(57)【要約】【課題】ユーザが、３次元映像で表示されたターゲットを個別に区別し易く、ターゲットを容易に見分けることができる、水中探知装置を提供する。【解決手段】送信トランスデューサ２は、水中の送信空間に送信波を送信する。受信トランスデューサ２は、水中のターゲットでの送信波の反射を含む反射波に基づいて受信信号を生成する。ビーム形成部９は、受信信号に基づいて複数の受信空間ＲＳのそれぞれについてビームフォーミング処理を行う。３次元映像データ生成部１０は、ビームフォーミング処理の結果に基づいて、ターゲットを表示部５に表示させるためのターゲットの３次元映像データを生成する。輪郭線映像データ生成部１１は、少なくとも１つの受信空間ＲＳでエコー信号が検出されたターゲットの輪郭線を抽出し、輪郭線を表示部５に表示させるための輪郭線映像データを生成する。【選択図】図３
2020008519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中の送信空間に送信波を送信する送信トランスデューサと、
水中のターゲットでの前記送信波の反射を含む反射波に基づいて受信信号を生成する複数の受信素子を有する受信トランスデューサと、
前記受信信号に基づいて複数の受信空間のそれぞれについてビームフォーミング処理を行うビーム形成部と、
各前記受信空間について行われた前記ビームフォーミング処理の結果に基づいて、前記ターゲットを表示部に表示させるための前記ターゲットの３次元映像データを生成する３次元映像データ生成部と、
少なくとも１つの前記受信空間でエコー信号が検出された前記ターゲットの輪郭線を抽出し、前記輪郭線を前記表示部に表示させるための輪郭線映像データを生成する輪郭線映像データ生成部と、
を備えていることを特徴とする、水中探知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水中探知装置であって、
前記３次元映像データ及び前記輪郭線映像データは、前記表示部に表示される際の表示色の情報を含み、
前記輪郭線映像データ生成部は、前記輪郭線映像データの表示色の情報を前記３次元映像データの表示色の情報と異なる表示色の情報に設定することを特徴とする、水中探知装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の水中探知装置であって、
前記輪郭線映像データ生成部は、
複数の前記受信空間のうちの１つである第１の受信空間において前記ターゲットの前記輪郭線を第１の輪郭線として抽出し、且つ、複数の前記受信空間のうちの１つであって前記第１の受信空間に隣接する第２の受信空間においても前記ターゲットの前記エコー信号が検出されている場合に、
前記第２の受信空間で前記エコー信号が検出された前記ターゲットの前記輪郭線を第２の輪郭線として抽出し、前記第１の輪郭線及び前記第２の輪郭線を前記表示部に表示させるための前記輪郭線映像データを生成することを特徴とする、水中探知装置。
【請求項４】
請求項３に記載の水中探知装置であって、
前記輪郭線映像データ生成部は、前記輪郭線が抽出された前記第１の受信空間に隣接する前記第２の受信空間において前記ターゲットの前記エコー信号が検出されない状態となるまで、前記第１の輪郭線に続いて前記第２の輪郭線を抽出する処理を繰り返し行うことを特徴とする、水中探知装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の水中探知装置であって、
複数の前記受信空間において、任意の１つの受信空間と、前記１つの受信空間とは異なる他の受信空間とは、鉛直面に対する前記１つの受信空間及び前記他の受信空間のそれぞれの方位角、水平面に対する前記１つの受信空間及び前記他の受信空間のそれぞれの傾斜角、及び、前記受信トランスデューサからの前記１つの受信空間及び前記他の受信空間のそれぞれの距離、のうちのいずれかが異なることを特徴とする、水中探知装置。
【請求項６】
請求項３又は請求項４に記載の水中探知装置であって、
前記ターゲットの体積を算出するターゲット体積算出部、を更に備え、
前記ターゲット体積算出部は、前記第１の受信空間における前記第１の輪郭線で区切られた領域と、前記第２の受信空間における前記第２の輪郭線で区切られた領域とに基づいて、前記ターゲットの体積を算出することを特徴とする、水中探知装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の水中探知装置であって、
前記水中探知装置のユーザによって前記ターゲットが選択される操作による入力に基づいて、選択された前記ターゲットの位置を示す情報であるターゲット位置情報を取得する位置情報取得部、を更に備え、
前記輪郭線映像データ生成部は、前記ターゲット位置情報に対応する位置を含む前記ターゲットの前記輪郭線を抽出し、前記輪郭線映像データを生成することを特徴とする、水中探知装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の水中探知装置であって、
複数の前記受信空間のそれぞれは、前記送信空間の部分空間であることを特徴とする、水中探知装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の水中探知装置であって、
前記輪郭線映像データ生成部は、複数の前記受信空間で前記エコー信号が検出された全ての前記ターゲットの前記輪郭線を抽出して前記輪郭線映像データを生成し、
当該水中探知装置は、
複数の前記受信空間で検出された前記ターゲットの前記エコー信号に基づいて、全ての前記ターゲットの体積を算出するターゲット体積算出部と、
前記輪郭線映像データ生成部によって生成された全ての前記輪郭線映像データのうちの一部を前記表示部に表示させる表示対象として選択する表示対象選択部と、
を更に備え、
前記表示対象選択部は、前記ターゲット体積算出部で算出された前記ターゲットの体積の大きさに基づいて、表示対象としての前記輪郭線映像データを選択することを特徴とする、水中探知装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の水中探知装置であって、
前記輪郭線映像データ生成部は、
前記ターゲットの前記輪郭線映像データから抽出した特徴が存在する位置を示す情報である特徴位置情報を取得し、
前記輪郭線映像データの生成後に前記ビーム形成部によって前記ビームフォーミング処理が行われた際には、前記特徴位置情報に対応する位置を含む前記ターゲットの前記輪郭線を抽出し、前記輪郭線映像データを新たに生成することを特徴とする、水中探知装置。
【請求項１１】
水中の送信空間に送信波を送信し、
複数の受信素子が、水中のターゲットでの前記送信波の反射を含む反射波に基づいて受信信号を生成し、
前記受信信号に基づいて複数の受信空間のそれぞれについてビームフォーミング処理を行い、
各前記受信空間について行われた前記ビームフォーミング処理の結果に基づいて、前記ターゲットを表示部に表示させるための前記ターゲットの３次元映像データを生成し、
少なくとも１つの前記受信空間で前記エコー信号が検出された前記ターゲットの輪郭線を抽出し、前記輪郭線を前記表示部に表示させるための輪郭線映像データを生成することを特徴とする、水中探知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中のターゲットを探知するための水中探知装置及び水中探知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、超音波ビームを送信波として水中に送信して３次元領域をスキャンし、受信した反射波に基づいてスキャン領域内の水中情報を３次元映像として表示するためのデータを生成する水中探知装置（ソナー）が開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された水中探知装置においては、水中情報として、魚群等の水中のターゲットの３次元映像のデータが生成され、このデータに基づいて、ディスプレイ等の表示部に魚群等のターゲットが３次元映像で表示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５０８９３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたような水中探知装置によると、水中の魚群等のターゲットが、３次元映像で表示部に表示される。しかしながら、表示部にターゲットが３次元映像で表示される際、表示部における２次元の画面において、ターゲットの３次元映像が投影された状態で表示されることになる。このため、ユーザが、表示部の画面において、３次元映像で表示された魚群等のターゲットを個別に区別しにくい場合が生じ易く、ターゲットを見分けにくいという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、ユーザが、３次元映像で表示されたターゲットを個別に区別し易く、ターゲットを容易に見分けることができる、水中探知装置及び水中探知方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係る水中探知装置は、水中の送信空間に送信波を送信する送信トランスデューサと、水中のターゲットでの前記送信波の反射を含む反射波に基づいて受信信号を生成する複数の受信素子を有する受信トランスデューサと、前記受信信号に基づいて複数の受信空間のそれぞれについてビームフォーミング処理を行うビーム形成部と、各前記受信空間について行われた前記ビームフォーミング処理の結果に基づいて、前記ターゲットを表示部に表示させるための前記ターゲットの３次元映像データを生成する３次元映像データ生成部と、少なくとも１つの前記受信空間でエコー信号が検出された前記ターゲットの輪郭線を抽出し、前記輪郭線を前記表示部に表示させるための輪郭線映像データを生成する輪郭線映像データ生成部と、を備えている。
【０００８】
（２）前記３次元映像データ及び前記輪郭線映像データは、前記表示部に表示される際の表示色の情報を含み、前記輪郭線映像データ生成部は、前記輪郭線映像データの表示色の情報を前記３次元映像データの表示色の情報と異なる表示色の情報に設定する場合がある。
【０００９】
（３）前記輪郭線映像データ生成部は、複数の前記受信空間のうちの１つである第１の受信空間において前記ターゲットの前記輪郭線を第１の輪郭線として抽出し、且つ、複数の前記受信空間のうちの１つであって前記第１の受信空間に隣接する第２の受信空間においても前記ターゲットの前記エコー信号が検出されている場合に、前記第２の受信空間で前記エコー信号が検出された前記ターゲットの前記輪郭線を第２の輪郭線として抽出し、前記第１の輪郭線及び前記第２の輪郭線を前記表示部に表示させるための前記輪郭線映像データを生成する場合がある。
【００１０】
（４）前記輪郭線映像データ生成部は、前記輪郭線が抽出された前記第１の受信空間に隣接する前記第２の受信空間において前記ターゲットの前記エコー信号が検出されない状態となるまで、前記第１の輪郭線に続いて前記第２の輪郭線を抽出する処理を繰り返し行う場合がある。
【００１１】
（５）複数の前記受信空間において、任意の１つの受信空間と、前記１つの受信空間とは異なる他の受信空間とは、鉛直面に対する前記１つの受信空間及び前記他の受信空間のそれぞれの方位角、水平面に対する前記１つの受信空間及び前記他の受信空間のそれぞれの傾斜角、及び、前記受信トランスデューサからの前記１つの受信空間及び前記他の受信空間のそれぞれの距離、のうちのいずれかが異なる場合がある。
【００１２】
（６）前記ターゲットの体積を算出するターゲット体積算出部、を更に備え、前記ターゲット体積算出部は、前記第１の受信空間における前記第１の輪郭線で区切られた領域と、前記第２の受信空間における前記第２の輪郭線で区切られた領域とに基づいて、前記ターゲットの体積を算出する場合がある。
【００１３】
（７）前記水中探知装置は、当該水中探知装置のユーザによって前記ターゲットが選択される操作による入力に基づいて、選択された前記ターゲットの位置を示す情報であるターゲット位置情報を取得する位置情報取得部、を更に備え、前記輪郭線映像データ生成部は、前記ターゲット位置情報に対応する位置を含む前記ターゲットの前記輪郭線を抽出し、前記輪郭線映像データを生成する場合がある。
【００１４】
（８）複数の前記受信空間のそれぞれは、前記送信空間の部分空間である場合がある。
【００１５】
