(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定タイミング間隔で水中からのエコー信号を取得して物標の探知を行う水中探知装置であって、
前記物標の探知として魚種を判別する魚種判別情報の算出に利用する領域を指定する演算領域指定部と、
指定した領域から、前記魚種判別情報の算出に実際に利用する適用領域を設定する演算領域設定部と、
前記適用領域の前記エコー信号に基づく前記魚種判別情報を算出する物標識別用情報算出部と、を備え、
前記演算領域設定部は、
前記所定のタイミング毎に、前記指定した領域の最浅深度と最深深度との間に、水底を示す水深が存在するか否かを判断し、
前記水深が得られないタイミングが存在する場合、当該タイミングから所定時間間隔離れた別のタイミングにおける前記水深をサーチし、前記水深が得られないタイミングが泡切れによる局所的に前記水深が得られないタイミングであるか否かを判断し、前記泡切れによる局所的に前記水深が得られないタイミングの前記エコー信号を前記魚種判別情報の算出に利用する適用領域から除外する、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、
前記演算領域設定部は、前記水深が得られないタイミングから所定時間間隔離れた複数のタイミングで前記水深をサーチする、水中探知装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の水中探知装置であって、
前記演算領域設定部は、前記水深が得られないタイミングを時間軸上の中心として、異なる時間方向でそれぞれに水深をサーチする、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、
前記演算領域設定部は、
前記水深が得られないタイミングを時間軸上の中心として、異なる時間方向の両方に前記水深が得られたことを検出すると、前記水深が得られないタイミングを前記適用領域から除外する、水中探知装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の水中探知装置であって、
前記演算領域設定部は、
前記水深が前記最浅深度と前記最深深度の間にあることを検出できたタイミングに対しては、前記最浅深度から前記水深までの範囲を前記適用領域に設定する、水中探知装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の水中探知装置であって、
前記エコー信号に基づいて前記所定タイミング毎の水深を取得する水深情報取得部を備え、
前記演算領域設定部は、前記水深情報取得部からの前記水深を用いて、前記適用領域の設定を行う、水中探知装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の水中探知装置であって、
前記エコー信号は、異なる周波数で送波された超音波から取得し、
前記物標識別用情報算出部は、
異なる周波数のエコー信号の差分値を算出する反射強度差算出部と、
前記差分値のヒストグラムを算出するヒストグラム算出部と、
前記差分値のヒストグラムの特徴量と目的の魚種毎に設定されたリファレンスヒストグラムの特徴量とを用いて数値で表される類似度を算出する類似度算出部と、
を備える、水中探知装置。
【請求項８】
請求項７に記載の水中探知装置であって、
前記異なる周波数のエコー信号の差分値は、前記異なる周波数のエコー信号の体積散乱ＳＶ同士の差分値である、水中探知装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の水中探知装置の構成を備え、
前記物標は魚群または魚体の少なくとも一方である、魚群探知装置。
【請求項１０】
所定タイミング間隔で水中からのエコー信号を取得して物標の探知を行う水中探知方法であって、
前記物標の探知として魚種を判別する魚種判別情報の算出に利用する領域を指定する演算領域指定工程と、
指定した領域から、前記魚種判別情報の算出に実際に利用する適用領域を設定する演算領域設定工程と、
前記適用領域の前記エコー信号に基づく前記魚種判別情報を算出する物標識別用情報算出工程と、を備え、
前記演算領域設定工程は、
前記所定のタイミング毎に、前記指定した領域の最浅深度と最深深度との間に、水底を示す水深が存在するか否かを判断し、
前記水深が得られないタイミングが存在する場合、当該タイミングから所定時間間隔離れた別のタイミングにおける前記水深をサーチし、前記水深が得られないタイミングが泡切れによる局所的に前記水深が得られないタイミングであるか否かを判断し、前記泡切れによる局所的に前記水深が得られないタイミングの前記エコー信号を前記魚種判別情報の算出に利用する適用領域から除外する、水中探知方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の水中探知方法を用い、
前記物標を、魚群または魚体の少なくとも一方とする、魚群探知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波信号を水中へ送波し、そのエコー信号から魚群等の目的物標を探知する水中探知装置および水中探知方法、特に魚種等の目的物標の種類の判別情報を提供する水中探知装置および水中探知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波を水中へ送波し、そのエコー信号から物標を探知する水中探知装置がある。そして、このような水中探知装置の実例として、各種の魚群探知装置が開示されている。魚群探知装置は、一般に超音波信号を海中へ送信し、魚群等に反射したエコー信号を受信することで、魚群の探知を行う。このような魚群探知装置の一種として、例えば特許文献１に示すように、異なる二種類の周波数の超音波信号を送信して、魚群探知する魚群探知装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭４０−２５５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、世界的な水産資源の保護のため、魚種毎、国毎、さらには船毎に、年間の漁獲量が取り決められている。例えば、ＴＡＣ（Ｔｏｔａｌ  Ａｌｌｏｗａｂｌｅ  Ｃａｔｃｈ）では、魚種毎に各国に対する年間漁獲量が決められている。一方、ＩＶＱ（Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ  Ｖｅｓｓｅｌ  Ｑｕｏｔａ）では、さらに魚種毎且つ漁船毎に年間漁獲量が決められている。そして、決められた漁獲量を超えて、水揚げた場合には、次年の漁獲量が減らされる等の各種のペナルティが科せられてしまう。
