特許 7518541 牛の評価装置および牛の評価方法

(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】2024-07-09

(45)【発行日】2024-07-18

(54)【発明の名称】牛の評価装置および牛の評価方法

(51)【国際特許分類】

   A01K 29/00 20060101AFI20240710BHJP

【ＦＩ】

A01K29/00 D

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021176475

(22)【出願日】2021-10-28

(65)【公開番号】P2023066005

(43)【公開日】2023-05-15

【審査請求日】2023-12-04

(73)【特許権者】

【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】110004370

【氏名又は名称】弁理士法人片山特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西川 純

(72)【発明者】

【氏名】川出 哲生

【審査官】竹中 靖典

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１５４７２２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１８０１３０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１８７７１９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００４２５８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００４／００３２９７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１２－５１０２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１６５２７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｋ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
前記撮像画像から、前記牛の上下方向に関する身体の大きさを示す第１の寸法を予め定められた方法で特定する寸法特定部と、
前記牛の左右方向中央部近傍かつ上端部近傍の基準点から前記第１の寸法より短い第２の寸法だけ下側に離れた第１の点の略左右両側に位置する前記輪郭線上の２つの点の少なくとも一方を予め定められた方法で特定し、前記２つの点のうちの一方の点と前記基準点とを通る第１直線、および他方の点と前記基準点とを通る第２直線の少なくとも一方を決定する直線決定部と、
前記撮像画像から特定される基準線と前記第１直線または前記第２直線とがなす角度、または、前記第１直線と前記第２直線とがなす角度を取得する角度取得部と、
前記角度取得部が取得した前記角度から、前記牛のルーメンサイズスコアを特定するスコア特定部と、を備える牛の評価装置。

【請求項2】

前記直線決定部は、前記第１の点を特定するとともに前記第１の点を通る前記撮像画像内の略水平線が前記輪郭線に交わる２つの交点を前記２つの点と特定する、請求項１に記載の牛の評価装置。

【請求項3】

前記直線決定部は、前記撮像画像内の２本の略水平線で挟まれた範囲であり、前記第１の点を含む範囲を着目範囲と特定し、前記着目範囲に位置する前記輪郭線おいて最も左側に位置する最左点および最も右側に位置する最右点を前記２つの点と特定する、請求項１に記載の牛の評価装置。

【請求項4】

前記直線決定部は、前記第２の寸法よりも短い第３の寸法だけ前記基準点から下側に離れた第２の点と前記第２の寸法より長い第４の寸法だけ前記基準点から下側に離れた第３の点とを特定するとともに、前記第２の点を通る前記撮像画像内の略水平線と前記第３の点を通る前記撮像画像内の略水平線とにより挟まれた範囲を前記着目範囲と特定する、請求項３に記載の牛の評価装置。

【請求項5】

前記直線決定部は、前記第１の点を特定するとともに、前記第１の点を基準に上下に所定の長さ離れた前記撮像画像内の２本の略水平線により挟まれた範囲を前記着目範囲と特定する、請求項３に記載の牛の評価装置。

【請求項6】

前記輪郭線の上部の左右両側に存在する２つの山部の頂点を結ぶ線分の略中点または前記輪郭線の最も上側の最上点を前記基準点と特定する基準点特定部を備え、
前記寸法特定部は、前記基準点と、前記輪郭線の下部に位置する２つの先端のうちの一方の先端を通る前記撮像画像内の略水平線または前記２つの先端を通る直線と、の間の距離を前記第１の寸法と特定する、請求項１から５のいずれか一項に記載の牛の評価装置。

【請求項7】

前記基準点特定部が前記略中点を前記基準点と特定した場合、前記第２の寸法は前記第１の寸法に０．２以上０．４以下の係数を掛けた値であり、前記基準点特定部が前記最上点を前記基準点と特定した場合、前記第２の寸法は前記第１の寸法に０．３以上０．４以下の係数を掛けた値である、請求項６に記載の牛の評価装置。

【請求項8】

前記寸法特定部は、前記輪郭線の上部の左右両側に存在する２つの山部の頂点の間の距離から前記第１の寸法を特定する、請求項１から５のいずれか一項に記載の牛の評価装置。

【請求項9】

前記２つの山部は、前記牛の腰角に対応する部分である、請求項６から８のいずれか一項に記載の牛の評価装置。

【請求項10】

前記最上点は、前記牛の尾の付け根に対応する部分である、請求項６または７に記載の牛の評価装置。

【請求項11】

前記寸法特定部は、前記基準点と、前記牛の２つの後足の踵のうちの一方の踵を通る前記撮像画像内の略水平線、前記牛の２つの後足の両方の踵を通る直線、前記牛の２つの後足の蹄のうちの一方の蹄を通る前記撮像画像内の略水平線、または前記牛の２つの後足の両方の蹄を通る直線と、の間の距離を前記第１の寸法と特定する、請求項１から５のいずれか一項に記載の牛の評価装置。

【請求項12】

前記寸法特定部が前記第１の寸法として前記牛の肛門付近の前記基準点と前記一方の踵を通る前記略水平線または前記両方の踵を通る前記直線との間の距離を特定する場合、前記第２の寸法は前記第１の寸法に０．２５以上０．５５以下の係数を掛けた値である、請求項１１に記載の牛の評価装置。

【請求項13】

前記基準線は、前記撮像画像内の略垂線または略水平線である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の牛の評価装置。

【請求項14】

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を取得し、
前記撮像画像から、前記牛の輪郭線を抽出し、
前記撮像画像から、前記牛の上下方向に関する身体の大きさを示す第１の寸法を予め定められた方法で特定し、
前記牛の左右方向中央部近傍かつ上端部近傍の基準点から前記第１の寸法より短い第２の寸法だけ下側に離れた第１の点の略左右両側に位置する前記輪郭線上の２つの点の少なくとも一方を予め定められた方法で特定するとともに、前記２つの点のうちの一方の点と前記基準点とを通る第１直線、および他方の点と前記基準点とを通る第２直線の少なくとも一方を決定し、
前記撮像画像から特定される基準線と前記第１直線または前記第２直線とがなす角度、または、前記第１直線と前記第２直線とがなす角度を取得し、
取得した前記角度から、前記牛のルーメンサイズスコアを特定する、
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、牛の評価装置および牛の評価方法に関する。

【背景技術】

【0002】

牛の健康状態を評価する方法としてルーメンサイズスコアを用いる方法が知られている（例えば非特許文献１）。非特許文献１に記載の方法は、獣医師や酪農の専門家などが判定シートを用いてルーメンサイズスコアを特定する。この方法では、獣医師や専門家それぞれにおいては安定したルーメンサイズスコアの評価が得られるが、獣医師や専門家の間でルーメンサイズスコアにばらつきが生じてしまう。一方、ＲＧＢカメラを用いた画像解析により牛の健康状態を評価する方法（例えば特許文献１）や、牛の三次元画像に基づいて牛の健康状態を評価する方法（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】

【文献】特開２０１５－１７３７３２号公報

【文献】国際公開第２０１７／１８７７１９号

【非特許文献】

【0004】

【文献】二村 治司著、「乳牛の群管理におけるルーメンサイズスコアの応用」、牛歩誌、２００６年、第３４号、ｐ４４－４８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の方法は、牛の画像上での特徴点を線で結んだ線画を用いて牛の健康状態を評価する。この特許文献１の方法では、人が画像上で線画を入力するため、健康状態の評価結果が入力する人ごとにばらつくおそれがある。また、特許文献２に記載の方法は、牛の三次元画像を用いて牛の健康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。

【0006】

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、二次元の撮像画像を用いて牛のルーメンサイズスコアを精度よく特定することができる牛の評価装置およ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】

【0007】

本発明の牛の評価装置は、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、前記撮像画像から、前記牛の上下方向に関する身体の大きさを示す第１の寸法を予め定められた方法で特定する寸法特定部と、前記牛の左右方向中央部近傍かつ上端部近傍の基準点から前記第１の寸法より短い第２の寸法だけ下側に離れた第１の点の略左右両側に位置する前記輪郭線上の２つの点の少なくとも一方を予め定められた方法で特定し、前記２つの点のうちの一方の点と前記基準点とを通る第１直線、および他方の点と前記基準点とを通る第２直線の少なくとも一方を決定する直線決定部と、前記撮像画像から特定される基準線と前記第１直線または前記第２直線とがなす角度、または、前記第１直線と前記第２直線とがなす角度を取得する角度取得部と、前記角度取得部が取得した前記角度から、前記牛のルーメンサイズスコアを特定するスコア特定部と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、二次元の撮像画像を用いて牛のルーメンサイズスコアを精度よく特定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る牛の評価装置の機能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基準点特定部および寸法特定部が実行する処理を説明するための図である。

【図6】図６は、第１の実施形態における直線決定部および角度取得部が実行する処理を説明するための図である。

【図7】図７（ａ）および図７（ｂ）は、第１胃（ルーメン）の充満度が異なる牛の撮像画像である。

【図8】図８（ａ）および図８（ｂ）は、第１胃（ルーメン）の充満度と角度取得部が取得する角度αとの関係を示す図である。

【図9】図９は、ルーメンサイズスコアが低い牛を略真後ろから撮像した撮像画像である。

【図10】図１０は、図９の撮像画像に写された牛の輪郭線を抽出した抽出画像である。

【図11】図１１は、ルーメンサイズスコアと角度取得部が取得した角度αとの相関を調査した実験結果を示す図である。

【図12】図１２は、図１１の実験結果から得られた、算出部が寸法の算出に用いた係数と決定係数との相関を示す図である。

【図13】図１３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14】図１４は、第１の実施形態に係る牛の評価方法の一例を示すフローチャートである。

