特許 7075765 液中物測定装置および方法

(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】

(24)【登録日】2022-05-18

(45)【発行日】2022-05-26

(54)【発明の名称】液中物測定装置および方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/04 20060101AFI20220519BHJP

【ＦＩ】

G01B11/04 H

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018010258

(22)【出願日】2018-01-25

(65)【公開番号】P2019128264

(43)【公開日】2019-08-01

【審査請求日】2020-12-04

(73)【特許権者】

【識別番号】390008338

【氏名又は名称】広和株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000512

【氏名又は名称】弁理士法人山田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】上村 宇之

(72)【発明者】

【氏名】増田 慎哉

(72)【発明者】

【氏名】小林 洋裕

【審査官】國田 正久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－１８９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２３２６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２８９３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２３０２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１０９５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０７１７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１６２１１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／００ － １１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液中の対象物を撮像する撮像装置と、
該撮像装置の撮像範囲に対し、該撮像範囲内における対象物への照射位置が前記対象物と前記撮像装置との距離と対応するよう、指向性の標識光を照射する照射装置と
を備え、
前記対象物は水中の魚介類であり、
前記撮像装置によって対象物の撮像画像を取得し、
該撮像画像における対象物に照射された標識光の照射部の位置に基づいて得られる目的の対象物と前記撮像装置との距離に応じて決まる撮像画像内における単位実長あたりの寸法と、撮像画像内における前記対象物の寸法から、前記対象物の実寸を求め得るよう構成されること
を特徴とする液中物測定装置。

【請求項2】

前記標識光は面をなして前記撮像範囲に照射されることを特徴とする請求項１に記載の液中物測定装置。

【請求項3】

前記標識光のなす面は、前記照射装置の照射口と前記撮像装置の光軸を含む面に直交することを特徴とする請求項２に記載の液中物測定装置。

【請求項4】

前記撮像装置と前記照射装置とが互いに離間して支持部に配置されることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の液中物測定装置。

【請求項5】

前記撮像装置と前記照射装置を前記支持部によって支持した装置の全体を、浮具により液に対して保持することを特徴とする請求項４に記載の液中物測定装置。

【請求項6】

液中の対象物を撮像する撮像装置と、該撮像装置の撮像範囲に対し指向性の標識光を照射する照射装置とを備えた液中物測定装置を用い、
水中の魚介類を前記対象物とし、
前記撮像範囲に対し、該撮像範囲内における対象物への照射位置が前記対象物と前記撮像装置との距離と対応するよう標識光を照射すると共に、前記撮像装置によって対象物の撮像画像を取得し、
該撮像画像における対象物に照射された標識光の照射部の位置に基づいて得られる目的の対象物と前記撮像装置との距離に応じて決まる撮像画像内における単位実長あたりの寸法と、撮像画像内における前記対象物の寸法から、前記対象物の実寸を求めること
を特徴とする液中物測定方法。

【請求項7】

前記撮像画像を二値化した二値化画像を取得し、該二値化画像における対象物の外形から寸法を測定することを特徴とする請求項６に記載の液中物測定方法。

【請求項8】

前記撮像画像を二値化するにあたり、撮像画像の標識光の照射部近傍における明度と、前記照射部から離れ、且つ該照射部の近傍とは大きく異なる明度を示す位置の明度の間の値を閾値とすることを特徴とする請求項７に記載の液中物測定方法。

【請求項9】

前記撮像範囲内に、前記撮像装置からの距離が互いに異なる複数箇所において寸法を把握し得るようスケールを設置して前記撮像装置によりスケール画像を取得し、
該スケール画像における前記スケールの寸法に基づき、撮像画像内における前記撮像装置からの距離に応じた単位実長あたりの寸法を把握すること
を特徴とする請求項８に記載の液中物測定方法。

【請求項10】

前記スケールは帯状の面を有し、該帯状の面が前記標識光に沿うように設置されることを特徴とする請求項９に記載の液中物測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液中に存在する生物等の距離や寸法を測定する装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば魚類の養殖にあたり、対象物である魚群を構成する個体のサイズを把握することは非常に重要である。魚の成長や肥育の度合に応じて適切な量の餌を与えたり、出荷の時季を見極める必要があるからである。従来、こうしたサイズの把握は、古典的なサンプリング法によって行われていた。すなわち、養殖対象から定期的に一部（例えば、数十個体程度）を抜き取り、各個体の体長や体幅、体高、体重等を測定するのである。

【0003】

サンプリング法に代わる方法としては、例えば二眼カメラを用いて魚群の画像を取得し、取得した画像内における個体の寸法から、対象とカメラとの距離を考慮して実寸を割り出す方法が考えられる。

【0004】

尚、水中の対象物の寸法等を測定し得る技術を記載した文献としては、例えば、下記の特許文献１がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－０８３３４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述の方法のうちサンプリング法は、サンプルの捕獲回収や測定といった作業に非常に手間がかかるばかりか、場合によってはサンプルとして採取した個体を傷つけて商品価値を下げてしまうリスクもあった。

【0007】

また、二眼カメラを用いた測定方法では、測定対象を傷つけずに測定することが可能ではあるものの、対象とカメラとの距離を割り出す工程が複雑で処理に長い時間を要したり、取得した画像から寸法を測定・算出する作業を手動で行わなくてはならず手間がかかるといった弱点を抱えていた。また、二眼カメラの画像から距離を割り出すためには、測定したい点を二眼のそれぞれで捉えた画像を取得する必要があるが、各画像から同一の点の位置を自動的に割り出すことが難しいという技術的な問題もある。さらに、複数のカメラを互いに離間して配置するために装置全体が大型になり、取扱いに不便であるほか、測定対象が魚類等である場合には該魚類等が装置を警戒して近づかず、撮像が困難になるという欠点もあった。

【0008】

本発明は、斯かる実情に鑑み、対象物に極力影響を与えることなく、簡便に対象物の距離や寸法を測定し得る液中物測定装置および方法を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、液中の対象物を撮像する撮像装置と、該撮像装置の撮像範囲に対し、該撮像範囲内における対象物への照射位置が前記対象物と前記撮像装置との距離と対応するよう、指向性の標識光を照射する照射装置とを備え、前記対象物は水中の魚介類であり、前記撮像装置によって対象物の撮像画像を取得し、該撮像画像における対象物に照射された標識光の照射部の位置に基づいて得られる目的の対象物と前記撮像装置との距離に応じて決まる撮像画像内における単位実長あたりの寸法と、撮像画像内における前記対象物の寸法から、前記対象物の実寸を求め得るよう構成されることを特徴とする液中物測定装置にかかるものである。