【０００５】
したがって、各漁船は、目的とする魚種のみが確実に漁獲できるようになることが望ましい。
【０００６】
しかしながら、魚種を正確に判別することは容易ではなく、例えば、魚群によるエコー信号と海底反射によるエコー信号とを受信した場合、魚群によるエコー信号だけでなく海底反射によるエコー信号をも含んで魚種を判別する処理を行ってしまうと、正確な魚種判別ができない。
【０００７】
本発明の目的は、目的物標の種類等の目標物標に固有の情報を、より正確に判別可能な水中探知装置および水中探知方法を実現することにある。
【０００８】
例えば、具体的には、複数種類の魚群や魚体が海中のどのような状況で存在していても、より正確に魚種判断可能な魚群探知装置および魚群探知方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、所定タイミング間隔で水中からのエコー信号を取得して物標の探知を行う水中探知装置に関する。水中探知装置は、演算領域指定部、演算領域設定部、物標識別用情報算出部を備える。演算領域指定部は、例えば漁撈者からの操作入力を受け付ける操作入力部等であり、物標に固有の情報を識別するための物標識別用情報を算出する領域を指定する。演算領域設定部は、所定タイミング毎の水深の有無と、指定した領域の最浅深度と最深深度との間に水深が存在するかと、に基づいて、物標識別用情報の算出演算に利用する適用領域を設定する。物標識別用情報算出部は、適用領域のエコー信号に基づく物標識別用情報を算出する。
【００１０】
この構成では、水中における物標識別用情報の算出を行う演算領域が指定された際に、水深に基づいて、指定された領域と海底との関係や、指定された領域のエコー信号が信頼性を有するものであるかを判断する。そして、この判断結果に基づいて、物標識別用情報の算出により適する演算領域が設定される。すなわち、指定された領域に海底が含まれていれば除外し、泡切れ等の水深が得られないエコー信号を除外する等の適切な演算領域の設定が可能になる。
【００１３】
また、この発明の水中探知装置では、演算領域設定部は、水深が得られないタイミングから所定時間間隔離れた複数のタイミングで水深をサーチする。
【００１４】
また、この発明の水中探知装置では、演算領域設定部は、水深が得られないタイミングを時間軸上の中心として、異なる時間方向でそれぞれに水深をサーチする。
【００１５】
これらの構成では、上述の水深のより具体的なサーチ方法を示している。そして、これらの方法を用いることで、より詳細に分類された適用領域の設定が可能になる。
【００１６】
また、この発明の水中探知装置では、演算領域設定部は、水深が得られないタイミングを時間軸上の中心として、異なる時間方向の両方に水深が得られたことを検出すると、水深が得られないタイミングを適用領域外とする。
【００１７】
この構成では、水深が得られないタイミングの具体的な適用領域への設定の可否方法を示している。そして、このような局所的に水深が得られない状況は、後述の図６（Ａ）に示すような泡切れの場合であるので、このような水深のサーチ結果が得られた場合は、水深が得られないタイミングのエコーを適用領域外とする。これにより、泡切れ区間のエコー信号を用いずに、より正確な物標識別用情報を算出することが可能になる。
【００１８】
また、この発明の水中探知装置では、演算領域設定部は、水深が最浅深度と最深深度の間にあることを検出できたタイミングに対しては、最浅深度から水深までの範囲を適用領域に設定する。
【００１９】
この構成では、水深が最浅深度と最深深度との間にある場合の具体的な適用領域の設定方法を示している。そして、このように、最浅深度と最深深度との間に水深が存在する場合には、最浅深度から水深までを適用領域に設定することで、物標識別用情報の算出から海底のエコー信号が除外される。これにより、設定領域内に海底が存在していても、正確な物標識別用情報を算出することが可能になる。
【００２０】
また、この発明の水中探知装置では、エコー信号に基づいて所定タイミング毎の水深を取得する水深情報取得部を備える。演算領域設定部は、水深情報取得部からの水深を用いて、適用領域の設定を行う。
【００２１】
この構成では、水深の具体的な取得方法を示している。
【００２２】
また、この発明の水中探知装置では、エコー信号は、異なる周波数で送波された超音波から取得する。物標識別用情報算出部は、異なる周波数のエコー信号の差分値を算出する反射強度差算出部と、差分値のヒストグラムを算出するヒストグラム算出部と、差分値のヒストグラムと目的物標の種類毎に設定されたリファレンスヒストグラムとの特性の類似度を算出する類似度算出部と、を備える。
【００２３】
この構成では、物標識別用情報算出部のより具体的な構成を示している。
【００２４】
また、この発明の水中探知装置では、異なる周波数のエコー信号の差分値は、異なる周波数のエコー信号の体積散乱ＳＶ同士の差分値である。
【００２５】
この構成では、物標識別用情報として体積散乱差ΔＳＶを用いる場合を示している。
【００２６】
この発明は、魚群探知装置に関する。この魚群探知装置は、上述の水中探知装置の構成を備え、物標を魚群または魚体の少なくとも一方とする。