【図15】図１５は、第２の実施形態における基準特定部および寸法特定部が実行する処理を説明するための図である。

【図16】図１６は、第２の実施形態における直線決定部および角度取得部が実行する処理を説明するための図である。

【図17】図１７は、ルーメンサイズスコアと角度取得部が取得した角度βとの相関を調査した実験結果を示す図である。

【図18】図１８は、第３の実施形態における寸法特定部、直線決定部、および角度取得部が実行する処理を説明するための図である。

【図19】図１９は、ルーメンサイズスコアと角度取得部が取得した角度γ１および／またはγ２との相関を調査した実験結果を示す図である。

【図20】図２０は、第３の実施形態の変形例における角度取得部が実行する処理を説明するための図である。

【図21】図２１は、第４の実施形態における基準点特定部および寸法特定が実行する処理を説明するための図である。

【図22】図２２は、第４の実施形態における基準点特定部、寸法特定部、直線決定部、および角度取得部が実行する処理を説明するための図である。

【図23】図２３は、ルーメンサイズスコアと角度取得部が取得した角度θとの相関を調査した実験結果を示す図である。

【図24】図２４は、図２３の実験結果から得られた、算出部が寸法の算出に用いた係数と決定係数との相関を示す図である。

【図25】図２５は、第５の実施形態における直線決定部および角度取得部が実行する処理を説明するための図である。

【図26】図２６は、第５の実施形態の変形例における直線決定部および角度取得部が実行する処理を説明するための図である。

【図27】図２７は、牛の左右の腰角の頂点間の距離と牛の体高との関係を示す図である。

【図28】図２８は、ルーメンサイズスコアと角度取得部が取得した角度βとの相関を調査した実験結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

《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１４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の機能構成がブロック図にて示されている。図２には、第１の実施形態における制御部１５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）、スマートグラスなどが挙げられる。評価装置１００は、例えば、電話機能やメール機能、インターネットなどに接続するための通信機能、およびプログラムを実行するためのデータ処理機能などを有する。

【0011】

図１に示すように、評価装置１００は、表示部１０と、入力部１１と、通信部１２と、撮像部１３と、記憶部１４と、制御部１５と、を有する。

【0012】

表示部１０は、画像や、各種情報、およびタッチ操作ボタンなどの入力用画像などを表示する表示デバイスである。

【0013】

入力部１１は、タッチパネルやスイッチなどのデバイスである。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１５に送信する。タッチパネルは、例えば表示部１０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１０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に対する入力を受け付ける入力部材であり、受け付けた情報を制御部１５に送信する。

【0014】

通信部１２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）などを用いた通信）を行ったりする通信インターフェースである。

【0015】

撮像部１３は、静止画や動画などの画像を撮像するデバイスである。撮像部１３は、作業者が入力部１１を操作することに応じて撮像する。例えば、作業者は、牛のルーメンサイズスコアを特定する場合に、撮像部１３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および左右の腹部周りの輪郭が写り、かつ、牛の足元まで写る範囲で撮像することである。したがって、作業者は、牛の後方数ｍ（例えば１ｍ～２ｍ）の位置から、牛の足元まで入りかつ牛の左右の腰角周りおよび左右の腹部周りの輪郭が写るように牛を撮像する。

【0016】

記憶部１４は、牛の撮像画像や牛の輪郭線を抽出した抽出画像、牛のルーメンサイズスコアを特定した評価結果など、各種情報を記憶する。

【0017】

制御部１５は、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１５は、画像取得部２０、抽出部２１、基準点特定部２２、寸法特定部２３、算出部２４、直線決定部２５、角度取得部２６、およびスコア特定部２７を有する。

【0018】

図３には、画像取得部２０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２０は、立位にある牛を略後ろから撮像した撮像画像３０を取得する。取得する撮像画像３０は、撮像部１３が撮像した画像であってもよいし、通信部１２が他の機器から受信した画像であってもよいし、記憶部１４に記憶されていた画像の中から作業者が入力部１１を用いて選択した画像であってもよい。画像取得部２０は、取得した撮像画像３０を表示部１０に表示してもよい。これにより、作業者は、これからルーメンサイズスコアを特定する牛を表示部１０上で視覚的に認識することができる。

【0019】

図４は、抽出部２１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２１は、画像取得部２０が取得した牛の撮像画像３０から、牛の輪郭をなぞった輪郭線４０を抽出する。輪郭線４０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２１は、抽出した牛の輪郭線４０のみを表した抽出画像３１を表示部１０に表示してもよい。これにより、作業者は、これからルーメンサイズスコアを特定する牛の輪郭を表示部１０上で視覚的に認識することができる。抽出画像３１の外形は撮像画像３０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３１と撮像画像３０とで同じである。

【0020】

輪郭線４０の上部の左右両側には山部４１ａ、４１ｂが存在する。山部４１ａ、４１ｂは、牛の腰角に対応する部分である。輪郭線４０の下部の先端４３ａ、４３ｂは、牛の後足の蹄に対応する部分である。

【0021】

図５は、第１の実施形態における基準点特定部２２および寸法特定部２３が実行する処理を説明するための図である。図５に示すように、本第１の実施形態では、基準点特定部２２は、牛の輪郭線４０の上部の左側に存在する山部４１ａの頂点４２ａと右側に存在する山部４１ｂの頂点４２ｂとを結ぶ線分５０の略中点を基準点６０と特定する。基準点６０は、牛の左右方向中央部近傍かつ上端部近傍に位置する点となる。また、左右の腰角の間の中央付近には肛門があることから、基準点６０は肛門付近に位置する点ともなる。なお、基準点特定部２２は、山部４１ａの頂点４２ａと山部４１ｂの頂点４２ｂとから他の方法によって基準点を特定してもよい。

【0022】

山部４１ａの頂点４２ａと山部４１ｂの頂点４２ｂの特定は、以下の方法により行うことができる。例えば、抽出画像３１内で上から左下に向かって傾いた傾斜直線５１を抽出画像３１の左上端点３２から輪郭線４０に向かって近づけて行き、傾斜直線５１が輪郭線４０に最初に接した点を左側に存在する山部４１ａの頂点４２ａと特定してもよい。同様に、抽出画像３１内で上から右下に向かって傾いた傾斜直線５２を抽出画像３１の右上端点３３から輪郭線４０に向かって近づけて行き、傾斜直線５２が輪郭線４０に最初に接した点を右側に存在する山部４１ｂの頂点４２ｂと特定してもよい。傾斜直線５１、５２は、抽出画像３１内の水平線から例えば３０°～６０°傾いた直線としてもよく、４０°～５０°傾いた直線としてもよく、４５°傾いた直線としてもよい。また、傾斜直線５１、５２は、山部４１ａ、４１ｂの下側が頂点４２ａ、４２ｂと特定されるような角度で傾斜していてもよい。

【0023】

山部４１ａの頂点４２ａと山部４１ｂの頂点４２ｂ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、抽出画像３１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を左上端点３２から輪郭線４０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を左上端点３２から輪郭線４０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４０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４１ａの頂点４２ａと特定してもよい。同様に、抽出画像３１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を右上端点３３から輪郭線４０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を右上端点３３から輪郭線４０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４０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４１ｂの頂点４２ｂと特定してもよい。第１の所定角度及び第３の所定角度は抽出画像３１内の水平線から１５°～３０°とし、第２の所定角度及び第４の所定角度は抽出画像３１内の水平線から６０°～７５°としてもよい。

【0024】

例えば、抽出画像３１をＸ－Ｙ座標系に変換し、抽出画像３１の各画素のＸ、Ｙ座標から２つの山部４１ａ、４１ｂの頂点４２ａ、４２ｂを特定してもよい。山部４１ａの頂点４２ａは輪郭線４０のなかで抽出画像３１の左上端点３２からの距離が最も短い点、山部４１ｂの頂点４２ｂは輪郭線４０のなかで抽出画像３１の右上端点３３からの距離が最も短い点としてもよい。

【0025】

また、上記いずれかの方法によって山部４１ａまたは山部４１ｂ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３１内の略水平線が他方の山部の輪郭線４０に交わる点を他方の山部の頂点と特定してもよい。

【0026】

図５に示すように、本第１の実施形態では、寸法特定部２３は、まず、輪郭線４０の２つの先端４３ａ、４３ｂのうち下側に位置する先端４３ａを通る抽出画像３１内の略水平線を直線５３と特定する。言い換えると、寸法特定部２３は、輪郭線４０のうち最も下側に位置する箇所である先端４３ａを通る抽出画像３１内の略水平線を直線５３と特定する。次いで、寸法特定部２３は、基準点６０と直線５３との間の距離Ｌ１を、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法として特定する。すなわち、寸法特定部２３は、基準点６０と、基準点６０を通る抽出画像３１内の垂線５９が直線５３と交差する交点６１と、の間の距離Ｌ１を、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法として特定する。

【0027】

算出部２４は、寸法特定部２３が特定した寸法Ｌ１に所定の係数を掛けた寸法Ｌ２を算出する。本第１の実施形態では、所定の係数は例えば０．２以上０．４以下の範囲内の値である。

【0028】

図６は、第１の実施形態における直線決定部２５および角度取得部２６が実行する処理を説明するための図である。図６に示すように、本第１の実施形態では、直線決定部２５は、まず、算出部２４が算出した寸法Ｌ２だけ基準点６０から下側に離れた（例えば真下に位置する）点６２を特定し、点６２を通る抽出画像３１内の略水平線５４が輪郭線４０に交わる２つの交点を点４４、４５と特定する。次いで、直線決定部２５は、点４４と基準点６０とを通る直線５５および点４５と基準点６０とを通る直線５６を決定する。

【0029】

角度取得部２６は、本第１の実施形態では、直線５５と直線５６とがなす角度αを取得する。角度αは、例えば直線５５と直線５６が交差することで形成される複数の角度のうち基準点６０の上下に位置する角度とする。

【0030】

スコア特定部２７は、角度取得部２６が取得した角度αから、撮像画像３０に写された牛のルーメンサイズスコアを特定する。

【0031】

ここで、ルーメンサイズスコアは、牛の健康状態を示す指標の一つであり、第１胃（ルーメン）の充満度を評価するものである。第１胃が健全な牛は乾物摂取量が多くなるため、第１胃の膨らみが大きくなる。第１胃は左腹部に位置することから、第１胃の膨らみが大きくなるほど、左腹部の張り出しが大きくなる。この左腹部の張り出し具合を、立位にある牛を略真後ろから見た腹部全体の相対形状から評価したのがルーメンサイズスコアである。

【0032】

図７（ａ）および図７（ｂ）は、第１胃（ルーメン）の充満度が異なる牛の撮像画像３０である。図７（ｂ）の撮像画像３０に写された牛は、図７（ａ）の撮像画像３０に写された牛よりも第１胃の充満度が高い牛である。図８（ａ）および図８（ｂ）は、第１胃（ルーメン）の充満度と角度取得部２６が取得する角度αとの関係を示す図である。図８（ａ）および図８（ｂ）には、図７（ａ）および図７（ｂ）の撮像画像３０に写された牛の輪郭線４０を抽出した抽出画像３１が示されている。図７（ａ）から図８（ｂ）に示すように、第１胃の充満度が高いほど、腹部の張り出し具合が大きくなるため、角度αが大きくなる。このため、角度αを求めることで、第１胃の充満度を評価でき、ルーメンサイズスコアを特定できると考えられる。

