特開 2023-119209 牛の評価装置及び牛の評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023119209

(43)【公開日】2023-08-28

(54)【発明の名称】牛の評価装置及び牛の評価方法

(51)【国際特許分類】

   A01K 29/00 20060101AFI20230821BHJP

【ＦＩ】

A01K29/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022021948

(22)【出願日】2022-02-16

(71)【出願人】

【識別番号】501203344

【氏名又は名称】国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】平田 晃

(72)【発明者】

【氏名】西川 純

(72)【発明者】

【氏名】川出 哲生

(57)【要約】

【課題】多様な飼育現場に適用することが可能な牛の評価装置及び牛の評価方法を提供すること。
【解決手段】牛の評価装置１００は、立位にある牛を略真後ろから撮像した二次元の撮像画像５０を取得し、撮像画像５０から牛の輪郭線６０を抽出し、輪郭線６０から牛の身体の横幅方向の大きさに関する基準寸法を特定し、輪郭線６０の最も左側の最左点から輪郭線６０の内側に基準寸法の第１割合に相当する第１距離と基準寸法の第２割合に相当する第２距離それぞれ離れかつ離れた方向に略直交する２つの直線３３０、３３２で挟まれた基準範囲３０６を特定し、輪郭線６０のうち基準範囲３０６内に位置する連続する部分上の複数の点３０７から複数の直線３１０ａ～３１０ｅを決定し、決定した複数の直線３１０ａ～３１０ｅの最大傾き、最小傾き、又は平均傾きを算出し、算出した最大傾き、最小傾き又は平均傾きから牛の肉付きを評価する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

立位にある牛を略真後ろ又は略正面から撮像した二次元の撮像画像を取得する画像取得部と、
前記撮像画像から、前記牛の輪郭線を抽出する抽出部と、
前記輪郭線から前記牛の身体の横幅方向の大きさに関する基準寸法を特定し、前記輪郭線の最も左側の最左点、最も右側の最右点、又は最も上側の最上点から前記輪郭線の内側に前記基準寸法の第１割合に相当する第１距離と前記基準寸法の第２割合に相当する第２距離それぞれ離れかつ離れた方向に略直交する２つの直線で挟まれた基準範囲を特定し、前記輪郭線のうち前記基準範囲内に位置する連続する部分上の複数の点から１又は複数の直線を決定する決定部と、
前記決定部が決定した前記１又は複数の直線の傾き又は前記傾きから得られる値を算出する算出部と、
前記算出部が算出した前記傾き又は前記傾きから得られる値から、前記牛の肉付きを評価する評価部と、を備える牛の評価装置。

【請求項2】

前記決定部は、前記輪郭線が抽出された抽出画像内で前記輪郭線の前記最左点を通り垂直方向に伸びる直線と、前記抽出画像内で前記輪郭線の前記最右点を通り垂直方向に伸びる直線と、の間の距離を、前記牛の身体の横幅方向に関する前記基準寸法として特定する、請求項１に記載の牛の評価装置。

【請求項3】

前記決定部は、前記輪郭線の前記最左点又は前記最右点から前記輪郭線の内側に前記第１距離と前記第２距離それぞれ離れた前記２つの直線の間に位置する前記基準範囲を特定し、前記第１割合として１６％以上の値を用い、前記第２割合として４０％以下の値を用いる、請求項２に記載の牛の評価装置。

【請求項4】

前記決定部は、前記第１割合として１６％以上２４％以下の値を用い、前記第２割合として２８％以上４０％以下の値を用いる、請求項３に記載の牛の評価装置。

【請求項5】

前記決定部は、前記輪郭線の前記最上点から前記輪郭線の内側に前記第１距離と前記第２距離それぞれ離れた前記２つの直線の間に位置する前記基準範囲を特定し、前記第１割合として１５％以上の値を用い、前記第２割合として３５％以下の値を用いる、請求項２に記載の牛の評価装置。

【請求項6】

前記決定部は、前記第１割合として１５％以上２５％以下の値を用い、前記第２割合として２８％以上３５％以下の値を用いる、請求項５に記載の牛の評価装置。

【請求項7】

前記決定部は、前記１又は複数の直線として、前記基準範囲の両端における前記輪郭線上の点を通る１本の直線を決定する、請求項１から６のいずれか一項に記載の牛の評価装置。

【請求項8】

前記決定部は、前記１又は複数の直線として、前記輪郭線のうち前記基準範囲内に位置する連続する部分上の前記複数の点から複数の直線を決定し、
前記算出部は、前記複数の直線の最大傾き、最小傾き、または平均傾きを算出する、請求項１から６のいずれか一項に記載の牛の評価装置。

【請求項9】

前記評価部は、前記牛の肉付きの評価としてボディコンディションスコアを評価する、請求項１から８のいずれか一項に記載の牛の評価装置。

【請求項10】

前記牛を撮像する撮像部を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の牛の評価装置。

【請求項11】

立位にある牛を略真後ろ又は略正面から撮像した二次元の撮像画像から前記牛の輪郭線を抽出し、
抽出した前記輪郭線から前記牛の身体の横幅方向の大きさに関する基準寸法を特定し、前記輪郭線の最も左側の最左点、最も右側の最右点、又は最も上側の最上点から前記輪郭線の内側に前記基準寸法の第１割合に相当する第１距離と前記基準寸法の第２割合に相当する第２距離それぞれ離れかつ離れた方向に略直交する２つの直線で挟まれた基準範囲を特定し、前記輪郭線のうち前記基準範囲内に位置する連続する部分上の複数の点から１又は複数の直線を決定し、
決定した前記１又は複数の直線の傾き又は前記傾きから得られる値を算出し、
算出した前記傾き又は前記傾きから得られる値から、前記牛の肉付きを評価する、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする牛の評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、牛の評価装置及び牛の評価方法に関する。

【背景技術】

【0002】

牛の飼養管理におけるエネルギーバランスを評価するために、牛の体脂肪の付着状態（肉付き状態）を評価することが行われている。体脂肪の付着状態を示す指標の１つとしてボディコンディションスコアがある。通常、ボディコンディションスコアの判定は獣医師や酪農の専門家によって行われるが、人が判定をするために判定基準があいまいとなり、判定にばらつきが生じてしまう。一方、動物の三次元画像に基づいて身体の状態を示すスコアを評価する方法（例えば特許文献１）や、動物を撮像した二次元画像に基づいて身体の状態を示すスコアを評価する方法（例えば特許文献２）が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１２－５１０２７８号公報

【特許文献2】欧州特許第２０２７７７０号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の評価方法は、動物の三次元画像を用いて身体の状態を示すスコアを算出するため、大掛かりな設備が設置された特定の場所での撮像が必要であり、多様な飼育現場に適用することは難しい。特許文献２に記載の評価方法では、動物の二次元画像を用いるが、動物を上方から撮像した二次元画像を用いるため、動物を上方から撮像できる設備が設置された特定の場所での撮像が必要であり、特許文献１と同様に、多様な飼育現場に適用することは難しい。

【0005】

本発明は上記の課題に鑑みなされたものであり、多様な飼育現場に適用することが可能な牛の評価装置及び牛の評価方法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】

【0006】

本発明の牛の評価装置は、立位にある牛を略真後ろ又は略正面から撮像した二次元の撮像画像を取得する画像取得部と、前記撮像画像から、前記牛の輪郭線を抽出する抽出部と、前記輪郭線から前記牛の身体の横幅方向の大きさに関する基準寸法を特定し、前記輪郭線の最も左側の最左点、最も右側の最右点、又は最も上側の最上点から前記輪郭線の内側に前記基準寸法の第１割合に相当する第１距離と前記基準寸法の第２割合に相当する第２距離それぞれ離れかつ離れた方向に略直交する２つの直線で挟まれた基準範囲を特定し、前記輪郭線のうち前記基準範囲内に位置する連続する部分上の複数の点から１又は複数の直線を決定する決定部と、前記決定部が決定した前記１又は複数の直線の傾き又は前記傾きから得られる値を算出する算出部と、前記算出部が算出した前記傾き又は前記傾きから得られる値から、前記牛の肉付きを評価する評価部と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、多様な飼育現場に適用することが可能な牛の評価装置及び牛の評価方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る牛の評価装置の構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、第１の実施形態における制御部の機能構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、画像取得部が取得する画像の一例を示す図である。

