JPH0670626B2 - Aquatic life monitoring equipment - Google Patents

Aquatic life monitoring equipment

Info

Publication number
JPH0670626B2
JPH0670626B2 JP1271664A JP27166489A JPH0670626B2 JP H0670626 B2 JPH0670626 B2 JP H0670626B2 JP 1271664 A JP1271664 A JP 1271664A JP 27166489 A JP27166489 A JP 27166489A JP H0670626 B2 JPH0670626 B2 JP H0670626B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fish
moving speed
water
image
aquarium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1271664A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH02161352A (en
Inventor
研二 馬場
昭二 渡辺
幹雄 依田
直樹 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP1271664A priority Critical patent/JPH0670626B2/en
Publication of JPH02161352A publication Critical patent/JPH02161352A/en
Publication of JPH0670626B2 publication Critical patent/JPH0670626B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は水棲生物の監視装置に係り、特に浄水場の原水
中や下水処理場の流入下水中の毒物の有無を水棲生物に
よつて判定するのに好適な水棲生物監視装置に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an aquatic organism monitoring apparatus, and in particular, the presence or absence of poisonous substances in raw water of a water purification plant or inflow sewage of a sewage treatment plant is determined by an aquatic organism. The present invention relates to a suitable aquatic organism monitoring device.

〔発明の背景〕[Background of the Invention]

浄水場では原水中の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ナフ,コイ,
ウグイ,タナゴ,ハヤ及びオイカワなどの水棲生物を飼
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
に頼つている。
At the water treatment plant, a part of the raw water is guided to a water tank to determine whether toxic substances in the raw water are mixed or not.
It breeds aquatic organisms such as dace, sago, haya and oikawa. That is, when a poisonous substance is mixed in the raw water, the inflow of the poisonous substance into the raw water is monitored by utilizing the phenomenon that the fish behave abnormally or die. In addition, sewage treatment plants need to know whether or not toxic substances prohibited by law have flowed into the inflowing sewage, and rely on manual intermittent 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検出が出来
ず、需要家への配水停止など、対策が後手になる欠点が
あつた。
As such, monitoring poisons in water currently depends on human visual inspection and analysis. For this reason, continuous monitoring and early detection were not possible, and there was a drawback that countermeasures were delayed, such as stopping water distribution to customers.

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回全国水道研究発表会、演算集p464−46
6)が知られている。この方法によれば、魚が水面を腹
を横にして漂う場合に、その魚を「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
高明度部およ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
できる。しかし、この方法を実用化する場合、水槽に流
入する原水が濁つ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。そのため、原水が濁つた時
には魚の画像を認識出来なくなる。
As a method of monitoring fish, a method of detecting fish in an aquarium with an industrial TV camera (ITV) from the top of the aquarium and processing the image (Reference: 36th National Waterworks Research Conference, Computational Collection p464-46)
6) is known. According to this method, when a fish drifts on the surface of the water with its belly lying, the fish can be recognized as an "independent bright spot of a certain size or more", and the high brightness part of the fish existing near the water surface and the water surface By extracting only the change in light due to unevenness, the background can be arranged and the behavior of the fish can be obtained. However, when this method is put to practical use, it is not possible to recognize fish by binarization with a fixed threshold value when the raw water flowing into the tank is turbid. Therefore, when the raw water becomes muddy, the fish image cannot be recognized.

このほか水中の浮遊物を光電変換装置を使つて計測する
公知例として特開昭54−143296号公報がある。
In addition, there is JP-A-54-143296 as a known example of measuring a suspended matter in water using a photoelectric conversion device.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明の目的は、魚類などの水棲生物の動き及びその異
常を客観的かつ連続的に監視することを可能とした水棲
生物監視装置を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide an aquatic organism monitoring apparatus capable of objectively and continuously monitoring the movement of an aquatic organism such as fish and its abnormality.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明の目的は、水棲生物を飼育するための水槽と、該
水槽内の水棲生物を所望の照度で照らすための照明手段
と、該水槽と該照明手段との間に設けられた光散乱板
と、該水槽内の水棲生物を側面より撮影し前記水棲生物
の画像情報を出力する撮像装置と、該撮像装置から得ら
れる画像情報の撮像時間の異なる画像を画像処理して前
記水棲生物の平均移動速度を出力する平均移動速度出力
手段とを有することを特徴とする水棲生物の監視装置に
よって達成される。
An object of the present invention is to provide an aquarium for breeding aquatic organisms, an illumination means for illuminating the aquatic organisms in the aquarium with a desired illuminance, and a light scattering plate provided between the aquarium and the illumination means. And an imaging device that images the aquatic organisms in the aquarium from the side and outputs image information of the aquatic organisms, and an image of the aquatic organisms obtained at different imaging times of the image information obtained from the imaging device is image-processed to average the aquatic organisms. And an average moving speed output means for outputting the moving speed.

