(57)【要約】【課題】植物の特徴のデータ資料の記録自動化を図り、植物の成長特徴の人手による測定および記録の不便さを改善すること。【解決手段】容器内の植物を撮影して俯瞰画像および側面画像を形成するための少なくとも１つの撮像装置と、前記少なくとも１つの撮像装置に電気的に接続される演算処理装置とを備えた植物の特徴の自動測定システムであって、前記演算処理装置は、少なくとも画像処理モジュールと記憶部とを備え、前記画像処理モジュールは、少なくとも１つの画像処理プログラムおよび少なくとも１つの分析法則を用いて、前記俯瞰画像と前記側面画像のうちの少なくとも１つを分析して、前記植物の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成するとともに、前記少なくとも１つの特徴データ資料を前記記憶部に記録する。【選択図】図１Ｄ
2011103870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内の植物を撮影し、俯瞰画像および側面画像を形成するための少なくとも１つの撮像装置と、前記少なくとも１つの撮像装置に電気的に接続される演算処理装置とを含み、前記演算処理装置は、少なくとも画像処理モジュールおよび記憶部を含み、前記画像処理モジュールは少なくとも１つの画像処理プログラムおよび少なくとも１つの分析法則を用いて、前記俯瞰画像および前記側面画像のうちの少なくとも１つを分析し、前記植物の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成するとともに、前記少なくとも１つの特徴データ資料を前記記憶部に記録する植物の特徴の自動測定システム。
【請求項２】
前記容器およびその植物を収容する収容室を有する箱体をさらに含み、前記少なくとも１つの撮像装置は、前記容器内の植物を撮影するために前記箱体内に設置される請求項１に記載の植物の特徴の自動測定システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの画像処理プログラムは、前記俯瞰画像および前記側面画像のうちの少なくとも１つに対して階調化および２値化を行なう請求項１に記載の植物の特徴の自動測定システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの分析法則には、ノイズ除去アルゴリズム、ソーベル法、チェーンコード法および円検出アルゴリズムのうちの少なくとも１つが含まれる請求項１に記載の植物の特徴の自動測定システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの特徴データ資料には、前記植物の葉の数、葉の長さ、葉の幅、葉の面積、前記植物のつぼみの数、新芽の数、前記植物の高さ、前記植物の葉間の挟角のうちの少なくとも１つが含まれる請求項１に記載の植物の特徴の自動測定システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの撮像装置がさらに、異なる時間における前記容器内の植物をそれぞれ撮影するとともに対応する前記俯瞰画像および前記側面画像の形成に用いられることを含み、前記少なくとも１つの分析法則がさらに、異なる時間における対応する前記俯瞰画像および前記側面画像を分析して、前記植物の外観的特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成することを含む請求項１に記載の植物の特徴の自動測定システム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの撮像装置がさらに、異なる時間における前記容器内の植物をそれぞれ撮影するとともに、対応する前記俯瞰画像および前記側面画像の形成に用いられることを含み、前記演算処理装置がさらに、前記容器内の植物の異なる時間における対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成し、前記記憶部に記録することを含み、また前記演算処理装置がさらに、植物記録処理プログラムを用いて、前記容器内の植物の異なる時間における対応する少なくとも１つの特徴データ資料に基づいて、前記容器内の植物に対応する記録レポート、植物成長分析および植物成長履歴のうちの少なくとも１つを形成することを含む請求項１に記載の植物の特徴の自動測定システム。
【請求項８】
前記演算処理装置がさらに、前記植物記録処理プログラムを用いて、前記容器内の植物の異なる時間における植付記録を記録し、前記容器内の植物の異なる時間における植付記録およびそれに対応する少なくとも１つの特徴データ資料に基づいて、前記容器内の植物の植付効果評価を形成することを含む請求項７に記載の植物の特徴の自動測定システム。
【請求項９】
少なくとも１つの撮像装置および演算処理装置間に適用される植物の特徴の自動測定方法であって、前記演算処理装置は少なくとも記憶部を含み、かつ前記方法は、
容器内の植物の俯瞰画像および側面画像を得る工程と、
少なくとも１つの画像処理プログラムおよび少なくとも１つの分析法則を用いて、前記俯瞰画像および前記側面画像のうちの少なくとも１つを分析し、前記植物の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成する工程と、
前記少なくとも１つの特徴データ資料を前記記憶部に記録する工程と、を含む植物の特徴の自動測定方法。
【請求項１０】