【図4】図４は、抽出部が実行する処理を説明するための図である。

【図5】図５は、第１の実施形態における決定部及び算出部が実行する処理を説明するための図である。

【図6】図６（ａ）から図６（ｃ）は、肉付きの異なる牛の撮像画像である。

【図7】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、牛の肉付きと、算出部が算出する直線の傾きと、の関係を示す図である。

【図8】図８は、ボディコンディションスコアと、算出部が算出した複数の直線の最大傾き、最小傾き、及び平均傾きと、の相関を調査した実験結果である。

【図9】図９は、第１の実施形態に係る牛の評価装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図10】図１０は、第１の実施形態における牛の肉付きの評価方法の一例を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、第１の実施形態の変形例における決定部及び算出部が実行する処理を説明するための図である。

【図12】図１２は、ボディコンディションスコアと算出部が算出した直線の傾きとの相関を調査した実験結果を示す図である。

【図13】図１３は、第２の実施形態における決定部及び算出部が実行する処理を説明するための図である。

【図14】図１４は、ボディコンディションスコアと、算出部が算出した複数の直線の平均傾きと、の相関を調査した実験結果を示す図である。

【図15】図１５（ａ）は、立位にある牛を略真後ろから撮像した撮像画像、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の牛を略正面から撮像した撮像画像である。

【図16】図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）の撮像画像から牛の輪郭線を抽出した抽出画像である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

《第１の実施形態》
以下、第１の実施形態に係る牛の評価装置１００について、図１～図１０に基づいて説明する。図１には、第１の実施形態に係る牛の評価装置１００の構成がブロック図にて示されている。図２には、制御部２２の機能構成がブロック図にて示されている。本第１の実施形態では、評価装置１００は、作業者が携帯して利用する携帯型情報機器であるとする。携帯型情報機器として、例えばスマートフォン、タブレット型パソコン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、スマートグラス等が挙げられる。評価装置１００は、例えば、電話機能やメール機能、インターネット等に接続するための通信機能、及びプログラムを実行するためのデータ処理機能等を有する。

【0010】

評価装置１００は、図１に示すように、表示部１２と、操作部１４と、通信部１６と、撮像部１８と、記憶部２０と、制御部２２と、を備える。

【0011】

表示部１２は、画像や、各種情報、及びタッチ操作ボタン等の操作入力用画像等を表示する表示デバイスである。

【0012】

操作部１４は、タッチパネルやスイッチ等のデバイスである。タッチパネルは、作業者が触れたことに応じて情報入力を受け付け、受け付けた情報を制御部２２に送信する。タッチパネルは、例えば表示部１２に組み込まれている。したがって、タッチパネルは、作業者が表示部１２の表面をタッチすることに応じて、種々の情報入力を受け付ける。スイッチは、作業者から評価装置１００に対する操作を受け付ける操作部材であり、受け付けた情報を制御部２２に送信する。

【0013】

通信部１６は、他の機器と近距離無線通信（例えばＮＦＣ（Near Field Communication））を行ったり、ネットワークに接続された他の機器と無線通信（例えば携帯電話回線や無線ＬＡＮ（Local Area Network）等を用いた通信）を行ったりする通信インターフェースである。

【0014】

撮像部１８は、静止画や動画等の画像を撮像するデバイスである。撮像部１８は、評価装置１００を携帯する作業者が操作部１４を操作することに応じて撮像する。作業者は、牛の肉付きを評価する場合に、撮像部１８によって立位にある牛を略真後ろから撮像する。略真後ろから撮像するとは、牛の左右の腰角周りの輪郭が写る範囲で撮像することである。したがって、作業者は、例えば、牛の後方数ｍ（例えば１ｍ～２ｍ）の位置から、牛の左右の腰角周りの輪郭が写るように撮像する。

【0015】

記憶部２０は、牛の撮像画像や牛の輪郭線を抽出した抽出画像、牛の肉付きを評価した評価結果等、各種情報を記憶する。

【0016】

制御部２２は、牛の評価装置１００の各部を制御する処理部である。図２に示すように、制御部２２は、画像取得部３０、抽出部３２、決定部３８、算出部３４、及び評価部３６を有する。

【0017】

図３には、画像取得部３０が取得する画像の一例が示されている。図３に示すように、画像取得部３０は、例えば、立位にある牛を略真後ろから撮像した撮像画像５０を取得する。取得する牛の撮像画像５０は、撮像部１８が撮像した画像であってもよいし、他の機器が撮像した画像を通信部１６により受信した画像であってもよい。また、取得する牛の撮像画像５０は、記憶部２０に記憶されていたものの中から作業者が操作部１４を用いて選択したものであってもよい。画像取得部３０は、取得した牛の撮像画像５０を表示部１２に表示してもよい。これにより、作業者は、これから肉付きを評価する牛を表示部１２上で視覚的に認識することができる。

【0018】

図４は、抽出部３２が実行する処理を説明するための図である。図４に示すように、抽出部３２は、画像取得部３０が取得した牛の撮像画像５０から、牛の輪郭をなぞった輪郭線６０を抽出する。輪郭線６０の抽出は、一般的に知られた画像処理技術を用いることができる。抽出部３２は、抽出した牛の輪郭線６０のみを表した抽出画像５１を表示部１２に表示してもよい。これにより、作業者は、これから肉付きを評価する牛の輪郭を表示部１２上で視覚的に認識することができる。抽出画像５１の外形は撮像画像５０の外形と同じであり、画像の枠に対する牛の位置は抽出画像５１と撮像画像５０とで同じである。

【0019】

輪郭線６０の上部の左右両側には山部６１ａ、６１ｂが存在する。山部６１ａ、６１ｂは、牛の腰角に対応する部分である。山部６１ａは、山部６１ａの輪郭線６０上の略中央の点を頂点６２ａとし、頂点６２ａから輪郭線６０の上部中央側（牛の背骨側）に伸びる第１曲線部６３ａと、頂点６２ａから輪郭線６０の側部下側（牛の腹側）に伸びる第２曲線部６４ａと、を有する。同様に、山部６１ｂは、山部６１ｂの輪郭線６０上の略中央の点を頂点６２ｂとし、頂点６２ｂから輪郭線６０の上部中央側（牛の背骨側）に伸びる第１曲線部６３ｂと、頂点６２ｂから輪郭線６０の側部下側（牛の腹側）に伸びる第２曲線部６４ｂと、を有する。なお、第１曲線部６３ａ、６３ｂは、山部６１ａ、６１ｂの輪郭線６０上の略中央の点（頂点６２ａ、６２ｂ）から他方の山部側（牛の背骨側）に伸びる曲線部であるといえる。また、第２曲線部６４ａ、６４ｂは、山部６１ａ、６１ｂの輪郭線６０上の略中央の点（頂点６２ａ、６２ｂ）から、第１曲線部６３ａ、６３ｂとは反対側に伸びる曲線部であるといえる。

【0020】

図５は、第１の実施形態における決定部３８及び算出部３４が実行する処理を説明するための図である。図５は、輪郭線６０の上側部分を拡大した図であり、図の明瞭化のために模式的に図示している（以下の同様な図においても同じ）。図５に示すように、決定部３８は、まず、輪郭線６０から牛の身体の横幅方向の大きさに関する基準寸法を特定する。本第１の実施形態では、輪郭線６０の最も左側の最左点３０２を通り抽出画像５１内で垂直方向（上下方向）に伸びる垂直線３０４と、輪郭線６０の最も右側の最右点３０３を通り抽出画像５１内で垂直方向（上下方向）に伸びる垂直線３０５と、の間の距離Ｗを基準寸法として特定する。最左点３０２は、例えば、抽出画像５１内で上下方向に伸びる垂直線を左側から輪郭線６０の近づけて行き、垂直線が輪郭線６０に最初に接した点を最左点３０２と特定することができる。また、その他の方法によって最左点３０２を特定してもよく、例えば、抽出画像５１をＸ－Ｙ座標系に変換し、抽出画像５１の各画素のＸ、Ｙ座標から最左点３０２を特定してもよいし、輪郭線６０のなかで抽出画像５１の左側の端辺からの距離が最も短い点を最左点３０２としてもよい。最右点３０３についても同様である。

