(57)【要約】  動物の集団（４）内のある動物（４）を追跡する方法は、視覚的識別子（４１）を動物（４）に適用することと、視覚的識別子（４１）の参照識別子データを動物（４）の動物データに関連付けることと、動物（４）に適用された視覚的識別子（４１）のデジタル画像を獲得することと、獲得されたデジタル画像をデジタル処理することによって、視覚的識別子（４１）を認識することと、視覚的識別子（４１）を認識する際に、動物（４）を識別することと、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）を動物（４、４０、４９）に適用することと、
視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）の参照識別子データを動物（４、４０、４９）の動物データに関連付けることと、
動物（４、４０、４９）に適用された視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）のデジタル画像を獲得することと、
獲得されたデジタル画像をデジタル処理することによって、視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）を認識することと、
視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）を認識する際に、動物（４、４０、４９）を識別することと
を含む、動物（４、４０、４９）の集団内のある動物（４、４０、４９）を追跡する方法。
【請求項２】
視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）を認識する際に、動物（４、４０、４９）を識別することが、獲得されたデジタル画像を自動的に処理することによって認識された、視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）の識別子データを、参照識別子データと比較することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
動物（４、４０、４９）に適用された視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）のデジタル画像を獲得することが、動物（４、４０、４９）を読取りエリアに位置付けること、及び動物（４、４０、４９）が読取りエリア内にいるときに画像を生成することを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）が、動物（４、４０、４９）の少なくとも１つの肢（４１、４１０）または尾（４２９）に適用される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
獲得されたデジタル画像をデジタル処理することが、少なくとも１つの肢（４１、４１０）または尾（４２９）に広がる少なくとも１つの関心領域を検出することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
獲得されたデジタル画像をデジタル処理することが、少なくとも１つの肢（４１、４１０）または尾の色にしたがって予め定義された範囲の色を有する、検出された少なくとも１つの関心領域におけるデジタル画像のピクセルを選択することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
獲得されたデジタル画像をデジタル処理することが、デジタル画像内の少なくとも１つの肢（４１、４１０）または尾（４２９）を分類することを含む、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
獲得されたデジタル画像をデジタル処理することが、デジタル画像内の少なくとも１つの肢（４１、４１０）または尾（４２９）の分類から、視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）を復号することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）を動物（４、４０、４９）に適用することが、動物（４、４０、４９）の足指の組み合わせ（４１）を切り取ることを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）を動物（４、４０、４９）に適用することが、動物に入れ墨を入れることを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
動物（４、４０、４９）に入れ墨を入れるために蛍光インクが使用される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
動物（４、４０、４９）の尾（４２９）、または動物（４、４０、４９）の足指の組み合わせ（４１０）に入れ墨が入れられる、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）を動物（４、４０、４９）に適用することが、蛍光物質を動物（４、４０、４９）に適用することを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
識別された動物（４、４０、４９）に関する研究データを収集することを含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
識別された動物（４、４０、４９）に関する研究データを収集することが、研究データを動物（４、４０、４９）の動物データに関連付けることを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
