JPH0670626B2 - 水棲生物の監視装置 - Google Patents
水棲生物の監視装置Info
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- 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
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- Japan
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- fish
- moving speed
- water
- image
- aquarium
- Prior art date
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
公知例として特開昭54−143296号公報がある。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
に基づいて魚140の移動速度Vwを検出する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
（ｔ＋ｈ）,Vw（ｔ＋2h），…Vw（ｔ＋kh）を記憶す
る。
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。
の平均移動速度Ｖを次式で演算する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
本発明の他の実施例を第13図に示す。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
───────────────────────────────────────────────────── 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)
Claims (2)
- 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1271664A JPH0670626B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 水棲生物の監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1271664A JPH0670626B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 水棲生物の監視装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60223583A Division JPH0664048B2 (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 水棲生物監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02161352A JPH02161352A (ja) | 1990-06-21 |
| JPH0670626B2 true JPH0670626B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=17503170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1271664A Expired - Lifetime JPH0670626B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 水棲生物の監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0670626B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0763747A (ja) * | 1993-08-25 | 1995-03-10 | Japan Radio Co Ltd | 水質検査装置 |
| JP4563772B2 (ja) * | 2004-11-01 | 2010-10-13 | 本多電子株式会社 | 水中生物の音響画像と光学画像の同期表示装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0531941A (ja) * | 1991-07-29 | 1993-02-09 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像記録方法 |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP1271664A patent/JPH0670626B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02161352A (ja) | 1990-06-21 |
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