JPS63256855A - 魚類の画像監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は被検水として、浄水場や下水処理場の流入水及
び処理水、並びに河川水などを用いて飼育している生物
を画像認識し、被検水中の毒物の有無を検出する装置で
の、飼育水槽や構造及び正常、異常行動の画像処理方法
に関する。

〔従来の技術〕

浄水場などでは原水中に毒物が混入したか否かを判定す
るために、原水や浄水の一部を水槽に導きこの水槽でフ
ナ、コイ、ウグイ、タナゴ、オイカワ及び金魚などの魚
類を飼育している。同様に。

下水処理場の処理水や放流水及び河川水並びに湖沼につ
いて水中の毒物の有無を監視するために、魚類を飼育す
る場合がある。水中に毒物が混入した場合には、魚類が
異常に行動したり死んだりするのでこれを目視で監視し
ている。しかし、目視に頼っており、人が監視していな
い時には検出できないので、自動監視が望まれていた。

魚類の監視方法は、水槽中の魚を水槽上部から工業用テ
レビカメラで検出し、画像処理する方法（文献：第３６
口金国水道研究発表会、講演集Ｐ４６４〜４６６）が考
案されている。しかし、この方法では魚が水面上に浮上
した場合に画像監視によって警報を出すだけであり、水
槽の構造及び魚類の異常行動判別の詳細は記載してない
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

発明者らは、画像により魚類の行動を監視する方法を実
用化するための研究を重ねて、魚類を効果的に画像認識
できる水槽構造と、精度よく画像処理する方法を発明す
るに至った。

従来技術は、飼育水槽内の魚類を工業用カメラで検出し
、画像処理するもので水槽構造の詳細については記載さ
れてない。また１画像処理結果についても魚類が水面下
に浮上した場合に、異常と判定して警報を出すもので、
どのような変化によって魚類が浮上したのか判別方法も
記載されてない。

本発明の目的は、水槽に流入する原水中に有害物質が混
入した場合に早期に魚類が反応を示すような、適正な水
槽構造とし、魚類が水面下に浮上した場合に、その行動
が、給餌などのように水質が正常な場合に生じたことが
明らかな場合には、画像の取込み、又は、画像処理を一
時的に停止するようにした画像監視装置を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では、魚類の行動を画像監視する場合、水槽に流
入する原水が、水槽内で偏流を生じることなく流通する
ような、水槽構造とし、異常水質以外の要因によって魚
類が水面に浮上した場合には、異常行動の判定から削除
する処理を行い、魚類の行動結果を適確に検出できるよ
うにした。

〔作用〕

本発明では、水槽内に多孔整流板及びもぐり堰板の設置
による、原水の整流流通並びに、水質の正常な場合での
魚類が浮上したものと判別できるものについては、画像
処理から除外し、魚類の行動監視における水質異常検出
の精度向上ができる。

〔実施例〕

以下に図面を用いて実施例を説明する。

第１図を用いて実施例の構成を説明する。１０は水槽で
給水管１３と給水ポンプ１４によって水が供給される。

水槽１０は矩形形状であって側面の材料はガラスや透明
アクリルのような透明物質である。水槽１０内に導かれ
た水は排水管１５によって排水される。水槽１０内には
金網や多孔板などの仕切板１１Ａ及びＩＩＢによって仕
切られた飼育空間に魚１８を飼育する。ここで、仕切板
１１Ａ及びＩＩＢは、水を通すが魚１８を通さない。ま
た、もぐり堰板１２は、仕切板１１Ｂの下流側に設置す
る。照明装置１６は水槽１０内の魚１８を照らす。照明
装置１６と水槽１０との間にはスリガラスや紙などの半
透明物質を材質とする半透明板１７を設ける。照明装置
１６からみて水槽１０の反対側に工業用テレビカメラ（
ＩＴＶ）などの撮像装置３０を配置する。すなわち、撮
像装置３０は照明装置１６から半透明板１７を通して得
た光を撮像する。ここで、撮像装置３０は仕切板１１Ａ
と′１１Ｂの間にある水と魚とを撮像する。撮像装置３
０の信号は画像処理装置４０に導かれて魚を画像認識す
る。警報装置５０は画像処理装置４０で得られた魚の画
像から魚の行動を評価して異常の場合には警報を発する
。モニタテレビ６０は撮像画像や画像認識結果並びに魚
の移動速度の評価結果を表示する。

続いて、本実施例の構成の詳細並びに動作を以下に説明
する。

給水ポンプ１４は被検水をサンプリングして給水管１３
によって水槽１０に供給する。被検水は浄水場では河川
、沼及び浄水場内の水など（図示せず）であり、下水処
理場では流入下水や処理水であり、また、河川の毒物を
監視する場合では河川水である。水槽１０内の水は排水
管１５によって排水される。水槽１０内は水を通過させ
るが魚を通過させないような金網や多孔板などの仕切板
１１Ａ及び１１Ｂを設置し、仕切板１１Ｂの下流側にも
ぐり堰板１２を設置する。

次に、第２図及び第３図を用いて本発明の一つである、
仕切板１１Ａ、ＩＩＢ及びもぐり堰板１２の構成と動作
を詳細に説明する。第２図は仕切板１１Ａ及び１１Ｂを
示すもので、ここでは多孔１９をもつ仕切板である。ま
た、被検水の流れを２０Ａ、２０Ｂで示した。水槽１０
内に設置した仕切板１１Ａ及びＢは魚を飼育する空間を
保つと、同時に被検水の流れを整流する役目を持ってい
る。すなわち、被検水中に有害物質が混入した場合、飼
育している魚が早期に反応を示し、その異常行動を監視
しなければならない。しかし、仕切板がなかったり、そ
の構造が不備であると水槽１０内での被検水の流れに偏
流が生じ、魚が反応を示さない状態でも有害物質を含ん
だ被検水が、浄水場では原水として使用されてしまう。