【００２７】
この構成では、上述の水中探知装置を利用した魚群探知装置について示している。このように、上述の水中探知装置の構成を用いれば、魚群や単体魚の種類を識別する従来よりも正確な情報が得られる。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、目的物標の種類等の目標物標に固有の情報を、より正確に判別可能な情報をオペレータへ提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の実施形態に係る魚群探知装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】魚種判別情報算出部４０および表示制御部５０、表示器６０の概略処理を示すフローチャートである。
【図３】体積散乱差ΔＳＶの算出フローを示すフローチャートである。
【図４】ヒストグラム算出用の適用領域ＲＡｒの設定フローを示すフローチャートである。
【図５】ヒストグラム算出用の適用領域ＲＡｒの設定概念を示した図である。
【図６】ヒストグラム算出用の適用領域ＲＡｒの設定概念を示した図である。
【図７】類似度算出処理を示すフローチャートである。
【図８】尤度Ｌｘの概念を説明する為の図である。
【図９】表示画面の一例を示す図である。
【図１０】表示画面のヒストグラム表示部６００の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の第１の実施形態に係る魚群探知装置の構成について、図を参照して説明する。なお、以下では、魚群探知装置を例に説明するが、以下に説明する本願の技術的特徴は、超音波信号を送信し、当該超音波信号のエコー信号に基づいて、物標探知を行う、他の超音波探知装置にも、適用することが可能である。また、以下では、魚種判別を行う例を示したが、魚体長判別等の目標物標に固有な情報を識別する場合にも適用することができる。
【００３１】
図１は、本実施形態の魚群探知装置の構成を示すブロック図である。図２は、魚種判別情報算出部４０および表示制御部５０、表示器６０で実行される概略処理を示すフローチャートである。
【００３２】
本実施形態の魚群探知装置１は、送受波器１０、送信部２０、受信部３０、魚種判別情報算出部４０、表示制御部５０、表示器６０、水深情報取得部７０、および操作入力部８０を備える。
【００３３】
送信部２０は、所定周波数からなる超音波送信信号を生成して、送受波器１０へ出力する。送信部２０は、複数周波数の超音波送信信号を生成可能な構成であり、少なくとも２種類の異なる周波数の超音波送信信号を生成する。例えば、第１周波数ｆ１として６０ｋＨｚの超音波送信信号と、第２周波数ｆ２として２００ｋＨｚの超音波送信信号を生成する。なお、周波数の組合せは、これに限るものではなく、目的とする魚種等により、適宜設定すればよい。以下では、上述の第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２とを用いる場合について説明する。
【００３４】
送信部２０は、第１周波数ｆ１の超音波送信信号Ｔｘｆ１と第２周波数ｆ２の超音波送信信号Ｔｘｆ２とを所定のタイミング間隔（ＰＩＮＧ毎）で、送受波器１０へ出力する。
【００３５】
送受波器１０は上述の超音波送信信号の各周波数に対応する構造の超音波振動子を備える。送受波器１０は、送信部２０で生成された各周波数の超音波送信信号Ｔｘｆ１，Ｔｘｆ２に基づいて、海中へ超音波ＳＷｆ１，ＳＷｆ２を送波する。送受波器１０は、送波された各周波数の超音波ＳＷｆ１，ＳＷｆ２が魚群等の物標や海面に反射することで生じる反射波ＳＥｆ１，ＳＥｆ２を超音波振動子で受波し、周波数毎のエコー信号ＲＥｆ１，ＲＥｆ２を生成して、受信部３０へ出力する。
【００３６】
受信部３０は、送受波器１０から入力されたＰＩＮＧ毎の各周波数のエコー信号ＲＥｆ１，ＲＥｆ２を所定のサンプリングタイミング間隔でサンプリングし、周波数毎に受信データＲｘｆ１，Ｒｘｆ２を生成する。このサンプリングタイミング間隔は、深度方向の距離分解能に基づいて設定されている。受信部３０は、ＰＩＮＧ毎の受信データＲｘｆ１，Ｒｘｆ２を、魚種判別情報算出部４０へ出力する。
【００３７】
また、受信部３０は、ＰＩＮＧ毎の受信データＲｘｆ１，Ｒｘｆ２の少なくともいずれか一方を、水深情報取得部７０へ出力する。水深情報取得部７０は、受信データＲｘｆ１，Ｒｘｆ２の少なくともいずれか一方を用いて、既知の方法から水深Ｄｅｐを算出する。水深情報取得部７０は、算出できた水深Ｄｅｐを魚種判別情報算出部４０の演算領域設定部４４へ出力する。この際、水深情報取得部７０は、水中の泡の影響等により、水深Ｄｅｐが算出できなければ、水深Ｄｅｐを演算領域設定部４４へ出力しない。
【００３８】
操作入力部８０は、各種の操作子等の操作入力手段を備えるとともに、本願の構成に関する特徴的な操作入力手段としては、ヒストグラム算出用の設定領域ＡＲｅの設定を受け付ける操作入力手段を備える。この操作入力手段は、例えば表示器６０に一体化されたタッチパネルであり、漁撈者等のオペレータが後述するΔＳＶ（体積散乱差）を含む魚種判別用情報の表示画像を見ながら表示画面をタッチした位置の座標を読み取り、ヒストグラム算出用の設定領域ＡＲｅを取得する。操作入力部８０は、取得した設定領域ＡＲｅを、魚種判別情報算出部４０の演算領域設定部４４へ出力する。この操作入力部８０が本発明の「演算領域指定部」に相当する。
【００３９】
魚種判別情報算出部４０は、ΔＳＶ（体積散乱差）算出部４１、ΔＳＶヒストグラム算出部４２、類似度算出部４３、演算領域設定部４４、およびリファレンスＤＢ（データベース）４００を備える。この演算領域設定部４４を除く魚種判別情報算出部４０が本発明の「物標識別用情報算出部」に相当する。
【００４０】
魚種判別情報算出部４０は、概略的には図２のＳ１０１−Ｓ１０４に示すフローに準じて、魚種判別用情報の算出処理を行う。
【００４１】
