特開 2024-145247 増体判定システム、増体判定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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024145247

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】増体判定システム、増体判定方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06Q 50/02 20240101AFI20241004BHJP

   G06T 7/62 20170101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

G06Q50/02

G06T7/62

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023057520

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【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】秋葉 小春

(72)【発明者】

【氏名】門木 斗夢

(72)【発明者】

【氏名】内田 裕一郎

【テーマコード（参考）】

5L049

5L050

5L096

【Ｆターム（参考）】

5L049CC01

5L050CC01

5L096AA06

5L096AA09

5L096BA03

5L096BA18

5L096CA02

5L096DA02

5L096EA33

5L096FA54

5L096FA64

5L096FA66

5L096GA51

(57)【要約】

【課題】豚の増体を判定できる技術を提供すること。
【解決手段】本開示の一態様による推定システムは、家畜を撮影する撮影装置と、前記家畜の増体を判定する増体判定装置とが含まれる増体判定システムであって、前記増体判定装置は、前記撮影装置から取得した撮影データに基づいて、前記家畜の胸幅を推定する胸幅推定部と、前記胸幅推定部によって推定された胸幅と、前記家畜の初回交配日からの経過日数と標準的な胸幅を表す標準胸幅との関係を表す標準増体曲線とに基づいて、前記家畜の増体を判定する増体判定部と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

家畜を撮影する撮影装置と、前記家畜の増体を判定する増体判定装置とが含まれる増体判定システムであって、
前記増体判定装置は、
前記撮影装置から取得した撮影データに基づいて、前記家畜の胸幅を推定する胸幅推定部と、
前記胸幅推定部によって推定された胸幅と、前記家畜の初回交配日からの経過日数と標準的な胸幅を表す標準胸幅との関係を表す標準増体曲線とに基づいて、前記家畜の増体を判定する増体判定部と、を有する、
増体判定システム。

【請求項2】

前記撮影データには、前記家畜の初回交配日からの経過日数が含まれ、
前記増体判定部は、
前記標準増体曲線において前記撮影データに含まれる経過日数に対応する標準胸幅と、前記胸幅推定部によって推定された胸幅との差の大きさから前記家畜の増体を判定する、請求項１に記載の増体判定システム。

【請求項3】

前記撮影データには、前記家畜を赤外線カメラで撮影した赤外線画像と、撮影範囲内の各点における前記家畜の深度を深度センサで測定した結果を表す点群データとが含まれ、
前記胸幅推定部は、
前記家畜の幅方向に、前記点群データに含まれる各点を所定の単位幅で整列し、
前記整列後の点群データを画像化した画像と、前記赤外線画像とを重畳させた画像を表す重畳画像から前記単位幅あたりのピクセル数を算出し、
前記家畜の胸の位置の幅に含まれるピクセル数と、前記単位幅あたりのピクセル数とに基づいて、前記胸幅を推定する、請求項１又は２に記載の増体判定システム。

【請求項4】

家畜を撮影する撮影装置から取得した撮影データに基づいて、前記家畜の胸幅を推定する胸幅推定手順と、
前記胸幅推定手順によって推定された胸幅と、前記家畜の初回交配日からの経過日数と標準的な胸幅を表す標準胸幅との関係を表す標準増体曲線とに基づいて、前記家畜の増体を判定する増体判定手順と、
をコンピュータが実行する増体判定方法。

【請求項5】

家畜を撮影する撮影装置から取得した撮影データに基づいて、前記家畜の胸幅を推定する胸幅推定手順と、
前記胸幅推定手順によって推定された胸幅と、前記家畜の初回交配日からの経過日数と標準的な胸幅を表す標準胸幅との関係を表す標準増体曲線とに基づいて、前記家畜の増体を判定する増体判定手順と、
をコンピュータに実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、増体判定システム、増体判定方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

養豚経営の分野では５段階で示されるボディコンディションスコア（ＢＣＳ：Body Condition Score）と呼ばれる指標が従来から知られている。ボディコンディションスコアとは豚の肥満度を表す指標であり、繁殖雌豚の増体を把握し、その栄養管理を行うためによく利用されている。繁殖雌豚の栄養状態は繁殖成績に影響するため、ボディコンディションスコアを正確に把握することは重要である。このため、ボディコンディションスコアを判定する方法が従来から知られている（例えば、非特許文献１）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】井口 元夫，「繁殖母豚の飼料給与量の目安としてのボディコンディションスコアの利用 －繁殖成績の向上はボディコンディションのコントロールにある！－」，生産技術セミナー

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来から知られている５段階のボディコンディションスコアは、繁殖雌豚の見た目や触診により主観的に決められる。このため、ボディコンディションスコアを判定する人の経験等によっては判定精度が低く、その結果、繁殖雌豚の増体も精度良く把握できない場合がある。

