on the analyzed contours, pattern patterns, and the like, and specifies the specified parts R1 to R10.
  • the regions on the infrared image IM2 respectively corresponding to are identified as R1 ′ to R10 ′.
  • what is specified by the first image processing unit 321 and the second image processing unit 322 is not an area of a finite size, but may be a single point of coordinates. In short, it is only necessary to measure the temperature at a position determined as a measurement target necessary for performing diagnosis based on temperature.
  • each visible light image data is arranged closest to the visible light camera 201 that generated the visible light image.
  • the infrared image data generated by the infrared camera 202 is specified, and the temperature is measured for each part specified on the visible light image data.
  • the number of visible light image data and infrared image data used does not have to match. This depends on the relationship between the installation position of the infrared camera 202 and the installation position of the visible light camera 201.
  • the temperature of all parts specified by one or more visible light cameras 201 for a certain animal may be determined based on one or more infrared image data.
  • the diagnosis unit 323 diagnoses an animal based on the temperature of one or more areas specified by the second image processing unit 322. In a preferred embodiment, the diagnosis unit 323 compares the temperatures in the plurality of regions specified by the second image processing unit 322 with each reference temperature, and based on the difference from the reference temperature of the temperature measured for each part, The state of the animal (information such as whether or not the disease has developed, the period in the physiological cycle such as how long it takes to give birth or estrus, and other conditions such as mood, excitement, stress received) judge. For example, when a statistic such as an average value of each part deviation is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that the patient is not in a healthy state.
  • a threshold value is set for each part, and a symptom is associated with one or more target parts, and it is determined that a predetermined symptom is developed.
  • the diagnosis unit 323 may output a diagnosis result for each individual.
  • the diagnosis unit 323 may refer to the temperature of another measured individual when performing diagnosis for one individual among a plurality of individuals. For example, by performing statistical processing such as calculating the average value and median value of the temperature difference measured in all individuals to be monitored, the temperature measured for a certain individual is corrected using the calculated statistic. Determine the temperature for the individual. Thereby, for example, the state of each individual can be determined in consideration of the characteristic of temperature change commonly seen in a plurality of animals to be monitored. For example, when an increase in body temperature is observed in a plurality of cows 500, there is a high possibility that the result of an increase in outside air temperature is not due to a symptom such as a disease, but an erroneous diagnosis result may be generated. Decrease.
  • the diagnosis unit 323 may make a diagnosis in consideration of the environmental information acquired by the second acquisition unit 350 in order to increase the determination accuracy as to whether the temperature change is caused by the environment or the physical condition. Specifically, the reference temperature is corrected according to the temperature, humidity, amount of sunlight, season, etc. measured by the sensor 400. Further, the diagnosis unit 323 may perform diagnosis using information on the positional relationship between animals calculated by the first image processing unit 321. For example, the first image processing unit 321 calculates the total time and frequency of the time when other animals exist within a predetermined distance range from the target animal whose temperature is to be measured, and based on the calculated information, the stress level of the target animal. Is calculated. Alternatively, the first image processing unit 321 may calculate the stress degree by calculating the temporal change (movement) of the positional relationship.
  • the diagnosis unit 323 may use a plurality of visible light images and a plurality of infrared images captured for a single individual within a predetermined period. For example, using a total of 10 sets of visible light images and infrared images taken continuously for 10 seconds, each part is subjected to statistical processing (for example, calculation of an average value) with respect to temperatures obtained by 10 measurements. The numerical value obtained through is output. In this way, instantaneous sudden temperature fluctuations and noise effects are removed, and temperature measurement accuracy is improved.
  • the temperature change may be measured for a single individual over a period of several days to several weeks, based on the fact that the diagnosis requires information on changes in temperature over time depending on the symptoms and conditions of the animal. By grasping the change tendency of temperature over a long period of time for one individual, the range of medical conditions that can be diagnosed is expanded, or the accuracy of diagnosis is improved.
  • the adjustment unit 340 is implemented as a processor and a communication interface, and generates a control signal based on information representing the diagnosis result output from the diagnosis unit 323 and transmits the control signal to one or more environment adjustment units 600. Specifically, the adjustment unit 340 determines the necessity of transmission of control information and the content of control for each environment adjustment unit 600 based on the information indicating the diagnosis result, and determines the necessary one or more environment adjustment units 600. A control signal representing the determined control content is transmitted.