【0033】

ここで、図７（ａ）および図７（ｂ）の撮像画像３０に写された牛は、腹部が他の部位よりも左右外側に張り出している。このため、牛の輪郭線のうち最も左右外側に張り出した点をルーメンサイズスコアの特定に用いることが考えられる。しかしながら、牛が痩せている場合、すなわちルーメンサイズスコアが低い場合、立位にある牛を略真後ろから撮像したときに、腹部よりも臀部の方が左右外側に張り出してしまうことがある。このことについて、図を用いて説明する。

【0034】

図９は、ルーメンサイズスコアが低い牛を略真後ろから撮像した撮像画像３０である。図１０は、図９の撮像画像３０に写された牛の輪郭線４０を抽出した抽出画像３１である。図９に示すように、痩せてルーメンサイズスコアが低い牛の場合、胃が位置する腹部９０よりも臀部９１の方が左右外側に張り出してしまうことがある。この場合、図１０に示すように、輪郭線４０のうち最も左側の点９３および最も右側の点９４は臀部に対応する点となる。このため、最も左側の点９３と基準点６０とを通る直線９５と、最も右側の点９４と基準点６０とを通る直線９６と、がなす角度を用いてルーメンサイズスコアを特定しても、正確なルーメンサイズスコアを特定することができない。このことから、腹部の位置を特定し、特定した腹部における点と基準点６０とを通る直線から角度を取得するのが好ましいことが分かる。

【0035】

［実験１］
非特許文献１に記載されている判定シートを用いて専門家が特定したルーメンサイズスコアと、角度取得部２６が取得した角度αの大きさと、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（以下の実験２から実験５においても同じ）。

【0036】

図１１には、ルーメンサイズスコアと角度取得部２６が取得した角度αとの相関を調査した実験結果が示されている。図１１の横軸（ｘ軸）は専門家が判定シートを用いて特定したルーメンサイズスコアであり、縦軸（ｙ軸）は角度取得部２６が取得した角度αである。図１１中の○、△、□、●、▲、■、×の各点は実験を行った乳牛１頭１頭を示していて、直線は近似直線を示している。また、○、△、□、●、▲、■、×は、算出部２４が寸法Ｌ２の算出に用いた係数が互いに異なる場合を示している。寸法Ｌ２の算出に用いた係数は、○は０．１５、△は０．２、□は０．２５、●は０．３、▲は０．３５、■は０．４、×は０．４５である。

【0037】

図１１に示すように、寸法Ｌ２の算出に用いた係数が０．１５以上０．４５以下の範囲内の場合では、いずれにおいても、ルーメンサイズスコアが大きいほど、角度αは大きくなる結果であった。○の結果における近似直線はｙ＝５．６４ｘ＋９６．９９であり、決定係数Ｒ^２は０．３８９であった。△の結果における近似直線はｙ＝９．２８ｘ＋７２．４６であり、決定係数Ｒ^２は０．５９４であった。□の結果における近似直線はｙ＝１２．９０ｘ＋５０．５５であり、決定係数Ｒ^２は０．７２４であった。●の結果における近似直線はｙ＝１５．７６ｘ＋３１．６８であり、決定係数Ｒ^２は０．７６５であった。▲の結果における近似直線はｙ＝１３．９６ｘ＋２７．１３であり、決定係数Ｒ^２は０．７１７であった。■の結果における近似直線はｙ＝１０．１１ｘ＋２７．５０であり、決定係数Ｒ^２は０．６１８であった。×の結果における近似直線はｙ＝５．５２ｘ＋３１．５１であり、決定係数Ｒ^２は０．３４１であった。

【0038】

図１２は、図１１の実験結果から得られた、算出部２４が寸法Ｌ２の算出に用いた係数と決定係数との相関を示す図である。図１２の横軸は寸法Ｌ２の算出に用いた係数であり、縦軸は決定係数である。図１２に示すように、寸法Ｌ２の算出に用いた係数が０．３のときに、決定係数が最も大きくなった。また、係数を０．２以上０．４以下の範囲内の値とすることで０．６程度以上の決定係数が得られる結果であった。

【0039】

このように、寸法Ｌ２の算出に用いる係数を０．２以上０．４以下の範囲内とした場合に、点４４と基準点６０を通る直線５５と、点４５と基準点６０を通る直線５６と、がなす角度αとルーメンサイズスコアとの相関関係が強くなることから、点４４、４５は牛の腹部に位置する点であることが言える。すなわち、寸法特定部２３が特定した寸法Ｌ１に０．２以上０．４以下の範囲内の係数を掛けて寸法Ｌ２を算出し、算出した寸法Ｌ２だけ基準点６０から下側に離れた点の略左右両側に位置する牛の表面は腹部の表面であることが言える。このことについて図９を用いて説明する。

【0040】

図９において、算出部２４が寸法Ｌ２の算出に用いた係数を０．２とした場合に、基準点６０から寸法Ｌ２だけ下側に離れた点を通る水平線を破線９７で示し、係数を０．４とした場合に、基準点６０から寸法Ｌ２だけ離れた点を通る水平線を破線９８で示している。図９に示すように、０．２以上０．４以下の範囲内の係数を用いて寸法Ｌ２を算出し、算出した寸法Ｌ２だけ基準点６０から下側に離れた点の略左右両側に位置する牛の表面は、破線９７と破線９８の間の範囲内となり、牛の腹部の表面となる。したがって、基準点６０から寸法Ｌ２だけ下側に離れた点の略左右両側に位置する牛の表面上の点を特定することで牛の腹部に位置する点を特定でき、その結果、角度αからルーメンサイズスコアを精度良く特定できるようになる。

【0041】

このように、ルーメンサイズスコアと角度αとには強い相関関係があることから、スコア特定部２７が角度αからルーメンサイズスコアを特定することで、ルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。スコア特定部２７は、例えば、記憶部１４に記憶された、角度とルーメンサイズスコアとが関連付けられたスコア情報を用いて、角度αからルーメンサイズスコアを特定する。

【0042】

表１には、記憶部１４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、角度とルーメンサイズスコアとが関連付けられている。例えば、角度がａ°未満である場合のルーメンサイズスコアは１．００、ａ°以上ｂ°未満である場合のルーメンサイズスコアは１．５０などのように、角度とルーメンサイズスコアとが関連付けられている。なお、表１では、ルーメンサイズスコアが２．００～４．００の間は０．２５刻み、それ以外は０．５０刻みとしているが、その他の場合でもよい。例えば、全ての範囲で０．２５刻み又は０．５０刻みとしてもよい。

【表1】

【0043】

なお、記憶部１４に記憶されるスコア情報は、角度とルーメンサイズ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１１に示す近似直線に対応する一次関数（ｙ＝ａｘ＋ｂ）がスコア情報として記憶部１４に記憶されていてもよい。この場合、ｙに角度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、切り下げなどの端数処理を行ってルーメンサイズスコアを特定してもよい。

【0044】

図１３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１３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、および撮像装置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。

【0045】

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。

【0046】

メモリ７１は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）など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１４は、記憶装置７０とメモリ７１によって実現される。

【0047】

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）など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１５の各機能が実現される。

【0048】

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また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１２が実現される。

【0049】

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における入力部１１が実現される。

【0050】

表示装置７５は、図１における表示部１０を実現するためのハードウェアであり、牛の撮像画像３０や抽出画像３１、ルーメンサイズスコアの評価結果など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。

【0051】

撮像装置７６は、図１における撮像部１３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。

【0052】

次に、第１の実施形態に係る牛の評価方法の一例について、図１４のフローチャートに沿って説明する。図１４の処理は、評価装置１００の制御部１５によって実行される。なお、記憶部１４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。

【0053】

図１４の処理では、まず、ステップＳ１０において、制御部１５の画像取得部２０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（例えば入力部１１への入力操作またはマイク（不図示）への音声入力など）に応じて制御部１５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。

【0054】

ステップＳ１２に移行すると、画像取得部２０は、ルーメンサイズスコアを特定する牛が撮像された撮像画像３０を取得する（図３参照）。牛の撮像画像３０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２０は、例えば、作業者が撮像部１３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２０は、通信部１２を介して他の機器から受信した牛の撮像画像、または記憶部１４に記憶された複数の牛の撮像画像の中から作業者が入力部１１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２０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１３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１３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１０に表示してもよい。

【0055】

制御部１５の抽出部２１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３０から牛の輪郭をなぞった輪郭線４０を抽出する（図４参照）。これにより、牛の輪郭線４０が示された抽出画像３１が生成される。輪郭線４０を抽出するにあたり、抽出部２１は、輪郭線４０を良好な精度で抽出するために、撮像画像３０内の牛以外の背景を除去する処理を行ってもよい。

【0056】

次いで、制御部１５の基準点特定部２２は、ステップＳ１５において、輪郭線４０の上部の左右両側に存在する２つの山部４１ａ、４１ｂの頂点４２ａ、４２ｂから基準点６０の特定が可能か否か判断し、可能であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１６に進んで、輪郭線４０の上部の左右両側に存在する２つの山部４１ａ、４１ｂの頂点４２ａ、４２ｂから基準点６０を特定する（図５参照）。例えば、基準点特定部２２は、抽出画像３１内で斜めに傾いた傾斜直線５１、５２を輪郭線４０に近づけて行き、輪郭線４０に最初に接した点を山部４１ａ、４１ｂの頂点４２ａ、４２ｂと特定し、この頂点４２ａ、４２ｂを結ぶ線分５０の略中点を基準点６０と特定する。

【0057】

ステップＳ１５において、例えば、基準点特定部２２は、線分５０が抽出画像３１内の水平線または抽出画像３１の枠に対して所定の角度以上で傾いている場合など、牛の撮像画像３０がルーメンサイズスコアの特定に適していないと判断した場合に、基準点６０の特定ができないと判断する（Ｎｏ）。この場合、ステップＳ１２に戻って、撮像画像３０の取得から再度実行し直す。このときに、基準点特定部２２は、撮像画像３０を再度取得し直すことを作業者に促すメッセージを表示部１０に表示したり、音声で出力したりしてもよい。