【0005】

本開示は、上記の点に鑑みてなされたもので、豚の増体を判定できる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様による推定システムは、家畜を撮影する撮影装置と、前記家畜の増体を判定する増体判定装置とが含まれる増体判定システムであって、前記増体判定装置は、前記撮影装置から取得した撮影データに基づいて、前記家畜の胸幅を推定する胸幅推定部と、前記胸幅推定部によって推定された胸幅と、前記家畜の初回交配日からの経過日数と標準的な胸幅を表す標準胸幅との関係を表す標準増体曲線とに基づいて、前記家畜の増体を判定する増体判定部と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

豚の増体を判定できる技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る増体判定システムの全体構成の一例を示す図である。

【図2】本実施形態に係る撮影装置の機能構成の一例を示す図である。

【図3】本実施形態に係る増体判定装置の機能構成の一例を示す図である。

【図4】本実施形態に係る撮影処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】撮影画面の一例を示す図である。

【図6】本実施形態に係る増体判定処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】標準増体曲線の一例を示す図である。

【図8】本実施形態に係る標準増体曲線生成処理の一例を示すフローチャートである。

【図9】基準増体曲線及び調整増体曲線の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の一実施形態について説明する。以下の実施形態では、繁殖雌豚を対象として、繁殖雌豚の胸幅を推定した上でその胸幅から増体を判定できる増体判定システム１について説明する。

【0010】

ここで、増体を判定する際に胸幅を推定するのは、繁殖雌豚の胸幅を正確に推定することができれば、その増体も正確に判定することが可能になるためである。これは、増体とは肥満度や栄養状態等を表す指標であるところ、一般に肥満度や栄養状態等と体重との間には強い相関関係があることが知られており、また当然に胸幅は胸囲と強い相関関係がある（又は、同一視できる）ものであるところ、豚の体重と胸囲との間には強い相関関係があることが知られているためである（例えば、参考文献１等を参照されたい。）。

【0011】

＜増体判定システム１の全体構成例＞
本実施形態に係る増体判定システム１の全体構成例を図１に示す。図１に示すように、本実施形態に係る増体判定システム１には、増体の判定対象である繁殖雌豚Ｐを撮影する撮影装置１０と、繁殖雌豚Ｐの胸幅を推定した上でその胸幅から増体を判定する増体判定装置２０とが含まれる。また、撮影装置１０と増体判定装置２０は、例えば、無線若しくは有線又はその両方により通信可能に接続されている。

【0012】

撮影装置１０は、例えば、養豚場の管理者や従業者等のユーザＭが利用するスマートフォンやタブレット端末、デジタルカメラ等である。ユーザＭは、撮影装置１０を用いて、妊娠ストールＣ（以下、単に「ストールＣ」ともいう。）内の繁殖雌豚Ｐを上方から撮影する。なお、撮影装置１０はストールＣの上方に固定的に設置されたカメラであってもよい。

【0013】

ここで、撮影装置１０には赤外線カメラ（又は赤外線センサ）と深度センサ（又は深度カメラ）とが少なくとも備えられており、ユーザＭの撮影開始操作後、所定の撮影条件を満たした場合に撮影範囲内の赤外線画像と点群データとが生成されるものとする。点群データとは、撮影範囲内の水平方向をｘ軸、垂直方向をｙ軸、深度方向をｚ軸として、（ｘ，ｙ，ｚ）の点群で表されるデータのことである。点群データは「３次元点群データ」等と呼ばれてもよい。なお、ユーザＭは、繁殖雌豚Ｐの背面のうち、少なくとも肩から胸の位置付近の領域が撮影範囲内に含まれ、かつ、繁殖雌豚Ｐの背骨と撮影範囲の垂直方向（ｙ軸方向）とができるだけ平行になるように、当該繁殖雌豚Ｐを撮影するものとする。

【0014】

増体判定装置２０は、撮影装置１０によって生成された赤外線画像及び点群データから繁殖雌豚Ｐの胸幅を推定した上で、初回交配日からの経過日数と標準的な胸幅との関係を表す標準増体曲線と呼ぶグラフを用いて、推定した胸幅から増体を判定するコンピュータ又はコンピュータシステムである。

【0015】

なお、図１に示す増体判定システム１の全体構成は一例であって、これに限られるものではない。例えば、図１に示す増体判定システム１には、撮影装置１０及び増体判定装置２０以外の機器、装置、端末等が含まれていてもよい。また、例えば、撮影装置１０と増体判定装置２０と一体で構成されていてもよい。

【0016】

＜撮影装置１０の機能構成例＞
本実施形態に係る撮影装置１０の機能構成例を図２に示す。図２に示すように、本実施形態に係る撮影装置１０は、送受信部１０１と、ＵＩ制御部１０２と、撮影条件判定部１０３と、撮影部１０４と、撮影データ作成部１０５とを有する。これら各部は、例えば、撮影装置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）等の演算装置に実行させる処理により実現される。

【0017】

送受信部１０１は、撮影データ作成部１０５によって作成された撮影データを増体判定装置２０に送信したり、増体の判定結果を表す増体判定結果データを増体判定装置２０から受信したりする。