水槽を挟んで照明手段と撮像装置を対向して設け、かつ
照明手段と水槽との間に光散乱板を設けることは、非常
に望ましい。
It is very desirable to provide the lighting means and the image pickup device so as to face each other with the water tank in between, and to provide the light scattering plate between the lighting means and the water tank.

また、水棲生物の平均移動速度が設定レベルを超えてい
るか否かを検出して異常状態を表示したり或いは警報を
鳴らすことは望ましい。
It is also desirable to detect whether the average moving speed of aquatic organisms exceeds a set level and display an abnormal condition or sound an alarm.

〔発明の実施例〕Example of Invention

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す。水槽100には水管110
と給水ポンプ120によつて被検水が供給される。被検水
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、また、河川の毒物を監視する場合では河川水であ
る。水槽100は、有底で上部開放型の直方体形状であ
り、底には河川に習つてじやり石101が敷き詰められて
いる。水槽100内に導かれた水は排水管130によつて排水
される。水槽100内には水棲生物として魚140が飼育され
ている。魚は通常複数尾飼育されているが、本実施例で
は説明を簡単にするために、魚が一尾の場合を説明す
る。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. A water pipe 110 in the aquarium 100
The test water is supplied by the water supply pump 120. The test water is raw water at the water treatment plant, inflow sewage at the sewage treatment plant, and river water when monitoring poisonous substances in the river. The water tank 100 has a rectangular parallelepiped shape with a bottom and an open top. The water introduced into the water tank 100 is drained by the drain pipe 130. Fish 140 are kept in the aquarium 100 as aquatic organisms. In general, a plurality of fishes are bred, but in the present embodiment, for simplicity of explanation, the case of one fish will be described.

魚140としては、給水される被検水に棲息する魚が飼育
される。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150A,150Bは水槽100上部に設
置され、魚140を照らす。均一な照明が必要であるので
照明装置150A,150Bと水槽100との間にスリガラスなどを
材質とする光散乱板160を設ける。バツクスクリーン170
は魚140をコントラスト良く認識するために設置され
る。バツクスクリーン170は魚140の背面の色が黒い場合
には白色系のものが、逆に、魚140の背面の色が白い場
合には黒色系のものが良い。
As the fish 140, a fish that lives in the test water to be supplied is bred. For example, crucian carp, carp, dace, tanago and oikawa. The lighting devices 150A and 150B are installed above the aquarium 100 and illuminate the fish 140. Since uniform illumination is required, a light scattering plate 160 made of frosted glass or the like is provided between the illumination devices 150A and 150B and the water tank 100. Back screen 170
Is installed to recognize the fish 140 with good contrast. The back screen 170 is preferably white when the color of the back of the fish 140 is black, and conversely, black when the color of the back of the fish 140 is white.

撮像装置200は、水槽100内の魚140の画像を撮像し電気
信号に変換するもので、工業用テレビカメラ(ITV)が
望ましく、撮像する画素の明るさ(輝度)の程度に応じ
て出力電圧の異なる電気信号を出す。ITVは魚の側面を
監視するために水槽の横方向に位置する。魚の側面を撮
影することにより魚の動きを精度よく検出することがで
きる。撮像装置200から出た電気信号は、移動速度検出
手段300に送信される。また、撮像装置200は撮像制御回
路210から水平方向の同期信号と垂直方向の同期信号を
受けて撮像タイミングが制御される。
The image pickup device 200 is for picking up an image of the fish 140 in the aquarium 100 and converting it into an electric signal. An industrial television camera (ITV) is desirable, and an output voltage depending on the brightness (luminance) of the pixel to be picked up. Emit different electrical signals. The ITV is located lateral to the aquarium to monitor the sides of the fish. The movement of the fish can be accurately detected by photographing the side surface of the fish. The electric signal output from the imaging device 200 is transmitted to the moving speed detecting means 300. Further, the image pickup apparatus 200 receives the horizontal synchronizing signal and the vertical synchronizing signal from the image pickup control circuit 210, and controls the image pickup timing.

移動速度検出手段300は撮像装置200で得た魚140の画像
に基づいて魚140の移動速度Vwを検出する。
The moving speed detecting means 300 detects the moving speed Vw of the fish 140 based on the image of the fish 140 obtained by the imaging device 200.