  • FIG. 7 shows an operation example of the diagnostic system 100.
  • image analysis is executed by the first image processing unit 321. Specifically, it is detected whether or not a predetermined animal to be monitored is shown (S104). If it is shown, an individual of the animal is identified (S106). Further, one or more predetermined regions of interest that are predetermined for the animal are specified (S108). Subsequently, the second image processing unit 322 maps each identified part on the infrared image (S110), and determines the temperature of each identified part based on the infrared image (S112).
  • the diagnosis unit 323 refers to the database DB1 and diagnoses the subject based on the difference between the temperature of each part and the reference temperature (S114). 323 stores the diagnosis result in the storage unit 330 (S116), and may update the reference temperature registered in the database DB1 as necessary. Then, the diagnosis unit 323 determines an action to be taken based on the diagnosis result. Specifically, the necessity and contents of control are determined for each environment adjustment unit 600 based on the diagnosis result (S118), and a control signal is transmitted to one or more environment adjustment units 600 as necessary.
  • the series of processing from S102 to S118 may be performed each time an image is acquired, or may be performed on a schedule unrelated to the image acquisition timing (for example, periodically) or registered as a monitoring target. It may be repeated until all individuals are detected.
  • the position (and region) of the part of the subject can be accurately specified using the visible light image, and the temperature of the specified region can be measured.
  • the temperature measurement accuracy for the predetermined part is improved as compared with the case where the part is specified and the temperature is measured only by the thermographic image.
  • the state of the monitored animal physical condition such as whether it is healthy or sick, whether or not childbirth is close, mood, excitement, stressed state, etc.