【0018】

ＵＩ制御部１０２は、撮影装置１０のディスプレイ上に各種画面（例えば、後述する撮影画面等）を表示したり、これら各種画面上におけるユーザ操作（例えば、撮影対象となる繁殖雌豚Ｐの初回交配日からの経過日数を設定するための設定操作、撮影画面を表示させるための撮影開始操作等）を受け付けたりする。

【0019】

撮影条件判定部１０３は、ユーザＭによる撮影開始操作がＵＩ制御部１０２によって受け付けられた場合、所定の撮影条件を満たすか否かを所定の時間毎（例えば、深度の測定周期毎）に判定する。撮影条件とは、撮影装置１０と撮影範囲内の繁殖雌豚Ｐとの相対的な位置関係や撮影環境等が適切であるか否かを判定するための条件のことである。なお、撮影条件の詳細については後述する。

【0020】

撮影部１０４は、撮影条件判定部１０３によって撮影条件を満たすと判定された場合、赤外線カメラ（又は赤外線センサ）と深度センサ（又は深度カメラ）によって撮影範囲内を撮影し、当該撮影範囲内の赤外線画像と点群データを生成する。

【0021】

撮影データ作成部１０５は、撮影部１０４によって生成された赤外線画像及び点群データと、ＵＩ制御部１０２によって受け付けられた設定操作で設定された経過日数（つまり、撮影対象となった繁殖雌豚Ｐの初回交配日からの経過日数）とが含まれる撮影データを作成する。

【0022】

＜増体判定装置２０の機能構成例＞
本実施形態に係る増体判定装置２０の機能構成例を図３に示す。図３に示すように、本実施形態に係る増体判定装置２０は、送受信部２０１と、胸幅推定部２０２と、増体判定部２０３と、増体判定結果データ作成部２０４と、標準増体曲線生成部２０５とを有する。これら各部は、例えば、増体判定装置２０にインストールされた１以上のプログラムが、ＣＰＵ等の演算装置に実行させる処理により実現される。なお、これら各部のうちの一部が、例えば、クラウドサービス等が提供する機能によって実現されていてもよい。

【0023】

また、本実施形態に係る増体判定装置２０は、記憶部２０６を有する。記憶部２０６は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置により実現される。なお、記憶部２０６は、例えば、増体判定装置２０と通信ネットワークを介して接続される記憶装置（例えば、データベースサーバ等）により実現されていてもよい。

【0024】

送受信部２０１は、撮影データを撮影装置１０から受信したり、増体判定結果データ作成部２０４によって作成された増体判定結果データを撮影装置１０に送信したりする。

【0025】

胸幅推定部２０２は、送受信部２０１によって受信された撮影データに含まれる赤外線画像及び点群データを用いて、撮影対象となった繁殖雌豚Ｐの胸幅を推定する。このとき、胸幅推定部２０２は、点群データを利用して或る所定の単位幅あたりの赤外線画像のピクセル数を求め、このピクセル数から胸幅を推定する。これにより、仮に点群データの一部に欠損が存在する場合であっても、撮影対象となった繁殖雌豚Ｐの胸幅を精度良く推定することが可能となる。なお、一般に、深度センサ（又は深度カメラ）は明るさに弱く、明暗差がある環境では点群データの一部に欠損が発生し得る。

【0026】

増体判定部２０３は、記憶部２０６に記憶されている標準増体曲線と、胸幅推定部２０２によって推定された胸幅と、送受信部２０１によって受信された撮影データに含まれる経過日数とを用いて、撮影対象となった繁殖雌豚Ｐの増体を判定する。

【0027】

増体判定結果データ作成部２０４は、増体判定部２０３によって判定された増体判定結果が含まれる増体判定結果データを作成する。

【0028】

標準増体曲線生成部２０５は、記憶部２０６に記憶されている実績データ集合と、基準増体曲線とを用いて、標準増体曲線を生成する。ここで、実績データ集合とは、繁殖雌豚の経過日数とその繁殖雌豚の胸幅とが含まれる実績データの集合のことである。これらの実績データは、例えば、ユーザＭ等が繁殖雌豚の胸幅を実際に測定し、その繁殖雌豚の初回交配日からの経過日数と対応付けることにより作成される。また、基準増体曲線とは、初回交配日からの経過日数と、その経過日数で基準となる一般的な胸幅との関係を表すグラフのことである。言い換えれば、基準増体曲線とは、初回交配日からの経過日数と、その経過日数における一般的な豚の胸幅との関係を表すグラフである。

【0029】

記憶部２０６は、各種データを記憶する。例えば、標準増体曲線を生成する際には、記憶部２０６には実績データ集合と基準増体曲線とが記憶される。また、例えば、繁殖雌豚Ｐの増体を判定する際には、記憶部２０６には標準増体曲線生成部２０５によって生成された標準増体曲線が記憶される。

【0030】

＜撮影処理＞
以下、本実施形態に係る撮影処理について、図４を参照しながら説明する。なお、以下では、増体判定装置２０の記憶部２０６には標準増体曲線が記憶されているものとする。