（９）前記輪郭線映像データ生成部は、複数の前記受信空間で前記エコー信号が検出された全ての前記ターゲットの前記輪郭線を抽出して前記輪郭線映像データを生成し、前記水中探知装置は、複数の前記受信空間で検出された前記ターゲットの前記エコー信号に基づいて、全ての前記ターゲットの体積を算出するターゲット体積算出部と、前記輪郭線映像データ生成部によって生成された全ての前記輪郭線映像データのうちの一部を前記表示部に表示させる表示対象として選択する表示対象選択部と、を更に備え、前記表示対象選択部は、前記ターゲット体積算出部で算出された前記ターゲットの体積の大きさに基づいて、表示対象としての前記輪郭線映像データを選択する場合がある。
【００１６】
（１０）前記輪郭線映像データ生成部は、前記ターゲットの前記輪郭線映像データから抽出した特徴が存在する位置を示す情報である特徴位置情報を取得し、前記輪郭線映像データの生成後に前記ビーム形成部によって前記ビームフォーミング処理が行われた際には、前記特徴位置情報に対応する位置を含む前記ターゲットの前記輪郭線を抽出し、前記輪郭線映像データを新たに生成する場合がある。
【００１７】
（１１）また、上記課題を解決するため、本発明のある局面に係る水中探知方法は、水中の送信空間に送信波を送信し、複数の受信素子が、水中のターゲットでの前記送信波の反射を含む反射波に基づいて受信信号を生成し、前記受信信号に基づいて複数の受信空間のそれぞれについてビームフォーミング処理を行い、各前記受信空間について行われた前記ビームフォーミング処理の結果に基づいて、前記ターゲットを表示部に表示させるための前記ターゲットの３次元映像データを生成し、少なくとも１つの前記受信空間で前記エコー信号が検出された前記ターゲットの輪郭線を抽出し、前記輪郭線を前記表示部に表示させるための輪郭線映像データを生成する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ユーザが、３次元映像で表示されたターゲットを個別に区別し易く、ターゲットを容易に見分けることができる、水中探知装置及び水中探知方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る水中探知装置の構成を示すブロック図である。
【図２】送受波器によって送信波が送信される送信空間及び送受波器によって反射波が受信される複数の受信空間を模式的に示す図である。
【図３】水中探知装置の信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】表示部の表示画面に表示される映像の一例を模式的に示す図である。
【図５】表示部の表示画面に表示される映像の一例を模式的に示す図である。
【図６】受信空間に対応して設定されるスライス面及びスライス面上でエコー信号が検出されたターゲットを模式的に示す図である。
【図７】信号処理部の輪郭線映像データ生成部の処理を説明するための図である。
【図８】信号処理部の輪郭線映像データ生成部の処理を説明するための図である。
【図９】表示部の表示画面に表示される映像の一例を模式的に示す図である。
【図１０】図９に示す映像の一部を拡大して示す図である。
【図１１】表示部の表示画面に表示される映像の一例を模式的に示す図である。
【図１２】信号処理部のターゲット体積算出部の処理を説明するための図である。
【図１３】表示部の表示画面に表示される映像の一例を模式的に示す図である。
【図１４】水中探知装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】変形例に係る水中探知装置の信号処理部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る水中探知装置１について、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
［水中探知装置の全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係る水中探知装置１の構成を示すブロック図である。本実施形態の水中探知装置１は、例えば、漁船などの船舶に設けられている。以下では、水中探知装置１を備えている船舶を「自船」という。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態に係る水中探知装置１は、スキャニングソナー１０と、信号処理部４とを備えている。水中探知装置１は、一般的に知られているスキャニングソナー１０に、例えば、信号処理部４が外付けされた構成となっている。尚、水中探知装置１は、信号処理機４がスキャニングソナー１０に対して外付けではなくスキャニングソナー１０に搭載された構成であってもよい。また、水中探知装置１には、ディスプレイ等の表示装置として構成される表示部５が外付けされている。表示部５は、信号処理部４に接続されている。
【００２３】
スキャニングソナー１０は、送受波器２と、送受信部３とを備えている。
【００２４】
［送受波器の構成］
送受波器２は、超音波を送受信する機能を有し、自船の船底に取り付けられている。例えば一例として、送受波器２は、略球形の形状に形成されている。
【００２５】
詳細には、送受波器２は、略球形形状の筐体と、この筐体の外周面に取り付けられた複数の送受波素子としての超音波振動子（図示省略）とを有している。超音波振動子は、超音波を水中の送信空間に送信波として送信するとともに、水中の魚群等のターゲットでの送信波の反射を含む反射波（エコー）を受信し、この反射波を電気信号に変換して受信信号を生成して送受信部３へ出力する。即ち、送受波器２は、水中の送信空間に送信波を送信する送信トランスデューサとして構成されているとともに、水中のターゲットでの送信波の反射を含む反射波に基づいて受信信号を生成する複数の受信素子を有する受信トランスデューサとして構成されている。なお、本実施形態においては、送受波器２として、筐体が球形の場合を例示したが、形状は特に限定されるものではなく、例えば、略円筒形状等のように他の形状であってもよい。送受波器２の筐体が略円筒形状である場合は、送受波器２は、その軸方向が鉛直方向に沿い、半径方向が水平方向に沿うように配置される。
【００２６】
図２は、送受波器２によって送信波が送信される送信空間ＴＳ及び送受波器２によって反射波が受信される複数の受信空間ＲＳを模式的に示す図である。自船Ｓに搭載された送受波器２から送信される送信波は、送受波器２から自船Ｓを中心とする水中の全方位へ向けて一斉に送信され、例えば、半球状の送信ビームが形成される。半球状の送信ビームが形成された場合は、送信波が送信される送信空間ＴＳは、半球状の空間として構成される。尚、送信ビームの形状は、半球状に限らず、送受波器２の形状、或いは、送受波器２の各送受波素子に入力する電気信号の振幅及び位相によって、種々の異なる形状に形成される。
【００２７】
また、送受波器２は、送信ビーム送信後、送信空間ＴＳ内において、周方向に（図２にて矢印で示す方位角θの方向に）スキャンする複数の受信ビームを一斉に形成する。即ち、送受波器２による一度の受信タイミングで、全ての受信ビームが形成される。そして、水中の魚群等のターゲットで反射した反射波が受信される複数の受信空間ＲＳのそれぞれ（即ち、受信ビームが形成される各空間）は、送信空間ＴＳの部分空間として構成され、送受波器２から離れるにつれて、上下方向において扇状に広がるとともに、且つ、水平方向において幅も膨らんで広がるように構成されている。また、送信空間ＴＳの部分空間として構成される複数の受信空間ＲＳのそれぞれは、送信空間ＴＳの周方向に沿って（即ち、方位角θの方向に沿って）並んで配置される。従って、本実施形態では、複数の受信空間ＲＳにおいて、任意の１つの受信空間ＲＳと、その１つの受信空間ＲＳとは異なる他の受信空間ＲＳとは、鉛直面に対する上記の１つの受信空間ＲＳ及び上記の他の受信空間ＲＳのそれぞれの方位角が異なるように構成されている。
【００２８】
［送受信部の構成］
送受信部３は、送受切替部３ａと、送信回路部６と、受信回路部７とを備えている。
【００２９】
送受切替部３ａは、送受波器２に対する信号の送信と受信とを切り替えるためのものである。具体的には、送受切替部３ａは、送受波器２を駆動させるための駆動信号を送受波器２へ送信するときは、送信回路部６が出力する駆動信号を送受波器２へ出力する。一方、送受切替部３ａは、受信信号を送受波器２から受信したときは、送受波器２から受信した受信信号を受信回路部７へ出力する。
【００３０】
送信回路部６は、送受波器２から送信される送信波の基となる駆動信号を生成する。より具体的には、送信回路部６は、各超音波振動子に対応して設けられている送信回路（図示省略）を有し、各送信回路が駆動信号を生成する。
【００３１】
受信回路部７は、アナログ部７ａと、Ａ／Ｄ変換部７ｂと、を有している。アナログ部７ａ及びＡ／Ｄ変換部７ｂは、各超音波振動子に対応して設けられている受信回路であって、送信波の反射波に基づいて生成された受信信号を処理する受信回路（図示省略）を備えて構成されている。そして、アナログ部７ａは、送受波器２が送信波の反射波に基づいて生成して出力する電気信号としての受信信号を増幅するとともに、その帯域を制限することで不要な周波数成分を除去する。Ａ／Ｄ変換部７ｂは、アナログ部７ａで増幅された受信信号を、デジタル信号としての受信信号に変換する。そして、受信回路部７は、Ａ／Ｄ変換部７ｂにてデジタル信号に変換した受信信号を信号処理部４へ出力する。
【００３２】
［表示部の構成］
表示部５は、ディスプレイ等の表示装置として構成されている。そして、表示部５は、信号処理部４から出力された映像データに応じた映像を表示画面に表示する。本実施形態では、表示部５は、自船下方における海中の状態を３次元的に、俯瞰図として表示する。これにより、水中探知装置１のユーザは、当該表示画面を見て、自船下方における海中の状態（例えば、魚群、海底の起伏、人工漁礁のような構造物の有無および位置）を推測することができる。
【００３３】
［信号処理部の全体構成］
図３は、信号処理部４の構成を示すブロック図である。図１及び図３を参照して、信号処理部４は、受信回路部７から出力される受信信号を処理し、ビームフォーミング処理を行うとともに、ターゲット及びターゲットの輪郭線の映像データを生成する処理等を行う。
【００３４】
信号処理部４は、ビーム形成部９、３次元映像データ生成部１０、輪郭線映像データ生成部１１、位置情報取得部１２、ターゲット体積算出部１３、等を備えている。
【００３５】
信号処理部４は、スキャニングソナー１０の送受信部３とケーブル等により接続された機器であって、例えば一例としてＰＣ（パーソナルコンピュータ）で構成されている。そして、信号処理部４は、ハードウェア・プロセッサ８（例えば、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ等）及び不揮発性メモリ等のデバイスで構成されている。ハードウェア・プロセッサ８は、以下で詳しく説明するビーム形成部９、３次元映像データ生成部１０、輪郭線映像データ生成部１１、位置情報取得部１２、及びターゲット体積算出部１３として機能する。例えば、ＣＰＵが不揮発性メモリからプログラムを読み出して実行することにより、ハードウェア・プロセッサ８が、ビーム形成部９、３次元映像データ生成部１０、輪郭線映像データ生成部１１、位置情報取得部１２、及びターゲット体積算出部１３として機能する。
【００３６】
［ビーム形成部の構成］
ビーム形成部９は、受信回路部７から受信した受信信号に基づいて複数の受信空間ＲＳのそれぞれについてビームフォーミング処理（具体的には、整相加算）を行う。尚、ビーム形成部９は、ビームフォーミング処理においては、特定の方向に鋭い指向性を有する単一の超音波振動子によって得られるものと等価な信号である受信ビーム信号を生成する。そして、ビーム形成部９は、ビームフォーミング処理を行う対象となる超音波振動子の組合せを変えながらこの処理を繰り返し行うことによって、各受信空間ＲＳに対応する各方位に指向性を有する多数の受信ビーム信号を生成する。更に、ビーム形成部９は、各受信空間ＲＳに対応して形成した各受信ビームに、帯域制限フィルタ、或いはパルス圧縮フィルタ等のフィルタ処理を施すことにより、信号強度レベルが所定の閾値を超えたエコー信号としてのターゲットのエコー信号を検出する。
【００３７】
［３次元映像データ生成部の構成］
３次元映像データ生成部１０は、各受信空間ＲＳについて行われたビームフォーミング処理及びフィルタ処理の結果に基づいて、ターゲットを表示部５に表示させるためのターゲットの３次元映像データを生成する。尚、３次元映像データ生成部１０は、ビームフォーミング処理及びフィルタ処理の結果に基づいて、等値面処理（即ち、サーフェスレンダリング処理）或いはボリュームレンダリング処理を行うことにより、ターゲットの３次元映像データを生成する。３次元映像データ生成部１０で生成された３次元映像データは、表示部５へ出力され、表示部５の表示画面に表示される。図４は、表示部５の表示画面に表示される映像の一例を模式的に示す図である。尚、図４では、３次元映像データ生成部１０で生成された３次元映像データに基づいて表示部５の表示画面に表示された３次元映像ＩＭ１が例示されている。