【0058】

ステップＳ１８では、制御部１５の寸法特定部２３は、基準点６０と、輪郭線４０の下部に位置する先端４３ａを通る抽出画像３１内の略水平線である直線５３と、の間の距離Ｌ１を、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法として特定する（図５参照）。

【0059】

次いで、ステップＳ２０では、制御部１５の算出部２４は、寸法特定部２３が特定した寸法Ｌ１に所定の係数を掛けた寸法Ｌ２を算出する。所定の係数は、例えば０．２以上０．４以下の範囲内の値である。したがって、寸法Ｌ２は寸法Ｌ１より短い。

【0060】

次いで、ステップＳ２２では、制御部１５の直線決定部２５は、基準点６０から寸法Ｌ２だけ下側に離れた（例えば真下に位置する）点６２の略左右両側に位置する輪郭線４０上の２つの点４４、４５を特定し、点４４、４５と基準点６０とを通る直線５５、５６を決定する（図６参照）。例えば、直線決定部２５は、基準点６０から寸法Ｌ２だけ真下に位置する点６２を特定し、点６２を通る抽出画像３１内の略水平線５４が輪郭線４０に交わる２つの交点を点４４、４５と特定する。そして、直線決定部２５は、点４４と基準点６０とを通る直線５５および点４５と基準点６０とを通る直線５６を決定する。

【0061】

次いで、ステップＳ２４では、制御部１５の角度取得部２６は、ステップＳ１６で決定した直線５５と直線５６とがなす角度αを取得する（図６参照）。

【0062】

次いで、ステップＳ２６では、制御部１５のスコア特定部２７は、ステップＳ２４で取得した角度αと、記憶部１４に記憶された表１のようなスコア情報と、から、撮像画像３０に写された牛のルーメンサイズスコアを特定する。次いで、ステップＳ２８では、スコア特定部２７は、ステップＳ２６で特定したルーメンサイズスコアを表示部１０に表示すると共に、記憶部１４に記憶する。例えば、スコア特定部２７は、牛の撮像画像３０と共にルーメンサイズスコアを表示部１０に表示してもよい。また、スコア特定部２７は、ルーメンサイズスコアを特定した牛の個体識別番号と、当該牛を撮像した撮像画像３０と、撮像日と、当該牛のルーメンサイズスコアと、を関連付けた１つの情報として記憶部１４に記憶してもよい。

【0063】

以上説明したように、本第１の実施形態によれば、画像取得部２０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３０を取得する（図３参照）。抽出部２１は、撮像画像３０から、牛の輪郭線４０を抽出する（図４参照）。寸法特定部２３は、撮像画像３０から、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法Ｌ１（第１の寸法）を予め定められた方法で特定する（図５参照）。直線決定部２５は、牛の左右方向中央部近傍かつ上端部近傍の基準点６０から寸法Ｌ１より短い寸法Ｌ２（第２の寸法）だけ下側に離れた点６２の略左右両側に位置する輪郭線４０上の点４４、４５を特定し、点４４、４５と基準点６０とを通る直線５５、５６（第１直線および第２直線）を決定する（図６参照）。角度取得部２６は、直線５５と直線５６とがなす角度αを取得する（図６参照）。スコア特定部２７は、角度取得部２６が取得した角度αから、撮像画像３０に写された牛のルーメンサイズスコアを特定する。このように、本第１の実施形態では、制御部１５が、直線５５、５６を決定し、直線５５と直線５６とがなす角度αを取得し、角度αからルーメンサイズスコアを特定することから、非特許文献１のように人がルーメンサイズスコアを特定する場合に比べて、ルーメンサイズスコアのばらつきを小さく抑えることができる。また、直線決定部２５が特定する輪郭線４０上の点４４、４５は、基準点６０から寸法Ｌ２だけ下側に位置する点６２の略左右両側に位置する点であるため、図９で説明したように牛の腹部の表面に位置する点である。したがって、直線５５と直線５６とがなす角度αからルーメンサイズスコアを特定することで、牛が痩せている場合でも、太っている場合でも、ルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。また、２次元画像である撮像画像３０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、角度αは変化しないことから、角度αからルーメンサイズスコアを特定することで、正規化などの処理を行わずにルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。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３０を用いてルーメンサイズスコアを特定するため、牛の三次元画像を用いてルーメンサイズスコアを特定する場合に比べて処理の負荷が小さくなり、スマートフォンなどの携帯性に優れて汎用性の高い簡易な評価装置１００を用いてもルーメンサイズスコアを特定することができる。

【0064】

また、本第１の実施形態では、直線決定部２５は、基準点６０から寸法Ｌ２だけ下側に離れた点６２（第１の点）を特定し、点６２を通る抽出画像３１内の略水平線５４が輪郭線４０に交わる２つの交点を点４４、４５と特定する（図６参照）。そして、直線決定部２５は、直線５５（第１直線）を決定する場合、２つの点４４、４５のうちの一方の点４４と基準点６０とを通る直線を直線５５と決定する（図６参照）。また、直線決定部２５は、直線５６（第２直線）を決定する場合、２つの点４４、４５のうちの他方の点４５と基準点６０とを通る直線を直線５６と決定する（図６参照）。これにより、牛の腹部の表面上に位置する点４４、４５と基準点６０とを通る直線５５、５６が決定されるため、直線５５と直線５６とがなす角度αから牛のルーメンサイズスコアを特定することで、ルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。抽出画像３１内の略水平線５４とは、完全な水平線の場合に限られず、ルーメンサイズスコアの特定に支障がない程度に傾いている場合でもよく、水平線から±５°の範囲内で傾いている場合でもよい。

【0065】

また、本第１の実施形態では、基準点特定部２２は、輪郭線４０の上部の左右両側に存在する山部４１ａ、４１ｂの頂点４２ａ、４２ｂを結ぶ線分５０の略中点を基準点６０と特定する（図５参照）。寸法特定部２３は、基準点６０と、輪郭線４０の下部に存在する２つの先端４３ａ、４３ｂのうちの下側の先端４３ａを通る抽出画像３１内の略水平線である直線５３と、の間の距離Ｌ１を、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法として特定する（図５参照）。そして、直線決定部２５は基準点特定部２２および寸法特定部２３が特定した事項に基づいて直線５５と直線５６を決定し、角度取得部２６は直線５５と直線５６とがなす角度αを取得し、スコア特定部２７は角度αからルーメンサイズスコアを特定する（図６参照）。これにより、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３０から、人の指示を介さずに制御部１５による処理だけで、ルーメンサイズスコアを特定するため、ルーメンサイズスコアのばらつきを小さく抑えることができる。また、基準点特定部２２が山部４１ａの頂点４２ａと山部４１ｂの頂点４２ｂとを結ぶ線分５０の略中点を基準点６０と特定することで、基準点６０は牛の肛門付近に位置する点となる。このような肛門付近に位置する点を基準点６０とすることで、直線５５と直線５６とのなす角度αからルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。山部４１ａ、４１ｂの頂点４２ａ、４２ｂを結ぶ線分５０の略中点とは、線分５０の完全な中点である場合に限られず、肛門付近に位置する場合であればよく、線分５０の完全な中点から左右に線分５０の長さの１０％の範囲内に位置していればよい。直線５３が抽出画像３１内の略水平線とは、完全な水平線の場合に限られず、ルーメンサイズスコアの特定に支障がない程度に傾いている場合でもよく、水平線から±５°の範囲内で傾いている場合でもよい。

【0066】

なお、図５では、線分５０は抽出画像３１内で略水平となっているが、山部４１ａ、４１ｂの頂点４２ａ、４２ｂの位置によっては水平とならない場合がある。また、線分５０は、頂点４２ａ、４２ｂの求め方によっては、図５から上下方向に多少ずれることもある。しかしながら、線分５０が多少傾斜しても基準点６０の位置はほとんど変わらないし、線分５０が上下に多少ずれても角度αの値はほとんど変わらないため、ルーメンサイズスコアの特定精度への影響はほとんどない。

【0067】

また、本第１の実施形態では、算出部２４は、寸法特定部２３が特定した寸法Ｌ１に０．２以上０．４以下の範囲内の値である係数を掛けて寸法Ｌ２を算出する。すなわち、寸法Ｌ２は寸法Ｌ１に０．２以上０．４以下の係数を掛けた値である。基準点特定部２２が山部４１ａ、４１ｂの頂点４２ａ、４２ｂを結ぶ線分５０の略中点を基準点６０と特定し、寸法特定部２３が基準点６０と輪郭線４０の先端４３ａを通る直線５３との間の距離Ｌ１を牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法と特定する場合では、図１２のように、係数を０．２以上０．４以下の値とすることで、ルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。ルーメンサイズスコアの特定の精度を向上させる点から、係数は０．２５以上０．３５以下の場合が好ましく、０．２８以上０．３２以下の場合がより好ましく、０．３の場合が更に好ましい。

【0068】

なお、上記第１の実施形態において、寸法特定部２３は、基準点６０と輪郭線４０の先端４３ａ、４３ｂのうちの下側の先端４３ａを通る直線５３との間の距離Ｌ１を牛の上下方向に関する基準寸法と特定する場合を例に示したが、この場合に限られない。寸法特定部２３は、基準点６０と、輪郭線４０の先端４３ａ、４３ｂのうちの上側の先端４３ｂを通る抽出画像３１内の略水平線または先端４３ａと先端４３ｂを通る直線と、の間の距離を牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法と特定する場合でもよい。また、寸法特定部２３は、基準点６０と、先端４３ａを通る抽出画像３１内の略水平線と先端４３ｂを通る抽出画像３１内の略水平線との中間に位置する略水平線と、の間の距離を牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法と特定する場合でもよい。これらの場合でも、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法は大きく変わらないことから、算出部２４が用いる係数は０．２以上０．４以下であればよく、０．２５以上０．３５以下が好ましく、０．２８以上０．３２以下がより好ましく、０．３が更に好ましい。

【0069】

また、本第１の実施形態では、輪郭線４０の上部の左右両側に存在する山部４１ａ、４１ｂは、牛の腰角に対応する部分である。このような山部４１ａ、４１ｂの頂点４２ａ、４２ｂ（牛の腰角に対応する部分の頂点）から基準点６０を特定することで、牛が太っていても、痩せていても、基準点６０は牛の肛門付近に位置するようになる。よって、ルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。

