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JP7808065B2 - Data processing device, data processing system, and data processing method - Google Patents
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JP7808065B2 - Data processing device, data processing system, and data processing method - Google Patents

Data processing device, data processing system, and data processing method

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JP7808065B2 JP2023033559A JP2023033559A JP7808065B2 JP 7808065 B2 JP7808065 B2 JP 7808065B2 JP 2023033559 A JP2023033559 A JP 2023033559A JP 2023033559 A JP2023033559 A JP 2023033559A JP 7808065 B2 JP7808065 B2 JP 7808065B2
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Description

本発明は、データ処理装置、データ処理システム、及びデータ処理方法に関する。 The present invention relates to a data processing device, a data processing system, and a data processing method.

アマモやコンブといった海草・海藻(以下、「海藻類」という)が存在する海洋生態系では、光合成などによって二酸化炭素(CO)を吸収し、吸収したCOの一部は土壌や海水中に留まる。ジャパンブルーエコノミー技術研究組合(JBE)では、海洋生態系によるCOの吸収を対象とする、Jブルークレジット(登録商標)制度を創設した。この制度は、CO吸収量に相当するクレジットの認証及び発行を行い、CO削減を図る企業あるいは団体とのクレジット取引を促進することを企図する。 In marine ecosystems where seaweeds such as eelgrass and kelp (hereinafter referred to as "seaweed") exist, carbon dioxide ( CO2 ) is absorbed through photosynthesis and other processes, with some of the absorbed CO2 remaining in the soil and seawater. The Japan Blue Economy Technology Research Association (JBE) has established the J Blue Credit (registered trademark) system, which targets CO2 absorption by marine ecosystems. This system certifies and issues credits equivalent to the amount of CO2 absorbed, and aims to promote credit trading with companies or organizations that are working to reduce CO2 .

クレジットを発行したい企業あるいは団体(別言すると、クレジット販売者)は、例えば、藻場の観測結果と共にクレジットの申請をJBEに対して行う。JBEは、藻場の観測結果を踏まえ、適切な量のクレジットを申請者に発行する。JBEは、申請の手引きを公開しており(例えば、非特許文献1)、この手引きによれば、藻場のCO吸収量(ブルーカーボン量とも称される)は、藻場の面積とCOの吸収係数との積によって決定される。吸収係数に関しては文献等に記載された値の利用が許容されるが、藻場の面積に関しては実測することが求められる。 A company or organization wishing to issue credits (in other words, a credit seller) submits an application for credits to JBE, for example, along with the results of seaweed bed observations. JBE then issues an appropriate amount of credits to the applicant based on the results of the seaweed bed observations. JBE has published an application guide (for example, Non-Patent Document 1), which states that the amount of CO2 absorbed by a seaweed bed (also known as the amount of blue carbon) is determined by the product of the area of the seaweed bed and the CO2 absorption coefficient. While values found in literature are acceptable for the absorption coefficient, actual measurements of the seaweed bed's area are required.

藻場を観測する技術の一例として、ソナー・システムを用いる手法がある(例えば、特許文献1)。特許文献1に記載の手法によれば、海上から海中に超音波を送信し、その反射波を計測することで、広域の藻場の分布を高分解能で観測できる。なお、海中ではGPS(Global Positioning System)の電波の受信が難しいため、特許文献1に記載の手法では、海上に計測器を配置することで、藻場の位置情報と藻場の分布とを紐づける。 One example of a technology for observing seaweed beds is a method using a sonar system (see, for example, Patent Document 1). According to the method described in Patent Document 1, ultrasonic waves are transmitted from the ocean surface to the sea, and the reflected waves are measured, making it possible to observe the distribution of seaweed beds over a wide area with high resolution. However, since it is difficult to receive GPS (Global Positioning System) radio waves underwater, the method described in Patent Document 1 links the location information of seaweed beds with the distribution of seaweed beds by placing measuring instruments on the sea surface.

特開2019-24377号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-24377

ジャパンブルーエコノミー技術研究組合(JBE)、“Jブルークレジット(R)(試行)認証申請の手引き -ブルーカーボンを活用めした気候変動対策- Ver. 2.1”、[online]、令和4年9月、[令和5年1月24日検索]、インターネット<https://www.blueeconomy.jp/files/jbc2022/20220916_J-BlueCredit_Guideline_v2.1.pdf>Japan Blue Economy Technology Research Association (JBE), "J Blue Credit® (Trial) Certification Application Guide - Climate Change Countermeasures Using Blue Carbon - Ver. 2.1," [online], September 2022, [accessed January 24, 2023], Internet: <https://www.blueeconomy.jp/files/jbc2022/20220916_J-BlueCredit_Guideline_v2.1.pdf>

特許文献1に記載の手法では、海藻類の水深方向の長さを考慮しないため、観測データから求められる海藻類(あるいは藻場)の表面積に大きな誤差が生じ、この誤差に起因して、海藻類によるCO吸収量にも大きな誤差が生じる。 The method described in Patent Document 1 does not take into account the depth-wise length of seaweed, which results in a large error in the surface area of seaweed (or seaweed beds) calculated from observation data, and this error also results in a large error in the amount of CO2 absorbed by seaweed.

本発明の目的の1つは、海藻類のCO吸収量を求める際の精度を向上させることにある。 One of the objects of the present invention is to improve the accuracy in determining the amount of CO 2 absorbed by seaweed.

本発明の第1の態様のデータ処理装置は、水中カメラによって水中の海藻類を前記海藻類の上方とは異なる方向から撮像することにより生成された撮像画像データを取得する取得部と、前記撮像画像データを画像解析することによって前記海藻類の水深方向の長さと前記海藻類の幅とを含む形状をモデリングするモデリング部と、モデリングした前記形状に基づいて前記海藻類の二酸化炭素吸収量を推定する推定部と、を有する。 A data processing device according to a first aspect of the present invention comprises an acquisition unit that acquires image data generated by using an underwater camera to capture images of underwater seaweed from a direction different from above the seaweed; a modeling unit that performs image analysis of the captured image data to model a shape of the seaweed, including its depth-wise length and its width; and an estimation unit that estimates the amount of carbon dioxide absorbed by the seaweed based on the modeled shape.

前記撮像画像データは、前記海藻類の側面を撮像する方向を含む複数の異なる方向から前記海藻類を撮像することにより生成された複数の撮像画像データを含み、前記モデリング部は、前記複数の撮像画像データに基づいて前記形状を3次元モデリングしてもよい。 The captured image data may include multiple captured image data sets generated by capturing images of the seaweed from multiple different directions, including a direction capturing an image of the side of the seaweed, and the modeling unit may perform three-dimensional modeling of the shape based on the multiple captured image data sets.

前記推定部は、前記形状の表面積と、前記水中カメラによって撮像した前記海藻類が位置する水深に応じた明るさに対応する前記海藻類の二酸化炭素の吸収係数と、に基づいて、前記二酸化炭素吸収量を推定してもよい。 The estimation unit may estimate the amount of carbon dioxide absorption based on the surface area of the shape and the carbon dioxide absorption coefficient of the seaweed, which corresponds to the brightness depending on the water depth at which the seaweed is located as imaged by the underwater camera.

前記推定部は、前記形状を長さ方向に複数のブロックに区分し、前記ブロック毎に、前記ブロックの位置する水深に応じた明るさに対応する前記海藻類の二酸化炭素吸収係数を用いて前記二酸化炭素吸収量を推定してもよい。 The estimation unit may divide the shape into a plurality of blocks in the longitudinal direction and estimate the amount of carbon dioxide absorption for each block using the carbon dioxide absorption coefficient of the seaweed corresponding to the brightness depending on the water depth at which the block is located.

前記推定部は、前記形状の前記水深方向の長さに基づいて、前記形状を前記複数のブロックに区分する数を決定してもよい。 The estimation unit may determine the number of blocks into which the shape is divided based on the depth-wise length of the shape.

前記推定部は、前記水深に応じた明るさの分布に関するデータに基づいて、前記形状を前記複数のブロックに区分する数を決定してもよい。 The estimation unit may determine the number of blocks into which the shape is divided based on data regarding the distribution of brightness according to the water depth.

前記推定部は、前記水深に応じた明るさの分布が示す前記明るさの変化の度合いが大きい領域ほど、前記形状の長さ方向に区分するブロックの数を大きく決定してもよい。 The estimation unit may determine a larger number of blocks to divide the shape into in the longitudinal direction for an area in which the degree of change in brightness indicated by the brightness distribution according to the water depth is greater.

前記モデリング部は、画像データが入力されると入力された画像データに含まれる確からしさが基準値よりも高い海藻類の種類を出力する機械学習モデルに前記撮像画像データを入力することにより前記海藻類の種類を特定し、前記推定部は、特定された前記海藻類の種類に応じた二酸化炭素吸収係数を用いて前記二酸化炭素吸収量を推定してもよい。 The modeling unit may identify the type of seaweed by inputting the captured image data into a machine learning model that, when image data is input, outputs a type of seaweed that is more likely to be included in the input image data than a reference value, and the estimation unit may estimate the amount of carbon dioxide absorption using a carbon dioxide absorption coefficient corresponding to the identified type of seaweed.

前記撮像画像データは、前記海藻類の側面を撮像する方向を含む複数の異なる方向から前記海藻類を撮像することにより生成された複数の撮像画像データを含み、前記モデリング部は、前記画像解析において前記海藻類が群生した藻場であるか否かを判定した結果に応じて、前記海藻類の形状のモデリングに、3次元モデリングを適用するか2次元モデリングを適用するかを決定してもよい。 The captured image data includes multiple captured image data sets generated by capturing images of the seaweed from multiple different directions, including a direction capturing the side of the seaweed, and the modeling unit may determine whether to apply 3D modeling or 2D modeling to model the shape of the seaweed, depending on the result of determining in the image analysis whether the seaweed is a seaweed bed where the seaweed grows in colonies.