【0010】

本発明の液中物測定装置において、前記標識光は面をなして前記撮像範囲に照射されることが好ましい。

【0011】

本発明の液中物測定装置において、前記標識光のなす面は、前記照射装置の照射口と前記撮像装置の光軸を含む面に直交することが好ましい。

【0012】

本発明の液中物測定装置は、前記撮像装置と前記照射装置とを互いに離間して支持部に配置した構成とすることができる。

【0013】

本発明の液中物測定装置は、前記撮像装置と前記照射装置を前記支持部によって支持した装置の全体を、浮具により液に対して保持する構成とすることができる。

【0015】

また、本発明は、液中の対象物を撮像する撮像装置と、該撮像装置の撮像範囲に対し指向性の標識光を照射する照射装置とを備えた液中物測定装置を用い、水中の魚介類を前記対象物とし、前記撮像範囲に対し、該撮像範囲内における対象物への照射位置が前記対象物と前記撮像装置との距離と対応するよう標識光を照射すると共に、前記撮像装置によって対象物の撮像画像を取得し、該撮像画像における対象物に照射された標識光の照射部の位置に基づいて得られる目的の対象物と前記撮像装置との距離に応じて決まる撮像画像内における単位実長あたりの寸法と、撮像画像内における前記対象物の寸法から、前記対象物の実寸を求めることを特徴とする液中物測定方法にかかるものである。

【0016】

本発明の液中物測定方法においては、前記撮像画像を二値化した二値化画像を取得し、該二値化画像における対象物の外形から寸法を測定することができる。

【0017】

本発明の液中物測定方法においては、前記撮像画像を二値化するにあたり、撮像画像の標識光の照射部近傍における明度と、前記照射部から離れ、且つ該照射部の近傍とは大きく異なる明度を示す位置の明度の間の値を閾値とすることができる。

【0018】

本発明の液中物測定方法においては、前記撮像範囲内に、前記撮像装置からの距離が互いに異なる複数箇所において寸法を把握し得るようスケールを設置して前記撮像装置によりスケール画像を取得し、該スケール画像における前記スケールの寸法に基づき、撮像画像内における前記撮像装置からの距離に応じた単位実長あたりの寸法を把握することができる。

【0019】

本発明の液中物測定方法において、前記スケールは帯状の面を有する構成とし、該帯状の面が前記標識光に沿うように設置することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明の液中物測定装置および方法によれば、対象物に極力影響を与えることなく、簡便に対象物の距離や寸法を測定し得るという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施による液中物測定装置の形態の一例を示す斜視図である。

【図2】本発明の実施による液中物測定装置の使用状態の一例を示す正面図である。

【図3】本発明の実施による液中物測定装置において、撮像装置により対象物を撮像して得られる画像の一例である。

【図4】本発明の実施による液中物測定装置において、画像内における対象物の位置と、撮像装置からの対象物の距離の関係を説明する概略図であり、（Ａ）は装置と対象物の位置関係を示す図、（Ｂ）は撮像装置によって取得された画像を示す図である。

【図5】本発明の実施による液中物測定装置において、対象物を撮像して得た画像を二値化して得られる画像の一例である。

【図6】本発明の実施におけるスケールの使用例を説明する概略図であり、（Ａ）はスケールの設置状態を示す図、（Ｂ）は画像内におけるスケールの像を示す図である。

【図7】本発明の実施におけるスケールの別の使用例を説明する概略図であり、（Ａ）はスケールの設置状態を示す図、（Ｂ）は画像内におけるスケールの像を示す図である。

【図8】本発明の実施による液中物測定装置を用いた測定方法の手順の一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】

【0023】

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

【0024】

図１は本発明の実施による液中物測定装置の形態の一例を示している。本実施例の液中物測定装置１は、撮像装置２と、該撮像装置２の撮像範囲Ａ内に標識光３を照射する照射装置４とを備えている。撮像装置２と照射装置４は棒状の支持部５に互いに離間して取り付けられており、撮像装置２は光軸が支持部５の軸線に対して略直角となるように固定されると共に、照射装置４は標識光３が撮像装置２の撮像範囲Ａ内に照射されるよう、支持部の軸線に対して斜めに取り付けられる。撮像装置２と照射装置４からはそれぞれ外部へケーブル２ａ，４ａが延びており、該ケーブル２ａ，４ａは制御装置６や、図示しない電源装置に接続されている。撮像装置２、照射装置４に対しては、ケーブル２ａ，４ａを通じて図示しない前記電源装置から電力が供給されるほか、制御装置６から入力される操作信号２ｂ，４ｂによって動作が制御されるようになっている。また、撮像装置２からは、取得した画像データがデータ信号２ｃとして制御装置６へ送信されるようになっている。

【0025】

撮像装置２は、例えば防水機能を備えた水中カメラである。照射装置４は、例えばラインレーザ装置であり、先端の照射口４ｃを中心として標識光３を扇状に放射するようになっている。標識光３は、撮像装置２の画角の頂点から離れた位置から撮像範囲Ａへ、撮像装置２の光軸方向に対して斜めの面をなして照射される。この際、標識光３は、扇状の標識光３のなす面が、撮像装置２の光軸と、照射装置４の照射口４ｃとを含む平面（以下、面Ｂ１と称する。尚、図示は省略する）に直交するよう照射することが好ましい。照射装置４は、支持部５に対し決まった角度で据え付けても良いし、標識光３の照射角を調整できるよう、支持部５に対し首振り可能に取り付けても良い。

【0026】

尚、撮像装置２と照射装置４とは、支持部５を介さず、例えばワイヤや骨組み等により別々に支持することも可能であるが、撮像装置２と照射装置４とを互いに適切な位置関係で支持するには、上述の如く棒状あるいはパイプ状の支持部５を用いるのが最も簡便であり、構成面でも簡単である。

【0027】

液中物測定装置１を使用する際には、例えば図２に示す如く、支持部５の適宜箇所に浮具７を取り付ける（尚、図２では説明の便宜上、ケーブル２ａ，４ａや制御装置６の図示を省略している。図６、図７も同様である）。液８に浮具７を浮かべると、撮像装置２と照射装置４を支持部５によって支持した装置の全体が、浮力によって液８に対し保持される。浮具７による支持部５の支持点を適宜位置（撮像装置２に加わる重力と浮力の合力によるモーメントと、照射装置４に加わる重力と浮力の合力によるモーメントが釣り合う位置）に設定しておけば、支持部５は液８中に略水平に支持される。そして、撮像装置２は下方の液８中を撮像範囲Ａに収めるよう、下向きに配置されると共に、照射装置４は撮像範囲Ａに対して標識光３を照射するように斜めに配置される。尚、支持部５の角度や、撮像装置２と照射装置４との位置関係は必ずしも特に水平を保つ必要はなく、撮像装置２により適当な空間を撮像範囲Ａに収め、且つ該撮像範囲Ａ内に照射装置４から標識光３を照射できるような配置となっていれば足りる。

【0028】

液中物測定装置１の適宜位置（ここに示した例では浮具７）には索９を取り付け、該索９を介して液中物測定装置１を移動できるようにすると好適である。

【0029】

以上の如く設置した液中物測定装置１を用い、液８中の対象物１０を撮像装置２により撮像し、対象物１０の撮像装置２からの距離、および寸法を測定する。対象物１０は、例えば水や海水である液８中を遊泳する魚介類等の生物であり、ここでは魚を想定している。この対象物１０を、液面付近に位置する撮像装置２により上方から撮像すると共に、撮像範囲Ａに対し照射装置４から標識光３を照射する。撮像範囲Ａ内、且つ標識光３の光路上に対象物１０があれば、標識光３が照射された対象物１０を撮像装置２により撮像することができる。取得した画像データは、データ信号２ｃとして制御装置６（図１参照）へ送られる。