移動速度Vとしては瞬間的な外乱によるノイズを小さく
するため平均移動速度が用いられる。移動速度検出手段
300内の詳細な構成と動作は後で説明する。移動速度検
出手段300で求めた魚1401の平均移動速度の信号Vは、
移動速度判定器500に送信される。一方、移動速度判定
器500へは第1移動速度設定器510と第2移動速度設定器
520とから第1,第2移動速度VmaxとVminとが入力され
る。第1移動速度設定器510と第2移動速度設定器520で
の値Vmaxと値Vminとの設定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とはいうまでもない。
As the moving speed V, an average moving speed is used to reduce noise due to an instantaneous disturbance. Moving speed detection means
The detailed configuration and operation of 300 will be described later. The signal V of the average moving speed of the fish 1401 obtained by the moving speed detecting means 300 is
It is transmitted to the moving speed determiner 500. On the other hand, the moving speed determiner 500 includes a first moving speed setter 510 and a second moving speed setter.
From 520, the first and second moving speeds Vmax and Vmin are input. It goes without saying that the setting of the value Vmax and the value Vmin in the first moving speed setting device 510 and the second moving speed setting device 520 can be changed according to environmental conditions such as the type of fish and the water temperature.

この変更操作は手動または自動で行う。例えば水温変化
に対して第1移動速度Vmaxと第2移動速度Vminとを自動
変更する場合は、まず、水槽中の水温を水温計102で計
測する。この計測値を設定値変更回路103に送り、第1
移動速度Vmaxと第2移動速度Vminとを変更する。
This changing operation is performed manually or automatically. For example, when the first moving speed Vmax and the second moving speed Vmin are automatically changed with respect to the change in the water temperature, first, the water temperature in the water tank is measured by the water thermometer 102. This measured value is sent to the set value changing circuit 103, and the first
The moving speed Vmax and the second moving speed Vmin are changed.

第1移動速度Vmaxは魚140の動きが異常に活発であると
見なせる移動速度に設定し、Vmaxより大きい値は毒物流
入による異常行動であることを示す。第2移動速度Vmin
は魚140の動きが異常に少ないと見なせる移動速度に設
定され、Vminより小さい値は毒物流入により魚140の動
きが極端に少なく死んだことを示す。
The first moving speed Vmax is set to a moving speed at which the movement of the fish 140 can be considered to be abnormally active, and a value larger than Vmax indicates abnormal behavior due to inflow of poison. Second moving speed Vmin
Is set to a moving speed at which it can be considered that the movement of the fish 140 is abnormally small, and a value smaller than Vmin indicates that the movement of the fish 140 is extremely small due to the inflow of poison.

移動速度判定器500では、移動速度検出手段300で求めた
魚140の平均移動速度Vと、第1移動速度設定器510と第
2移動速度設定器520とを各々比較する。すなわち、移
動速度判定器500は、魚140の平均移動速度Vが第1移動
速度Vmaxより大きい時または第2移動速度Vminより小さ
い時は、魚140の動きが異常であると判定する。判定結
果は、オン/オフ信号で出力される。
The moving speed determining device 500 compares the average moving speed V of the fish 140 obtained by the moving speed detecting means 300 with the first moving speed setting device 510 and the second moving speed setting device 520, respectively. That is, the moving speed determiner 500 determines that the movement of the fish 140 is abnormal when the average moving speed V of the fish 140 is higher than the first moving speed Vmax or lower than the second moving speed Vmin. The determination result is output as an ON / OFF signal.

図示しないが、異常状態がオンで示されるとすると、こ
のとき警報を鳴らしたり、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。
Although not shown, if the abnormal state is turned on, an alarm is sounded at this time, or a message for prompting the water quality survey to the monitor is output by voice.

第2図に移動速度検出手段300の構成を示し、その構成
と動作を説明する。移動速度検出手段としては画像処理
装置が使用される。
FIG. 2 shows the configuration of the moving speed detecting means 300, and its configuration and operation will be described. An image processing device is used as the moving speed detecting means.

移動速度検出手段300は撮像装置200で得た魚140の画像
から魚140の平均移動速度Vを検出する。撮像装置200は
第3図に示すような縦M行、横N行の撮像素子を内部に
有し、時間tにおいて各々の撮像素子に対応したi行j
行の画素の明るさの濃度G(i,j,t)を出力する。
The moving speed detecting means 300 detects the average moving speed V of the fish 140 from the image of the fish 140 obtained by the imaging device 200. The image pickup apparatus 200 internally has M vertical rows and N horizontal rows of image pickup elements as shown in FIG. 3, and i rows j corresponding to the respective image pickup elements at time t.
The density G (i, j, t) of the brightness of the pixels in the row is output.