魚種判別情報算出部４０のΔＳＶ算出部４１は、受信部３０から入力される周波数毎の受信データから体積散乱差ΔＳＶを算出する（図２：Ｓ１０１）。
【００４２】
魚種判別情報算出部４０の演算領域設定部４４は、操作入力部８０から与えられる設定領域ＡＲｅと、水深情報取得部７０から与えられる水深Ｄｅｐとに基づいて、ヒストグラム算出用の適用範囲ＲＡｒを設定する（図２：Ｓ１０２）。
【００４３】
魚種判別情報算出部４０のΔＳＶヒストグラム算出部４２は、演算領域設定部４４で設定された適用領域ＲＡｒに含まれるΔＳＶに基づいて、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶを算出する（図２：Ｓ１０３）。
【００４４】
魚種判別情報算出部４０の類似度算出部４３は、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶと、リファレンスＤＢ４００に予め記憶された魚種毎のリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘとを用いて類似度Ｌｘを算出する（図２：Ｓ１０４）。
【００４５】
表示制御部５０は、このように算出された実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶ、魚種毎のリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘ、および類似度Ｌｘや、体積散乱差ΔＳＶに基づくエコーグラムのうちの必要な項目（例えば操作入力部８０により別途指定された項目）を魚種判別用情報として、画面上に表示する（図２：Ｓ１０５）。
【００４６】
これにより、漁撈者等のオペレータに対して、必要な魚種判別用情報を提供することができる。
【００４７】
そして、上述の魚種判別用情報を算出する一連の処理は、魚種判別情報算出部４０の各部によって、次に示すように具体的に実行される。
【００４８】
＜体積散乱差ΔＳＶの算出方法＞
図３は、体積散乱差ΔＳＶの算出フローを示すフローチャートである。
【００４９】
ΔＳＶ算出部４１は、受信部３０から入力される周波数毎の受信データから体積散乱ＳＶ（Ｖｏｌｕｍｅ  Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を算出する。具体的には、上述の第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２を用いた場合、ΔＳＶ算出部４１は、第１周波数ｆ１の受信データＲｘｆ１と第２周波数ｆ２の受信データＲｘｆ２を取得する(図３：Ｓ１１１）。
【００５０】
ΔＳＶ算出部４１は、取得した受信データＲｘｆ１から体積散乱ＳＶ１を算出し、受信データＲｘｆ２から体積散乱ＳＶ２を算出する（図３：Ｓ１１２）。この際、ΔＳＶ算出部４１は、ＰＩＮＧ毎で距離毎の各受信データ単位で、体積散乱ＳＶ１，ＳＶ２を算出する。
【００５１】
ΔＳＶ算出部４１は、ＰＩＮＧおよび距離方向位置毎に体積散乱差ΔＳＶを算出する（図３：Ｓ１１３）。体積散乱差ΔＳＶは、体積散乱ＳＶ１から体積散乱ＳＶ２を差分すること、すなわちΔＳＶ＝ＳＶ１−ＳＶ２の演算を行うことで、算出される。そして、このような体積散乱差ΔＳＶは、魚種によって異なる特性を示す。例えば、Ｍａｃｋｅｒｅｌ（サバ）とＨｅｒｒｉｎｇ（ニシン）とでは、体積散乱差ΔＳＶの分布が異なる。
【００５２】
このように体積散乱差ΔＳＶを算出することで、一つの魚種判別情報を得ることができる。そして、このような体積散乱差ΔＳＶを、図１のブロック図に示すように、表示制御部５０に出力する（図３：Ｓ１１４）。これにより、表示器６０には体積散乱差ΔＳＶのエコーグラムが魚種判別用情報の一種として表示される。漁撈者は、この表示を見て、海中の魚群の分布状態を認識したり、上述のヒストグラム算出用の設定領域ＡＲｅの設定を行うことができる。
【００５３】
＜ヒストグラム算出用の適用範囲ＲＡｒの設定方法＞
ΔＳＶ算出部４１から出力されたＰＩＮＧおよび距離方向位置毎の体積散乱差ΔＳＶは、ΔＳＶヒストグラム算出部４２へ入力される。また、ΔＳＶヒストグラム算出部４２には、演算領域設定部４４からヒストグラム算出用の適用領域ＲＡｒが与えられる。
【００５４】
演算領域設定部４４は、操作入力部８０からのヒストグラム算出用の設定領域ＡＲｅと、水深情報取得部７０からの水深Ｄｅｐとに基づいて、ヒストグラム算出用の適用領域ＲＡｒを設定する。図４はヒストグラム算出用の適用領域ＲＡｒの設定フローを示すフローチャートである。
【００５５】
また、図５、図６はヒストグラム算出用の適用領域ＲＡｒの設定概念を示した図である。図５（Ａ）は設定領域ＡＲｅに該当するすべてのＰＩＮＧおよび距離方向範囲において海底ラインが存在しない場合を示す。図５（Ｂ）は設定領域ＡＲｅに該当するすべてのＰＩＮＧで距離方向範囲内に、海底が存在する場合を示している。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は海底が存在する（検出されている）ＰＩＮＧと、海底が存在しない（検出されていない）ＰＩＮＧとが混在する場合を示している。図６（Ａ）は、設定領域ＡＲｅに含まれる複数のＰＩＮＧの内、途中の所定個数のＰＩＮＧで海底が検出されていない場合を示す。図６（Ｂ）は、設定領域ＡＲｅに含まれる複数のＰＩＮＧの内、所定ＰＩＮＧまで海底が検出され、当該所定ＰＩＮＧ以降は海底が検出されていない場合を示す。図６（Ｃ）は、設定領域ＡＲｅに含まれる複数のＰＩＮＧの内、所定ＰＩＮＧまで海底が検出されておらず、当該所定ＰＩＮＧ以降は海底が検出されている場合を示す。
【００５６】
演算領域設定部４４は、操作入力部８０から設定領域ＡＲｅを取得する（図４：Ｓ２１１）。
【００５７】
演算領域設定部４４は、設定領域ＡＲｅに該当する各ＰＩＮＧに対して、次の処理を実行する。
【００５８】