【0030】

撮像装置２により取得される画像の一例を図３に示す。ここに示した例では、画像外の左手前の位置から右奥に向かって標識光３を照射しており、撮像範囲Ａないし画像内における標識光３の照射位置は、対象物１０と撮像装置２との距離に対応している。すなわち、標識光３の照射された対象物１０が画像内の左寄りの位置にあれば撮像装置２に近く、右寄りの位置にあれば撮像装置２から遠いと判断できる。

【0031】

画像内における対象物１０の位置に基づき、対象物１０の撮像装置２からの距離を判定する具体的な手順を、図４を参照しながら説明する。図４（Ａ）に示す如く、標識光３の照射された対象物１０と、撮像装置２との光軸方向の距離（より詳しくは、撮像装置２における画角の頂点から対象物１０までの光軸方向における距離）をＬ、面Ｂ１（照射装置４の照射口４ｃとを含む平面）に沿い且つ光軸と直交する方向（以下、左右方向とする。また、光軸方向および左右方向に直交する方向を前後方向とする）の距離をＭとする。また、撮像装置２の光軸と直交し且つ撮像装置２における画角の頂点が位置する面（面Ｂ２とする。図示は省略する）において、面Ｂ２と標識光３のなす面との交線と、撮像装置２との距離をＰとする。尚、ここでは照射装置４の照射口４ｃが撮像装置２の画角の頂点と共に面Ｂ２に位置しているので、照射口４ｃと撮像装置２との間の距離が距離Ｐである。さらに、撮像装置２の光軸と直交し、標識光３の照射された対象物１０のある平面において、撮像範囲Ａの幅（すなわち、左右方向の寸法）をＷとし、また、撮像範囲Ａの光軸に関して照射装置４とは反対側の端部から、対象物１０における標識光３の照射点までの左右方向の距離をＸとする。撮像装置２の左右方向における画角をθ、標識光３のなす面が撮像装置２の光軸に対してなす角度をαとする。

【0032】

撮像装置２においては、実空間における左右方向と前後方向をそれぞれ幅方向および高さ方向とする画像が取得される（図４（Ｂ）参照）。この画像の幅方向の画素数をＷ_ｐｉｘ、高さ方向の画素数をＨ_ｐｉｘとする。また、撮像装置２の光軸に関して照射装置４の設置位置とは反対側の端部（図の右端）から、画像内の対象物１０における標識光３の照射点までの画素数をＸ_ｐｉｘとする。

【0033】

このとき、以下の式が成り立つ。
［式１］
ｔａｎα＝（Ｐ－Ｍ）／Ｌ
ｔａｎ（θ／２）＝Ｗ／２Ｌ
Ｍ＝Ｘ－Ｗ／２
Ｘ／Ｗ＝Ｘ_ｐｉｘ／Ｗ_ｐｉｘ

【0034】

これを整理すると、以下の式が得られる。
［式２］
Ｌ＝Ｐ／｛ｔａｎα＋（２Ｘ_ｐｉｘ／Ｗ_ｐｉｘ－１）ｔａｎ（θ／２）｝

【0035】

Ｐ、ｔａｎ（θ／２）、ｔａｎα、Ｗ_ｐｉｘは撮像装置２や照射装置４の配置や仕様により決まる定数であり、Ｘ_ｐｉｘは画像から読み取れるので、上記式２より、画像から撮像装置２と対象物１０との光軸方向における距離Ｌを求めることができる。このように、本実施例の液中物測定装置１によれば、上述の如き簡単な構成（図１、図２参照）と単純な計算（上記式２参照）によって簡便に対象物１０の距離Ｌを割り出すことができる。手動によっても簡単な数式で距離Ｌを導出でき、自動で計算する場合も処理に要する時間は最小限で済む。

【0036】

一方、図３に示す画像において、目的の対象物１０の実寸あたりの寸法、すなわち、対象物１０における単位実長あたりの画素数は、撮像装置２と対象物１０との光軸方向における距離Ｌによって決まり、且つ距離Ｌと対象物１０における単位長さあたりの画素数との関係は、撮像装置２の仕様や設定によって決まる。したがって、上述の如き計算式により距離Ｌを求めることで、標識光３の照射された対象物１０の寸法を画像から把握することができる。すなわち、ここに示した例の場合、魚等である対象物１０の体長と体幅を測定することが可能である。体高や体重に関しては、対象物１０が魚等である場合には体長や体幅と相関するので、例えば体長や体幅の値、あるはその積に魚種等に応じた係数を乗じることで概算することができる。

【0037】

ここで、本実施例では上述の如く、標識光３のなす面が面Ｂ１（照射装置４の照射口４ｃとを含む平面）に直交するように標識光３を照射している。このため、例えば図３に示す如き画像が得られた場合において、標識光３の照射された部分（以下、「照射部」とする）の撮像装置２に対する光軸方向における距離Ｌは、画像内における幅方向の位置（Ｘ_ｐｉｘ）によって決まり、高さ方向の位置を考慮する必要はない。つまり、画像の左右端から一定の距離にある照射部に関し、高さ方向の位置にかかわらず距離Ｌが決定されることになり、距離Ｌを算出するにあたって計算が簡便である。標識光３のなす面が面Ｂ１に直交しない場合でも距離Ｌを求めることは可能であるが、その場合、標識光３の照射部の高さ方向の位置等も加味して距離Ｌを計算する必要があり、計算式はより複雑となる。

【0038】

尚、上に説明した計算式はあくまで一例である。例えば、画像内における距離を表す値として画素数（Ｗ_ｐｉｘやＸ_ｐｉｘ）を用いているが、これらの代わりに例えば図３の如き画像を写した画像における寸法や、印刷した紙面における寸法を採用しても良い。上記の如き算出方法では、画像に対する対象物１０の位置、言い換えれば画像における寸法比（ここではＸ_ｐｉｘ／Ｗ_ｐｉｘ）が問題なのであり、画像内における距離の絶対値は重要ではない。

【0039】

また、ここでは標識光３を撮像装置２の光軸に対し、角度αをなす向きで斜めに照射する場合を例示したが、この角度α自体は本発明の原理上、さほど重要ではなく、例えば標識光３のなす面を光軸に対して平行としても、上と同様の手順で距離Ｌを割り出すことができる（このとき、Ｐ＝Ｍ、ｔａｎα＝０となる）。原理的には、標識光３は光路が撮像装置２の画角の頂点を通らず、且つ撮像範囲Ａ内に照射されていれば足りるのである。ただし、対象物１０の測定を効率良く行うためには、標識光３は被照射点が撮像装置２から離れすぎない範囲で（標識光３の照射された対象物１０が撮像装置２から離れていると、その分だけ前記対象物１０と撮像装置２との間に別の対象物１０やその他の障害物等が入ったり、目的の対象物１０の写りが不鮮明になるなどし、目的の対象物１０の外形を把握することが困難になる可能性がある）、撮像範囲Ａ内のなるべく広範囲に照射されることが好ましい。よって、撮像装置２に対する照射装置４の位置（図４（Ａ）における距離Ｐ）や、照射装置４から照射する標識光３の角度（図４（Ａ）における角度α）といった条件は、実際の使用において得られる画像の内容等に鑑みてその都度調整しながら設定すると良い。