前記容器およびその植物を収容するための収容室を有する箱体を提供し、前記少なくとも１つの撮像装置が前記箱体内に設置されて前記容器内の植物を撮影することをさらに含む請求項９に記載の植物の特徴の自動測定方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの画像処理プログラムが、前記俯瞰画像および前記側面画像のうちの少なくとも１つを階調化および２値化することを含む請求項９に記載の植物の特徴の自動測定方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの分析法則には、ノイズ除去アルゴリズム、ソーベル法、チェーンコード法および円検出アルゴリズムのうちの少なくとも１つが含まれる請求項９に記載の植物の特徴の自動測定方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの特徴データ資料には、前記植物の葉の数、葉の長さ、葉の幅、葉の面積、前記植物のつぼみの数、新芽の数、前記植物の高さ、前記植物の葉間の挟角のうちの少なくとも１つが含まれる請求項９に記載の植物の特徴の自動測定方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの撮像装置がさらに、異なる時間における前記容器内の植物をそれぞれ撮影するとともに対応する俯瞰画像および側面画像の形成に用いられることを含み、かつ前記方法はさらに、
異なる時間における対応する前記俯瞰画像および前記側面画像を分析して、前記植物の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成することを含む請求項９に記載の植物の特徴の自動測定方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの撮像装置がさらに、異なる時間における前記容器内の植物をそれぞれ撮影するとともに、対応する前記俯瞰画像および前記側面画像の形成に用いられることを含み、かつ前記方法はさらに、
前記演算処理装置がさらに、前記容器内の植物の異なる時間における対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成し、前記記憶部に記録することを含み、
植物記録処理プログラムを用いて、前記容器内の植物の異なる時間における対応する少なくとも１つの特徴データ資料に基づいて、前記容器内の植物に対応する記録レポート、植物成長分析および植物成長履歴のうちの少なくとも１つを形成することを含む請求項９に記載の植物の特徴の自動測定方法。
【請求項１６】
前記植物記録処理プログラムを用いて前記容器内の植物の異なる時間における植付記録を記録し、前記容器内の植物の異なる時間における植付記録およびそれに対応する少なくとも１つの特徴データ資料に基づいて、前記容器内の植物の植付効果評価を形成することをさらに含む請求項１５に記載の植物の特徴の自動測定方法。
【請求項１７】
コンピュータプログラムを格納するためのコンピュータ読取可能記録媒体であって、前記コンピュータプログラムは、演算処理装置によって読み取られ植物の特徴の自動測定方法を実行することができ、前記植物の特徴の自動測定方法は少なくとも１つの撮像装置および前記演算処理装置間に適用され、前記演算処理装置は少なくとも記憶部が含まれ、かつ前記方法は、
容器内の植物の俯瞰画像および側面画像を得る工程と、
少なくとも１つの画像処理プログラムおよび少なくとも１つの分析法則を用いて、前記俯瞰画像および前記側面画像のうちの少なくとも１つを分析し、前記植物の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成する工程と、
前記少なくとも１つの特徴データ資料を前記記憶部に記録する工程と、を含むコンピュータ読取可能記録媒体。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの撮像装置がさらに、異なる時間における前記容器内の植物をそれぞれ撮影するとともに、対応する俯瞰画像および側面画像の形成に用いられることを含み、かつ前記方法がさらに、
異なる時間における対応する俯瞰画像および側面画像を分析し、前記植物の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成することを含む請求項１７に記載の記録媒体。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの撮像装置がさらに、異なる時間における前記容器内の植物をそれぞれ撮影するとともに、対応する俯瞰画像および側面画像の形成に用いられることを含み、かつ前記方法がさらに、
前記演算処理装置がさらに、前記容器内の植物の異なる時間における対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成し、前記記憶部に記録することを含み、
植物記録処理プログラムを用いて、前記容器内の植物の異なる時間における対応する少なくとも１つの特徴データ資料に基づいて、前記容器内の植物に対応する記録レポート、植物成長分析および植物成長履歴のうちの少なくとも１つを形成することを含む請求項１７に記載の記録媒体。
【請求項２０】
前記植物の特徴の自動測定方法がさらに、
前記植物記録処理プログラムを用いて、前記容器内の植物の異なる時間における植付記録を記録し、前記容器内の植物の異なる時間における植付記録およびそれに対応する少なくとも１つの特徴データ資料に基づいて、前記容器内の植物の植付効果評価を形成することを含む請求項１９に記載の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動測定システム、方法および記録媒体に関し、特に植物の特徴の自動測定システム、方法および記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、グリーンエコロジーが広く提唱され、益々多くの現代人がこれを受けて花や草木を植えるようになり、生活環境は生気にあふれている。こうしたなか、花卉植物の植付けに従事する者にとって、植付けた植物を育てようとするなら、種をまいてから、定期的にこの植物のその後の成長過程における外観の特徴である、例えば、植物の葉の数、葉の長さ、幅あるいは葉の面積等を追跡し記録する必要がある。このようにして従事者は、植付環境が植物の成長条件にとって植物に適しているか否かを知ることができ、或いはその後の他の研究用途に活用することができる。