【0070】

《第２の実施形態》
第２の実施形態に係る牛の評価装置の機能構成およびハードウェア構成は、第１の実施形態の図１および図１３と同じである。第２の実施形態における制御部１５の機能構成は第１の実施形態の図２と同じであるが、基準点特定部２２、寸法特定部２３、および算出部２４が実行する処理が第１の実施形態と異なっている。以下においては、第２の実施形態における基準点特定部２２、寸法特定部２３、算出部２４、直線決定部２５、角度取得部２６、およびスコア特定部２７が実行する処理について説明する。画像取得部２０および抽出部２１が実行する処理は、第１の実施形態と同じであるため説明を省略する。

【0071】

図１５は、第２の実施形態における基準点特定部２２および寸法特定部２３が実行する処理を説明するための図である。図１５に示すように、基準点特定部２２は、本第２の実施形態では、牛の輪郭線４０のうち最も上側に位置する点を基準点６０ａと特定する。基準点６０ａは、牛の左右方向中央部近傍かつ上端部近傍に位置する点となる。また、基準点６０ａは、牛の尻尾の付け根付近に位置する点となる。寸法特定部２３は、本第２の実施形態では、まず、輪郭線４０の下部に位置する２つの先端４３ａと先端４３ｂを通る直線５３ａを特定する。そして、寸法特定部２３は、基準点６０ａと直線５３ａとの間の距離Ｌ３を、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法として特定する。すなわち、寸法特定部２３は、基準点６０ａと、基準点６０ａを通る抽出画像３１内の垂線５９ａが直線５３ａと交差する交点６１ａと、の間の距離Ｌ３を、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法として特定する。

【0072】

算出部２４は、寸法特定部２３が特定した寸法Ｌ３に所定の係数を掛けた寸法Ｌ４を算出する。本第２の実施形態では、所定の係数は例えば０．３以上０．４以下の範囲内の値である。

【0073】

図１６は、第２の実施形態における直線決定部２５および角度取得部２６が実行する処理を説明するための図である。図１６に示すように、直線決定部２５は、本第２の実施形態では、まず、算出部２４が算出した寸法Ｌ４だけ基準点６０ａから下側に離れた（例えば真下の位置する）点６２ａを特定し、点６２ａを通る抽出画像３１内の略水平線５４ａが輪郭線４０に交わる２つの交点を点４４ａ、４５ａと特定する。次いで、直線決定部２５は、点４４ａと基準点６０ａとを通る直線５５ａおよび点４５ａと基準点６０ａとを通る直線５６ａを決定する。角度取得部２６は、本第２の実施形態では、直線５５ａと直線５６ａとがなす角度βを取得する。角度βは、例えば直線５５ａと直線５６ａが交差することで形成される複数の角度のうち基準点６０ａの上下に位置する角度とする。

【0074】

スコア特定部２７は、角度取得部２６が取得した角度βから、撮像画像３０に写された牛のルーメンサイズスコアを特定する。

【0075】

第２の実施形態に係る牛の評価方法は、基準点特定部２２が特定する基準点６０ａ、寸法特定部２３が特定する寸法Ｌ３、および算出部２４が算出する寸法Ｌ４が異なる点以外は第１の実施形態の図１４のフローチャートと同様であるため図示および説明を省略する。

【0076】

［実験２］
非特許文献１に記載されている判定シートを用いて専門家が特定したルーメンサイズスコアと、角度取得部２６が取得した角度βの大きさと、の相関を調査する実験を行った。図１７には、ルーメンサイズスコアと角度取得部２６が取得した角度βとの相関を調査した実験結果が示されている。図１７の横軸（ｘ軸）は専門家が判定シートを用いて特定したルーメンサイズスコアであり、縦軸（ｙ軸）は角度取得部２６が取得した角度βである。図１７中の○、△、□の各点は実験を行った乳牛１頭１頭を示していて、直線は近似直線を示している。また、○、△、□は、算出部２４が寸法Ｌ４の算出に用いた係数が互いに異なる場合を示している。算出部２４が寸法Ｌ４の算出に用いた係数は、○は０．３、△は０．３５、□は０．４である。

【0077】

図１７に示すように、算出部２４が寸法Ｌ４の算出に用いた係数が０．３以上０．４以下の範囲内では、いずれにおいても、ルーメンサイズスコアが大きいほど、角度βは大きくなる結果であった。○の結果における近似直線はｙ＝１２．７９ｘ＋３６．５４であり、決定係数Ｒ^２は０．９０６であった。△の結果における近似直線はｙ＝１３．２４ｘ＋２６．４７であり、決定係数Ｒ^２は０．８８１であった。□の結果における近似直線はｙ＝１３．０３ｘ＋１９．１５であり、決定係数Ｒ^２は０．８５７１であった。このように、寸法Ｌ４の算出に用いる係数を０．３以上０．４以下の範囲内とすることで、点４４ａと基準点６０ａを通る直線５５ａと、点４５ａと基準点６０ａを通る直線５６ａと、がなす角度βとルーメンサイズスコアとの相関関係が強くなることから、点４４ａ、４５ａは牛の腹部に位置する点であることが言える。すなわち、寸法特定部２３が特定した寸法Ｌ３に０．３以上０．４以下の範囲内の係数を掛けて寸法Ｌ４を算出し、算出した寸法Ｌ４だけ基準点６０ａから下側に離れた点の略左右両側に位置する牛の表面は腹部の表面であることが言える。したがって、基準点６０ａから寸法Ｌ４だけ下側に離れた点の略左右両側に位置する牛の表面上の点を特定することで牛の腹部に位置する点を特定でき、その結果、角度βからルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。

【0078】

本第２の実施形態によれば、基準点特定部２２は、輪郭線４０の最も上側の点を基準点６０ａと特定する（図１５参照）。寸法特定部２３は、基準点６０ａと、輪郭線４０の下部に位置する２つの先端４３ａと先端４３ｂを通る直線５３ａと、の間の距離Ｌ３を、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法と特定する（図１５参照）。このような場合でも、図１７で説明したように、ルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。

【0079】

また、本第２の実施形態では、算出部２４は、寸法特定部２３が特定した寸法Ｌ３に０．３以上０．４以下の範囲内の値である係数を掛けて寸法Ｌ４を算出する。すなわち、寸法Ｌ４は寸法Ｌ３に０．３以上０．４以下の係数を掛けた値である。基準点特定部２２が輪郭線４０の最も上側の点を基準点６０ａと特定し、寸法特定部２３が基準点６０ａと輪郭線４０の先端４３ａと先端４３ｂを通る直線５３ａとの間の距離Ｌ３を牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法と特定する場合では、図１７のように、係数を０．３以上０．４以下の値とすることで、ルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。ルーメンサイズスコアの特定の精度を向上させる点から、係数は０．３以上０．３８以下の場合が好ましく、０．３以上０．３５以下の場合がより好ましく、０．３以上０．３２以下の場合が更に好ましい。

【0080】

なお、上記第２の実施形態において、寸法特定部２３は、基準点６０ａと輪郭線４０の先端４３ａと先端４３ｂを通る直線５３ａとの間の距離Ｌ３を牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法と特定する場合に限られず、基準点６０ａと輪郭線４０の先端４３ａ、４３ｂの一方を通る抽出画像３１内の略水平線との間の距離を牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法と特定する場合でもよい。この場合でも、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法は大きく変わらないことから、算出部２４が用いる係数は０．３以上０．４以下であればよく、０．３以上０．３８以下が好ましく、０．３以上０．３５以下がより好ましく、０．３以上０．３２以下が更に好ましい。なお、算出部２４が用いる係数は０．２以上０．４以下の場合でもよい。

【0081】

《第３の実施形態》
第３の実施形態に係る牛の評価装置の機能構成およびハードウェア構成は、第１の実施形態の図１および図１３と同じである。第３の実施形態における制御部１５の機能構成は第１の実施形態の図２と同じであるが、寸法特定部２３および角度取得部２６が実行する処理が第１の実施形態と異なっている。以下においては、第３の実施形態における寸法特定部２３、算出部２４、直線決定部２５、角度取得部２６、およびスコア特定部２７が実行する処理について説明する。画像取得部２０、抽出部２１、および基準点特定部２２が実行する処理は第１の実施形態と同じであるため説明を省略する。

【0082】

図１８は、第３の実施形態における寸法特定部２３、直線決定部２５、および角度取得部２６が実行する処理を説明するための図である。図１８では、第１の実施形態と同じ方法によって基準点特定部２２が基準点６０を特定した後の状態が示されている。図１８に示すように、寸法特定部２３は、輪郭線４０の下部に位置する２つの先端４３ａと先端４３ｂを通る直線５３ａを特定する。そして、寸法特定部２３は、基準点６０と直線５３ａとの間の距離Ｌ５を、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法として特定する。

【0083】

算出部２４は、寸法特定部２３が特定した寸法Ｌ５に所定の係数を掛けた寸法Ｌ６を算出する。所定の係数は、第１の実施形態と同じく、０．２以上０．４以下の範囲内の値である。

【0084】

直線決定部２５は、まず、算出部２４が算出した寸法Ｌ６だけ基準点６０から下側に離れた（例えば真下の位置する）点６２ｂを特定し、点６２ｂを通る抽出画像３１内の略水平線５４ｂが輪郭線４０に交わる交点である点４４ｂ、４５ｂのいずれか一方を特定する。次いで、直線決定部２５は、点４４ｂと基準点６０とを通る直線５５ｂまたは点４５ｂと基準点６０とを通る直線５６ｂのいずれか一方を決定する。なお、図１８においては、理解の容易性のため、点４４ｂ、４５ｂの両方を図示し、直線５５ｂ、５６ｂの両方を図示している。

【0085】

角度取得部２６は、基準点６０を通る抽出画像３１内の略垂線である基準線５７と直線５５ｂとがなす角度γ１、または、基準線５７と直線５６ｂとがなす角度γ２、のいずれか一方を取得する。角度γ１は、例えば基準線５７と直線５５ｂが交差することで形成される複数の角度のうち基準点６０に対して左下または右上の角度とする。角度γ２は、例えば基準線５７と直線５６ｂが交差することで形成される複数の角度のうち基準点６０に対して右下または左上の角度とする。なお、図１８においては、理解の容易性のため、角度γ１、γ２の両方を図示している。

