(57)【要約】【課題】簡単な構成により水槽内の魚の行動を容易にモニタリングすることができる魚の行動モニタリングシステムを提供する。【解決手段】水槽内の魚を撮影する１台のカメラ１０と、カメラ１０により撮影された魚の画像データを蓄積する映像蓄積データベース２と、魚を水槽内の複数の位置に留めた状態で撮影した画像データと、該画像から抽出した、少なくとも魚の面積、色を含む魚の特徴量データを登録する特徴データベース６と、前記データベース２および６内のデータを比較し、登録された魚の画像の中で特徴量が近い画像の位置情報を魚の３次元位置情報として求め、該位置情報に基づいて魚の移動距離や、二匹の魚間の距離を算出する行動情報処理モジュール３と、前記求められた魚の行動情報を蓄積する行動履歴データベース４と、前記各データベース２，４，６に蓄積された情報を表示する表示モジュール５とを備える。【選択図】図１
2009063343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定点設置され、水槽内の魚を撮影する１台の撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された魚の画像データを蓄積する映像蓄積データベースと、
前記映像蓄積データベースに蓄積された画像データを用いて魚の位置情報を求め、該位置情報に基づいて魚の行動情報を算出する行動情報処理手段と、
前記行動情報処理手段により求められた魚の行動情報を蓄積する行動履歴データベースと、
前記各データベースに蓄積された情報を表示する表示手段と
を備えたことを特徴とする魚の行動モニタリングシステム。
【請求項２】
魚を水槽内の複数の位置に留めた状態で撮影した魚の画像データと、該画像から抽出した、少なくとも魚の面積、色を含む魚の特徴量データを登録する特徴データベースを備え、
前記行動情報処理手段は、前記映像蓄積データベースに蓄積された魚の画像データと、前記特徴データベースに登録された魚の特徴量データとを比較し、登録された魚の画像の中で特徴量が近い画像の位置情報を魚の３次元位置情報とする
ことを特徴とする請求項１に記載の魚の行動モニタリングシステム。
【請求項３】
前記行動情報処理手段は、前記映像蓄積データベースに蓄積された画像データに基づいて、前記水槽内の、前記撮影手段に対向する平面上の魚の座標位置を算出し、該座標位置を魚の２次元位置情報とすることを特徴とする請求項１に記載の魚の行動モニタリングシステム。
【請求項４】
前記行動情報処理手段は、前記映像蓄積データベースに蓄積された画像データの魚の色彩情報に基づいて、前記魚の座標位置を算出することを特徴とする請求項３に記載の魚の行動モニタリングシステム。
【請求項５】
前記行動情報処理手段は、一定期間毎に得られる魚の位置情報に基づいて、その期間の位置差から各魚の移動距離を魚の行動情報として算出し、その移動距離を各魚で積算することによって魚の行動量をモニタリングすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の魚の行動モニタリングシステム。
【請求項６】
前記行動情報処理手段は、一定期間毎に得られる魚の位置情報に基づいて、各魚間の距離を魚の行動情報として算出し、その魚間距離を積算することによって、魚同士の距離をモニタリングすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の魚の行動モニタリングシステム
【請求項７】
定点設置された１台の撮影手段が、魚を水槽内の複数の位置に留めた状態で魚を撮影する第１の撮影ステップと、
行動情報処理手段が、前記第１の撮影ステップで撮影された魚の画像データと、該画像から抽出した、少なくとも魚の面積、色を含む魚の特徴量データを、特徴データベースに登録する登録ステップと、
前記撮影手段が、水槽内に放たれた魚を撮影する第２の撮影ステップと、
行動情報処理手段が、前記特徴データベースに登録されている第１の撮影ステップで撮影された魚の画像データと、前記第２の撮影ステップで撮影された魚の画像データとを比較し、前記登録されている魚の画像の中で特徴量が近い画像の位置情報を魚の３次元位置情報として求める位置情報算出ステップと、
行動情報処理手段が、前記位置情報算出ステップにより求められた位置情報に基づいて魚の行動情報を算出する行動情報算出ステップと、