【０００３】
しかしながら、従来における植物の特徴を記録する方法は、一般に、従事者がメータ、肉眼あるいは自身の個人的経験といった伝統的手法を用いて達成しており、すなわち、植物の特徴は、多くは人手により測定と記録が行われている。
【０００４】
このため、科学技術が進歩している現代において、こうした植物の特徴のデータ資料の記録自動化がなされていないことについては、改善の余地が尚存在していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記状況に鑑み、本発明は、前記課題を解決するための植物の特徴の自動測定システム、方法および記録媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に基づき、本発明は、容器内の植物を撮影して俯瞰画像および側面画像を形成するための少なくとも１つの撮像装置と、前記少なくとも１つの撮像装置に電気的に接続される演算処理装置とを備えた植物の特徴の自動測定システムを提供しており、前記演算処理装置は、少なくとも画像処理モジュールと記憶部とを備え、前記画像処理モジュールは、少なくとも１つの画像処理プログラムおよび少なくとも１つの分析法則を用いて、前記俯瞰画像および前記側面画像のうちの少なくとも１つを分析して、前記植物の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成するとともに、前記少なくとも１つの特徴データ資料を前記記憶部に記録する。
前記目的に基づき、本発明はさらに、少なくとも１つの撮像装置と、少なくとも記憶部を備えた演算処理装置間に適用される植物の特徴の自動測定方法を提供する。前記方法は、容器内の植物の俯瞰画像および側面画像を得る工程と、少なくとも１つの画像処理プログラムおよび少なくとも１つの分析法則を用いて、前記俯瞰画像および前記側面画像のうちの少なくとも１つを分析して、前記植物の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成する工程と、前記少なくとも１つの特徴データ資料を前記記憶部に記録する工程とを含む。
前記目的に基づき、本発明はさらに、コンピュータプログラムを格納するためのコンピュータ読取可能記録媒体を提供する。前記コンピュータプログラムは、演算処理装置によって読み取られて植物の特徴の自動測定方法を実行することができ、前記植物の特徴の自動測定方法は、少なくとも１つの撮像装置と、少なくとも記憶部を備えた前記演算処理装置間に適用され、かつ前記方法は、容器内の植物の俯瞰画像および側面画像を得る工程と、少なくとも１つの画像処理プログラムおよび少なくとも１つの分析法則を用いて、前記俯瞰画像および前記側面画像のうちの少なくとも１つを分析して、前記植物の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成する工程と、前記少なくとも１つの特徴データ資料を前記記憶部に記録する工程とを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明を用いる利点は、従来において花卉植物の植付け従事者が、メータ、肉眼あるいは自身の個人的経験といった伝統的手法で植物の成長特徴を記録していたこととは異なり、本発明は、演算処理装置および撮像装置を使用することにより、撮像装置が撮影した少なくとも１つの植物の特徴をデータ化するとともに、特徴データ資料を自動的に記憶部に記録して、植物の成長特徴の人手による測定および記録の不便さを改善できることである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明の一実施例における植物の特徴の自動測定システムの略図である。
【図１Ｂ】本発明の別の実施例における植物の特徴の自動測定システムの略図である。
【図１Ｃ】本発明の別の実施例における植物の特徴の自動測定システムの略図である。
【図１Ｄ】本発明の別の実施例における植物の特徴の自動測定システムの略図である。
【図２】本発明の一実施例における植物の特徴の自動測定方法のフロー図である。
【図３Ａ】図１Ｄの第２撮像装置が撮影した植物の外観の特徴画像の略図である。
【図３Ｂ】図３Ａの側面画像を画像処理モジュールにより２値化した後の略図である。
【図４Ａ】図１Ｄの画像処理モジュールが用いるチェーンコード法を示した略図である。
【図４Ｂ】画像処理モジュールが図４Ａで用いたチェーンコード法に基づき葉の長さを算出することを示した略図である。
【図５Ａ】図１Ｄの第１撮像装置が撮影した植物の外観の特徴により形成された俯瞰画像の略図である。
【図５Ｂ】は、図５Ａ中の容器画像を除去した略図である。
【図５Ｃ】図５Ｂの植物画像に対してソーベル法を行った後の略図である。
【図５Ｄ】図５Ｂの植物画像に対して２値化を行った後の略図である。
【図５Ｅ】図５Ｃおよび図５Ｄの植物画像に対して相互排除または演算および平滑法を行った後の略図である。
【図５Ｆ】図５Ｅの植物画像に対して円検出アルゴリズムを行なった後の略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の前記目的、特徴および利点をより明確に理解するために、図を参照して本発明に関する実施例を下記に詳述する。
【００１０】
図１Ａを参照されたい。図１Ａは、本発明の一実施例における植物の特徴の自動測定システムの略図である。
【００１１】