【００３８】
図４に例示するように、表示部５で表示される３次元映像ＩＭ１においては、送信空間ＴＳに対応する水中の探知領域ＤＲ内でエコー信号が検出されたターゲット（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）の３次元映像が表示される。尚、表示部５において表示される３次元映像ＩＭ１は、表示部５における２次元の表示画面において、投影された状態で表示される。また、３次元映像ＩＭ１において表示されるターゲット（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）の３次元映像は、ターゲット（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）のエコー像として表示される。尚、図４では、表示部５において、魚群としてのターゲット（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）が表示された例が図示されている。また、３次元映像ＩＭ１の表示には、水面上において自船Ｓから等距離の位置を示す等距離線ＨＬ１、ＨＬ２、及び水中の深さ方向における同じ深さ位置を示す等深度線ＶＬ１、ＶＬ２の表示も含まれている。尚、図４では、３次元映像ＩＭ１において探知領域ＤＲを示す線も表示された形態を例示しているが、探知領域ＤＲを示す線については、表示されていなくてもよい。
【００３９】
尚、図４にて例示する３次元映像ＩＭ１においては、信号強度レベルが高い受信信号が得られたエリアが高密度のドットハッチングが付されたエリアで示され、信号強度レベルが中程度の受信信号が得られたエリアが斜線のハッチングが付されたエリアで示され、信号強度レベルが低い受信信号が得られたエリアが低密度のドットハッチングが付されたエリアで示されている。以下では、高密度のドットハッチングが付されたエリアを高エコー強度エリアと称し、斜線のハッチングが付されたエリアを中エコー強度エリアと称し、低密度のドットハッチングが付されたエリアを低エコー強度エリアと称する。３次元映像データ生成部１０にて生成されるターゲットの３次元映像データには、表示部５に表示される際の表示色の情報が含まれている。そして、表示部５では、高エコー強度エリア、中エコー強度エリア、及び低エコー強度エリアのそれぞれは、ターゲットの３次元映像データに含まれる表示色の情報に基づく色で表示される。例えば、表示部５では、高エコー強度エリアは赤色で示され、中エコー強度エリアは緑色で示され、低エコー強度エリアは青色で示される。
【００４０】
図５は、表示部５の表示画面に表示される映像の一例を模式的に示す図であって、図４とは異なる表示例を示す図である。図５では、３次元映像データ生成部１０で生成された３次元映像データに基づいて表示部５の表示画面に表示された３次元映像ＩＭ１、３次元映像ＩＭ２、及び３次元映像ＩＭ３が例示されている。即ち、図５では、表示部５の同じ表示画面において、３つの３次元映像（ＩＭ１、ＩＭ２、ＩＭ３）が並んで表示された状態が例示されている。
【００４１】
図５に示す表示例では、図４に示す表示例と同様の第１の視点からターゲット（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）を視た３次元映像ＩＭ１と、上記の第１の視点とは異なる第２の視点からターゲット（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）を視た３次元映像（ＩＭ２、ＩＭ３）とが、表示部５の表示画面に表示されている。尚、上記の第１の視点は、例えば、自船Ｓの上方の斜めから探知領域ＤＲを視る視点（以下、この視点を「斜め上方視点」とも称する）として設定される。また、上記の第２の視点は、例えば、自船Ｓの上方から鉛直方向に探知領域ＤＲを視る視点（以下、この視点を「鉛直視点」とも称する）として、或いは、探知領域ＤＲの側方から水平方向に探知領域ＤＲを視る視点（以下、この視点を「水平視点」とも称する）として、設定される。
【００４２】
尚、図４では、１つの３次元映像ＩＭ１が表示部５に表示され、図５では、３つの３次元映像（ＩＭ１、ＩＭ２、ＩＭ３）が表示部５に表示された形態を例示している。表示部５に表示される３次元映像（ＩＭ１、ＩＭ２、ＩＭ３）等の３次元映像は、ユーザの操作に基づいて、適宜切り替えられる。例えば一例として、水中探知装置１が有するキーボード或いはポインティングデバイス等の操作機器（図示省略）をユーザが適宜操作することにより、表示部５に、３次元映像（ＩＭ１、ＩＭ２、ＩＭ３）の全てが表示され、或いは、３次元映像（ＩＭ１、ＩＭ２、ＩＭ３）のうちの任意の１つ或いは２つの３次元映像が表示される。
【００４３】
尚、上記の例では、表示部５が、第１の視点として斜め上方視点を設定し、第２の視点として鉛直視点及び水平視点を設定し、３次元映像を表示する形態を例示したが、この通りでなくてもよい。表示部５は、第１の視点として、斜め上方視点以外の他の任意の視点を設定し、第２の視点として、探知領域ＤＲの外部からの視点だけでなく探知領域ＤＲの任意の断面における視点も含む他の任意の視点を設定し、３次元映像を表示してもよい。
【００４４】
［位置情報取得部の構成］
位置情報取得部１２は、水中探知装置１のユーザによってターゲットが選択される操作による入力に基づいて、選択されたターゲットの位置を示す情報であるターゲット位置情報を取得する。より具体的には、ユーザは、例えば、水中探知装置１が有するマウス等のポインティングデバイスを操作し、表示部５の表示画面上に表示されたカーソルの位置を、表示部５の表示画面上に表示された任意のターゲットの位置まで移動する。そして、ユーザは、カーソルを移動させたターゲット上で、ポインティングデバイスのクリック操作を行い、ターゲットを選択する操作を行う。この操作により、信号処理部４に対して、ターゲットが選択される操作による入力がなされる。例えば、図４に示すように、表示部５の表示画面上に３次元映像ＩＭ１が表示されている状態において、ユーザは、ポインティングデバイスのカーソルをターゲットＴ１の位置まで移動させ、ターゲットＴ１を選択する操作として、ターゲットＴ１上でクリック操作を行う。これにより、信号処理部４において、ユーザによってターゲットＴ１が選択された操作による入力がなされる。
【００４５】
信号処理部４の位置情報取得部１２は、例えば、ターゲットＴ１が選択された操作による入力がなされると、その入力に基づいて、ユーザによるクリック操作が行われた探知領域ＤＲ内の位置を、選択されたターゲットＴ１の位置を示す情報であるターゲット位置情報として取得する。このとき、位置情報取得部１２は、ターゲット位置情報として、探知領域ＤＲ内における上記のクリック操作が行われた位置の３次元座標であって、表示部５の表示画面上に３次元映像を表示している際の視点の方向における最も手前側のエコー信号のデータの位置の座標を取得する。
【００４６】
［輪郭線映像データ生成部の構成］
輪郭線映像データ生成部１１は、少なくとも１つの受信空間ＲＳでエコー信号が検出されたターゲットの輪郭線を抽出し、輪郭線を表示部５に表示させるための輪郭線映像データを生成するように構成されている。また、輪郭線映像データ生成部１１は、位置情報取得部１２で取得されたターゲット位置情報に対応する位置を含むターゲットの輪郭線を抽出し、輪郭線映像データを生成するように構成されている。以下、輪郭線映像データ生成部１１の構成について、更に詳しく説明する。
【００４７】
輪郭線映像データ生成部１１は、複数の受信空間ＲＳのそれぞれに対応して設定される各スライス面ＳＳごとに、ターゲットの輪郭線の抽出を行う。図６は、任意の１つの受信空間ＲＳに対応して設定される１つのスライス面ＳＳ及びそのスライス面ＳＳ上でエコー信号が検出されたターゲットＴＸを模式的に示す図である。各受信空間ＲＳに対応して設定される各スライス面ＳＳは、自船Ｓの位置を基準とした距離ｒの方向と、自船Ｓの位置を基準とした水平面に対する傾斜角の方向であるティルト角φの方向（即ち、俯角方向）とに広がる扇状の面として設定される。ビーム形成部９では、各受信空間ＲＳにおけるビームフォーミング処理及びフィルタ処理を行う際、各受信空間ＲＳに対応する各スライス面ＳＳにおける距離ｒの方向及びティルト角φの方向において等距離間隔及び等角度間隔で離散したサンプリング点において、ターゲットのエコー信号を検出している。尚、図６においては、各スライス面ＳＳにおける距離ｒの方向及びティルト角φの方向に等距離間隔及び等角度間隔で離散したサンプリング点に対応する各領域が、距離ｒの方向及びティルト角φの方向に並んで配置されたセル状の各領域として模式的に示されている。また、図６では、スライス面ＳＳにおける距離ｒの方向及びティルト角φの方向に等距離間隔及び等角度間隔で離散したサンプリング点が、実際よりもかなり粗い間隔で離散した状態を模式的に示している。
【００４８】
輪郭線映像データ生成部１１は、位置情報取得部１２がターゲット位置情報を取得すると、そのターゲット位置情報が特定する探知領域ＤＲ内の座標に最も近いスライス面ＳＳを特定する。そして、輪郭線映像データ生成部１１は、特定したスライス面ＳＳ上でターゲット位置情報が特定する座標に最も近いサンプリング点を特定し、そのサンプリング点の座標を取得する。
【００４９】
更に、輪郭線映像データ生成部１１は、ターゲット位置情報の座標に最も近いスライス面ＳＳにおける全てのエコー信号のデータについて、２値化処理及び膨張収縮処理を行う。２値化処理及び膨張収縮処理は、特開２００８−２６８１８３号公報に開示された公知の手法に基づいて行われる。
【００５０】
具体的には、２値化処理では、各エコー信号の信号強度レベルが、予め設定された閾値と比較され、エコー信号の信号強度レベルが閾値以上であれば「１」が割り当てられ、エコー信号の信号強度レベルが閾値未満であれば「０」が割り当てられる処理が行われる。これにより、２値化処理の対象のスライス面ＳＳにおける全てのエコー信号のデータが２値化される処理が行われる。尚、予め設定される上記の閾値は、例えば、ユーザによる入力操作に基づいて設定される。
【００５１】
また、膨張収縮処理における膨張処理では、膨張収縮処理の対象のスライス面ＳＳにおけるある注目画素データについて、その画素データ自身或いはその画素データの近傍の画素データに１つでも「１」があれば、その注目画素データを「１」とする処理が行われる。そして、膨張収縮処理における収縮処理では、膨張収縮処理の対象のスライス面ＳＳにおけるある注目画素データについて、その画素データ自身或いはその画素データの近傍の画素データに１つでも「０」があれば、その注目画素データを「０」とする処理が行われる。膨張処理と収縮処理とを組み合わせて実行する膨張収縮処理が行われることで、２値化処理が行われた映像の中における穴の部分（即ち、周りを「１」の画素データで囲まれた「０」の画素データの部分）が消滅した状態となる。
【００５２】
処理対象のスライス面ＳＳにおいて上記の２値化処理及び膨張収縮処理が行われると、そのスライス面ＳＳにおいてターゲットのエコー信号が検出されていれば、ターゲットのエコー信号としてのひとかたまりのエコー信号のデータがそのスライス面ＳＳにおいて得られることになる。図６では、処理対象のスライス面ＳＳにおいてひとかたまりのエコー信号のデータがターゲットＴＸのエコー像として得られた形態を模式的に示している。
【００５３】
処理対象のスライス面ＳＳにおいて上記の２値化処理及び膨張収縮処理が終了すると、輪郭線映像データ生成部１１は、ひとかたまりのエコー信号のデータとして得られたターゲットのエコー像に対してラベリング処理を行う。ラベリング処理では、ターゲットのエコー像に対してＩＤ番号を付す処理が行われる。例えば、図６に示す例では、ターゲットＴＸのエコー像が、最初にラベリング処理が行われたエコー像であれば、「Ｎｏ．１」のＩＤ番号が、ターゲットＴＸのエコー像に対して紐付けて設定される。
【００５４】
処理対象のスライス面ＳＳにおいて、２値化処理、膨張収縮処理、及びラベリング処理が終了すると、輪郭線映像データ生成部１１は、ラベリング処理によってＩＤ番号を付したターゲットの輪郭線抽出処理を行う。輪郭線抽出処理では、ラベリング処理によってＩＤ番号を付したターゲット（以下、「ラベリングしたターゲット」とも称する）のエコー像について、スライス面ＳＳ上におけるそのエコー像の外形の縁に沿った外形線のデータをターゲットの輪郭線のデータとして抽出する。図６では、ラベリングしたターゲットＴＸのエコー像の輪郭線ＰＬＸが抽出された形態を模式的に示している。尚、図６では、スライス面ＳＳ上のサンプリング点が実際よりもかなり粗い間隔で並んだ状態が模式的に示されているため、輪郭線ＰＬＸについても、凹凸形状が実際よりも大きく目立つ状態で模式的に示されている。