【0031】

ＵＩ制御部１０２は、ユーザＭによって経過日数（つまり、撮影対象となる繁殖雌豚Ｐの初回交配日からの経過日数）の設定操作が行われた場合、この設定操作を受け付ける（ステップＳ１０１）。

【0032】

次に、ＵＩ制御部１０２は、ユーザＭによって撮影開始操作が行われた場合、この撮影開始操作を受け付ける（ステップＳ１０２）。

【0033】

次に、ＵＩ制御部１０２は、撮影開始操作を受け付けた場合、ディスプレイ上に撮影画面を表示する（ステップＳ１０３）。ここで、ＵＩ制御部１０２によって表示される撮影画面の一例を図５に示す。図５に示す撮影画面１０００には、繁殖雌豚Ｐの撮影位置を合わせるための撮影ガイド１１００が含まれている。撮影ガイド１１００は豚を上方から見た場合の輪郭を表す形状であり、撮影画面１０００の下方向が頭方向、上方向が尻尾方向となっている。

【0034】

また、撮影画面１０００には、撮影範囲１２００の中心を示す中心ガイド１１１０が含まれている。本実施形態では、点群データの原点（つまり、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０，０，０）となる位置）は撮影装置１０のカメラ位置であるものとする。したがって、中心ガイド１１１０が示す位置は、点群データの任意のｘｙ平面における原点（つまり、（ｘ，ｙ）＝（０，０））である。また、撮影方向をｚ軸の正の方向、撮影画面１０００の下方向をｘ軸の正の方向、撮影画面１０００の右方向をｙ軸の正の方向とする。なお、ｘ軸は撮影ガイド１１００が表す形状を左右に二分（等分）する中心線でもある。

【0035】

ユーザＭは繁殖雌豚Ｐの上方に撮影装置１０を移動させて、撮影ガイド１１００に当該繁殖雌豚Ｐの輪郭が合致するように調整する。これにより、後述する撮影条件を満たした場合に当該繁殖雌豚Ｐを撮影することができる。

【0036】

なお、撮影画面１０００には、撮影ガイド１１００の上下を反転させるための反転ボタン１３００が含まれていてもよい。この反転ボタン１３００により、繁殖雌豚Ｐの実際の向きに合わせて、撮影ガイド１１００が表す形状（豚を上方から見た場合の輪郭を表す形状）の上下を変更することができる。

【0037】

また、撮影画面１０００には、撮影範囲１２００内を撮影するための撮影ボタン１４００が含まれていてもよい。この撮影ボタン１４００により、後述する撮影条件を満たした場合だけなく、手動により当該繁殖雌豚Ｐを撮影することができる。以下、撮影装置１０のディスプレイ上には図５に示す撮影画面１０００が表示されているものとして、図４の説明を続ける。

【0038】

ステップＳ１０３に続いて、撮影条件判定部１０３は、所定の撮影条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０４）。撮影条件とは撮影装置１０と撮影範囲１２００内の繁殖雌豚Ｐとの相対的な位置関係や撮影環境等が適切であるか否かを判定するための条件のことであり、例えば、以下の条件１～条件５のうちの少なくとも１つの条件を用いることができる。

【0039】

条件１：撮影範囲１２００の中心における深度値（つまり、（ｘ，ｙ）＝（０，０）におけるｚ座標値）が予め決められた閾値未満であること。これは、撮影範囲内に繁殖雌豚Ｐが入っていることを簡易にチェックするための条件である。

【0040】

条件２：撮影範囲１２００のｘ軸及びそれと平行な軸上における点群データの深度値（つまり、ｘ軸と平行な任意の軸上の深度値）の増減パターンによって推定される繁殖雌豚Ｐの姿勢が、予め決められた姿勢でないこと。これは、ｘ軸と平行な軸上における深度値の増減パターンによって繁殖雌豚Ｐの頭を上げた姿勢や頭を下げた姿勢、膝を折った姿勢等の推定が可能であり、これらの姿勢では胸幅の推定精度が低下する恐れがあるためである。

【0041】

なお、撮影範囲１２００内で繁殖雌豚Ｐの頭が下方に存在する場合、頭を上げた姿勢ではｘ軸と平行な軸上で原点から正の方向に向かうにしたがって深度値が小さくなるため、この深度値のパターンにより頭を上げた姿勢を推定することができる。同様に、頭を下げた姿勢ではｘ軸と平行な軸上で原点から正の方向に向かうにしたがって深度値が大きくなるため、この深度値のパターンにより頭を下げた姿勢を推定することができる。同様に、膝を折った姿勢ではｘ軸と平行な軸上で原点から負の方向に向かうにしたがって深度値が大きくなるため、この深度値のパターンにより膝を折った姿勢を推定することができる。

【0042】

条件３：撮影範囲１２００のｘ軸及びそれと平行な軸上における深度値の増減パターンによって推定されるストールＣ（より正確には、ストールＣを構成する鉄棒等）の位置が、繁殖雌豚Ｐの胸の位置でないこと。これは、繁殖雌豚Ｐの胸の位置とストールＣの位置とが重なっている場合、胸幅の推定ができないためである。