動物（４、４０、４９）の集団が、動物研究に関与する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
外科的治療によって動物（４、４０、４９）の体を治療するための方法ではなく、人体または動物の体に対して実施される診断方法でもない、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
動物（４、４０、４９）に適用された視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）の参照識別子データを動物（４、４０、４９）の動物データに関連付け、
動物（４、４０、４９）に適用された視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）の獲得されたデジタル画像を処理することによって、視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）を認識し、且つ
視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）を認識する際に、動物（４、４０、４９）を識別する
ように構成された、コンピューティングアレンジメント（２、２０）を備える、動物（４、４０、４９）の集団内のある動物（４、４０、４９）を追跡するためのシステム。
【請求項１９】
動物に適用された視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）のデジタル画像を獲得するカメラ（２１、２１０）を備える、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
動物（４、４０、４９）に適用された視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）のデジタル画像を獲得するために動物（４、４０、４９）を位置付ける読取りエリアを規定するプラットフォーム（３）を備える、請求項１８または１９に記載のシステム。
【請求項２１】
プラットフォーム（３）が、動物（４、４０、４９）を位置付け可能な、透明で実質的に平らなプレート（３１）を備える、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
動物（４、４０、４９）に適用された視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）のデジタル画像を獲得するために、透明で平らなプレート（３１）の下方にカメラ（２１、２１０）を位置付け可能である、請求項２０または２１に記載のシステム。
【請求項２３】
コンピューティングアレンジメント（２、２０）が、動物（４、４０、４９）に適用された視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）のデジタル画像を獲得するモバイルコンピューティングデバイスを含む、請求項１８から２２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２４】
参照識別子データを動物データに関連付け、視覚的識別子を認識し、動物（４、４０、４９）を識別するように構成された中央演算装置を備える、請求項１８から２３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２５】
コンピューティングアレンジメント（２、２０）が、動物データ、参照識別子データ、およびデジタル画像を記憶するように構成されたデータ記憶装置を含む、請求項１８から２４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２６】
動物（４、４０、４９）の集団が、動物研究に関与する、請求項１８から２５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２７】
コンピューティングアレンジメント（２、２０）が、動物（４、４０、４９）に適用された視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）を認識するために、視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）の獲得されたデジタル画像を処理する際に、視覚的識別子（４１、４１０；４２１９）として、動物（４、４０、４９）の切り取られた足指の組み合わせ（４１）を識別するように構成される、請求項１８から２６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２８】
コンピューティングアレンジメント（２、２０）が、動物（４、４０、４９）に適用された視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）を認識するために、視覚的識別子（４１、４１０、４２１９）の獲得されたデジタル画像を処理する際に、視覚的識別子（４１、４１０；４２１９）として、動物（４、４０、４９）に適用された蛍光物質を識別するように構成される、請求項１８から２７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２９】