本発明の第2の態様のデータ処理システムは、水中の海藻類を撮像する水中カメラと、前記水中カメラによって前記海藻類を前記海藻類の上方とは異なる方向から撮像することにより生成された撮像画像データを取得する取得部と、前記撮像画像データを画像解析することによって前記海藻類の水深方向の長さと前記海藻類の幅とを含む形状をモデリングするモデリング部と、モデリングした前記形状に基づいて前記海藻類の二酸化炭素吸収量を推定する推定部と、を有する。 A data processing system according to a second aspect of the present invention comprises an underwater camera that captures images of underwater seaweed; an acquisition unit that acquires image data generated by using the underwater camera to capture images of the seaweed from a direction different from above the seaweed; a modeling unit that performs image analysis of the captured image data to model a shape of the seaweed including its depth length and its width; and an estimation unit that estimates the amount of carbon dioxide absorbed by the seaweed based on the modeled shape.

本発明の第3の態様のデータ処理方法は、データ処理装置として機能するコンピュータが、水中カメラによって水中の海藻類を前記海藻類の上方とは異なる方向から撮像することにより生成された撮像画像データを取得し、前記撮像画像データを画像解析することによって前記海藻類の水深方向の長さと前記海藻類の幅とを含む形状をモデリングし、モデリングした前記形状に基づいて前記海藻類の二酸化炭素吸収量を推定してもよい。 A third aspect of the data processing method of the present invention involves a computer functioning as a data processing device acquiring image data generated by using an underwater camera to capture images of underwater seaweed from a direction different from above the seaweed, performing image analysis of the captured image data to model a shape of the seaweed including its depth-wise length and its width, and estimating the amount of carbon dioxide absorbed by the seaweed based on the modeled shape.

なお、以上の包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体によって実現されてもよいし、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、及び、記録媒体のうち2以上の任意な組み合わせによって実現されてもよい。 The above comprehensive or specific aspects may be realized by a system, device, method, integrated circuit, computer program, or recording medium, or by any combination of two or more of a system, device, method, integrated circuit, computer program, and recording medium.

本発明によれば、海藻類のCO吸収量を求める際の精度を向上できる。 According to the present invention, it is possible to improve the accuracy in determining the amount of CO 2 absorbed by seaweed.

実施の形態に係る藻場観測システムの概要を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically illustrating an overview of a seaweed bed observation system according to an embodiment. FIG. 海藻類のCO吸収量が水深に応じて異なることを模式的に説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the difference in CO 2 absorption amount by seaweed depending on water depth. 藻場観測システムによる処理の概要を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic overview of processing by the seaweed bed observation system. 実施の形態に係るデータ処理装置の構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an example of the configuration of a data processing device according to an embodiment; 実施の形態に係るデータ処理装置によるデータ処理の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an example of data processing by the data processing device according to the embodiment.

以下、図面を適宜参照して、実施の形態について説明する。本明細書の全体を通じて同一要素には、特に断らない限り、同一符号を付す。添付の図面と共に以下に記載される事項は、例示的な実施の形態を説明するためのものであり、唯一の実施の形態を示すためのものではない。例えば、実施の形態において動作の順序が示された場合、動作の順序は、全体的な動作として矛盾が生じない範囲で、適宜に変更されてもよい。 Embodiments will be described below with reference to the drawings as appropriate. The same elements will be designated by the same reference numerals throughout this specification unless otherwise specified. The matters described below with reference to the accompanying drawings are intended to explain exemplary embodiments and are not intended to represent the only embodiments. For example, when an order of operations is indicated in an embodiment, the order of operations may be changed as appropriate as long as no inconsistencies arise in the overall operation.

また、実施の形態において、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、説明が不必要に冗長になること、及び/又は、技術的な事項又は概念が曖昧になることを回避して当業者の理解を容易にするために、公知又は周知の技術的な事項の詳細説明を省略する場合がある。また、実質的に同一の構成、機能及び/又は動作についての重複説明を省略する場合がある。 In addition, in the embodiments, more detailed explanations than necessary may be omitted. For example, detailed explanations of publicly known or well-known technical matters may be omitted to avoid unnecessarily lengthy explanations and/or ambiguity of technical matters or concepts, and to facilitate understanding by those skilled in the art. Furthermore, duplicate explanations of substantially identical configurations, functions, and/or operations may be omitted.

<藻場観測システムSの概要>
図1は、一実施の形態に係る藻場観測システムSの概要を模式的に示す図である。藻場観測システムSは、海藻類の二酸化炭素(CO)の吸収量を推定するためのシステムである。図1に示すように、藻場観測システムSは、例示的に、海中において海藻類を撮像するための水中カメラ2と、船舶タイプの水上ドローン3と、を備える。藻場観測システムSの構成及び動作の説明に先立ち、海藻類が生育している藻場における観測手法について説明する。
<Outline of the Seaweed Bed Observation System S>
Fig. 1 is a diagram showing a schematic overview of a seaweed bed observation system S according to one embodiment. The seaweed bed observation system S is a system for estimating the amount of carbon dioxide (CO 2 ) absorbed by seaweed. As shown in Fig. 1 , the seaweed bed observation system S illustratively includes an underwater camera 2 for capturing images of seaweed in the ocean, and a ship-type surface drone 3. Before describing the configuration and operation of the seaweed bed observation system S, a method for observing seaweed beds where seaweed grows will be described.

藻場の主な観測手法は、「ドローンによる空撮」と「ダイバーによる調査」の2つに分類される。「ドローンによる空撮」では、広域を効率的に観測できるが、藻場と岩礁あるいは岩との区別がつかないといった理由によって、観測の精度が低下し得る。これに対し、「ダイバーによる調査」では、詳細に藻場を観測できるが、広域の観測には適さないため、効率が落ちる。このように、2つの手法には一長一短があり、藻場観測の「精度」と「効率」とを両立させることが難しい。 The main methods for observing seaweed beds can be divided into two categories: aerial photography by drones and surveys by divers. While aerial photography by drones allows for efficient observation of wide areas, the accuracy of the observations can be reduced due to factors such as the inability to distinguish between seaweed beds and reefs or rocks. In contrast, surveys by divers allow for detailed observation of seaweed beds, but are not suitable for wide-area observations, making them less efficient. As such, each of the two methods has its advantages and disadvantages, making it difficult to achieve both accuracy and efficiency in seaweed bed observations.

また、藻場の面積を計測する際に、水中カメラによって藻場を上方から撮影した場合、海藻類の高さ(別言すると、海藻類の水深方向の長さ)を把握しづらいため、海藻類の表面積の計測精度が低下する。水中(例えば、海中)の海藻類は、光合成によってCOを吸収するため、海藻類の表面積に誤差が生じると、表面積に基づいて求められるCO吸収量にも誤差が生じる。 Furthermore, when measuring the area of a seaweed bed, if the bed is photographed from above with an underwater camera, it is difficult to grasp the height of the seaweed (in other words, the length of the seaweed in the direction of the water depth), which reduces the accuracy of measuring the surface area of the seaweed.Since seaweed in water (for example, in the ocean) absorbs CO2 through photosynthesis, any error in the surface area of the seaweed will also result in an error in the amount of CO2 absorbed, which is calculated based on the surface area.

他の誤差の要因として、海中において海藻類が受ける光の明るさ(別言すると、光強度)が海面からの水深によって異なることが挙げられる。例えば図2に模式的に示すように、海面からの水深が深いほど海藻類の受ける光の明るさは小さくなるため、海藻類の光合成の活発度は低下する。 Another source of error is the fact that the brightness of light (or, in other words, light intensity) received by seaweed in the ocean varies depending on the depth from the ocean surface. For example, as shown diagrammatically in Figure 2, the deeper the water is from the ocean surface, the less brightness of light received by seaweed, and therefore the lower the photosynthetic activity of seaweed.

そのため、同じ海藻類であっても、海藻類の水面に近い部分と水面から遠い(深い)部分とで、光合成の活発度が異なり、結果として、CO吸収量も異なる。したがって、海藻類の水深方向の長さは、海藻類のCO吸収量を求めるにあたって重要なパラメータの1つである。 Therefore, even for the same seaweed, the activity of photosynthesis differs between the parts of the seaweed close to the water surface and those further from the water surface (deeper), resulting in different amounts of CO2 absorption. Therefore, the depth length of the seaweed is one of the important parameters for calculating the amount of CO2 absorption by seaweed.

そこで、以下に説明する本実施の形態では、海藻類を撮像した撮像画像データを画像解析することにより、海藻類の水深方向の長さと海藻類の幅とを含む海藻類の形状をモデリングし、モデリングした海藻類の形状に基づいてCO吸収量を求めることを提案する。海藻類の形状のモデリングは、後述するように、3次元(3D)モデリングでもよいし、2次元(2D)モデリングでもよい。 Therefore, in the present embodiment described below, we propose to perform image analysis of captured image data of seaweed to model the shape of the seaweed, including its depth length and width, and to calculate the amount of CO2 absorption based on the modeled shape of the seaweed. As will be described later, modeling of the shape of the seaweed may be either three-dimensional (3D) modeling or two-dimensional (2D) modeling.

本明細書において、海中において海藻類が群生する場所を「藻場」と称し、「藻場」の種類には、例えば、「アマモ場」、「ガラモ場」、「コンブ場」、「アラメ場」、「ワカメ場」、「テングサ場」がある。 In this specification, a place in the ocean where seaweed grows in colonies is referred to as a "seaweed bed," and types of "seaweed beds" include, for example, "eelgrass beds," "sardine beds," "kelp beds," "Eisenia bicolor beds," "wakame beds," and "gemonia beds."

「アマモ場」を主に構成する海藻類の種類(以下、「藻種」と略称することがある)は、例えば、「アマモ」、「コアマモ」、「スガモ」、「リュウキュウスガモ」等であり、「ガラモ場」を主に構成する藻種は、例えば、「アカモク」、「ノコギリモク」、「ヨレモク」、「ホンダワラ」等である。 The types of seaweed (hereinafter sometimes abbreviated as "algae species") that primarily make up "eelgrass beds" include, for example, "Zostera marina," "Zostera sieboldii," "Sugamo," and "Ryukyu-usugamo," while the types of seaweed that primarily make up "Sargassum beds" include, for example, "Akamoku," "Sargassum sieboldii," "Sargassum sieboldii," and "Sargassum sieboldii."