  • the diagnostic device of the present invention corresponds to an acquisition unit that acquires a visible light image and an infrared image captured by a camera, and a predetermined part of an animal captured by the camera in the visible light image.
  • a first image processing unit for specifying a region; a second image processing unit for specifying a region in the infrared image corresponding to the region specified by the first image processing unit; and the second image processing unit. It is only necessary to have a diagnostic unit that diagnoses the animal based on the temperature of the specified region.

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Abstract

診断システム（１００）は、カメラにて撮像された、可視光画像および赤外線画像を取得する取得部（３１０）と、前記可視光画像において、前記カメラにて撮影された動物の所定の部位に対応する領域を特定する第１画像処理部（３２１）と、前記第１特定部にて特定された領域に対応する、前記赤外線画像における領域を特定する第２画像処理部（３２２）と、前記第２画像処理部にて特定された領域の温度に基づいて、前記動物を診断する診断部（３２３）とを有する。

Description

診断装置
　本発明は、動物を撮像して診断を行う装置に関する。
　牛などの家畜をサーモグラフィー画像で撮像して各部位の体表温度を測定することにより、その体調を把握するという技術がある（非特許文献１）。
「赤外線サーモグラフィを用いた健康牛の各部位における体表温度差」　インターネット＜URL：https://www.naro.affrc.go.jp/project/results/laboratory/niah/2013/niah13_s23.html＞
　一般に、牛等の動物は、体の部位ごとに温度差が存在し、健康状態を正確に把握するためには、温度を測定すべき対象の各部位の温度を正確に決定することが求められる。しかし、サーモグラフィー画像から牛等の輪郭やおおよその部位を特定することができるが、カメラから被写体までの距離その他の要因によって、各部位の正確な位置を特定することは困難である。結果的に、各部位について測定した温度の精度を向上させることに限界があった。
　本発明は、対象の各部位の温度の測定精度を向上させることを目的とする。
　本発明は、一の態様において、カメラにて撮像された、可視光画像および赤外線画像を取得する取得部と、前記可視光画像において、前記カメラにて撮影された動物の所定の部位に対応する領域を特定する第１画像処理部と、前記第１画像処理部にて特定された領域に対応する、前記赤外線画像における領域を特定する第２画像処理部と、前記第２画像処理部にて特定された領域の温度に基づいて、前記動物を診断する診断部とを有する診断装置を提供する。
　本発明によれば、温度の測定対象の各部位について測定の精度が向上する。
診断システム１００の概要図。 診断システム１００の機能図。 情報処理装置３００の機能図。 取得した画像の例。 特定した領域の例。 データベースＤＢ１に記憶される情報の例。 診断システム１００の動作例。
１００・・・診断システム、３００・・・情報処理装置、３１０・・・第１取得部、３２０・・・制御部、３３０・・・記憶部、３４０・・・調整部、３２１・・・第１画像処理部、３２２・・・第２画像処理部、３２３・・・診断部、３５０・・・第２取得部、４００・・・センサ、５００・・・牛、６００・・・環境調整部、２０１・・・可視光カメラ、２０２・・・赤外線カメラ、４００・・・センサ
　図１は診断システム１００の概要を示す。診断システム１００は、牛や豚などの家畜を管理する区域に設けられた、可視光カメラ２０１（２０１－１、２０１－２）と、赤外線カメラ２０２（２０２－１、２０２－２）と、センサ４００と、牛５００（牛５００－Ａ、牛５００－Ｂ、牛５００－Ｃ）と、環境調整部６００（６００－１、６００－１）とを含む。
　図１における可視光カメラ２０１、赤外線カメラ２０２、センサ４００の位置や個数は、例示に過ぎない。また、同図では、屋外の放牧エリアＧＲで牛を飼育・管理する例を示しているが、屋内で管理する家畜の場合は診断システム１００の全ての構成要素は屋内に設置されてもよいし、一部を屋内（屋外）に設置されてもよい。
　各可視光カメラ２０１の詳細な機能は、同一であってもよいし異なっていてもよい。同様に、各環境調整部６００の詳細の機能は同一であってもよいし異なっていてもよい。