コンピューティングアレンジメント（２、２０）が、少なくとも１つの肢（４１、４１０）または尾（４２９）に広がる少なくとも１つの関心領域を検出することによって、獲得されたデジタル画像をデジタル処理するように構成される、請求項１８から２７のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動物の集団内のある動物を追跡する方法、および動物の集団内のある動物を追跡するシステムに関する。かかる方法およびシステムは、動物研究などの研究に関与する場合に特に有用であり得る。例えば、かかる動物研究は、医薬品、化粧品、もしくは類似の製品の開発、またはトランスジェニック繁殖に使用される場合が多い。
【背景技術】
【０００２】
動物の研究開発または繁殖における多くの研究は、動物の集団に関与する。したがって、典型的には、動物に関するデータを収集し、活動を実施し登録するために、集団内の単一の動物および／または動物群を追跡することが望まれる。かかるデータおよび活動は、例えば、特定の物質または環境条件が集団および／または個々の動物にどのように影響を及ぼすかを知るために、研究の中で評価するのに重要であり得る。
【０００３】
例えば、医薬の研究開発では、マウスまたはラットなどのげっ歯類が動物研究に使用される場合が多い。動物の識別のために、動物の足指の特定の組み合わせを切り取るのが一般的である。それにより、切り取られた足指と切り取られていない足指との特定の組み合わせが、集団内の単一の動物に固有のものとなり得る。動物を識別するには、足指が見えるように持ち上げ、足指の組み合わせを集約し、足指の組み合わせを動物に関連付ける。かかる動物の識別には、動物を物理的に掴む必要があるが、それによって望ましくない労力とコストがかかることがある。また、識別のために動物を持ち上げたり、または掴んだりすることで、動物または集団にストレスを与えることがある。
【０００４】
代替例として、単一の動物それぞれに入れ墨を入れること、または別の方法で固有の印をつけることが知られている。例えば、いくつかの研究では、研究のための集団を形成しているマウスの尾に数字の入れ墨を入れている。しかしながら、かかる識別でも、典型的には、番号を尾から読み取ることができるように、単一のマウスを掴むか、または別の方法で隔離する必要がある。これには、足指の組み合わせに基づく識別に関連して上述したものと同様の不利な点があることがある。
【０００５】
集団の動物をより自動的に追跡できるようにするために、無線認証（ＲＦＩＤ）レスポンダを集団の各動物に取り付けることまたは埋め込むことも知られている。かかるＲＦＩＤレスポンダは、単一の動物を自動識別することを可能にするが、比較的コストがかかり、典型的には侵襲的ステップを必要とする。また、通常、かかる識別システムを維持する労力も比較的大きい。
【０００６】
したがって、有利には半自動または全自動で適用することができる、集団内の動物を効率的に信頼性高く識別することが可能になる方法またはシステムが必要とされている。
【発明の概要】
【０００７】
本発明によれば、この必要性は、独立請求項１の特徴によって定義されるような、動物の集団内のある動物を追跡する方法によって、および、独立請求項１８の特徴によって定義されるような、動物の集団内のある動物を追跡するシステムによって解決される。好ましい実施形態は、従属請求項の対象である。
【０００８】
一態様では、本発明は、動物の集団内のある動物を追跡する方法であって、（ｉ）視覚的識別子を動物に適用する工程と、（ｉｉ）視覚的識別子の参照識別子データを動物の動物データに関連付ける工程と、（ｉｉｉ）動物に適用された視覚的識別子のデジタル画像を獲得する工程と、（ｉｖ）獲得されたデジタル画像をデジタル処理することによって、視覚的識別子を認識する工程と、（ｖ）視覚的識別子を認識する際に動物を識別する工程と、を含む。
【０００９】
本発明による方法の工程は、上述したような（ｉ）から（ｖ）の手順で、または他の任意の適切な手順もしくは順序で実施することができる。
【００１０】
動物の集団は、好ましくは動物研究に関与する。かかる動物研究は、特に、医学的動物研究であり得る。例えば、かかる動物研究は、特に医薬開発の前臨床段階において、医薬の研究開発に使用することができる。
【００１１】
識別子と関連した「視覚的」という用語は、あらゆる光学的に検出可能な手段、状態、または特徴に関するものであり得る。この用語は、より文字通りの意味での視覚的なもの、即ち人間の眼で認識可能なもの、および、より一般的用語で光学的に認識可能なもの、即ちカメラなどの任意の適切な機器で検出可能なものを包含する。特に、視覚的識別子は、人間の眼では検出不能であって、適切なカメラでのみ検出できるものであることもできる。例えば、視覚的識別子は、蛍光性または放射性のマーカーなどとすることができる。しかしながら、好ましくは、識別子は、人間の眼または標準的な可視光カメラによって検出できるという意味で視覚的である。
【００１２】
視覚的識別子と関連した「適用する」という用語は、動物に視覚的識別子を装備させるためのあらゆる適切な手段を含むことができる。更に詳細に後述するように、適用するとは、例えば、動物に識別子を入れ墨で入れること、ならびに／あるいは物理的に形成すること、例えば足指もしくはその部分の特定の組み合わせを切り取ることを伴うことができる。
【００１３】
動物データは、例えば、性別、年齢、適用された治療もしくは医薬など、動物に関するあらゆる有用な情報を含んでもよい。
【００１４】
動物を識別する工程は、専用ソフトウェアを実行するコンピュータによって自動的に実行することができる。また、獲得されたデジタル画像を自動的に処理する工程は、コンピュータが、デジタル画像を表すデジタルデータに画像処理アルゴリズムを適用することを含むことができる。特に、画像認識技術およびそれぞれのアルゴリズムを適用することができる。
【００１５】