図１Ａに示したように、植物の特徴の自動測定システム５は、少なくとも１つの撮像装置５０と、演算処理装置５１を備えている。
【００１２】
少なくとも１つの撮像装置５０は、容器５０１の植物５０２を撮影し、俯瞰画像および側面画像を形成するためのものであり、こうして多角度的に植物５０２の外観の特徴を完全に撮影することができる。前記少なくとも１つの撮像装置５０は、容器５０１内の植物５０２を撮影するとともに、対応する俯瞰画像および側面画像を形成することができる。また、植物５０２撮影時の周囲環境の輝度を向上させるために、植物の特徴の自動測定システム５はさらに発光部を設けて光源を提供し、少なくとも１つの撮像装置５０による容器５０１内の植物５０２の外観の特徴の撮影を補助することができる。
【００１３】
演算処理装置５１は、コンピュータシステム、埋込式システムあるいは画像処理および演算機能を有する電子装置として実現することができる。前記演算処理装置５１は、少なくとも１つの撮像装置５０に電気的に接続される（図１Ａでは二重矢印で示される）。演算処理装置５１は、画像処理モジュール５２および記憶部５３を備え、この画像処理モジュール５２は、少なくとも１つの画像処理プログラムおよび少なくとも１つの分析法則を用いて、俯瞰画像および側面画像のうちの少なくとも１つを分析して、この植物５０２の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成する。
【００１４】
さらには、演算処理装置５１は、容器５０１内の植物５０２の異なる時間における対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成して記憶部５３に記録することを含む。前記少なくとも１つの分析法則は、異なる時間における対応する俯瞰画像および側面画像の分析をさらに含んで、植物５０２の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成する。また、前記演算処理装置５１はさらに、植物記録処理プログラムを用いて、容器５０１内の植物５０２の異なる時間における対応する少なくとも１つの特徴データ資料に基づき、容器５０１内の植物５０２に対応する記録レポート、植物成長分析および植物成長履歴のうちの少なくとも１つを形成することを含む。
【００１５】
画像処理モジュール５２は、特徴データ資料を記憶部５３に記録する。この特徴データ資料とは、例えば、植物５０２の葉の数、植物５０２の葉の長さ、植物５０２の葉の幅、植物５０２の葉の面積、植物５０２のつぼみの数、植物５０２の新芽の数、植物５０２の高さ、あるいは植物５０２の葉間の挟角等である。
【００１６】
また、記憶部５３は、例えば容器やその他大きさが固定した物品の実質サイズ資料等、サイズが固定した物品を予め記憶しておき、比較のためのサイズ資料として、植物５０２の実質サイズを測定する計算の根拠とすることができる。あるいは、植物の特徴の自動測定システム５は、基準サイズマークを有する基準サイズ装置を別に設けて、この基準サイズマーク、画像処理プログラムおよび少なくとも１つの分析法則を用いて、容器５０１内の植物５０２の実質サイズ資料を得て、この植物５０２の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成する。
【００１７】
図１Ｂを参照されたい。図１Ｂは、本発明の別の実施例における植物の特徴の自動測定システムの略図である。
図１Ｂに示したように、植物の特徴の自動測定システム６は、支持手段６０、少なくとも１つの撮像装置および演算処理装置６１を備えている。
【００１８】
支持手段６０は、定位手段６２および移動手段６３を含む。定位手段６２は、容器６０１の該支持手段６０における位置決めに用いられる。少なくとも１つの撮像装置はここでは第１撮像装置６４として実現される。前記移動手段６３は自動化移動装置である。移動手段６３は、支持手段６０の外枠軌道沿いに容器６０１の上方および側方で移動して、移動手段６３に設けられた第１撮像装置６４が容器６０１内の植物６０２を撮影して、俯瞰画像および側面画像を形成できるようにし、あるいは第１撮像装置６４の回転レンズに組み合わされて、容器６０１内の植物６０２を撮影し、俯瞰画像および側面画像を形成することができる。
【００１９】
また、植物６０２撮影時の周囲環境の輝度を向上するために、植物の特徴の自動測定システム６はさらに発光部６５を設けて光源を提供し、第１撮像装置６４による容器６０１内の植物６０２の俯瞰画像および側面画像の外観の特徴の撮影を補助することができる。
【００２０】
演算処理装置６１は、コンピュータシステム、埋込式システムあるいは画像処理および演算機能を有する電子装置として実現することができる。前記演算処理装置６１の機能は前記演算処理装置５１と同じであって、画像処理モジュール６６および記憶部６７を含むが、ここでは再度説明することはしない。
【００２１】
図１Ｃを参照されたい。図１Ｃは、本発明の別の実施例における植物の特徴の自動測定システムの略図である。
【００２２】
図１Ｃに示したように、植物の特徴の自動測定システム７は、箱体７０、少なくとも１つの撮像装置および演算処理装置７１を含む。
【００２３】
箱体７０は、容器７０１を置き入れて容器７０１をこの箱体７０内に位置決めするための収容室７００を有し、この箱体７０には、定位手段７０２および移動手段７０３が備わっている。前記定位手段７０２は、容器７０１を箱体７０内に位置決めするために用いられる。少なくとも１つの撮像装置は、ここでは第１撮像装置７０４として実現される（例えば、ビデオカメラ又はカメラ等の撮像装置）。前記移動手段７０３は、箱体７０内に設けられた自動化移動装置であって、移動手段７０３は箱体７０の外枠軌道沿いに容器７０１の上方および側方で移動して、移動手段７０３に設けられた第１撮像装置７０４が容器７０１内の植物７０５を撮影して俯瞰画像および側面画像を形成できるようにし、あるいは第１撮像装置７０４の回転レンズに組み合わされて、容器７０１内の植物７０５を撮影し、俯瞰画像および側面画像を形成することができる。