【0021】

次いで、決定部３８は、特定した基準寸法Ｗの第１割合に相当する第１距離と、基準寸法Ｗの第２割合に相当する第２距離と、を特定する。そして、決定部３８は、輪郭線６０の最左点３０２から輪郭線６０の内側に第１距離だけ離れかつ離れた方向に略直交（例えば直交）する直線３３０と、最左点３０２から輪郭線６０の内側に第２距離だけ離れかつ離れた方向に略直交（例えば直交）する直線３３２と、で挟まれた基準範囲３０６を特定する。本第１の実施形態では、決定部３８は、第１割合として２０％を用いて、第１距離として０．２Ｗを特定し、第２割合として３０％を用いて、第２距離として０．３Ｗを特定する。したがって、基準範囲３０６は、最左点３０２を通る垂直線３０４から０．２Ｗ以上０．３Ｗ以下で離れた範囲であるとも言える。次いで、決定部３８は、輪郭線６０のうちの基準範囲３０６内に位置する連続する部分上の複数の点３０７を特定し、複数の点３０７のうちの２つの点を通る複数の直線３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、３１０ｅを決定する。本第１の実施形態では、複数の点３０７は、直線３３０、３３２と輪郭線６０とが交差する２点と、基準範囲３０６を左右方向に５等分する４本の垂直線と輪郭線６０とが交差する４点と、であるとする。また、本第１の実施形態では、複数の直線３１０ａ～３１０ｅは、６つの点３０７から得られる５組の隣接する２つの点の組み合わせそれぞれを通る５本の直線３１０ａ～３１０ｅとする。

【0022】

算出部３４は、決定部３８が決定した直線３１０ａ～３１０ｅの抽出画像５１内で水平方向（左右方向）に伸びる水平線に対する傾きを算出する。本第１の実施形態では、決定部３８が決定した直線３１０ａ～３１０ｅが抽出画像５１内で左下から右上に伸びている場合の傾きを正とし、右下から左上に伸びている場合の傾きを負とする。算出部３４は、複数の直線３１０ａ～３１０ｅそれぞれの傾きから、最大傾き、最小傾き、又は平均傾きを求める。算出部３４が算出する直線３１０ａ～３１０ｅの傾きは、山部６１ａの傾斜の度合いを示す指標値の１つである。

【0023】

評価部３６は、算出部３４が算出した直線３１０ａ～３１０ｅの最大傾き、最小傾き、又は平均傾きから、撮像画像５０に写された牛の肉付きを評価する。肉付きとして、例えばボディコンディションスコアを評価する。

【0024】

ここで、算出部３４が算出する直線３１０ａ～３１０ｅの最大傾き、最小傾き、又は平均傾きと、ボディコンディションスコアと、の関係について説明する。なお、ボディコンディションスコアは、体脂肪の付着状態を示す指標であり、例えば１．００～５．００の点数を付ける場合があり、値が大きいほど肉付きが良いことを意味する。

【0025】

図６（ａ）から図６（ｃ）は、肉付きの異なる牛の撮像画像５０である。図６（ａ）は、肉付きが悪い牛の撮像画像５０、図６（ｂ）は、図６（ａ）の牛よりも肉付きが良い牛の撮像画像５０、図６（ｃ）は、肉付きが更に良い牛の撮像画像５０である。図６（ａ）の牛は、専門家によるボディコンディションスコアの評価は２．２５であった。図６（ｂ）の牛は３．００であり、図６（ｃ）の牛は４．００であった。図６（ａ）から図６（ｃ）に示すように、肉付きが異なる（すなわちボディコンディションスコアが異なる）ことで、腰角周りの肉付きが変化し、立位にある牛を略真後ろから見たときの腰角の形状が異なることが確認できる。

【0026】

図７（ａ）及び図７（ｂ）は、牛の肉付きと、算出部３４が算出する複数の直線３１０ａ～３１０ｅの傾きと、の関係を示す図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の牛より肉付きのよい牛の輪郭線６０を示している。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、肉付きの違いによって、直線３１０ａ～３１０ｅの傾き具合が異なる。このことから、直線３１０ａ～３１０ｅの傾きを求めることで、牛の肉付きを評価できると考えられる。

【0027】

［実験］
獣医師等の専門家が評価したボディコンディションスコアと、算出部３４が算出した直線３１０ａ～３１０ｅの最大傾き、最小傾き、及び平均傾きと、の相関を調査する実験を行った。実験は、乳牛（ホルスタイン種）に対して行った。

【0028】

図８には、ボディコンディションスコアと、算出部３４が算出した複数の直線３１０ａ～３１０ｅの最大傾き、最小傾き、及び平均傾きと、の相関を調査した実験結果が示されている。図８の横軸（ｘ軸）は専門家が評価したボディコンディションスコアであり、縦軸は算出部３４が算出した傾きである。図８中の複数の黒丸は直線３１０ａ～３１０ｅの最大傾きを用いたときの乳牛１頭１頭の結果を示していて、点線の直線はそのときの近似直線（回帰直線）を示している。複数の黒四角は直線３１０ａ～３１０ｅの最小傾きを用いたときの乳牛１頭１頭の結果を示していて、一点鎖線の直線はそのときの近似直線（回帰直線）を示している。複数の黒三角は直線３１０ａ～３１０ｅの平均傾きを用いたときの乳牛１頭１頭の結果を示していて、破線の直線はそのときの近似直線（回帰直線）を示している。図８に示すように、直線３１０ａ～３１０ｅの最大傾き、最小傾き、及び平均傾きのいずれを用いた場合であっても、傾きの負の値が大きくなるほどボディコンディションスコアは低くなり、傾きの正の値が大きくなるほどボディコンディションスコアは高くなっている。最大傾きを用いた点線の近似直線はｙ＝０．２０８４ｘ－０．４８９５と求まり、決定係数Ｒ^２は０．６３１７であった。最小傾きを用いた一点鎖線の近似直線はｙ＝０．２５２８ｘ－１．０６６５と求まり、決定係数Ｒ^２は０．８７７２であった。平均傾きを用いた破線の近似直線はｙ＝０．２２０３ｘ－０．７６９２と求まり、決定係数Ｒ^２は０．８９９６であった。このことから、ボディコンディションスコアと、算出部３４が算出する直線３１０ａ～３１０ｅの傾きと、には強い相関関係があることが確認された。

【0029】

このように、ボディコンディションスコアと算出部３４が算出する直線３１０ａ～３１０ｅの傾きとには強い相関関係があることから、評価部３６は直線３１０ａ～３１０ｅの最大傾き、最小傾き、又は平均傾きから牛の肉付きを評価することで、牛の肉付きを精度良く評価できることが分かる。評価部３６は、例えば、記憶部２０に記憶された、傾きとボディコンディションスコアとが関連付けられたスコア情報を用いてボディコンディションスコアを評価する。

【0030】

表１には、記憶部２０に記憶されたスコア情報の一例が示されている。表１に示すように、スコア情報においては、傾きとボディコンディションスコアとが関連付けられている。例えば、傾きが－ａ未満の場合のボディコンディションスコアは１．００、－ａ以上－ｂ未満の場合のボディコンディションスコアは１．５０、・・・、－ｄ以上+ｅ未満の場合のボディコンディションスコアは３．００等のように、傾きとボディコンディションスコアとが関連付けられている。なお、表１では、ボディコンディションスコアが０．５刻みの場合を例に示したが、その他の場合でもよい。例えば、０．２５刻みの場合でもよいし、２．００～４．００の間は０．２５刻みで、それ以外は０．５０刻みの場合でもよい。なお、最大傾き、最小傾き、及び平均傾きではそれぞれ別の表を用いる。