「デジタル処理する」という用語は、本明細書で使用するとき、適切なソフトウェアアプリケーションを実行する、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレット、スマートフォンなどのコンピューティングデバイスによって実施される、自動評価に関連することができる。特に、デジタル処理は、画像処理を、および、特に、視覚的識別子を認識することによって動物の所望の識別を達成するのに有用な、知られている画像処理技術の組み合わせを伴うことができる。
【００１６】
参照識別子データは、数字、切り取った足指の組み合わせなどの物理的構造を表すコーディング、クイックレスポンス（ＱＲ）コード、バーコード、または同様の識別子（ＩＤ）を含むことができる。
【００１７】
集団の各動物に固有の視覚的に検出可能な識別子を提供し、画像獲得および処理を使用して識別子を読み取ることによって、本発明による方法は、少なくとも部分的に自動化された、単一の動物の識別および追跡を可能にする。これによって、集団およびその動物の挙動に関する情報を継続的に集約することが可能になる。更に、場合によってはストレスがかかる、および／または厄介な、動物の捕獲、捕捉、または隔離を何ら必要とすることなく、動物をオンザフライで識別することができる。更にまた、本方法によって、知られている認識技術に基づいた、コスト効率が良く無駄のない実施が可能になる。したがって、本発明による方法によって、完全に自動的に、集団内の動物を効率良く信頼性高く識別することが可能になる。
【００１８】
より具体的には、本発明による方法は、ＩＤを効率的に調べ、符号化することを可能にする。この方法の利点は、動物の取扱いに関するガイドラインにしたがって動物を簡単に扱うことができると同時に、識別と関連する動物のストレスを低減できるという点であり得る。これは、動物福祉、および体温または免疫応答を含むエンドポイント測定の結果に影響を及ぼすことがある。本発明による方法は、尾の符号化、または例えば後述するような、他の任意の視覚的符号化方法と連携することができる。
【００１９】
好ましくは、視覚的識別子を認識する際に動物を識別することは、獲得されたデジタル画像を自動処理することによって認識された視覚的識別子の識別子データを、参照識別子データと比較することを含む。例えば、識別子データは、視覚的識別子の画像上で認識される特定の数字を含むことができ、参照識別子データは、動物に関するデータに関連するそれぞれの数字を含むことができる。かかる比較は、比較的多数の参照識別子に対して効率的に実施することができ、それによって、比較的大きい集団の一頭の動物を自動的に迅速に識別することが可能になる。
【００２０】
好ましくは、動物に適用された視覚的識別子のデジタル画像を獲得することは、動物を読取りエリアに位置付けること、及び動物が読取りエリア内にいるときに画像を生成することを含む。かかる位置付けは、例えば、餌などに近付くために、動物がその中または上を通る経路を形成することによって実現することができる。かかる実施形態では、読取りエリアは経路の一部とすることができる。
【００２１】
有利な実施形態では、プラットフォームが提供され、経路は、プラットフォームに沿って延在する。このように、動物を下方から見ることができ、それによって、特に識別子が肢および／または尾に適用される場合に、ＩＤの効率的な符号化が可能になる。また、動物の識別中の、動物のストレスを特に最小限に抑えることができる。
【００２２】
好ましくは、視覚的識別子は、動物の少なくとも１つの肢または尾に適用される。通常、動物の肢および尾は、比較的露出している場合が多いので、視覚的識別子のかかる適用によって、比較的効率が良く信頼性が高い形で識別子を集約または検出することが可能になる。特に、プラットフォームを使用する場合、肢および尾は良く見えるので、動物のストレスを比較的少なくして効率的な識別を実現することができる。
【００２３】
それにより、獲得されたデジタル画像をデジタル処理することは、好ましくは、少なくとも１つの肢または尾に広がる少なくとも１つの関心領域を検出することを含む。少なくとも１つの関心領域（ＲＯＩ）は、デジタル画像の特定のピクセル数を有する獲得画像の範囲とすることができる。例えば、ＲＯＩは、１００ピクセル×１００ピクセル、５０ピクセル×５０ピクセルなどのサイズにすることができる。ＲＯＩのそのような規定によって、視覚的識別子へと効率的に局所化すること、または狭めることができる。例えば、デジタル画像は、動物の部分全体または大部分に及ぶことがあるのに対して、識別子は、肢または尾のみに適用される。ＲＯＩは、肢および／または尾のみに広がるものと規定することができ、それによって特に、動物の識別および追跡の更に効率が良い処理が可能になる。
【００２４】
それにより、獲得されたデジタル画像をデジタル処理することは、好ましくは、少なくとも１つの肢または尾の色にしたがって予め定義された範囲の色を有する、検出された少なくとも１つのＲＯＩにおけるデジタル画像のピクセルを選択することを更に含む。肢および尾は、通常、動物の残りの部分および特にその毛とは異なる色を有するので、かかる色認識によって、自動化された形で動物の肢および／または尾を効率的に局所化することが可能になる。
【００２５】
更に、獲得されたデジタル画像をデジタル処理することは、好ましくは、デジタル画像内の少なくとも１つの肢または尾を分類することを含む。かかる分類は、デジタル画像を効率的に処理し正確に分析することを可能にする、畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ）技術に基づくものとすることができる。
【００２６】