　センサ４００は、照量、風向、風速、温度、気温、湿度、気圧等の、放牧エリアＧＲの環境についての情報を測定する。
　環境調整部６００は、情報処理装置３００の制御の下で動作する、放牧エリアＧＲの環境を変化させる装置で、例えば、送風機などの空調機器や照明装置である。
　図２は、診断システム１００の機能図である。診断システム１００は、可視光カメラ２０１と、赤外線カメラ２０２と、情報処理装置３００と、環境調整部６００と、センサ４００と、９００含む。情報処理装置３００は、パーソナルコンピュータ等の汎用の情報処理装置であって、診断システム１００のユーザによって用いられる。
　可視光カメラ２０１は、レンズ等の光学系や光検出素子、画像処理プロセッサ等を含み、被写体から光を検出して画像データ（可視光画像データという）を生成する。
　赤外線カメラ２０２は、レンズ等の光学系や赤外線を検出素子や画像処理プロセッサ等を含み、撮像素子被写体から発せされる赤外線を感知して赤外線画像データ（サーモグラフィー）を生成する。赤外線画像とは、被写体の部位ごとに温度を色によって表わしたものである。
　生成された赤外線画像データおよび可視光画像データは、９００を介して情報処理装置３００に送信される。９００は有線または無線ＬＡＮまたはインターネットである。
　また、９００は、センサ４００にて測定されたデータを情報処理装置３００に送信する。また、９００を介し、情報処理装置３００から各環境調整部６００へ制御信号が供給される。制御信号には。例えば、電源のＯＮ／ＯＦＦタイミング、送風量（回転数）が含まれる。
　可視光カメラ２０１および赤外線カメラ２０２の少なくともいずれか一方において、レンズの向き、撮影範囲（ズーム）やピント等の制御は、図示せぬ遠隔装置によって診断システム１００の管理者が行ってもよい。具体的には、ユーザは可視光カメラ２０１および赤外線カメラ２０２から情報処理装置３００に供給された画像データを目で確認して被写体の捜索や特定を行い、画角、ピントやズーム等の撮影条件を規定する制御信号を制御部３２０から可視光カメラ２０１および赤外線カメラ２０２へ送信する。
　あるいは、可視光カメラ２０１および赤外線カメラ２０２の少なくともいずれか一方は、所定の画像認識アルゴリズムに従って、自動で、レンズの向き、画角、ピントやズームの調整、生成した画像データの送信タイミングの指定等の決定を行ってもよい。この場合、用いた撮影条件は画像データとともに情報処理装置３００に送信される。すなわち、情報処理装置３００は、全ての可視光カメラ２０１および赤外線カメラ２０２の動作状態を常に把握している。
　同図では、赤外線カメラ２０２および可視光カメラ２０１は異なる位置に設けられるので、赤外線カメラ２０２および可視光カメラ２０１が同一の被写体を撮影したとしても、撮影視点が異なることになる。一つの赤外線カメラ２０２および一つの可視光カメラ２０１は一体構造であってもよい。この場合、得られる画像データの撮影視点は同一または実質的に同一となる。
　赤外線画像データおよび可視光画像データが情報処理装置３００に供給されるタイミングは、独立していてもよいし、同期していてもよい。可視光画像および赤外線画像は、それぞれ、静止画でもよいし、複数の時点において撮像された複数の静止画像から構成される一つの動画であってもよい。
　図３は情報処理装置３００の機能を示す。情報処理装置３００は、第１取得部３１０と、制御部３２０と、記憶部３３０と、調整部３４０と、第２取得部３５０とを含む。第１取得部３１０は、ＬＡＮモジュール等の通信インタフェースとして実装され、可視光画像および赤外線画像をそれぞれ可視光カメラ２０１および赤外線カメラ２０２から取得すると、それぞれ第１画像処理部３２１および第２画像処理部３２２へ供給する。
　第１取得部３１０にて取得された画像データが表す画像の例を図４に示す。可視光画像ＩＭ１および赤外線画像ＩＭ２は、それぞれ、ある被写体を一つの可視光カメラ２０１にて撮影した可視光画像および当該被写体を一つの赤外線カメラ２０２にて撮影した赤外線画像である。なお、同図（ｂ）においては、便宜上、色の違いをハッチングの種類によって表現している。
　図３に戻り、第２取得部３５０は、通信インタフェースとして実装され、監視対象の動物である牛５００‐１、５００‐２、５００‐３の生活環境を示す環境情報をセンサ４００から取得する。
　記憶部３３０は、１以上のメモリやハードディスクとして実装された記憶装置であって、記憶部３３０のプロセッサにて実行されると、後述する情報処理装置３００の機能を実現するためのプログラムのほか、動物の複数の部位の各々に対応する複数の基準温度を記述したデータベースＤＢ１を格納する。なお、このプログラムは、例えばインターネット等の通信網を介して３００にダウンロードされてインストールされる。
　図６は、データベースＤＢ１に記憶される情報の例である。この例では、データベースＤＢ１において、監視対象の個体ごとに、部位と基準温度とを対応付けたテーブル（個体Ａ用、個体Ｂ用）のほか、個体に関係なく適用される汎用のテーブル（一般用）が格納される。
