(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
牛の鼻紋を照合する方法であって、
予め牛の鼻紋を撮影し、撮影した鼻紋画像から、鼻紋を形成する牛の皮膚上の溝で囲まれる複数のセルの中に入る最も長い線分を抽出し、この線分の分布状態を記憶しておき、後日撮影した牛の鼻紋画像から前記線分を抽出してその分布を作成し、この分布を記憶されている線分の分布と比較することによって、牛の鼻紋を照合することを特徴とする鼻紋の照合方法。
【請求項２】
牛の鼻紋を照合する方法であって、
予め牛の鼻紋を撮影し、撮影した鼻紋画像から、鼻紋を形成する牛の皮膚上の溝が２つに分かれる分岐点を抽出すると共に、この溝で囲まれる複数のセルの中の、最も遠い位置にある前記分岐点同士を結ぶ最も長い線分を、各セル毎に抽出してこの分布状態を記憶しておき、後日撮影した牛の鼻紋画像から前記線分を抽出してその分布を作成し、この分布を記憶されている線分の分布と比較することによって、牛の鼻紋を照合することを特徴とする鼻紋の照合方法。
【請求項３】
請求項第１又は２に記載の鼻紋の照合方法であって、
前記鼻紋の撮影時に、前記牛の鼻孔が鼻紋の両側に写るように撮影を行い、前記記憶した鼻紋画像の中の前記鼻孔を結ぶ最短距離の直線の近傍にある前記分岐点又は線分の分布と、後日撮影した牛の鼻紋画像の中の前記鼻孔を結ぶ最短距離の直線の近傍にある分岐点又は線分の分布とを比較することによって、牛の鼻紋を照合することを特徴とする鼻紋の照合方法。
【請求項４】
請求項第１又は２に記載の鼻紋の照合方法であって、
前記鼻紋の撮影時に、前記牛の鼻孔が鼻紋の両側に写るように撮影を行い、前記記憶した鼻紋画像を、前記鼻孔を結ぶ最短距離の直線と、この直線の中点を通る垂線によって４分割しておき、後日撮影した牛の鼻紋画像も前記鼻孔を結ぶ最短距離の直線と、この直線の中点を通る垂線によって４分割し、同じ位置にある分割画面の中の分岐点又は線分の分布同士を、少なくとも１組比較することによって、牛の鼻紋を照合することを特徴とする鼻紋の照合方法。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の鼻紋の照合方法であって、
前記記憶した鼻紋画像の中の前記鼻孔を結ぶ最短距離の直線の長さに対する、後日撮影した牛の鼻紋画像の中の前記鼻孔を結ぶ最短距離の直線の長さの比を求め、前記記憶した鼻紋画像と後日撮影した牛の鼻紋画像の何れか一方のサイズをこの比に基づいて補正して両画像を同じサイズにした後に、前記分岐点の分布又は線分の分布とを比較することによって、牛の鼻紋を照合することを特徴とする鼻紋の照合方法。
【請求項６】
請求項１から５に記載の鼻紋の照合方法のいくつかを組み合わせて牛の鼻紋を照合することを特徴とする鼻紋の照合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鼻紋の照合方法、特に、牛の鼻紋の照合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家畜登録、例えば、牛の登録といえば、従来、国内においては、牛の鼻紋を登録する「和牛登録協会」や、乳牛のホルスタイン種の体の白黒の斑紋を登録する「ホルスタイン登録協会」が知られており、この他にも「あか牛登録協会」や、「ジャージ牛登録協会」等がある。
【０００３】
このうち、牛の鼻紋を予め登録しておいて、後日鼻紋の照合により牛の個体を識別する鼻紋照合方法が見直されている。これは、子牛の内に登録した鼻紋は、牛が成長しても変わらず、牛の識別の担保になるからである。
【０００４】