それにより、獲得されたデジタル画像をデジタル処理することは、好ましくは、デジタル画像における少なくとも１つの肢または尾の分類から視覚的識別子を復号することを含む。かかる復号は、例えばコンピューティングデバイスによって、自動化された形で効率的に実現することができる。
【００２７】
好ましくは、視覚的識別子を動物に適用することは、動物の足指の組み合わせを切り取ることを含む。足指の組み合わせは、動物の特定の足の特定の足指、および／または動物の１つもしくは複数の足の複数の特定の足指を含むことができる。かかる足指の組み合わせは、効率的な自動化された形で視覚的に検出することができる。また、足指の切取りは、広く許容され普及した形で識別子を適用する、コスト効率が良い手法であり得る。
【００２８】
別の方法として、またはそれに加えて、視覚的識別子を動物に適用することは、好ましくは、動物に入れ墨を入れることを含む。かかる入れ墨によって、番号またはバーコードなど、より洗練された識別子を動物に提供することが可能になる。
【００２９】
それにより、動物の尾または動物の足指の組み合わせに、好ましくは入れ墨が入れられる。特に、尾または足指に毛が生えていない場合、かかる入れ墨は効率的であり得る。また、好ましくは、動物に入れ墨を入れるのに蛍光インクが使用される。かかる蛍光インクによって、適切なカメラなどによる効率的な自動検出が可能になる。肢、または特に尾を調べ、識別子を符号化することは、コンピュータを用いて比較的簡単に実現可能であることが示されているので、自動識別を効率的に実現することができる。
【００３０】
別の方法として、またはそれに加えて、視覚的識別子を動物に適用することは、好ましくは、動物に蛍光物質を適用することを含む。例えば、蛍光物質を、動物の足指または足指の組み合わせに提供することができる。このように、動物を傷つけることなく、足指を切り取ることと関連して上述したのと同様に、動物を評価することができる。
【００３１】
好ましくは、本方法は、識別した動物に関する研究データを収集することを含む。かかる研究データは、ハードディスク、フラッシュメモリ、揮発性メモリ、スティック、例えばクラウド内の仮想データストレージなど、適切な媒体に記憶することができる。研究データを収集することによって、研究における集団および各動物に関する詳細な状況を提供することが可能になる。
【００３２】
それにより、識別された動物に関する研究データを収集することは、好ましくは、研究データを動物の動物データと関連付けることを含む。かかる関連付けによって、集団の中の単一の動物に関する情報を集約することが可能になる。
【００３３】
本発明による方法は、典型的には、外科的治療によって動物の体を治療する方法ではなく、人体または動物の体に対して実施される診断方法でもない。
【００３４】
別の態様では、本発明は、コンピューティングデバイスによって実行されたときに、上述の方法および／またはその好ましい実施形態を実現するように、コンピューティングデバイスを構成するように適合されたコード手段を有するコンピュータプログラムである。
【００３５】
更に別の態様では、本発明は、好ましくは動物研究に関与する、動物の集団内のある動物を追跡するシステムである。本システムは、（ａ）動物に適用された視覚的識別子の参照識別子データを動物の動物データに関連付け、（ｂ）動物に適用された視覚的識別子の獲得されたデジタル画像を処理することによって、視覚的識別子を認識し、（ｃ）視覚的識別子を認識する際に動物を識別するように構成されるコンピューティングアレンジメントを備える。工程（ａ）〜（ｃ）は、列挙したような手順で、または他の任意の適切な手順もしくは順序で実施することができる。
【００３６】
コンピューティングアレンジメントは、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレット、サーバコンピュータ、スマートフォンなど、１つまたは複数のコンピュータまたはコンピューティングデバイスを備えることができる。また、いわゆるクラウドサービスなど、分散環境でアクセスされるサービスを伴うことができる。複数のデバイスが関与する場合、有線および／または無線で接続することができる。一実施形態では、コンピューティングアレンジメントの複数のデバイスは、インターネットを介して接続される。
【００３７】
本発明によるシステムによって、本発明およびその好ましい実施形態による方法を効率的に実現することが可能になる。特に、本発明および後述するその好ましい実施形態によるシステムによって、本発明およびその好ましい実施形態による方法と関連して上述したのと同じ効果および利益を効率的に達成することができる。
【００３８】
好ましくは、本システムは、動物に適用された視覚的識別子のデジタル画像を獲得するカメラを備える。かかるカメラは、可視光カメラ、蛍光カメラ、または動物に適用された視覚的識別子に適した他の任意のカメラとすることができる。本システムは、コンピューティングアレンジメントにも接続することができるので、カメラとコンピューティングアレンジメントとの間でデータを交換することができる。また、本システムは、コンピューティングアレンジメントによって構成することができる。このように、動物の効率的な自動識別または追跡が可能である。
【００３９】
好ましくは、システムは、動物に適用された視覚的識別子のデジタル画像を獲得するために動物を位置付ける、読取りエリアを規定するプラットフォームを備える。かかるプラットフォームによって、適切な品質で画像を効率的に獲得することが可能になる。
【００４０】