【0086】

スコア特定部２７は、角度取得部２６が取得した角度γ１またはγ２から、撮像画像３０に写された牛のルーメンサイズスコアを特定する。

【0087】

第３の実施形態に係る牛の評価方法は、寸法特定部２３が特定する寸法Ｌ５、算出部２４が算出する寸法Ｌ６、直線決定部２５が決定する直線５５ｂ、５６ｂ、および角度取得部２６が取得する角度γ１、γ２が異なる点以外は第１の実施形態の図１４のフローチャートと同様であるため図示および説明を省略する。

【0088】

［実験３］
非特許文献１に記載されている判定シートを用いて専門家が特定したルーメンサイズスコアと、角度取得部２６が取得した角度γ１、γ２と、の相関を調査する実験を行った。図１９には、ルーメンサイズスコアと角度取得部２６が取得した角度γ１および／またはγ２との相関を調査した実験結果が示されている。図１９の横軸は専門家が判定シートを用いて特定したルーメンサイズスコアであり、右縦軸は角度取得部２６が取得した角度γ１またはγ２であり、左縦軸は角度γ１と角度γ２の和である。図１９中の○、△、×の各点は実験を行った乳牛１頭１頭を示していて、○は角度γ１を取得した場合の結果、△は角度γ２を取得した場合の結果、×は参考として角度γ１とγ２を足した場合の結果を示している。また、○の結果の近似直線を太実線で示し、△の結果の近似直線を細実線で示し、×の結果の近似直線を破線で示している。なお、○、△、×の全てにおいて、算出部２４が寸法Ｌ６の算出に用いた係数は０．３とした。

【0089】

図１９に示すように、ルーメンサイズスコアが大きいほど、角度γ１、角度γ２、および角度γ１とγ２の和は全て大きくなる結果であった。角度γ１を取得した○の結果の近似直線の決定係数Ｒ^２は０．７６７であり、角度γ２を取得した△の結果の近似直線の決定係数Ｒ^２は０．６８０であった。参考とした、角度γ１と角度γ２の和を取得した場合の×の結果の近似直線の決定係数Ｒ^２は０．８２６であった。このことから、基準線５７と直線５５ｂとがなす角度γ１または基準線５７と直線５６ｂとがなす角度γ２からルーメンサイズスコアを特定した場合でも、ルーメンサイズスコアを精度良く特定できることが分かる。

【0090】

本第３の実施形態によれば、角度取得部２６は、基準線５７と直線５５ｂとがなす角度γ１、または、基準線５７と直線５６ｂとがなす角度γ２を取得する（図１８参照）。スコア特定部２７は、角度取得部２６が取得した角度γ１またはγ２からルーメンサイズスコアを特定する。この場合でも、図１９で説明したように、ルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。角度取得部２６は、角度γ１と角度γ２のどちらを取得する場合でもよいが、第１胃（ルーメン）は左腹部に位置するため、ルーメンサイズスコアを精度良く特定する観点から、角度γ１を取得する場合が好ましい。これは、図１９において、角度γ２を取得した△の結果の近似直線の決定係数Ｒ^２は０．６８０であったのに対し、角度γ１を取得した〇の結果の近似直線の決定係数Ｒ^２は０．７６７であったことからも言える。

【0091】

図２０は、第３の実施形態の変形例における角度取得部２６が実行する処理を説明するための図である。図２０に示すように、本第３の実施形態の変形例では、角度取得部２６は、基準点６０を通る抽出画像３１内の略水平線である基準線５７ａと直線５５ｂとがなす角度γ３、または、基準線５７ａと直線５６ｂとがなす角度γ４、のいずれか一方を取得する。角度γ３は、例えば基準線５７ａと直線５５ｂが交差することで形成される複数の角度のうち基準点６０に対して左下または右上の角度とする。角度γ４は、例えば基準線５７ａと直線５６ｂが交差することで形成される複数の角度のうち基準点６０に対して右下または左上の角度とする。なお、図２０においては、理解の容易性のため、角度γ３、γ４の両方を図示している。

【0092】

上記第３の実施形態では、抽出画像３１内の略垂線を基準線５７とする場合を例に示したが、上記第３の実施形態の変形例のように、抽出画像３１内の略水平線を基準線５７ａとしてもよい。抽出画像３１内の略垂線または略水平線を基準線５７、５７ａとすることで、基準線５７、５７ａの決定が容易であるとともに、基準線５７、５７ａと直線５５ｂとがなす角度γ１、γ３および基準線５７、５７ａと直線５６ｂとがなす角度γ２、γ４を容易に取得することができる。なお、上記第３の実施形態の変形例では、角度取得部２６が取得する角度γ３、γ４は第１胃（ルーメン）の充満度が高いほど小さくなる。基準線５７が抽出画像３１内の略垂線とは、完全な垂線の場合に限られず、ルーメンサイズスコアの特定に支障が出ない程度に傾いている場合でもよく、垂線から±５°程度で傾いている場合でもよい。同様に、基準線５７ａが抽出画像３１内の略水平線とは、完全な水平線の場合に限られず、ルーメンサイズスコアの特定に支障が出ない程度に傾いている場合でもよく、水平線から±５°程度で傾いている場合でもよい。また、基準線は、山部４１ａの頂点４２ａと山部４１ｂの頂点４２ｂとを通る直線、または、山部４１ａの頂点４２ａと山部４１ｂの頂点４２ｂとを通る直線に略直交する直線であってもよい。

【0093】

上記第３の実施形態において、基準点特定部２２は、山部４１ａの頂点４２ａと山部４１ｂの頂点４２ｂとを結ぶ線分５０の略中点を基準点６０と特定する場合を例に示したが、上記第２の実施形態のように、輪郭線４０の最も上側の点を基準点６０ａと特定する場合でもよい。また、寸法特定部２３は、上記第１の実施形態と同様に、基準点６０または６０ａと、輪郭線４０の下部に位置する先端４３ａ、４３ｂのいずれか一方を通る抽出画像３１内の略水平線と、の間の距離を牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法と特定する場合でもよい。

【0094】

《第４の実施形態》
第１の実施形態から第３の実施形態では牛の輪郭線４０から基準点６０、６０ａなどを制御部１５が自動で特定する場合を例に示したが、第４の実施形態では作業者の指定に基づいて特定する場合について説明する。第４の実施形態に係る牛の評価装置の機能構成およびハードウェア構成は、第１の実施形態の図１および図１３と同じである。第４の実施形態における制御部１５の機能構成は第１の実施形態の図２と同じであるが、基準点特定部２２、寸法特定部２３、および算出部２４が実行する処理が第１の実施形態と異なっている。以下においては、第４の実施形態における基準点特定部２２、寸法特定部２３、算出部２４、直線決定部２５、角度取得部２６、およびスコア特定部２７が実行する処理について説明する。画像取得部２０および抽出部２１が実行する処理は第１の実施形態と同じであるため説明を省略する。

【0095】

図２１は、第４の実施形態における基準点特定部２２および寸法特定部２３が実行する処理を説明するための図である。図２２は、第４の実施形態における基準点特定部２２、寸法特定部２３、直線決定部２５、および角度取得部２６が実行する処理を説明するための図である。図２１は、画像取得部２０が取得した牛の撮像画像３０を示し、図２２は、抽出部２１が牛の輪郭線４０を抽出した抽出画像３１を示している。図２１の撮像画像３０と図２２の抽出画像３１は、例えば表示部１０に並んで表示されてもよい。

【0096】

図２１に示すように、作業者は、表示部１０に表示された撮像画像３０の牛に対して入力部１１を操作して牛の左右方向中央部近傍かつ上端部近傍の箇所８０を指定する。牛の左右方向中央部近傍かつ上端部近傍の箇所８０は、例えば牛の肛門付近に位置する箇所である。基準点特定部２２は、図２２に示すように、作業者による入力部１１の操作に基づいて、牛の左右方向中央部近傍かつ上端部近傍の箇所８０に対応する基準点６０ｂを特定する。

【0097】

なお、作業者が表示部１０に表示された撮像画像３０の牛に対して入力部１１を操作して牛の左右の腰角の頂点を指定した場合、基準点特定部２２は、作業者が指定した左右の腰角の頂点を結ぶ線分の略中点を基準点６０ｂと特定してもよい。

【0098】

図２１に示すように、作業者は、表示部１０に表示された撮像画像３０の牛に対して左右方向中央部近傍かつ上端部近傍の箇所８０を指定するのに続いて、牛の踵の箇所８１ａ、８１ｂを指定する。寸法特定部２３は、図２２に示すように、作業者が指定した牛の踵の箇所８１ａ、８１ｂに対応する点６３ａ、６３ｂを特定し、点６３ａ、６３ｂを通る直線５３ｂを特定する。次いで、寸法特定部２３は、基準点６０ｂと直線５３ｂとの間の距離Ｌ７を、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法として特定する。すなわち、寸法特定部２３は、基準点６０ｂと、基準点６０ｂを通る抽出画像３１内の垂線５９ｂが直線５３ｂと交差する交点６１ｂと、の間の距離Ｌ７を、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法として特定する。

【0099】

算出部２４は、寸法特定部２３が特定した寸法Ｌ７に所定の係数を掛けた寸法Ｌ８を算出する。本第４の実施形態では、所定の係数は例えば０．２５以上０．５５以下の範囲内の値である。

【0100】

直線決定部２５は、図２２に示すように、まず、算出部２４が算出した寸法Ｌ８だけ基準点６０ｂから下側に離れた（例えば真下に位置する）点６２ｃを特定し、点６２ｃを通る抽出画像３１内の略水平線５４ｃが輪郭線４０に交わる交点である点４４ｃ、４５ｃを特定する。次いで、直線決定部２５は、点４４ｃと基準点６０ｂとを通る直線５５ｃおよび点４５ｃと基準点６０ｂとを通る直線５６ｃを決定する。角度取得部２６は、直線５５ｃと直線５６ｃとがなす角度θを取得する。

【0101】

スコア特定部２７は、角度取得部２６が取得した角度θから、撮像画像３０に写された牛のルーメンサイズスコアを特定する。

【0102】

第４の実施形態に係る牛の評価方法は、基準点特定部２２が特定する基準点６０ｂ、寸法特定部２３が特定する寸法Ｌ７、および算出部２４が算出する寸法Ｌ８が異なる点以外は第１の実施形態の図１４のフローチャートと同様であるため図示および説明を省略する。