【0043】

なお、ストールＣ上ではｘ軸と平行な軸上の深度値がほぼ変化しないため、この深度値のパターンによりストールＣの位置を推定することができる。また、例えば、ストールＣの位置のｘ座標値と、豚の胸の位置のｘ座標値として予め決められた値との差の絶対値が、予め決められた閾値未満である場合、繁殖雌豚Ｐの胸の位置とストールＣの位置とが重なっていると見なすことができる。

【0044】

条件４：撮影範囲１２００のｘ軸及びそれと平行な軸上における深度値の増減パターンによって推定される繁殖雌豚Ｐの体長が、予め決められた閾値以上であること。これは、撮影装置１０が、繁殖雌豚Ｐと離れすぎていることを防止するための条件である。

【0045】

なお、ｘ軸と平行な軸上で原点から正の方向に向かった場合、繁殖雌豚Ｐの境界では深度値が急激に高くなり、同様にｘ軸と平行な軸上で原点から負の方向に向かった場合も繁殖雌豚Ｐの境界では深度値が急激に高くなる。これにより、繁殖雌豚Ｐの体長を推定することができる。

【0046】

条件５：撮影範囲１２００内における赤外線カメラ（又は赤外線センサ）の値のヒストグラムにおいて、或る所定の階級未満の度数の総数が、予め決められた閾値未満であること。これは、撮影環境の明るさをチェックするための条件であり、この条件を満たす場合は撮影環境の明るさが十分であることを表している。

【0047】

なお、撮影装置１０の深度センサ（又は深度カメラ）としてＩｎｔｅｌ（登録商標） ＲｅａｌＳｅｎｓｅを用いた場合、上記の条件２では、ＲｅａｌＳｅｎｓｅが備えるＴｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｆｉｌｔｅｒという機能により繁殖雌豚Ｐの領域の各（ｘ，ｙ，ｚ）座標値を抽出した上で、Ｃｏｌｏｒｉｚｅｒで画像化し、この画像が表す領域の形状等から姿勢を推定してもよい。同様に、上記の条件３でもストールＣ（より正確には、ストールＣを構成する鉄棒等）の領域の（ｘ，ｙ，ｚ）座標値を抽出した上で、Ｃｏｌｏｒｉｚｅｒで画像化し、この画像が表す領域の位置からストールＣの位置を推定してもよい。

【0048】

以上の条件１～条件５のうちの少なくとも１つの条件を撮影条件として用いることにより、例えば、繁殖雌豚Ｐとの相対的な位置関係が適切な場合や撮影環境が適切な場合等に自動的に撮影することが可能となる。

【0049】

上記のステップＳ１０４で撮影条件を満たすと判定されなかった場合、撮影装置１０は、ステップＳ１０４に戻る（ステップＳ１０５でＮＯ）。一方で、上記のステップＳ１０４で撮影条件を満たすと判定された場合、撮影装置１０は、ステップＳ１０６に進む（ステップＳ１０５でＹＥＳ）。

【0050】

撮影部１０４は、赤外線カメラ（又は赤外線センサ）と深度センサ（又は深度カメラ）によって撮影範囲１２００内を撮影する（ステップＳ１０６）。これにより、当該撮影範囲１２００内の赤外線画像と、当該撮影範囲内の点群データとが撮影部１０４によって生成される。

【0051】

次に、撮影データ作成部１０５は、上記のステップＳ１０６で生成された赤外線画像及び点群データと、上記のステップＳ１０１で受け付けられた設定操作で設定された経過日数とが含まれる撮影データを作成する（ステップＳ１０７）。

【0052】

次に、送受信部１０１は、上記のステップＳ１０７で作成された撮影データを増体判定装置２０に送信する（ステップＳ１０８）。これにより、後述する増体判定処理が当該増体判定装置２０で実行され、その結果、増体判定結果データが当該増体判定装置２０から撮影装置１０に送信される。

【0053】

次に、送受信部１０１は、増体判定装置２０から送信された増体判定結果データを受信する（ステップＳ１０９）。

【0054】

そして、ＵＩ制御部１０２は、上記のステップＳ１０９で受信した増体判定結果データに含まれる増体判定結果をディスプレイ上に表示する（ステップＳ１１０）。例えば、増体判定結果が「やせすぎ」、「やせぎみ」、「ふつう」、「ふとりぎみ」、「ふとりすぎ」の５つのいずれかを表す情報である場合、ＵＩ制御部１０２は、「やせすぎ」、「やせぎみ」、「ふつう」、「ふとりぎみ」、「ふとりすぎ」のいずれかを表す文字や図形、記号等をディスプレイ上に表示する。これにより、ユーザＭは、撮影対象となった繁殖雌豚Ｐの増体が、標準的な増体と比較して、「やせすぎ」、「やせぎみ」、「ふつう」、「ふとりぎみ」、「ふとりすぎ」のいずれであるかを知ることができる。

【0055】

＜増体判定処理＞
以下、本実施形態に係る増体判定処理について、図６を参照しながら説明する。なお、以下では、増体判定装置２０の記憶部２０６には標準増体曲線が記憶されているものとする。