表示手段が、前記行動情報算出ステップにより算出された魚の行動情報を表示する表示ステップと
を備えたことを特徴とする魚の行動モニタリング方法。
【請求項８】
定点設置された１台の撮影手段が、水槽内に放たれた魚を撮影する撮影ステップと、
行動情報処理手段が、前記撮影ステップで撮影された魚の画像データを映像蓄積データベースに蓄積させる画像データ蓄積ステップと、
行動情報処理手段が、前記映像蓄積データベースに蓄積された画像データに基づいて、前記水槽内の、前記撮影手段に対向する平面上の魚の座標位置を、魚の２次元位置情報として求める位置情報算出ステップと、
行動情報処理手段が、前記位置情報算出ステップにより求められた位置情報に基づいて魚の行動情報を算出する行動情報算出ステップと、
表示手段が、前記行動情報算出ステップにより算出された魚の行動情報を表示する表示ステップと
を備えたことを特徴とする魚の行動モニタリング方法。
【請求項９】
前記行動情報算出ステップは、一定期間毎に得られる魚の位置情報に基づいて、その期間の位置差から各魚の移動距離を魚の行動情報として算出し、その移動距離を各魚で積算することによって魚の行動量をモニタリングすることを特徴とする請求項７又は８に記載の魚の行動モニタリング方法。
【請求項１０】
前記行動情報算出ステップは、一定期間毎に得られる魚の位置情報に基づいて、各魚間の距離を魚の行動情報として算出し、その魚間距離を積算することによって、魚同士の距離をモニタリングすることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１項に記載の魚の行動モニタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水槽内における魚の行動モニタリングシステムおよび魚の行動モニタリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ストレスの多い現在社会において、ストレスを解消するために癒しの効果を求めて、熱帯魚をペットとして飼う人達がいる。特に、映画の影響もあり、カクレクマノミを飼う人達が増え、乱獲の影響で社会問題とまでなったこともあった。  このような社会的な背景の中で水槽内をモニタリングするための技術がいろいろ考えられている。例えば、水槽内ＷＥＢカメラを利用して、水族館の水槽や個人の熱帯魚用の水槽を遠隔地でも観察するための技術が開発されている（特許文献１参照）。
【０００３】
これらは必ずしも水槽の側にいなくても、離れた場所で水槽内を観察するためのシステムである。また、単にカメラで撮影するだけではなく、水槽内の生物を複数のカメラを利用して、生育状態をモニタリングするためのシステムがある（特許文献２参照）。
【０００４】
尚、本発明に関連する、画像の輪郭を求める手法は例えば非特許文献１に記載され、輪郭の概形状を特徴づける特徴点を求める手法は例えば非特許文献２に記載されている。
【特許文献１】実用新案登録第３１２１５８５号
【特許文献２】特開２００３−２５０３８２号公報
【非特許文献１】Ｋ．Ｆ．  Ｌａｉ  ａｎｄ  Ｌ．  Ｃｈｉｎ，  “Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ  Ｃｏｎｔｏｕｒｓ：  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ａｎｄ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｐａｔｔｅｒｎ．  Ａｎａｌ．  Ｍａｃｈ．  Ｉｎｔｅｌｌ．，  ｖｏｌ．１７，  ｎｏ．１１，  ｐｐ．１０８４−１０９０，  １９９５．
【非特許文献２】Ａ．  Ｒｏｓｅｎｆｅｌｄ  ａｎｄ  Ｅ．  Ｊｏｈｎｓｔｏｎ，  “Ａｎｇｌｅ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｎ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｕｒｖｅｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｃｏｍｐｕｔ．，  ｖｏｌ．Ｃ−２２，  ｐｐ．８７５−８７８，  １９７３．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的な家庭で飼われている金魚や熱帯魚を観察するのは、餌を与えたりする時に眺めたりする程度で、多くても１日１時間程度観察するのが一般的だと考える。また、例え２４時間監視し続けることが可能なような遠隔地モニタリングシステムを導入したとしても、事実上そんなに頻繁に観察することは不可能である。