【0103】

［実験４］
非特許文献１に記載されている判定シートを用いて専門家が特定したルーメンサイズスコアと、角度取得部２６が取得した角度θの大きさと、の相関を調査する実験を行った。図２３には、ルーメンサイズスコアと角度取得部２６が取得した角度θとの相関を調査した実験結果が示されている。図２３の横軸（ｘ軸）は専門家が判定シートを用いて特定したルーメンサイズスコアであり、縦軸（ｙ軸）は角度取得部２６が取得した角度θである。図２３中の○、△、□、●、▲、■、×、◇の各点は実験を行った乳牛１頭１頭を示していて、直線は近似直線を示している。また、○、△、□、●、▲、■、×、◇は、算出部２４が寸法Ｌ８の算出に用いた係数が互いに異なる場合を示している。寸法Ｌ８の算出に用いた係数は、○は０．２５、△は０．３、□は０．３５、●は０．４、▲は０．４１６、■は０．４５、×は０．５、◇は０．５５である。

【0104】

図２３に示すように、寸法Ｌ８の算出に用いた係数が０．２５以上０．５５以下の範囲の場合では、いずれにおいても、ルーメンサイズスコアが大きいほど、角度θは大きくなる結果であった。○の結果における近似直線はｙ＝７．４５ｘ＋８０．９４であり、決定係数Ｒ^２は０．６２０であった。△の結果における近似直線はｙ＝１１．１１ｘ＋６１．５７であり、決定係数Ｒ^２は０．８２７であった。□の結果における近似直線はｙ＝１３．０１ｘ＋４７．９６であり、決定係数Ｒ^２は０．８６７であった。●の結果における近似直線はｙ＝１３．７３ｘ＋３７．９８であり、決定係数Ｒ^２は０．８４８であった。▲の結果における近似直線はｙ＝１３．２９ｘ＋３７．０９であり、決定係数Ｒ^２は０．８６０であった。■の結果における近似直線はｙ＝１３．５２ｘ＋３０．９８であり、決定係数Ｒ^２は０．８３６であった。×の結果における近似直線はｙ＝１２．１７ｘ＋２７．０３であり、決定係数Ｒ^２は０．８０２であった。◇の結果における近似直線はｙ＝８．５７ｘ＋２９．５７であり、決定係数Ｒ^２は０．７００であった。

【0105】

図２４は、図２３の実験結果から得られた、算出部２４が寸法Ｌ８の算出に用いた係数と決定係数との相関を示す図である。図２４の横軸は寸法Ｌ８の算出に用いた係数であり、縦軸は決定係数である。図２４に示すように、寸法Ｌ８の算出に用いた係数が０．４のときに、決定係数が最も大きくなった。また、係数を０．２５以上０．５５以下の範囲内の値とすることで０．６５程度以上の決定係数が得られる結果であった。

【0106】

図２３および図２４の結果から、基準点６０ｂと牛の踵の箇所に対応した点６３ａ、６３ｂを通る直線５３ｂとの間の距離Ｌ７を牛の上下方向の身体の大きさを示す寸法と特定した場合では、特定した寸法Ｌ７に０．２５以上０．５５以下の範囲内の係数を掛けて寸法Ｌ８を算出し、算出した寸法Ｌ８だけ基準点６０ｂから下側に離れた点６２ｃの略左右両側に位置する牛の表面は腹部の表面であることが言える。したがって、基準点６０ｂから寸法Ｌ８だけ下側に離れた点の略左右両側に位置する牛の表面上の点を特定することで牛の腹部に位置する点を特定でき、その結果、角度θからルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。

【0107】

本第４の実施形態によれば、寸法特定部２３は、基準点６０ｂと、牛の２つの後足の両方の踵を通る直線５３ｂと、の間の距離Ｌ７を、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法と特定する。このような場合でも、図２３および図２４で説明したように、ルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。

【0108】

また、本第４の実施形態では、算出部２４は、寸法特定部２３が特定した寸法Ｌ７に０．２５以上０．５５以下の範囲内の値である係数を掛けて寸法Ｌ８を算出する。すなわち、寸法Ｌ８は寸法Ｌ７に０．２５以上０．５５以下の係数を掛けた値である。寸法特定部２３が、牛の肛門付近の基準点６０ｂと、牛の２つの後足の両方の踵を通る直線５３ｂと、の間の距離Ｌ７を牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法と特定する場合では、図２４のように、係数を０．２５以上０．５５以下の値とすることで、ルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。ルーメンサイズスコアの特定の精度を向上させる点から、係数は０．２８以上０．５２以下の場合が好ましく、０．３以上０．５以下の場合がより好ましく、０．３５以上０．４５以下の場合が更に好ましい。

【0109】

なお、上記第４の実施形態において、寸法特定部２３は、基準点６０ｂと牛の両方の踵を通る直線５３ｂとの間の距離Ｌ７を牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法と特定する場合に限られず、基準点６０ｂと牛の２つの後脚のうちの一方の踵を通る撮像画像３０内の略水平線との間の距離を牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法と特定する場合でもよい。この場合でも、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法は大きく変わらないことから、算出部２４が用いる係数は０．２５以上０．５５以下であればよく、０．２８以上０．５２以下が好ましく、０．３以上０．５以下がより好ましく、０．３５以上０．４５以下が更に好ましい。

【0110】

なお、上記第４の実施形態において、作業者が牛の踵を指定することで、寸法特定部２３は、基準点６０ｂと牛の両方の踵を通る直線５３ｂとの間の距離を牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法と特定する場合を示したが、この場合に限られない。作業者が牛の後足の蹄を指定することで、寸法特定部２３は、基準点６０ｂと、牛の２つの後足の蹄のうちの一方の蹄を通る撮像画像３０内の略水平線、または、２つの後足の両方の蹄を通る直線と、の間の距離を牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法と特定する場合でもよい。略水平線とは、完全な水平線の場合に限られず、ルーメンサイズスコアの特定に支障がない程度に傾いている場合でもよく、水平線から±５°の範囲内で傾いている場合でもよい。

【0111】

また、上記第４の実施形態において、作業者が指定した、牛の左右方向中央部近傍かつ上端部近傍の箇所８０は牛の肛門付近である場合を例に示したが、その他の箇所でもよい。例えば牛の尻尾の付け根付近である場合でもよい。また、角度取得部２６は、上記第３の実施形態およびその変形例のように、基準線５７、５７ａと直線５５ｃとがなす角度、または、基準線５７、５７ａと直線５６ｃとがなす角度を取得する場合でもよい。

【0112】

《第５の実施形態》
第１の実施形態から第４の実施形態では、直線決定部２５は、算出部２４が算出した寸法だけ基準点から下側に離れた点を通る略水平線が輪郭線４０と交わる交点である２つの点と基準点とを通る直線を決定する場合を例に示した。本第５の実施形態では、直線決定部２５は、算出部２４が算出した寸法だけ基準点から下側に離れた点を用いて抽出画像３１内で左右方向に伸びた着目範囲を特定し、特定した着目範囲に位置する輪郭線４０において最も左側に位置する点および最も右側に位置する点と基準点とを通る直線を決定する場合について説明する。

【0113】

第５の実施形態に係る牛の評価装置の機能構成およびハードウェア構成は、第１の実施形態の図１および図１３と同じである。第５の実施形態における制御部１５の機能構成は第１の実施形態の図２と同じであるが、算出部２４および直線決定部２５が実行する処理が第１の実施形態と異なっている。以下において、第５の実施形態における算出部２４、直線決定部２５、角度取得部２６、およびスコア特定部２７が実行する処理について説明する。画像取得部２０、抽出部２１、基準点特定部２２、および寸法特定部２３が実行する処理は第１の実施形態と同じであるため説明を省略する。

【0114】

図２５は、第５の実施形態における直線決定部２５および角度取得部２６が実行する処理を説明するための図である。まず、算出部２４は、寸法特定部２３が特定した寸法Ｌ１に０．２以上０．４以下の範囲内の異なる係数を掛けて２つの寸法Ｌ２１と寸法Ｌ２２を算出する。例えば、寸法Ｌ２１の算出に用いる係数は、０．２以上０．３未満の値が好ましく、０．２以上０．２５以下の値がより好ましく、０．２以上０．２２以下の値が更に好ましい。寸法Ｌ２２の算出に用いる係数は、０．３より大きく０．４以下の値が好ましく、０．３５以上０．４以下の値がより好ましく、０．３８以上０．４以下の値が更に好ましい。

【0115】

直線決定部２５は、図２５に示すように、算出部２４が算出した寸法Ｌ２１だけ基準点６０から下側に離れた（例えば真下に位置する）点６２ｄと、算出部２４が算出した寸法Ｌ２２だけ基準点６０から下側に離れた（例えば真下に位置する）点６２ｅと、を特定する。次いで、直線決定部２５は、点６２ｄを通る抽出画像３１内の略水平線５４ｄと、点６２ｅを通る抽出画像３１内の略水平線５４ｅと、により挟まれた、抽出画像３１内で左右方向に伸びた着目範囲８２（図２５の斜線部分）を特定する。着目範囲８２内には、上記第１の第１の実施形態で説明した、基準点６０から寸法Ｌ２だけ下側に離れた点６２が含まれる。次いで、直線決定部２５は、特定した着目範囲８２に位置する輪郭線４０において最も左側に位置する点４４ｄと最も右側に位置する点４５ｄとを特定する。最も左側に位置する点４４ｄの特定は、例えば、抽出画像３１内の垂線を輪郭線４０の左側から輪郭線４０に向けて近づけて行き、着目範囲８２に位置する輪郭線４０に最初に接した点を最も左側に位置する点４４ｄと特定してもよい。また、抽出画像３１をＸ－Ｙ座標系に変換し、着目範囲８２に位置する輪郭線４０の各画素のＸ、Ｙ座標から最も左側の点４４ｄを特定してもよい。最も右側の点４５ｄの特定も同様である。次いで、直線決定部２５は、点４４ｄと基準点６０とを通る直線５５ｄおよび点４５ｄと基準点６０とを通る直線５６ｄを特定する。角度取得部２６は、直線５５ｄと直線５６ｄとがなす角度δを取得する。スコア特定部２７は、角度取得部２６が取得した角度δからルーメンサイズスコアを特定する。