画像メモリ310で各種の画像、具体的には、撮像装置200
からの濃度信号G(i,j,t)を記憶する。画像プロセツ
サ320は、特徴量プロセツサ、ラベリングプロセツサ、
ヒストグラムプロセツサ、コンポリユーシヨンプロセツ
サなどにより構成される。アドレスプロセツサ360で画
像メモリの読み出し/書き込み及び撮像装置200からの
画像取り込み並びにモニター370の表示制御を行う。シ
ステムプロセツサ380で、画像メモリ310とアドレスプロ
セツサ360と画像プロセツサ320とを管理制御する。コン
ソールディスプレイ390で、システムプロセツサ380の管
理制御情報を入力及び表示する。フロツピデイスク400
で画像情報や画像処理プログラムを記憶する。
Various images in the image memory 310, specifically, the imaging device 200
The density signal G (i, j, t) from is stored. The image processor 320 is a feature amount processor, a labeling processor,
It consists of a histogram processor and a composition processor. The address processor 360 reads / writes an image memory, captures an image from the imaging device 200, and controls the display of the monitor 370. The system processor 380 manages and controls the image memory 310, the address processor 360, and the image processor 320. The console display 390 is used to input and display management control information of the system processor 380. Frotpi disk 400
The image information and the image processing program are stored in.

第2図において、画像メモリ310Aはまず撮像装置200の
時間tにおける濃淡画像G(i,j,t)を記憶する。次
に、アドレスプロセツサ360はシステムプロセツサ380に
制御されて時間h後の濃淡画像G(i,j,t+h)を別の
画像メモリ310Bに取り込む。時間hは0.1秒ないし10秒
程度である。
In FIG. 2, the image memory 310A first stores the grayscale image G (i, j, t) of the image pickup apparatus 200 at time t. Next, the address processor 360 is controlled by the system processor 380 to take in the grayscale image G (i, j, t + h) after the time h into another image memory 310B. The time h is about 0.1 to 10 seconds.

画像メモリ310Aと310Bに取り込まれた画像濃度情報G
(i,j,t)とG(i,j,t+h)は画像プロセツサ320で情
報処理されて最終的には魚140の平均移動速度Vを演算
する。画像プロセツサ320における情報処理フローの詳
細を第4図に示す。
Image density information G captured in the image memories 310A and 310B
(I, j, t) and G (i, j, t + h) are processed by the image processor 320, and finally the average moving speed V of the fish 140 is calculated. The details of the information processing flow in the image processor 320 are shown in FIG.

第4図において、画像差分回路340は画像メモリ310Aと3
10Bに取り込まれた画像輝度情報G(i,j,t)とG(i,j,
t+h)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)式で差分画像S(i,j,t)を計算す
る。
In FIG. 4, the image difference circuit 340 includes image memories 310A and 3A.
Image brightness information G (i, j, t) and G (i, j,
The difference is calculated from (t + h). That is, the difference image S (i, j, t) is calculated by the equation (1) for all the pixels.

S(i,j,t)=G(i,j,t+h)−G(i,j,t) …(1) 差分画像により動いた物体を抽出する。輝度の高い値は
明るい物体を表し、低い値は暗い物体を表すが、魚が黒
く、水部分の背景が白い場合を考える。第5図は時間t
の魚の画像を表し、第6図は時間t+hの魚の画像を表
し、第7図は両者の差分画像を表す。第7図において、
Aは水の部分を表し、Bは動く前の魚の画像を表し、C
は動いた後の魚の画像を表す。輝度は図示しないが、各
各の輝度はAが0近傍、Bは負、Cが正の値をとる。こ
の理由を以下に説明する。
S (i, j, t) = G (i, j, t + h) -G (i, j, t) (1) The moving object is extracted from the difference image. A high brightness value represents a bright object and a low brightness value represents a dark object, but consider the case where the fish is black and the water background is white. FIG. 5 shows time t
6 represents the image of the fish, FIG. 6 represents the image of the fish at time t + h, and FIG. 7 represents the difference image between them. In FIG.
A represents the water part, B represents the image of the fish before moving, and C
Represents the image of the fish after moving. Although the brightness is not shown, each brightness has a value of 0 near A, a negative value of B, and a positive value of C. The reason for this will be described below.