「コンブ場」を主に構成する藻種は、例えば、「マコンブ」、「ホソメコンブ」、「チガイソ」、「アナメ」、「スジメ」等であり、「アラメ場」を主に構成する藻種は、例えば、「アラメ」、「サガラメ」、「カジメ」、「クロメ」、「ツルアラメ」等である。「ワカメ場」を主に構成する藻種は、例えば、「ワカメ」、「ヒロメ」等であり、「テングサ場」を主に構成する藻種は、例えば、「マクサ」、「オオブサ」、「オバクサ」等である。なお、海中で光合成が可能な植物が海藻類に属する。 The algae species that primarily make up "kelp beds" are, for example, "Laminaria japonica," "Narrow Laminaria," "Chigaiso," "Aname," and "Sujime," while the algae species that primarily make up "Eisenia brasiliensis" beds are, for example, "Eisenia brasiliensis," "Sagarame," "Ecklonia cava," "Kurome," and "Arame japonica." The algae species that primarily make up "Wakame beds" are, for example, "Undaria pinnatifida" and "Hirome," while the algae species that primarily make up "Gengusa beds" are, for example, "Makusa," "Obosa maxima," and "Obakusa." Note that plants that can photosynthesize in the sea belong to seaweed.

以下、藻場観測システムSが備える各部の概要を説明する。水上ドローン3は、水上を移動可能な水上移動体(あるいは航行体)の一例である。水上ドローン3は、例えば、海上に位置するボートのような船舶、海上に設けられた構造物、岩礁のような海上の自然物、あるいは地上から、無線あるいは有線のコントローラによって、移動が制御される。 Below, an overview of each component of the seaweed bed observation system S is provided. The surface drone 3 is an example of an aquatic vehicle (or navigation vehicle) that can move on water. The movement of the surface drone 3 is controlled by a wireless or wired controller from, for example, a vessel such as a boat located on the sea, a structure installed on the sea, a natural object on the sea such as a reef, or from the ground.

水中カメラ2は、例えば、水上ドローン3に搭載されたコンピュータ(便宜的に、ドローンコンピュータと称する。図1において図示省略)と通信ケーブルによって接続されており、水上ドローン3の移動(航行)に伴って海中を移動する。 The underwater camera 2 is connected, for example, via a communication cable to a computer (for convenience, referred to as a drone computer; not shown in Figure 1) mounted on the surface drone 3, and moves underwater as the surface drone 3 moves (navigates).

また、水中カメラ2は、例えば、ドローンコンピュータからの通信ケーブルを介した制御に応じて海中での動作あるいは姿勢が制御されて、異なる複数の撮像方向において海中の海藻類を撮像可能である。例示的に、水中カメラ2は、海中の海藻類を海藻類の上方と異なる1つ又は複数の方向から撮像することにより撮像画像データを生成する。 Furthermore, the underwater camera 2's movement or posture in the sea can be controlled, for example, in response to control from a drone computer via a communication cable, allowing it to capture images of underwater seaweed from multiple different imaging directions. For example, the underwater camera 2 generates captured image data by capturing images of underwater seaweed from one or more directions other than above the seaweed.

ここで、海藻類の上方と異なる方向とは、例えば、海藻類を水深方向の真上から撮像する方向を除いた方向であり、海藻類の側面が水中カメラ2の画角に収まる撮像方向である。別言すると、水中カメラ2は、撮像画像データにおいて海藻類の水深方向の長さを特定可能な方向に撮像方向が設定あるいは制御される。なお、撮像画像データは、動画像データでもよいし、静止画データでもよい。 Here, a direction different from above the seaweed refers to, for example, a direction excluding the direction in which the seaweed is imaged from directly above in the water depth direction, and is an imaging direction in which the side of the seaweed fits within the angle of view of the underwater camera 2. In other words, the imaging direction of the underwater camera 2 is set or controlled so that the length of the seaweed in the water depth direction can be identified from the captured image data. The captured image data may be either moving image data or still image data.

水中カメラ2による撮像画像データは、例えば、通信ケーブルを介してドローンコンピュータに送信され、ドローンコンピュータの記憶装置に記憶される。また、ドローンコンピュータは、海藻類の撮影に付随して、例えば、撮影場所の座標、水中カメラ2の撮像方向(例えば、水深方向と撮像方向とが成す角度)、水深、及び、海面と水中カメラ2との距離を記憶装置に記録する。 Image data captured by the underwater camera 2 is transmitted to a drone computer via a communication cable, for example, and stored in the drone computer's storage device. In addition, when photographing seaweed, the drone computer records in the storage device, for example, the coordinates of the photographing location, the photographing direction of the underwater camera 2 (for example, the angle between the water depth direction and the photographing direction), the water depth, and the distance between the sea surface and the underwater camera 2.

撮影場所の座標は、例えば、ドローンコンピュータあるいは水上ドローン3に搭載されたGPS機器によって取得された位置情報に基づき決定される。水中カメラ2の撮像方向は、例えば、水中カメラ2において取得されるか、あるいは、水中カメラ2による撮影時に水中カメラ2の姿勢をドローンコンピュータが制御した時のデータとして取得される。 The coordinates of the shooting location are determined, for example, based on location information acquired by a drone computer or a GPS device mounted on the surface drone 3. The shooting direction of the underwater camera 2 is acquired, for example, by the underwater camera 2 itself, or as data obtained when the drone computer controls the attitude of the underwater camera 2 when shooting with the underwater camera 2.

水深は、例えば、水中カメラ2に取り付けられた水深センサによって取得される。海面と水中カメラ2との距離は、例えば、水深センサによって得られた水深と海面との差によって取得される。なお、海面と水中カメラ2との距離は、水上ドローン3から水中カメラ2を海中に降ろした分に相当する通信ケーブルの長さを基に取得されてもよい。 The water depth is obtained, for example, by a water depth sensor attached to the underwater camera 2. The distance between the sea surface and the underwater camera 2 is obtained, for example, by the difference between the water depth obtained by the water depth sensor and the sea surface. Note that the distance between the sea surface and the underwater camera 2 may also be obtained based on the length of the communication cable equivalent to the distance the underwater camera 2 is lowered into the sea from the surface drone 3.

なお、上述した藻場観測システムSでは、海上に位置する水上ドローン3から海中に沈められた水中カメラ2によって海中に生息する海藻類の撮像を行うが、例えば、水中ドローンのような水中を移動可能な水中移動体に取り付けられたカメラ(内蔵カメラでもよいし外付けカメラでもよい)によって海中に生息する海藻類の撮像が行われてもよい。 In the above-described seaweed bed observation system S, images of seaweed living in the sea are taken using an underwater camera 2 submerged in the sea from a surface drone 3 located above the sea. However, images of seaweed living in the sea may also be taken using a camera (which may be a built-in camera or an external camera) attached to an underwater vehicle that can move underwater, such as an underwater drone.

また、藻場観測システムSにおいて、水中カメラ2は1台に限られず、2台以上備えられていてもよい。例えば、2台以上の水中カメラ2の海中における位置や姿勢が個別的に制御されることによって、異なる複数の画角の撮像画像データが一度に取得されてもよい。 Furthermore, the underwater camera 2 in the seaweed bed observation system S is not limited to one, and may be equipped with two or more underwater cameras 2. For example, the underwater positions and attitudes of two or more underwater cameras 2 may be individually controlled, allowing captured image data with multiple different angles of view to be acquired at the same time.

<藻場観測システムSによる処理の概要>
図3は、藻場観測システムSによる処理の概要を模式的に示す図である。図1に例示した藻場観測システムSにおいて、海中に生息する海藻類の撮像画像データを含む観測データが取得される。
<Outline of processing by the seaweed bed observation system S>
Fig. 3 is a diagram showing a schematic overview of the processing performed by the seaweed bed observation system S. In the seaweed bed observation system S shown in Fig. 1, observation data including captured image data of seaweeds living in the sea is acquired.

例えば、点線枠A1に示したように、1台又は複数台の水中カメラ2によって、海中の海藻類が異なる複数の撮像方向から撮像されて撮像画像データが取得される。また、撮影場所の座標、水中カメラ2の撮像方向(角度)、水深、及び、海面と水中カメラ2との距離が取得される。 For example, as shown in the dotted frame A1, one or more underwater cameras 2 capture images of underwater seaweed from multiple different imaging directions to obtain image data. The coordinates of the imaging location, the imaging direction (angle) of the underwater camera 2, the water depth, and the distance between the sea surface and the underwater camera 2 are also obtained.

取得された観測データは、図4を参照して後述するデータ処理装置1に入力される。データ処理装置1は、図3の点線枠A2に示したように、観測データを基に、撮像画像データにおける海藻類の形状を3D又は2Dにてモデリングすることにより海藻類形状モデルを生成する。データ処理装置1が撮像画像データを基にモデリングした海藻類の形状を、便宜的に「海藻類形状モデル」と称することがある。 The acquired observation data is input into the data processing device 1, which will be described later with reference to Figure 4. As shown in the dotted frame A2 in Figure 3, the data processing device 1 generates a seaweed shape model by modeling the shape of the seaweed in the captured image data in 3D or 2D based on the observation data. For convenience, the shape of the seaweed modeled by the data processing device 1 based on the captured image data may be referred to as the "seaweed shape model."

また、データ処理装置1は、例えば、海藻類の撮像場所の水深、及び、水中カメラ2と海面との距離を基に、海藻類形状モデルの長さを導出し、導出した長さを基に海藻類形状モデルの表面積を導出する。併せて、データ処理装置1は、例えば、海藻類の種類を学習した機械学習モデルを用いて、撮像画像データにおける海藻類の種類を特定する。また、データ処理装置1は、例えば、海藻類を撮影した場所の水深に応じた明るさ(別言すると、光強度)を数値化したデータ(単位は例えば「ルクス」)を取得する。 The data processing device 1 also derives the length of the seaweed shape model based on, for example, the water depth at the location where the seaweed was captured and the distance between the underwater camera 2 and the sea surface, and derives the surface area of the seaweed shape model based on the derived length. Additionally, the data processing device 1 identifies the type of seaweed in the captured image data, for example, using a machine learning model that has learned about the type of seaweed. The data processing device 1 also acquires data (in units of, for example, "lux") that quantifies the brightness (in other words, light intensity) according to the water depth at the location where the seaweed was captured.