【００２４】
また、植物７０５撮影時の周囲環境の輝度を向上させるために、植物の特徴の自動測定システム７はさらに発光部７０６を設けて光源を提供し、第１撮像装置７０４による容器７０１内の植物７０５の俯瞰画像および側面画像の外観の特徴の撮影を補助することができる。
【００２５】
演算処理装置７１は、コンピュータシステム、埋込式システムあるいは画像処理および演算機能を有する電子装置として実現され、前記演算処理装置７１の機能は、前記演算処理装置５１と同じであって、画像処理モジュール７１０および記憶部７１１を含むが、ここでは再度説明することはしない。
【００２６】
図１Ｄを参照されたい。図１Ｄは、本発明の別の実施例における植物の特徴の自動測定システムの略図である。
図１Ｄに示したように、植物の特徴の自動測定システム１は、箱体１０、少なくとも１つの撮像装置および演算処理装置３０を含む。
【００２７】
箱体１０は、容器１０１を置き入れて容器１０１をこの箱体１０内に位置決めするための収容室１００を有する。少なくとも１つの撮像装置は、ここでは箱体１０内に設けられた第１撮像装置２１および第２撮像装置２２として実現されるが（例えば、ビデオカメラやカメラ等の撮像装置）、その数はここでは限定されない。前記第１撮像装置２１および第２撮像装置２２はそれぞれ容器１０１の上方および側方に設けられるとともに、容器１０１の植物１０２を撮影して俯瞰画像および側面画像を形成することに用いられ、こうして多角度的に植物１０２の外観の特徴を完全に撮影することができる。
【００２８】
また、前記箱体１０は、可動ドア１０３が設けられていてもよく、理解を促すために、この可動ドア１０３は図１Ｄにおいて上下可動としており、可動ドア１０３が上向きに開かれるとき、収容室１００は外界と連通し、こうして使用者は容器１０１をこの箱体１０に置き入れまたは取り出すことができる。可動ドア１０３が下向きに閉じられるとき、収容室１００は封鎖空間となり、箱体１０内の植物が成長過程において外界要素（例えば、埃や不純物）の影響を受けないようにすることができる。箱体１０内の表面に、さらに少なくとも１つの発光部１０４が設けられて、収容室１００の光源を提供している。この光源は、第１撮像装置２１および第２撮像装置２２による容器１０１の植物１０２の俯瞰画像および側面画像の撮影を補助することができる。
【００２９】
ここで、箱体１０内にはさらに容器１０１を固定させるための定位手段１０５が設けられ、あるいは使用者は容器１０１を置いた箱体１０内表面に直に定位記号をつけて、第１撮像装置２１および第２撮像装置２２によるこの植物１０２の撮影の基準位置とすることができる。
【００３０】
演算処理装置３０は、コンピュータシステム、埋込式システムあるいは画像処理および演算機能を有する電子装置として実現することができる。前記演算処理装置３０は、第１撮像装置２１、第２撮像装置２２および発光部１０４に電気的に接続される（図１Ｄにおいて二重矢印で示される）。演算処理装置３０は、第１撮像装置２１、第２撮像装置２２および発光部１０４を制御するための制御部３３または制御ボタンを有する。また演算処理装置３０は、画像処理モジュール３１および記憶部３２を備え、この画像処理モジュール３１は、少なくとも１つの画像処理プログラムおよび少なくとも１つの分析法則を用いて、俯瞰画像および側面画像のうちの少なくとも１つを分析して、この植物１０２の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成し、この特徴データ資料を記憶部３２に記録する。
【００３１】
ここで、前記特徴データ資料とは、例えば、植物１０２の葉の数、植物１０２の葉の長さ、植物１０２の葉の幅、植物１０２の葉の面積、植物１０２のつぼみの数、植物１０２の新芽の数、植物１０２の高さまたは植物１０２の葉間の挟角等である。また、記憶部３２は、例えば容器またはその他撮影範囲内に置かれ、大きさが固定した物品の実質サイズ資料等、サイズが固定した物品を予め記憶しておき、比較のためのサイズ資料として、植物１０２の実質サイズを測定する計算の根拠とすることができる。
あるいは、植物の特徴の自動測定システム１は、基準サイズマークを有する基準サイズ装置を別に設けて、この基準サイズマーク、画像処理プログラムおよび少なくとも１つの分析法則を用いて、容器１０１内の植物１０２の実質サイズ資料を得て、この植物１０２の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成する。これについては後述する。
【００３２】
同時に図２を参照されたい。図２は、本発明の一実施例における植物の特徴の自動測定方法のフロー図である。
【００３３】
図２からわかるように、植物の特徴の自動測定方法は、少なくとも１つの撮像装置と演算処理装置間に適用され、演算処理装置は少なくとも記憶部を有しており、前記植物の特徴の自動測定方法は、
容器内の植物の俯瞰画像および側面画像を得る工程Ｓ１００と、
少なくとも１つの画像処理プログラムおよび少なくとも１つの分析法則を用いて、俯瞰画像および側面画像のうちの少なくとも１つを分析して、この植物の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成する工程Ｓ１１０と、
この少なくとも１つの特徴データ資料を記憶部に記録する工程Ｓ１２０とを含む。
【００３４】
ここで、理解を促すために、次に前記図１Ｄの植物の特徴の自動測定システム１を取り入れて、この植物の特徴の自動測定方法を説明する。当然ながら、この植物の特徴の自動測定方法は、図１Ａ〜図１Ｃのいずれかの植物の特徴の自動測定システムの形態にも適用されるが、これに限定されるものではない。