【表1】

【0031】

なお、記憶部２０に記憶されるスコア情報は、傾きとボディコンディションスコアとが関連付けられた情報であれば、表１に示したスコア情報以外であってもよい。例えば、図８に示す近似直線のような一次関数（ｙ＝ａｘ＋ｂ）がスコア情報として記憶部２０に記憶されていてもよい。この場合、ｙに傾きを代入することで得られたｘの値に対して四捨五入や、切り上げ、切り捨て等の端数処理を行ってボディコンディションスコアを評価してもよい。

【0032】

図９は、第１の実施形態に係る牛の評価装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。図９に示すように、牛の評価装置１００は、記憶装置７０、メモリ７１、プロセッサ７２、通信インターフェース７３、入力装置７４、表示装置７５、及び撮像装置７６を有する。これらの各部はバス７７により相互に接続される。

【0033】

記憶装置７０は、フラッシュメモリ等の不揮発性の半導体メモリであって、牛の評価プログラム７８を記憶する。

【0034】

メモリ７１は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等のようなデータを一時的に記憶するハードウェアである。図１における記憶部２０は、記憶装置７０とメモリ７１によって実現される。

【0035】

プロセッサ７２は、牛の評価装置１００の各部を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアである。プロセッサ７２は、メモリ７１と協働して牛の評価プログラム７８を実行する。このように、メモリ７１とプロセッサ７２とが協働して牛の評価プログラム７８を実行することにより、図２における制御部２２の各機能が実現される。

【0036】

通信インターフェース７３は、牛の評価装置１００を他の機器と近距離無線通信又はネットワークを介した無線通信をさせるためのハードウェアである。通信インターフェース７３により図１における通信部１６が実現される。

【0037】

入力装置７４は、作業者が牛の評価装置１００を操作するためのタッチパネルやスイッチ等の入力デバイスである。入力装置７４により図１における操作部１４が実現される。

【0038】

表示装置７５は、図１における表示部１２を実現するためのハードウェアであり、牛の撮像画像５０や抽出画像５１、牛の肉付きの評価結果等を表示するための液晶ディスプレイ等の表示デバイスである。

【0039】

撮像装置７６は、図１における撮像部１８を実現するためのハードウェアであり、レンズや撮像素子等を備える。

【0040】

次に、第１の実施形態における牛の肉付きの評価方法の一例について、図１０のフローチャートに沿って説明する。図１０の処理は、評価装置１００の制御部２２によって実行される。なお、記憶部２０には、一例として表１のようなスコア情報が格納されているとする。

【0041】

図１０の処理では、まず、ステップＳ１０において、制御部２２の画像取得部３０は、牛の評価プログラム７８が起動されるまで待機する。この場合、作業者の操作（例えば操作部１４への入力操作又はマイク（不図示）への音声入力等）に応じて制御部２２が牛の評価プログラム７８を起動した段階で、ステップＳ１２に移行する。

【0042】

ステップＳ１２に移行すると、画像取得部３０は、肉付きの評価を行う牛が撮像された撮像画像５０を取得する（図３参照）。牛の撮像画像５０は、立位にある牛が略真後ろから撮像された画像である。画像取得部３０は、例えば、作業者が撮像部１８を用いて撮像した牛の撮像画像を取得する。なお、画像取得部３０は、通信部１６を介して他の機器から受信した牛の撮像画像、又は記憶部２０に記憶された複数の牛の撮像画像の中から作業者が操作部１４を操作することで選択した牛の撮像画像を取得してもよい。なお、画像取得部３０は、牛の評価プログラム７８が起動した後に、作業者が撮像部１８によって牛を撮像できるよう、カメラ機能を立ち上げてもよい。作業者が撮像部１８によって牛を撮像した場合、撮像した牛の画像と、この撮像画像を選択するか否かを問う選択ボタンと、を表示部１２に表示し、作業者が選択しないことを選んだ場合、カメラ機能を再度立ち上げるようにしてもよい。

【0043】

制御部２２の抽出部３２は、ステップＳ１４において、ステップＳ１２で取得した牛の撮像画像５０から牛の輪郭をなぞった輪郭線６０を抽出する（図４参照）。これにより、牛の輪郭線６０が示された抽出画像５１が生成される。輪郭線６０を抽出するにあたり、抽出部３２は、輪郭線６０を良好な精度で抽出するために、撮像画像５０内の牛以外の背景を除去する処理を行ってもよい。

【0044】

次いで、ステップＳ１６では、制御部２２の決定部３８は、輪郭線６０から牛の身体の横幅方向の大きさに関する基準寸法を特定し、輪郭線６０の最左点３０２から基準寸法の第１割合に相当する第１距離だけ離れた直線３３０と、基準寸法の第２割合に相当する第２距離だけ離れた直線３３２と、で挟まれた基準範囲３０６を特定する（図５参照）。そして、決定部３８は、輪郭線６０のうちの基準範囲３０６内に位置する連続する部分上の複数の点３０７から複数の直線３１０ａ～３１０ｅを特定する（図５参照）。本第１の実施形態では、決定部３８は、輪郭線６０の最左点３０２を通る垂直線３０４と、輪郭線６０の最右点３０３を通る垂直線３０５と、の間の距離Ｗを、牛の身体の横幅方向の大きさに関する基準寸法として特定する。そして、決定部３８は、輪郭線６０の最左点３０２から０．２Ｗだけ離れた直線３３０と０．３Ｗだけ離れた直線３３２とで挟まれた基準範囲３０６を特定し、輪郭線６０のうちの基準範囲３０６内に位置する連続する部分上の複数の点３０７のうち隣接する２つの点の組を通る複数の直線３１０ａ～３１０ｅを決定する（図５参照）。

【0045】

次いで、ステップＳ１８では、制御部２２の算出部３４は、ステップＳ１６で決定した複数の直線３１０ａ～３１０ｅの最大傾き、最小傾き、又は平均傾きを算出する。

【0046】

次いで、ステップＳ２０では、制御部２２の評価部３６は、ステップＳ１８で算出した直線３１０ａ～３１０ｅの最大傾き、最小傾き、又は平均傾きと、記憶部２０に記憶された表１のようなスコア情報とから、撮像画像５０に写された牛の肉付き（ボディコンディションスコア）を評価する。

【0047】

次いで、ステップＳ２２では、評価部３６は、ステップＳ２０で評価したボディコンディションスコアを表示部１２に表示すると共に、記憶部２０に記憶する。例えば、評価部３６は、牛の撮像画像５０と共にボディコンディションスコアを表示部１２に表示してもよい。また、評価部３６は、作業者が操作部１４を操作して入力した牛の個体識別番号等の個体識別情報と、評価したボディコンディションスコアと、を関連付けて記憶部２０に記憶してもよい。なお、評価部３６は、作業者が操作部１４を操作することで入力した個体識別情報を取得する場合に限られず、牛の体に取り付けられた識別票の画像を撮像部１８が撮像した撮像画像から個体識別情報を取得する場合や、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）技術を用いて、牛の体に取り付けられたＲＦタグから通信部１６が個体識別情報を受信することで取得する場合等でもよい。また、カメラや通信装置を牛舎内外の通路に設置し、通路を通過する牛をセンサで検出できるようにしておき、通路を通過する牛をカメラが撮像した撮像画像を通信部１６が取得し、その撮像画像に写された識別票の画像から個体識別情報を取得してもよいし、通路を通過する牛に取り付けられたＲＦタグから通信装置が個体識別情報を受信し、通信部１６が通信装置から個体識別情報を受け取ることで取得してもよい。また、評価部３６は、ボディコンディションスコアを評価した牛の個体識別番号と、当該牛を撮像した撮像画像５０と、撮像日と、当該牛のボディコンディションスコアと、を関連付けた１つの情報として記憶部２０に記憶してもよい。