海藻類を撮影した場所の水深に応じた明るさは、例えば、水中カメラ2に取り付けられた光センサのような計測装置によって検出されて数値化されてもよいし、海藻類の撮像画像データの画像解析において水深方向における画素の輝度値の変化によって検出されて数値化されてもよい。 The brightness corresponding to the water depth at the location where the seaweed was photographed may be detected and quantified, for example, by a measuring device such as an optical sensor attached to the underwater camera 2, or it may be detected and quantified by changes in pixel brightness values in the water depth direction during image analysis of the captured image data of the seaweed.

海中において海藻類が受ける光の明るさは、水深の相違に限らず海中の濁度によっても異なり得る。上述のごとく海藻類を撮影した場所の水深に応じた明るさを検出することで、水深方向の明るさに関する理論値を用いる場合よりも、海藻類のCO吸収量の推定精度を高めることができる。 The brightness of light received by seaweed in the ocean can vary not only with water depth but also with the turbidity of the ocean. By detecting the brightness according to the water depth where the seaweed was photographed as described above, the accuracy of estimating the amount of CO2 absorbed by seaweed can be improved compared to when using theoretical values for brightness in the water depth direction.

撮像画像データには複数種類の海藻類が含まれることが想定され得るため、データ処理装置1は、例えば、それぞれの種類の海藻類の画像データのうち、撮像画像データに含まれる海藻類の画像データとの類似度に基づいて、海藻類の種別を判定する。データ処理装置1は、海藻類の種類を学習した機械学習モデルを用いて、撮像画像データに含まれる海藻類の種類を特定してもよい。 Since the captured image data may contain multiple types of seaweed, the data processing device 1 determines the type of seaweed, for example, based on the degree of similarity between the image data of each type of seaweed and the image data of the seaweed contained in the captured image data. The data processing device 1 may also identify the type of seaweed contained in the captured image data using a machine learning model that has learned about types of seaweed.

次いで、データ処理装置1は、図3において点線枠A3に示すように、モデリングした海藻類形状モデルを水深方向(別言すると、海藻類の長さの方向)に複数のブロック(図3の例では4つのブロック#1~#4)に区分する。 Next, the data processing device 1 divides the modeled seaweed shape model into multiple blocks (four blocks #1 to #4 in the example of Figure 3) in the water depth direction (in other words, in the length direction of the seaweed), as shown in the dotted frame A3 in Figure 3.

データ処理装置1は、区分した複数のブロックの単位で、表面積(単位は例えば「m」)と、水深に応じた明るさに対応するCO吸収係数(単位は例えば「t-CO2/m2」)との積によって、個々のブロックのCO吸収量を求める。そして、データ処理装置1は、個々のブロックのCO吸収量を合計することによって、撮像された海藻類全体の表面積に応じたCO吸収量を求める。 The data processing device 1 calculates the amount of CO2 absorption for each of the divided blocks by multiplying the surface area (e.g., in m2 ) by the CO2 absorption coefficient (e.g., in t- CO2 / m2 ) corresponding to the brightness depending on the water depth.The data processing device 1 then calculates the amount of CO2 absorption for the entire surface area of the seaweed imaged by adding up the CO2 absorption amounts for each block.

水深に応じた海中の明るさとCO吸収係数との対応関係については、例えば、サンプル採取等によって予め水深に応じた明るさとCO吸収係数との対応を示すデータベースを作成しておき、データ処理装置1の記憶部13(図4により後述)に記憶しておく。 Regarding the correspondence relationship between the brightness of the ocean according to the water depth and the CO2 absorption coefficient, for example, a database showing the correspondence between the brightness of the ocean according to the water depth and the CO2 absorption coefficient is created in advance by collecting samples, etc., and stored in the memory unit 13 of the data processing device 1 (described later with reference to Figure 4).

データベースは、点線枠A3内に例示したように、海藻類の種類#1~#m(mは2以上の整数)ごとに作成しておく。データ処理装置1は、例えば、機械学習モデルによって特定された海藻類の種類に対応するデータベースにおいて、個々のブロック#i(iは1~mの何れか1つ)の明るさに対応するCO吸収係数を用いてCO吸収量を求める。なお、以下において、明るさとCO吸収係数との対応を示すデータベースを、「明るさ対CO吸収係数データ」と称することがある。また、水深に応じた明るさとCO吸収係数との対応関係は、数式によって表されてもよい。 As shown in the dotted frame A3, a database is created for each seaweed type #1 to #m (m is an integer equal to or greater than 2). The data processing device 1 calculates the CO2 absorption amount using the CO2 absorption coefficient corresponding to the brightness of each block #i (i is any one of 1 to m) in the database corresponding to the seaweed type identified by the machine learning model. Hereinafter, the database showing the correspondence between brightness and CO2 absorption coefficient may be referred to as "brightness vs. CO2 absorption coefficient data." The correspondence between brightness and CO2 absorption coefficient according to water depth may also be expressed by a mathematical formula.

<データ処理装置1の構成例>
次に、上述したデータ処理を実現するためのデータ処理装置1の構成例について、図4を参照して説明する。図4は、本実施の形態に係るデータ処理装置1の構成例を示すブロック図である。図4に示したデータ処理装置1は、例えば、インターフェース(IF)11、プロセッサ12、及び、記憶部13を備える。
<Configuration example of data processing device 1>
Next, a configuration example of a data processing device 1 for realizing the above-described data processing will be described with reference to Fig. 4. Fig. 4 is a block diagram showing a configuration example of a data processing device 1 according to this embodiment. The data processing device 1 shown in Fig. 4 includes, for example, an interface (IF) 11, a processor 12, and a storage unit 13.

インターフェース11は、データ処理装置1は、外部機器との入出力IFであり、例えば、図1に例示した藻場観測システムSによって観測された観測データ(例えば、ドローンコンピュータの記憶装置に記憶された撮像画像データ)が入力され、入力された観測データは、プロセッサ12へ出力される。また、IF11は、プロセッサ12による処理結果(例えば、CO吸収量)を外部機器へ出力する。 The interface 11 of the data processing device 1 is an input/output IF with an external device, and for example, observation data observed by the seaweed bed observation system S illustrated in Fig. 1 (e.g., captured image data stored in a storage device of a drone computer) is input, and the input observation data is output to the processor 12. The IF 11 also outputs the processing results (e.g., CO2 absorption amount) by the processor 12 to the external device.

外部機器は、ドローンコンピュータであってもよいし、他のコンピュータであってもよい。CO吸収量の推定(「算出」あるいは「決定」に相互に読み替えられてもよい)にリアルタイム性は求められなくてよいので、ドローンコンピュータによって得られた観測データが、他のコンピュータあるいは記憶媒体からIF11を通じてデータ処理装置1に入力されてもよい。また、データ処理装置1の処理結果であるCO吸収量は、例えば、IF11を通じて外部機器としての表示装置あるいは印刷装置へ出力されて表示あるいは印刷される。 The external device may be a drone computer or another computer. Because real-time performance is not required for the estimation of the CO2 absorption amount (which may be interchangeably read as "calculation" or "determination"), observation data obtained by the drone computer may be input from another computer or storage medium to the data processing device 1 via IF11. Furthermore, the CO2 absorption amount, which is the processing result of the data processing device 1, is output to, for example, a display device or printer as an external device via IF11 and displayed or printed.

観測データのデータ項目の非限定的一例は、水中カメラ2による海藻類の撮像画像データ、撮像画像データが得られた位置の座標データ、撮像画像データが得られた位置の水深データ、及び、撮像画像データが得られた時の水中カメラ2の撮像方向を示す角度データである。角度データは、例えば、水深方向を基準にして水深方向と水中カメラ2の撮像方向とが成す角度によって表される。海藻類の撮像画像データは、海藻類の側面を撮像する方向を含む複数の異なる方向から海藻類を撮像することにより生成された複数の撮像画像データを含んでいてよい。 Non-limiting examples of data items of observation data include image data of seaweed captured by underwater camera 2, coordinate data of the location where the image data was obtained, water depth data of the location where the image data was obtained, and angle data indicating the imaging direction of underwater camera 2 when the image data was obtained. The angle data is expressed, for example, by the angle formed between the water depth direction and the imaging direction of underwater camera 2, with the water depth direction as the reference. The image data of seaweed may include multiple image data pieces generated by capturing images of seaweed from multiple different directions, including a direction capturing the side of the seaweed.

プロセッサ12は、例えば、IF11から入力された観測データを基に、少なくとも海藻類によるCO吸収量を推定し、推定の結果をIF11へ出力する。プロセッサ12は、記憶部13に記憶されたプログラムを実行することにより、観測データ処理部121、モデリング部122、CO吸収量推定部123、及び、設定受付部124として機能する。 The processor 12 estimates at least the amount of CO2 absorption by seaweed based on, for example, observation data input from the IF 11, and outputs the estimation result to the IF 11. The processor 12 executes a program stored in the storage unit 13, thereby functioning as an observation data processing unit 121, a modeling unit 122, a CO2 absorption amount estimation unit 123, and a setting reception unit 124.

観測データ処理部121は、海藻類を含む撮像画像データを取得する取得部の一例であり、IF11から入力された、撮像画像データを少なくとも含む観測データを受信し、観測データをモデリング部122へ出力する。また、観測データ処理部121は、例えば、水中カメラ2によって撮像した海藻類が位置する水深に応じた明るさに関するデータ(以下、「光強度データ」とも称する)を水中カメラ2から取得する。観測データ処理部121は、水中カメラ2が海藻類を撮像した画像データを解析することにより、水深に応じた明るさを特定してもよい。光強度データは、例えば、水深に応じた明るさの分布(あるいは変化)に関するデータである。 The observation data processing unit 121 is an example of an acquisition unit that acquires captured image data including seaweed. It receives observation data including at least the captured image data input from IF11 and outputs the observation data to the modeling unit 122. The observation data processing unit 121 also acquires, for example, data relating to brightness according to the water depth at which seaweed is located as captured by the underwater camera 2 (hereinafter also referred to as "light intensity data") from the underwater camera 2. The observation data processing unit 121 may determine the brightness according to the water depth by analyzing the image data of the seaweed captured by the underwater camera 2. The light intensity data is, for example, data relating to the distribution (or change) of brightness according to the water depth.