【0056】

送受信部２０１は、撮影装置１０から送信された撮影データを受信する（ステップＳ２０１）。なお、撮影データには、赤外線画像と、点群データと、経過日数とが含まれる。

【0057】

次に、胸幅推定部２０２は、上記のステップＳ２０１で受信された撮影データに含まれる赤外線画像と点群データを用いて、撮影対象となった繁殖雌豚Ｐの胸幅を推定する（ステップＳ２０２）。このとき、胸幅推定部２０２は、例えば、以下の手順１～手順５により胸幅を推定する。なお、点群データでは、深度値（ｚ座標値）が撮影装置１０からの距離を表しているため、深度値が既知である任意の２点間の距離は容易に算出可能であることに留意されたい。

【0058】

手順１：胸幅推定部２０２は、点群データが表す各点群（ｘ，ｙ，ｚ）をｙ軸方向に所定の単位幅（例えば、１ｃｍ）間隔に整列する。言い換えれば、胸幅推定部２０２は、点群データが表す各点群（ｘ，ｙ，ｚ）の一部を削除したり、点群を補間したりすることにより、ｙ軸方向に所定の単位幅間隔で整列した点群データを作成する。以下、一例として、単位幅は１ｃｍであるものとして説明を続ける。

【0059】

手順２：胸幅推定部２０２は、上記の手順１で作成した点群データ（ｙ軸方向に１ｃｍ間隔で整列させた点群データ）を赤外線画像と同じサイズの画像に画像化する。以下、画像化された点群データを「点群画像」と呼ぶことにする。

【0060】

手順３：胸幅推定部２０２は、赤外線画像と点群画像とを重ね合わせた画像を作成する。以下、赤外線画像と点群画像とを重ね合わせた画像を「重畳画像」と呼ぶことにする。

【0061】

手順４：胸幅推定部２０２は、重畳画像から１ｃｍあたりのピクセル数を算出する。すなわち、胸幅推定部２０２は、ｙ軸方向の点と点の間（１ｃｍ幅）に存在するピクセル数を算出する。以下、ｙ軸方向の１ｃｍ幅に存在するピクセル数を「１ｃｍあたりのピクセル数」と呼ぶ。

【0062】

手順５：胸幅推定部２０２は、撮影対象となった繁殖雌豚Ｐを表す領域における胸の位置の幅に含まれるピクセル数から胸幅を算出する。すなわち、胸幅推定部２０２は、胸の位置を表すｘ座標値を持つ直線（この直線はｙ軸と平行な直線である。）上のピクセルであって、かつ、重畳画像内の繁殖雌豚Ｐを表す領域に含まれるピクセルの数と、１ｃｍあたりのピクセル数とを用いて、胸幅を算出する。胸幅は、胸の位置を表すｘ座標値を持つ直線上のピクセルであって、かつ、重畳画像内の繁殖雌豚Ｐを表す領域に含まれるピクセルの数をａ、１ｃｍあたりのピクセル数をｂとすれば、ａ／ｂで算出される。

【0063】

なお、胸の位置を表すｘ座標値は予め設定される。例えば、参考文献１と同様に、繁殖雌豚Ｐの肩の位置を特定した上で、肩の位置から上方（つまり、尻尾方向）にＬ〔ｃｍ〕の位置とすることが考えられる。

【0064】

また、重畳画像内の繁殖雌豚Ｐを表す領域は、任意の方法により特定すればよい。例えば、撮影ガイド１１００内の領域に対応する領域を、繁殖雌豚Ｐを表す領域として特定してもよいし、撮影装置１０の深度センサ（又は深度カメラ）としてＩｎｔｅｌ ＲｅａｌＳｅｎｓｅを用いた場合、ＲｅａｌＳｅｎｓｅが備えるＴｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｆｉｌｔｅｒという機能により繁殖雌豚Ｐの領域の各（ｘ，ｙ，ｚ）座標値を抽出して特定してもよい。この他にも、例えば、赤外線画像や重畳画像に対してエッジ抽出や物体領域抽出等といった画像処理を行うことにより、繁殖雌豚Ｐを表す領域を特定してもよい。

【0065】

以上の手順１～手順５により、仮に点群データの一部に欠損が存在する場合であっても、撮影対象となった繁殖雌豚Ｐの胸幅を精度良く推定することができる。

【0066】

次に、増体判定部２０３は、上記のステップＳ２０１で受信された撮影データに含まれる経過日数と、記憶部２０６に記憶されている標準増体曲線と、上記のステップＳ２０２で推定された胸幅とを用いて、撮影対象となった繁殖雌豚Ｐの増体を判定する（ステップＳ２０３）。ここで、標準増体曲線の一例を図７に示す。図７に示すように、標準増体曲線は、横軸を初回交配日からの経過日数、縦軸を標準的な胸幅とした平面上のグラフで表現される。以下、標準増体曲線を表す関数をｆで表し、経過日数がｘであるときの標準的な胸幅をｆ（ｘ）と表す。