　基準温度とは、例えば正常（健康）な状態における温度である。なお、登録される部位の位置や数は例示であり、動物の種類、診断したい内容等に応じて適宜定めることができる。なお、個体ごとにテーブルを有する必要はなく、例えば一つの品種の動物に対して一つのテーブルを有していてもよい。
　図３に戻り、記憶部３３０には、更に、可視光画像および赤外線画像を解析するアルゴリズムが記憶される。また、記憶部３３０には、診断システム１００を構成する全てのカメラの設置位置（撮影視点）が記憶される。制御部３２０は、取得した可視光画像を生成した可視光カメラ２０１と、赤外線画像を生成した赤外線カメラ２０２との位置関係と、可視光カメラ２０１および赤外線カメラ２０２の撮影条件とに基づいて、可視光画像データにおける被写体の部位と赤外線画像における当該被写体の部位の位置の対応関係を決定する。換言すると、可視光画像上の位置と赤外線画像上の位置との間のマッピングが行われる。
　制御部３２０は、１以上のプロセッサによって実装され、少なくとも一つの可視光カメラ２０１と少なくとも一つの赤外線カメラ２０２から供給された可視光画像データおよび赤外線画像データに基づいて、動物の診断を行う。
　なお、複数の可視光カメラ２０１および赤外線カメラ２０２のうちどの可視光カメラ２０１およびどの赤外線カメラ２０２で生成された画像データを用いるかは任意であって、必ずしも設置位置が互いに近接している一組の可視光カメラ２０１および赤外線カメラ２０２にて生成された画像データを採用する必要はない。要するに、取得した可視光画像上の位置と、赤外線画像上の位置との対応関係が特定できればよい。
　具体的には、制御部３２０は、第１画像処理部３２１と、第２画像処理部３２２と、診断部３２３とを含む。第１画像処理部３２１は画像処理プロセッサによって実装され、第１取得部３１０から供給された可視光画像に対して画像解析を行う。具体的には、第１画像処理部３２１は監視対象の動物が可視光画像に映っているかを判定する。そして、第１画像処理部３２１は所定のパターンマッチングアルゴリズムを用いて、第１取得部３１０から供給された可視光画像における、各可視光カメラ２０１にて撮影された動物について予め定められた各部位に対応する領域を特定する。
　加えて、第１画像処理部３２１は、各可視光カメラ２０１にて撮像された複数の個体をそれぞれ識別してもよい。例えば、各個体の所定の部位に固有の識別コードが形成されたタグが取り付けられている場合、識別コードを読み取り、記憶部３３０に記憶されたデータベースを参照して個体を特定する。あるいは、体型や毛の模様、部位の形状等の個体特有の外見に関する情報を記憶部３３０に記憶しておき、可視光画像データから形状や模様を認識することで個体を特定してもよい。
　さらに、第１画像処理部３２１は、第１の個体と第２の個体との位置関係を特定してもよい。
　制御部３２０は、ある可視光カメラ２０１にて撮影された動物に対して予め定められた部位の少なくとも一部が認識できない場合、全てカメラ２０１から取得した可視光画像データを解析し、その動物についての当該少なくとも一部の部位の全部または一部が撮影された他の可視光カメラ２０１を特定して、当該他の可視光カメラ２０１にて生成された可視光画像をさらに用いてもよい。すなわち、一つの動物に対して２以上の可視光画像データを用いる。具体的には、制御部３２０は、特定した部位に過不足があるかを、ＤＢ１を参照して判定し、不足している部位があれば可視光カメラの配置についての情報を用いて好適な他の可視光カメラ２０１を特定する。該特定した他の可視光カメラ２０１についての映像が存在しない場合は、当該他の可視光カメラ２０１に撮影した可視光画像データを送信するように、第１取得部３１０を介して供給してもよい。
　例えば、ある可視光カメラ２０１が動物を正面から撮影した場合、体の後ろ側の部位は映らない場合があるが、このような場合でも、当該動物の背後に設置された可視光カメラ２０１にて当該動物を撮影した可視光カメラ２０１の可視光画像データを合わせて用いることで、当該動物に対して診断に必要と定められた全ての部位を撮影した可視光画像データを得ることができる。
　第２画像処理部３２２は画像処理プロセッサとして実装され、記憶部３３０に記憶された画像変換アルゴリズムに基づいて第１画像処理部３２１にて特定された領域に対応する、赤外線画像における領域を特定する。
　図５は、同一の個体について撮影された可視光画像および赤外線画像に基づいて、第１画像処理部３２１および第２画像処理部３２２にて特定された領域の例を示す。この例では、第１画像処理部３２１にて、解析した輪郭や模様のパターン等に基づいて、予め定められた可視光画像ＩＭ１上の部位Ｒ１～Ｒ１０が特定され、特定された部位Ｒ１～Ｒ１０にそれぞれ対応する赤外線画像ＩＭ２上の領域がＲ１´～Ｒ１０´であると特定されている。なお、第１画像処理部３２１および第２画像処理部３２２で特定されるのは有限の大きさの領域ではく、一点の座標であってもよい。要するに、温度に基づく診断を行うのに必要な測定対象として定められた位置における温度が測定できればよい。