まず、演算領域設定部４４は、設定領域ＡＲｅから設定深度区間を設定する（図４：Ｓ２１２）。ここで、設定深度区間とはＰＩＮＧの最浅深度から最深深度までの区間に該当する。
【００５９】
次に、演算領域設定部４４は、水深情報取得部７０から水深Ｄｅｐを取得する（図４：Ｓ２１３）。この水深Ｄｅｐにより得られる深度が海底位置に対応する。
【００６０】
次に、演算領域設定部４４は、設定深度区間内に水深Ｄｅｐが存在するかどうかの判定を行う（図４：Ｓ２１４）。
【００６１】
演算領域設定部４４は、水深Ｄｅｐが最浅深度と最深深度との間にあれば、最浅深度と水深Ｄｅｐとの間を、適用領域ＲＡｒに用いる有効深度範囲に設定する（図４：Ｓ２１４Ｙｅｓ→Ｓ２１５）。この状態は、図５（Ｂ）のＰＩＮＧ９１０Ｂに示すような状態である。図５（Ｂ）のＰＩＮＧ９１０Ｂの場合、水深Ｄｅｐから最深深度までは海底領域となり魚種判別には利用できず、最浅深度から水深Ｄｅｐまでが魚種判別に利用できる。
【００６２】
演算領域設定部４４は、水深Ｄｅｐが得られない、もしくは、水深Ｄｅｐが最浅深度と最深深度との間になければ、当該有効深度設定を行っているＰＩＮＧから所定間隔離間した位置のＰＩＮＧにおける水深Ｄｅｐをサーチする（図４：Ｓ２１４Ｎｏ→Ｓ２１６）。ここで、水深Ｄｅｐのサーチは、有効深度設定を行っているＰＩＮＧを中心として、例えば５ＰＩＮＧ程度離れた位置から、さらに所定個数分のＰＩＮＧ（例えば、それぞれ３ＰＩＮＧ程度）に対して行う。
【００６３】
このように、有効深度設定を行っているＰＩＮＧから所定間隔離れた複数ＰＩＮＧにあたる範囲で水深Ｄｅｐをサーチすることで、図５、図６にそれぞれ示すような、泡切れによる局所的な水深Ｄｅｐの取得不能や、探知レンジが適正でないことによる水深Ｄｅｐの取得不能、さらには、設定領域ＡＲｅの途中のＰＩＮＧで海底が設定領域ＡＲｅ外になる場合、もしくは、途中のＰＩＮＧから海底が設定領域ＡＲｅ外になる場合の識別を行うことができる。特に、複数ＰＩＮＧに亘って水深Ｄｅｐをサーチすることで、より確実な判断か可能になる。
【００６４】
演算領域設定部４４は、両方のサーチ範囲に該当する全てのＰＩＮＧの設定深度区間に水深Ｄｅｐがなければ（図４：Ｓ２１７Ｙｅｓ）、最浅深度から最深深度までの全体、すなわち設定深度区間を、そのまま有効深度範囲に設定する（図４：Ｓ２１８）。この状態は、図５（Ａ）のＰＩＮＧ９１０Ａに示すような状態である。図５（Ａ）のＰＩＮＧ９１０Ａの場合、単に設定領域ＡＲｅ内に海底が無いだけであるので、設定領域ＡＲｅの設定深度区間全体を、魚種判別にそのまま利用できる。
【００６５】
演算領域設定部４４は、両方のサーチ範囲に該当するＰＩＮＧのうち、少なくとも一つでも設定深度区間に水深Ｄｅｐが存在すれば（図４：Ｓ２１７Ｎｏ）、両方のサーチ範囲に水深Ｄｅｐが存在するかどうかの判定を行う（図４：Ｓ２１９）。
【００６６】
演算領域設定部４４は、一方のサーチ範囲における設定深度区間内に水深Ｄｅｐが存在すると（図４：Ｓ２１９：Ｎｏ）、最浅深度から最深深度までの全体、すなわち設定深度区間を、そのまま有効深度範囲に設定する（図４：Ｓ２１８）。この状態は、図６（Ｂ）のＰＩＮＧ９１０Ｄ、図６（Ｃ）のＰＩＮＧ９１０Ｅに示すような状態である。図６（Ｂ）のＰＩＮＧ９１０Ｄおよび図６（Ｃ）のＰＩＮＧ９１０Ｅの場合、単に設定領域ＡＲｅ内に海底が無いだけであるので、設定領域ＡＲｅの設定深度区間全体を、魚種判別にそのまま利用できる。
【００６７】
演算領域設定部４４は、両方のサーチ範囲における設定深度区間内に水深Ｄｅｐが存在すると（図４：Ｓ２１９Ｙｅｓ）、有効深度範囲の設定対象のＰＩＮＧを無効ＰＩＮＧに設定する（図４：Ｓ２２０）。この状態は、図６（Ａ）のＰＩＮＧ９１０Ｃに示すような状態である。図６（Ａ）のＰＩＮＧ９１０Ｃの場合、当該ＰＩＮＧを含み局所的に水深Ｄｅｐが得られていないので、泡切れの可能性が高いものと判断できる。したがって、当該ＰＩＮＧのエコー信号は、泡の影響を受けており、魚群に対する正確な体積散乱ＳＶを算出できなかった可能性が高い。このため、当該ＰＩＮＧを無効ＰＩＮＧに設定し、後述の魚種判別に利用しないようにする。
【００６８】
演算領域設定部４４は、上述のＰＩＮＧ毎の有効深度範囲の設定処理を、設定領域ＡＲｅ内の全てのＰＩＮＧに対して実行するまで、継続的に実行する（図４：Ｓ２２１Ｎｏ）。演算領域設定部４４は、設定領域ＡＲｅ内の全てのＰＩＮＧに対して有効深度範囲を設定すると（図４：Ｓ２２１Ｙｅｓ）、無効ＰＩＮＧに設定されていないＰＩＮＧの有効深度範囲を用いて、ヒストグラム算出用の適用領域ＲＡｒを設定する（図４：Ｓ２２２）。
【００６９】
このような処理を行うことで、図５、図６に示すような各種の状況に応じた適用領域ＲＡｒを設定することができる。
【００７０】
＜設定領域ＡＲｅ内に海底が含まれない場合＞
図５（Ａ）に示すように、探知レンジが短く、海底が検知（表示）されないような場合で、海底を含まないように設定領域ＡＲｅが設定された場合、設定領域ＡＲｅ内の全てのＰＩＮＧで設定深度区間全体が有効深度範囲となる。すなわち、設定領域ＡＲｅがそのまま適用領域ＲＡｒとなる。なお、海底が検知（表示）されているが、設定領域ＡＲｅ内に海底が含まれていなければ、同様に設定領域ＡＲｅがそのまま適用領域ＲＡｒに設定される。
【００７１】
＜設定領域ＡＲｅ内の全ＰＩＮＧで海底が存在する場合＞
図５（Ｂ）に示すように、設定領域ＡＲｅ内の全ＰＩＮＧに亘り海底が存在する場合、設定領域ＡＲｅの全てのＰＩＮＧで設定領域ＡＲｅの最浅深度から水深Ｄｅｐまでが有効深度範囲となる。すなわち、設定領域ＡＲｅ内の最浅深度から各ＰＩＮＧの水深Ｄｅｐまでの領域が、適用領域ＲＡｒに設定される。
【００７２】
＜設定領域ＡＲｅ内に泡切れによる水深Ｄｅｐ未検出部が存在する場合＞
図６（Ａ）に示すように、設定領域ＡＲｅ内の所定ＰＩＮＧで泡切れが生じている場合、上述の処理により、局所的に発生する泡切れによる水深Ｄｅｐの存在しないＰＩＮＧは検出できる。そして、このような泡切れの生じたＰＩＮＧのエコー信号も泡の影響を受けているので、魚種判別から除外するべきである。したがって、当該泡切れによる水深Ｄｅｐの存在しないＰＩＮＧを除くＰＩＮＧのみから適用領域ＲＡｒが設定される。