【００５５】
輪郭線映像データ生成部１１は、ターゲットの輪郭線を抽出すると、その抽出したターゲットの輪郭線のデータを、ターゲットの輪郭線として表示部５に表示させるための輪郭線映像データとして生成する。尚、輪郭線映像データ生成部１１にて生成される輪郭線映像データには、表示部５に表示される際の表示色の情報が含まれている。そして、輪郭線映像データ生成部１１は、輪郭線映像データの表示色の情報をターゲットの３次元映像データの表示色の情報と異なる表示色の情報に設定する。これにより、輪郭線映像データ生成部１１は、３次元映像データ生成部１０にて生成されるターゲットの３次元映像データによって特定されるターゲットの表示色とは異なるように、輪郭線映像データに基づいて表示部５に表示させる輪郭線の表示色を設定する。例えば、表示部５で表示されるターゲットの表示色が、赤色、緑色、青色である場合に、ターゲットの輪郭線の表示色は、白色に設定される。
【００５６】
また、輪郭線映像データ生成部１１は、位置情報取得部１２で取得されたターゲット位置情報の座標に最も近いスライス面ＳＳにおいて、輪郭線映像データを生成する処理を行うと、次いで、輪郭線映像データを生成する処理を行ったスライス面ＳＳに隣接するスライス面ＳＳにおいても、輪郭線映像データを生成する処理を続けて行う。そして、輪郭線映像データ生成部１１は、隣接するスライス面ＳＳにおいて輪郭線映像データを生成する処理を、隣接するスライス面ＳＳにおいてターゲットのエコー信号が検出されない状態となるまで、繰り返し行う。
【００５７】
即ち、輪郭線映像データ生成部１１は、まず、複数の受信空間ＲＳのうちの１つである第１の受信空間ＲＳ１においてターゲットの輪郭線を第１の輪郭線として抽出する。そして、上記の第１の輪郭線を抽出し、且つ、複数の受信空間ＲＳのうちの１つであって上記の第１の受信空間ＲＳ１に隣接する第２の受信空間ＲＳ２においてもターゲットのエコー信号が検出されている場合には、第２の受信空間ＲＳ２でエコー信号が検出されたターゲットの輪郭線を第２の輪郭線として抽出する。そして、上記の第１の輪郭線及び上記の第２の輪郭線を表示部５に表示させるための輪郭線映像データを生成する。更に、輪郭線映像データ生成部１１は、輪郭線が抽出された第１の受信空間ＲＳ１に隣接する第２の受信空間ＲＳ２においてターゲットのエコー信号が検出されない状態となるまで、第１の輪郭線に続いて第２の輪郭線を抽出する処理を繰り返し行う。即ち、輪郭線映像データ生成部１１は、一旦、第１の輪郭線及び第２の輪郭線を表示部５に表示させるための輪郭線映像データを生成すると、続いて、第２の輪郭線を抽出した第２の受信空間ＲＳ２を新たな第１の受信空間ＲＳ１として設定し、上記と同様の処理を繰り返し行う。繰り返し行われる上記と同様の処理は、新たな第１の受信空間ＲＳ１に隣接する新たな第２の受信空間ＲＳ２においてターゲットのエコー信号が検出されない状態となるまで、繰り返し行われる。
【００５８】
隣接するスライス面ＳＳにおいて輪郭線映像データを生成する上述の処理について、輪郭線映像データ生成部１１における輪郭線映像データの生成処理を説明するための図である図７及び図８を参照しつつ、更に詳しく説明する。図７は、方位角θの方向に沿って並ぶ複数の受信空間ＲＳに亘って存在するターゲットＴＹのエコー信号がビーム形成部９にて検出された場合を模式的に示している。ターゲットＴＹのエコー信号は、複数の受信空間ＲＳに亘って検出されるため、複数の受信空間ＲＳのそれぞれに対応する複数のスライス面ＳＳにおいても、ターゲットＴＹのエコー信号が検出される。また、図７においては、各スライス面ＳＳを特定するスライス面ＳＳの番号であるスライス番号（以下、スライス番号ＳＮと称する）が、ｎ−２、ｎ−１、ｎ、ｎ＋１、ｎ＋２、ｎ＋３、ｎ＋４、ｎ＋５、ｎ＋６の場合を例示している。スライス番号ＳＮがｎ−２〜ｎ＋６のスライス面ＳＳは、方位角θの方向に沿って順番に隣接して並んでいる。以下、隣接するスライス面ＳＳにおいて輪郭線映像データを生成する処理について、図７及び図８を参照しつつ、位置情報取得部１２で取得されたターゲット位置情報の座標に最も近いスライス面ＳＳのスライス番号ＳＮがｎである場合を例にとって説明する。
【００５９】
図７に示す例では、輪郭線映像データ生成部１１により、ターゲット位置情報の座標に最も近いスライス面ＳＳのスライス番号ＳＮがｎに特定される。即ち、輪郭線映像データ生成部１１は、最初にターゲットＴＹの輪郭線を抽出して輪郭線映像データを生成する処理の対象のスライス面ＳＳとして、スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳを選択する。そして、輪郭線映像データ生成部１１は、スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳについて、前述の２値化処理、膨張収縮処理、ラベリング処理、及び輪郭線抽出処理を行う。これにより、輪郭線映像データ生成部１１は、スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹの輪郭線を抽出し、その輪郭線映像データを生成する。
【００６０】
図８は、スライス番号ＳＮがｎ−１〜ｎ＋５の各スライス面ＳＳにおいて抽出されたターゲットＴＹの輪郭線（ＰＬ０１、ＰＬ００、ＰＬ１０、ＰＬ２０、ＰＬ３０、ＰＬ４０、ＰＬ５０）を並んだ状態で模式的に示す図である。輪郭線映像データ生成部１１において、スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳについて、２値化処理、膨張収縮処理、ラベリング処理、及び輪郭線抽出処理が行われると、スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹの輪郭線ＰＬ００が抽出される。そして、その輪郭線ＰＬ００を表示部５に表示させるための輪郭線映像データが生成される。
【００６１】
スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹの輪郭線映像データを生成する処理が終了すると、次いで、輪郭線映像データ生成部１１は、スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳに隣接するスライス面ＳＳについて、ターゲットＴＹの輪郭線映像データを生成する処理を行う。即ち、輪郭線映像データ生成部１１は、スライス番号ＳＮ＝ｎ−１のスライス面ＳＳ、及び、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋１のスライス面ＳＳについて、ターゲットＴＹの輪郭線映像データを生成する処理を行う。
【００６２】
スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳに隣接するスライス番号ＳＮ＝ｎ−１のスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹの輪郭線映像データの生成処理においては、まず、スライス番号ＳＮ＝ｎ−１のスライス面ＳＳにおいてターゲットＴＹのエコー信号が検出されているか否かが判定される。この判定では、例えば、スライス番号ＳＮ＝ｎ−１のスライス面ＳＳにおいて、スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳにおいてターゲットＴＹが存在している領域内のサンプリング点の座標の少なくとも何れかに対応する座標においてターゲットのエコー信号が検出されているか否かが判定される。尚、上記の対応する座標は、スライス番号ＳＮ＝ｎ−１のスライス面ＳＳにおいて、スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳにおいてターゲットＴＹが存在している領域内のサンプリング点の少なくとも何れかの座標と同じ深さ位置であって距離ｒの方向における距離が同じ座標として特定される。上記の対応する座標においてターゲットのエコー信号が検出されている場合は、スライス番号ＳＮ＝ｎ−１のスライス面ＳＳにおいて、ターゲットＴＹのエコー信号が検出されていると判定される。スライス番号ＳＮ＝ｎ−１のスライス面ＳＳにてターゲットＴＹのエコー信号が検出されていると判定されると、スライス番号ＳＮ＝ｎ−１のスライス面ＳＳについて、２値化処理、膨張収縮処理、ラベリング処理、及び輪郭線抽出処理が行われる。これにより、スライス番号ＳＮ＝ｎ−１のスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹの輪郭線ＰＬ０１が抽出され、その輪郭線映像データが生成される。尚、スライス番号ＳＮ＝ｎ−１のスライス面ＳＳでのラベリング処理においては、スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹに付されたＩＤ番号と同じＩＤ番号が、スライス番号ＳＮ＝ｎ−１のスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹに対しても付される。
【００６３】
尚、上記のように、輪郭線映像データ生成部１１は、複数の受信空間ＲＳのうちの１つであってスライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳが対応する第１の受信空間ＲＳ１においてターゲットＴＹの輪郭線ＰＬ００を第１の輪郭線として抽出する。そして、その第１の輪郭線を抽出し、且つ、複数の受信空間ＲＳのうちの１つであって上記の第１の受信空間ＲＳ１に隣接してスライス番号ＳＮ＝ｎ−１のスライス面ＳＳが対応する第２の受信空間ＲＳ２においてもターゲットＴＹのエコー信号が検出されている場合には、第２の受信空間ＲＳ２でエコー信号が検出されたターゲットＴＹの輪郭線ＰＬ０１を第２の輪郭線として抽出する。そして、上記の第１の輪郭線としての輪郭線ＰＬ００及び上記の第２の輪郭線としての輪郭線ＰＬ０１を表示部５に表示させるための輪郭線映像データを生成する。
【００６４】
スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳに隣接するスライス番号ＳＮ＝ｎ＋１のスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹの輪郭線映像データの生成処理においては、上述したスライス番号ＳＮ＝ｎ−１のスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹの輪郭線映像データの生成処理と同様の処理が行われる。これにより、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋１のスライス面ＳＳにおいてもターゲットＴＹのエコー信号が検出されていると判定され、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋１のスライス面ＳＳについて、２値化処理、膨張収縮処理、ラベリング処理、及び輪郭線抽出処理が行われる。これにより、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋１のスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹの輪郭線ＰＬ１０が抽出され、その輪郭線映像データが生成される。尚、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋１のスライス面ＳＳでのラベリング処理においては、スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹに付されたＩＤ番号と同じＩＤ番号が、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋１のスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹに対しても付される。
【００６５】
上記のように、スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳに隣接するスライス面ＳＳ（スライス番号ＳＮ＝ｎ−１、ｎ＋１のスライス面ＳＳ）に対してターゲットＴＹの輪郭線映像データを生成する処理が行われると、引き続き、各スライス面ＳＳ（スライス番号ＳＮ＝ｎ−１、ｎ＋１のスライス面ＳＳ）に隣接するスライス面ＳＳに対しても、ターゲットＴＹの輪郭線映像データを生成する処理が行われる。また、このとき、各スライス面ＳＳ（スライス番号ＳＮ＝ｎ−１、ｎ＋１のスライス面ＳＳ）に隣接するスライス面ＳＳのうち、ターゲットＴＹの輪郭線映像データを生成する処理がまだ行われていないスライス面ＳＳについて、ターゲットＴＹの輪郭線映像データを生成する処理が行われる。