　なお、第１画像処理部３２１において一つの動物に対して複数の可視光画像データが用いられた場合、可視光画像データごとに、その可視光画像を生成した可視光カメラ２０１に最も近接に配置されている赤外線カメラ２０２にて生成された赤外線画像データを特定し、可視光画像データ上で特定した部位ごとに温度を測定する。
　ここで、用いる可視光画像データと赤外線画像データの枚数は一致しなくてもよい。赤外線カメラ２０２の設置位置と可視光カメラ２０１の設置位置の関係に依存する。要するに、ある動物について１以上の可視光カメラ２０１にて特定した全ての部位の温度が、１以上の赤外線画像データに基づいて決定されればよい。
　診断部３２３は、第２画像処理部３２２にて特定された１以上の領域についての温度に基づいて、動物を診断する。好ましい態様において、診断部３２３は、第２画像処理部３２２にて特定された複数の領域における温度と各基準温度とを比較し、各部位について測定された温度の基準温度から差に基づいて、動物の状態（病気を発症しているか否かといった情報のほか、出産や発情までの期間がどの程度なのかといった生理サイクルにおける時期、その他、気分、興奮度、受けているストレスなど諸状態）を判定する。例えば、各部位ずれの平均値などの統計量が所定の閾値以上である場合は、健康でない状態にあると判定する。あるいは、部位ごとに閾値を定め、症状と１以上の着目部位とを対応付け、所定の症状を発症していると判定する。第１画像処理部３２１にて個体が識別された場合は、診断部３２３は個体ごとに診断結果を出力してもよい。
　診断部３２３は、複数の個体のうち一の個体について診断を行うに際し、測定済みの他の個体の温度を参照してもよい。例えば、監視対象の全ての個体で測定した温度差について平均値や中央値の算出等の統計処理を行い、ある個体について測定された温度を、算出した統計量を用いて補正することによって、当該個体についての温度を決定する。これにより、例えば監視対象の複数の動物に共通してみられた温度変化の特徴を加味して、各個体の状態を判定することができる。例えば、体温の上昇が複数の牛５００でみられた場合、病気等の症状によるものではなく、外気温が上昇した結果であるという可能性が高いところ、誤った診断結果が生成される可能性が減少する。
　温度変化が環境の影響なのか体調に起因するものなのかについての判定精度を上げるべく、診断部３２３は第２取得部３５０にて取得した環境情報を加味して診断を行ってもよい。具体的には、センサ４００にて測定された、気温、湿度、日照量、季節等に応じて、基準温度を補正する。
　また、診断部３２３は第１画像処理部３２１にて算出した動物どうしの位置関係の情報を用いて診断を行ってもよい。例えば、第１画像処理部３２１において温度を計測する対象の動物から所定の距離範囲に他の動物が存在する時間の合計や頻度を算出し、算出した情報に基づいて当該対象の動物のストレス度を算出する。あるいは、第１画像処理部３２１にて上記位置関係の時間変化（動き）を算出してストレス度を算出してもよい。
　診断部３２３は、一つの個体について所定の期間内に撮像された、複数の可視光画像および複数の赤外線画像を用いてもよい。例えば、１０秒間に連続撮影された計１０組の、可視光画像と赤外線画像とを使用し、各部位について、１０回測定して得られた温度に対して統計処理（例えば平均値の算出）を経て得られた数値を出力する。こうすることで、瞬間の突発的な温度の変動やノイズの影響が取り除かれ、温度の計測精度が向上する。
　あるいは、動物の症状や状態によっては、診断には温度の計時変化の情報が求められることを踏まえ、一つの個体に対し、数日ないし数週間という期間で、温度変化を計測してもよい。一つの個体について長期間にわたる温度の変化傾向を把握することで、診断できる病状の範囲が広がり、あるいは診断の精度が向上する。
　調整部３４０は、プロセッサおよび通信インタフェースとして実装され、診断部３２３にて出力された診断の結果を表す情報に基づいて、制御信号を生成して１以上の環境調整部６００に送信する。具体的には、調整部３４０は診断の結果を表す情報に基づいて、各環境調整部６００について制御情報の送信の要否および制御の内容を決定し、必要な１以上の環境調整部６００に決定した制御内容を表す制御信号を送信する。
　図７は診断システム１００の動作例を示す。第１取得部３１０にて可視光画像および赤外線画像が取得されると（Ｓ１０２）、第１画像処理部３２１にて画像解析が実行される。具体的には、監視対象として予め定められた動物が映っているか否かが検出され（Ｓ１０４）、映っている場合は、当該動物の個体を識別する（Ｓ１０６）。さらに、当該動物について予め定められた１以上の着目部位を特定（Ｓ１０８）する。
　続いて、第２画像処理部３２２は、特定した各部位を赤外線画像上にマッピング（Ｓ１１０）し、赤外線画像に基づいて、特定した各部位の温度を決定する（Ｓ１１２）。