【００３５】
先ず、容器内の植物の俯瞰画像および側面画像を得る工程Ｓ１００を行う。
この工程において、使用者は、前記の箱体１０および発光部１０４を提供することができる。この箱体１０は、容器１０１およびその植物１０２を収容する収容室１００を有し、かつ少なくとも１つの撮像装置は、箱体１０内に設けられた第１撮像装置２１および第２撮像装置２２として実現される。第１撮像装置２１および第２撮像装置２２は、箱体１０内に設けられて撮影容器１０１内の植物１０２を撮影する。ここで、第１撮像装置２１および第２撮像装置２２は、箱体１０内の容器１０１の上方および側方にそれぞれ配置される。
【００３６】
使用者は、制御部３３によって、発光部１０４、第１撮像装置２１および第２撮像装置２２の動作を制御し、すなわち、可動ドア１０３が使用者によって下向きに閉じられるとき、制御部３３からの制御信号によって、発光部１０４が起動されて収容室１００に光源を提供するとともに、容器１０１の上方および側方に配置された第１撮像装置２１および第２撮像装置２２のレンズが、容器１０１に植付けられた植物１０２の撮影を開始し、俯瞰画像および側面画像が形成される。その後、第１撮像装置２１および第２撮像装置２２は、形成されたこの俯瞰画像および側面画像を、演算処理装置３０の画像処理モジュール３１に伝送して、画像処理作業が行われる。
【００３７】
次に、少なくとも１つの画像処理プログラムおよび少なくとも１つの分析法則を用いて、俯瞰画像および側面画像のうちの少なくとも１つを分析して、この植物の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成する工程Ｓ１１０を行う。
【００３８】
演算処理装置３０の画像処理モジュール３１がこの俯瞰画像および側面画像を受け取ったとき、この画像処理モジュール３１は、少なくとも１つの画像処理プログラムおよび少なくとも１つの分析法則を用いて、この俯瞰画像および側面画像のうちの少なくとも１つを分析し、この植物１０２の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成する。
【００３９】
ここで、前記画像処理プログラムは、この俯瞰画像および側面画像のうちの少なくとも１つに対して階調化および２値化を行う。例えば、この俯瞰画像または側面画像を、２５６の階調画像に変換し、あるいは俯瞰画像および側面画像の両方を同時に２５６の階調画像に変換する。すなわち、画像処理モジュール３１は、画像処理プログラムを用いて、俯瞰画像、側面画像の各画素（pixel）のＲＧＢ（Read，Green，Blue）値を抽出した後、各画素のＲＧＢ値をいずれも（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）／３として、０〜２５５の階調化画像写真を得る。
【００４０】
次に、画像処理モジュール３１が、この俯瞰画像または側面画像に対し２値化（黒白画像）を行う場合、画像処理モジュール３１は、階調化した画像写真について閾値を決定し、閾値以下を黒、閾値以上を白とする。例えば、閾値を１９０として、植物１０２および容器１０１を２値化することができる。
【００４１】
続けて、画像処理モジュール３１は、階調化および２値化した後の俯瞰画像または側面画像に対して、少なくとも１つの分析法則の処理作業を行うこともあり、この少なくとも１つの分析法則には、ノイズ除去アルゴリズム、ソーベル法、チェーンコード法（Chain Code）および円検出アルゴリズムのうちの少なくとも１つが含まれ、俯瞰画像または側面画像における、この植物１０２の外観の特徴に対応する特徴データ資料を算出する。
【００４２】
例えば、前記２値化された俯瞰画像または側面画像にノイズ除去アルゴリズムを用いる場合、前記ノイズ除去アルゴリズムは、３×３のマスク（Mask）を用いてこの２値化された俯瞰画像または側面画像の各画素を走査し、マスクの中央画素および周辺画素の関係をチェックして、マスク周辺の白が黒より大きい場合は、中央の点を黒に改め、マスク周辺の黒が白より大きい場合は、中央の点を白に改め、こうして画像ノイズの修正を行って、俯瞰画像または側面画像における、植物１０２の完全な外観の特徴画像を確実に獲得することができる。この部分は当業者が理解可能な技術範囲であるため、ここでは詳述しない。
【００４３】
続けて図３Ａを同時に参照されたい。図３Ａは、図１Ｄの第２撮像装置が撮影した植物の外観の特徴画像の略図である。
【００４４】
図３Ａからわかるように、これは第２撮像装置２２が植物１０２に対して撮影し形成した側面画像であり、ここでは、画像処理モジュール３１は、側面画像から、左より右へと第１垂直走査線Ｌ１を用いて上から下へ走査して出会った第１の色付画素の第１点Ｐ１を第１マークとし、同様に、画像処理モジュール３１は、側面画像から、右より左へと第２垂直走査線Ｌ２を用いて上から下へ走査して出会った第１の色付画素の第２点Ｐ２を第２マークとした後、この第１点Ｐ１および第２点Ｐ２を結んでできる連結線Ｌ３を関数とする。次に、画像処理モジュール３１は、黄金分割探索法(Golden Section Search）により、連結線Ｌ３という曲線の最低点をサーチして植物１０２の中心点Ｃとする。
【００４５】
続けて図３Ｂを同時に参照されたい。図３Ｂは、図３Ａの側面画像が画像処理モジュールにより２値化された後の略図である。
【００４６】