【0040】

また例えば、撮像装置２や照射装置４を液面より上に設置し、液８中の対象物１０に標識光３を照射しつつ撮像を行うことも考えられるが、その場合は標識光３の屈折をも考慮に入れて距離Ｌを算出する必要がある。その他、距離Ｌを求める際に用いる計算式の具体的な内容は、各機器の配置やその他の条件によって種々変動し得る。

【0041】

図３に示す如き画像から、対象物１０の外形や、画像内における寸法等を取得するにあたっては、種々の方法を用い得る。例えば画像を印刷もしくは画面に映し、定規等の測定器具を用いて手動で測定することができる。あるいは、画像内における任意の点同士の距離等を測定することができるアプリケーションソフトを立ち上げて画像を読み込み、標識光３の照射された目的の対象物１０を目視しながら前記アプリケーションソフトの補助により寸法を測定することもできる。

【0042】

あるいは、取得した画像から対象物１０の寸法測定までの工程の全体、もしくは多くを自動で行うことも可能である。その場合、例えば、まず図３に示す如き画像の二値化を行うと、その後の寸法測定を自動で行うにあたって便利である。あるいは、目視で測定を行う場合も、二値化された画像からであればより対象物１０の外形を把握しやすい場合がある。画像の二値化にあたっては、少なくとも標識光３の照射されている目的の対象物１０の形状をバックグラウンドから識別する必要があり、そのためには、目的の対象物１０にあたる部分における明度と、バックグラウンドの明度の間の値を二値化の際の閾値とする必要がある。

【0043】

ここで、本実施例の場合、標識光３が照射された対象物１０を目的の対象物１０としているので、まず画像において特に明度の高い部分を標識光３が照射された照射部として特定し、次に該照射部の近傍の明度を取得すれば、その値を目的の対象物１０の写った部分の明度として扱うことができる。また、照射部から離れ、且つ該照射部の近傍とは大きく異なる明度を示す位置の明度を取得すれば、その値をバックグラウンドの明度として扱うことができる。

【0044】

このような閾値の設定方法は、以下の点で有利である。通常、二値化によって画像内の対象物の外形を把握しようとする場合、画像内においてどの部分が対象物で、どの部分がバックグラウンドであるかを自動的に判別するのは困難である。しかしながら、本実施例の場合、対象物１０に標識光３を照射した画像を取得しており、画像内に明度の特に高い部分があれば、そこがすなわち照射部であり、その部分に必ず対象物１０が位置していると特定することができる。したがって、照射部の近傍で照射部より明度の低い部分は目的の対象物１０が存在し且つ標識光３の照射されていない部分であり、また、照射部から離れ且つ照射部の近傍とは大きく異なる明度を示す部分はバックグラウンドであると判断できる。こうして、それぞれの明度を簡便に特定することができるので、両者の間を閾値とし、目的の対象物１０の外形を把握するのに適した二値化画像を取得することができるのである。

【0045】

尚、「照射部の近傍」とは、目的とする対象物１０の種類や大きさ、画像の解像度等の条件に鑑み、標識光３が照射された対象物１０がそこに位置していると通常考えられる画像内の範囲を指す。ここで、「照射部から離れた部分」とは、前記「照射部の近傍」を超えた範囲であり、標識光３が照射された目的の対象物１０はそこに位置していないと通常考えられる画像内の範囲を指す。また、「照射部の近傍とは大きく異なる明度」とは、例えば「照射部から離れた部分」のある点における明度が、「照射部の近傍」の複数点における明度の平均値と比較して有意に異なる値を示した場合、その値を「照射部の近傍とは大きく異なる明度」と判断することができる。

【0046】

そして、対象物１０の写った部分の明度と、バックグラウンドの明度との間の値を閾値として設定すれば、図５に示す如く、対象物１０の外形をバックグラウンドから判別し得る二値化画像を得ることができる。

【0047】

さらに、二値化画像から目的の対象物１０を抽出する。二値化を施した段階では、目的とする対象物１０の他にも、対象物１０と認識し得る複数の図形が重なり合っている場合がある。そこで、想定される対象物１０の形状に基づき、パターン認識により目的の対象物１０の外形を割り出す。ここに示した例のように、魚である対象物１０を上方から撮像する場合、対象物１０は楕円形ないし紡錘形に近い形状を示すので、そういった形状を画像内からパターン認識により抽出し、照射部の周囲に該当するパターンが検出された場合にこれを目的の対象物１０と認識する。

【0048】

上述した標識光３の照射は、ここでも有利に働く。つまり、二値化画像から対象物１０の外形を把握するにあたり、目的の対象物１０のおよその位置は、二値化前の画像における標識光３の照射部として把握できる。したがって、パターン認識により目的の対象物１０を特定するにあたっては、照射部の近傍に範囲を絞ることができ、高効率且つ精度の良い特定が可能である。

【0049】

パターン認識により割り出した外形から、長径と短径をそれぞれ体長と体幅に相当する値とする。そして、画像内における体長と体幅から、目的とする対象物１０の光軸方向における距離Ｌ（上記式２および図４参照）に基づき、実際の対象物１０の体長と体幅を算出する。

【0050】

一枚の画像中に、標識光３の照射された対象物１０が複数写り込んでいる場合、こうした処理は各対象物１０に対してそれぞれ行い、個体毎に距離Ｌや実寸を取得することができる。この際、二値化を行う場合には、画像内の位置によって対象物１０にあたる部分の明度が異なる場合があるので、目的とする対象物１０毎に閾値を設定し、同一の画像から対象物１０毎に異なる二値化画像を取得して個別に寸法の算出を行うようにしても良い。

【0051】

そして、図３に示す如き画像を撮像の場所や時間を変えて複数取得し、同様の処理により対象物１０の測定を繰り返せば、必要な数の対象物１０に関して求めるデータを収集することができる。対象物１０が養殖された魚介類等である場合には、対象物１０に損傷等を与えることなく、且つ簡便に必要な測定を行うことができ、便利である。

【0052】

撮像装置２からの距離Ｌと、撮像した画像内における単位実寸あたりの寸法との関係は、上述の如く撮像装置２の仕様や設定によって決まるが、この関係が明らかでない場合は、例えば図６に示す如きスケール１１を用いたキャリブレーションにより求めることができる。

【0053】

図６（Ａ）中に示す如く、撮像装置２の撮像範囲Ａ内に、所定の寸法を有する複数のスケール１１を配置する。ここに示した例では、一辺の長さが所定の寸法（例えば、１０ｃｍ）である２つのスケール１１を、撮像装置２からの距離が互いに異なるように設置する。例えば、一方のスケール１１ａは撮像装置２から１ｍ離れた位置に配置し、他方のスケール１１ａは、撮像装置２から２ｍ離れた位置に配置する。

【0054】

この状態で、撮像装置２により画像を取得する。スケール１１は、画像中に図６（Ｂ）に示す如く写り込むので、画像内におけるこれらのスケール１１の寸法を測定すれば、撮像装置２からの距離が互いに異なる複数箇所（ここでは２箇所）について、画像内における単位実長あたりの寸法を把握することができる。すなわち、撮像装置２から１ｍ離れた場所における単位実寸（１０ｃｍ）あたりの画像内の画素数、および、撮像装置２から２ｍ離れた場所における単位実寸あたりの画像内での寸法（画素数）が、画像内における各スケール１１ａ，１１ｂの一辺の長さとして把握できる。こうして、互いに撮像装置２からの光軸方向における距離が異なる２箇所以上において対応付けられた距離と、画像内における単位実寸あたりの寸法のデータに基づき、以下に説明する原理により、撮像装置２からの距離と、画像内における寸法（画素数）あたりの実寸を求めることができる。