【００６６】
スライス番号ＳＮ＝ｎ−１のスライス面ＳＳに隣接するスライス面ＳＳは、スライス番号ＳＮ＝ｎ、ｎ−２のスライス面ＳＳとなる。このうち、スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳにおいて、輪郭線映像データを生成する処理を行っていないターゲットＴＹがなかった場合は、この処理は行われない。一方、スライス番号ＳＮ＝ｎ−２のスライス面ＳＳは、ターゲットＴＹの輪郭線映像データを生成する処理がまだ行われていないため、スライス番号ＳＮ＝ｎ−２のスライス面ＳＳについて、ターゲットＴＹの輪郭線映像データを生成する処理が行われる。スライス番号ＳＮ＝ｎ−２のスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹの輪郭線映像データの生成処理においては、上述したスライス番号ＳＮ＝ｎ−１のスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹの輪郭線映像データの生成処理と同様の処理が行われる。しかし、図７に示すように、スライス番号ＳＮ＝ｎ−２のスライス面ＳＳにおいては、ターゲットＴＹのエコー信号が検出されていない。よって、スライス番号ＳＮ＝ｎ−２のスライス面ＳＳについては、ターゲットＴＹの輪郭線が抽出されず、ターゲットＴＹの輪郭線映像データの生成も行われないことになる。そして、スライス番号ＳＮ＝ｎ−２のスライス面ＳＳについては、ターゲットＴＹのエコー信号が検出されない状態となるため、スライス番号ＳＮ＝ｎ−２のスライス面ＳＳに隣接するスライス面ＳＳについては、それ以上、ターゲットＴＹの輪郭線映像データを生成する処理が行われないことになる。
【００６７】
また、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋１のスライス面ＳＳに隣接するスライス面ＳＳは、スライス番号ＳＮ＝ｎ、ｎ＋２のスライス面ＳＳとなる。このうち、スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳにおいて、輪郭線映像データを生成する処理を行っていないターゲットＴＹがなかった場合は、この処理は行われない。一方、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋２のスライス面ＳＳは、ターゲットＴＹの輪郭線映像データを生成する処理がまだ行われていないため、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋２のスライス面ＳＳについて、ターゲットＴＹの輪郭線映像データを生成する処理が行われる。
【００６８】
スライス番号ＳＮ＝ｎ＋１のスライス面ＳＳに隣接するスライス番号ＳＮ＝ｎ＋２のスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹの輪郭線映像データの生成処理においては、上述したスライス番号ＳＮ＝ｎ−１、ｎ＋１のスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹの輪郭線映像データの生成処理と同様の処理が行われる。これにより、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋２のスライス面ＳＳにおいてもターゲットＴＹのエコー信号が検出されていると判定され、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋２のスライス面ＳＳについて、２値化処理、膨張収縮処理、ラベリング処理、及び輪郭線抽出処理が行われる。これにより、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋２のスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹの輪郭線ＰＬ２０が抽出され、その輪郭線映像データが生成される。
【００６９】
上記のように、隣接するスライス面ＳＳにおいてもターゲットＴＹの輪郭線映像データを生成する処理は、隣接するスライス面ＳＳにおいてターゲットＴＹのエコー信号が検出されない状態となるまで、繰り返し行われる。これにより、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋２のスライス面ＳＳにおいて行われたターゲットＴＹの輪郭線映像データの生成処理が、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋３、ｎ＋４、ｎ＋５の各スライス面ＳＳについても行われる。そして、スライス番号ＳＮ＝ｎ−２のスライス面ＳＳにおいて行われた処理と同様の処理が、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋６のスライス面ＳＳについても行われる。これにより、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋３、ｎ＋４、ｎ＋５の各スライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹの輪郭線ＰＬ３０、ＰＬ４０、ＰＬ５０が抽出され、その輪郭線映像データが生成される。そして、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋６のスライス面ＳＳについては、ターゲットＴＹの輪郭線が抽出されず、ターゲットＴＹの輪郭線映像データの生成も行われない。また、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋６のスライス面ＳＳについては、ターゲットＴＹのエコー信号が検出されない状態となるため、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋６のスライス面ＳＳに隣接するスライス面ＳＳについては、それ以上、ターゲットＴＹの輪郭線映像データを生成する処理が行われないことになる。尚、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋２、ｎ＋３、ｎ＋４、ｎ＋５の各スライス面ＳＳでのラベリング処理においては、スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹに付されたＩＤ番号と同じＩＤ番号が、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋２、ｎ＋３、ｎ＋４、ｎ＋５の各スライス面ＳＳにおけるターゲットＴＹに対しても付される。
【００７０】
上記のように、輪郭線映像データ生成部１１は、輪郭線が抽出されたスライス面ＳＳが対応する第１の受信空間ＲＳ１に隣接する第２の受信空間ＲＳ２においてターゲットのエコー信号が検出されない状態となるまで、第１の輪郭線に続いて第２の輪郭線を抽出する処理を繰り返し行う。例えば、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋１が対応する受信空間ＲＳが第１の受信空間ＲＳ１であり、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋２が対応する受信空間ＲＳが第２の受信空間ＲＳ２である場合、第１の輪郭線としての輪郭線ＰＬ１０と第２の輪郭線としての輪郭線ＰＬ２０とが抽出され、それらの輪郭線映像データが生成される。この場合、引き続き、第２の輪郭線としての輪郭線ＰＬ２０を抽出した受信空間ＲＳ（スライス番号ＳＮ＝ｎ＋２のスライス面ＳＳが対応する受信空間ＲＳ）を新たな第１の受信空間ＲＳ１として設定する。そして、その新たな第１の受信空間ＲＳ１に隣接する第２の受信空間ＲＳ２（スライス番号ＳＮ＝ｎ＋３のスライス面ＳＳが対応する受信空間ＲＳ）において、ターゲットＴＹの輪郭線ＰＬ３０の抽出が行われる。これにより、新たな第１の輪郭線としての輪郭線ＰＬ２０と新たな第２の輪郭線としての輪郭線ＰＬ３０とが抽出され、それらの輪郭線映像データが生成される。このような処理が、新たな第１の受信空間ＲＳ１に隣接する新たな第２の受信空間ＲＳ２においてターゲットのエコー信号が検出されない状態となるまで、繰り返し行われる。
【００７１】
上記のように、ユーザによって選択されたターゲットの輪郭線映像データが輪郭線映像データ生成部１１によって生成されると、生成された輪郭線映像データは、表示部５に出力される。そして、ユーザによって選択されたターゲットの輪郭線が、表示部５の表示画面に表示される。ターゲットの輪郭線が表示される前の状態では、表示部５においては、３次元映像データ生成部１０で生成された３次元映像データに基づいて、ターゲットの３次元映像が表示されている。例えば、図４に示すように、表示部５においては、ターゲット（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）の３次元映像を含む３次元映像ＩＭ１が表示されている。この状態において、ユーザによって選択されたターゲットの輪郭線映像データが輪郭線映像データ生成部１１によって生成されると、そのターゲットの輪郭線が、３次元映像ＩＭ１において重ねて表示される。
【００７２】
図９は、表示部５の表示画面に表示される映像の一例を模式的に示す図である。尚、図９は、ユーザによって選択されたターゲットＴ１の輪郭線ＰＬＴ１が、図４に示す３次元映像ＩＭ１において重ねて表示された映像を、模式的に示している。また、図１０は、図９に示す映像の一部を拡大して示す図である。尚、図１０は、３次元映像ＩＭ１において、ユーザによって選択されたターゲットＴ１の輪郭線ＰＬＴ１が重ねて表示された部分を、拡大して示す図である。
【００７３】
表示部５において、ターゲット（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）の３次元映像を含む３次元映像ＩＭ１が表示されている図４に示す状態を例にとり、ターゲットの輪郭線が表示される形態について説明する。表示部５において図４に示すように３次元映像ＩＭ１が表示されている状態において、ユーザが、ポインティングデバイスを操作し、例えば、ターゲット（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）のうちのターゲットＴ１を選択する操作を行う。即ち、ユーザが、表示部５の表示画面上に表示されたカーソルの位置をターゲットＴ１の位置まで移動させ、ポインティングデバイスをクリック操作し、ターゲットＴ１を選択する操作を行う。
【００７４】
上記のようにターゲットＴ１を選択する操作が行われると、輪郭線映像データ生成部１１が、前述のように動作し、複数の空間領域ＲＳに対応した複数のスライス面ＳＳにおいてターゲットＴ１の輪郭線ＰＬＴ１の抽出を行い、ターゲットＴ１の輪郭線映像データを生成する。生成されたターゲットＴ１の輪郭線映像データは表示部５に出力される。そして、図８及び図９に示すように、ターゲットＴ１の輪郭線ＰＬＴ１が、表示部５の表示画面において、３次元映像ＩＭ１におけるターゲットＴ１の３次元映像において重ねて表示される。尚、前述のように、表示部５においては、例えば、ターゲットＴ１は、赤色、緑色、青色で表示され、ターゲットＴ１の輪郭線ＰＬＴ１は、白色で表示される。
【００７５】
また、表示部５は、複数の視点での映像データを表示している場合に、ユーザによっていずれかの視点の映像におけるターゲットが選択されると、その視点において選択されたターゲットの輪郭線だけでなく、他の視点における対応するターゲットの輪郭線も、輪郭線映像データ生成部１１で生成された輪郭線映像データに基づいて、表示する。この表示形態について、表示部５において、ターゲット（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）の３次元映像をそれぞれ含む３次元映像（ＩＭ１，ＩＭ２，ＩＭ３）が表示されている図５に示す状態を例にとり、更にターゲットＴ１の輪郭線ＰＬＴ１が表示される場合について説明する。尚、図１１は、表示部５の表示画面に表示される映像の一例を模式的に示す図である。そして、図１１は、ユーザによって選択されたターゲットＴ１の輪郭線ＰＬＴ１が、図５に示す３次元映像（ＩＭ１、ＩＭ２、ＩＭ３）において重ねて表示された映像を、模式的に示している。
【００７６】