【0116】

本第５の実施形態によれば、直線決定部２５は、寸法Ｌ２（第２の寸法）よりも短い寸法Ｌ２１（第３の寸法）だけ基準点６０から下側に離れた点６２ｄ（第２の点）と、寸法Ｌ２より長い寸法Ｌ２２（第４の寸法）だけ基準点６０から下側に離れた点６２ｅ（第３の点）と、を特定する。そして、直線決定部２５は、点６２ｄを通る抽出画像３１内の略水平線５４ｄと点６２ｅを通る抽出画像３１内の略水平線５４ｅとに挟まれる範囲を着目範囲８２と特定し、着目範囲８２に位置する輪郭線４０において最も左側に位置する点４４ｄと基準点６０とを通る直線を直線５５ｄと決定する。また、直線決定部２５は、着目範囲８２に位置する輪郭線４０において最も右側に位置する点４５ｄと基準点６０とを通る直線を直線５６ｄと決定する。これにより、牛の腹部の表面のうちの外側に張り出した点４４ｄ、４５ｄと基準点６０とを通る直線５５ｄ、５６ｄが決定されるため、直線５５ｄと直線５６ｄとがなす角度δから牛のルーメンサイズスコアを特定することで、ルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。

【0117】

図２６は、第５の実施形態の変形例における直線決定部２５および角度取得部２６が実行する処理を説明するための図である。図２６に示すように、本第５の実施形態の変形例では、直線決定部２５は、算出部２４が算出した寸法Ｌ２だけ基準点６０から下側に離れた点６２を特定し、点６２を基準に上下に所定の長さ離れた抽出画像３１内の略水平線５４ｆ、５４ｇにより挟まれた範囲を着目範囲８２ａ（図２５の斜線部分）と特定する。着目範囲８２ａ内には、基準点６０から寸法Ｌ２だけ下側に離れた点６２が含まれる。そして、直線決定部２５は、着目範囲８２ａに位置する輪郭線４０において最も左側に位置する点４４ｅと最も右側に位置する点４５ｅとを特定する。次いで、直線決定部２５は、点４４ｅと基準点６０とを通る直線５５ｅおよび点４５ｅと基準点６０とを通る直線５６ｅを特定する。角度取得部２６は、直線５５ｅと直線５６ｅとがなす角度εを取得する。スコア特定部２７は、角度取得部２６が取得した角度εからルーメンサイズスコアを特定する。

【0118】

本第５の実施形態の変形例によれば、直線決定部２５は、基準点６０から寸法Ｌ２（第２の寸法）だけ下側に離れた点６２（第１の点）を特定するとともに、点６２を基準に上下に所定の長さ離れた抽出画像３１内の略水平線５４ｆ、５４ｇにより挟まれた範囲を着目範囲８２ａと特定する。そして、直線決定部２５は、着目範囲８２ａに位置する輪郭線４０において最も左側に位置する点４４ｅと基準点６０とを通る直線を直線５５ｅと決定する。また、直線決定部２５は、着目範囲８２ａに位置する輪郭線４０において最も右側に位置する点４５ｅと基準点６０とを通る直線を直線５６ｅと決定する。この場合でも、上記第５の実施形態と同様に、ルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。

【0119】

上記第５の実施形態の変形例において、略水平線５４ｆ、５４ｇは、算出部２４が０．２の係数を用いて算出した寸法だけ基準点６０から下側に離れた点を通る抽出画像３１内の略水平線と、０．４の係数を用いて算出した寸法だけ基準点６０から下側に離れた点を通る抽出画像３１内の略水平線と、の間に位置することが好ましい。略水平線５４ｆ、５４ｇは、点６２を通る抽出画像３１内の略水平線から等距離に位置していてもよいし、異なる距離に位置していてもよい。

【0120】

上記第５の実施形態およびその変形例のように、直線決定部２５は、抽出画像３１内の２本の略水平線で挟まれた範囲であり、基準点６０から寸法Ｌ２だけ離れた点６２を含む範囲を着目範囲８２、８２ａと特定し、着目範囲８２、８２ａに位置する輪郭線４０において最も左側に位置する点４４ｄ、４４ｅと基準点６０とを通る直線を直線５５ｄ、５５ｅと決定する。また、直線決定部２５は、着目範囲８２、８２ａに位置する輪郭線４０において最も右側に位置する点４５ｄ、４５ｅと基準点６０とを通る直線を直線５６ｄ、５６ｅと決定する。このようにすることで、ルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。

【0121】

なお、上記第５の実施形態およびその変形例において、基準点特定部２２は、上記第２の実施形態の図１５のような基準点６０ａを特定してもよいし、上記第４の実施形態の図２２のような基準点６０ｂを特定してもよい。寸法特定部２３は、上記第２の実施形態の図１５のような寸法Ｌ３を特定してもよいし、上記第３の実施形態の図１８のような寸法Ｌ５を特定してもよいし、上記第４の実施形態の図２２のような寸法Ｌ７を特定してもよい。角度取得部２６は、上記第３の実施形態の図１８のような角度γ１またはγ２を取得してもよいし、上記第３の実施形態の変形例の図２０のような角度γ３またはγ４を取得してもよい。

【0122】

《第６の実施形態》
第６の実施形態では、制御部１５の寸法特定部２３が牛の左右の腰角の頂点間の距離から牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法を特定する場合について説明する。図２７は、牛の左右の腰角の頂点間の距離と牛の体高との関係を示す図である。図２７の横軸（ｘ軸）は牛の腰角の頂点間の距離であり、図５における山部４１ａの頂点４２ａと山部４１ｂの頂点４２ｂとの間の距離に対応する。図２７の縦軸（ｙ軸）は牛の体高であり、図１５の基準点６０ａと交点６１ａとの間の距離Ｌ３に対応する。なお、図２７の横軸および縦軸は作図上の長さであり、実際の牛の対象部位の長さを表しているものではない。図２７中の●は乳牛１頭１頭を示していて、直線は近似直線を示している。図２７に示すように、牛の腰角の頂点間の距離と牛の体高とには相関関係があり、近似直線はｙ＝１．１７ｘ＋１２８．７３であり、決定係数Ｒ^２は０．６２３であった。

【0123】

図２７の結果から、図５における山部４１ａの頂点４２ａと山部４１ｂの頂点４２ｂとの間の距離を求めることで、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法である図１５の距離Ｌ３を特定できることが分かる。

【0124】

［実験５］
実験５では、制御部１５の寸法特定部２３は、牛の輪郭を抽出した輪郭線４０の山部４１ａの頂点４２ａと山部４１ｂの頂点４２ｂとの間の距離を求め、この距離と図２７における近似直線とから、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法として図１５における距離Ｌ３を特定した。そして、図１６に示すように、直線決定部２５は、寸法特定部２３が特定した寸法Ｌ３を用いて直線５５ａと直線５６ａを決定し、角度取得部２６は直線５５ａと直線５６ａとがなす角度βを取得した。図２８には、ルーメンサイズスコアと角度取得部２６が取得した角度βとの相関を調査した実験結果が示されている。図２８の横軸（ｘ軸）は専門家が判定シートを用いて特定したルーメンサイズスコアであり、縦軸（ｙ軸）は角度取得部２６が取得した角度βである。図２８中の○、△、□の各点は実験を行った乳牛１頭１頭を示していて、直線は近似直線を示している。また、○、△、□は、算出部２４が寸法Ｌ４の算出に用いた係数が互いに異なる場合を示している。寸法Ｌ４の算出に用いた係数は、○は０．３、△は０．３５、□は０．４である。

【0125】

図２８に示すように、輪郭線４０の山部４１ａの頂点４２ａと山部４１ｂの頂点４２ｂとの間の距離から、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法Ｌ３を特定した場合でも、ルーメンサイズスコアが大きいほど角度βは大きくなり、ルーメンサイズスコアと角度βは相関関係がある結果であった。○の結果における近似直線はｙ＝５．８８ｘ＋５４．６５であり、決定係数Ｒ^２は０．７５４であった。△の結果における近似直線はｙ＝７．２３ｘ＋４３．００であり、決定係数Ｒ^２は０．６８７であった。□の結果における近似直線はｙ＝５．１５ｘ＋３９．６１であり、決定係数Ｒ^２は０．４３９であった。

【0126】

本第６の実施形態によれば、寸法特定部２３は、輪郭線４０の上部の左右両側に存在する２つの山部４１ａ、４１ｂの頂点４２ａ、４２ｂの間の距離から、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法を特定する。この場合でも、図２８で説明したように、ルーメンサイズスコアを精度良く特定することができる。

【0127】

なお、上記第６の実施形態において、作業者が入力部１１を操作して牛の左右の腰角の頂点を指定し、寸法特定部２３は、作業者が指定した左右の腰角の頂点間の距離から、牛の上下方向に関する身体の大きさを示す寸法を特定してもよい。

【0128】

なお、上記各実施形態では、牛のルーメンサイズスコアを特定する評価装置が、作業者が携帯して利用される、撮像部１３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など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など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など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ルーメンサイズスコアを特定する。そして、据置型情報機器は、特定したルーメンサイズスコア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、牛舎内に固定または移動可能にカメラを設置し、スマートフォンなどの携帯型情報機器およびサーバなど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からの撮像画像を取得してもよい。

【0129】

なお、上記の実験１から実験５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。

【0130】

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】

【0131】

１０ 表示部
１１ 入力部
１２ 通信部
１３ 撮像部
１４ 記憶部
１５ 制御部
２０ 画像取得部
２１ 抽出部
２２ 基準点特定部
２３ 寸法特定部
２４ 算出部
２５ 直線決定部
２６ 角度取得部
２７ スコア特定部
３０ 撮像画像
３１ 抽出画像
４０ 輪郭線
４１ａ、４１ｂ 山部
４２ａ、４２ｂ 頂点
４３ａ、４３ｂ 先端
４４、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ 点
４５、４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ 点
５０ 線分
５１、５２ 傾斜直線
５３、５３ａ、５３ｂ 直線
５４、５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ、５４ｆ、５４ｇ 略水平線
５５、５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅ 直線
５６、５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ、５６ｅ 直線
５７、５７ａ 基準線
５９ 垂線
６０、６０ａ、６０ｂ 基準点
６１、６１ａ、６１ｂ 交点
６２、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ 点
６３ａ、６３ｂ 点
７０ 記憶装置
７１ メモリ
７２ プロセッサ
７３ 通信インターフェース
７４ 入力装置
７５ 表示装置
７６ 撮像装置
７７ バス
７８ 牛の評価プログラム
８０ 左右中央部近傍かつ上端部近傍の箇所
８１ａ、８１ｂ 踵の箇所
８２、８２ａ 着目範囲
９０ 腹部
９１ 臀部
９３、９４ 点
９５、９６ 直線
１００ 評価装置

【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】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】