特許 6559197 体重出力装置、体重出力方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6559197

(24)【登録日】2019年7月26日

(45)【発行日】2019年8月14日

(54)【発明の名称】体重出力装置、体重出力方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01G 9/00 20060101AFI20190805BHJP

   G01G 17/08 20060101ALI20190805BHJP

   A01K 67/00 20060101ALI20190805BHJP

【ＦＩ】

   G01G9/00

   G01G17/08

   A01K67/00 D

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-168648(P2017-168648)

(22)【出願日】2017年9月1日

(65)【公開番号】特開2019-45304(P2019-45304A)

(43)【公開日】2019年3月22日

【審査請求日】2019年2月27日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000102717

【氏名又は名称】ＮＴＴテクノクロス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】神谷 英樹

(72)【発明者】

【氏名】田中 久子

【審査官】 細見 斉子

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００６４４３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−２８６４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２７５６５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／０９９２７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２８９８７９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｇ ９／００， １７／０８

Ａ０１Ｋ ６７／００

Ｇ０１Ｂ １１／００ −１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

体重の推定対象を撮影した画像を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した前記画像における前記推定対象を示す領域の面積に基づいて、該推定対象の体重を推定する推定手段と、
前記取得手段が取得した前記画像における前記領域に基づいて、所定の指標値を算出する算出手段と、
前記推定手段が推定した前記体重と、前記算出手段が算出した前記指標値とを関連付けて記憶部に記憶させる記憶手段と、
前記記憶部に記憶されている体重のうち、予め決定された最適指標値と所定の範囲内である指標値と関連付けられている体重を特定する特定手段と、
前記特定手段が特定した前記体重を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする体重出力装置。

【請求項2】

前記算出手段は、
前記領域を含む最小の矩形領域の縦横比率を前記指標値として算出する、ことを特徴とする請求項１に記載の体重出力装置。

【請求項3】

前記特定手段は、
前記記憶部に記憶されている体重のうち、前記最適指標値と最も近い値の指標値と関連付けられている体重を特定する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の体重出力装置。

【請求項4】

前記特定手段は、
前記記憶部に記憶されている体重のうち、前記最適指標値と所定の範囲内である指標値とそれぞれ関連付けられている複数の体重を特定し、特定した複数の体重の統計値を算出し、
前記出力手段は、
前記特定手段が特定した前記統計値を、前記体重として出力する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の体重出力装置。

【請求項5】

前記推定対象は、家畜である、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の体重出力装置。

【請求項6】

体重の推定対象を撮影した画像を取得する取得手順と、
前記取得手順が取得した前記画像における前記推定対象を示す領域の面積に基づいて、該推定対象の体重を推定する推定手順と、
前記取得手順が取得した前記画像における前記領域に基づいて、所定の指標値を算出する算出手順と、
前記推定手順が推定した前記体重と、前記算出手順が算出した前記指標値とを関連付けて記憶部に記憶させる記憶手順と、
前記記憶部に記憶されている体重のうち、予め決定された最適指標値と所定の範囲内である指標値と関連付けられている体重を特定する特定手順と、
前記特定手順が特定した前記体重を出力する出力手順と、
をコンピュータが実行することを特徴とする体重出力方法。

【請求項7】

コンピュータを、請求項１乃至５の何れか一項に記載の体重出力装置における各手段として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、体重出力装置、体重出力方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

畜産農家では、飼育している家畜の体重を把握することが従来から行われている。これは、例えば、豚等の家畜では、ある体重を超えると食肉としての価値が下がってしまうためである。

【0003】

ところで、畜産農家で飼育されている家畜は数百頭（又は数百匹、数百羽等）を超える場合がある。このため、体重計等を用いる場合、家畜の体重の把握には手間を要する。これに対して、家畜をビデオカメラで撮影し、撮影した画像中における家畜の面積から体重を推定する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平６−３１８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記の従来技術では、例えば、撮影中に家畜が動くことにより、推定された体重と真の体重との誤差が大きくなることがあった。

【0006】

本発明の実施の形態は、上記の点に鑑みてなされたものであり、誤差の少ない体重を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の実施の形態は、体重の推定対象 を撮影した画像を取得する取得手段と、前記取得手段が取得した前記画像における前記推定対象を示す領域の面積に基づいて、該推定対象の体重を推定する推定手段と、前記取得手段が取得した前記画像における前記領域に基づいて、所定の指標値を算出する算出手段と、前記推定手段が推定した前記体重と、前記算出手段が算出した前記指標値とを関連付けて記憶部に記憶させる記憶手段と、前記記憶部に記憶されている体重のうち、予め決定された最適指標値と所定の範囲内である指標値と関連付けられている体重を特定する特定手段と、前記特定手段が特定した前記体重を出力する出力手段と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明の実施の形態によれば、誤差の少ない体重を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る体重出力システムの全体構成の一例を示す図である。