【0048】

［変形例］
上記第１の実施形態では、決定部３８は複数の直線３１０ａ～３１０ｅを決定する場合を例に示したが、１つの直線を決定する場合でもよい。図１１は、第１の実施形態の変形例における決定部３８及び算出部３４が実行する処理を説明するための図である。図１１に示すように、決定部３８は、図５において説明した方法と同じ方法によって基準範囲３０６を特定する。そして、決定部３８は、基準範囲３０６の両端での輪郭線６０上の点３０７を特定し、２つの点３０７を通る直線３１０を決定する。

【0049】

算出部３４は、決定部３８が決定した直線３１０の傾きを算出する。評価部３６は、算出部３４が算出した傾きから、牛の肉付きを評価する。

【0050】

［実験］
獣医師等の専門家が評価したボディコンディションスコアと、算出部３４が算出した直線３１０の傾きと、の相関を調査する実験を行った。実験は、乳牛（ホルスタイン種）に対して行った。

【0051】

図１２には、ボディコンディションスコアと算出部３４が算出した直線３１０の傾きとの相関を調査した実験結果が示されている。図１２の横軸（ｘ軸）は専門家が評価したボディコンディションスコアであり、縦軸は算出部３４が算出した傾きである。図１２中の複数の黒丸は実験をした乳牛１頭１頭の結果を示していて、点線の直線は近似直線（回帰直線）を示している。図１２に示すように、基準範囲３０６の両端における輪郭線６０上の２つの点３０７を通る直線３１０の傾きを用いた場合でも、傾きの負の値が大きくなるほどボディコンディションスコアは低くなり、傾きの正の値が大きくなるほどボディコンディションスコアは高くなる。近似直線はｙ＝０．２２２３ｘ－０．７６９７と求まり、決定係数Ｒ^２は０．８８４４であった。このことから、基準範囲３０６の両端における輪郭線６０上の２つの点３０７を通る直線３１０の傾きから牛の肉付きを評価する場合でも、牛の肉付きを精度良く評価できることが分かる。

【0052】

以上説明したように、本第１の実施形態及びその変形例によれば、画像取得部３０は、立位にある牛を略真後ろから撮像した二次元の撮像画像５０を取得する（図３参照）。抽出部３２は、撮像画像５０から、牛の輪郭線６０を抽出する（図４参照）。決定部３８は、輪郭線６０の最左点３０２を通る垂直線３０４と、輪郭線６０の最右点３０３を通る垂直線３０５と、の距離Ｗを、輪郭線６０から牛の身体の横幅方向の大きさを示す基準寸法として特定する（図５参照）。そして、決定部３８は、輪郭線６０上の最左点３０２から輪郭線６０の内側に基準寸法Ｗの２０％（第１割合）に相当する第１距離だけ離れた直線３３０と、３０％（第２割合）に相当する第２距離だけ離れた直線３３２と、で挟まれた基準範囲３０６を特定し、輪郭線６０のうちの基準範囲３０６内に位置する連続する部分上の複数の点３０７から１又は複数の直線３１０又は３１０ａ～３１０ｅを決定する（図５、図１１参照）。算出部３４は、決定部３８が決定した直線３１０又は３１０ａ～３１０ｅの傾き又は各々の傾きから得られる平均傾きを算出する。評価部３６は、算出部３４が算出した傾き又は傾きから得られる平均傾きから、撮像画像５０に写された牛の肉付きを評価する。このように、本第１の実施形態及びその変形例では、立位にある牛を略後ろから撮像した二次元の撮像画像５０を用いて牛の肉付きを評価するため、牛を三次元に撮像するための特別な設備や牛を上方から撮像するための特別な設備を必要とせず、多様な飼育現場に適用することができる。また、２次元画像である撮像画像５０に牛が大きく写された場合でも、小さく写された場合でも、直線の傾きは変化しないことから、直線の傾きから牛の肉付きを評価することで、正規化等の処理を行わなくても牛の肉付きを良好に評価することができる。更に、人が牛の肉付きを評価する場合は、判定基準があいまいとなって判定にばらつきが起こるが、本第１の実施形態及びその変形例では、制御部２２が牛の肉付きの判定を行うため、判定のばらつきを抑えることができる。更に、立位にある牛を略真後ろから撮像した二次元の撮像画像５０を用いて牛の肉付きを評価することから、スマートフォン等の携帯性に優れて汎用性の高い評価装置１００を用いることができる。

【0053】

また、本第１の実施形態及びその変形例では、図５及び図１１のように、決定部３８は、輪郭線６０の最左点３０２を通る垂直線３０４と、輪郭線６０の最右点３０３を通る垂直線３０５と、の間の距離Ｗを、牛の身体の横幅方向に関する基準寸法として特定する。このような基準寸法Ｗを用いて基準範囲３０６を特定し、特定した基準範囲３０６内の輪郭線６０上の複数の点３０７から決定した直線３１０又は３１０ａ～３１０ｅの傾きは、図８及び図１２のように、ボディコンディションスコアとの相関性が高い。したがって、このような基準寸法Ｗを用いることで、牛の肉付きを精度良く評価することができる。

【0054】

また、本第１の実施形態の変形例では、図１１のように、決定部３８は、基準範囲３０６の両端における輪郭線６０上の２つ点３０７を通る直線３１０を決定する。直線３１０の決定は複数の直線３１０ａ～３１０ｅの決定よりも簡易な処理でできるとともに、直線３１０の傾きも直線３１０ａ～３１０ｅの傾きを算出する場合に比べて簡易な処理で算出できる。また、直線３１０の傾きを用いた場合でも、図１２のように、ボディコンディションスコアとの相関性が高い。したがって、牛の肉付きを簡易な処理によって、精度良く評価することができる。

【0055】

なお、上記第１の実施形態において、決定部３８が複数の直線３１０ａ～３１０ｅを決定した場合、算出部３４は複数の直線３１０ａ～３１０ｅの平均傾きを算出する場合が好ましい。図８で説明したように、平均傾きは、ボディコンディションスコアとの相関性を示す決定係数Ｒ^２が高い。したがって、評価部３６が平均傾きからボディコンディションスコアを評価することで、牛の肉付きを精度良く評価することができる。

【0056】

［基準範囲３０６について］
上記第１の実施形態及びその変形例では、輪郭線６０の最左点３０２から輪郭線６０の内側に基準寸法Ｗの２０％（第１割合）に相当する第１距離だけ離れた直線３３０と、基準寸法Ｗの３０％（第２割合）に相当する第２距離だけ離れた直線３３２と、で挟まれた範囲を基準範囲３０６とする場合を例に示した。ここでは、輪郭線６０の最左点３０２からどの程度離れた範囲を基準範囲３０６とすることが好ましいかについて説明する。

【0057】

［実験］
輪郭線６０の最左点３０２から輪郭線６０の内側に基準寸法Ｗの第１割合以上第２割合以下で離れた範囲を基準範囲３０６とするにあたり、第１割合と第２割合を様々な値に変えることで複数の基準範囲３０６を特定した。そして、図８及び図１２と同様に、獣医師等の専門家が評価したボディコンディションスコアと、複数の基準範囲３０６各々において輪郭線６０上の複数の点３０７のうちの２点を通る傾きと、の相関を求め、相関性を示す近似直線から決定係数Ｒ^２を算出した。

【0058】

表２及び表３には、輪郭線６０の最左点３０２からの距離を異ならせた複数の基準範囲３０６各々において、ボディコンディションスコアと直線の傾きとの相関を示す近似直線から得られた決定係数Ｒ^２が示されている。表２の左側（下側）における基準範囲３０６と決定係数Ｒ^２は、基準範囲３０６の両端における輪郭線６０上の２点を通る１本の直線の傾きとボディコンディションスコアとの相関を示す近似直線から求めたものである。中央及び右側（上側）における基準範囲３０６と決定係数Ｒ^２は、基準範囲３０６内に０．０５Ｗの間隔で位置する輪郭線６０上の複数の点３０７のうちの隣接する２点を通る複数の直線の平均傾きとボディコンディションスコアとの相関を示す近似直線から求めたものである。表３は、基準範囲３０６内に０．０２Ｗの間隔で位置する輪郭線６０上の複数の点３０７のうちの隣接する２点を通る複数の直線の平均傾きとボディコンディションスコアとの相関を示す近似直線からを求めたものである。