それにより、プラットフォームは、好ましくは、動物を位置付け可能な、透明で実質的に平らなプレートを備える。プレートまたはその一部分は、読取りエリアを形成することができる。プラットフォーム、および特にその透明で平らなプレートは、アクリルガラスなどで作製することができる。カメラは、好ましくは、動物に適用された視覚的識別子のデジタル画像を獲得するために、透明で平らなプレートの下方に位置付けられる。かかる配置によって、画像を効率的に獲得することが可能になり、平らなプレートによって、画像の歪みを最小限に抑え、したがって高い品質および精度を提供することが可能になる。
【００４１】
好ましくは、コンピューティングアレンジメントは、動物に適用された視覚的識別子のデジタル画像を獲得するモバイルコンピューティングデバイスを備える。かかるモバイルコンピューティングデバイスは、タブレットコンピュータ、スマートフォン、専用モバイルデバイスなどとすることができる。特に、今日のスマートフォンは、典型的には、獲得画像を提供するのに必要な構成要素を全て備えており、所望の必要性にしたがって高度にプログラミングすることができるので、かかるスマートフォンまたは類似のデバイスを使用することは比較的効率的であり得る。
【００４２】
好ましくは、本システムは、参照識別子データを動物データに関連付け、視覚的識別子を認識し、動物を識別するように構成された中央演算装置を備える。中央演算装置は、単一のコンピュータもしくはコンピューティングデバイス、分散コンピューティングシステムなどとするか、または単一のコンピュータもしくはコンピューティングデバイス、分散コンピューティングシステムなどを備えることができる。中央演算装置は、本システムのコンピューティングアレンジメントとすること、または本システムのコンピューティングアレンジメントによって構成することもできる。かかる中央演算装置によって、集約したデータを効率的に評価し、情報を研究のために提供することが可能になる。
【００４３】
好ましくは、コンピューティングアレンジメントは、動物データ、参照識別子データ、およびデジタル画像を記憶するように構成された、データ記憶装置を備える。かかるデータ記憶装置は、ハードディスク、フラッシュメモリ、メモリチップ、仮想データストレージ（クラウド）、ポータブルメモリ、または他の任意の適切なデータ記憶装置として具現化することができる。それにより、ある期間にわたってデータを集約し、長期にわたって集団および／または単一の動物に関する情報を評価することが可能になる。
【００４４】
好ましくは、コンピューティングアレンジメントは、動物に適用された視覚的識別子を認識するために、視覚的識別子の獲得されたデジタル画像を処理する際に、視覚的識別子として、動物の切り取られた足指の組み合わせを識別するように構成される。
【００４５】
好ましくは、コンピューティングアレンジメントは、動物に適用された視覚的識別子を認識するために、視覚的識別子の獲得されたデジタル画像を処理する際に、視覚的識別子として、動物に適用された蛍光物質を識別するように構成される。
【００４６】
好ましくは、コンピューティングアレンジメントは、少なくとも１つの肢または尾に広がる少なくとも１つの関心領域を検出することによって、獲得されたデジタル画像をデジタル処理するように構成される。
【００４７】
本発明による方法、および本発明によるシステムについて、例示的実施形態を用いて、および添付の図面を参照して、以下に更に詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による、動物の集団内のある動物を追跡するシステムの第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明による動物の集団内のある動物を追跡する方法の第１の実施形態において、視覚的識別子を動物に適用することを示す図である。
【図３】本発明による、動物の集団内のある動物を追跡する方法の第２の実施形態において、視覚的識別子を動物に適用することを示す図である。
【図４】本発明による、動物の集団内のある動物を追跡する方法の第３の実施形態を実現する、本発明による、動物の集団内のある動物を追跡するシステムの第２の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下の説明で、特定の用語は、便宜上の理由で使用されるものであり、本発明を限定するようには意図されていない。「右」、「左」、「上」、「下」、「下方」、および「上方」という用語は、図面における方向を指す。専門用語は、明示的に言及される用語、ならびにそれらの派生語、および類似の意味を持つ用語を含む。また、「下」、「下方」、「下側」、「上方」、「上側」、「近位側」、「遠位側」など、空間に関連する用語は、図面に示されるような、１つの要素または特徴と別の要素または特徴との関係を説明するのに使用されることがある。これらの空間に関連する用語は、図面中に示される位置および配向に加えて、使用中もしくは動作中のデバイスの異なる位置および配向を包含するものとする。例えば、図面中のデバイスが逆さにされた場合、他の要素または特徴の「下方」もしくは「下」と説明された要素は、他の要素または特徴の「上方」または「上」にあることになる。したがって、「下方」という説明的用語は、上方および下方の両方の位置および配向を包含し得る。デバイスは、別の形で配向される（９０度回転させられるか、もしくは他の配向にある）ことがあり、本明細書で使用される空間に関連する記述語は適宜解釈される。同様に、様々な軸線に沿った、また軸線を中心にした移動の説明は、様々な特定のデバイスの位置および配向を含む。
【００５０】