【0055】

所定の寸法（１０ｃｍ）を有する２つのスケール１１ａ，１１ｂを図６（Ａ）中に示す如く撮像範囲Ａ内に配置した場合、各スケール１１ａ，１１ｂの撮像装置２からの光軸方向における距離がそれぞれｌ_１，ｌ_２であるとする。そして、図６（Ｂ）中に示す如く、画像中に写り込んだ各スケール１１ａ，１１ｂの長さ方向の画素数がそれぞれｓ_１，ｓ_２であるとする。この場合、実空間における撮像装置２からの距離（撮像装置２の画角の頂点からの光軸方向における距離）がＬである地点において、１０ｃｍの実寸に対応する画像内の画素数をＳ_ｐｉｘとすると、Ｓ_ｐｉｘは距離Ｌに応じて以下の式に従い決定される。
［式３］
Ｓ_ｐｉｘ＝ａ／（Ｌ－ｂ）
ただし、
ａ＝ｓ_１ｓ_２×（ｌ_２－ｌ_１）／（ｓ_１－ｓ_２）
ｂ＝（ｌ_１ｓ_１－ｌ_２ｓ_２）／（ｓ_１－ｓ_２）

【0056】

すなわち、ＬとＳ_ｐｉｘはａを係数とする双曲線をなし、ｂは画角の頂点と焦点との距離に相当する。焦点の位置（Ｌ＝ｂ）ではＳ_ｐｉｘ＝∞、無限遠（Ｌ＝∞）ではＳ_ｐｉｘ＝０となる。

【0057】

こうして、標識光３の照射された対象物１０の画像内における位置（図３、図４参照）から、上記式２により撮像装置２からの距離Ｌを求め、さらに上記式３を用いて距離Ｌに応じた単位実長あたりの画像内における寸法（ここでは、実長１０ｃｍあたりの画素数Ｓ_ｐｉｘ）を求める。目的の対象物１０の画像内における寸法（画素数）に１０／Ｓ_ｐｉｘを乗じれば、対象物１０の実寸をｃｍ単位にて求めることができる。

【0058】

尚、上述の如き計算はあくまで原理に基づくものであって、実際上、距離Ｌと実寸あたりの画像内における寸法との関係を求めるにあたっては別の方法を採用しても良い。例えば、撮像装置２からの距離がｌ_１ｍの地点と、ｌ_２ｍの地点において、それぞれ単位実寸（１０ｃｍ）あたりの画像内における画素数がｓ_１、ｓ_２であったとした場合、撮像装置２からｌ_１ｍ～ｌ_２ｍの距離に位置する対象物１０については、単位実寸あたりの画像内における画素数が、ｓ_１～ｓ_２の間で直線的に変化すると見なす。具体的な数値に基づいて述べれば、例えば撮像装置２からの距離が１ｍの地点に設置されたスケール１１の一辺（１０ｃｍ）あたりの画素数が１０００ｐｉｘ、２ｍの地点に設置されたスケール１１の一辺あたりの画素数が４００ｐｉｘであったとした場合（図６（Ａ）中の一点鎖線参照）、撮像装置２からの距離が１ｍ～２ｍの間では、単位実寸（１０ｃｍ）あたりの画素数が、撮像装置２からの距離が１ｃｍ増す毎に（１０００－４０）／２００－１００＝６ｐｉｘずつ減少すると見なすのである。この場合、例えば撮像装置２からの距離が１．３ｍの位置にある対象物１０では、単位実寸（１０ｃｍ）あたりの画素数は８２０ｐｉｘと見なし、寸法を決定することができる。勿論、こうした方法は厳密に正確ではないが、魚介類である対象物１０の寸法を測定するような用途においては実用に十分耐え得る近似値を得ることができる。また、例えばスケール１１の設置数を増やして撮像装置２からの距離に対する単位実寸あたりの画像内における寸法（画素数）を多く（３点以上）の測定点で取得し、該３点以上の測定点同士の間で上述の如き近似を行うようにすれば、精度を向上させることもできる。

【0059】

このようなキャリブレーションを最低一度実行しておけば、撮像装置２に関し、撮像装置２からの対象物１０の距離Ｌと、単位実寸あたりの画像内における寸法（画素数）の関係を求めることができ、上述の如き画像（図３、図５参照）から対象物１０の寸法を求める際に利用することができる。無論、スケール１１によるキャリブレーションは、撮像の条件や用途等が異なる条件下で液中物測定装置１を使用する場合等には、その都度やり直しても良い。

【0060】

また、ここでは複数（２つ）のスケール１１を一度に撮像する場合を例示したが、例えば１つのスケールをある位置に設置して撮像した後、撮像装置２からの距離Ｌが異なる別の位置に設置して撮像しても良い。撮像装置２からの対象物１０の距離Ｌと、単位実寸あたりの画像内における寸法（画素数）の関係を求めることができる限りにおいて、スケール１１の撮像に際し手順等は問わない。

【0061】

あるいは、上記式３の如き計算を経ず、画像内において対象物１０をスケール１１と比較することにより直接寸法を求めることも可能である。例えばスケール１１として、図７（Ａ）に示す如く、所定の幅（例えば１０ｃｍ）の帯状の面を有するスケール１１ｃを撮像範囲Ａ内に設置し、撮像装置２で撮像する。スケール１１ｃは、照射装置４から照射される標識光３のなす面に沿って配置する。

【0062】

このようにすると、図７（Ｂ）の画像内に示す如く、スケール１１ｃの幅（画像における高さ方向の寸法）は画像外の照射装置４（図７（Ａ）参照）から離れるほど狭く写る。画像内の各所におけるスケール１１ｃの幅は無論、撮像装置２からの光軸方向の距離に応じた実長１０ｃｍ分の画素数を表す。一方、上記式２に説明したように、本実施例では、画像内の幅方向における標識光３の照射位置（Ｘ_ｐｉｘ）が、該標識光３の照射された対象物１０の撮像装置２からの距離Ｌに対応している（図３、図４参照）。そして、スケール１１ｃは帯状の面が標識光３の照射される面に沿うように配置されるので、標識光３が照射されたある地点の撮像装置２からの距離（図４（Ａ）における距離Ｌ）は、スケール１１ｃのうち、前記地点と撮像範囲Ａないし画像内における左右方向（幅方向）の位置（図４および図７におけるＸ，Ｘ_ｐｉｘ）が同じである部分の距離（図７（Ａ）における距離Ｌ）に合致する。距離Ｌが合致すれば、単位実長あたりの画像内における寸法（画素数）も一致するので、その部分におけるスケール１１ｃの幅を、所定の実長（ここでは１０ｃｍ）に相当するとして扱うことができる。