【0067】

上記のステップＳ２０１で受信された撮影データに含まれる経過日数をｘ'、上記のステップＳ２０２で推定された胸幅をｙ'としたとき、増体判定部２０３は、ｙ'とｆ（ｘ'）の差（乖離度）から増体を判定する。例えば、増体判定部２０３は、以下により増体を判定する。

【0068】

・｜ｙ'－ｆ（ｘ'）｜＞ｔｈ_１かつｙ'－ｆ（ｘ'）＞０である場合は「ふとりすぎ」
・ｔｈ_１≧｜ｙ'－ｆ（ｘ'）｜＞ｔｈ_２かつｙ'－ｆ（ｘ'）＞０である場合は「ふとりぎみ」
・ｔｈ_２≧｜ｙ'－ｆ（ｘ'）｜≧０である場合は「ふつう」
・ｔｈ_１≧｜ｙ'－ｆ（ｘ'）｜＞ｔｈ_２かつｙ'－ｆ（ｘ'）＜０である場合は「やせぎみ」
・｜ｙ'－ｆ（ｘ'）｜＞ｔｈ_１かつｙ'－ｆ（ｘ'）＜０である場合は「やせすぎ」
ここで、ｔｈ_１，ｔｈ_２は予め設定された閾値であり、ｔｈ_１＞ｔｈ_２を満たす。

【0069】

次に、増体判定結果データ作成部２０４は、上記のステップＳ２０３で判定された増体判定結果が含まれる増体判定結果データを作成する（ステップＳ２０４）。

【0070】

そして、送受信部２０１は、上記のステップＳ２０４で作成された増体判定結果データを、上記のステップＳ２０１で受信された撮影データの送信元の撮影装置１０に送信する（ステップＳ２０５）。これにより、当該撮影装置１０では、上記のステップＳ２０３で判定された増体判定結果がディスプレイ上に表示される。

【0071】

＜標準増体曲線生成処理＞
以下、本実施形態に係る標準増体曲線生成処理について、図８を参照しながら説明する。なお、以下では、増体判定装置２０の記憶部２０６には実績データ集合と基準増体曲線とが記憶されているものとする。

【0072】

まず、標準増体曲線生成部２０５は、記憶部２０６に記憶されている基準増体曲線を取得する（ステップＳ３０１）。以下、基準増体曲線を表す関数をｇで表し、経過日数がｘであるときの胸幅をｇ（ｘ）とする。

【0073】

次に、標準増体曲線生成部２０５は、上記のステップＳ３０１で取得された基準増体曲線の経過日数を一定区間毎（例えば、３０日毎）に区切る（ステップＳ３０２）。以下、基準増体曲線のｋ番目の区間をＩ_ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）として、区間Ｉ_ｋにおける基準増体曲線をｇ_ｋと表す。ここで、Ｋは区間数である。

【0074】

次に、標準増体曲線生成部２０５は、記憶部２０６に記憶されている実績データ集合に含まれる実績データとの誤差が最小となるように、区間毎に基準増体曲線に対して定数を加算して調整増体曲線と呼ぶグラフを作成する（ステップＳ３０３）。

【0075】

例えば、実績データ集合を｛（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）｜ｎ＝１，・・・，Ｎ'｝とする。ここで、ｘ_ｎはｎ番目の実績データに含まれる経過日数、ｙ_ｎはｎ番目の実績データに含まれる胸幅、Ｎ'は実績データ集合に含まれる実績データ数である。

【0076】

このとき、標準増体曲線生成部２０５は、区間Ｉ_ｋ毎に、各ｘ_ｎ∈Ｉ_ｋに対する誤差｜ｙ_ｎ－（ｇ_ｋ（ｘ_ｎ）＋Ｃ_ｋ）｜の和を最小化するように定数Ｃ_ｋを決定し、ｈ_ｋ（ｘ）＝ｇ_ｋ（ｘ）＋Ｃ_ｋ（ｘ∈Ｉ_ｋ）とする。これにより、ｋ＝１，・・・，Ｋに対して関数ｈ_ｋ（ｘ）（ｘ∈Ｉ_ｋ）が得られるため、これらの関数ｈ_ｋ（ｘ）（ｘ∈Ｉ_ｋ）によりｘ∈Ｉ_ｋのときｈ（ｘ）＝ｈ_ｋ（ｘ）と関数ｈ（ｘ）（ｘ∈Ｉ_１∪・・・∪Ｉ_Ｋ）を定義し、この関数ｈで表されるグラフを調整増体曲線とする。

【0077】

ここで、基準増体曲線及び調整増体曲線の一例を図９に示す。なお、図９では、各実績データが表す点（実績データ点）も図示している。図９に示すように、調整増体曲線は、区間（図９に示す例では３０日）毎に基準増体曲線に対して或る定数を加算した曲線で表される。

【0078】

次に、標準増体曲線生成部２０５は、１日毎に、調整増体曲線から胸幅を抽出する（ステップＳ３０４）。すなわち、標準増体曲線生成部２０５は、ｘ＝０，１，２，・・・，Ｎに対して（ｘ，ｈ（ｘ））を抽出する。ここで、Ｎは経過日数の最大値である。Ｎの値は予め設定される。