図３Ｂに示したように、側面画像が画像処理モジュール３１により２値化され、植物１０２の外観の特徴でない画像ノイズが除去された後、画像処理モジュール３１は、先ず前記黄金分割探索法により植物１０２の中心点Ｃを探し出し、この中心点Ｃにより、画像処理モジュール３１が植物１０２を左右２つの半部に分割し、かつ垂直線Ｌ４により左半部を探索分析し、垂直線Ｌ４上の画像の黒から白へ変化したおよび白から黒へ変化した回数を算出する。この実施例において、垂直線Ｌ４上の黒から白へ変化したおよび白から黒へ変化した回数は合計で６回であったため、この数６を２で割れば、植物１０２の左半部の葉の数が３枚であると算出できる。同様の計算方法により、植物１０２の右半部は、この実施例において、垂直線Ｌ５における葉の数も３枚である。
【００４７】
続けて図４Ａおよび図４Ｂを同時に参照されたい。図４Ａは、図１Ｄの画像処理モジュールで使用したチェーンコード法を示した図であり、図４Ｂは、画像処理モジュールが図４Ａで使用したチェーンコード法に基づき葉の長さを算出することを示した図である。
【００４８】
図４Ａからわかるように、画像処理モジュール３１が、画像において（例えば、前記側面画像）植物１０２の中心点Ｃを探し出した後、画像処理モジュール３１は中心点Ｃに基づき左半部と右半部の各方向から（例えば、Ｄ０〜Ｄ７の方向）、チェーンコード法を用いて中心点Ｃから葉の端点に至る画素の数を算出する。その後、記憶部３２に予め記憶されているサイズが固定した物品、比較可能なサイズ資料により、植物１０２の実質サイズを測定する算出根拠とする。例えば、比例尺を用いてこの画素数（容器１０１を基準とする）を算出し、実際の長さに対応付けて、こうして植物１０２の葉の長さの実質サイズ資料を得て、植物１０２の外観の特徴に対応するデータ資料を形成する。
【００４９】
例を挙げると、図４Ｂに示したように、画像処理モジュール３１が画像中から植物１０２の中心点Ｃを見つけ出した後、画像処理モジュール３１は、中心点Ｃに基づき左半部から先ず出発方向である、例えば方向Ｄ７を設定し、このとき、画像処理モジュール３１はチェーンコード法により、中心点Ｃから方向Ｄ７および方向Ｄ６の方向に、葉のエッジ沿いのルートで葉の端点の方向Ｄ５まで達して、この葉の長さの画素数を算出し、その後、記憶部３２に予め記憶されたサイズが固定した物品、比較可能なサイズ資料により、植物１０２の実質サイズを測定する算出の根拠とし、例えば、比例尺を用いてこの画素数が対応する実際の長さを算出する。こうして植物１０２の葉の長さの実質サイズ資料を得て、植物１０２のこの外観の特徴に対応するデータ資料を形成する。
【００５０】
あるいは、基準サイズマークを有する基準サイズ装置を直接提供して、この基準サイズマーク、画像処理プログラムおよび少なくとも１つの分析法則を用いて、容器１０１内の植物１０２の実質サイズ資料を得て、この植物１０２の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成する。
【００５１】
続けて図５Ａ〜図５Ｆを参照されたい。図５Ａは、図１Ｄの第１攝像装置が撮影した植物の外観の特徴により形成された俯瞰画像の略図であり、図５Ｂは、図５Ａにおける容器画像を除去した図である。図５Ｃは、図５Ｂの植物の画像に対してソーベル法を用いた後の略図であり、図５Ｄは、図５Ｂの植物画像を２値化した後の図である。図５Ｅは、図５Ｃおよび図５Ｄの植物画像に相互排除または演算および平滑法を施した後の図である。図５Ｆは、図５Ｅの植物画像に円検出アルゴリズムを施した後の図である。
【００５２】
図５Ａ〜図５Ｆに示したように、これらは第１撮像装置２１が植物１０２に対して撮影形成した俯瞰画像であり、図５Ａ〜図５Ｆにおいて、俯瞰画像中の植物１０２上層の葉１０６の幅を算出することにより説明するが、これに限定されるものではない。
【００５３】
先ず、画像処理モジュール３１は、Ｒ−Ｇ層を用いて俯瞰画像中の容器１０１画像を除去し、その後、画像処理モジュール３１は、容器１０１の画像から除去した俯瞰画像に対して２値化およびソーベル法（Sobel法）をそれぞれ施す。次に、画像処理モジュール３１は、２値化およびソーベル法を施した俯瞰画像に相互排除または演算（ＸＯＲ演算）および平滑法を行って、上層の葉１０６と下層の葉１０７を分離させ（図５Ｅ）、その後、画像処理モジュール３１は、円検出アルゴリズムを用いて、例えば、フーリエアルゴリズムに前記葉の長さを算出するチェーンコード法を併用して、葉のエッジ沿いに分析計算する。こうして上層の葉１０６の幅を算出し識別する。
【００５４】
ここでフーリエアルゴリズムとは、デカルト座標を極座標に変換する方法であり、円形のフーリエへの変換は、変換された点の集合が円心に集中するが、円形でない境界でこの動作を行なえば、変換された点は比較的分散する。
【００５５】
前記各種演算法を用いて植物１０２の葉の長さおよび幅を得た後、葉の長さ×幅×経験パラメータ０．７２２で、上層の葉１０６の面積（近似楕円形）を得ることができる。したがって、画像処理モジュール３１は、この方法を用いて植物１０２上の各葉の特徴データ資料を算出することができる。
【００５６】
同様に、画像処理モジュール３１は、前記円検出アルゴリズムを用いて、俯瞰画像または側面画像中から、円形状の画像の物品を丸で選出することができる。この後、丸で選出された物品を色で判別する。
【００５７】
すなわち、異なる植物においてその特定色のつぼみを有する特性に対して、前記のようにつぼみの数を算出することができる。
また、植物の新芽の測定方法については、時間が絶えず更新されるなかで、画像処理モジュール３１は、撮像装置が撮影形成した俯瞰画像または側面画像に対して前記の相互排除または演算を行なって、画像中から直接新芽が伸びた特徴画像を探し出して、新芽の数を知ることができる。
【００５８】
さらに画像処理モジュール３１は、例えばチェーンコード法等の前記分析法則を用いることにより、植物１０２の根部から頂部までの画素数に基づき、比例尺によりこの画素数を計算して、植物１０２の高さを算出できる。または側面画像中から、画像処理モジュール３１は、植物１０２の画像における、各葉間の挟角データを直接算出できる。