【０００６】
しかし、見ていない時にどのような行動を取っていたのかに興味がある飼い主は、多いはずである。しかし、実験用に考えられているように、複数のカメラを必要とするような観察システムでは各家庭で利用するのは難しい。また、家庭でペットとして飼われている魚の行動をモニタリングするのは、子供から大人まで幅広い年齢層であり、専門家ではない人達が多い。
【０００７】
そのため、行動学的に意味のある特徴だけではなく、素人が見ても理解できる行動特徴量を算出することが求められる。そのために、絶対的な行動量である必要性は必ずしもなく、水槽上のある平面上の２次元的な動きからの相対的な行動特徴量の算出でペットの日々の生活を簡単に観察することでも要求を満たすことができる。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、簡単な構成により水槽内の魚の行動を容易にモニタリングすることができる魚の行動モニタリングシステムおよび魚の行動モニタリング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では水槽の前に置いた１台のカメラからの映像を基にして、各魚の個体を識別した上で、各魚の行動特徴量や魚同士の関係の履歴情報を算出する、あるいは、３次元上の実際の行動量ではなく奥行きの行動量を考慮しないで２次元上に単純化した行動量特徴量履歴を求め、画面上に表示するように構成した。
【００１０】
また、個体毎の認識が難しい群れで活動する魚に対しては、群れ全体の行動量特徴量履歴を算出し、表示するように構成した。
【００１１】
本発明の請求項１に記載の魚の行動モニタリングシステムは、定点設置され、水槽内の魚を撮影する１台の撮影手段と、前記撮影手段により撮影された魚の画像データを蓄積する映像蓄積データベースと、前記映像蓄積データベースに蓄積された画像データを用いて魚の位置情報を求め、該位置情報に基づいて魚の行動情報を算出する行動情報処理手段と、前記行動情報処理手段により求められた魚の行動情報を蓄積する行動履歴データベースと、前記各データベースに蓄積された情報を表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
また請求項２に記載の魚の行動モニタリングシステムは、請求項１において、魚を水槽内の複数の位置に留めた状態で撮影した魚の画像データと、該画像から抽出した、少なくとも魚の面積、色を含む魚の特徴量データを登録する特徴データベースを備え、前記行動情報処理手段は、前記映像蓄積データベースに蓄積された魚の画像データと、前記特徴データベースに登録された魚の特徴量データとを比較し、登録された魚の画像の中で特徴量が近い画像の位置情報を魚の３次元位置情報とすることを特徴としている。
【００１３】
また請求項３に記載の魚の行動モニタリングシステムは、請求項１において、前記行動情報処理手段は、前記映像蓄積データベースに蓄積された画像データに基づいて、前記水槽内の、前記撮影手段に対向する平面上の魚の座標位置を算出し、該座標位置を魚の２次元位置情報とすることを特徴としている。
【００１４】
また請求項４に記載の魚の行動モニタリングシステムは、請求項３において、前記行動情報処理手段は、前記映像蓄積データベースに蓄積された画像データの魚の色彩情報に基づいて、前記魚の座標位置を算出することを特徴としている。
【００１５】
また請求項５に記載の魚の行動モニタリングシステムは、請求項１ないし４のいずれか１項において、前記行動情報処理手段は、一定期間毎に得られる魚の位置情報に基づいて、その期間の位置差から各魚の移動距離を魚の行動情報として算出し、その移動距離を各魚で積算することによって魚の行動量をモニタリングすることを特徴としている。
【００１６】