【0059】

表２及び表３に示すように、基準範囲を０．２Ｗ～０．３Ｗ、０．２Ｗ～０．３５Ｗ、０．２Ｗ～０．４Ｗ、０．１６Ｗ～０．３４Ｗ、０．１８Ｗ～０．３２Ｗ、０．２２Ｗ～０．３Ｗ、０．２２Ｗ～０．２８Ｗとした場合に大きな決定係数Ｒ^２が得られた。このことから、輪郭線６０の最左点３０２から基準寸法Ｗの第１割合以上第２割合以下で離れた範囲を基準範囲３０６とする場合では、第１割合を１６％以上の値とし、第２割合を４０％以下の値とすることで、大きな決定係数Ｒ^２が得られることが分かる。

【0060】

【表2】

【表3】

【0061】

したがって、決定部３８は、輪郭線６０の最左点３０２から輪郭線６０の内側に基準寸法Ｗの第１割合に相当する第１距離だけ離れた直線３３０と、基準寸法Ｗの第２割合に相当する第２距離だけ離れた直線３３２と、で挟まれた基準範囲３０６を特定する場合、第１割合として１６％以上の値を用い、第２割合として４０％以下の値を用いることが好ましい。これにより、牛の肉付きを精度良く評価することができる。牛の肉付きを精度良く評価する点から、第１割合は１６％以上２４％以下の値を用いることが好ましく、１８％以上２２％以下の値を用いる場合がより好ましく、１９％以上２１％以下の値を用いる場合が更に好ましい。第２割合は２８％以上４０％以下の値を用いることが好ましく、３０％以上３８％以下の値を用いる場合がより好ましく、３４％以上３６％以下の値を用いる場合が更に好ましい。また、基準範囲３０６の抽出画像５１内の水平方向（牛の横幅方向）における幅は０．０５Ｗ以上が好ましく、０．０８Ｗ以上がより好ましく、０．１Ｗ以上が更に好ましい。

【0062】

なお、上記第１の実施形態及びその変形例では、決定部３８は、輪郭線６０の最左点３０２から輪郭線６０の内側に基準寸法Ｗの第１割合に相当する第１距離だけ離れた直線３３０と、基準寸法Ｗの第２割合に相当する第２距離だけ離れた直線３３２と、で挟まれた範囲を基準範囲３０６と特定する場合を例に示した。しかしながら、この場合に限られず、決定部３８は、輪郭線６０の最右点３０３から輪郭線６０の内側に基準寸法Ｗの第１割合に相当する第１距離だけ離れた直線と、基準寸法Ｗの第２割合に相当する第２距離だけ離れた直線とで挟まれた範囲を基準範囲３０６と特定する場合でもよい。この場合でも、第１割合及び第２割合は上述した値を用いることが好ましい。最右点３０３を用いて基準範囲３０６を特定する場合では、基準範囲３０６内の輪郭線６０上の複数の点３０７を通る直線の傾きの正負とボディコンディションスコアとの関係が、最左点３０２を用いて基準範囲３０６を特定する場合とは反対になる。すなわち、直線の傾きの正の値が大きくなるほどボディコンディションスコアは低くなり、傾きの負の値が大きくなるほどボディコンディションスコアは高くなる。

【0063】

なお、上記第１の実施形態において、算出部３４は、基準範囲３０６内の輪郭線６０上の複数の点３０７を通る複数の直線３１０ａ～３１０ｅの傾きの中央値を算出してもよい。

【0064】

なお、上記第１の実施形態において、決定部３８は、基準範囲３０６内の輪郭線６０上の複数の点３０７のうち１つの点を挟んで両側に位置する２つの点（１つ飛びの２点）の組を通る直線や、２つの点を挟んで両側に位置する２つの点（２つ飛びの２点）の組を通る直線を決定してもよい。また、決定部３８は、複数の点３０７から最小二乗法により求まる近似直線（回帰直線）を決定してもよい。

【0065】

なお、上記第１の実施形態において、評価部３６は、基準範囲３０６内の輪郭線６０上の複数の点３０７を通る複数の直線３１０ａ～３１０ｅそれぞれの傾きから得られる複数のボディコンディションスコアのうちの最大値によって牛の肉付きを評価してもよいし、最小値によって牛の肉付きを評価してもよいし、平均値によって牛の肉付きを評価してもよい。また、評価部３６は、最左点３０２から求めた基準範囲３０６において決定された１又は複数の直線の傾きから得られたボディコンディションスコアと、最右点３０３から求めた基準範囲３０６において決定された１又は複数の直線の傾きから得られたボディコンディションスコアと、の平均値によって牛の肉付きを評価してもよい。

【0066】

《第２の実施形態》
上記第１の実施形態及びその変形例では、決定部３８は輪郭線６０の最左点３０２又は最右点３０３から輪郭線６０の内側に基準寸法の第１割合に相当する第１距離だけ離れた直線と、基準寸法の第２割合に相当する第２距離だけ離れた直線と、で挟まれた範囲を基準範囲３０６とする場合を例に示した。本第２の実施形態では、決定部３８は輪郭線６０の最も上側の最上点９１から輪郭線６０の内側に基準寸法の第１割合に相当する第１距離だけ離れた直線と、基準寸法の第２割合に相当する第２距離だけ離れた直線と、で挟まれた範囲を基準範囲３０６ａとする場合について説明する。

【0067】

図１３は、第２の実施形態における決定部３８及び算出部３４が実行する処理を説明するための図である。図１３に示すように、決定部３８は、第１の実施形態と同じく、輪郭線６０の最左点３０２を通る垂直線３０４と輪郭線６０の最右点３０３を通る垂直線３０５との間の距離Ｗを、基準寸法として特定する。次いで、決定部３８は、輪郭線６０の最上点９１から輪郭線６０の内側に基準寸法Ｗの２０％（第１割合）に相当する第１距離（０．２Ｗ）だけ離れかつ離れた方向に略直交する直線３３０ａと、基準寸法Ｗの３０％（第２割合）に相当する第２距離（０．３Ｗ）だけ離れかつ離れた方向に略直交する直線３３２ａと、で挟まれた範囲を基準範囲３０６ａとして特定する。すなわち、基準範囲３０６ａは、最上点９１を通る水平線から０．２Ｗ以上０．３Ｗ以下で離れた範囲であると言える。最上点９１は、例えば、抽出画像５１内の水平線を上側から輪郭線６０の近づけて行き、水平線が輪郭線６０に最初に接した点を最上点９１と特定することができる。また、その他の方法によって最上点９１を特定してもよく、例えば、抽出画像５１をＸ－Ｙ座標系に変換し、抽出画像５１の各画素のＸ、Ｙ座標から最上点９１を特定してもよいし、輪郭線６０のなかで抽出画像５１の上側の端辺からの距離が最も短い点を最上点９１としてもよい。

【0068】

次いで、決定部３８は、輪郭線６０のうちの基準範囲３０６ａ内に位置する連続する部分上の複数の点３０７ａを特定し、複数の点３０７ａのうちの２つの点を通る複数の直線３１２ａ、３１２ｂを決定する。本第２の実施形態では、輪郭線６０の左側部分において基準範囲３０６ａ内に位置する複数の点３０７ａを特定する。複数の点３０７ａは、直線３３０ａ、３３２ａと輪郭線６０が交差する２点と、基準範囲３０６ａを上下方向に２等分する１本の水平線と輪郭線６０が交差する１点と、であるとする。また、本第２の実施形態では、複数の直線３１２ａ、３１２ｂは、３つの点３０７ａから得られる２組の隣接する２つの点の組み合わせそれぞれを通る２本の直線３１２ａ、３１２ｂとする。