【図2】本実施形態に係る体重出力処理部の機能構成の一例を示す図である。

【図3】本実施形態に係る体重出力処理の一例を示すフローチャートである。

【図4】撮影画像における推定対象の面積及び縦横比率の算出の一例を説明するための図である。

【図5】比率・体重記憶部の一例を示す図である。

【図6】撮影画像における推定対象の面積及び縦横比率の算出の他の例を説明するための図である。

【図7】本実施形態に係る体重出力処理の他の例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態では、豚の体重を推定した上で、推定した体重の中から誤差の少ない体重をユーザ等に提供する場合について説明する。ただし、体重を推定する対象（以降、「推定対象」とも表す。）は、豚に限られず、例えば、牛、馬、羊、鶏等の種々の家畜であっても良い。また、体重の推定対象は、家畜だけでなく、例えば、野生の動物であっても良い。

【0011】

＜全体構成＞
まず、本実施形態に係る体重出力システム１について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る体重出力システム１の全体構成の一例を示す図である。

【0012】

図１に示すように、本実施形態に係る体重出力システム１には、体重の推定及び出力を行う体重出力装置１０と、体重の推定対象である豚Ｐを撮影するカメラ装置２０とが含まれる。体重出力装置１０とカメラ装置２０とは、例えば、無線又は有線により通信可能に接続されている。

【0013】

カメラ装置２０は、豚Ｐを撮影するための撮影エリアＡの真上に設置されている。カメラ装置２０は、撮影エリアＡ内の豚Ｐを真上から撮影することで、撮影画像を生成する。なお、カメラ装置２０は、例えば、１頭の豚Ｐを所定の回数連続して撮影（又は、所定の時間の間、連続して撮影）することで、複数の撮影画像を生成する。

【0014】

体重出力装置１０は、カメラ装置２０が生成した撮影画像から豚Ｐの体重を推定した上で、推定した体重の中から誤差の少ない体重を出力することで、当該体重をユーザに提供するコンピュータである。

【0015】

体重出力装置１０には、体重出力処理部１００と、比率・体重記憶部１１０と、最適比率記憶部１２０とが含まれる。体重出力処理部は、体重出力装置１０にインストールされた１以上のプログラムが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）に実行させる処理により実現される。また、比率・体重記憶部１１０及び最適比率記憶部１２０は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等を用いて実現可能である。なお、比率・体重記憶部１１０及び最適比率記憶部１２０の少なくとも一方が、体重出力装置１０とネットワークを介して接続される記憶装置等を用いて実現されていても良い。

【0016】

体重出力装置１０は、体重出力処理部１００により、撮影画像における豚Ｐを示す領域の面積から体重を推定すると共に、当該領域の縦横比率を算出し、これら体重及び縦横比率を関連付けて比率・体重記憶部１１０に記憶させる。そして、体重出力装置１０は、体重出力処理部１００により、最適比率記憶部１２０に記憶されている最適比率を参照して、比率・体重記憶部１１０に記憶されている体重のうち、最適比率に最も近い縦横比率が関連付けられている体重を出力する。

【0017】

これにより、本実施形態に係る体重出力システム１は、最も誤差が少ない体重をユーザ等に提供することができる。

【0018】

最適比率とは、推定された体重の誤差が最も少なくなる縦横比率のことである。最適比率は、例えば、経験則又は実験によって予め決定される。なお、最適比率は、例えば、動物の種類（例えば、豚や牛、馬等）によっても異なり得るし、同一種類の動物であっても品種（例えば、ヨークシャー種、ランドレース種等）によっても異なり得る。

【0019】

なお、図１に示す体重出力システム１の構成は一例であって、他の構成であっても良い。例えば、体重出力装置１０は、複数台のコンピュータで構成されていても良い。また、体重出力装置１０は、複数台のカメラ装置２０と通信可能に接続されていても良い。

【0020】

＜機能構成＞
次に、本実施形態に係る体重出力処理部１００の機能構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係る体重出力処理部１００の機能構成の一例を示す図である。

【0021】

図２に示すように、本実施形態に係る体重出力処理部１００には、取得部１０１と、面積算出部１０２と、比率算出部１０３と、体重推定部１０４と、特定部１０５と、出力部１０６とが含まれる。