魚の輝度をf、水の輝度をwとすると、差分画像では同
じ輝度wを持つ水の部分は差し引かれてw−w=0とな
るので、輝度が0に近い値をとる水が濁つていたとして
も、その輝度wはw−w=0となるので、水の部分は0
に近くなる。時間t+hにおける魚の画像の部分は、時
刻大(第5図)において水であつたので、魚の暗い輝度
fから水の明るい輝度wが引かれるのでf−w<0とな
り負の値をとる。一方、時間tにおける動く前の魚の画
像は、逆に時間t+h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が引かれるのでw−f>0
となり正の値をとる。水が濁つている場合であつても水
の輝度wと魚の輝度fとに差があれば、魚の部分が正又
は負になる。
Assuming that the brightness of the fish is f and the brightness of water is w, the water part having the same brightness w is subtracted in the difference image, and w−w = 0. Therefore, the water whose brightness is close to 0 is muddy. Even so, the brightness w becomes w−w = 0, so the water part is 0
Get closer to. Since the fish image portion at time t + h was exposed to water at a large time (FIG. 5), the bright brightness w of the water is subtracted from the dark brightness f of the fish, so that fw <0 and a negative value is obtained. On the other hand, in the image of the fish before moving at the time t, conversely, the dark brightness f of the fish at the time t is subtracted from the bright brightness w of the water at the time t + h, so that w−f> 0.
Next takes a positive value. Even if the water is cloudy, if there is a difference between the brightness w of the water and the brightness f of the fish, the fish portion becomes positive or negative.

画像差分回路340は、時間tの魚の画像(第5図)、時
間t+hの魚の画像(第6図)及び両者の差分画像(第
7図)を出力する。
The image difference circuit 340 outputs a fish image at time t (FIG. 5), a fish image at time t + h (FIG. 6), and a difference image between them (FIG. 7).

続いて、移動物体3値化工程342では全ての画素につい
て次の式にしたがつて差分画像を3値化する。3値化の
ための閾値Lsとする。
Subsequently, in the moving object ternarization step 342, the difference image is ternarized according to the following formula for all pixels. The threshold Ls for ternarization is set.

S(i,j,t)<−Ls;S(i,j,t)=1 …(2) S(i,j,t)>Ls;S(i,j,t)=1 …(3) −Ls<S(i,j,t)<Ls;S(i,j,t)=0 …(4) 閾値Lsの設定は、水の輝度wと魚の輝度fとの差w−f
以上に選択する。閾値Lsが0に近いとノイズを拾いやす
いのである程度例えば3輝度レベル以上にする。
S (i, j, t) <-Ls; S (i, j, t) = 1 (2) S (i, j, t)>Ls; S (i, j, t) = 1 (3) ) -Ls <S (i, j, t) <Ls; S (i, j, t) = 0 (4) The threshold Ls is set by the difference w−f between the brightness w of water and the brightness f of fish.
Select above. If the threshold value Ls is close to 0, noise is easily picked up, so that the brightness level is set to, for example, 3 brightness levels or more.

移動体3値化回路342では、画像部分回路340で出力され
た画像を3値化する。つまり、式(2),(3),
(4)の計算により、時間tにおける魚140は輝度−1
の値をとり、時間t+hにおける魚140は輝度“1"の値
をとり、水の部分は輝度“0"の値をとる。この結果を第
8図に示す。輝度“−1"と“1"とを黒色で、輝度“0"を
白色で示した図を第9図に示す。図中の数字は各々輝度
の値である。
The moving object ternarization circuit 342 ternarizes the image output from the image partial circuit 340. That is, equations (2), (3),
According to the calculation of (4), the fish 140 at time t has a luminance of -1.
, The fish 140 at time t + h has a value of brightness “1”, and the water part has a value of brightness “0”. The results are shown in FIG. FIG. 9 shows a diagram in which the luminance “−1” and “1” are shown in black and the luminance “0” is shown in white. The numbers in the figure are luminance values.

重心演算回路344では“−1"と“1"の値を持つ画像の各
々の重心を計算する。各々の計算結果をG−(i,j,t),
G+(i,j,t)とし、この値を移動速度演算回路346に入
力する。移動速度演算回路346は魚140の移動速度を次式
で演算する。
The center of gravity calculation circuit 344 calculates the center of gravity of each of the images having the values “−1” and “1”. G- (i, j, t),
G + (i, j, t) is set, and this value is input to the moving speed calculation circuit 346. The moving speed calculation circuit 346 calculates the moving speed of the fish 140 by the following equation.

Vw(t)=1G+(i,j,t)−G−(i,j,t)1/h …
(9) このようにして、時間t,t+h,t+2h,…t+khにおける
各々の重心移動速度Vw(t),Vw(t+h),Vw(t+2
h),…Vw(t+Kh)が次々に計算される。
Vw (t) = 1G + (i, j, t) -G- (i, j, t) 1 / h ...
(9) In this way, the center-of-gravity moving velocities Vw (t), Vw (t + h), Vw (t + 2) at times t, t + h, t + 2h, ...
h), ... Vw (t + Kh) are calculated one after another.

重心移動速度メモリ334は重心移動速度の値Vw(t),Vw
(t+h),Vw(t+2h),…Vw(t+kh)を記憶す
る。
The center-of-gravity moving speed memory 334 stores the values of the center-of-gravity moving speed Vw (t), Vw.
(T + h), Vw (t + 2h), ... Vw (t + kh) are stored.