従来の鼻紋の照合方法は、牛の鼻先に墨を付けて採取した鼻紋拓を保存しておき、後日採取した鼻紋拓とを目視によって比較するものであったが、近年のコンピュータの発達により、牛の鼻先の鼻紋を、バーコード或いは数字等で表された牛の固体識別番号と共に予めカメラで撮影して映像データ化し、これをコンピュータにイメージデータとして記録しておき、後に撮影した牛の鼻紋との照合をイメージデータ同士で行うことも行われるようになってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、鼻紋の照合をコンピュータを用いてイメージデータの比較で行う方法では、照合するデータ量が膨大であるので、照合に時間がかかると共に、照合装置の記憶容量も増大させなければならず、照合装置が大がかりになってコストが高くなるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、牛の鼻紋の照合に際して、牛の鼻紋の特徴を活かすことにより、鼻紋の照合をなるべく少ない量のデータで行い、照合時間の短縮化、照合装置の小型化、及び、照合装置のコストダウンを図ることができる鼻紋の照合方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明の鼻紋の照合方法の第１の形態は、予め牛の鼻紋を撮影し、撮影した鼻紋画像から、鼻紋を形成する牛の皮膚上の溝で囲まれる複数のセルの中に入る最も長い線分を抽出し、この線分の分布状態を記憶しておき、後日撮影した牛の鼻紋画像からこの線分を抽出してその分布を作成し、この分布を記憶されている線分の分布と比較することによって、牛の鼻紋を照合することを特徴とするものである。
【０００９】
また、第２の形態の牛を鼻紋によって照合する方法は、予め牛の鼻紋を撮影し、撮影した鼻紋画像から、鼻紋を形成する牛の皮膚上の溝が２つに分かれる分岐点を抽出すると共に、この溝で囲まれる複数のセルの中の、最も遠い位置にある分岐点同士を結ぶ最も長い線分を、各セル毎に抽出してこの分布状態を記憶しておき、後日撮影した牛の鼻紋画像からこの線分を抽出してその分布を作成し、この分布を記憶されている線分の分布と比較することによって、牛の鼻紋を照合することを特徴とするものである。
【００１０】
更に、第３の形態の鼻紋の照合方法は、第１又は第２の形態において、鼻紋の撮影時に、牛の鼻孔が鼻紋の両側に写るように撮影を行い、記憶した鼻紋画像の中の鼻孔を結ぶ最短距離の直線の近傍にある分岐点又は線分の分布と、後日撮影した牛の鼻紋画像の中の鼻孔を結ぶ最短距離の直線の近傍にある分岐点又は線分の分布とを比較することによって、牛の鼻紋を照合することを特徴とするものである。
【００１１】
更に、第４の形態の鼻紋の照合方法は、第１又は第２の形態において、鼻紋の撮影時に、牛の鼻孔が鼻紋の両側に写るように撮影を行い、記憶した鼻紋画像を、鼻孔を結ぶ最短距離の直線と、この直線の中点を通る垂線によって４分割しておき、後日撮影した牛の鼻紋画像も鼻孔を結ぶ最短距離の直線の中点を通る垂線によって４分割し、同じ位置にある分割画面の中の分岐点又は線分の分布同士を、少なくとも１組比較することによって、牛の鼻紋を照合することを特徴とするものである。
【００１２】
更にまた、第５の形態の鼻紋の照合方法は、第３又は第４の形態において、記憶した鼻紋画像の中の記鼻孔を結ぶ最短距離の直線の長さに対する、後日撮影した牛の鼻紋画像の中の鼻孔を結ぶ最短距離の直線の長さの比を求め、記憶した鼻紋画像と後日撮影した牛の鼻紋画像の何れか一方のサイズをこの比に基づいて補正して両画像を同じサイズにした後に、この分岐点の分布又は線分の分布とを比較することによって、牛の鼻紋を照合することを特徴とするものである。
【００１３】
そして、これらの鼻紋の照合方法はそのいくつかを組み合わせることにより、牛の鼻紋を照合しても良い。
【００１４】
本発明の鼻紋の照合方法によれば、撮影した鼻紋データの中の少ない情報に基づいて鼻紋同士の照合を行うことができるので、鼻紋の照合をなるべく少ない量のデータで行うことにより、照合時間の短縮化、照合装置の小型化、及び、照合装置のコストダウンを図ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を用いて本発明の牛の鼻紋を照合する方法についてその実施形態を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１（ａ）は、データカード１を用いて牛９の鼻紋１０をデジタルカメラ１１で撮影する様子を示すものである。撮影に際しては、鼻紋撮影用フレーム１６を使用する。この鼻紋撮影用フレーム１６には鼻紋撮影孔１７が開けられており、撮影時にはこの鼻紋撮影孔１７を牛９の鼻紋１０に合わせ、データカード１に印刷されたバーコード又は二次元バーコードを、この鼻紋撮影孔１７の近傍に位置させた状態で鼻紋１０の撮影を行なう。ここで鼻紋撮影用フレーム１６にはパネルが使われているが、鼻紋とデジタルカメラ１１の位置関係が固定されていれば、どのような形でも良い。