モデリング部122は、例えば、観測データ処理部121から入力された撮像画像データを画像解析することによって、海藻類の水深方向の長さと海藻類の幅とを含む形状をモデリングする。例示的に、モデリング部122は、画像解析において撮像画像データの撮像場所が海藻類の群生した藻場であるか否かを判定した結果に応じて、海藻類の形状を3Dにてモデリングするか2Dにてモデリングするかを決定(あるいは設定)する。 The modeling unit 122, for example, performs image analysis on the captured image data input from the observation data processing unit 121 to model the shape of the seaweed, including its depth length and width. For example, the modeling unit 122 determines (or sets) whether to model the shape of the seaweed in 3D or 2D, depending on the result of the image analysis that determines whether the location where the captured image data was captured is a seaweed bed where seaweed grows in large numbers.

そのため、モデリング部122は、例えば、2D/3D設定部1221を備える。2D/3D設定部1221は、例示的に、撮像画像データの撮像場所が藻場でない場合(例えば、閾値以下の少数の海藻類が撮像画像データに含まれる場合)、モデリング部122は、海藻類の形状を3Dにてモデリング(「立体化」と称してもよい)する。3Dモデリングによれば、海藻類の形状のモデリング精度を高めることができる。一方、撮像画像データの撮像場所が藻場である場合、2D/3D設定部1221は、海藻類あるいは藻場の形状を2Dにてモデリングする。2Dモデリングによれば、モデリングのための演算量を削減できる。 For this reason, the modeling unit 122 includes, for example, a 2D/3D setting unit 1221. For example, when the location where the captured image data was taken is not a seaweed bed (for example, when the captured image data contains a small number of seaweeds below a threshold), the 2D/3D setting unit 1221 models the shape of the seaweed in 3D (this may also be referred to as "three-dimensionalization"). 3D modeling can improve the modeling accuracy of the shape of the seaweed. On the other hand, when the location where the captured image data was taken is a seaweed bed, the 2D/3D setting unit 1221 models the shape of the seaweed or seaweed bed in 2D. 2D modeling can reduce the amount of calculation required for modeling.

なお、3D及び2Dのうち何れのモデリングを適用するかは、撮像画像データの撮影場所が藻場であるか否かの判定結果に加えて、設定受付部124からの設定にも基づいて決定されてもよい。詳細な動作例については図5を参照して後述する。 Whether 3D or 2D modeling is applied may be determined based on the settings received from the setting reception unit 124, in addition to the result of determining whether the location where the captured image data was taken is a seaweed bed. A detailed example of the operation will be described later with reference to Figure 5.

また、モデリング部122は、例えば、撮像画像データに含まれる海藻類の種別を判別するために、機械学習モデル1222を備える。機械学習モデル1222は、例えば、複数種類の海藻類の画像データを教師データに用いて海藻類の種類を学習させたモデルであり、画像データが入力されると入力された画像データに含まれる確からしさが基準値よりも高い海藻類の種類を出力する。機械学習モデル1222に、海藻類が写った撮像画像データを入力することにより、その海藻類の種類が特定されて藻種を示すデータが出力される。 The modeling unit 122 also includes a machine learning model 1222 to, for example, determine the type of seaweed contained in the captured image data. The machine learning model 1222 is a model that has learned the type of seaweed using, for example, image data of multiple types of seaweed as training data, and when image data is input, it outputs the type of seaweed that is more likely to be contained in the input image data than a reference value. By inputting captured image data that shows seaweed into the machine learning model 1222, the type of seaweed is identified and data indicating the seaweed species is output.

CO吸収量推定部123は、例えば、海藻類形状モデルに基づいて海藻類のCO吸収量を推定する。例示的に、CO吸収量推定部123は、海藻類形状モデルの表面積と、水中領域における海藻類の水深方向の長さと、水中領域における水深に応じた光強度データと、水深に応じた明るさに対応する海藻類のCOの吸収係数と、に基づいて、CO吸収量を推定する。 The CO2 absorption amount estimating unit 123 estimates the CO2 absorption amount of seaweed based on, for example, a seaweed shape model. For example, the CO2 absorption amount estimating unit 123 estimates the CO2 absorption amount based on the surface area of the seaweed shape model, the depth-direction length of the seaweed in the underwater area, light intensity data according to the depth in the underwater area, and the CO2 absorption coefficient of the seaweed corresponding to the brightness according to the depth.

ここで、CO吸収量は、海藻類の表面積とCO吸収係数との積によって求められるが、本実施の形態において、表面積に乗じられるCO吸収係数は、水深方向の明るさに応じて異なる。非限定的な一例として、CO吸収係数は、水深方向の異なる複数の明るさに対応して複数個が記憶部13に記憶される。CO吸収係数は、例えば、明るさとCO吸収係数データとが関連付けられたテーブルの形式で記憶部13に記憶される。 Here, the amount of CO2 absorption is calculated by multiplying the surface area of the seaweed by the CO2 absorption coefficient, but in this embodiment, the CO2 absorption coefficient by which the surface area is multiplied varies depending on the brightness in the water depth direction. As a non-limiting example, multiple CO2 absorption coefficients corresponding to multiple different brightness levels in the water depth direction are stored in the storage unit 13. The CO2 absorption coefficients are stored in the storage unit 13 in the form of a table in which brightness levels are associated with CO2 absorption coefficient data, for example.

CO吸収量推定部123は、海藻類形状モデルの形状を複数に区分したブロックの単位で、個々のブロックの水深に応じた明るさのCO吸収係数を記憶部13から取得する。そのため、CO吸収量推定部123は、図3に例示したように、海藻類形状モデルを長さ方向に複数のブロックに区分するブロック分割部1231を備える。 The CO2 absorption amount estimation unit 123 acquires the CO2 absorption coefficient of brightness corresponding to the water depth of each block, which is a block obtained by dividing the shape of the seaweed shape model into a plurality of blocks, from the storage unit 13. For this purpose, the CO2 absorption amount estimation unit 123 includes a block division unit 1231 that divides the seaweed shape model into a plurality of blocks in the length direction, as shown in Fig. 3 .

なお、ブロック分割部1231が区分するブロックの数は、一定でもよいし可変であってもよい。可変の場合、ブロック分割部1231は、例えば、海藻類形状モデルの長さに基づいて、区分するブロックの数を決定する。区分するブロックの数が多すぎる(別言すると、ブロックのサイズが小さすぎる)と演算量が増加するため、ブロック分割部1231は、例えば、海藻類形状モデルの長さが長いほど区分するブロックの数を減らす。 The number of blocks divided by the block dividing unit 1231 may be fixed or variable. If it is variable, the block dividing unit 1231 determines the number of blocks to divide based on, for example, the length of the seaweed shape model. If there are too many blocks to divide (in other words, if the block size is too small), the amount of calculation increases, so the block dividing unit 1231 reduces the number of blocks to divide, for example, as the length of the seaweed shape model becomes longer.

また、区分するブロックの数が少なすぎる(別言すると、区分するブロックのサイズが大きすぎる)と、水深方向の明るさに変化がある場合に、その変化に応じた光合成の活発度の相違が、求められるCO吸収量に反映されないため、誤差が大きくなり易い。 Furthermore, if the number of divisional blocks is too small (in other words, if the size of the divisional blocks is too large), when there is a change in brightness along the water depth, the difference in photosynthetic activity corresponding to that change is not reflected in the calculated CO2 absorption amount, which is likely to result in large errors.

そのため、ブロック分割部1231は、例えば、水深に応じた明るさの分布に関するデータに基づいて、海藻類形状モデルを区分するブロックの数を決定する。非限定的な一例として、ブロック分割部1231は、水深に応じた明るさの分布が示す変化の度合いが大きい領域ほど、海藻類形状モデルにおいて区分するブロックのサイズを小さく決定する。これにより、ブロックサイズを一定にした場合に比べて、ブロック単位で求められるCO吸収量の精度を高めることができる。 Therefore, the block dividing unit 1231 determines the number of blocks into which the seaweed shape model is divided, for example, based on data on the distribution of brightness according to water depth. As a non-limiting example, the block dividing unit 1231 determines the size of the blocks into which the seaweed shape model is divided, so that the greater the degree of change indicated by the distribution of brightness according to water depth, the smaller the size of the blocks into which the seaweed shape model is divided. This improves the accuracy of the CO2 absorption amount calculated for each block compared to when the block size is constant.

なお、ブロック分割部1231は、海藻類形状モデルの長さよりも水深に応じた明るさに関するデータを優先して使用することによりブロック数を決定してもよい。例えば、海藻類形状モデルの長さは短いが、当該海藻類形状モデルにおける水深に応じた明るさの変化が大きい場合、ブロック分割部1231は、海藻類形状モデルの長さに依らずに、水深に応じた明るさの変化の度合いが大きい領域ほど海藻類形状モデルにおいて区分するブロック数を増やす。これにより、ブロック単位で求められるCO吸収量に誤差が生じることを抑制して精度を高めることができる。 The block dividing unit 1231 may determine the number of blocks by prioritizing data on brightness according to water depth over the length of the seaweed shape model. For example, if the length of the seaweed shape model is short but the brightness of the seaweed shape model varies greatly according to water depth, the block dividing unit 1231 may increase the number of blocks divided into areas of the seaweed shape model where the degree of brightness variation according to water depth is greater, regardless of the length of the seaweed shape model. This reduces errors in the CO2 absorption amount calculated per block, improving accuracy.