また請求項６に記載の魚の行動モニタリングシステムは、請求項１ないし５のいずれか１項において、前記行動情報処理手段は、一定期間毎に得られる魚の位置情報に基づいて、各魚間の距離を魚の行動情報として算出し、その魚間距離を積算することによって、魚同士の距離をモニタリングすることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の請求項７に記載の魚の行動モニタリング方法は、定点設置された１台の撮影手段が、魚を水槽内の複数の位置に留めた状態で魚を撮影する第１の撮影ステップと、行動情報処理手段が、前記第１の撮影ステップで撮影された魚の画像データと、該画像から抽出した、少なくとも魚の面積、色を含む魚の特徴量データを、特徴データベースに登録する登録ステップと、前記撮影手段が、水槽内に放たれた魚を撮影する第２の撮影ステップと、行動情報処理手段が、前記特徴データベースに登録されている第１の撮影ステップで撮影された魚の画像データと、前記第２の撮影ステップで撮影された魚の画像データとを比較し、前記登録されている魚の画像の中で特徴量が近い画像の位置情報を魚の３次元位置情報として求める位置情報算出ステップと、行動情報処理手段が、前記位置情報算出ステップにより求められた位置情報に基づいて魚の行動情報を算出する行動情報算出ステップと、表示手段が、前記行動情報算出ステップにより算出された魚の行動情報を表示する表示ステップとを備えたことを特徴としている。
【００１８】
また請求項８に記載の魚の行動モニタリング方法は、定点設置された１台の撮影手段が、水槽内に放たれた魚を撮影する撮影ステップと、行動情報処理手段が、前記撮影ステップで撮影された魚の画像データを映像蓄積データベースに蓄積させる画像データ蓄積ステップと、行動情報処理手段が、前記映像蓄積データベースに蓄積された画像データに基づいて、前記水槽内の、前記撮影手段に対向する平面上の魚の座標位置を、魚の２次元位置情報として求める位置情報算出ステップと、行動情報処理手段が、前記位置情報算出ステップにより求められた位置情報に基づいて魚の行動情報を算出する行動情報算出ステップと、表示手段が、前記行動情報算出ステップにより算出された魚の行動情報を表示する表示ステップとを備えたことを特徴としている。
【００１９】
また請求項９に記載の魚の行動モニタリング方法は、請求項７又は８において、前記行動情報算出ステップは、一定期間毎に得られる魚の位置情報に基づいて、その期間の位置差から各魚の移動距離を魚の行動情報として算出し、その移動距離を各魚で積算することによって魚の行動量をモニタリングすることを特徴としている。
【００２０】
また請求項１０に記載の魚の行動モニタリング方法は、請求項７ないし９のいずれか１項において、前記行動情報算出ステップは、一定期間毎に得られる魚の位置情報に基づいて、各魚間の距離を魚の行動情報として算出し、その魚間距離を積算することによって、魚同士の距離をモニタリングすることを特徴としている。
【００２１】
より具体的には、一般的な人が手軽に水槽をモニタリングするために、カメラ１台とそのカメラからのデータを蓄積し、解析するためのＰＣ（パソコン）とその結果を表示するためのディスプレイで構成される魚のモニタリングシステムである。
【００２２】
例えば魚の個体毎の特徴を最初に登録することによって、個体毎の行動履歴を保存し、解析する。各魚の身体的な特徴を記憶していることによって、一方向からだけのカメラ観察に基づいて、その魚の身体的特徴の情報から向き、更に、大きさから遠近感を算出することによって、魚の３次元上の行動履歴情報を算出する。
【００２３】
また、各魚の特徴がない、あるいは、得られない場合には、奥行き方向の動きを無視した２次元上での行動軌跡に基づき行動量を算出し、相対的な行動履歴情報を算出する。群れで行動する魚種に対しては、群れを一つの塊として、行動履歴情報を算出する。また、これら算出された行動履歴情報をある時間毎に蓄積し、例えば一日毎に表示する。
【発明の効果】
【００２４】
（１）請求項１〜１０に記載の発明によれば、１台の撮影手段を用いた簡単な構成によって、水槽内の魚の行動を容易にモニタリングすることができる。また魚の行動情報から魚の健康状態などを把握することができる。
（２）また請求項２、７に記載の発明によれば、魚の３次元位置情報に基づいて魚の行動をモニタリングすることができる。