平均移動速度演算回路336は、これらの値から重心座標
の平均移動速度Vを次式で演算する。
The average moving speed calculation circuit 336 calculates the average moving speed V of the barycentric coordinates from these values by the following equation.

ここで、K+1は平均回数であり、3ないし1000回程度
である。平均移動速度演算回路336で得られた平均移動
速度Vが画像プロセツサ320から出力される。
Here, K + 1 is the average number of times, which is about 3 to 1000 times. The average moving speed V obtained by the average moving speed calculation circuit 336 is output from the image processor 320.

このようにして、移動速度検出手段300で求めた魚140の
移動速度Vは、第1図に示すように移動速度判定器500
に送信される。移動速度判定器400では、移動速度検出
手段300で求めた魚140の平均移動速度Vと、第1移動速
度設定器510と第2移動速度設定器520とから送信された
Vmax及びVminとを各々比較する。すなわち、移動速度判
定器500は、魚140の移動速度Vが第1移動速度Vmaxより
大きい時または第2移動速度Vminより小さい時は、魚14
0の動きが異常であると判定する。
In this way, the moving speed V of the fish 140 obtained by the moving speed detecting means 300 is the moving speed judging device 500 as shown in FIG.
Sent to. In the moving speed judging device 400, the average moving speed V of the fish 140 obtained by the moving speed detecting means 300 and the first moving speed setting device 510 and the second moving speed setting device 520 are transmitted.
Compare Vmax and Vmin respectively. That is, when the moving speed V of the fish 140 is greater than the first moving speed Vmax or less than the second moving speed Vmin, the moving speed determiner 500 determines that the fish 14
It is determined that the movement of 0 is abnormal.

このように、第1図に示す実施例は、画像の差分により
魚の動きを認識しているので、水が濁つている場合にも
魚を認識できる。この結果、魚の移動速度を常に安定し
て検出することができる。
As described above, in the embodiment shown in FIG. 1, the movement of the fish is recognized based on the difference between the images, so that the fish can be recognized even when the water is muddy. As a result, the moving speed of the fish can always be detected stably.

本発明の水槽の他の例を第10図に示す。第10図は魚の画
像抽出をより効果的に行うことができる。第10図は、バ
ツクスクリーン170,170A及び170Bを背景に水槽100をITV
200で監視する。
Another example of the water tank of the present invention is shown in FIG. FIG. 10 can more effectively perform image extraction of fish. FIG. 10 shows the ITV of the water tank 100 against the background of the back screens 170, 170A and 170B.
Monitor at 200.

この実施例では、背景を一定の輝度にする。すなわち、
まずバツクスクリーン170に加えて側面にバツクスクリ
ーン170A及び170Bを配置し、さらに水槽100の枠105をバ
ツクスクリーンに近い輝度(出来るだけ同じ輝度)に塗
装する。これにより魚と背景とを常にコントラストよく
分離できる。
In this embodiment, the background has a constant brightness. That is,
First, in addition to the back screen 170, back screens 170A and 170B are arranged on the side surfaces, and the frame 105 of the water tank 100 is painted with a brightness close to that of the back screen (the same brightness as possible). As a result, the fish and the background can always be separated with good contrast.

第11図は水槽100を水平方向から見た図であり、点線で
示す内側の領域がITV200により撮像される。ITV200は水
槽の側面に位置し、魚を側面から撮像するようにしてい
る。第11図には、図示しないが、撮像した領域で魚140
以外の部分は同じ輝度になつている。すなわち、水槽枠
105、水槽の背面100C、側面100A及び100Bの輝度が一定
であり、魚の輝度と背景の輝度が常に一定の輝度差であ
るので、魚と背景との差分により魚を精度よく抽出する
ことができる。第10図,第11図に示す水槽を用いると精
度良く魚を背景と区別して認識できる。
FIG. 11 is a view of the water tank 100 seen from the horizontal direction, and the inner area shown by the dotted line is imaged by the ITV 200. The ITV200 is located on the side of the aquarium so that the fish can be imaged from the side. Although not shown in FIG. 11, the fish 140 is captured in the imaged area.
The other parts have the same brightness. That is, the aquarium frame
105, the back surface 100C of the aquarium, the side surface 100A and 100B has a constant brightness, and since the brightness of the fish and the brightness of the background always have a constant brightness difference, the fish can be accurately extracted by the difference between the fish and the background. . Using the water tanks shown in Fig. 10 and Fig. 11, fish can be accurately distinguished from the background for recognition.

