(57)【要約】【課題】  農作物に寄生する昆虫として約２０００種以上、天敵の昆虫などを含めればその種数は約１万種以上もあるといわれており、その大きさや発生時期はまちまちである。これらの発生時期には自然条件が大きく関わっている。大きな昆虫は目視で判断できるが、小さな昆虫を目視で判断するためには専門知識を必要とする。【解決手段】  農作物に寄生、飛来する昆虫の発生数を調べるために、発生部位付近に設置するファンと、ファンを駆動するモータと、モータの電源とする電池と、吸い込んだ空気を吹き付けるカートリッジ式粘着シートとより構成し、発生量を計数することを特徴とする微小昆虫捕獲装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
農作物に寄生、飛来する昆虫の発生数を調べるために、発生部位付近に設置するファンと、ファンを駆動するモータと、モータの電源とする電池と、吸い込んだ空気を吹き付けるカートリッジ式粘着シートとより構成し、発生量を計数することを特徴とする微小昆虫捕獲装置。
【請求項２】
昆虫が付着したカートリッジ式粘着シートを読み取るスキャナと、コンピュータと、画像処理ソフトウェアとを設けることを特徴とする請求項１記載の微小昆虫捕獲装置。
【請求項３】
農作物に寄生、飛来する昆虫の発生数を調べるために、発生部位付近にて電池を駆動源として空気を吸い込み、カートリッジ式粘着シートに吹き付け、昆虫が付着したカートリッジ式粘着シートを回収し、スキャナにて、デジタル画像としてコンピューターに取り込み、画像処理ソフトウェアにて判読し、発生量を計数することを特徴とする画像処理計数方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
茶樹、果樹、野菜等の農作物に寄生、飛来する害虫や益虫と呼ばれる各種昆虫の発生量を調べ、農作物の栽培指針を得るための装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
農業技術分野における、害虫の発生を画像にて識別する従来の技術には、下記のものがある。正常な作物を最初に撮影記憶しておき、次に病気や害虫に侵された作物の上を跨ぎ、正常、不正常の差で病気、害虫を発見し、併せて農薬の散布まで行う病害検出・防除機（例えば、特許文献１）や、フェロモン剤又はライトで誘引し、ＣＣＤカメラ又はビデオカメラで撮影をして画像を管理者が見て目視判断をする装置（例えば、特許文献２）や、単体の１枚づつの粘着シートを農作物（みかん）の枝にぶらさげて自然付着させた粘着シートを定期的に人力で回収し、ＸＹプロッターに取り付けられたデジタルカメラにて撮影し、害虫チャノキイロアザミウマを計数するもの（例えば、非特許文献１、２、３）や、フェロモン剤で誘引した害虫を粘着板にて捕獲し、画像処理により識別計数するシステム（例えば、非特許文献４）や地表部に吸い込み式機械を設置して、自動で作動するロール状粘着シートに昆虫を吹き付けてその場で撮影しコンピューターにて画像処理計数をする装置（例えば、特許文献３）などがある。これらの従来の技術は、各種の理由により、いずれも普及には至っていない。
【特許文献１】特開平６−４２４号公報
【特許文献２】特開２００１−４５９４５号公報
【特許文献３】特願２００３−１８９５８７号公報
【非特許文献１】静岡県沼津工業技術センター研究報告第２号「難防除微小害虫の高速無人計数装置の開発に関する研究（第１報）」
【非特許文献２】静岡県沼津工業技術センター研究報告第３号「難防除微小害虫の高速無人計数装置の開発に関する研究（第２報）」
【非特許文献３】静岡県沼津工業技術センター研究報告第４号「難防除微小害虫の高速無人計数装置の開発に関する研究（第３報）」
【非特許文献４】２００３年北海道立工業試験場技術支援成果事例集
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
農作物に寄生する昆虫として約２０００種以上、天敵の昆虫などを含めればその種数は約１万種以上もあるといわれており、その大きさや発生時期はまちまちである。これらの発生時期には自然条件が大きく関わっている。大きな昆虫は目視で判断できるが、小さな昆虫を目視で判断するためには専門知識を必要とする。例えば、茶樹の難防除害虫であるクワシロカイガラムシのふ化幼虫は体長０．２ｍｍと小さく、顕微鏡を用いて目視で数えている。また、柑橘・茶樹の害虫であるチャノキイロアザミウマも体長０．８ｍｍと小さく、顕微鏡を用いている。こうした微小昆虫にはよく似た種類が数多くあり、付着した昆虫の判断は専門家でないと困難である。そうしたことから、従来の技術の如く、ある特定の種類に絞っての自動計測が各種試みられてきた。
【０００４】