図面ならびに様々な態様および例示的実施形態の説明における繰返しを避けるため、多くの特徴が多くの態様および実施形態に共通であることが理解されるべきである。ある態様を説明または図面から除外することは、その態様が、その態様を組み込む実施形態に含まれないことを示唆するものではない。その代わりに、明瞭にするため、また冗長な説明を避けるために、態様が省略されていることがある。これに関連して、以下は本明細書の残りの部分に適用される。図面を明瞭にするために、記載において直接関連する部分で説明されていない参照符号を図面が含む場合、それよりも前または後の説明部分が参照される。更に、明解にするため、図面において、ある部分の全ての特徴に参照符号が付されていない場合、同じ部分を示している他の図面が参照される。２つ以上の図面における同様の番号は、同じまたは類似の要素を表す。
【００５１】
図１は、本発明によるシステム１の第１の実施形態を示している。システム１は、動物としてのマウスの集団内の、ある動物としてのあるマウスを追跡するように適合される。システムは、プラットフォーム３と、モバイルコンピューティングデバイスとしてのスマートフォン２を含むコンピューティングアレンジメントとを備える。プラットフォーム３は、アクリルガラスで作られた透明の平らなプレート３１を保持する４つの足３２を有する。プレート３１は、動物の集団の動物としてのマウスを保持するように、水平に位置合わせされ配置される。スマートフォン２は前方カメラ２１を備える。
【００５２】
図２では、動物研究で使用される集団のマウス４の左前足が示されている。動物４の足は、第１の足指４１１、第２の足指４１２、第３の足指４１３、第４の足指４１４、および第５の足指４１５と番号を付すことができる、足指４１を有する。第４の足指４１４は切り取られている。マウス４の４本全ての足の切り取られた足指４１と切り取られていない足指４１との組み合わせは、本発明による集団のマウスを追跡する方法の第１の実施形態での視覚的識別子として役立つ。
【００５３】
図３は、別の動物研究で使用される集団のマウス４０の左前足を示している。動物４０の足の足指４１０は、第１の足指４１１０、第２の足指４１２０、第３の足指４１３０、第４の足指４１４０、および第５の足指４１５０を有する。第４の足指４１４は入れ墨が入れられている。マウス４０の４本全ての足の入れ墨が入れられた足指４１０と入れられていない足指４１０との組み合わせは、本発明による集団のマウスを追跡する方法の第２の実施形態での代替の視覚的識別子として役立つ。
【００５４】
上述の図２および図３に関連して言及した、本発明による方法の第１および第２の実施形態は両方とも、図１に示される本発明によるシステム１によって実現することができる。その目的のため、スマートフォン２は専用ソフトウェアを実行して、スマートフォン２が、それぞれの集団における各マウス４、４０の切り取られたまたは入れ墨が入れられた足指４１、４１０の組み合わせの参照識別子データを、特定のマウスに関連付けるように構成される。
【００５５】
次に、スマートフォン２は、透明プレート３１にスマートフォン２の前方カメラ２１の焦点が合い、それによってプラットフォーム３の読取りエリアを形成するように、プラットフォーム３の下方に配置される。このように、カメラ２１は、マウス４、４０がプレート３１の上に配置されると、そのデジタル画像を提供する。特に、カメラ２１は、マウスの足、特にその足指４１、４１０が見えるように、透明プレート３１を通して下方からマウス４、４０のデジタル画像を獲得する。マウスをプレート３１上で動かすため、例えば、マウス４、４０を刺激してプレート３１を通過させるように配置することができる。例えば、プレート３１は、食料に近付くためにマウス４、４０が横切らなければならない通路を形成することができる。
【００５６】
専用ソフトウェアは、マウス４、４０の獲得されたデジタル画像を処理することによって、切り取られたまたは入れ墨を入れられた足指の組み合わせを認識するように、スマートフォン２を構成する。更に、専用ソフトウェアは、切り取られたまたは入れ墨を入れられた足指４１、４１０の組み合わせを認識する際に、特定のマウス４、４０を識別するように、スマートフォン２を構成する。
【００５７】
専用ソフトウェアは、更に、中央演算装置が参照識別子データをマウスデータに関連付け、切り取られたまたは入れ墨を入れられた足指４１、４１０の組み合わせを参照識別子データと比較することによってマウスを識別するように、スマートフォン２を構成する。スマートフォン２は、マウスデータ、参照識別子データ、および獲得されたデジタル画像を記憶する、データ記憶装置を更に備える。
【００５８】
図４は、本発明による集団内のあるマウスを追跡するシステム１０の第２の実施形態を示している。システム１０は、モバイルコンピューティングデバイスとしてのスマートフォン２０を含むコンピューティングアレンジメントを備える。スマートフォン２０は、後方カメラ２１０を備え、本発明にしたがってスマートフォン２０を構成するための専用ソフトウェアを実行する。
【００５９】
更に別の動物研究で使用される集団のマウス４９は尾４２９を有する。尾４２９には、本発明による集団のマウスを追跡する方法の第３の実施形態での視覚的識別子として、特定のマウス４９に固有のＩＤ文字列４２１９が入れ墨で入れられる。専用ソフトウェアは、集団における各マウス４９のＩＤ文字列４２１９の参照識別子データを、単一の特定のマウス４９に関連付けるように、スマートフォン２０を構成する。
【００６０】
次に、スマートフォン２０は、尾４２９に後方カメラ２１０の焦点が合うように、マウス４９の背後に位置付けられる。このように、カメラ２１０は、それぞれのＩＤ文字列４２１９が見えるマウス４９のデジタル画像を提供する。専用ソフトウェアは、マウス４９の獲得されたデジタル画像を処理することによって、ＩＤ文字列４２１９を認識するように、スマートフォン２０を構成する。更に、専用ソフトウェアは、ＩＤ文字列４２１９を認識する際に、特定のマウス４９を識別するように、スマートフォン２０を構成する。