第12図は水槽の他の構成を示す。照明装置150A,150Bは
撮像装置200から見て水槽100の後方に配置される。照明
装置150A,150Bと水槽100との間には光散乱板160が配置
される。この配置により水槽100が均一な照明また魚140
には後ろから照明があたるので魚140が光を遮り黒く見
える。このため、水槽100に流入する水が濁つた時にも
魚140を背景と区別してコントラスト良く識別すること
ができる。
FIG. 12 shows another configuration of the water tank. The illumination devices 150A and 150B are arranged behind the water tank 100 when viewed from the imaging device 200. A light scattering plate 160 is arranged between the lighting devices 150A and 150B and the water tank 100. With this arrangement, the aquarium 100 can be evenly illuminated and the fish 140
Illuminated from behind, the fish 140 blocks the light and looks black. Therefore, even when the water flowing into the aquarium 100 becomes cloudy, the fish 140 can be distinguished from the background and can be distinguished with good contrast.

本発明の他の実施例を第13図に示す。Another embodiment of the present invention is shown in FIG.

この実施例は、第1移動速度設定器510と第2移動速度
設定器520とにおける値Vmaxと値Vminとの設定を水温に
応じて変更できる。まず、100の中の水温を水温計102で
計測し、この計測値を設定値変更回路103に送る。設定
値変更回路103は水温が高ければ、最高値Vmaxと最低値V
minとが高くなるように設定し、逆に、水温が低ければ
値Vmaxと値Vminとが低くなるように設定する。
In this embodiment, the setting of the value Vmax and the value Vmin in the first moving speed setting device 510 and the second moving speed setting device 520 can be changed according to the water temperature. First, the water temperature in 100 is measured by the water temperature gauge 102, and this measured value is sent to the set value change circuit 103. If the water temperature is high, the set value change circuit 103 will set the maximum value Vmax and the minimum value Vmax.
min is set to be high, and conversely, when the water temperature is low, the value Vmax and the value Vmin are set to be low.

魚の動きは水温が高ければ活発で、逆に、水温が低けれ
ば鈍くなる。従つて、この実施例では、水温の影響を考
慮して、年間を通じて、魚の動きから原水中の毒物の有
無を監視することができる。
When the water temperature is high, the movement of the fish is active. On the contrary, when the water temperature is low, the fish move slowly. Therefore, in this embodiment, it is possible to monitor the presence or absence of poisons in the raw water from the movement of the fish throughout the year in consideration of the influence of the water temperature.