ところで、海藻類のCO吸収係数は、海藻類の種類によって異なり得る。そこで、CO吸収量推定部123は、例えば、藻種に対応したCO吸収係数をCO吸収量の推定に用いる。例えば図3の点線枠A3において示したように、藻種の別に、水深に応じた明るさとCO吸収量との対応を示した複数の「明るさ対CO吸収係数データ」を記憶部13に記憶しておく。CO吸収量推定部123は、機械学習モデル1222によって特定された藻種に対応した「明るさ対CO吸収係数データ」からCO吸収係数をCO吸収量の推定に用いる。 The CO2 absorption coefficient of seaweed may vary depending on the type of seaweed. Therefore, the CO2 absorption amount estimation unit 123 uses, for example, a CO2 absorption coefficient corresponding to the algae species to estimate the CO2 absorption amount. For example, as shown in the dotted frame A3 in Fig. 3 , a plurality of "brightness vs. CO2 absorption coefficient data" showing the correspondence between brightness and CO2 absorption amount according to water depth for each algae species is stored in the storage unit 13. The CO2 absorption amount estimation unit 123 uses the CO2 absorption coefficient from the "brightness vs. CO2 absorption coefficient data" corresponding to the algae species identified by the machine learning model 1222 to estimate the CO2 absorption amount.

設定受付部124は、例えば、IF11を通じて2Dモデリング又は3Dモデリングの設定を受け付け、受け付けた設定内容をモデリング部122(2D/3D設定部1221)に対して設定する。 The setting reception unit 124 receives 2D modeling or 3D modeling settings, for example, via IF11, and sets the received settings in the modeling unit 122 (2D/3D setting unit 1221).

記憶部13は、既述の種々のデータ、例えば、観測データ、撮像画像データの撮像場所が藻場であるか否かの判定に用いられる閾値、水深方向の光強度データ、藻種別の「明るさ対CO吸収係数データ」を記憶する。閾値及び「明るさ対CO吸収係数データ」の一方又は双方は、例えば、IF11及びプロセッサ12を通じて適宜に設定あるいは更新が可能である。 The storage unit 13 stores the various data described above, such as observation data, a threshold value used to determine whether the location where the captured image data was captured is a seaweed bed, light intensity data in the water depth direction, and "brightness versus CO2 absorption coefficient data" for each algae species. One or both of the threshold value and the "brightness versus CO2 absorption coefficient data" can be set or updated as appropriate via, for example, the IF 11 and the processor 12.

なお、上述した構成例において、機械学習モデル1222は、一例として、モデリング部122に備えられているが、観測データ処理部121あるいはCO吸収量推定部123に備えられていてもよい。あるいは、機械学習モデル1222は、データ処理装置1内の任意の箇所、又はプロセッサ12内の任意の箇所に備えられていてもよい。 In the above-described exemplary configuration, the machine learning model 1222 is provided in the modeling unit 122, for example, but may be provided in the observation data processing unit 121 or the CO2 absorption amount estimation unit 123. Alternatively, the machine learning model 1222 may be provided in any location within the data processing device 1 or any location within the processor 12.

上述したデータ処理装置1の機能(例えば、プロセッサ12の各種機能)は、複数のデータ処理装置1によって実現されてもよい。例えば、海藻類の形状モデリング、モデリングした形状を複数のブロックに区分したブロックの単位でのCO吸収量の推定といった各種の処理は、複数のデータ処理装置1(例えば、複数のサーバのそれぞれに搭載されたプロセッサ)によって分散して行われてもよい。 The functions of the data processing device 1 described above (for example, various functions of the processor 12) may be realized by a plurality of data processing devices 1. For example, various processes such as shape modeling of seaweed and estimating the amount of CO2 absorption for each block obtained by dividing the modeled shape into a plurality of blocks may be performed in a distributed manner by a plurality of data processing devices 1 (for example, processors mounted on each of a plurality of servers).

<データ処理装置1を具現するコンピュータプログラム>
上述したデータ処理装置1の各種の機能(ブロック)は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現され得る。例えば、コンピュータは、キーボード又はマウス、タッチパッドといった入力装置、ディスプレイ又はスピーカーといった出力装置、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、ハードディスク装置又はSSD(Solid State Drive)といった記憶装置、DVD-ROM(Digital Versatile Disk Read Only Memory)又はUSB(Universal Serial Bus)メモリといった記録媒体から情報を読み取る読取装置、及び、ネットワークを介して通信を行う送受信装置を備える。
<Computer program for realizing data processing device 1>
The various functions (blocks) of the data processing device 1 described above can be realized by a computer executing a program. For example, the computer includes an input device such as a keyboard, a mouse, or a touchpad, an output device such as a display or a speaker, a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a storage device such as a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), a hard disk drive or a solid-state drive (SSD), a reading device that reads information from a recording medium such as a digital versatile disk read-only memory (DVD-ROM) or a universal serial bus (USB) memory, and a transmitting/receiving device that communicates via a network.

そして、読取装置が、上述したデータ処理装置1としての機能を実現するためのデータ処理プログラムを記録した記録媒体からそのデータ処理プログラムを読み取り、記憶装置に記憶させる。あるいは、送受信装置が、ネットワークに接続されたサーバ装置と通信を行い、サーバ装置からダウンロードしたデータ処理プログラムを記憶装置に記憶させる。 The reading device then reads the data processing program for realizing the functions of the above-mentioned data processing device 1 from a recording medium on which the program is recorded, and stores the program in a storage device. Alternatively, the transmitting/receiving device communicates with a server device connected to the network, and stores the data processing program downloaded from the server device in a storage device.

そして、CPUが、記憶装置に記憶されたデータ処理プログラムをRAMにコピーし、そのデータ処理プログラムに含まれる命令をRAMから読み出して実行することにより、データ処理装置1としての機能が実現される。なお、データ処理プログラムは、コンピュータのオペレーティングシステム(OS)の一部としてOSに組み込まれていてもよい。 The CPU then copies the data processing program stored in the storage device to the RAM, and reads and executes the instructions contained in the data processing program, thereby realizing the functions of the data processing device 1. Note that the data processing program may also be incorporated into the computer's operating system (OS) as part of the OS.

<データ処理装置1の動作例>
図5は、実施の形態に係るデータ処理装置1によるデータ処理の一例を示すフローチャートである。図5に例示したフローチャートは、データ処理装置1の起動に応じて、あるいは、図5に例示した処理(S11~S21)を実現するプログラムあるいはソフトウェアの起動に応じて、開始される。
<Example of operation of data processing device 1>
Fig. 5 is a flowchart showing an example of data processing by the data processing device 1 according to the embodiment. The flowchart shown in Fig. 5 is started in response to the start-up of the data processing device 1 or in response to the start-up of a program or software that realizes the processing (S11 to S21) shown in Fig. 5.

図5に示すように、データ処理装置1は、海中の海藻類を異なる複数の撮像方向から撮像した撮像画像データを少なくとも含む観測データを、プロセッサ12(例えば、観測データ処理部121)によってIF11を通じて取得する(S11)。 As shown in FIG. 5, the data processing device 1 acquires observation data including at least image data of underwater seaweed captured from multiple different imaging directions by the processor 12 (e.g., the observation data processing unit 121) via the IF 11 (S11).

観測データ処理部121は、取得した観測データをモデリング部122へ出力する。モデリング部122は、海藻類の撮像画像データに基づく海藻類の形状モデリングに、3Dモデリング及び2Dモデリングの何れを適用するかの設定の有無を確認する(S12)。 The observation data processing unit 121 outputs the acquired observation data to the modeling unit 122. The modeling unit 122 checks whether a setting has been made to apply 3D modeling or 2D modeling to the shape modeling of the seaweed based on the captured image data of the seaweed (S12).

確認の結果、設定が有れば(S12のYES)、モデリング部122は、その設定が3Dモデリングを適用する設定であるか否かを確認する(S13)。確認の結果、3Dモデリングを適用する設定である場合(S13のYES)、モデリング部122は、海藻類の撮像画像データを基に3Dモデリングによって海藻類の形状をモデリングする(S15)。 If the setting is found to be valid (YES in S12), the modeling unit 122 checks whether the setting is valid for applying 3D modeling (S13). If the setting is valid for applying 3D modeling (YES in S13), the modeling unit 122 models the shape of the seaweed using 3D modeling based on the captured image data of the seaweed (S15).

一方、S13において3Dモデリングを適用する設定でない場合(S13のNO)、モデリング部122は、モデリングに2Dモデリングを適用し、海藻類の形状を2Dにてモデリングする(S16)。 On the other hand, if 3D modeling is not set to be applied in S13 (NO in S13), the modeling unit 122 applies 2D modeling to the modeling and models the shape of the seaweed in 2D (S16).

また、S12において3Dモデリング及び2Dモデリングの何れを適用するかの設定がなされていないと判定された場合(S12のNO)、モデリング部122は、海藻類を含む撮像画像データが海藻類の群生した藻場を撮影した画像データであるか否かを判定する(S14)。 Furthermore, if it is determined in S12 that no setting has been made as to whether 3D modeling or 2D modeling is to be applied (NO in S12), the modeling unit 122 determines whether the captured image data including seaweed is image data of a seaweed bed where seaweed grows in large numbers (S14).

判定の結果、撮像画像データが藻場を撮影した画像データである場合(S14のYES)、演算量を軽減するために、モデリング部122は、海藻類の形状を2Dモデリングする(S16)。一方、撮像画像データが藻場を撮影した画像データでない場合(S14のNO)、モデリング部122は、CO吸収量の推定精度を高めるために、海藻類の形状を3Dモデリングする(S15)。 If the result of the determination is that the captured image data is image data of a seaweed bed (YES in S14), the modeling unit 122 performs 2D modeling of the shape of the seaweed to reduce the amount of calculation (S16). On the other hand, if the captured image data is not image data of a seaweed bed (NO in S14), the modeling unit 122 performs 3D modeling of the shape of the seaweed to improve the accuracy of estimating the amount of CO2 absorption (S15).

また、モデリング部122は、例えば、海藻類の種類を学習した機械学習モデル1222によって、撮像画像データに写った海藻類の種類(藻種)を特定する。特定した藻種を示すデータは、CO吸収量推定部123へ出力される。 The modeling unit 122 also identifies the type of seaweed (algae species) captured in the captured image data using, for example, a machine learning model 1222 that has learned about types of seaweed. Data indicating the identified algae species is output to the CO2 absorption amount estimation unit 123.