【0063】

つまり、図３に示す如く、ある対象物１０に標識光３が照射されている場合、この対象物１０における標識光３の照射部が画像の右端からＸ_ｐｉｘの距離にあるとすると（図４（Ｂ）参照）、図７（Ｂ）に示す画像において、画像の右端からＸ_ｐｉｘの距離にあたるスケール１１ｃの幅（Ｓ_ｐｉｘとする）を取得すれば、このＳ_ｐｉｘの値を、図３内に写った目的の対象物１０における単位実長（１０ｃｍ）あたりの画素数と扱うことができる。よって、図３に示す画像内における対象物１０の寸法に１０／Ｓ_ｐｉｘを乗じれば、対象物１０の実寸を得ることができる。このように、図７に示す如きスケール１１ｃの配置によれば、距離Ｌを算出する手順を踏むことなく、画像内におけるスケール１１ｃの寸法から対象物１０の寸法を直接把握することができ、より簡便である。

【0064】

図６（Ｂ）や図７（Ｂ）に示す如きスケール１１を写した画像を取得するにあたっては、図６（Ａ）や図７（Ａ）に示す如くスケール１１を配置した液中物測定装置１を液８中等に設置し、スケール１１と共に対象物１０を撮像することができる。ただし、スケール１１と対象物１０が互いに視界の妨げになったり、対象物１０が魚類等である場合にはスケール１１のような構造物を警戒して液中物測定装置１に近寄らない可能性もある。よって、スケール１１の撮像は対象物１０の撮像とは別に行い、後から対象物１０を写した画像（図３、図５参照）とスケール１１を写した画像を適宜並べ、もしくは重ねるようにして寸法を取得する方式がより好適である。

【0065】

尚、スケール１１の形状や配置はここに示した例に限定されない。例えば図６や図７に示す如きスケール１１ａ，１１ｂ，１１ｃの代わりに、多段の梯子型のスケール１１を用いることもできるし、その他、画像内において単位実長あたりの寸法を把握できる限り、スケール１１としては種々の形状の物体を採用し得る。あるいは、スケール１１に実寸を示す目盛りを付しても良い。また、図７に示す帯状のスケール１１ｃは、標識光３に沿って配置するのが好適であると上に説明したが、ここでいう「標識光３に沿って配置」とは、必ずしもスケール１１ｃのなす面が標識光３のなす面と一致している必要はない。測定精度の面からは、スケール１１ｃのなす面が標識光３のなす面と一致し、且つ帯状の面をなすスケール１１ｃの中心線が、面Ｂ１（撮像装置２の光軸と照射装置４の照射口４ｃを含む面）と標識光３のなす面との交線と一致するのが理想であるが、実際的には、スケール１１ｃのなす面が標識光３のなす面に対して多少傾いていたり、スケール１１ｃの中心線が前記交線からずれていたとしても十分な測定精度を得ることができる。

【0066】

尚、図６や図７に示す如き方法はあくまで一例であって、撮像装置２からの距離Ｌと、撮像した画像内における単位実寸あたりの寸法との関係が初めから特定できている場合には不要である。

【0067】

また、ここでは液８中の対象物１０を上方から撮像し、対象物１０に関する測定を行う場合を例示したが、本発明の実施態様はこれに限定されない。例えば、液８中の対象物１０に対して下側や横に液中物測定装置１を設置し、上方あるいは横に位置する対象物１０に向かって標識光３を照射して撮像するようにすることもできる。この場合、液中物測定装置１には図２に示す如き浮具７は取り付けられず、液中物測定装置１は例えば液８を満たした空間の底部に設置したり、あるいは液８中に渡したワイヤや骨組み等に支持すると良い。魚類等である対象物１０を下方から撮像・測定する場合には体長や体幅が測定でき、横方向から撮像・測定する場合には体長や体高が測定できる。

【0068】

対象物１０を下方から撮像・測定する場合、自然光等、液面より上から照射される光を撮像に利用すると逆光の状態となり、図３に示す場合とは逆に、バックグラウンドにおける明度（照射部から離れた部分における明度）が対象物１０における明度（照射部の近傍における明度）より高くなるが、これらの明度の間を閾値として画像の二値化を行うことは可能である。二値化して得られる画像は、図５とは逆に、白い背景色の中に対象物１０が黒色の影として表示され、且つ照射部は黒色の対象物１０を横切る白色の線として表れることになる。そして、黒色の影として表示された対象物１０の形状をパターン認識等により抽出し、求める寸法を得ることができる。

【0069】

このように対象物１０の下方に設置した液中物測定装置１によって撮像・測定を行う場合、上方に設置する場合と比較してバックグラウンドの明度の均一性が得られやすく、二値化した際に対象物１０の外形を把握し得る画像を安定して取得しやすいという利点がある。ただし、液８中に設置した液中物測定装置１の設置や移動、移設に手間がかかるというデメリットもある（対象物１０を上方から撮像する場合には、浮具７により液中物測定装置１を簡便に液面付近に設置することができ、また、浮具７を介して液中物測定装置１を容易に移動あるいは移設することができる）。

【0070】

また、上では一台の液中物測定装置１に対し、撮像装置２と照射装置４をそれぞれ一台ずつ設置した場合を説明したが、これは最小限の構成であって、一台の液中物測定装置１に二台以上の撮像装置２や照射装置４を搭載することも可能である。例えば、一台の照射装置４から標識光３を照射する場合、標識光３の照射部が撮像装置２から遠ざかるほど、前記照射部における単位実長あたりの画素数は落ちて測定精度が下がることは避けられない。また、照射部と撮像装置２との間に障害物が入り込む可能性も高くなるし、液８の透明度によっては照射部や対象物１０の像自体が不鮮明になる。そこで、例えば撮像装置２の左右両側にそれぞれ設置した照射装置４から標識光３を照射し、各標識光３の照射された対象物１０について測定を行うようにしても良い。ただし、このように機器の数を増やすと、液中物測定装置１のサイズや重量が増し、扱いにくくなってしまうという不都合はある。本発明の利点の一つは、各一台の撮像装置２と照射装置４を最小限の構成とし、コンパクトな液中物測定装置１により対象物１０の測定を簡便に実行できる点であり、この点からは本実施例の如く、一台の液中物測定装置１につき撮像装置２と照射装置４を各一台備えた構成とすることが最も好ましい。

【0071】

照射装置４は、標識光３としてレーザを面状に照射するラインレーザ装置とすることが標識光３の到達距離を長く確保でき、また標識光３の照射された複数の対象物１０を一枚の画像によって測定できるといった点から最も簡便であるが、必ずしもこれに限定されない。光源としては、標識光３の被照射位置（照射部）を特定できる程度に指向性を有する光を照射可能な装置であれば足り、レーザ以外に例えばＬＥＤを用いることもできる。また、例えばレーザポインタのように、標識光３を面状ではなく線状に照射する装置を照射装置４として用いても良い。ただしこの場合、一度の照射につきおおむね一つの対象物１０にしか標識光３を照射できず、複数の対象物１０の測定を行う場合には標識光３を何度も照射しては画像を取得する必要がある。ラインレーザのように面状の標識光３を照射する装置を利用すれば、一度の照射で複数の対象物１０に対し標識光３が照射された画像を取得することができるので、手間の軽減の点で適している。標識光３を面状に照射すれば、対象物１０の撮像装置２との距離Ｌの基準となる標識光３の照射部を一枚の画像内に複数検出し、各照射部について対象物１０の距離や寸法を測定することができるので、測定の効率を高めることができるのである。