【0069】

算出部３４は、決定部３８が決定した直線３１２ａ、３１２ｂの傾きを算出する。本第２の実施形態では、抽出画像５１を時計回りに９０°回転させ（すなわち、輪郭線６０の最上点９１が右側に位置するようにし）、直線３１２ａ、３１２ｂが回転後の抽出画像５１内で水平方向（左右方向）に伸びる水平線に対する傾きを算出する。また、本第２の実施形態では、直線の傾きは、回転後の抽出画像５１内で右下から左上に伸びている場合を正とし、左下から右上に伸びている場合を負とする。算出部３４は、直線３１２ａ、３１２ｂの傾きから、最大傾き、最小傾き、又は平均傾きを算出するが、本第２の実施形態では平均傾きを算出するとする。算出部３４が算出する直線３１２ａ、３１２ｂの傾きは、山部６１ａの傾斜の度合いを示す指標値の１つである。

【0070】

評価部３６は、算出部３４が算出した直線３１２ａ、３１０ｂの平均傾きから、撮像画像５０に写された牛の肉付きを評価する。肉付きとして、例えばボディコンディションスコアを評価する。

【0071】

［実験］
獣医師等の専門家が評価したボディコンディションスコアと、算出部３４が算出した複数の直線３１２ａ、３１２ｂの平均傾きと、の相関を調査する実験を行った。実験は、乳牛（ホルスタイン種）に対して行った。

【0072】

図１４には、ボディコンディションスコアと、算出部３４が算出した複数の直線３１２ａ、３１２ｂの平均傾きと、の相関を調査した実験結果が示されている。図１４の横軸（ｘ軸）は専門家が評価したボディコンディションスコアであり、縦軸は算出部３４が算出した平均傾きである。図１４中の複数の黒丸は実験をした乳牛１頭１頭の結果を示していて、点線の直線は近似直線（回帰直線）を示している。図１４に示すように、輪郭線６０の最上点９１から輪郭線６０の内側に基準寸法Ｗの２０％以上３０％以下で離れた範囲を基準範囲３０６ａとして特定した場合でも、傾き具合によってボディコンディションスコアが変化する。傾きの負の値が大きくなるほどボディコンディションスコアは低くなり、傾きの正の値が大きくなるほどボディコンディションスコアは高くなる。近似直線はｙ＝０．１８６８ｘ－０．５６５７と求まり、決定係数Ｒ^２は０．６２１０であった。このことから、輪郭線６０の最上点９１から輪郭線６０の内側に基準寸法Ｗの２０％以上３０％以下で離れた範囲を基準範囲３０６ａと特定する場合でも、牛の肉付きを精度良く評価できることが分かる。

【0073】

［基準範囲３０６ａについて］
上記第２の実施形態では、輪郭線６０の最上点９１から輪郭線６０の内側に基準寸法Ｗの２０％以上３０％以下で離れた範囲を基準範囲３０６ａとする場合を例に示した。ここでは、輪郭線６０の最上点９１からどの程度離れた範囲を基準範囲３０６ａとすることが好ましいかについて説明する。

【0074】

［実験］
輪郭線６０の最上点９１から輪郭線６０の内側に基準寸法Ｗの第１割合以上第２割合以下で離れた範囲を基準範囲３０６ａとするにあたり、第１割合と第２割合を様々な値に変えることで複数の基準範囲３０６ａを特定した。そして、図１４と同様に、獣医師等の専門家が評価したボディコンディションスコアと、複数の基準範囲３０６ａ各々において輪郭線６０上の複数の点３０７ａのうちの２点を通る直線の傾きと、の相関を求め、相関を示す近似直線から決定係数Ｒ^２を算出した。

【0075】

表４には、輪郭線６０の最上点９１からの距離を異ならせた複数の基準範囲３０６ａ各々において、ボディコンディションスコアと直線の傾きとの相関を示す近似直線から得られた決定係数Ｒ^２が示されている。表４の左側（下側）における基準範囲３０６ａと決定係数Ｒ^２は、基準範囲３０６ａの両端における輪郭線６０上の２つ点を通る１本の直線の傾きとボディコンディションスコアとの相関を示す近似直線から求めたものである。中央及び右側（上側）における基準範囲３０６ａと決定係数Ｒ^２は、基準範囲３０６ａ内に０．０５Ｗの間隔で位置する輪郭線６０上の複数の点３０７のうちの隣接する２点を通る複数の直線の平均傾きとボディコンディションスコアとの相関を示す近似直線から求めたものである。

【表4】

【0076】

表４に示すように、基準範囲３０６ａを０．２Ｗ～０．３Ｗ、０．１５Ｗ～０．３５Ｗとした場合に大きな決定係数Ｒ^２が得られた。このことから、輪郭線６０の最上点９１から基準寸法Ｗの第１割合以上第２割合以下で離れた範囲を基準範囲３０６ａとする場合、第１割合を１５％以上の値とし、第２割合を３５％以下の値とすることで、大きな決定係数Ｒ^２が得られることが分かる。

【0077】

したがって、決定部３８は、輪郭線６０の最上点９１から輪郭線６０の内側に基準寸法Ｗの第１割合に相当する第１距離だけ離れた直線３３０ａと、基準寸法Ｗの第２割合に相当する第２距離だけ離れた直線３３２ａと、で挟まれた基準範囲３０６ａを特定する場合、第１割合として１５％以上の値を用い、第２割合として３５％以下の値を用いることが好ましい。これにより、牛の肉付きを精度良く評価することができる。牛の肉付きを精度良く評価する点から、第１割合は１５％以上２５％以下の値を用いることが好ましく、１７％以上２３％以下の値を用いる場合がより好ましく、１９％以上２１％以下の値を用いる場合が更に好ましい。第２割合は２５％以上３５％以下の値を用いることが好ましく、２７％以上３３％以下の値を用いる場合がより好ましく、２９％以上３１％以下の値を用いる場合が更に好ましい。また、基準範囲３０６ａの抽出画像５１内の上下方向（牛の体高方向）における幅は０．０５Ｗ以上が好ましく、０．０８Ｗ以上がより好ましく、０．１Ｗ以上が更に好ましい。

【0078】

なお、上記第２の実施形態では、図１３のように、輪郭線６０の左側部分において基準範囲３０６ａ内の複数の点３０７ａから複数の直線３１２ａ、３１２ｂを決定する場合を例に示したが、輪郭線６０の右側部分において基準範囲３０６ａ内の複数の点から直線を決定する場合でもよい。輪郭線６０の右側部分を用いた場合、基準範囲３０６ａ内の輪郭線６０上の複数の点を通る直線の傾きの正負とボディコンディションスコアとの関係が、輪郭線６０の左側部分を用いた場合とは反対になる。すなわち、直線の傾きの正の値が大きくなるほどボディコンディションスコアは低くなり、傾きの負の値が大きくなるほどボディコンディションスコアは高くなる。

【0079】

なお、評価部３６は、上記第１の実施形態と上記第２の実施形態を組み合わせ、最左点３０２から求めた基準範囲３０６において決定された１又は複数の直線の傾きから得られたボディコンディションスコアおよび最右点３０３から求めた基準範囲３０６において決定された１又は複数の直線の傾きから得られたボディコンディションスコアのいずれか一方又は両方と、最上点９１から求めた基準範囲３０６ａにおいて決定された１又は複数の直線から得られたボディコンディションスコアと、の平均値によって牛の肉付きを評価してもよい。

【0080】

なお、上記第１の実施形態及び上記第２の実施形態において、決定部３８は、牛の身体の横幅方向の大きさを示す基準寸法として、山部６１ａ、６１ｂの頂点６２ａ、６２ｂの間の距離を特定してもよいし、山部６１ａ、６１ｂにおける最も上側の点の間の距離を特定してもよい。