ターゲットＴ１の輪郭線ＰＬＴ１が表示される前の状態においては、表示部５は、第１の視点としての斜め上方視点から視た３次元映像ＩＭ１と、２つの第２の視点としての鉛直視点及び水平視点から視た３次元映像（ＩＭ２、ＩＭ３）と、を表示している。
【００７７】
上記の状態において、ユーザの操作によって、例えば、第１の視点に対応する３次元映像ＩＭ１におけるターゲットＴ１が選択されたとする。この場合、第１の視点で表示されたターゲットＴ１がユーザによって選択されることでターゲット位置情報が取得される。そして、このようにターゲット位置情報が取得された際には、輪郭線映像データ生成部１１は、ターゲット位置情報に基づいて、ターゲットＴ１の輪郭線ＰＬＴ１を抽出し、その輪郭線ＰＬＴ１を表示部５に表示させるための輪郭線映像データを生成する。
【００７８】
上記のように、ターゲットＴ１の輪郭線ＰＬＴ１を表示部５に表示させる輪郭線映像データが生成されると、輪郭線映像データは、表示部５に出力される。そして、図１１に示すように、ターゲットＴ１の輪郭線ＰＬＴ１が、表示部５の表示画面において、３次元映像（ＩＭ１、ＩＭ２、ＩＭ３）におけるターゲットＴ１の３次元映像において重ねて表示される。即ち、表示部５においては、輪郭線映像データに基づいて、ターゲットＴ１の輪郭線ＰＬＴ１が、第１の視点（斜め上方視点）から視た３次元映像ＩＭ１におけるターゲットＴ１の３次元映像と、２つの第２の視点（鉛直視点、水平視点）から視た３次元映像（ＩＭ２、ＩＭ３）のそれぞれにおけるターゲットＴ１の３次元映像とに対して、重ねて表示される。
【００７９】
また、輪郭線映像データ生成部１１は、ターゲットの輪郭線映像データから抽出した特徴が存在する位置を示す情報である特徴位置情報を取得するように構成されている。輪郭線映像データ生成部１１における特徴位置情報の取得は、ユーザによるターゲットの選択が行われて複数のスライス面ＳＳにおいてターゲットの輪郭線の抽出が行われ、同じＩＤ番号でラベリング処理が施されたひとかたまりのターゲットの輪郭線映像データが生成された後に、行われる。
【００８０】
輪郭線映像データ生成部１１は、ターゲットの輪郭線映像データの生成後にターゲットの特徴位置情報を取得する際には、まず、複数のスライス面ＳＳにおいてそれぞれ輪郭線が抽出されて輪郭線映像データが生成されたターゲットの輪郭線のうち、輪郭線映像データに基づいて表示される輪郭線で囲まれる面積が最も大きい輪郭線が含まれるスライス面ＳＳを特定する。そして、輪郭線映像データ生成部１１は、表示される輪郭線で囲まれる面積が最大となる輪郭線におけるその輪郭線で囲んだ領域の中心又は重心をターゲットの特徴として抽出する。そして、輪郭線映像データ生成部１１は、最大の面積を囲む輪郭線で囲んだ領域の中心位置の座標又は重心位置の座標を算出し、算出した座標を特徴位置情報として取得する。即ち、輪郭線映像データ生成部１１は、ターゲットの輪郭線映像データから、ターゲットの特徴として、最大の面積を囲む輪郭線で囲んだ領域の中心又は重心を抽出する。そして、輪郭線映像データ生成部１１は、その特徴（即ち、最大の面積を囲む輪郭線で囲んだ領域の中心又は重心）が存在する位置を示す情報である特徴位置情報として、最大の面積を囲む輪郭線で囲んだ領域の中心位置の座標又は重心位置の座標を取得する。尚、最大の面積を囲む輪郭線で囲んだ領域の中心位置の座標又は重心位置の座標を算出する際には、自船Ｓに搭載されたＧＮＳＳ受信機（図示せず）にて検出された自船Ｓの位置に基づいて、補正が行われてもよい。
【００８１】
輪郭線映像データ生成部１１は、輪郭線映像データの生成後にビーム形成部９によってビームフォーミング処理が行われた際には、上記のように取得した特徴位置情報に対応する位置を含むターゲットの輪郭線を抽出し、輪郭線映像データを新たに生成する。即ち、輪郭線映像データ生成部１１は、ユーザによるターゲットの選択が行われてターゲットの輪郭線映像データが生成された後は、ビーム形成部９によってビームフォーミング処理が行われて３次元映像データ生成部１０によるターゲットの３次元映像データの更新が行われるごとに、上記の特徴位置情報を取得する。そして、その特徴位置情報に対応する位置を含むターゲットの輪郭線を抽出し、輪郭線映像データを更新して生成する。このため、輪郭線映像データ生成部１１は、ユーザによってターゲットが一旦選択された以降は、ターゲットのエコー信号の検出及びターゲットの３次元映像データの更新の度に、特徴位置情報を取得してその特徴位置情報に基づいて、ターゲットの輪郭線を抽出してターゲットの輪郭線映像データの更新を行う。尚、輪郭線映像データ生成部１１は、特徴位置情報に基づいてターゲットの輪郭線を抽出して輪郭線映像データを生成する際には、ユーザの操作に基づいて取得されたターゲット位置情報に基づいてターゲットの輪郭線を抽出して輪郭線映像データを生成する際と同様の処理を行う。
【００８２】
［ターゲット体積算出部の構成］
ターゲット体積算出部１３は、例えば、輪郭線映像データ生成部１１で抽出されたターゲットの輪郭線に基づいて、ターゲットの体積を算出するように構成されている。ターゲット体積算出部１３にてターゲットの体積が算出される際には、まず、輪郭線映像データ生成部１１によって、複数の受信空間ＲＳのうちの１つである第１の受信空間ＲＳ１においてターゲットの輪郭線が第１の輪郭線として抽出されている。即ち、第１の受信空間ＲＳ１に対応するスライス面ＳＳ上におけるターゲットの輪郭線としての第１の輪郭線が抽出されている。更に、輪郭線映像データ生成部１１によって、複数の受信空間ＲＳのうちの１つであって第１の受信空間ＲＳ１に隣接する第２の受信空間ＲＳ２においてもターゲットの輪郭線が第２の輪郭線として抽出されている。即ち、第２の受信空間ＲＳ２に対応するスライス面ＳＳ上におけるターゲットの輪郭線としての第２の輪郭線が抽出されている。そして、ターゲット体積算出部１３は、上記の第１の輪郭線で区切られた領域と、上記の第２の輪郭線で区切られた領域とに基づいて、ターゲットの体積を算出する。ここで、上記の第１の輪郭線が抽出される上記の第１の受信空間ＲＳ１、及び、上記の第２の輪郭線が抽出される上記の第２の受信空間ＲＳ２としては、ラベリング処理で同一のＩＤ番号が付されたターゲットのエコー信号が検出されている全ての受信空間ＲＳが対象となる。
【００８３】
ターゲット体積算出部１３が、上記の第１の輪郭線で区切られた領域と、上記の第２の輪郭線で区切られた領域とに基づいて、ターゲットの体積を算出する方法としては、例えば、次のような方法を用いることができる。
【００８４】
まず、ターゲット体積算出部１３は、体積を算出する対象となるターゲットであってラベリング処理で同一のＩＤ番号が付されたターゲットのエコー信号が検出されている全ての受信空間ＲＳを特定する。そして、上記の全ての受信空間ＲＳについて、第１の受信空間ＲＳ１及び第２の受信空間ＲＳ２を設定し、更に、第１の輪郭線で区切られた領域と第２の輪郭線で区切られた領域とを設定する。上記の全ての受信空間ＲＳについて上記の輪郭線で区切られた領域を設定すると、ターゲット体積算出部１３は、ターゲットにおいて第１の輪郭線によって区切られた領域と、ターゲットにおいて第２の輪郭線によって区切られた領域との間のターゲットの体積を算出する。このとき、具体的には、ターゲット体積算出部１３は、第１の輪郭線が抽出されているスライス面ＳＳと第２の輪郭線が抽出されているスライス面ＳＳとの間の領域の体積であって、第１の輪郭線で区切られた領域と第２の輪郭線で区切られた領域との間に存在する領域の体積（以下、この体積を「輪郭線間体積」と称する）を算出する。
【００８５】
上記の輪郭線間体積の算出は、同一のＩＤ番号が付されたターゲットのエコー信号が検出されている全ての受信空間ＲＳに対して行われる。そして、そのターゲットのエコー信号が検出されている全ての受信空間ＲＳに対して行われた上記の輪郭線間体積が全て積算される。こうして、ラベリング処理で同一のＩＤ番号が付されたターゲットのエコー信号が検出されている全てのサンプリング点に対応する領域の体積が積算されることになる。対象のターゲットのエコー信号が検出されている全ての受信空間ＲＳに対して算出された輪郭線間体積が全て積算されることで、対象のターゲットの体積が算出されることになる。
【００８６】
尚、輪郭線間体積の算出においては、第１の輪郭線で区切られた領域と第２の輪郭線で区切られた領域との間に存在する領域であって、対象のターゲットのエコー信号が検出されている全てのサンプリング点にそれぞれ対応する複数のセル状の体積領域ＶＣが、設定される。例えば、各体積領域ＶＣは、その体積領域ＶＣが対応するサンプリング点を一つの頂点とする領域として設定される。
【００８７】
図１２は、ターゲット体積算出部１３の処理を説明するための図であって、上記の体積領域ＶＣを模式的に示す図である。図１２では、第１の受信空間ＲＳ１としてスライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳを含む受信空間ＲＳが設定され、第２の受信空間ＲＳ２としてスライス番号ＳＮ＝ｎ＋１のスライス面ＳＳを含む受信空間ＲＳが設定された場合を例示している。そして、図１２では、スライス番号ＳＮ＝ｎのスライス面ＳＳにて第１の輪郭線が抽出され、スライス番号ＳＮ＝ｎ＋１のスライス面ＳＳにて第２の輪郭線が抽出された場合を例示している。尚、図１２は体積領域ＶＣを模式的に示す図であり、第１の輪郭線及び第２の輪郭線の図示は図１２では省略されている。対象のターゲットのエコー信号が検出されている各サンプリング点に対応するセル状の各体積領域ＶＣは、隣接するスライス面ＳＳの間であって第１の輪郭線で区切られた領域と第２の輪郭線で区切られた領域との間に存在している。そして、各体積領域ＶＣは、方位角θの方向、距離ｒの方向、及びティルト角φのそれぞれの方向において、各方向にて互いに隣接するサンプリング点間の間隔に対応する幅を持つ領域として、設定される。図１２では、体積領域ＶＣの方位角θの方向における幅寸法がΔθであり、体積領域ＶＣの距離ｒの方向における幅寸法がΔｒであり、体積領域ＶＣのティルト角φの方向における幅寸法がΔφである形態が例示されている。
【００８８】
ターゲット体積算出部１３は、各輪郭線間体積の算出においては、まず、対象のターゲットのエコー信号が検出されているサンプリング点のそれぞれに対応するセル状の体積領域ＶＣの体積をそれぞれ算出する。この算出の際には、各体積領域ＶＣが対応するサンプリング点の位置から、方位角θの方向においては幅寸法Δθに亘って、距離ｒの方向においては幅寸法Δｒに亘って、ティルト角φの方向においては幅寸法Δφに亘って積分を行うことで、体積領域ＶＣの体積を算出する。そして、ターゲット体積算出部１３は、第１の輪郭線で区切られた領域と第２の輪郭線で区切られた領域との間に存在して対象のターゲットのエコー信号が検出されている全てのサンプリング点にそれぞれ対応する体積領域ＶＣの体積を積算する。これにより、輪郭線間体積が算出される。そして、ターゲット体積算出部１３は、対象のターゲットのエコー信号が検出されている全ての受信空間ＲＳに対して算出された輪郭線間体積を全て積算することで、対象のターゲットの体積を算出する。
【００８９】
ターゲット体積算出部１３は、算出したターゲットの体積を指標する値を表示部５に表示させるための体積表示用データを生成し、この体積表示用データを表示部５に対して出力する。表示部５は、体積表示用データに基づいて、ターゲットの体積の値を表示する。図１３は、表示部５の表示画面に表示される映像の一例を模式的に示す図である。尚、図１３は、ターゲット体積算出部１３によって算出されたターゲットＴ１の体積の値が、図９に示す３次元映像ＩＭ１において重ねて表示された映像を、模式的に示している。
【００９０】
表示部５は、入力された上記の体積表示用データに基づいて、例えば、１０００ｍ３を単位体積としての１ユニットとして定義し、ターゲットＴ１について体積を表示する。図１３では、ターゲットＴ１の体積が３２５ユニットとして表示された場合が例示されている。尚、図１３に例示するように、表示部５は、例えば、体積を表示する対象のターゲットＴ１の近傍に、体積表示対象であることを示す「Ｖ−１」の表記を表示し、３次元映像ＩＭ１とは離れた位置において、「Ｖ−１  ３２５」の表記を表示する。このように、ターゲット体積算出部１３によって算出されたターゲットＴ１の体積が表示部５において表示されることで、ユーザは、ターゲットＴ１が示す魚群の体積の概算値を把握することができる。
【００９１】
尚、上記においては、ターゲット体積算出部１３によるターゲットの体積の算出方法について説明したが、ターゲットの体積については、上記の方法によらず、他の方法によっても、算出することができる。
【００９２】