【００１７】
図１（ｂ）は（ａ）で説明したデジタルカメラ１１によって撮影された画像の一例を示す図である。図１（ａ）で説明したように、この画像は、データカード１と共に牛９の鼻紋１０を撮影した場合の画像である。なお、本発明では、牛９の鼻紋１０を撮影する場合に、鼻紋１０の両側に必ず牛９の鼻孔１８が写るように撮影を行う。このため、図１（ａ）で説明した鼻紋撮影用フレーム１６は、牛９の鼻孔の間隔に合わせた大きさの鼻紋撮影孔１７が設けられた複数種類を用意しておけば便利である。デジタルカメラ１１によって撮影された画像には、牛９の鼻紋１０に加えて、牛の固有番号２、二次元バーコード４（４Ｓは切り出しシンボル）、固有番号２の中の一部の数字を拡大した拡大番号５、及び手書きの数字（この例では農家独自の管理番号が記されている）が記載された空欄６が記録されている。
【００１８】
図２（ａ）は図１（ａ）に示したデジタルカメラ１１で撮影した画像を画像データとして農家のコンピュータ１２から管理センタ２０に送信する様子を示すものである。農家のコンピュータ１２から管理センタ２０へは、通信回線１３を通じて画像データが送られる。管理センタ２０には、通信回線１３に接続するコンピュータ２１、入力された画像データを表示する表示器２２、表示器２２に表示された画像の中のバーコードを読み取るバーコードリーダ２３、データ入力用のキーボード２４、及び、データを記憶して管理するデータベース２５がある。バーコードリーダ２３とキーボード２４から入力されるデータはコンピュータ２１に入力される。
【００１９】
なお、デジタルカメラ１１に通信機器との接続機能が備えられており、携帯電話を接続することによって、撮影した画像を農家のコンピュータ１２を使用せずに送信できる場合は、撮影画像を管理センタ２０のコンピュータ２１にそのまま送信することが可能である。更に、近年ではデジタルカメラ１１に通信装置が内蔵されている場合があり、このような通信装置を内蔵したデジタルカメラ１１では、デジタルカメラ１１自身から直接、撮影画像を管理センタ２０のコンピュータ２１に送信することが可能である。
【００２０】
図２（ｂ）は、農家のコンピュータ１２から管理センタ２０に送信された後に、管理センタ２０の表示器２２に表示される画面２６の一例を示すものである。図１（ｂ）で説明したデジタルカメラ１１で撮影された画像データは、牛の画像データとして取り込まれて表示器２２の画面２６に表示された牛の画像欄２７に表示される。また、牛の画像欄２７に表示された画像の中の二次元バーコード４は、コンピュータ２１に内蔵されたソフトウエア、あるいは、バーコードリーダ２３による画像のスキャンによって読み取られ、牛の固有番号２がコンピュータ２１によって解読される。解読された牛の固有番号２は、画面２６内の固有番号の欄２８に表示される。また、図示はしないが、この固有番号を使用して、この画面２６に示される内容の独自のファイル名が作られる。
【００２１】
図１（ｂ）に示した例では、二次元バーコード４の上側にある空欄６に、手書きの文字が記載されている。この手書きの文字は、二次元バーコードの切り出しシンボル４Ｓを目安にして読み込み、文字認識によってデータとしてデータベースに記録しておくことも可能である。
【００２２】
なお、農家のコンピュータ１２からの画像データからだけでは、この例のように牛の画像データと固有番号２のみが画面に表示できる。一方、この固有番号２に対応する牛の他のデータは、他のデータベースに記録して管理される方が一般的である。この場合は、画面２６の中からそのデータベースにリンクできるようにしておき、この画面の検索者がこの牛の他のデータも知りたい場合に、この画面２６から他のデータベースを参照できるようにすることができる。なお、キーーボード２４からの入力等により、この画面２６の中に画像データと固有番号に加えて、この牛の出生日、出生場所、異動履歴等の情報を追加して表示させることも勿論可能である。
【００２３】
