(57)【要約】      （修正有）【課題】個別収容して養殖する甲殻類に対し、情報処理技術により生死判別、脱皮確認、収穫適否判定を自動化する方法の提供。【解決手段】個別収容して養殖する甲殻類を画像取得装置により監視して一定時間ごとに静止画像を取り込み、画像処理によって算出した該甲殻類の寸法、面積、重心位置データを記憶装置中に保存し、この保存データと一定時間ごとに追加される監視画像から算出されるデータとを比較することによって、該甲殻類の生死判別、脱皮確認、収穫適否判断を自動化する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
飼育水槽中に個別収容した甲殻類を画像取得装置により監視して一定時間ごとに静止画像を取り込み、画像処理によって算出した該甲殻類の寸法、面積、重心位置データを記憶装置中に保存し、この保存データと一定時間ごとに追加される監視画像から算出されるデータとを比較することによって該甲殻類の生死判別、脱皮確認、収穫適否判断を自動化する方法。
【請求項２】
前記甲殻類の監視画像上の個数が２個に増えた場合は脱皮と確認し、１個のまま面積が増大した場合は脱皮途中または脱皮不全として、さらに２時間後の監視画像を参照して２個に増えれば脱皮と確認、１個のままであれば死亡と判別し、１個のまま面積が減少した場合は動きによる姿勢変化として未脱皮生存と判別し、１個のまま面積に増減がない場合は記憶装置中の１２時間前以降のデータと比較して重心位置に変化があれば未脱皮生存、変化がなければ頓死と判別し、脱皮と確認された個体に対して寸法データにより収穫適否を判定することを特長とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記画像取得装置がファイバスコープカメラを含むデジタルカメラである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記画像処理が楕円、矩形、菱形、または台形のパターンフィッティングによって行われる請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、甲殻類の養殖、特に養殖による甲殻類ソフトシェル生産において必須となる飼育物の生死判別、脱皮確認、収穫適否判定の自動化技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
脱皮後の軟殻状態の甲殻類を丸ごと食するソフトシェルクラブ料理が日本でも急速に普及しているが、発祥の地である北アメリカ東海岸産の天然物は高価格であるため、人件費の低廉な熱帯・亜熱帯の国々での養殖による生産物が主流になっており、目視によって脱皮を確認し収穫している。しかし、熱帯・亜熱帯で生育する甲殻類は温帯・寒帯産のものに比べ食味が劣るうえに、食品衛生上の懸念やトレーサビリティ上の問題がある。このため温帯域特に国内での量産化方法を開発する必要があり、その前提として脱皮の確認を目視によらず自動化技術によって行う方法の開発が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１１０２５６号公報
【特許文献２】特開２００８−１５１７０６号公報
【特許文献３】特開２００８−１３６４３９号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】上田悦子、他３名  「ＯｐｅｎｎＣＶ２．０」映像情報メディア学会誌、第６４巻７号、ｐｐ９８７−９９０（２００３年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
カニや大型エビの殻は体重の約半分を占めるが、日本の従来の食し方ではこれを捨てていた。北米東海岸ではガザミ漁において付随的に収穫される脱皮直後の軟甲を、フライにして丸ごと食するソフトシェル料理が人気を得ていたが、この食し方が日本にも導入され近年急速に普及しつつある。日本においても、脱皮直後のイセエビが“やわら”という名のもとに珍重されてきたが、これは全くの希少品である。
【０００６】
日本でのソフトシェル料理の普及に伴い、東南アジアの国々でエニ養殖池の一部をカニ養殖に切り替え、輸出用のソフトシェルクラブを生産している。養殖されるカニは主としてノコギリガザミであるが、この肉食性甲殻類は共食いの習性を有し、特に脱皮直後の軟甲は全く無力で食害を受けやすい状態にあるため、常時監視による保護または個別飼育が必要である。また、脱皮直後から殻の硬化が進行するため、脱皮から望ましくは４時間以内に軟甲を収穫し、冷却・冷凍する必要がある。東南アジアの国々ではこれを人海戦術によって行っている。
【０００７】