上記の方法においては、ターゲットの輪郭線を抽出し、その抽出した輪郭線で区切られた領域に基づいてターゲットの体積を算出する形態を例示したが、ターゲットの輪郭線に基づかずにターゲットの体積を算出することもできる。例えば、体積を算出する対象となるターゲットであってラベリング処理で同一のＩＤ番号が付されたターゲットが検出されている全ての受信空間ＲＳにおいて、対象のターゲットが検出されている全てのサンプリング点にそれぞれ対応する体積領域ＶＣの体積を全て積算することで、ターゲットの体積を算出することもできる。
【００９３】
また、上記の方法においては、第１の輪郭線で区切られた領域と、第２の輪郭線で区切られた領域とに基づいて、輪郭線間体積を算出し、輪郭線間体積を全て積算することで、対象のターゲットの体積を算出する形態を例示したが、輪郭線間体積を算出せずに、ターゲットの体積を算出することもできる。例えば、輪郭線が抽出されている各スライス面ＳＳごとに、各輪郭線で囲まれた領域の体積を算出し、対象のターゲットの輪郭線が抽出されている全てのスライス面ＳＳに関して、輪郭線で囲まれた領域の体積を全て積算することで、ターゲットの体積を算出することもできる。この場合、各スライス面ＳＳに対応する輪郭線で囲まれた領域が、各スライス面ＳＳを中心として方位角θの方向の両側のそれぞれにΔθ／２分ずつの厚みをもつとして、各輪郭線で囲まれた領域の体積を算出する。そして、対象のターゲットの輪郭線が抽出されている全てのスライス面ＳＳに関して、輪郭線で囲まれた領域の体積を全て積算することで、ターゲットの体積を算出することができる。
【００９４】
［水中探知装置の動作］
図１４は、水中探知装置１の動作を説明するためのフローチャートであり、水中探知装置１の動作の一例を例示したフローチャートである。尚、図１４は、送受波器２から水中に送信波が送信されて、その送信波の反射波が送受波器２で受信され、更に、水中探知装置１による前述の処理が行われ、表示部５にターゲットの３次元映像とターゲットの輪郭線の映像とが表示されるまでの動作を示している。尚、表示部５にターゲットの３次元映像等が表示された後、送受波器２から水中に送信波が送信されると、再び、図１４のフローチャートに示す動作が行われる。
【００９５】
水中探知装置１の動作においては、まず、送受波器２から水中の送信空間ＴＳに送信波が送信される。水中の送信空間ＴＳに送信された送信波は、水中のターゲットで反射し、送受波器２にて受信される。送受波器２の複数の受信素子は、水中のターゲットでの送信波の反射を含む反射波に基づいて受信信号を生成し、送受信部３へ出力する。送受信部３では、受信回路部７にて、受信した受信信号を増幅して不要な周波数成分を除去するとともにデジタル信号に変換して信号処理部４へ出力する。
【００９６】
信号処理部４は、送受信部３から受信信号が入力されると、ビーム形成部９において、受信信号に基づいて複数の受信空間ＲＳのそれぞれについてビームフォーミング処理及びフィルタ処理を行い、各受信空間ＲＳにおけるターゲットのエコー信号を検出する。ビーム形成部９での処理が行われると、次いで、３次元映像データ生成部１０において、各受信空間ＲＳについて行われたビームフォーミング処理の結果に基づいて、ターゲットを表示部５に表示させるためのターゲットの３次元映像データが生成される（ステップＳ１０１）。
【００９７】
ターゲットの３次元映像データの生成が行われると、次いで、ターゲット位置情報が取得されているか否かが判定される（ステップＳ１０２）。即ち、ユーザによる操作によっていずれかのターゲットが選択され、位置情報取得部１２がターゲット位置情報を取得しているか否かが、輪郭線映像データ生成部１１によって判定される。
【００９８】
尚、水中探知装置１が起動されて動作を開始し、最初に、図１４に示す水中探知装置１の動作が行われる際には、表示部５には、ターゲットの３次元映像は表示されていない。よって、この場合は、ユーザによる操作によるターゲットの選択は行われず、位置情報取得部１２でのターゲット位置情報の取得も行われていない。このため、輪郭線映像データ生成部１１は、ターゲット位置情報が取得されていないと判定し（ステップＳ１０２、Ｎｏ）、更に、特徴位置情報が取得されている否かを判定する（ステップＳ１０３）。起動後最初に水中探知装置１の図１４に示す動作が行われる際には、輪郭線映像データ生成部１１での輪郭線映像データの生成処理もまだ一度も行われておらず、特徴位置情報も取得されていない。このため、輪郭線映像データ生成部１１は、特徴位置情報が取得されていないと判定する（ステップＳ１０３、Ｎｏ）。そして、３次元映像データ生成部９にて生成された３次元映像データが、表示部５に出力される（ステップＳ１０８）。表示部５では、入力された３次元映像データに基づいて、図４或いは図５に例示するように、ターゲットの３次元映像を表示する。これにより、起動後最初に行われる水中探知装置１の図１４に示す動作が一旦終了する。
【００９９】
起動後２回目以降に行われる水中探知装置１の図１４に示す動作においても、ステップＳ１０２において、ターゲット位置情報が取得されているか否かが判定される。ターゲット位置情報が取得されていないと判定された場合は（ステップＳ１０２、Ｎｏ）、ステップＳ１０３の判定が行われる。一方、ターゲット位置情報が取得されていると判定された場合は（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）、輪郭線映像データ生成部１１は、ターゲットの輪郭線を抽出し、その輪郭線を表示部５に表示させるための輪郭線映像データを生成する処理を行う（ステップＳ１０４）。尚、起動後２回目以降に行われる水中探知装置１の図１４に示す動作においては、ステップＳ１０２では、例えば、図１４に示す動作が前回行われた後にターゲット位置情報が取得されているか否かが判定される。
【０１００】
ターゲット位置情報が取得されていないと判定され（ステップＳ１０２、Ｎｏ）、特徴位置情報も取得されていないと判定された場合は（ステップＳ１０３、Ｎｏ）、３次元映像データ生成部９にて生成された３次元映像データが、表示部５に出力される（ステップＳ１０８）。一方、ターゲット位置情報が取得されていないと判定され（ステップＳ１０２、Ｎｏ）、特徴位置情報は取得されていると判定された場合は（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、輪郭線映像データ生成部１１は、ターゲットの輪郭線を抽出し、その輪郭線を表示部５に表示させるための輪郭線映像データを生成する処理を行う（ステップＳ１０４）。尚、前述の通り、輪郭線映像データ生成部１１は、ターゲット位置情報に基づいてターゲットの輪郭線を抽出して輪郭線映像データを生成して以降は、図１４に示す動作が行われる毎に、輪郭線映像データを生成するとともに特徴位置情報を取得する。よって、ユーザによるターゲットの選択が行われて以降は、ステップＳ１０３では、特徴位置情報が取得されていると判定される（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）。
【０１０１】
ステップＳ１０４では、少なくとも１つの受信空間ＲＳでエコー信号が検出されたターゲットの輪郭線を抽出し、輪郭線を表示部５に表示させるための輪郭線映像データを生成する処理が行われる。即ち、ステップＳ１０４においては、前述の通り、輪郭線映像データ生成部１１が、ターゲット位置情報或いは特徴位置情報に対応する位置を含むターゲットのエコー信号が検出されている複数の受信空間ＲＳのそれぞれにおいて、輪郭線映像データを生成する処理を行う。このとき、輪郭線映像データ生成部１１は、複数の受信空間ＲＳのそれぞれにおいて、前述の２値化処理及び膨張収縮処理（ステップＳ１０５）、前述のラベリング処理（ステップＳ１０６）、前述の輪郭線抽出処理（ステップＳ１０７）を行う。これにより、輪郭線映像データ生成部１１は、複数の受信空間ＲＳにおいて、同じＩＤ番号でラベリング処理が施されたひとかたまりのターゲットの輪郭線映像データを生成する。
【０１０２】
ステップＳ１０４において、ひとかたまりのターゲットの輪郭線映像データが生成されると、その輪郭線映像データが、表示部５に出力される（ステップＳ１０８）。また、ステップＳ１０８では、３次元映像データ生成部９にて生成された３次元映像データも、表示部５に出力される。表示部５は、図９或いは図１１に例示するように、ターゲットの３次元映像とともに、ターゲットの輪郭線の映像も表示する。これにより、水中探知装置１の図１４に示す動作が一旦終了する。水中探知装置１の図１４に示す動作が一旦終了すると、送受波器２から水中の送信空間ＴＳに送信波が送信され、再び、図１４に示す動作が開始される。
【０１０３】
［効果］
本実施形態によると、３次元映像データ生成部１０にて生成されたターゲットの３次元映像データに基づいて、ターゲットの３次元映像が表示部５に表示される。更に、本実施形態によると、輪郭線映像データ生成部１１にて生成された輪郭線映像データに基づいて、ターゲットの輪郭線についても、ターゲットの３次元映像とともにターゲットに重ねて、表示部５に表示することができる。このため、ユーザは、表示部５における２次元の画面においても、３次元映像で表示された魚群等のターゲットを個別に区別し易く、魚群等のターゲットを容易に見分けることができる。
【０１０４】
従って、本実施形態によると、ユーザが、３次元映像で表示された魚群等のターゲットを個別に区別し易く、魚群等のターゲットを容易に見分けることができる、水中探知装置及び水中探知方法を提供することができる。
【０１０５】
また、本実施形態によると、輪郭線映像データ生成部１１は、輪郭線映像データの表示色の情報をターゲットの３次元映像データの表示色の情報と異なる表示色の情報に設定する。このため、ユーザは、ターゲットの３次元映像とその輪郭線の映像とを容易に区別でき、魚群等のターゲットを更に容易に見分けることができる。
【０１０６】
また、本実施形態によると、第１の受信空間ＲＳ１においてターゲットの輪郭線を抽出し、且つ第１の受信空間ＲＳ１に隣接する第２の受信空間ＲＳ２においてもターゲットのエコー信号が検出されている場合に、第２の受信空間ＲＳ２においてもターゲットの輪郭線を抽出し、輪郭線映像データを生成する。このため、本実施形態によると、隣接する複数の受信空間ＲＳに亘って存在するターゲットについても、複数の受信空間ＲＳにおいて同じターゲットに対応させて輪郭線を抽出して輪郭線映像データを生成することができる。
【０１０７】
また、本実施形態によると、輪郭線が抽出された第１の受信空間ＲＳ１に隣接する第２の受信空間ＲＳ２においてターゲットのエコー信号が検出されない状態となるまで、各受信空間ＲＳにおいて輪郭線を抽出する処理が繰り返し行われる。このため、本実施形態によると、連続して隣接しながら並ぶ複数の受信空間ＲＳに亘って存在するターゲットについても、複数の受信空間ＲＳにおいて同じターゲットに対応させて輪郭線を抽出して輪郭線映像データを生成することができる。
【０１０８】
また、本実施形態によると、任意の１つの受信空間ＲＳとそれとは異なる他の受信空間ＲＳとは、水平面内に形成されるそれぞれの方位角θが異なっている。このため、異なる方位角θの方向に広がる複数の受信空間ＲＳにおいて、ターゲットの輪郭線を抽出することができる。
【０１０９】
また、本実施形態によると、ターゲット体積算出部１３により、第１の受信空間ＲＳ１における第１の輪郭線で区切られた領域と、第２の受信空間ＲＳ２における第２の輪郭線で区切られた領域とに基づいて、ターゲットの体積を算出することができる。このため、輪郭線映像データ生成部にて抽出された輪郭線に基づいて、ターゲットの体積を容易に算出することができる。
【０１１０】
また、本実施形態によると、ユーザによってターゲットが選択される操作に基づいてターゲット位置情報が取得され、輪郭線映像データ生成部は、ターゲット位置情報に対応する位置を含むターゲットの輪郭線を抽出し、輪郭線映像データを生成する。このため、本実施形態によると、ユーザは、輪郭線を表示させたいターゲットを選択する操作を行うことで、容易に、所望するターゲットについて輪郭線を表示させることができる。
【０１１１】
また、本実施形態によると、輪郭線映像データ生成部１１は、第１の視点（例えば、斜め上方視点）で表示されたターゲットがユーザによって選択されることでターゲット位置情報が取得された際に、ターゲットの輪郭線を抽出して輪郭線映像データを生成する。そして、表示部５は、輪郭線映像データに基づいて、ターゲットの輪郭線を、上記の第１の視点で表示されたターゲットと、第２の視点（例えば、鉛直視点、水平視点）で表示されたターゲットとに対して、重ねて表示する。このため、ユーザは、１つの視点で表示されたターゲットを選択する操作を行うだけで、複数の視点で表示された同じ対象のターゲットについて、同時に輪郭線が表示された状態で、ターゲットを確認することができる。