この後、画像処理モジュール３１は、この少なくとも１つの特徴データ資料を記憶部に記録する工程Ｓ１２０を実行する。
【００５９】
この工程において、画像処理モジュール３１は、前記で形成された各種の植物１０２の外観の特徴に対応する特徴データ資料（植物の高さ、葉の数、植物の葉の長さ、植物の葉の幅、植物の葉の面積、植物の葉間の挟角、植物のつぼみの数および植物の新芽の数のうち少なくとも１つ）を記憶部に格納かつ記録し、人手で記録する不便さを解消する。
【００６０】
ここで、前記第１撮像装置２１および第２撮像装置２２はさらに、異なる時間における容器１０１内の植物１０２をそれぞれ撮影し、対応する俯瞰画像および側面画像の形成用となることを含み、また少なくとも１つの分析法則はさらに、異なる時間における対応するこの俯瞰画像および側面画像を分析して、植物１０２の外観の特徴に対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成することを含む。
【００６１】
演算処理装置３０はさらに、容器１０１内の植物１０２の異なる時間における対応する少なくとも１つの特徴データ資料を形成し、記憶部３２に記録することを含む。
前記演算処理装置３０はさらに、植物記録処理プログラムを用いて、容器１０１内の植物１０２の異なる時間における対応する少なくとも１つの特徴データ資料に基づき、容器１０１内の植物１０２に対応する記録レポート、植物成長分析および植物成長履歴のうちの少なくとも１つを形成することを含む。
【００６２】
演算処理装置３０はさらに、この植物記録処理プログラムを用いて、容器１０１内の植物１０２の異なる時間における植付記録を記録し、かつ容器１０１内の植物１０２の異なる時間における植付記録およびそれに対応する少なくとも１つの特徴データ資料に基づいて、容器１０１内の植物１０２の植付効果評価を形成する。
【００６３】
また、前記植物の特徴の自動測定方法は、記録媒体に使用することもできる。前記記録媒体にはコンピュータプログラムが格納され、このコンピュータプログラムが演算処理装置によって実行されるとき、この演算処理装置は前記植物の特徴の自動測定方法を実行し、前記植物の特徴の自動測定方法が少なくとも１つの撮像装置および演算処理装置間に適用され、かつ、この演算処理装置は少なくとも記憶部を有する。
簡略化のために、この方法は前記を参照することとし、ここではさらに詳述しない。
【００６４】
前記からわかるように、本発明の前記植物の特徴の自動測定システム、方法および記録媒体は、下記特徴を有する。
【００６５】
１．従来の公知の植物成長特徴の多くが人手で記録されていたこととは異なり、本発明は、少なくとも１つの撮像装置および演算処理装置を使用することにより、植物の少なくとも１つの外観の特徴の特徴データ資料を自動的に記録することを達成し、人手による記録の時間的ロスと不便さを解消することができる。
【００６６】
２．非接触的に植物の外観の特徴の特徴データ資料を自動記録するため、人手による記録の際に、植物に直に触れるために植物を傷つけてしまうことを回避できる。
【００６７】
３．容器内の植物を撮影し対応する俯瞰画像および側面画像を形成するため、容器の植物の外観の特徴を多角度に分析し、正確な特徴データ資料を取得できる。
【００６８】
以上の記載は本発明が課題解決のために採用する技術手段の好ましい実施形態または実施例を記載したにすぎず、これらにより本発明の特許実施の範囲が限定されるものではない。本発明の特許出願の範囲の文意に適合し、または本発明の特許範囲に基づいて行なわれる均等な変化や修飾は、いずれも本発明の特許範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６９】
１，５，６，７  植物の特徴の自動測定システム
１０，７０      箱体
１００，７００  収容室
１０１，５０１，６０１，７０１  容器
１０２，５０２，６０２，７０５  植物
１０３          可動ドア
１０４，６５，７０６  発光部
１０５，６２，７０２  定位手段
１０６          上層の葉
１０７          下層の葉
２１，６４，７０４  第１撮像装置
２２            第２撮像装置
３０，５１，６１，７１  演算処理装置
３１，５２，６６，７１０  画像処理モジュール
３２，５３，６７，７１１  記憶部
３３            制御部
５０            少なくとも１つの撮像装置
６０            支持手段
６３，７０３    移動手段
Ｃ              中心点
Ｄ０〜Ｄ７      方向
Ｌ１            第１垂直走査線
Ｌ２            第２垂直走査線
Ｌ３            連結線
Ｌ４，Ｌ５      垂直線
Ｐ１            第１点
Ｐ２            第２点
工程：Ｓ１００〜Ｓ１２０
【図１Ａ】
2011103870.tif 000003
【図１Ｂ】
2011103870.tif 000004
【図１Ｃ】
2011103870.tif 000005
【図１Ｄ】
2011103870.tif 000006
【図２】
2011103870.tif 000007
【図３Ａ】
2011103870.tif 000008
【図３Ｂ】
2011103870.tif 000009
【図４Ａ】
2011103870.tif 000010
【図４Ｂ】
2011103870.tif 000011
【図５Ａ】
2011103870.tif 000012
【図５Ｂ】
2011103870.tif 000013
【図５Ｃ】
2011103870.tif 000014
【図５Ｄ】
2011103870.tif 000015
【図５Ｅ】
2011103870.tif 000016
【図５Ｆ】
2011103870.tif 000017