また、同じ牛に対して複数種類の画像データが管理センタ２０に送られた場合は、管理センタ２０では、画像データに含まれるデータカードの固有番号を基準として、同一の固有番号に対して複数の画像データを記憶するようにすることができる。そして、同一の固有番号に対して複数の画像データを記憶する場合に、データベース２５に登録する同一家畜のファイル名を、同一の主要ファイル名に枝番号を加えることによって異ならせ、主要ファイル名によってこのファイル名が示す家畜が同一の家畜であることを示すようにすれば良い。
【００２４】
このようにして管理センタ２０に牛９の鼻紋１０を登録した後の所定期間の経過後に、牛９を鼻紋により照合する必要が生じた場合の、本発明の鼻紋１０の照合方法について以下に説明する。
【００２５】
本発明の照合方法を説明する前に、まず、牛の鼻紋の特徴について説明する。図１（ｂ）に示すように、牛９の鼻紋１０は、牛の皮膚の上に形成された溝で形成される。この溝は閉じており、この閉じた溝の内側の皮膚は盛り上がって凸部となっている。この溝で囲まれた凸部は映像化すると略長円形をしているので、映像画面上のこの凸部のことを、以後セルと称する。また、隣接する凸部の境界の溝は１本であり、１つの凸部を囲む溝は隣接する凸部を囲むために必ずどこかで２つに分かれる。そこで、映像画面上でこの溝を示す線を以後紋様線と称し、この紋様線が２つに分かれる点を以後分岐点と称する。
【００２６】
図３は撮影された鼻紋１０の画像データを示すものである。本発明の第１の実施例の鼻紋の照合方法では、画像データに現れた鼻紋１０に含まれる各セル１９の周囲の紋様線２９を直線で近似している。そして、この紋様線２９の分岐点３９を検出する。また、本発明では、画像データの中に写っている２つの鼻孔１８の最短距離を結ぶ直線Ｘを求めておくと共に、この直線Ｘを垂直に二等分する直線Ｙも求めておく。
【００２７】
図４は、図３の画像から分岐点３９と直線Ｘ，Ｙのみを抽出して示す画像の例を示す図である。本発明では、この分岐点３９と直線Ｘ，Ｙのみのデータを鼻紋比較データとして管理センタ２０に記憶しておく。
【００２８】
そして、後日、この牛の鼻紋を照合する際には、同様に牛の鼻紋の画像データから分岐点３９と直線Ｘ，Ｙのデータのみのデータを作成し、これを管理センタ２０に記憶してある分岐点３９と直線Ｘ，Ｙのデータと比較する。そして、分岐点３９の分布が一致した時に、２つの鼻紋は一致していると判定する。この比較では、分岐点３９の座標データのみの比較で良いので、鼻紋をイメージデータを用いて比較する場合に比べて、照合用の鼻紋のデータ量が少なくて済み、照合時間の短縮を図ることができる。
【００２９】
なお、判定の速度を上げるために、分岐点３９の比較を、直線Ｘの近傍の分岐点３９のみ、或いは、直線Ｘよりも下の直線Ｙの近傍の分岐点３９のみで行っても、鼻紋の照合を行うことができる。また、直線Ｘ，Ｙで画像データを４つの領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分割しておき、これらの領域Ａ〜Ｄのうちの少なくとも１つの領域内の分岐点３９の分布を比較することによっても、鼻紋の照合を行うことができる。
【００３０】
なお、最初に記録した牛の鼻紋データが牛の子牛の時のもので、これと比較する鼻紋データが牛が成長した後のものであり、鼻の大きさが変化した場合は、牛の２つの鼻孔の間の最短距離を結ぶ直線Ｘの長さを比較し、直線Ｘの伸長した割合で子牛時代に撮影した分岐点３９の分布を拡大補正して、現在の分岐点３９の分布と比較する、或いは、逆に後日撮影した分岐点３９の分布を縮小補正して、記憶された分岐点３９の分布と比較することにより、一層正確な鼻紋の照合を行うことができる。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施例の鼻紋の照合方法を説明する。第２の実施例では、第１の実施例と同様に、画像データに現れた鼻紋１０に含まれる各セル１９の周囲の紋様線２９を直線で近似する。この場合、この紋様線２９の分岐点３９は検出してもしなくても良い。また、第２の実施例でも、画像データの中に写っている２つの鼻孔１８の最短距離を結ぶ直線Ｘを求めておくと共に、この直線Ｘを垂直に二等分する直線Ｙも求めておく。
【００３２】