【0072】

このように、本実施例の液中物測定装置１によれば、照射装置４から撮像範囲Ａ内へ標識光３を照射し、あるいはスケール１１を設置しつつ画像を取得するという簡単な操作により、対象物１０の測定を行うことができ、上述の操作の他には取得した画像の二値化処理や簡単な計算を行うだけで済む。こうして、対象物１０の寸法や、撮像装置２からの距離を精度良く簡便に求めることができる。対象物１０に対し、捕獲あるいは採集して寸法を測定するといった直接的な操作を行う必要がないので、対象物１０に損傷を与えるような心配もない。

【0073】

また、二眼カメラで撮像した画像に基づいて対象物の距離を求めるような方法とは異なり、同一の対象物１０について撮像する画像は原則的に一視野で良い。対応する二枚の画像から同一の点の位置を自動的に割り出すような工程が不要であり、距離や実寸を求める手順をより簡便に行うことが可能である。

【0074】

以上の如き液中物測定装置１を用いた対象物１０の測定方法は、例えば図８のフローチャートに沿って以下の如くまとめることができる。

【0075】

まず、ステップＳ１として、液中物測定装置１に対してスケール１１（図６、図７参照）を適宜位置に配置し、撮像装置２により撮像する（以下、このステップＳ１において取得される画像を「スケール画像」と称する）。このスケール画像に基づき、撮像装置２からの距離と、画像内における単位実寸あたりの寸法（画素数）との関係を求めるキャリブレーションを行うことができる。次に、ステップＳ２として、照射装置４から標識光３を照射しつつ撮像装置２により液８中の対象物１０を撮像し（図２参照）、図３に示す如き画像を取得する（これを「撮像画像」と称する）。

【0076】

ステップＳ３として、撮像画像内において対象物１０に標識光３の照射された部分（照射部）を識別し、これらの照射部のうち、以下のステップＳ４～Ｓ９の処理が実行されていない照射部が存在するか否かを判定する。未処理の照射部が撮像画像内に存在していれば、次のステップＳ４へ進む。

【0077】

ステップＳ４では、ステップＳ２で取得した撮像画像から未処理の照射部を選び、照射部の近傍の明度と、該照射部から離れた部分の明度との間を閾値として、図５に示す如く画像を二値化する（これを「二値化画像」と称する）。次にステップＳ５に移り、二値化画像内に寸法を測定可能で、且つ以下のステップＳ６～Ｓ９による測定が実行されていない対象物１０が存在するか否かを判定する。尚、ここでいう「測定可能」とは、撮像画像内において標識光３が照射されていることが確認され、且つ画像内における寸法を測定可能な程度に、二値化画像内において形状を明瞭に把握できることを指す。

【0078】

寸法を測定可能で、且つ測定が実行されていない対象物１０が存在した場合には、ステップＳ６～Ｓ９の測定工程に移る。ステップＳ６では、撮像画像における照射部の位置から、目的の対象物１０の撮像装置２からの距離Ｌを算出する（上記式２、図４参照）。ステップＳ７では、距離Ｌに応じた単位実長あたりの画像内の距離（画素数Ｓ_ｐｉｘ）を算出する（上記式３、図６および図７参照）。ステップＳ８では、画像内における対象物１０の寸法を測定する。ステップＳ９として、ステップＳ７，Ｓ８で得た数値から、目的の対象物１０における実際の寸法を算出する。

【0079】

一個の対象物１０に関してステップＳ６～Ｓ９の測定が終了したら、ステップＳ５に戻り、再度判定を繰り返す。同じ二値化画像内に、寸法を測定可能且つステップＳ６～Ｓ９による測定が実行されていない対象物１０が未だ存在していた場合は、未測定の対象物１０に対して同様にステップＳ６～Ｓ９を実行し、測定可能な全対象物１０に関して測定を終えるまでこれを繰り返す。

【0080】

同一の二値化画像内において、測定可能な全対象物１０に関して測定を終えたら、次のステップＳ５において測定が可能且つ未実行の対象物１０は存在しないと判断される。この場合はステップＳ３に戻り、再度撮像画像についての判定を行う。

【0081】

例えば、図３に示す撮像画像内には、ステップＳ３において、標識光３の照射された対象物１０が１０ａ～１０ｅの５個体を認めることができる。このうち、まず１個の対象物１０ａを目的の対象物としてステップＳ４を実行する。対象物１０ａにおける照射部の近傍の明度と、バックグラウンドの明度の間を閾値として二値化を行い、図５に示す如き二値化画像を得る。この二値化画像から、目的の対象物１０ａについてステップＳ６～Ｓ９の工程を実行し、測定を行う。測定後、ステップＳ５に戻ると、測定の済んだ対象物１０ａのほか、同じ二値化画像内に測定可能な対象物１０ｂ，１０ｃが認められる（対象物１０ｄ，１０ｅについては、この二値化画像から外形を自動的に把握することは困難である）。そこで、例えば次に対象物１０ｂについてステップＳ６～Ｓ９を実行し、さらにその次に対象物１０ｃについてもステップＳ６～Ｓ９を実行する。図５の二値化画像内においては、対象物１０ａ～１０ｃの他に測定可能な対象物１０は認められないので、対象物１０ｃについての測定が終了した段階でステップＳ５からステップＳ３へ戻る。

【0082】

ステップＳ３では、撮像画像中に未処理の照射部があるかを再度判定する。ここに示した例の場合、撮像画像内に認められる標識光３の照射された対象物１０のうち、１０ａ～１０ｃについて二値化画像による測定が終了しており、残る対象物１０ｄ，１０ｅが未処理である。そこで、対象物１０ｄにおける照射部の近傍の明度と、バックグラウンドの明度との間の値を閾値として二値化画像を新たに取得し（ステップＳ４）、ステップＳ５の判定を経てステップＳ６～Ｓ９の測定を行う。続いて、同一の二値化画像内で対象物１０ｅについても測定が可能であればそのまま同じ二値化画像によりステップＳ６～Ｓ９の測定を行い、不可能であれば再度ステップＳ３に戻って新たに二値化画像を取得し（ステップＳ４）、測定を行う（ステップＳ６～Ｓ９）。

【0083】

こうして、一枚の撮像画像に基づいて二値化（ステップＳ４）および測定（ステップＳ６～Ｓ９）の工程を繰り返し、撮像画像内に未処理の照射部がなくなった段階で（図３の例では、対象物１０ａ～１０ｅに関して測定が終了した段階で）、ステップＳ３からステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０では、これまでに測定を行った対象物１０の数（サンプル数）が目標の数に達したか否かを判定する。サンプル数が十分であれば測定を終了し、不十分であればステップＳ２に戻ってさらに対象物１０の撮像を行う。

【0084】

尚、上に説明した手順はあくまで一例であって、本発明の液中物測定装置を用いた測定方法を実行するにあたり、実際の手順は種々変更し得る。例えば、上では一枚の撮像画像について測定を終了してから次の撮像を行う場合を説明したが、時間的な効率を重視し、まずある程度の数の撮像画像を取得してからそれぞれの撮像画像についてステップＳ３～Ｓ９を繰り返しても良い。この場合は、例えば図８に一点鎖線で示す如く、一枚の撮像画像の処理が終わった段階で、サンプル数が目標に達しない場合にステップＳ１０からステップＳ３に移り、次の撮像画像について以下の手順を実行する。あるいは破線で示す如く、一枚の撮像画像について測定が完了したら、ステップＳ３から未測定の撮像画像の存在を判定するステップＳ１１に移り、全ての撮像画像について測定が終了するまで測定を繰り返すようにすれば良い。