【００６１】
上述した本発明による方法はそれぞれ、それぞれのシステム１、１０を使用することによる、より具体的には、スマートフォン２、２０を適宜構成する専用ソフトウェアによる、類似の工程を伴う。特に、切り取られた足指４１の固有の組み合わせ、入れ墨を入れられた足指４１０の固有の組み合わせ、または固有のＩＤ文字列４２１９を、マウス４、４０、４９それぞれに視覚的識別子として適用する工程を含む。更に、視覚的識別子４１、４１０、４２１９の参照識別子データを各マウス４、４０、４９のマウスデータに関連付けることと、視覚的識別子４１、４１０、４２１９のデジタル画像を獲得することと、獲得されたデジタル画像をデジタル処理することによって、単一の視覚的識別子４１、４１０、４２１９を認識することと、視覚的識別子４１、４１０、４２１９を認識する際に、特定のマウス４、４０、４９を識別することと、を含む。
【００６２】
視覚的識別子４１、４１０、４２１９を認識する際に、特定のマウス４、４０、４９を識別するため、獲得されたデジタル画像を自動的に処理することによって認識された、視覚的識別子４１、４１０、４２１９の識別子データが、参照識別子データと比較される。獲得されたデジタル画像は、特定のマウス４、４０、４９の足または尾４２９に広がる少なくとも１つの関心領域（ＲＯＩ）を検出することによって処理される。
【００６３】
それにより、専用ソフトウェアは、マウス４、４０、４９の足または尾の色にしたがって予め定義された範囲の色を有する、検出された少なくとも１つの関心領域におけるデジタル画像のピクセルを選択するとともに、畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ）技術を適用することによって、またデジタル画像における足または尾の分類から視覚的識別子を復号することによって、デジタル画像の足または尾を分類するように、スマートフォン２、２０を構成する。
【００６４】
本発明の態様および実施形態を例証する本明細書および添付図面は、保護される発明を定義する特許請求の範囲を限定するものと解釈すべきではない。換言すれば、本発明を図面および上記説明で詳細に例証し記載してきたが、かかる例証および記載は、制限ではなく例証または例示と見なされるべきである。様々な機械的、組成的、構造的、電気的、および動作的な変更が、本明細書および特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく行われてもよい。場合によっては、良く知られている回路、構造、および技術は、本発明の妨げとならないよう、詳細には示されていない。したがって、以下の特許請求の範囲における範囲および趣旨の中で、当業者によって変更および修正が行われてもよいことが理解されるであろう。特に、本発明は、上述および後述の様々な実施形態からの特徴の任意の組み合わせを含む、更なる実施形態を網羅する。
【００６５】
本開示はまた、図面に個々に示される全ての更なる特徴を網羅するが、それらは上記または下記に記載されていないことがある。また、図面および説明に記載される実施形態の単一の代替例、ならびにそれらの特徴の単一の代替例は、本発明の主題から、または開示される主題から放棄される場合がある。本開示は、特許請求の範囲または例示的実施形態で定義される特徴から成る主題、ならびに前記特徴を含む主題を含む。
【００６６】
更に、特許請求の範囲において、「〜を備える」という語は他の要素または工程を除外せず、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は複数を除外しない。単一のユニットまたは工程が、特許請求の範囲で列挙される複数の特徴の機能を満たしてもよい。特定の方策が相互に異なる従属請求項に列挙されているという事実だけで、それらの方策の組み合わせが利点を得るために使用できないことを示すものではない。属性または値と関連する、「実質的に」、「およそ」、「約」などの用語は、特に、正確な属性または正確な値もそれぞれ定義する。所与の数値または範囲に関連する「およそ」という用語は、例えば、所与の値または範囲の２０％以内、１０％以内、５％以内、または２％以内である値または範囲を指す。結合または接続されるものとして記載される構成要素は、電気的もしくは機械的に直接結合されてもよく、または１つもしくは複数の中間構成要素を介して間接的に結合されてもよい。特許請求の範囲におけるあらゆる参照符号は、範囲を制限するものと解釈すべきでない。
【００６７】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に、もしくはその一部として供給される、光学記憶媒体または固体媒体などの適切な媒体に記憶／分散されてもよいが、インターネットまたは他の有線もしくは無線遠隔通信システムを介してなど、他の形態で分散されてもよい。特に、例えば、コンピュータプログラムは、コンピュータ可読媒体に記憶されたコンピュータプログラム製品とすることができ、そのコンピュータプログラム製品は、本発明による方法など、特定の方法を実現するために実行されるように適合された、コンピュータ実行可能プログラムコードを有することができる。更に、コンピュータプログラムはまた、本発明による方法などの特定の方法を具現化するためのデータ構造製品または信号とすることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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