【0079】

次に、標準増体曲線生成部２０５は、上記のステップＳ３０４で抽出した｛（ｘ，ｈ（ｘ））｜ｘ＝０，１，２，・・・，Ｎ｝を用いて、最小二乗法により、標準増体曲線を生成する（ステップＳ３０５）。すなわち、標準増体曲線生成部２０５は、ｘ＝０，１，２，・・・，Ｎに対する（ｈ（ｘ）－ｆ（ｘ））^２の和を最小化する関数ｆを求め、この関数ｆを、標準増体曲線を表す関数とする。これにより、例えば、外れ値を取る胸幅が含まれる実績データが実績データ集合の中に存在したとしても、その外れ値の影響を低減したロバスト（頑強）な標準増体曲線を生成することが可能となる。なお、一般に、最小二乗法では外れ値の影響を受けやすいという欠点があることに留意されたい。

【0080】

そして、標準増体曲線生成部２０５は、上記のステップＳ３０５で生成された標準増体曲線を表す関数ｆを記憶部２０６に保存する（ステップＳ３０６）。これにより、増体判定装置２０は、上記の増体判定処理で標準増体曲線を利用して繁殖雌豚Ｐの増体を判定することが可能となる。

【0081】

＜まとめ＞
以上のように、本実施形態に係る増体判定システム１は、以下の（１）～（３）により、豚の増体を精度良く判定することができる。

【0082】

（１）上記の条件１～条件５のうちの少なくとも１つの条件を撮影条件として用いることにより、例えば、繁殖雌豚Ｐとの相対的な位置関係が適切な場合や撮影環境が適切な場合等に自動的に撮影することが可能となる。これにより、例えば、撮影者の撮影技術等に影響されることなく、精度の良い胸幅推定が可能となり、その結果、精度の良い増体判定が可能となる。

【0083】

（２）上記の手順１～手順５により、仮に点群データの一部に欠損が存在する場合であっても、撮影対象となった繁殖雌豚Ｐの胸幅を精度良く推定することができる。その結果、精度の良い増体判定が可能となる。

【0084】

（３）上記の標準増体曲線生成処理により、仮に実績データ集合の中に外れ値が存在する場合であっても、その外れ値の影響を低減したロバストな標準増体曲線を生成することができる。その結果、精度の良い増体判定が可能となる。

【0085】

＜変形例＞
・変形例１
上記の実施形態では、所定の撮影条件を満たした場合に自動で撮影するものとしたが、必ずしも自動で撮影しなくてもよい。例えば、所定の撮影条件を満たした場合にその旨をユーザＭに通知して撮影を促してもよい。

【0086】

・変形例２
上記の実施形態では、「やせすぎ」、「やせぎみ」、「ふつう」、「ふとりぎみ」、「ふとりすぎ」の５つの分類を増体判定結果としたが、これに限られるものではなく、例えば、５つ未満や６つ以上の分類を増体判定結果としてもよい。また、例えば、増体を判定するのではなく、例えば、胸幅から体重を推定してもよい。なお、胸幅から体重は既知の手法（例えば、回帰式等で表現される体重推定モデル等）により推定することが可能である。

【0087】

・変形例３
上記の実施形態では、「撮影条件を満たした場合の自動撮影」、「上記の手順１～手順５による胸幅推定」及び「標準増体曲線生成処理」の３つを説明したが、本実施形態に係る増体判定システム１は、これらの３つのすべてを実現する場合に限られず、例えば、３つのうちの少なくとも１つを実現するものであってもよい。

【0088】

・変形例４
上記の実施形態では、実績データは、例えば、ユーザＭ等が繁殖雌豚の胸幅を実際に測定し、その繁殖雌豚の初回交配日からの経過日数と対応付けることにより作成したが、これに限られるものではない。例えば、上記の撮影処理と、上記の増体判定処理のステップＳ２０１～ステップＳ２０２による胸幅の推定とを実行し、経過日数と胸幅とが含まれる実績データを作成してもよい。

【0089】

・変形例５
上記の実施形態では、増体の判定対象を繁殖雌豚としたが、これに限られるものではなく、一般の豚であってもよいし、豚以外の家畜（例えば、牛、馬、羊等）であってもよい。

【0090】

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、特許請求の範囲の記載から逸脱することなく、種々の変形や変更、既知の技術との組み合わせ等が可能である。

【0091】

［参考文献］
参考文献１：特開２０２２－１０９６８３号公報

【符号の説明】

【0092】

１ 増体判定システム
１０ 撮影装置
２０ 増体判定装置
１０１ 送受信部
１０２ ＵＩ制御部
１０３ 撮影条件判定部
１０４ 撮影部
１０５ 撮影データ作成部
２０１ 送受信部
２０２ 胸幅推定部
２０３ 増体判定部
２０４ 増体判定結果データ作成部
２０５ 標準増体曲線生成部
２０６ 記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】