【0085】

また、各ステップについては、適宜省略したり、順序を入れ替えたりすることもできる。例えば、複数枚の撮像画像について二値化画像を得る手順（ステップＳ４）をまとめて行っておき、その後、複数枚の二値化画像において次々に対象物１０の距離の算出（ステップＳ６）や寸法測定（ステップＳ８）を行い、実寸を算出する（ステップＳ９）ようにしても良い。この場合、スケール画像の取得（ステップＳ１）は対象物１０の撮像（ステップＳ２）の後でも良い。

【0086】

また、例えば撮像画像内における対象物１０の寸法を目視により測定することも可能であるが、その場合、画像の二値化（ステップＳ４）は必ずしも必要ではない。また、図７に示す如きスケール１１ｃにより、距離Ｌを算出することなく照射部の位置（Ｘ_ｐｉｘ）から単位実長あたりの画像内の距離（Ｓ_ｐｉｘ）を算出する場合には、ステップＳ６は不要である。

【0087】

一方、撮像装置２の仕様から距離Ｌに応じた単位実長あたりの画像内の距離を初めから特定できる場合や、既に撮像装置２に関し、スケール１１を用いたキャリブレーションが済んでいる場合には、スケール画像を取得するステップＳ１は必ずしも必要ではない。この場合、照射部の位置（Ｘ_ｐｉｘ）から距離Ｌを算出すれば（ステップＳ６）、これに応じてスケール１１と比較することなく単位実長あたりの画像内の距離（Ｓ_ｐｉｘ）を算出できる（ステップＳ７）。

【0088】

また、対象物１０の種類や調査内容によっては、例えば対象物１０の寸法ではなく空間内における位置を把握したい場合も想定し得る。そのような場合、例えばステップＳ７～Ｓ９を省略し、画像内における位置から対象物１０と撮像装置２との距離Ｌのみを求めるようにしても良い。その他、本発明の液中物測定方法を実施するにあたり、具体的な手順は目的や条件等に応じて適宜変更することができる。

【0089】

以上のように、上記本実施例の液中物測定装置１は、液８中の対象物１０を撮像する撮像装置２と、該撮像装置２の撮像範囲Ａに対し、該撮像範囲Ａ内における対象物１０への照射位置が対象物１０と撮像装置２との距離と対応するよう、指向性の標識光３を照射する照射装置４とを備えているので、照射装置４から標識光３を照射しながら撮像装置２により画像を取得する簡単な操作により、対象物１０の距離を測定することができる。

【0090】

また、本実施例の液中物測定装置１において、標識光３は面をなして撮像範囲Ａに照射されるので、撮像範囲Ａ内に横断的に標識光３を照射することができ、一度の照射で、複数の対象物１０に対し標識光３が照射された画像を取得することができる。対象物１０の撮像装置２との距離の基準となる標識光３の照射部を一枚の画像内に複数検出し、各照射部について対象物１０の距離や寸法を測定することができるので、測定の効率を高めることができる。

【0091】

また、本実施例の液中物測定装置１において、標識光３のなす面は、照射装置４の照射口４ｃと撮像装置２の光軸を含む面に直交するので、画像内における照射部の高さ方向（画像内において、照射装置４の照射口４ｃと撮像装置２の光軸を含む面に直交する向きに対応する方向）の位置にかかわらず、幅方向（画像内において、高さ方向に直交する方向）の位置により対象物１０の撮像装置２からの距離を求めることができ、距離の算出を簡便にすることができる。

【0092】

また、本実施例の液中物測定装置１は、撮像装置２と照射装置４とを互いに離間して支持部５に配置した構成としているので、簡単な構成で撮像装置２と照射装置４とを適切な位置関係に配置することができる。

【0093】

また、本実施例の液中物測定装置１は、撮像装置２と照射装置４を支持部５によって支持した装置の全体を、浮具７により液８に対して保持する構成としているので、撮像装置２や照射装置４を含む液中物測定装置１を液８に対して設置し、また移動や移設を行うにあたって簡便である。

【0094】

また、本実施例の液中物測定方法においては、液８中の対象物１０を撮像する撮像装置２と、該撮像装置２の撮像範囲Ａに対し指向性の標識光３を照射する照射装置４とを備えた液中物測定装置１を用い、撮像範囲Ａに対し、該撮像範囲Ａ内における対象物１０への照射位置が対象物１０と撮像装置２との距離と対応するよう標識光３を照射すると共に、撮像装置２によって対象物１０の撮像画像を取得し、該撮像画像における対象物１０に照射された標識光３の照射部の位置から、対象物１０と撮像装置２との距離または対象物１０の実寸の少なくとも一方を求めるようにしているので、照射装置４から標識光３を照射しながら撮像装置２により画像を取得する簡単な操作により、対象物１０の距離を測定することができる。

【0095】

また、本実施例の液中物測定方法においては、前記撮像画像を二値化した二値化画像を取得し、該二値化画像における対象物１０の外形から寸法を測定するようにしているので、目的とする対象物１０の外形を把握するにあたって好適である。

【0096】

また、本実施例の液中物測定方法においては、前記撮像画像を二値化するにあたり、撮像画像の標識光３の照射部近傍における明度と、前記照射部から離れ、且つ該照射部の近傍とは大きく異なる明度を示す位置の明度の間の値を閾値とするので、撮像画像において対象物１０にあたる部分の明度とバックグラウンドにあたる部分の明度を簡便に特定し、目的の対象物１０の外形を好適に把握可能な二値化画像を取得することができる。

【0097】

また、本実施例の液中物測定方法においては、撮像範囲Ａ内に、撮像装置２からの距離が互いに異なる複数箇所において寸法を把握し得るようスケール１１を設置して撮像装置２によりスケール画像を取得し、該スケール画像におけるスケール１１の寸法に基づき、撮像画像内における撮像装置２からの距離に応じた単位実長あたりの寸法を把握することができる。

【0098】

また、本実施例の液中物測定方法において、スケール１１は帯状の面を有した構成とし、該帯状の面が標識光３に沿うように設置することができ、このようにすれば、スケール１１を撮像した画像内におけるスケール１１の寸法から対象物１０の寸法を求めるにあたり、撮像装置２と対象物１０との距離の算出を不要とすることができる。

【0099】

また、本実施例の液中物測定装置１およびこれを用いた液中物測定方法においては、対象物１０を水中の魚介類としている。本実施例の液中物測定装置および方法によれば、水中の魚介類の距離や寸法を好適に測定することができる。

【0100】

したがって、上記本実施例によれば、対象物に極力影響を与えることなく、簡便に対象物の距離や寸法を測定し得る。

【0101】

尚、本発明の液中物測定装置および方法は、上述の実施例にのみ限定されるものではない。例えば、上では対象物として水中の魚を例示したが、対象物は魚類以外の生物であっても良く、あるいは無生物であっても良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0102】

１ 液中物測定装置
２ 撮像装置
３ 標識光
４ 照射装置
４ｃ 照射口
５ 支持部
７ 浮具
８ 液
１０ 対象物
１１ スケール
Ａ 撮像範囲

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】