（３）また請求項３、８に記載の発明によれば、魚の２次元位置情報に基づいて魚の行動をモニタリングすることができる。
（４）また請求項４に記載の発明によれば、魚の色彩情報を利用しているので、２次元画像上で魚が重なりあっていても、問題なく魚の位置情報を求めることができる。
（５）また請求項５，９に記載の発明によれば、各魚の移動距離から、魚の行動状態、健康状態などを把握することができる。
（６）また請求項６，１０に記載の発明によれば、各魚間の距離から、水槽内における魚同士の仲良し度合いや求愛行動、あるいはイジメ行動などの参考情報とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。図１、図２は本発明の魚の行動モニタリングシステムの構成を示している。
【００２６】
図１、図２において、１は本発明の撮影手段としての撮影機器であり、該撮影機器１は、動画あるいは静止画を連続的に撮影するカメラ１０と、撮影した画像データを有線もしくは無線にて送信する通信モジュール１１ａを有している。
【００２７】
撮影機器１のカメラ１０は、後述の図３、図４のように、水槽側であって、水槽のある面、例えば側面に対して平行で且つその面全域を撮影できるように設置されている。
【００２８】
１１ｂは、撮影機器１から離れた場所に設けられ、撮影機器１の通信モジュール１１ａから送られてきた情報を受信するための通信モジュールである。
【００２９】
２は通信モジュール１１ｂの受信データを蓄積する映像蓄積データベースである。
【００３０】
３は前記蓄積された映像から魚の位置情報を特定するための処理をして、その位置情報に基づいて行動履歴情報（魚の行動情報）を抽出する行動情報処理モジュール（行動情報処理手段）である。４は、前記位置情報、行動履歴情報を蓄積する行動履歴データベースである。
【００３１】
５は映像蓄積データベース２の画像データおよび行動履歴データベース４の行動履歴情報を表示する表示モジュール（表示手段）である。
【００３２】
また、後述の３次元位置情報を求める実施例においては、図１のように撮影画像データ、魚の位置情報および、少なくとも魚の面積、色、形状を含む魚の特徴量を保存しておくための特徴データベース６を設ける。
【００３３】
この図１において、表示モジュール５は、前述したデータベース２，４内のデータと、さらに特徴データベース６内のデータを表示する。
【００３４】
図１、図２の各システムは、例えばコンピュータシステムによって構築される。
【００３５】
図３、図４は、一方向からのカメラ１０を用いて、３次元上の位置情報を獲得するための魚の身体特徴を抽出する例である。まず図３（ａ）のように、サイズ可変式の特徴量抽出用の魚箱２０に魚を入れる。その魚箱２０を、図１のシステムにより撮影される水槽３０に入れる。
【００３６】
水槽３０内に魚箱２０を投入後、図３（ｂ）のように、水槽３０内の、カメラ１０に対して最も近い面と最も遠い面において、それぞれ魚を横から見た状態で魚箱２０を例えばＡ地点〜Ｇ地点に配置し、カメラ１０で撮影し、その画像を特徴データベース６に登録する。この登録時に位置情報、魚箱の面情報、魚の向き情報を登録する。この時に、より多くの地点でより多くの向きで登録することによって、位置情報の誤差がより縮まる。
【００３７】
この特徴データベース６に登録された画像に基づき魚大きさと固体の特徴を抽出する。固体の特徴は、魚の体長に基づいて算出する。似たような体長の魚種同士の場合には、色、形状等の特徴量を抽出し、魚毎に登録しておく。
【００３８】
以上の登録を終えた後に、図４に示すように魚を水槽３０内に放し、通常通り飼う。そして一定時間毎にカメラ１０で水槽３０内を撮影し、撮影した画像データを映像蓄積データベース２に蓄積する。そしてそのデータベース２内の画像データに基づいて、行動情報処理モジュール３は、前記特徴データベース６に登録された画像と最も近い画像を特徴量データから抽出し、その登録時の位置データを魚の実際の３次元上の位置情報とする。
【００３９】
ここで、前記登録された画像と最も近い画像を特徴量データから抽出する処理の具体例を説明する。特徴量については様々な方法があるが、例えば、g-snake法（非特許文献１）を利用して輪郭を求める。そしてこの輪郭の概形状を特徴づける特徴点(salient point)を求める（非特許文献２）。