【００７３】
＜設定領域ＡＲｅ内で海底の存在する領域と海底の存在しない領域との両方が存在する場合＞
図６（Ｂ）に示すような所定ＰＩＮＧまで海底が存在し当該所定ＰＩＮＧから海底が存在しない場合や、図６（Ｃ）に示すような所定ＰＩＮＧまで海底が存在せず当該所定ＰＩＮＧから海底が存在する場合、海底が存在するＰＩＮＧでは最浅深度から水深Ｄｅｐまでが有効深度範囲となり、海底が存在しないＰＩＮＧでは設定深度区間全体が有効深度範囲となる。すなわち、海底が存在する場合には海底まで、海底が存在しない場合には深度方向全体が適用領域ＲＡｒに設定される。
【００７４】
このように、本実施形態の演算領域設定部４４を用いることで、魚種判別用に設定された設定領域ＡＲｅ内の状況に応じて、魚種判別用に利用する適用領域ＲＡｒを適切に設定することができる。
【００７５】
このように魚種判別したい魚群と海底の位置関係や、泡切れ等のエコー信号の状態や、探知レンジによる海底の未検出等の状況に応じて設定された適用領域ＲＡｒは、ΔＳＶヒストグラム算出部４２へ与えられる。
【００７６】
ΔＳＶヒストグラム算出部４２は、演算領域設定部４４で設定されたヒストグラム算出用の適用領域ＲＡｒに準じて、体積散乱差ΔＳＶに基づいて実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶを算出する。
【００７７】
ΔＳＶヒストグラム算出部４２は、適用領域ＲＡｒ内の体積散乱差ΔＳＶに基づいて実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶを算出する（図２：Ｓ１０３）。体積散乱差ΔＳＶの実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶは、魚種が同じであれば略同じ特性となり、魚種が異なると全く異なる特性となる。例えば、ＭａｃｋｅｒｅｌとＨｅｒｒｉｎｇでは、体積散乱差ΔＳＶのヒストグラムのΔＳＶ軸上でのピークの位置、および、ΔＳＶ軸に対して集中具合（標準偏差や分散）が異なる。したがって、このような体積散乱差ΔＳＶの実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶを利用することでも、魚種判別情報を得ることができる。この際、上述のように、海底や泡切れの影響を受けていない体積散乱差ΔＳＶを利用しているので、目的とする魚群により準じた実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶを算出することができる。
【００７８】
ΔＳＶヒストグラム算出部４２は、算出した実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶを、類似度算出部４３へ出力する。
【００７９】
類似度算出部４３は、図７のフローチャートに示すような処理を行うことで、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶを用いて類似度Ｌｘを算出する。図７は、類似度算出処理を示すフローチャートである。
【００８０】
類似度算出部４３は、ΔＳＶヒストグラム算出部４２から実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶを取得する（図７：Ｓ３０１）。
【００８１】
類似度算出部４３は、リファレンスＤＢ（データベース）４００から、類似度データを構成するための魚種ＸのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘを読み出す（図７：Ｓ３０２）。
【００８２】
リファレンスＤＢ４００には、予め魚種Ｘ毎にリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘが記憶されている。リファレンスＤＢ４００は、類似度算出部４３からの読出制御に応じて、指定された魚種ＸのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘが類似度算出部４３へ読み出される。
【００８３】
類似度算出部４３は、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶと、魚種ＸのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘとから、次式を用いて相関処理演算を行い、相関処理結果ｒＳＸを算出する（図７：Ｓ３０３）。なお、以下の式で、ＨＳＶ（ｋ）は実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶのΔＳＶ軸に沿った各要素を示し、ＭｅａｎＨＳＶは実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶの平均値を示す。また、ＲＨＳＶ（ｋ）はリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘのＳＶ軸に沿った各要素を示し、ＭｅａｎＲＨＳＶはリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘの平均値を示す。
【００８４】
【数１】
0005700500.tif 000002
【００８５】
−（式１）
類似度算出部４３は、算出された魚種Ｘに対する相関処理結果ｒＳＸに基づいて、次式から、当該魚種Ｘに対する尤度Ｌｘを算出する（図７：Ｓ３０４）。
【００８６】
Ｌｘ＝１００・ｒＳＸ２      −（式２）