以上の実施例では画像の差分より魚を認識しているの
で、水が濁つた時でも魚を認識できる。例えば、水の部
分は降水時などに濁つた場合には明るさ(輝度)が変化
する。画像の差分間隔hは、0.1秒であるので、この時
間以内で水の輝度変化がなければ、充分に魚と水とを区
別することができる。
In the above embodiment, the fish is recognized from the difference between the images, so that the fish can be recognized even when the water becomes muddy. For example, the brightness (luminance) of the water part changes when it becomes cloudy during precipitation. Since the image difference interval h is 0.1 second, if there is no change in the brightness of water within this time, it is possible to sufficiently distinguish between fish and water.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように本発明によれば魚などの水棲生物の動き及
びその異常を客観的かつ連続的に監視し、移動速度等の
状態量を出力できる。又、照明装置と水槽との間に光散
乱板を設けて均一な照明の中で撮像を行っているので、
画像処理の信頼性も高い。この結果、浄水場や下水処理
場における流入水の毒物監視を精度よく実施でき、水の
安全性確保に効果を発揮する。
As described above, according to the present invention, it is possible to objectively and continuously monitor the movement of an aquatic organism such as a fish and its abnormality, and output the state quantity such as the moving speed. In addition, since a light scattering plate is provided between the lighting device and the water tank to perform imaging under uniform illumination,
The reliability of image processing is also high. As a result, it is possible to accurately monitor the inflow water for poisons at the water purification plant and the sewage treatment plant, and it is possible to ensure the safety of water.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は第1
図における移動速度検出手段の一例を示す詳細構成図、
第3図は撮像装置における撮像素子の配列図、第4図は
情報処理フロー図、第5〜9図は差分画像の説明図、第
10図及び第11図は他の水槽の構成図、第12図は水槽の他
の構成図、第13図は本発明の他の実施例を示す構成図で
ある。 100……水槽、140……魚、150A,B……照明装置、160…
…光散乱板、200……撮像装置、300……移動速度検出手
段、500……移動速度判定器、510……第1移動速度判定
器、520……第2移動速度判定器。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
Detailed configuration diagram showing an example of the moving speed detection means in the figure,
FIG. 3 is an array diagram of image pickup elements in the image pickup apparatus, FIG. 4 is an information processing flow chart, FIGS.
10 and 11 are configuration diagrams of another water tank, FIG. 12 is another configuration diagram of the water tank, and FIG. 13 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention. 100 …… Aquarium, 140 …… Fish, 150A, B …… Lighting device, 160…
... light scattering plate, 200 ... imaging device, 300 ... moving speed detecting means, 500 ... moving speed judging device, 510 ... first moving speed judging device, 520 ... second moving speed judging device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 直樹 茨城県日立市大みか町5丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (56)参考文献 実開 昭56−42077(JP,U) 特公 平5−31941(JP,B2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Naoki Hara 5-2-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Inside the Omika factory of Hitachi, Ltd. (56) References: 56-42077 (JP, U) Japanese Patent Publication 5-31941 (JP, B2)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水棲生物を飼育するための水槽と、 該水槽内の水棲生物を所望の照度で照らすための照明手
段と、 該水槽と該照明手段との間に設けられた光散乱板と、 該水槽内の水棲生物を側面より撮影し前記水棲生物の画
像情報を出力する撮像装置と、 該撮像装置から得られる画像情報の撮像時間の異なる画
像を画像処理して前記水棲生物の平均移動速度を出力す
る平均移動速度出力手段と、 を有することを特徴とする水棲生物の監視装置。
1. An aquarium for breeding aquatic organisms, an illumination means for illuminating the aquatic organisms in the aquarium with a desired illuminance, and a light scattering plate provided between the aquarium and the illumination means. An image pickup device that photographs the aquatic organisms in the aquarium from the side and outputs image information of the aquatic organisms; and an average movement of the aquatic organisms by performing image processing on images obtained from the image pickup device at different imaging times. An average aquatic velocity output means for outputting a velocity, and a monitoring device for aquatic organisms, comprising:
【請求項2】特許請求の範囲第1項において、前記水槽
を挟んで前記照明手段と前記撮像装置とを対向して備
え、かつ前記照明手段と前記水槽との間に前記光散乱板
を備えたことを特徴とする水棲生物の監視装置。
2. The light emitting device according to claim 1, wherein the lighting means and the image pickup device are opposed to each other with the water tank interposed therebetween, and the light scattering plate is provided between the lighting means and the water tank. An aquatic organism monitoring device characterized in that
JP1271664A 1989-10-20 1989-10-20 Aquatic life monitoring equipment Expired - Lifetime JPH0670626B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1271664A JPH0670626B2 (en) 1989-10-20 1989-10-20 Aquatic life monitoring equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1271664A JPH0670626B2 (en) 1989-10-20 1989-10-20 Aquatic life monitoring equipment

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60223583A Division JPH0664048B2 (en) 1985-10-09 1985-10-09 Aquatic life monitor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02161352A JPH02161352A (en) 1990-06-21
JPH0670626B2 true JPH0670626B2 (en) 1994-09-07

Family

ID=17503170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1271664A Expired - Lifetime JPH0670626B2 (en) 1989-10-20 1989-10-20 Aquatic life monitoring equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0670626B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0763747A (en) * 1993-08-25 1995-03-10 Japan Radio Co Ltd Water quality inspection device
JP4563772B2 (en) * 2004-11-01 2010-10-13 本多電子株式会社 Synchronous display device for acoustic and optical images of aquatic organisms

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0531941A (en) * 1991-07-29 1993-02-09 Fuji Photo Film Co Ltd Image recording method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02161352A (en) 1990-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH09281100A (en) Water quality monitor
JPH0670626B2 (en) Aquatic life monitoring equipment
JPH0664048B2 (en) Aquatic life monitor
JPH07167770A (en) Device for monitoring substances suspended in water
KR102562371B1 (en) Microalgae analysis device using artificial intelligence
JPH0668489B2 (en) Aquatic animal monitoring device
JPH0785082B2 (en) Water quality abnormality detector
JPH05146791A (en) Microorganism recognition device
JPH01285854A (en) Apparatus for detecting dangerous degree of invading poison by school of fish
JP2526237B2 (en) Image monitoring device for living groups
JPH0531941B2 (en)
JPS63135859A (en) Abnormal water quality monitor
JPS6279330A (en) Flock image recognition device
JPH03163358A (en) Image monitoring apparatus of fish
JP2517737B2 (en) Image monitoring device for fish
JPH0322935B2 (en)
JPH0737975B2 (en) Biological image monitoring device
JPS63307358A (en) Method for recognizing position of plural fishes
JPH0558504B2 (en)
JPH0785079B2 (en) Fish condition monitor
JPS6390761A (en) Image monitoring device for aquatic animals
JPH01217265A (en) Apparatus for detecting abnormality of water quality
JPH01126546A (en) Recognition of moving speed for a plurality of fish
JPS63113355A (en) Image monitor for aquatic animal
JPH11287617A (en) Fish position detection device in the aquarium