【0022】

取得部１０１は、カメラ装置２０が生成した撮影画像を取得する。取得された撮影画像には、当該撮影画像を識別する識別情報（すなわち、画像ＩＤ）が付与される。

【0023】

面積算出部１０２は、取得部１０１により取得された撮影画像における推定対象（すなわち、豚Ｐ）を示す領域の面積を算出する。

【0024】

比率算出部１０３は、取得部１０１により取得された撮影画像における当該領域の縦横比率（指標値の一例）を算出する。当該領域の縦及び横それぞれの長さと、算出された縦横比率とは、画像ＩＤと関連付けて比率・体重記憶部１１０に記憶される。

【0025】

体重推定部１０４は、面積算出部１０２により算出された面積から、推定対象の体重を推定する。推定された体重は、画像ＩＤと関連付けて（すなわち、縦及び横それぞれの長さ並びに縦横比率とも関連付けて）比率・体重記憶部１１０に記憶される。

【0026】

カメラ装置２０により生成された複数の撮影画像に対して、取得部１０１による撮影画像の取得と、面積算出部１０２による面積の算出と、比率算出部１０３による縦横比率の算出と、体重推定部１０４による体重の推定とがそれぞれ行われる。したがって、１頭の豚Ｐに対して、複数の体重及び縦横比率等が関連付けて比率・体重記憶部１１０に記憶される。

【0027】

特定部１０５は、比率・体重記憶部１１０に記憶されている体重のうち、最適比率記憶部１２０に記憶されている最適比率に最も近い縦横比率が関連付けられている体重を特定する。

【0028】

出力部１０６は、特定部１０５により特定された体重を出力する。これにより、体重推定部１０４により推定された体重のうち、誤差が最も少ない体重が出力される。なお、出力部１０６は、出力先として、例えば、体重出力装置１０のディスプレイ等に体重を出力（表示）しても良いし、ＨＤＤやＳＤＤ等の記憶装置に体重を出力（保存）しても良い。また、出力先として、ネットワークを介して他の装置等に出力（送信）しても良い。

【0029】

＜体重出力処理＞
以降では、推定対象である豚Ｐの体重を推定した上で、推定した体重のうち、誤差が最も少ない体重を出力する処理について、図３を参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係る体重出力処理の一例を示すフローチャートである。

【0030】

ステップＳ１０１：取得部１０１は、カメラ装置２０が生成した撮影画像を取得する。取得された撮影画像には、画像ＩＤが付与される。

【0031】

なお、カメラ装置２０から撮影画像を取得する場合に限られず、取得部１０１は、例えば、ＨＤＤやＳＳＤ等の記憶装置に予め記憶されている撮影画像を取得しても良い。

【0032】

ステップＳ１０２：面積算出部１０２は、取得部１０１により取得された撮影画像における豚Ｐを示す領域の面積を算出する。

【0033】

例えば、取得部１０１により、図６に示す撮影画像Ｇが取得されたものとする。この場合、面積算出部１０２は、当該撮影画像Ｇにおける豚Ｐを示す領域Ｑの面積を算出する。なお、面積としては、例えば、当該領域Ｑに含まれる画素数とすれば良い。

【0034】

ステップＳ１０３：比率算出部１０３は、取得部１０１により取得された撮影画像における豚Ｐを示す領域の縦横比率を算出する。そして、比率算出部１０３は、当該領域の縦及び横それぞれの長さと、縦横比率とを画像ＩＤと関連付けて比率・体重記憶部１１０に記憶する。

【0035】

例えば、上記と同様に、取得部１０１により、図６に示す撮影画像Ｇが取得されたものとする。この場合、まず、比率算出部１０３は、領域Ｑを含む最小の四角形（矩形）である境界Ｂを特定する。次に、比率算出部１０３は、特定した境界Ｂの横（長辺）の長さに対する縦（短辺）の長さの比率を縦横比率として算出する。そして、比率算出部１０３は、境界Ｂの横（長辺）の長さと、境界Ｂの縦（短辺）の長さと、算出した縦横比率とを画像ＩＤと関連付けて比率・体重記憶部１１０に記憶する。

【0036】

なお、図６に示す例では、境界Ｂが四角形（長方形）である場合について説明したが、境界Ｂは、例えば、領域Ｑを含む最小の多角形等であっても良い。この場合、比率算出部１０３は、縦横比率の代わりに、例えば、境界Ｂの長さ（すなわち、多角形の周の長さ）等を算出すれば良い。