【０１１２】
また、本実施形態によると、輪郭線映像データ生成部１１は、一旦、ユーザによってターゲットが選択されてターゲットの輪郭線を抽出し、輪郭線映像データを生成して以降は、ターゲットの特徴位置情報を取得する。そして、輪郭線映像データ生成部１１は、輪郭線映像データの生成後にビーム形成部９によってビームフォーミング処理が行われた際には、特徴位置情報に対応する位置を含むターゲットの輪郭線を抽出し、輪郭線映像データを新たに生成する。このため、本実施形態によると、ユーザが一旦ターゲットを選択する操作を行った後は、ユーザが追加の操作を行わなくも、ターゲットの３次元映像の更新ごとに、選択したターゲットの輪郭線の表示が自動で行われる。
【０１１３】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【０１１４】
（１）前述の実施形態では、送信トランスデューサとして機能するとともに受信トランスデューサとしても機能する送受波器を備えた水中探知装置の形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、送信トランスデューサと受信トランスデューサとを別体でそれぞれ備えた水中探知装置の形態が実施されてもよい。
【０１１５】
（２）前述の実施形態では、自船を中心とする水中の全方位へ向けて一斉に送信ビームを形成するスキャニングソナーを備えた水中探知装置の形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、送信ビームと受信ビームとを回転させるサーチライトソナー（ＰＰＩソナー）を備えた水中探知装置の形態が実施されてもよい。
【０１１６】
（３）前述の実施形態では、複数の受信空間において、任意の１つの受信空間と、その１つの受信空間とは異なる他の受信空間とが、鉛直面に対する上記の１つの受信空間及び上記の他の受信空間のそれぞれの方位角が異なる水中探知装置の形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。
【０１１７】
例えば、複数の受信空間において、任意の１つの受信空間とその１つの受信空間とは異なる他の受信空間とが、水平面に対する上記の１つの受信空間及び上記の他の受信空間のそれぞれの傾斜角（即ち、ティルト角）が異なる水中探知装置の形態が実施されてもよい。この場合、上記の１つの受信空間と上記の他の受信空間とは、自船の位置からそれぞれ異なる傾斜角で傘状に広がる受信空間として形成される。
【０１１８】
また、他の例として、複数の受信空間において、任意の１つの受信空間とその１つの受信空間とは異なる他の受信空間とが、受信トランスデューサからの上記の１つの受信空間及び上記の他の受信空間のそれぞれの距離が異なる水中探知装置の形態が実施されてもよい。この場合、上記の１つの受信空間と上記の他の受信空間とは、自船の位置からそれぞれ異なる距離において半球殻状に広がる受信空間として形成される。
【０１１９】
（４）前述の実施形態では、輪郭線映像データ生成部にて抽出された輪郭線に基づいて、ターゲットの体積を算出するターゲット体積算出部を備える水中探知装置の形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。ターゲット体積算出部が備えられていない水中探知装置の形態が実施されてもよい。
【０１２０】
（５）前述の実施形態では、ユーザによって選択された魚群のターゲットの体積を算出する水中探知装置の形態を例にとって説明したが、魚群のターゲットに関して体積以外の情報も算出する水中探知装置の形態が実施されてもよい。この場合、例えば、ユーザによって選択された魚群のターゲットに含まれるエコー信号の信号強度レベルの平均値である平均強度が算出されてもよい。また、ユーザによって選択された魚群のターゲットにおいて最も信号強度レベルが強いエコー信号が存在する受信空間の方位角が算出されてもよい。また、ユーザによって選択された魚群のターゲットにおける重心の位置のティルト角が算出されてもよい。また、ユーザによって選択された魚群のターゲットが存在するティルト角の範囲が算出されてもよい。また、ユーザによって選択された魚群のターゲットにおける重心の位置の自船からの距離が算出されてもよい。また、ユーザによって選択された魚群のターゲットが存在する自船からの距離の範囲が算出されてもよい。また、ユーザによって選択された魚群のターゲットにおける重心の位置の水面からの深度が算出されてもよい。また、ユーザによって選択された魚群のターゲットが存在する水面からの深度の範囲が算出されてもよい。また、ユーザによって選択された魚群のターゲットが存在する領域の表面積が簡易的に算出されてもよい。また、ユーザによって選択された魚群のターゲットについて、そのターゲットの体積と、そのターゲットが存在する領域の表面積との算出結果に基づいて、更に、魚群のターゲットを球形に近似した場合の近似度である球形度が算出されてもよい。
【０１２１】
（６）前述の実施形態では、位置情報取得部が備えられ、ターゲット体積算出部が、ユーザによって選択されたターゲットの体積を算出する水中探知装置の形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、図１５に示す変形例のように、エコー信号を検出した全てのターゲットに対して体積を算出し、算出したターゲットの体積の大きさに基づいて、輪郭線を表示させる対象を選択する形態の水中探知装置が実施されてもよい。以下、図１５を参照しつつ、変形例に係る水中探知装置について説明する。
【０１２２】
図１５は、変形例に係る水中探知装置の信号処理部４ａの構成を示すブロック図である。図１５に示す変形例に係る水中探知装置は、信号処理部４ａ以外の構成は、前述の実施形態の水中探知装置１と同様に構成されている。尚、以下の説明では、変形例に係る水中探知装置について、信号処理部４ａにおける前述の実施形態の水中探知装置１の信号処理部４の構成と異なる点についてのみ説明する。また、図１５に示す変形例に係る水中探知装置における前述の実施形態と同様の構成については、図面において同一の符号を付すことで或いは説明において同一の符号を引用することで、重複する説明を省略する。
【０１２３】
信号処理部４ａは、ビーム形成部９、３次元映像データ生成部１０、輪郭線映像データ生成部１１ａ、ターゲット体積算出部１３ａ、表示対象選択部１４を備えて構成されている。
【０１２４】
前述の実施形態の輪郭線映像データ生成部１１は、ユーザによって選択されたターゲットの輪郭線映像データを生成するように構成されていた。これに対して、本変形例に係る信号処理部４ａの輪郭線映像データ生成部１１ａは、前述の実施形態の輪郭線映像データ生成部１１とは異なり、全てのターゲットの輪郭線を抽出して輪郭線映像データを生成するように構成さている。即ち、輪郭線映像データ生成部１１ａは、ビーム形成部９により複数の受信空間ＲＳでエコー信号が検出された全てのターゲットの輪郭線を抽出して輪郭線映像データを生成するように構成されている。
【０１２５】
また、本変形例においては、ターゲット体積算出部１３ａは、複数の受信空間ＲＳで検出されたターゲットのエコー信号に基づいて、全てのターゲットの体積を算出するように構成されている。尚、前述の実施形態のターゲット体積算出部１３は、ユーザによって選択されて輪郭線映像データ生成部１１によって輪郭線が抽出されたターゲットの体積を算出するように構成されていた。これに対して、本変形例に係る信号処理部４ａのターゲット体積算出部１３ａは、輪郭線映像データ生成部１１ａによって輪郭線が抽出された全てのターゲットの体積を算出するように構成されている。即ち、ターゲット体積算出部１３ａは、複数の受信空間ＲＳにおいてエコー信号が検出された全てのターゲットに対してそれらの体積を算出するように構成されている。
【０１２６】
尚、ターゲット体積算出部１３ａが個別のターゲットの体積を算出する方法としては、種々の方法を用いることができる。例えば、ターゲット体積算出部１３ａは、前述の実施形態のターゲット体積算出部１３がターゲットの体積を算出する方法と同じ方法によってターゲットの体積を算出してもよい。或いは、ターゲット体積算出部１３ａは、前述の実施形態において例示した他の方法、即ち、ターゲット体積算出部１３によるターゲットの体積の算出方法によらない方法として前述の実施形態において例示した他の方法によって、ターゲットの体積を算出してもよい。例えば、ターゲット体積算出部１３ａは、全てのターゲットについて、ラベリング処理で同一のＩＤ番号が付されたターゲットごとに、体積をそれぞれ算出してもよい。この場合、同一のＩＤ番号が付された各ターゲットの体積については、そのターゲットが検出されている全てのサンプリング点にそれぞれ対応する体積領域ＶＣの体積を全て積算することで、算出される。また、ターゲット体積算出部１３ａは、各ターゲットについて、輪郭線が抽出されている各スライス面ＳＳごとに、各輪郭線で囲まれた領域の体積を算出し、各ターゲットの輪郭線が抽出されている全てのスライス面ＳＳに関して、輪郭線で囲まれた領域の体積を全て積算することで、各ターゲットの体積を算出してもよい。
【０１２７】
表示対象選択部１４は、輪郭線映像データ生成部１１ａによって生成された全ての輪郭線映像データのうちの一部を表示部５に表示させる表示対象として選択するように構成されている。そして、表示対象選択部１４は、ターゲット体積算出部１３ａで算出されたターゲットの体積の大きさに基づいて、表示対象としての輪郭線映像データを選択するように構成されている。より具体的には、例えば、表示対象選択部１４は、ビーム形成部９にてエコー信号が検出された全てのターゲットについてターゲット体積算出部１３ａで算出された体積を全て比較し、体積が最も大きいものから体積の大きさに応じて順番に並べて順位付けをするリストを作成する。そして、表示対象選択部１４は、例えば、ユーザによる操作入力等によって予め設定された表示ターゲット数に基づいて、表示対象としての輪郭線映像データを選択する。即ち、表示対象選択部１４は、上記のリストにおいて、体積が最も大きいターゲットから上記の表示ターゲット数に対応する順位のターゲットまでのターゲットの輪郭線が、表示部５に表示されるように、表示対象としての輪郭線映像データを選択する。
【０１２８】
３次元映像データ生成部１０によって生成された３次元映像データ、輪郭線映像データ生成部１１ａによって生成された輪郭線映像データ、及び、表示対象選択部１４によって選択された表示対象としての輪郭線映像データの選択結果は、表示部５に出力される。表示部５は、信号処理部４ａからの上記の入力に基づいて、エコー信号が検出された全てのターゲットの３次元映像を表示するとともに、表示されたターゲットのうちの一部であって表示対象選択部１４によって選択されたターゲットの輪郭線を対応するターゲットに重ねて表示する。これにより、表示部５においては、表示されたターゲットのうち、体積が最も大きいものから所定の表示ターゲット数に応じた順位のものまでのターゲットのみが、輪郭線が表示される。
【０１２９】
本変形例によると、ユーザによってターゲットを選択する操作が行われなくても、ターゲットの体積の大きさに基づいて、輪郭線が表示されるターゲットが自動的に選択され、ターゲットの輪郭線の表示が行われる。このため、ユーザは、体積の大きい魚群のターゲットの輪郭線を容易に把握することができ、体積の大きい魚群のターゲットを更に容易に見分けることができる。また、本変形例によると、体積の小さい魚群の輪郭線は表示されないため、ユーザは、資源管理等の観点から小さな魚群を捕獲しないようにすること等の理由に基づいて魚群を捕獲するか否かを判断する際に、容易に的確な判断をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、水中のターゲットを探知するための水中探知装置として広く適用することができるものである。
【符号の説明】
【０１３１】
１                    水中探知システム
２                    送受波器（送信トランスデューサ、受信トランスデューサ）
４                    信号処理部
５                    表示部
９                    ビーム形成部
１０                  ３次元映像データ生成部
１１                  輪郭線映像データ生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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