【００４０】
次に、登録された画像と取得した画像の重心点を重ね合わせた上で、特徴点同士の距離が最も近い点同士の距離の合計が最も近い画像、あるいは、特徴点同士の距離が最も近い点同士の距離の類似度が高い画像を、登録された画像から抽出する。処理の流れとしては以下の（１）〜（４）を実行する。  
【００４１】
（１）色彩情報により魚の輪郭を求める。  
【００４２】
（２）輪郭の重心点より、２次元(X,Y)上の位置情報を求める。  
【００４３】
（３）求めた輪郭と登録された画像の輪郭との特徴の類似度により、画像を抽出する。      
【００４４】
（４）登録された同様の向きの画像同士の輪郭内の面積比によって、次の数式（１）を演算して位置情報ＺCを求める。
【００４５】
【数１】
2009063343.tif 000003
【００４６】
ただし、ｚは水槽の奥行きの大きさ、Ｓ（Ｎａ）は水槽の奥での輪郭Ｎの魚の面積、Ｓ（Ｎｂ）は水槽の手前での輪郭Ｎの魚の面積、Ｓ（ｔ）は今回求められた魚の面積である。
【００４７】
尚、３次元の位置情報を取得するために、予め蓄積（登録）する画像の数は、水槽の中心において、手前、奥の最低２ヵ所で、６方向で計１２枚が最低必要となる。また、水槽内の角についても前記画像登録を行う方がより正確になる。
【００４８】
次に、奥行き方向の魚の移動を考慮しない２次元上の魚の位置情報を求める実施例を説明する。一定時間毎に水槽３０に対向配設させたカメラ１０で水槽３０内を撮影し、その画像データを図２の映像蓄積データベース２に蓄積する。
【００４９】
魚が水槽３０内に数匹しかおらず、また固体毎に動く魚種の場合には、図５（ａ）のように画像上の各魚の位置情報を求める。位置情報は次の数式（２）で求める。すなわち、魚Ａの時間ｔの位置情報Ａｔは、
【００５０】
【数２】
2009063343.tif 000004
【００５１】
により得られる。
【００５２】
また、群れで動く魚の場合には、その群れ全体を画像上の１つの塊として、図５（ｂ）のように、その群れの位置情報を求める。位置情報は次の数式（３）で求める。すなわち群れＧの時間ｔの位置情報Ｇｔは、
【００５３】
【数３】
2009063343.tif 000005
【００５４】
により得られる。
【００５５】
これらは奥行き方向の魚の移動を考慮しないことによる簡易的なシステムであり、水槽３０内の、カメラ１０に対向する平面の２次元上の魚の位置を魚の位置情報として算出する。
【００５６】
前記２次元の位置情報は、行動情報処理モジュール３が、次のようにして魚あるいは群れの端の座標を画像処理することにより取得する。
【００５７】
すなわち、色彩情報により、画像上の魚の情報とそれ以外の領域の情報に分けて、魚が多く存在している領域を魚の群れとし、その端の座標位置を求める。この時に、一定間隔(魚の大きさや群れの大きさによって任意に決定)以内にいる魚を同一群れにいる魚とする。また、群れから離れた魚等を無視するために、その範囲(面積)が最も大きいものを群れと認識する。輪郭によって、魚を抽出するのではなく、色彩情報を利用することによって、2次元画像上で、魚が重なりあったりしていても、問題なく処理することが可能である。
【００５８】
次に行動情報処理モジュール３は、前記各方法により求められた魚の位置情報（３次元位置情報、２次元位置情報）に基づいて、魚の日々の行動の行動量（行動情報）を算出する。まず、各魚の位置情報を一定時間毎に算出する。次に、その一定時間毎の移動距離を算出する。各魚の移動距離を１時間毎に積算して、その魚の１時間の行動量として、グラフ化する。
【００５９】
例えば、３次元の場合には次の数式（４）を演算する。すなわち図６（ａ）に示すように魚Ａの時刻Ｔの位置情報ＡTを（ＸAT，ＹAT，ＺAT）、ｔ秒後の魚Ａの位置情報ＡT+tを（ＸAT+t，ＹAT+t，ＺAT+t）とすると、ｔ秒間の魚の移動距離ＤAT+tは、
【００６０】
【数４】
2009063343.tif 000006
【００６１】
により得られる。
【００６２】
このグラフを一日単位で表示することによって、日々の魚の行動状態を知ることができ健康状態等を把握することが可能となる。
【００６３】