【0037】

ステップＳ１０４：体重推定部１０４は、面積算出部１０２により算出された面積から豚Ｐの体重を推定する。面積から体重を推定する方法は、例えば、特開平６−３１８１号公報に開示されている方法を用いれば良い。

【0038】

そして、体重推定部１０４は、推定した体重を画像ＩＤと関連付けて比率・体重記憶部１１０に記憶する。

【0039】

以上のステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理は、１頭の豚Ｐに対して、所定の回数（又は所定の時間の間）、繰り返し実行される。これにより、複数の撮影画像に対して、それぞれ画像ＩＤが付与され、それぞれの画像ＩＤに対して縦横比率及び体重等が関連付けて比率・体重記憶部１１０に記憶される。

【0040】

ここで、上記のステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理が１００回繰り返し実行された場合における比率・体重記憶部１１０を図５に示す。図５に示すように、この場合、比率・体重記憶部１１０には、画像ＩＤ「００１」〜「１００」に対して、縦の長さと、横の長さと、縦横比率と、体重とがそれぞれ関連付けられている。

【0041】

なお、比率・体重記憶部１１０には、少なくとも縦横比率と体重とが関連付けて記憶されていれば良い。したがって、例えば、比率・体重記憶部１１０には、縦の長さや横の長さ等が記憶されていなくても良い。

【0042】

このように、１頭の豚Ｐに対して、上記のステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理が繰り返し実行されることで、複数の体重（の推定値）と、当該体重に対応する縦横比率とが関連付けられる。

【0043】

ステップＳ１０５：特定部１０５は、比率・体重記憶部１１０に記憶されている体重のうち、最適比率記憶部１２０に記憶されている最適比率に最も近い縦横比率が関連付けられている体重を特定する。

【0044】

例えば、最適比率記憶部１２０に記憶されている最適比率が「２．０」である場合、特定部１０５は、図５に示す比率・体重記憶部１１０に記憶されている体重のうち、縦横比率「２．０」に関連付けられている体重「１１３．６」を特定する。このように特定された体重が、誤差が最も少ない体重である。

【0045】

なお、特定部１０５は、比率・体重記憶部１１０に記憶されている体重のうち、最適比率記憶部１２０に記憶されている最適比率から所定の範囲内（例えば、「１．９」〜「２．１」等）にある縦横比率が関連付けられている体重を特定しても良い。これにより、最適比率の所定の範囲内に複数の縦横比率が含まれる場合、これら複数の縦横比率にそれぞれ対応付けられた複数の体重を特定することができる。

【0046】

また、上記のステップＳ１０３で、縦横比率の代わりに、例えば、境界Ｂの長さ等が算出された場合、最適比率の代わりに、境界Ｂの最適な長さ等が用いられる。

【0047】

ステップＳ１０６：出力部１０６は、特定部１０５により特定された体重を出力する。これにより、体重推定部１０４により推定された体重のうち、誤差が最も少ない体重が出力される。

【0048】

以上により、本実施形態に係る体重出力システム１では、体重の推定対象である豚Ｐを撮影した撮影画像から推定される体重のうち、誤差が最も少ない体重をユーザ等に提示することができる。なお、複数の豚Ｐの体重を推定及び出力する場合は、豚Ｐ毎に、上記のステップＳ１０１〜ステップＳ１０６の処理を行えば良い。

【0049】

図３に示す体重出力処理では、複数の画像それぞれについてステップＳ１０１〜ステップＳ１０４を繰り返し実行した後、最適比率に最も近い縦横比率が対応付けられている体重を特定した（ステップＳ１０５）が、これに限られない。例えば、複数の画像それぞれについてステップＳ１０１〜ステップＳ１０５を繰り返し実行し、当該繰り返し中に、最適比率と所定の範囲内にある縦横比率があった場合、当該縦横比率に対応付けられている体重を出力するようにしても良い。

【0050】

また、上記のステップＳ１０５を繰り返し実行して複数の体重を特定した上で、これら複数の体重について、平均の算出や分散の算出等の統計的な処理を行うことで、最終的な体重を特定しても良い。より具体的には、例えば、上記のステップＳ１０５をＮ回繰り返し実行して、最適比率に近い上位Ｎ件の縦横比率にそれぞれ関連付けられているＮ件の体重を特定する。そして、これらＮ件の体重に対して統計的な処理を行った結果（例えば、Ｎ件の体重の平均値等）を、最終的な体重としても良い。