農作物は地域の広範囲にわたり栽培されていて、地形、気温などの違いにより、数多くの観測地点を設ける必要がある。そのために、装置は小さく、軽く、安価で、取り扱いの簡便な装置が必要とされる。従来の技術の中で最も進んだものは特許文献３の装置であり、地表部に吸い込み式機械を設置して、ロール状粘着シートに昆虫を吹き付けて、その場で自動撮影し、取り込んだ画像をコンピューターにて画像処理計数をする装置であり、全てを無人で運転している。
【０００５】
しかし、特許文献３の装置はロール状粘着シートの巻き取り、撮影機器やコンピューターなどの一連の高価な装置を１ヶ所１台必要とされ、広範囲に数多く設置することは困難であり、簡便で安価な装置を発明することが課題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の手段は、農作物に寄生、飛来する昆虫の発生数を調べるために、発生部位付近に設置するファンと、ファンを駆動するモータと、モータの電源とする電池と、吸い込んだ空気を吹き付けるカートリッジ式粘着シートとより構成し、発生量を計数することを特徴とする微小昆虫捕獲装置。第２の手段は、第１の手段に昆虫が付着したカートリッジ式粘着シートを読み取るスキャナと、コンピュータと、画像処理ソフトウェアとを設けることを特徴とする微小昆虫捕獲装置。
【０００７】
本発明の第３の手段は、農作物に寄生、飛来する昆虫の発生数を調べるために、発生部位付近にて電池を駆動源として空気を吸い込み、カートリッジ式粘着シートに吹き付け、昆虫が付着したカートリッジ式粘着シートを回収し、スキャナにて、デジタル画像としてコンピューターに取り込み、画像処理ソフトウェアにて判読し、発生量を計数することを特徴とする画像処理計数方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の装置は、小型、軽量、安価、簡単、便利な装置であり、数多く設置することができ、専門家でなくても早く正確に各種の昆虫の発生を掴むことができ、高効率な防除並びに農薬散布量の軽減に役立ち、また、各種微小昆虫への汎用が可能で、農業技術の向上に役立つものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、茶樹、果樹、野菜等の農作物全般に寄生、飛来する昆虫類を対象としているが、ここでは、茶樹を具体的な農作物として述べる。図１は本発明の捕虫計数装置の設置例である。茶樹のクワシロカイガラムシを対象とした場合には、図１のように、茶樹１内の雌成虫１１が多く見られる枝付近に設けるのが良い。
【００１０】
図２は本発明の装置の斜視図であり、１．５ボルトの単３乾電池２１を４本用いて電源とした小型モータ２０によるファン２２を設け、吸い込んだ空気を整流板２３、風洞２４をへてカートリッジ式粘着シート２５に吹き付ける。カートリッジ式粘着シート２５の前面左右には空気の吹き抜けを良くするために吹き抜け窓２６を設ける。カートリッジ式粘着シート２５は抜き差し容易なスライド式とした。電源の乾電池２１は他の電池、例えば、小型太陽電池にての充電式も考慮できる。
【００１１】
図３は本発明の装置の斜視図であり、微小昆虫が付着したカートリッジ式粘着シート２５を回収し、イメージスキャナ３０やフィルムスキャナ３１などのスキャナにてデジタル画像化をされて数値としてコンピューター３２に記憶する。
【００１２】
数値としてコンピューター３２に記憶したデジタル画像は、コンピューター３２での画像解析用ソフトウェアにて、画像内の対象害虫の数を数える計数処理を行う。この画像解析には、あらかじめ設定された図４の各閾値、輝度、彩度、色相、面積、円形度の５つの閾値をもとに照合される。
【実施例１】
【００１３】
茶樹の難防除害虫であるクワシロカイガラムシの幼虫発生を観測した実施例をあげて説明する。図１の如く、クワシロカイガラムシの寄生した茶樹１付近に、本実施例の微小昆虫捕獲装置１０を設置する。クワシロカイガラムシは年間３回のふ化を繰り返す。ふ化直後の幼虫は樹皮上を徘徊し、樹皮内にもぐりこんでしまう。樹皮上を徘徊しているときが農薬散布の適期である。高効率の防除にはこのふ化ピークを知ることが大切である。微小昆虫捕獲装置１０は図２の如くであり、縦９０ｍｍ、横７０ｍｍ、深さ１５０ｍｍで重量は乾電池２１も含めて１６０ｇと小型、軽量であり、支持台１２等により、任意の場所に設置することが出来る。付近の空気を吸い込むためのファン２２（本実施例では、軸流ファンを用いる）は直径５５ｍｍ、回転数２，６００ｒｐｍ、風量０．０５?／分のものを用いる。電源は１．５ボルトの単３乾電池２１を４本用いて直流６ボルトとし、吸い込み口から整流板２３をへてカートリッジ式粘着シート２５へ至る。風洞２４は風速を早めるため、絞り形状とする。吹き付けるカートリッジ式粘着シート２５は、縦５０ｍｍ、横５０ｍｍの外枠内に縦２０ｍｍ、横３５ｍｍの中抜き箇所に挟み込み、一般写真で用いられているスライド写真用マウントと同様とした。吹き付け面の両側の風洞２４には気流の流れ出しのために吹き抜け窓２６を設けた。電源容量としては、単３乾電池２１を４本用いた場合、運転可能時間は１０日弱であった。これを補うために、太陽電池での充電機能も可能である。尚、ファン２２は、軸流ファンと形式の異なる遠心ブロア型ファンを同様に用いることも可能である。また、図９のように、図２とは形状の異なる円筒形の装置でも同様の性能が期待できる。