また、魚が数匹以内の水槽においては、一定時間毎の魚間の距離を算出する。この算出結果を各魚同士で１時間毎に積算し、その魚間の１時間の距離として、グラフ化する。例えば、３次元で求められた位置情報を利用する場合は次の数式（５）で求められる。
【００６４】
すなわち、図６（ｂ）に示すように、時刻Ｔの魚Ａの位置ＡTを（ＸAT，ＹAT，ＺAT）、魚Ｂの位置ＢTを（ＸBT，ＹBT，ＺBT）とすると、二匹の距離ＤTA-Bは、
【００６５】
【数５】
2009063343.tif 000007
【００６６】
により得られる。
【００６７】
このグラフを一日単位で表示することによって、日々の魚の距離感を知ることができ、水槽内における魚同士の仲良し度合いや求愛行動、あるいは、イジメ行動の参考情報とすることが可能となる。
【００６８】
尚、前記求められた魚の移動距離や魚間の距離の情報は、行動履歴データベース４に格納される。
【００６９】
上記の行動量のグラフ、及び、魚同士の距離のグラフにおいて、異常や興味がある時間帯においては、より詳細に時間変動を見ることも可能であり、また、その時間だけの実際の撮影画像を特徴データベース６及び映像蓄積データベース２を利用して表示モジュール５によって見ることも可能である。
【００７０】
また、２次元で求められた位置情報を利用する場合も前記と同様であり、各魚の移動距離を求める演算式は次の数式（６）となる。
【００７１】
すなわち図７（ａ）に示すように、魚Ａの時刻Ｔの位置情報ＡTを（ＸAT，ＹAT）、ｔ秒後の魚Ａの位置情報ＡT+tを（ＸAT+t，ＹAT+t）とすると、ｔ秒間の魚の移動距離ＤAT+tは、
【００７２】
【数６】
2009063343.tif 000008
【００７３】
により得られる。
【００７４】
そして２次元位置情報を利用して魚同士の距離を求める演算式は次の数式（７）となる。すなわち、図７（ｂ）に示すように、時刻Ｔの魚Ａの位置ＡTを（ＸAT，ＹAT）、魚Ｂの位置ＢTを（ＸBT，ＹBT）とすると、二匹の距離ＤTA-Bは、
【００７５】
【数７】
2009063343.tif 000009
【００７６】
により得られる。
【００７７】
本発明の魚の行動モニタリング方法は、例えば前記図１〜図７で述べた魚の行動モニタリングシステムにおける各処理を実行するものであり、その処理フローは図８、図９のとおりである。
【００７８】
図８は、前述した３次元で求められた位置情報を利用した実施例のフローチャートであり、まずステップＳ１において、魚を水槽内の複数の位置に留めた状態、すなわち例えば図３のように魚箱２０内に魚を固定したものを水槽３０内のＡ地点〜Ｇ地点に配設し、これを、水槽３０に対向配設したカメラ１０によって撮影する（第１の撮影ステップ）。
【００７９】
次にステップＳ２において、前記撮影された魚の画像データと、該画像から抽出した、魚の面積、色、形状等を含む魚の特徴量データを、特徴データベース６に登録する。
【００８０】
次にステップＳ３において、水槽３０内に魚を放した状態でそれを前記カメラ１０によって撮影する（第２の撮影ステップ）とともに、該撮影された画像データを映像蓄積データベース２に蓄積する。
【００８１】
次にステップＳ４において、前記特徴データベース６に登録されている魚の画像データと、前記映像蓄積データベース２に蓄積された魚の画像データとを比較し、前記登録されている魚の画像の中で特徴量が近い画像の位置情報を魚の３次元位置情報として求める。
【００８２】
次にステップＳ５において、前記ステップＳ４で求められた３次元の位置情報と過去の魚の位置情報とに基づいて魚の行動情報、すなわち各魚の移動距離（例えば数式（４））や魚間の距離（例えば数式（５））を演算する。尚前記演算された魚の位置情報、移動距離および魚間の距離の情報は、行動履歴データベース４に格納される。
【００８３】
次にステップＳ６において、前記算出された魚の移動距離および魚間の距離を各々所定期間積算したグラフを表示モジュール５に表示したり、また実際の撮影画像を特徴データベース６、映像蓄積データベース２から取り出して表示モジュール５に表示する。
【００８４】
また図９は、前述した２次元で求められた位置情報を利用した実施例のフローチャートであり、まずステップＳ１１において、水槽３０内に魚を放した状態で、それを、水槽３０に対向配設したカメラ１０によって撮影する。
【００８５】