これまでに共食いを防ぎつつ甲殻類を養殖する装置や方法は日本でも種々開発されているが、ソフトシェル生産に対応できるものはない。ソフトシェル生産を行うには個別飼育により養殖しなければならないが、飼育スペースや飼育管理の面から、個別飼育はコスト的に見合わないものとされてきた。特に、ソフトシェル生産においては、脱皮直後から進行する殻の硬化に遅れを取らないよう一定時間内に収穫しなければならないので、夜間から朝方にかけて行われることが多い脱皮の監視が最も重要な作業である。また、飼育中の頓死や、鋏脚、頭胸甲、腹節が脱しきれない脱皮不全による死亡などは、養殖作業上欠かせない監視のポイントである。そのために、飼育物の生死判別と脱皮確認を人間の目視によらず自動化する技術の開発が量産化の前提課題としてある。
【０００８】
本発明は、養殖による甲殻類の生態観察に基づき、情報処理技術の導入により生死判別、脱皮確認、収穫適否判定を自動化する方法を提供する。本発明は、個別飼育量産化装置の開発における前提技術となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
甲殻類ソフトシェル生産における脱皮確認を自動化するために、飼育水槽中に個別収容した甲殻類を画像取得装置により定時監視して静止画像を取り込み、画像処理によって算出した飼育物の寸法、面積、重心位置データを記憶装置中に保存し、この保存データと一定時間ごとに追加される監視画像から算出されるデータとを比較することによって、飼育中甲殻類の生死判別、脱皮確認、収穫適否判定を行う。
【００１０】
画像取得装置はファイバスコープカメラを含むデジタルカメラであるが、レンズレス画像センサが実用化されれば用いられる可能性がある。
【００１１】
画像処理方法としては、取り込まれた静止画像を黒白に二値化し、規定サイズ以下の黒色画像をノイズとして除去し、残された画像の輪郭を検出し、飼育甲殻類の外形に応じて設定した楕円、矩形、菱形、または台形などによりパターンフィッティングして寸法、面積、重心位置を算出する。
【００１２】
飼育甲殻類の監視画像上の個数が２個に増えた場合は脱皮と確認され、１個のまま面積が増大した場合は脱皮途中または脱皮不全であるのでさらに２時間後の監視画像において２個に増えれば脱皮と確認、１個のままであれば死亡と判別され、１個のまま面積が減少した場合は動きによる姿勢変化として未脱皮生存と判別され、１個のまま面積に増減がない場合は記憶装置中の１２時間前以降のデータと比較して重心位置に変化があれば未脱皮生存、変化がなければ頓死と判別され、脱皮と確認された個体に対しては寸法データが規定サイズに達しているかどうかによって収穫適否を判定する。
【発明の効果】
【００１３】
人力によらない脱皮監視が可能となり、個別飼育による甲殻類ソフトシェル量産装置の開発につながる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】処理の流れを示すブロック図
【図２】脱皮ノコギリガザミの監視画像（グレイスケール）
【図３】二値化画像
【図４】ノイズ除去、平滑化処理後の楕円フィッティング
【図５】生死判別、脱皮確認のフローチャート
【図６】収穫適否判定のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
飼育物の脱皮が確認されるときは、脱皮殻と本体の軟甲（ソフトシェル）が分離して見掛け上２個体になっており、小さい方が脱皮殻、大きい方がソフトシェルである（図２）。脱皮後４時間ほど動きが全く止まり水底に平伏している。空中から観察した画像が十分鮮明でない場合は、ファイバスコープカメラによって水中で観察する。ソフトシェルは両鋏脚を畳んでいるので、ノコギリガザミの場合は全体として楕円に近似できる。イセエビの外形は矩形に近いが、楕円として扱うこともできる。
【００１６】
画像処理には公知のパターンフィッティング技法を用いることができる。これにはＯｐｅｎＣＶ（Ｏｐｅｎ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｖｉｓｉｏｎ  Ｌｉｂｒａｒｙ）を利用できるほか、専用の市販システムもある。読み込んだ画像をまずグレイスケールに変換し（図２）、次いで黒白に二値化し（図３）、規定サイズ以下の黒色画像をノイズとして除去したのち平滑化処理を行って、甲殻類の外形に応じて設定した楕円、矩形、菱形、または台形などにフィッティングし（図４）、寸法、面積および重心位置を算出してデータを記憶装置に保存する。カニの甲殻（頭胸甲）は一定の形をしているが、鋏脚や歩脚の位置が一定しないので、実際には全体の外形がパターンに理想的に当てはまることはない。そのため、楕円フィッティングの場合は、エッジ検出を行ったのち楕円弧に当てはまる部分を抽出し、その点列から中心を推定し楕円全体を復元する。
【００１７】