従って、ここでの仕切板は多孔整流板として、水４！１
０内に入った被検水が、偏流を生じ水槽流路の一部分だ
けを通り抜けることのない、均一流になる構造とする。

第３図はもぐり堰板１２を示す。もぐり堰板１２は、水
槽１０の上面及び側面を仕切り、底部の一部が空間とな
るように設置する６従って、被検水の流れは２ＯＡ及び
２０Ｂに示したように、もぐり堰板１２と水槽１０の間
を通るようになる。

このもぐり堰板１２の設置は、多孔仕切板の整流の役目
を援助し、仕切板１１ＡとＩＩＢの間の被検水の流れを
、押出し流れに近い状態を保つ。

多孔仕切板１１Ａ、ＩＩＢ及びもぐり堰板１２の設置に
より、被検水に有害物質が混合した場合は、水槽１０内
で飼育している魚１８は早期に反応を示し、これを撮像
できる。

なお、実施例として、仕切板の構造を多孔板としたが、
これは特に限定するものではなく、被検水の流れを整流
にできる構造のものであればよい。

次に、照明装置１６．半透明板１７．水槽１０並びに撮
像装置３ｏの構成について説明する。照明装置１６と撮
像装置３０とは水槽１０をはさんで各々反対方向に配置
する。照明装置１６と水槽１ｏとの間にはスリガラスや
紙などの半透明物質を材質とする半透明板１７を設ける
。半透明板１７全体から発する光は水槽１０を照明し１
通過した光を撮像装置３０で検出する。このため、水の
部分は光が透過して明るい輝度で検出され、一方、魚１
８は光を透過させないので暗い輝度で検出される。すな
わち、魚１８は暗い部分として認識できる。

続いて、撮像方法について説明する。工業用テレビカメ
ラなどの撮像装置３０では仕切板１１ＡとＩＩＢの間の
領域の画像を横方向に、ついで、縦方向に順次走査して
いき、各々の点の明るさをその程度に応じて、逐次、電
気信号に変換する。

つまり、前記領域の画像を縦横に細かく分割し。

この分割した各画素の明るさをその程度に応じて出力電
圧の異なる電気信号に変換する。撮像装置３０から出た
電気信号は電圧などのアナログ信号である。撮像装置３
ｏから出た電気信号は画像処理装置４０に送信される。

画像処理装置４０は撮像装置３０で得た領域の画像に基
づいて魚１８を画像認識すると共に、この認識結果に基
づき魚１８かどれ位の移動速度で遊泳しているものか、
または、水槽１０内のどの位置に分布しているかを検出
する。警報装置５０は画像処理装置４０で得られた魚１
８の行動を評価して異常の場合には警報する。また、モ
ニタテレビ６０は撮像画像や画像認識結果並びに、魚の
移動速度１位置分布の評価結果を表示する。

以上、説明した魚類の画像監視装置において、種々実験
を実施した結果、本発明の他の一つである０画像監視方
法を見い出した。次に、その詳細について説明する。第
１図に示した画像監視装置により、フナ、コイ、ウグイ
及びタナゴにより、実験した結果、水質の正常な場合は
前記した魚とも、水槽の底部付近に位置し、緩やかに遊
泳していることが監視された。これに対して、水質の異
常な場合は、各稚魚とも水槽内を活発に泳ぎ廻ることが
監視され、水質の正常な行動との差は画像認識処理から
も明確に表われた。しかし、画像監視を数日間連続で行
った結果、水質が正常な場合にも、前記した水質の異常
時と同様な行動をすることが判明した。それは、水槽に
大きな衝撃を与えたり、水槽内に物を入れたとき、さら
には給餌のときなどであった。この、内で、水槽に衝撃
を与えること、物を入れることなどについては対策は可
能であったが、給餌をやめることはできない。

この給餌時の魚の行動を監視した結果、餌の投置によっ
ても異なるが、異常と見られる、水面上に活発に遊泳し
て餌を食べる時間帯はさほど長くないことが判明した。

従って、給餌時には画像取込みを一時的に停止すること
により、画像監視の誤動作を解除できた。画像監視の一
時停止の操作方法は、−日で給餌する時間を設定してお
き、給餌時間から画像取込み操作の稼動を停止させ、あ
る一定時間後に稼動を始めるようにタイマで設定する。

なお、給餌時間を設定すれば、画像取込みの停止及び開
始の操作は自動的に行えることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、水質の変化に対応した魚類の行動を把
握でき、また画像監視において、画像監視による水質の
異常検出精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する図、第２図は仕切板の
詳細の説明図、第３図はもぐり堰板の詳細を説明する図
である。 束１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検水を流通させる水槽と、前記水槽で飼育する魚
   類と、前記魚類の画像情報を電気信号に変換する撮像装
   置と、前記魚類を撮像するための照明装置と、前記撮像
   装置から得られる画像情報から前記魚類を画像認識する
   画像処理装置を具備した魚類の画像監視装置において、 前記水槽内に、前記被検水を整流させるための仕切板及
   びもぐり堰板を設けることを特徴とする魚類の画像監視
   装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、 前記画像の取込み操作又は画像処理を一時的に停止でき
   るようにしたことを特徴とする魚類の画像監視装置。