次にステップＳ１２において、前記カメラ１０で撮影した画像データを映像蓄積データベース２に蓄積する。
【００８６】
次にステップＳ１３において、前記映像蓄積データベース２に蓄積された画像データに基づいて、前記水槽３０内のカメラ１０に対向する平面上の、魚の座標位置を例えば前記数式（２）により求め、魚の一群の座標位置を例えば前記数式（３）により求める（位置情報算出）。
【００８７】
次にステップＳ１４において、前記ステップＳ１３で求められた２次元の位置情報と過去の魚の位置情報とに基づいて魚の行動情報、すなわち各魚の移動距離（例えば数式（６））や魚間の距離（例えば数式（７））を演算する。尚前記演算された魚の位置情報、魚の移動距離および魚間の距離の情報は、行動履歴データベース４に格納される。
【００８８】
次にステップＳ１５において、前記算出された魚の移動距離および魚間の距離を各々所定期間積算したグラフを表示モジュール５に表示したり、また実際の撮影画像を特徴データベース６、映像蓄積データベース２から取り出して表示モジュール５に表示する。
【００８９】
尚、水槽３０内の複数の位置に魚を留めておく手段、方法は、前記魚箱２０を用いるに限らず他の手段、方法を用いても良い。
【００９０】
また、本実施形態の魚の行動モニタリングシステムにおける各手段の一部もしくは全部の機能をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータを用いて実行して本発明を実現することができること、本実施形態の魚の行動モニタリング方法における手順をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータに実行させることができることは言うまでもなく、コンピュータでその機能を実現するためのプログラムを、そのコンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えばＦＤ（Ｆｌｏｐｐｙ（登録商標）  Ｄｉｓｋ）や、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｉｓｋ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、メモリカード、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＨＤＤ、リムーバブルディスクなどに記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記のプログラムをインターネットや電子メールなど、ネットワークを通して提供することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の３次元位置情報を利用したシステムの実施形態例の構成図。
【図２】本発明の２次元位置情報を利用したシステムの実施形態例の構成図。
【図３】本発明の３次元位置情報を利用したシステムの実施形態例における登録のようすを表す説明図。
【図４】本発明の３次元位置情報を利用したシステムの実施形態例における位置情報取得のようすを表す説明図。
【図５】本発明の２次元位置情報を利用したシステムの実施形態例を表し、（ａ）は魚Ａの位置情報を示す説明図、（ｂ）は魚の群れＧの位置情報を示す説明図。
【図６】本発明の３次元位置情報を利用したシステムの実施形態例を表し、（ａ）はｔ秒間の魚の移動距離を示す説明図、（ｂ）は二匹の魚間距離を示す説明図。
【図７】本発明の２次元位置情報を利用したシステムの実施形態例を表し、（ａ）はｔ秒間の魚の移動距離を示す説明図、（ｂ）は二匹の魚間距離を示す説明図。
【図８】本発明の３次元位置情報を利用した方法の実施形態例のフローチャート。
【図９】本発明の２次元位置情報を利用した方法の実施形態例のフローチャート。
【符号の説明】
【００９２】
１…撮影機器、２…映像蓄積データベース、３…行動情報処理モジュール、４…行動履歴データベース、５…表示モジュール、１０…カメラ、１１ａ，１１ｂ…通信モジュール、２０…魚箱、３０…水槽。
【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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