このような尤度Ｌｘは、次のような特徴を有する。図８は尤度Ｌｘの概念を説明する為の図であり、図８（Ａ）は実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶがＭａｃｋｅｒｅｌであり、図８（Ｂ）は実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶがＨｅｒｒｉｎｇである場合を示す。そして、各実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶに対して、ＭａｃｋｅｒｅｌのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘＭとＨｅｒｒｉｎｇのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘＨを用いて尤度Ｌｘを算出する場合を示す。
【００８７】
図８（Ａ）に示すように、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶがＭａｃｋｅｒｅｌであれば、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶとＭａｃｋｅｒｅｌのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘＭとは、非常に類似する特性となり、相関処理結果ｒＳＸは当然に「１」に近づく。一方、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶとＨｅｒｒｉｎｇのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘＨとは、比較的特徴が一致せず、相関処理結果ｒＳＸは「１」よりも所定レベルで低くなる。このため、Ｍａｃｋｅｒｅｌに対する尤度ＬｘＭは「１００」に近づき、Ｈｅｒｒｉｎｇに対する尤度ＬｘＨは「１００」よりも十分に低いレベルになる。
【００８８】
また、図８（Ｂ）に示すように、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶがＨｅｒｒｉｎｇであれば、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶとＭａｃｋｅｒｅｌのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘＭとは、比較的特徴が一致せず、相関処理結果ｒＳＸは「１」よりも所定レベルで低くなる。一方、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶとＨｅｒｒｉｎｇのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘＨとは、非常に類似する特性となり、相関処理結果ｒＳＸは当然に「１」に近づく。このため、Ｍａｃｋｅｒｅｌに対する尤度ＬｘＭは「１００」よりも十分に低いレベルになり、Ｈｅｒｒｉｎｇに対する尤度ＬｘＨは「１００」に近づく。
【００８９】
類似度算出部４３は、このような魚種Ｘ毎の尤度Ｌｘの算出を、設定した全ての魚種に対して行っていなければ、新たな魚種のリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘを読み出して、上述のフローと同様に尤度Ｌｘを算出する（図７：Ｓ３０５Ｎｏ→Ｓ３０１）。
【００９０】
このように魚種Ｘ毎に尤度Ｌｘを用いることで、魚種に対する確からしさ、すなわち、魚種が例えばＭａｃｋｅｒｅｌである確からしさやＨｅｒｒｉｎｇである確からしさを数値化することができる。すなわち、漁撈者に対して、より分かりやすい魚種判別情報を提供することができる。また、この尤度Ｌｘは、海底や泡切れの影響を受けていないので、目的の魚群の魚種により則した尤度となる。これにより、より正確な魚種判別情報を提供することができる。
【００９１】
そして、類似度算出部４３は、設定した全ての魚種に対して尤度Ｌｘの算出を行うと、これら尤度Ｌｘの組を類似度データとして、表示制御部５０へ出力する（図７：Ｓ３０５Ｙｅｓ→Ｓ３０６）。この際、類似度算出部４３は、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶと、尤度Ｌｘの算出を行った各魚種のリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘも、表示制御部５０へ出力する。
【００９２】
表示制御部５０は、類似度算出部４３から入力された、魚種毎の尤度Ｌｘからなる類似度データと、各ヒストグラムと、上述のΔＳＶエコーグラムとを用いて、図９に示すような画像を表示するように、表示部６０へ表示制御を行う。表示器６０は液晶ディスプレイ等により実現され、表示制御部５０からの表示制御に基づいて画像を表示する。図９は、表示器６０に表示される表示画面の一例を示す図であり、図１０は表示画面に表示されるヒストグラム表示部６００の拡大図である。
【００９３】
表示画面には、図９に示すように、ΔＳＶ算出部４１からの体積散乱差ΔＳＶに基づくΔＳＶのエコーグラムがベース画面として表示される。当該エコーグラムのベース画面には、魚群等のエコーグラムが表示されるとともに海底が表示される。また、ベース画面には、操作入力部８０により設定された設定領域ＡＲｅの設定枠も表示される。そして、表示画面の一部には、ヒストグラム表示部６００がウィンドウ表示される。
【００９４】
ヒストグラム表示部６００は、図１０に示すように、ヒストグラム表示ウィンドウ６０１、尤度表示ウィンドウ６０２Ａ，６０２Ｂを備える。より具体的には、ヒストグラム表示部６００の中央にはヒストグラム表示ウィンドウ６０１が配置され、当該ヒストグラム表示ウィンドウ６０１の両側面（正面視した左右端）もしくは上下端にそれぞれ、Ｍａｃｋｅｒｅｌに対する尤度ＬｘＭの尤度表示ウィンドウ６０２Ａと、Ｈｅｒｒｉｎｇに対する尤度ＬｘＨの尤度表示ウィンドウ６０２Ｂとが配置される。
【００９５】