CO吸収量推定部123は、3D又は2Dにてモデリングされた海藻類の形状(海藻類形状モデル)を、図3の点線枠A3に例示したように、長さ(水深方向)に複数のブロックにブロック分割部1231によって区分する(S17)。 The CO2 absorption estimation unit 123 divides the shape of the seaweed modeled in 3D or 2D (seaweed shape model) into multiple blocks along the length (water depth direction) using the block division unit 1231, as illustrated in the dotted frame A3 in Figure 3 (S17).

CO吸収量推定部123は、区分したブロックそれぞれの表面積を求め、また、記憶部13にアクセスして、機械学習モデル1222によって特定された藻種に対応する「明るさ対CO吸収係数データ」から、個々のブロックの水深に応じた明るさに対応するCO吸収係数を取得する。 The CO2 absorption estimation unit 123 calculates the surface area of each divided block, and also accesses the memory unit 13 to obtain the CO2 absorption coefficient corresponding to the brightness according to the water depth of each block from the ``brightness vs. CO2 absorption coefficient data'' corresponding to the algae species identified by the machine learning model 1222.

更に、CO吸収量推定部123は、ブロック毎に、表面積と水深及び藻種に対応したCO吸収係数とを乗算することによって、個々のブロックのCO吸収量を決定する(S18)。そして、CO吸収量推定部123は、各ブロックのCO吸収量を合計することによって、海藻類のCO吸収量を求め(S19)、求めたCO吸収量を示すデータを、IF11を通じて外部機器(例えば、表示装置等)に出力する(S20)。 Furthermore, the CO2 absorption amount estimation unit 123 determines the CO2 absorption amount of each block by multiplying the surface area by the CO2 absorption coefficient corresponding to the water depth and algae species (S18).The CO2 absorption amount estimation unit 123 then calculates the CO2 absorption amount of the seaweed by adding up the CO2 absorption amounts of each block (S19), and outputs data indicating the calculated CO2 absorption amount to an external device (e.g., a display device) via IF11 (S20).

その後、データ処理装置1のプロセッサ12は、別の観測データが入力されるか否かをモニタする(S21)。別の観測データの入力があった場合(S21のYES)、プロセッサ12は、S11~S20の処理を、別の観測データの入力がなくなるまで(S21でNOと判定されるまで)、繰り返す。 Then, the processor 12 of the data processing device 1 monitors whether or not other observation data has been input (S21). If other observation data has been input (YES in S21), the processor 12 repeats the processes of S11 to S20 until no more observation data is input (until a NO determination is made in S21).

別の観測データの入力がないとプロセッサ12が判定した場合(S21のNO)、プロセッサ12は、観測データの処理を終了する。 If the processor 12 determines that no other observation data has been input (NO in S21), the processor 12 ends processing of the observation data.

以上のように、データ処理装置1は、海中の海藻類を水中カメラ2によって海藻類の上方とは異なる方向を含む複数の撮像方向から撮像した画像データを画像解析して海藻類の水深方向の長さと海藻類の幅とを含む形状をモデリングする。そして、データ処理装置1は、モデリングした海藻類の形状に基づいて、海藻類のCO吸収量を求める。したがって、海藻類の水深方向の長さを考慮しない場合よりも、海藻類のCO吸収量を求める際の精度を向上でき、結果として、求められるCO吸収量の信頼性を向上できる。 As described above, the data processing device 1 performs image analysis on image data of underwater seaweed captured by the underwater camera 2 from multiple imaging directions, including directions other than above the seaweed, to model the shape of the seaweed, including its depthwise length and width. The data processing device 1 then calculates the amount of CO2 absorption by the seaweed based on the modeled shape of the seaweed. This allows for more accurate calculation of the amount of CO2 absorption by the seaweed than when the depthwise length of the seaweed is not taken into account, resulting in improved reliability of the calculated amount of CO2 absorption.

また、データ処理装置1は、モデリングした海藻類に対する水深に応じた海中の明るさに対応するCO吸収係数を用いて、当該海藻類のCO吸収係数を求めるので、水深に応じた海中の明るさを考慮しない場合よりも、海藻類のCO吸収量を求める際の精度を更に向上できる。 Furthermore, the data processing device 1 calculates the CO2 absorption coefficient of the modeled seaweed using the CO2 absorption coefficient corresponding to the underwater brightness depending on the water depth, thereby further improving the accuracy in calculating the amount of CO2 absorption by seaweed compared to when the underwater brightness depending on the water depth is not taken into account.

したがって、海藻類に対する水深に応じた明るさを考慮しない場合よりも、例えば、海藻類(あるいは藻場)のCO吸収量が大きいことを証拠として示せるので、ブルーカーボンのクレジット普及に貢献できる。また、非特許文献1に計測方法が公開されていることから、例えば、多くの自治体、企業といった団体においてブルーカーボンのクレジット制度が採用されることで、海藻類の観測に関するソリューションビジネスの拡大、あるいはライセンス収入の増加が見込める。また、例えば、各地の海藻類の観測データを集めてデータを解析することで、海藻類あるいは藻場の育成状況を予測できる。したがって、クレジット価格の予測、あるいは保険などの金融商品の提供にも資する。 Therefore, this method can provide evidence that seaweed (or seaweed beds) absorb a greater amount of CO2 than if the brightness corresponding to the seaweed's depth is not taken into account, contributing to the spread of blue carbon credits. Furthermore, since the measurement method is published in Non-Patent Document 1, the adoption of the blue carbon credit system by many organizations, such as local governments and companies, is expected to lead to the expansion of solutions businesses related to seaweed observation and an increase in licensing revenue. Furthermore, for example, by collecting and analyzing seaweed observation data from various locations, it is possible to predict the growth status of seaweed or seaweed beds. This can also contribute to predicting credit prices and providing financial products such as insurance.

なお、上述した実施の形態では、海中に生息する海藻類(あるいは藻場)を観測対象とするケースについて説明したが、湖、池、河川といった淡水あるいは汽水の水中に生息する海藻類(あるいは藻場)を観測対象としてもよい。 In the above-described embodiment, the case where seaweed (or seaweed beds) living in the ocean are the object of observation has been described, but seaweed (or seaweed beds) living in freshwater or brackish water such as lakes, ponds, and rivers may also be the object of observation.

また、上述した実施の形態に例示した構成について使用した「~部」という用語は、例えば、「~手段」、「~回路」、あるいは「~デバイス」といった他の用語に互いに読み替えられてもよい。 Furthermore, the term "~ unit" used in the configurations illustrated in the above-mentioned embodiments may be interchangeably read as other terms, such as "~ means," "~ circuit," or "~ device."

また、本発明により、国連が主導する持続可能な開発目標(SDGs)の目標9「産業と技術革新の基盤をつくろう」及び目標17「海の豊かさを守ろう」に貢献することが可能となる。 Furthermore, this invention will make it possible to contribute to Goal 9 "Build resilient infrastructure, promote inclusive and sustainable industrialization," and Goal 17 "Protect and sustainably use the water below sea level" of the United Nations' Sustainable Development Goals (SDGs).

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。 The present invention has been described above using embodiments, but the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments, and various modifications and alterations are possible within the spirit of the invention. For example, all or part of the device can be configured by functionally or physically distributing or integrating any unit. Furthermore, new embodiments resulting from any combination of multiple embodiments are also included in the embodiments of the present invention. The effects of new embodiments resulting from the combination will also have the effects of the original embodiments.

S 藻場観測システム
1 データ処理装置
2 水中カメラ
3 水上ドローン
11 IF
12 プロセッサ
13 記憶部
121 観測データ処理部
122 モデリング部
123 CO吸収量推定部
124 設定受付部
1221 2D/3D設定部
1222 機械学習モデル
1231 ブロック分割部
S Seaweed bed observation system 1 Data processing device 2 Underwater camera 3 Surface drone 11 IF
12 Processor 13 Memory unit 121 Observation data processing unit 122 Modeling unit 123 CO2 absorption amount estimation unit 124 Setting reception unit 1221 2D/3D setting unit 1222 Machine learning model 1231 Block division unit

Claims (13)