ノコギリガザミの場合、甲殻を上から見た輪郭は、長軸径／短軸径比が１．４の楕円に近似できる。脱皮後のソフトシェルは両鋏脚を折り畳んでおり、歩脚の多くも甲殻の脇に接して畳まれているため、遊泳脚をノイズとして除去すれば全体として楕円に近似できるが、歩脚の状態により長軸径／短軸径比は一定しない。しかし、短軸径は甲殻のそれと大差ないので、楕円フィッティングで得られた短軸径を１．４倍すればソフトシェルの甲幅が求められる。カニは底に伏しているので、容器内寸との比較によってピクセル数を実寸に変換できる。ソフトシェル料理に適した１００ｇ〜２００ｇのノコギリガザミは甲幅８〜１０ｃｍであるので、これに適合するサイズのものを収穫適と判定する。
【００１８】
甲殻類は脱皮しない限り寸法が変らないので、見掛け上１個のままでも投影面積が増大している場合は、脱皮途中かもしくは脱皮不全の状態にある。脱皮不全は鋏脚が抜けないかもしくは腹節部が胸部腹板と癒着して脱皮進行が妨げられている場合が多く、未分離のまま死亡する。脱皮途中か脱皮不全かを判別するために、さらに２時間後の監視画像を参照して２個に分離していれば脱皮と確認され、１個のままであれば脱皮不全による死亡と判別される。脱皮不全を早期に発見すれば人手で分離させることもできるが、欠陥個体となるので死亡に含める。
【００１９】
水産甲殻類は昼夜の行動性が異なり、多くは夜行性である。昼間はじっとしているため、平伏状態での甲殻の投影面積が得られるが、夜間は活発に動き回るので、甲殻が傾斜する姿勢をとっていれば投影面積は小さくなる。この場合は飼育物が未脱皮で生存している証しとなる。
【００２０】
監視画像が１個のままで投影面積に増減がなかった場合、生存を判別する手段は１２時間前以降に位置移動があったかどうかであり、記憶装置に保存されている位置データとの比較によって行われる。図５における生死判別のフローチャートはこれに基づいて作られている。
【００２１】
飼育容器の色を飼育物が識別されやすい色（緑、青など）にすると、画像取得も画像処理も容易になる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明により、温帯域でのソフトシェル生産化が可能になるばかりでなく、水産養殖分野での情報処理技術による技術革新を推進する。
【図１】
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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２】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年2月6日(2015.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2016140324.tif 000009
【図３】
2016140324.tif 000010
【図４】
2016140324.tif 000011
【図５】
2016140324.tif 000012
【図６】
2016140324.tif 000013
【図２】
2016140324.tif 000014
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
日本でのソフトシェル料理の普及に伴い、東南アジアの国々でエビ養殖池の一部をカニ養殖に切り替え、輸出用のソフトシェルクラブを生産している。養殖されるカニは主としてノコギリガザミであるが、この肉食性甲殻類は共食いの習性を有し、特に脱皮直後の軟甲は全く無力で食害を受けやすい状態にあるため、常時監視による保護または個別養殖が必要である。また、脱皮直後から殻の硬化が進行するため、脱皮から望ましくは４時間以内に軟甲を収穫し、冷却・冷凍する必要がある。東南アジアの国々ではこれを人海戦術によって行っている。
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月6日(2015.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2016140324.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月25日(2015.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2016140324.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月25日(2015.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2016140324.tif 000017