【００１４】
回収したカートリッジ式粘着シート２５は、図３の如く、イメージスキャナ３０やフィルムスキャナ３１にてデジタル画像化されて、数値としてコンピューター３２に記憶される。本実施例としては、イメージスキャナ３０を用いた。数値としてコンピューター３２に記憶されたデジタル画像は、画像解析用ソフトウェアにて、画像内の対象害虫の数を数える計数処理を行う。この画像解析には、あらかじめ設定された閾値、図４を用いる。
【００１５】
次に、図４の閾値、輝度、彩度、色相、面積、円形度の５つについて述べる。実施したイメージスキャナ３０での１画面の画素数は２，７００，３５０画素である。１画素はＲＧＢ（赤、緑、青）の２５６階調から成り立ち、ＲＧＢ値から下記の輝度＝Ｙ、色差信号１＝Ｃ１、色差信号２＝Ｃ２、彩度＝Ｓ、色相＝Ｈ、面積＝Ａ、円形度＝Ｅを演算した。演算方式は下記の式によって求められたもので、現在では一般的な方法である。
Ｙ＝０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ、
Ｃ１＝Ｒ−Ｙ＝０．７Ｒ−０．５９Ｇ−０．１１Ｂ、
Ｃ２＝Ｂ−Ｙ＝−０．３Ｒ−０．５９Ｇ＋０．８９Ｂ、
Ｓ＝ＳＱＲＴ（Ｃ１×Ｃ１＋Ｃ２×Ｃ２）、
Ｈ＝Tan−１（Ｃ１／Ｃ２）、
Ａ＝各画素が上記Ｙ，Ｓ，Ｈの閾値以内で連続して幾つ存在するかの値、
Ｅ＝真円を１．０としＹ，Ｓ，Ｈの閾値以内で境界部を追跡し求めた円周とＡから計算した円形度。
閾値としては、１０００倍してある。こうして演算算出された値は、図４に設定された閾値と比較をし、クワシロカイガラムシか否かの選別を行った。
【００１６】
上記実施例で得られた計測値は図５の如くである。Ｎｏはカートリッジ式粘着シート２５のサンプル番号である。ＰＣカウントはパソコンが算出した値である。目視カウントはカートリッジ式粘着シート２５を実体顕微鏡下で拡大して人間がカウントしたものである。図６は図５をグラフ化したものである。高精度に計数していることが解る。
【００１７】
次に、実施した画像処理方法について述べる。図７のＡ１の画像は図３のイメージスキャナ３０を用いて、コンピューター３２へ取り込んだ画像である。これは、１枚分のカートリッジ式粘着シート２５の縦２０ｍｍ横３５ｍｍの大きさを１枚の画像に撮影したもので、２，７００，３５０画素である。Ａ１のこの画像内に何匹のクワシロカイガラムシが付着しているかの計数処理をしている。Ａ２はＡ１の部分を目視のために拡大したものであり、７０は目的のクワシロカイガラムシの幼虫である。７１はゴミである。
【００１８】
図８のＢ１は、Ａ１内のクワシロカイガラムシ以外を図４の閾値によってすべて削除した画像である。Ｂ２は目視のために拡大したものであり、７１のゴミが取り除かれていることがわかる。このようにして、最終的に１枚の画像内に何匹の対象昆虫があるかの計数をする。クワシロカイガラムシでの実施例を記載したが、今後、図４の閾値を変更することで、クワシロカイガラムシのみならず、害虫や益虫等各種昆虫の計数が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例の装置を茶園に設置した概要図。
【図２】実施例の装置の斜視図。
【図３】実施例の装置の概要図。
【図４】画像処理に用いた閾値を示した図。
【図５】実施計測値を示した図。
【図６】実施計測値をグラフ化した図。
【図７】イメージスキャナにてパソコンに取り込まれた画像。
【図８】画像処理途中の１画面を示した図。
【図９】実施例の装置の斜視図。
【符号の説明】
【００２０】
１  茶樹
１０  微小昆虫捕獲装置
１１  クワシロカイガラムシの雌成虫
１２  支持台
２０  小型モータ
２１  乾電池
２２  ファン
２３  整流板
２４  風洞
２５  カートリッジ式粘着シート面
２６  吹き抜け窓
３０  イメージスキャナ
３１  フィルムスキャナ
３２  コンピューター
７０  クワシロカイガラムシの幼虫
７１  ゴミ
【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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