水中カメラによって水中の海藻類を前記海藻類の上方とは異なる方向から撮像することにより生成された撮像画像データを取得する取得部と、
前記撮像画像データを画像解析することによって前記海藻類の水深方向の長さと前記海藻類の幅とを含む形状をモデリングするモデリング部と、
モデリングした前記形状に基づいて前記海藻類の二酸化炭素吸収量を推定する推定部と、
を有し、
前記推定部は、前記形状の表面積と、前記水中カメラによって撮像した前記海藻類が位置する水深に応じた明るさに対応する前記海藻類の二酸化炭素の吸収係数と、に基づいて、前記二酸化炭素吸収量を推定する、
データ処理装置。
an acquisition unit that acquires captured image data generated by capturing images of underwater seaweed from a direction different from above the seaweed using an underwater camera;
a modeling unit that models a shape including a depth direction length and a width of the seaweed by performing image analysis on the captured image data;
An estimation unit that estimates the amount of carbon dioxide absorbed by the seaweed based on the modeled shape;
and
The estimation unit estimates the carbon dioxide absorption amount based on a surface area of the shape and a carbon dioxide absorption coefficient of the seaweed corresponding to brightness according to the water depth at which the seaweed is located as imaged by the underwater camera.
Data processing device.
水中カメラによって水中の海藻類を前記海藻類の上方とは異なる方向から撮像することにより生成された撮像画像データを取得する取得部と、
前記撮像画像データを画像解析することによって前記海藻類の水深方向の長さと前記海藻類の幅とを含む形状をモデリングするモデリング部と、
モデリングした前記形状に基づいて前記海藻類の二酸化炭素吸収量を推定する推定部と、
を有し、
前記推定部は、前記形状を長さ方向に複数のブロックに区分し、前記ブロック毎に、前記ブロックの位置する水深に応じた明るさに対応する前記海藻類の二酸化炭素吸収係数を用いて前記二酸化炭素吸収量を推定する、
データ処理装置。
an acquisition unit that acquires captured image data generated by capturing images of underwater seaweed from a direction different from above the seaweed using an underwater camera;
a modeling unit that models a shape including a depth direction length and a width of the seaweed by performing image analysis on the captured image data;
An estimation unit that estimates the amount of carbon dioxide absorbed by the seaweed based on the modeled shape;
and
The estimation unit divides the shape into a plurality of blocks in the longitudinal direction, and estimates the carbon dioxide absorption amount for each block using the carbon dioxide absorption coefficient of the seaweed corresponding to the brightness according to the water depth at which the block is located.
Data processing device.
水中カメラによって水中の海藻類を前記海藻類の上方とは異なる方向から撮像することにより生成された撮像画像データを取得する取得部と、
前記撮像画像データを画像解析することによって前記海藻類の水深方向の長さと前記海藻類の幅とを含む形状をモデリングするモデリング部と、
モデリングした前記形状に基づいて前記海藻類の二酸化炭素吸収量を推定する推定部と、
を有し、
前記モデリング部は、画像データが入力されると入力された画像データに含まれる確からしさが基準値よりも高い海藻類の種類を出力する機械学習モデルに前記撮像画像データを入力することにより前記海藻類の種類を特定し、
前記推定部は、特定された前記海藻類の種類に応じた二酸化炭素吸収係数を用いて前記二酸化炭素吸収量を推定する、
データ処理装置。
an acquisition unit that acquires captured image data generated by capturing images of underwater seaweed from a direction different from above the seaweed using an underwater camera;
a modeling unit that models a shape including a depth direction length and a width of the seaweed by performing image analysis on the captured image data;
An estimation unit that estimates the amount of carbon dioxide absorbed by the seaweed based on the modeled shape;
and
the modeling unit inputs the captured image data into a machine learning model that, when image data is input, outputs a type of seaweed that is more likely to be included in the input image data than a reference value, thereby identifying the type of seaweed;
The estimation unit estimates the carbon dioxide absorption amount using a carbon dioxide absorption coefficient corresponding to the identified type of seaweed.
Data processing device.
水中カメラによって水中の海藻類を前記海藻類の上方とは異なる方向から撮像することにより生成された撮像画像データを取得する取得部と、
前記撮像画像データを画像解析することによって前記海藻類の水深方向の長さと前記海藻類の幅とを含む形状をモデリングするモデリング部と、
モデリングした前記形状に基づいて前記海藻類の二酸化炭素吸収量を推定する推定部と、
を有し、
前記撮像画像データは、前記海藻類の側面を撮像する方向を含む複数の異なる方向から前記海藻類を撮像することにより生成された複数の撮像画像データを含み、
前記モデリング部は、前記画像解析において前記海藻類が群生した藻場であるか否かを判定した結果に応じて、前記海藻類の形状のモデリングに、3次元モデリングを適用するか2次元モデリングを適用するかを決定する、
データ処理装置。
an acquisition unit that acquires captured image data generated by capturing images of underwater seaweed from a direction different from above the seaweed using an underwater camera;
a modeling unit that models a shape including a depth direction length and a width of the seaweed by performing image analysis on the captured image data;
An estimation unit that estimates the amount of carbon dioxide absorbed by the seaweed based on the modeled shape;
and
The captured image data includes a plurality of captured image data generated by capturing images of the seaweed from a plurality of different directions, including a direction capturing an image of a side surface of the seaweed,
the modeling unit determines whether to apply three-dimensional modeling or two-dimensional modeling to model the shape of the seaweed, depending on the result of determining whether the seaweed is a seaweed bed in which the seaweed grows in colonies in the image analysis.
Data processing device.
前記撮像画像データは、前記海藻類の側面を撮像する方向を含む複数の異なる方向から前記海藻類を撮像することにより生成された複数の撮像画像データを含み、
前記モデリング部は、前記複数の撮像画像データに基づいて前記形状を3次元モデリングする、
請求項1から4のいずれか1項に記載のデータ処理装置。
The captured image data includes a plurality of captured image data generated by capturing images of the seaweed from a plurality of different directions, including a direction capturing an image of a side surface of the seaweed,
the modeling unit performs three-dimensional modeling of the shape based on the plurality of captured image data.
5. A data processing device according to claim 1.
前記推定部は、前記形状の前記水深方向の長さに基づいて、前記形状を前記複数のブロックに区分する数を決定する、
請求項に記載のデータ処理装置。
the estimation unit determines the number of blocks into which the shape is divided based on the length of the shape in the water depth direction.
3. The data processing device according to claim 2 .
前記推定部は、水深に応じた明るさの分布に関するデータに基づいて、前記形状を前記複数のブロックに区分する数を決定する、
請求項に記載のデータ処理装置。
the estimation unit determines the number of blocks to divide the shape into based on data on brightness distribution according to water depth.
3. The data processing device according to claim 2 .
前記推定部は、前記水深に応じた明るさの分布が示す前記明るさの変化の度合いが大きい領域ほど、前記形状の長さ方向に区分するブロックの数を大きく決定する、
請求項7に記載のデータ処理装置。
The estimation unit determines a larger number of blocks to divide the shape in a longitudinal direction in an area where the degree of change in brightness indicated by the distribution of brightness according to the water depth is greater.
8. A data processing device according to claim 7.
水中の海藻類を撮像する水中カメラと、
請求項1からのいずれか1項のデータ処理装置と、
を有する、データ処理システム。
An underwater camera that captures images of underwater seaweed,
A data processing device according to any one of claims 1 to 4 ;
A data processing system comprising:
データ処理装置として機能するコンピュータが、
水中カメラによって水中の海藻類を前記海藻類の上方とは異なる方向から撮像することにより生成された撮像画像データを取得し、
前記撮像画像データを画像解析することによって前記海藻類の水深方向の長さと前記海藻類の幅とを含む形状をモデリングし、
モデリングした前記形状の表面積と、前記水中カメラによって撮像した前記海藻類が位置する水深に応じた明るさに対応する前記海藻類の二酸化炭素の吸収係数と、に基づいて前記海藻類の二酸化炭素吸収量を推定する、
データ処理方法。
A computer functioning as a data processing device,
Acquiring captured image data generated by capturing images of underwater seaweed from a direction different from above the seaweed using an underwater camera;
Modeling a shape of the seaweed including a depth direction length and a width of the seaweed by performing image analysis on the captured image data;
The amount of carbon dioxide absorbed by the seaweed is estimated based on the surface area of the modeled shape and the carbon dioxide absorption coefficient of the seaweed corresponding to the brightness depending on the water depth at which the seaweed is located as imaged by the underwater camera.
Data processing methods.
データ処理装置として機能するコンピュータが、
水中カメラによって水中の海藻類を前記海藻類の上方とは異なる方向から撮像することにより生成された撮像画像データを取得し、
前記撮像画像データを画像解析することによって前記海藻類の水深方向の長さと前記海藻類の幅とを含む形状をモデリングし、
モデリングした前記形状を長さ方向に複数のブロックに区分し、前記ブロック毎に、前記ブロックの位置する水深に応じた明るさに対応する前記海藻類の二酸化炭素吸収係数を用いて前記海藻類の二酸化炭素吸収量を推定する、
データ処理方法。
A computer functioning as a data processing device,
Acquiring captured image data generated by capturing images of underwater seaweed from a direction different from above the seaweed using an underwater camera;
Modeling a shape of the seaweed including a depth direction length and a width of the seaweed by performing image analysis on the captured image data;
The modeled shape is divided into a plurality of blocks in the longitudinal direction, and for each block, the carbon dioxide absorption amount of the seaweed is estimated using the carbon dioxide absorption coefficient of the seaweed corresponding to the brightness according to the water depth at which the block is located.
Data processing methods.
データ処理装置として機能するコンピュータが、
水中カメラによって水中の海藻類を前記海藻類の上方とは異なる方向から撮像することにより生成された撮像画像データを取得し、
前記撮像画像データを画像解析することによって前記海藻類の水深方向の長さと前記海藻類の幅とを含む形状をモデリングし、
画像データが入力されると入力された画像データに含まれる確からしさが基準値よりも高い海藻類の種類を出力する機械学習モデルに前記撮像画像データを入力することにより前記海藻類の種類を特定し、
モデリングした前記形状と特定された前記海藻類の種類に応じた二酸化炭素吸収係数とに基づいて前記海藻類の二酸化炭素吸収量を推定する、
データ処理方法。
A computer functioning as a data processing device,
Acquiring captured image data generated by capturing images of underwater seaweed from a direction different from above the seaweed using an underwater camera;
Modeling a shape of the seaweed including a depth direction length and a width of the seaweed by performing image analysis on the captured image data;
Identifying the type of seaweed by inputting the captured image data into a machine learning model that, when image data is input, outputs a type of seaweed that is more likely to be included in the input image data than a reference value;
Estimating the amount of carbon dioxide absorption by the seaweed based on the modeled shape and the carbon dioxide absorption coefficient corresponding to the identified type of seaweed.
Data processing methods.
データ処理装置として機能するコンピュータが、
水中カメラによって水中の海藻類を前記海藻類の上方とは異なる方向であって、前記海藻類の側面を撮像する方向を含む複数の異なる方向から前記海藻類を撮像することにより生成された複数の撮像画像データを取得し、
前記撮像画像データを画像解析することによって前記海藻類が群生した藻場であるか否かを判定した結果に応じて、前記海藻類の形状のモデリングに、3次元モデリングを適用するか2次元モデリングを適用するかを決定し、前記海藻類の水深方向の長さと前記海藻類の幅とを含む形状をモデリングし、
モデリングした前記形状に基づいて前記海藻類の二酸化炭素吸収量を推定する、
データ処理方法。
A computer functioning as a data processing device,
Acquire a plurality of pieces of image data generated by capturing images of the underwater seaweed from a plurality of different directions using an underwater camera, the direction being different from above the seaweed, including a direction capturing an image of a side of the seaweed;
The captured image data is analyzed to determine whether the seaweed is a seaweed bed where the seaweed grows in colonies. Depending on the result, it is determined whether to apply three-dimensional modeling or two-dimensional modeling to model the shape of the seaweed, and a shape including the length of the seaweed in the water depth direction and the width of the seaweed is modeled.
Estimating the amount of carbon dioxide absorbed by the seaweed based on the modeled shape;
Data processing methods.
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