ヒストグラム表示ウィンドウ６０１には、上述した実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶと、尤度Ｌｘを算出した各魚種のリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘとが、描画されている。
【００９６】
尤度表示ウィンドウ６０２Ａには、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶのＭａｃｋｅｒｅｌに対する尤度が、百分率の数値とともに、バー６２０Ａで描画されている。この際、バー６２０Ａは、画面の高さが尤度１００％となるように、算出された尤度に応じた高さで描画される。さらに、バー６２０Ａの色も尤度に応じて段階的に設定されており、尤度に応じた色で描画されている。
【００９７】
尤度表示ウィンドウ６０２Ｂには、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶのＨｅｒｒｉｎｇに対する尤度が、百分率の数値とともに、バー６２０Ｂで描画されている。この際、バー６２０Ｂも、バー６２０Ａと同様に、算出された尤度に応じた高さおよび色で描画される。
【００９８】
このような表示を行えば、漁撈者は、当該表示を見るだけで、魚群のエコーや海底位置、ヒストグラム、尤度の数値、および尤度に基づくバーの色から、探知した魚群の位置や魚種を判別することができる。例えば、図１０の例であれば、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶがＨｅｒｒｉｎｇのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘＨと略一致し、Ｈｅｒｒｉｎｇに対する尤度が非常に高いことを容易に把握できる。一方で、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶがＭａｃｋｅｒｅｌのリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘＭと相違し、Ｍａｃｋｅｒｅｌに対する尤度が低いことを容易に把握できる。これにより、漁撈者は、探知した魚群がＨｅｒｒｉｎｇであることを容易に判断できる。
【００９９】
そして、さらに、本実施形態の構成を用いれば、漁撈者が魚種判別用に設定した設定領域ＡＲｅ内に、海底が存在したり、泡切れが発生している等の魚種判別に不利な状況が生じていても、これらの影響を除去して、魚種判別を行うことができる。これにより、漁撈者が意識せずとも、より正確な魚種判別を自動で行うことができる。
【０１００】
なお、上述の説明では、一画面に対して、一つの設定領域ＡＲｅのみを設定する例を示したが、複数の設定領域ＡＲｅを設定することもできる。この場合、設定領域ＡＲｅ毎に適用領域ＲＡｒを設定して、魚種判別を行えばよい。
【０１０１】
また、上述の説明では、設定領域ＡＲｅを漁撈者等が操作入力する例を示したが、ＰＩＮＧ方向および深度方向に沿ったエコー信号のレベル分布を検出し、例えば所定レベル以上のエコー信号が群集する領域を自動的に囲むように、設定領域ＡＲｅに設定するようにしてもよい。この際、漁場の位置情報等から適切な深度でフィルタをかけて、設定領域ＡＲｅを設定すると、よりよい。
【０１０２】
また、上述の説明では、リファレンスＤＢ４００を固定値にしたが、外部からの外部リファレンスヒストグラム等を用いて、適宜更新可能なデータベースで構成してもよい。
【０１０３】
また、上述の説明では、体積散乱ＳＶを用いた例を示したが、魚種毎の反射強度の特性の相違を利用できれば良く、所謂ターゲットレングスＴＳを用いてもよい。なお、ターゲットレングスＴＳを用いた場合、魚群よりも個別の魚体に適用すると、体積散乱よりも効果的となる。
【０１０４】
また、上述の説明では、類似度データの算出に、相関処理を用いた例を示したが、実測ヒストグラムＨｉｓΔＳＶとリファレンスヒストグラムＲｅｆＨｉｓΔＳＶｘとの類似性が反映されるものであれば、他の方法で尤度Ｌｘを算出しても良い。例えば、それぞれのヒストグラムのピークとなるΔＳＶ値や、当該ピーク値等を用いてもよい。
【０１０５】
また、上述の説明では、類似度について、相関処理から得られる尤度について示したが、ヒストグラムから抽出される特徴量に基づいて、類似度を算出してもよい。例えば、ヒストグラムの高さ、ヒストグラムの幅、ヒストグラムの標準偏差、ヒストグラムの分散、ヒストグラムの平均値、ヒストグラムの中央値、ヒストグラムが最頻値となるΔＳＶ等の少なくとも１項目、もしくは複数の項目を適宜組み合わせて類似度を算出してもよい。なお、ここで、ヒストグラムの高さとは、ヒストグラムを構成する全ての体積散乱差ΔＳＶの度数（もしくは比率）の内の最も高い度数（もしくは比率）を示す。ヒストグラムの幅とは、所定の度数（もしくは比率）以上となる体積散乱差ΔＳＶの幅を示す。
【符号の説明】
【０１０６】
１−魚群探知装置、１０−送受波器、２０−送信部、３０−受信部、４０−魚種判別情報算出部、４１−ΔＳＶ算出部、４２−ΔＳＶヒストグラム算出部、４３−類似度算出部、４４−演算領域設定部、４００−リファレンスＤＢ、５０−表示制御部、６０−表示器、７０−水深情報取得部、８０−操作入力部、６００−ヒストグラム表示部、６０１−ヒストグラム表示ウィンドウ、６０２−尤度表示ウィンドウ
【図１】
0005700500.tif 000003
【図２】
0005700500.tif 000004
【図３】
0005700500.tif 000005
【図４】
0005700500.tif 000006
【図７】
0005700500.tif 000007
【図８】
0005700500.tif 000008
【図５】
0005700500.tif 000009
【図６】
0005700500.tif 000010
【図９】
0005700500.tif 000011
【図１０】
0005700500.tif 000012