【0081】

山部６１ａの頂点６２ａと山部６１ｂの頂点６２ｂは、以下の方法により特定することができる。例えば、図５のように、抽出画像５１内で上から左下に向かって傾いた傾斜直線５５を抽出画像５１の左上端点５２から輪郭線６０に向かって近づけて行き、傾斜直線５５が輪郭線６０に最初に接した点を左側に存在する山部６１ａの頂点６２ａと特定することができる。同様に、抽出画像５１内で上から右下に向かって傾いた傾斜直線５６を抽出画像５１の右上端点５４から輪郭線６０に向かって近づけて行き、傾斜直線５６が輪郭線６０に最初に接した点を右側に存在する山部６１ｂの頂点６２ｂと特定することができる。傾斜直線５５、５６は、抽出画像５１内の水平線から例えば３０°～６０°傾いた直線とすることが好ましく、４０°～５０°傾いた直線とすることがより好ましく、４５°傾いた直線とすることが更に好ましい。

【0082】

山部６１ａの頂点６２ａと山部６１ｂの頂点６２ｂは、上記の方法によって特定される場合に限られず、その他の方法によって特定されてもよい。例えば、図５のように、抽出画像５１内で上から左下に向かって第１の所定角度で傾いた傾斜直線５５ａを左上端点５２から輪郭線６０に向かって近づけて最初に接する第１の点を特定し、第２の所定角度で傾いた傾斜直線５５ｂを左上端点５２から輪郭線６０に向かって近づけて最初に接する第２の点を特定し、輪郭線６０上において第１の点と第２の点の略中央に位置する点を山部６１ａの頂点６２ａと特定してもよい。同様に、抽出画像５１内で上から右下に向かって第３の所定角度で傾いた傾斜直線５６ａを右上端点５４から輪郭線６０に向かって近づけて最初に接する第３の点を特定し、第４の所定角度で傾いた傾斜直線５６ｂを右上端点５４から輪郭線６０に向かって近づけて最初に接する第４の点を特定し、輪郭線６０上において第３の点と第４の点の略中央に位置する点を山部６１ｂの頂点６２ｂと特定してもよい。第１の所定角度および第３の所定角度は抽出画像５１内の水平線から１５°～３０°とすることが好ましく、第２の所定角度および第４の所定角度は抽出画像５１内の水平線から６０°～７５°とすることが好ましい。

【0083】

また、例えば、抽出画像５１をＸ－Ｙ座標系に変換し、抽出画像５１の各画素のＸ、Ｙ座標から２つの山部６１ａ、６１ｂの頂点６２ａ、６２ｂを特定してもよい。例えば、輪郭線６０のなかで抽出画像５１の左上端点５２からの距離が最も短い点を山部６１ａの頂点６２ａとし、輪郭線６０のなかで抽出画像５１の右上端点５４からの距離が最も短い点を山部６１ｂの頂点６２ｂとすることができる。

【0084】

また、上記いずれかの方法によって山部６１ａまたは山部６１ｂのいずれか一方の頂点を特定し、特定した頂点を通る抽出画像５１内の水平線が他方の山部の輪郭線６０に交わる点を他方の山部の頂点と特定してもよい。なお、上記の方法以外の方法によって山部６１ａの頂点６２ａおよび山部６１ｂの頂点６２ｂを特定してもよい。なお、山部６１ａ、６１ｂの範囲については、様々な方法で特定することができる。例えば、山部６１ａの範囲は、山部６１ａの頂点６２ａを中心とした所定半径の円に含まれる輪郭線６０の範囲とすることができる。所定半径は、例えば、山部６１ａの頂点６２ａと輪郭線６０のうち最も上側に位置する最上点９１との間の距離に所定の値（例えば０．５など）を掛けた値とすることができるが、その他の方法で得られる値であってもよい。また、山部６１ａの範囲は、山部６１ａの頂点６２ａから両側に所定長さの範囲としてもよい。所定長さは、例えば、上記所定半径の長さとしてもよいし、輪郭線６０全体の長さに所定の値を掛けた長さとしてもよい。山部６１ｂについても同様である。また、山部６１ａ、６１ｂの範囲については、機械学習等により特定することとしてもよい。

【0085】

なお、上記第１の実施形態及び第２の実施形態では、画像取得部３０は、立位にある牛を略真後ろから撮像した撮像画像を取得する場合を例に示したが、立位にある牛を略正面から撮像した撮像画像を取得する場合でもよい。図１５（ａ）は、立位にある牛を略真後ろから撮像した撮像画像５０、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の牛を略正面から撮像した撮像画像５０ａである。図１５（ａ）に示すように、立位にある牛を略真後ろから撮像した場合に限られず、図１５（ｂ）に示すように、立位にある牛を略正面から撮像した場合であっても、牛の左右の腰角周りの輪郭が写るように牛を撮像することができる。

【0086】

図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）の撮像画像５０、５０ａから牛の輪郭線６０を抽出した抽出画像５１である。図１６（ａ）に示すように、立位にある牛を略真後ろから撮像した場合であっても、図１６（ｂ）に示すように、立位にある牛を略正面から撮像した場合であっても、輪郭線６０の上部の左右両側に腰角に対応する山部６１ａ、６１ｂを存在させることができる。よって、立位にある牛を略正面から撮像した撮像画像５０ａを用いても、略真後ろから撮像した撮像画像５０を用いる場合と同じ方法によって、牛の肉付きを評価することができる。また、立位にある牛を略正面から撮像した二次元の撮像画像５０ａを用いる場合でも、略真後ろから撮像した撮像画像５０を用いる場合と同様に、牛を上方から撮像するための特別な設備を必要とせず、多様な飼育現場に適用することができるとともに、携帯性に優れて汎用性の高いスマートフォン等の携帯型情報機器を評価装置とすることができる。

【0087】

なお、上記各実施形態では、牛の肉付きを評価する評価装置が、作業者が携帯して利用される、撮像部１８を備える携帯型情報機器である場合を例に示したが、その他の場合でもよい。例えば、ネットワークに接続された他の機器と通信可能なサーバ等の据置型情報機器の場合でもよい。この場合、作業者は例えばスマートフォン等の携帯型情報機器を用いて撮像した牛の撮像画像を、ネットワークを介してサーバ等の据置型情報機器に送信する。据置型情報機器では、評価装置１００と同様の処理を行って牛の肉付きを評価する。そして、据置型情報機器は、牛の肉付きの評価結果を、ネットワークを介して作業者が携帯する携帯型情報機器に送信する。これにより、スマートフォンに掛かる負荷を低減できる。また、牛舎内に固定又は移動可能にカメラを設置し、スマートフォン等の携帯型情報機器及びサーバ等の据置型情報機器は、牛舎内に設置されたカメラが撮像した立位にある牛の略真後ろ又は略正面の撮像画像を取得してもよい。

【0088】

なお、上記第１の実施形態及び第２の実施形態では、牛の肉付きとしてボディコンディションスコアを評価する場合を例に示したが、牛の肉付きを評価するその他の指標を評価する場合でもよい。また、各実験は、乳牛に対して行ったが、同様の骨格を有する肉牛も同様の結果になると考えられる。したがって、上記各実施形態は乳牛だけでなく肉牛にも適用できる。

【0089】

以上、本願発明の実施形態について詳述したが、本願発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本願発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0090】

１２ 表示部
１４ 操作部
１６ 通信部
１８ 撮像部
２０ 記憶部
２２ 制御部
３０ 画像取得部
３２ 抽出部
３４ 算出部
３６ 評価部
３８ 決定部
５０、５０ａ 撮像画像
５１ 抽出画像
５２ 左上端点
５４ 右上端点
５５、５５ａ、５５ｂ、５６、５６ａ、５６ｂ 傾斜直線
６０ 輪郭線
６１ａ、６１ｂ 山部
６２ａ、６２ｂ 頂点
６３ａ、６３ｂ 第１曲線部
６４ａ、６４ｂ 第２曲線部
９１ 最上点
１００ 評価装置
３０２ 最左点
３０３ 最右点
３０４、３０５ 垂直線
３０６、３０６ａ 基準範囲
３０７、３０７ａ 点
３１０、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、３１０ｅ 直線
３１２ａ、３１２ｂ 直線
３３０、３３０ａ、３３２、３３２ａ 直線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】