【0051】

本実施形態に係る体重出力システム１では、カメラ装置２０により、撮影エリアＡ内の豚Ｐを真上から撮影する場合について説明したが、これに限られない。カメラ装置２０は、例えば、撮影エリアＡ内の豚Ｐを斜め上方から撮影しても良いし、真横から撮影しても良い。ただし、この場合、最適比率記憶部１２０に記憶される最適比率の値は、撮影方向に応じて異なり得る。

【0052】

＜推定対象の面積及び縦横比率の算出の他の例＞
ここで、上記のステップＳ１０１において、取得部１０１により取得された撮影画像Ｇに含まれる領域Ｑに対して、所定の画像処理が行われても良い。例えば、図６に示すように、領域Ｑを加工して、豚Ｐの頭部に相当する部分の領域を除去した領域Ｑ´としても良い。この場合、上記のステップＳ１０２では、領域Ｑ´の面積が算出される。

【0053】

また、この場合、図６に示すように、上記のステップＳ１０３では、領域Ｑ´を含む最小の四角形である境界Ｂ´を特定される。したがって、上記のステップＳ１０３では、境界Ｂ´の縦横比率が算出される。

【0054】

このように、豚Ｐの頭部に相当する部分の領域を除去するような画像処理を行っても良い。又は、頭部のうち耳の部分に相当する領域や尻尾に相当する部分の領域等を除去するような画像処理を行っても良い。このような画像処理を行うことで、より誤差の少ない体重を出力することができる。これは、頭部や耳、尻尾等は、カメラ装置２０で撮影する際に動くため、誤差の発生に影響するためである。

【0055】

＜体重出力処理の他の例＞
以降では、体重出力処理の他の例について、図７を参照しながら説明する。図７は、本実施形態に係る体重出力処理の他の例を示すフローチャートである。なお、図７のステップＳ２０１〜ステップＳ２０２は、図３のステップＳ１０１〜ステップＳ１０２とそれぞれ同様であるため、その説明を省略する。

【0056】

ステップＳ２０３：特定部１０５は、比率算出部１０３により算出された縦横比率と、最適比率記憶部１２０に記憶されている最適比率とが一致するか否かを判定する。

【0057】

比率算出部１０３により算出された縦横比率と、最適比率記憶部１２０に記憶されている最適比率とが一致すると判定された場合、ステップＳ２０４に進む。一方で、比率算出部１０３により算出された縦横比率と、最適比率記憶部１２０に記憶されている最適比率とが一致すると判定されなかった場合、ステップＳ２０１に戻る。これにより、比率算出部１０３により算出された縦横比率が、最適比率と一致するまで、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０３が繰り返し実行される。

【0058】

なお、上記のステップＳ２０３では、比率算出部１０３により算出された縦横比率と、最適比率とが一致するか否かを判定したが、これに限られず、例えば、比率算出部１０３により算出された縦横比率が、最適比率から所定の範囲内である否かを判定しても良い。これにより、最適比率に近い縦横比率が算出された場合に、ステップＳ２０４以降の処理を実行することができる。

【0059】

ステップＳ２０４：面積算出部１０２は、上記のステップＳ２０３で判定された縦横比率（すなわち、例えば、最適比率と一致する縦横比率）の算出に用いられた撮影画像における豚Ｐを示す領域の面積を算出する。なお、面積の算出は、例えば、上記のステップＳ２０３の前に行われても良い。

【0060】

ステップＳ２０５：体重推定部１０４は、図３のステップＳ１０４と同様に、面積算出部１０２により算出された面積から豚Ｐの体重を推定する。

【0061】

ステップＳ２０６：出力部１０６は、体重推定部１０４により推定された体重を出力する。これにより、最適比率と一致する縦横比率が算出された場合（又は、最適比率に近い縦横比率が算出された場合）に、当該縦横比率の算出に用いられた撮影画像から豚Ｐの体重を推定及び出力することができる。したがって、この場合、図３の体重出力処理と異なり、撮影画像毎に、豚Ｐの体重を推定及び記憶しておく必要がなく、より簡易に豚Ｐの体重を得ることができる。

【0062】

本発明は、具体的に開示された上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

【符号の説明】

【0063】

１ 体重出力システム
１０ 体重出力装置
２０ カメラ装置
１００ 体重出力処理部
１０１ 取得部
１０２ 面積算出部
１０３ 比率算出部
１０４ 体重推定部
１０５ 特定部
１０６ 出力部
１１０ 比率・体重記憶部
１２０ 最適比率記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】