第２の実施例では、図５に示すように、鼻紋１０を構成する紋様線２９で囲まれる複数のセル１９の中に入る最も長い線分４９を各セル１９について１個ずつ抽出する。そして、図６に示すように、図５の画像から線分４９と直線Ｘ，Ｙのみを抽出し、これらのデータを鼻紋比較データとして管理センタ２０に記憶しておく。この線分４９はベクトルとして記憶しておくことができる。
【００３３】
そして、後日、この牛の鼻紋を照合する際には、同様に牛の鼻紋の画像データから線分４９と直線Ｘ，Ｙのデータのみのデータを作成し、これを管理センタ２０に記憶してある線分４９と直線Ｘ，Ｙのデータと比較する。この比較は、両者をベクトルとして比較することもできる。そして、線分４９の分布（またはベクトルの分布）が一致した時に、２つの鼻紋は一致していると判定する。この比較では、線分４９の座標データのみ（ベクトルとして比較する場合には基準座標とベクトルの長さ）の比較で良いので、鼻紋をイメージデータを用いて比較する場合に比べて、照合用の鼻紋のデータ量が少なくて済み、照合時間の短縮を図ることができる。
【００３４】
なお、第１の実施例と同様に、判定の速度を上げるために、線分４９の比較を、直線Ｘの近傍のみ、或いは、直線Ｙの近傍のみで行う方法、直線Ｘ，Ｙで分割した４つの領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうちの少なくとも１つの領域内のみの分布を比較する方法を採ることもできる。また、照合の精度を向上させるために、直線Ｘの伸長した割合で子牛時代に撮影した画像と後に撮影した画像のサイズを合わせた後に、線分４９の分布を比較する方法も、第１の実施例と同様に行うことができる。
【００３５】
また、第２の実施例の変形実施例として、図７に示すように、紋様線２９で囲まれる複数のセル１９の中の、最も遠い位置にある分岐点３９同士を結ぶ最も長い線分５９を抽出し、この線分５９を線分４９の代わりに使用しても良い。
【００３６】
なお、以上いくつかの実施例の方法を説明したが、これらの方法を単独で行わずに、いくつかの方法を組み合わせて行えば、鼻紋の照合精度が向上する。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の鼻紋の照合方法によれば、撮影した鼻紋データの中の、牛の鼻紋の特徴に基づいた少ない情報を使用して鼻紋同士の照合を行うことができるので、鼻紋の照合を少ない量のデータで行うことができ、照合時間の短縮化、照合装置の小型化、及び、照合装置のコストダウンを図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はデータカードを用いて牛の鼻紋をデジタルカメラで撮影する様子を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の撮影によって撮影された画像を示す図である。
【図２】（ａ）は図１（ａ）のデジタルカメラで撮影した画像を画像データとして農家のコンピュータから通信回線を通じて管理センタに送信する様子を示す図であり、（ｂ）は管理センタにおける登録画面を示す図である。
【図３】撮影された鼻紋の紋様線の分岐点を抽出する様子を説明する図である。
【図４】図３の画像から分岐点のみを抽出して示す画像の例を示す図である。
【図５】撮影された鼻紋の紋様線で囲まれるセル部分の中から、このセル内に入る最も長い線分を抽出する様子を説明する図である。
【図６】図５の画像から線分のみを抽出して示す画像の例を示す図である。
【図７】撮影された鼻紋の紋様線で囲まれるセル部分の中から、このセルにおける最も遠い位置の分岐点を結ぶ線分を抽出する様子を説明する図である。
【符号の説明】
９…牛
１０…鼻紋
１１…デジタルカメラ
１２…コンピュータ
１３…通信回線
１６…撮影用フレーム
１８…鼻孔
１９…セル
２０…管理センタ
２１…コンピュータ
２２…表示器
２５…データベース
２７…牛の画像欄
２８…固有番号の欄
２９…紋様線
３９…分岐点
４９，５９…線分
【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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