　続いて診断部３２３は、データベースＤＢ１を参照して、各部位の温度と基準温度とのズレに基づいて被写体について診断する（Ｓ１１４）。３２３は、診断結果を記憶部３３０に記憶し（Ｓ１１６）し、必要に応じてデータベースＤＢ１に登録された基準温度を更新してもよい。そして、診断部３２３は、診断結果に基づいて取るべきアクションを決定する。具体的には、診断結果に基づいて各環境調整部６００について制御の要否および内容を決定し（Ｓ１１８）、必要に応じて制御信号を１以上の環境調整部６００に送信する。
　なお、Ｓ１０２～Ｓ１１８の一連の処理は、画像を取得する度に行ってもよいし、画像の取得タイミングとは無関係なスケジュールで（例えば定期的に）行ってもよいし、監視対象として登録されている全ての個体が検出されるまで繰り返してもよい。
　上記の実施例においては、可視光画像を用いて、被写体の部位の位置（および領域）を正確に特定し、特定した領域の温度を計測することができる。この結果、サーモグラフィー画像のみによって部位の特定と温度の測定とを行う場合に比べて、予め定められた部位についての温度の測定精度が向上する。この結果、監視対象動物の状態（健康なのか病気なのかといった体調、出産が近いのか否か、気分、興奮度、ストレスを受けている状態など）を、より正確に把握することができる。
　上記の実施例においては本発明の実施の一態様にすぎない。本発明の診断装置は、要するに、カメラにて撮像された、可視光画像および赤外線画像を取得する取得部と、前記可視光画像において、前記カメラにて撮影された動物の所定の部位に対応する領域を特定する第１画像処理部と、前記第１画像処理部にて特定された領域に対応する、前記赤外線画像における領域を特定する第２画像処理部と、前記第２画像処理部にて特定された領域の温度に基づいて、前記動物を診断する診断部とを有していればよい。

Claims (10)

  1. 　カメラにて撮像された、可視光画像および赤外線画像を取得する取得部と、
    　前記可視光画像において、前記カメラにて撮影された動物の所定の部位に対応する領域を特定する第１画像処理部と、
    　前記第１画像処理部にて特定された領域に対応する、前記赤外線画像における領域を特定する第２画像処理部と、
    　前記第２画像処理部にて特定された領域の温度に基づいて、前記動物を診断する診断部と
    　を有する診断装置。
  2. 　前記動物の複数の部位の各々に対応する複数の基準温度を記憶した記憶部をさらに備え、
    　前記第１画像処理部は、複数の所定の部位の各々に対応する複数の領域を特定し、
    　前記診断部は、前記第２画像処理部にて特定された複数の領域における温度と各基準温度とを比較する、
    　請求項１に記載の診断装置。
  3. 　前記第１画像処理部は、前記カメラにて撮像された複数の個体をそれぞれ識別し、
    　前記診断部は個体ごとに診断結果を出力する、
    　請求項１または２に記載の診断装置。
  4. 　前記診断部は、前記複数の個体のうち一の個体について診断を行うに際し、他の個体の温度を用いる、
    　請求項３に記載の診断装置。
  5. 　前記第１画像処理部は、第１の個体と第２の個体との位置関係を特定し、
    　前記診断部は前記位置関係を用いる、
    　請求項３に記載の診断装置。
  6. 　前記動物の生活環境を示す環境情報を取得する第２取得部を更に有し、
    　前記診断部は前記環境情報を用いる、
    　請求項１～４のいずれか一つに記載の診断装置。
  7. 　前記可視光画像および前記赤外線画像は、それぞれ複数の時点において撮像され、
    　前記診断部は、所定の期間内に撮像された複数の可視光画像および複数の赤外線画像を用いる、
    　請求項１～６のいずれか一つに記載の診断装置。
  8. 　前記診断部にて出力された診断の結果を表す情報に基づいて生活環境を調整する調整部を更に有する、
    　請求項１～７のいずれか一つに記載の診断装置。
  9. 　カメラにて撮像された、可視光画像および赤外線画像を取得するステップと、
    　前記可視光画像において、前記カメラにて撮影された動物の所定の部位に対応する領域を特定するステップと、
    　前記特定された前記可視光画像における領域に対応する、前記赤外線画像における領域を特定するステップと、
    　前記特定された領域の温度に基づいて前記動物を診断するステップと
    　を有する、動物の診断方法。
  10. 　コンピュータに、
    　カメラにて撮像された、可視光画像および赤外線画像を取得するステップと、
    　前記可視光画像において、前記カメラにて撮影された動物の所定の部位に対応する領域を特定するステップと、
    　前記特定された前記可視光画像における領域に対応する、前記赤外線画像における領域を特定するステップと、
    　前記特定された領域の温度に基づいて前記動物を診断するステップと
    　を実行させるためのプログラム。
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