FR3109159A1 - Procédé de traitement d’images appliqué aux compteurs de colonies en microbiologie - Google Patents

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Abstract

Dispositif (30) de comptage de colonies présentes dans un échantillon, doté d’un emplacement prévu pour recevoir un support agencé pour recevoir un milieu nutritif solide et ledit échantillon, comportant un premier et un deuxième organe de détection formés par un seul organe de détection (35), et dans une unité de traitement (36) est agencée pour piloter sélectivement dans une configuration en champ clair, le remplacement d’une surface diffusante sombre (24) par une surface diffusante claire (14), l’extinction de diodes électroluminescentes (23) pour configuration à champ sombre, l’allumage des diodes électroluminescentes (13) pour configuration en champ clair ; dans une configuration en champ sombre, le remplacement de la surface diffusante claire (14) par la surface diffusante sombre (24), l’extinction des diodes électroluminescentes (13) pour configuration à champ clair, l’allumage des diodes électroluminescentes (23) pour configuration à champ sombre. Figure pour l’abrégé : figure 7

Description

Procédé de traitement d’images appliqué aux compteurs de colonies en microbiologie
La présente invention se rapporte au domaine de la détection de micro-organismes dans un milieu de croissance. L’invention s’applique notamment à l’analyse microbiologique et au contrôle qualité. Elle trouve en outre une application dans les domaines de l’environnement, de l’agroalimentaire, de la pharmacologie, de la cosmétologie et de la recherche et du développement.
La présente invention concerne en particulier un procédé de traitement d’images appliqué aux compteurs de colonies dans la microbiologie.
État de la technique
Le comptage de colonies est encore aujourd’hui réalisé, de manière non négligeable, par comptage manuel des colonies observées visuellement dans un milieu de culture ensemencé.
On trouve néanmoins dans l’état de la technique, des dispositifs de comptage de colonies basés sur l’acquisition d’images d’un échantillon comportant un milieu de culture préalablement ensemencé puis un traitement des images acquises afin d’en déterminer un nombre de colonies.
On connaît ainsi le document EP2807484 qui décrit un dispositif de détection de micro-organismes comprenant un système de détection, de type scanner, agencé pour balayer une zone dans laquelle sont comprises les surfaces supérieures d’un ensemble d’échantillons ensemencés, lesdits échantillons étant positionnés côte à côte sur une surface d’un plateau.
Les images sont ensuite analysées par un logiciel de traitement d’image afin que des colonies soient identifiées et comptées. Un inconvénient de ce type d’appareil réside dans le fait que chacun des échantillons à analyser est soumis à un éclairage durant tout le temps nécessaire à l’acquisition. Ainsi, lors du comptage de microcolonies photosensibles ou lors de l’utilisation de marqueurs photosensibles, il n’est pas possible d’utiliser ce type de dispositif.
Un autre inconvénient de ce type de dispositif réside dans le fait que s’il n’est pas doté de système optique permettant d’ajuster la distance focale, il est nécessaire que les supports à milieu de culture soient identiques pour tous les échantillons. Dans le cas où le dispositif dispose d’un système optique permettant d’ajuster la distance focale, le temps nécessaire à l’acquisition de l’ensemble des échantillons va être significativement augmenté.
Le document FR 3062133 se propose de résoudre les inconvénients évoqués en proposant un appareil et une méthode permettant de diminuer le temps nécessaire au comptage du nombre définitif de colonies présentes dans un milieu de culture ensemencé d’un échantillon ainsi que de diminuer les taux d’erreurs de comptage.
Cependant, des réglages préalables, parfois compliqués, doivent être effectués sur l’appareil en fonction des microcolonies.
Actuellement, plusieurs réglages de conditions de lumière connus sont utilisés sur les compteurs de colonies, notamment le réglage connu sous le nom d’imagerie en champ sombre, pour l’anglaisdark field microscopy.
En imagerie en champ sombre, l’éclairage de l’échantillon peut être à l’opposé de l’objectif (par transmission), du même côté (par réflexion) ou même de côté. Par exemple, l’imagerie en champ sombre est obtenue à l’aide d’une lumière disposée rasante par le dessous, avec un fond noir. Ce type d’imagerie est performant, car il permet d’illuminer de toutes petites particules, ou des éléments diffus, mais fait apparaître beaucoup d’artefacts, par exemple des fibres textiles ou des poussières.
Un réglage type fond blanc ou imagerie par transmission en champ clair est également utilisé. Ce réglage permet la détection de tout obstacle absorbant la lumière, en laissant se distinguer une ombre. La imagerie par transmission en champ clair est très robuste, car elle ne crée pas trop d’éclats ou de reflets, mais manque de sensibilité́ dans certains cas, par exemple lorsque les bactéries sont trop petites ou manquent de contraste.
Sur les compteurs de colonies précédemment cités, les utilisateurs doivent régler certains paramètres et créer un réglage où ils fixent l’éclairage et le type d’algorithme pour compter les colonies. Ces étapes complexifient l’utilisation de ces machines.
Un but de l’invention est de simplifier l’utilisation des machines de comptage de colonies appelées aussi compteurs de colonies.
Un autre but de l’invention est d’améliorer les performances du comptage, notamment sur les comptages d’environnement, où l’on cherche toute flore bactérienne, et où il faut compter une grande variété́ de colonies sur un même échantillon.
Selon un premier aspect de l’invention, il est proposé un procédé de comptage de colonies présentes dans un échantillon placé dans un support agencé pour recevoir ledit échantillon et un milieu nutritif solide, comprenant :
  • une génération d’une image en champ clair, par un premier organe de détection, à partir d’une lumière transmise depuis ledit support dans une configuration en champ clair et collectée par ledit premier organe de collection,
  • une génération d’une image en champ sombre, par un deuxième organe de détection, à partir d’une lumière diffusée depuis ledit support dans une configuration en champ sombre et collectée par ledit premier organe de collection et,
  • une génération d’une image dite de fusion, par une unité de traitement, obtenue par combinaison de deux images opérandes, l’une des images opérandes étant une image inversée de l’image en champ clair, respectivement en champ sombre, et l’autre image opérande étant l’image en champ sombre, respectivement en champ clair,
  • un dénombrement des colonies, par l’unité de traitement, à partir d’un traitement de l’image de fusion.
Le premier organe de détection et le deuxième organe de détection peuvent être identiques ou distincts. Un organe de détection peut par exemple être un capteur photoélectrique matriciel.
L’unité de traitement configurée pour générer l’image de fusion et l’unité de traitement configurée pour dénombrer les colonies peuvent être identiques ou distinctes. L’unité de traitement peut par exemple être une unité de calcul équipée de moyens de stockage.
Avantageusement, la génération de l’image de fusion peut être obtenue par combinaison linéaire des deux images opérandes, de préférence par addition. Bien entendu, on pourrait mettre en œuvre plusieurs images opérandes, chacune des images opérandes pouvant être du type champ clair ou champ sombre. D’autres éclairages peuvent être utilisés, par exemple en éclairant par-dessus qui est performant dans le cadre de milieu culture opaque. Le traitement de l’image de fusion peut comporter un seuillage de l’image de fusion à partir d’un seuil prédéterminé.
Selon une autre possibilité, le traitement de l’image peut être réalisé par un réseau de neurones entraîné pour dénombrer un nombre de colonies à partir d’une image de fusion.
Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un dispositif de comptage de colonies présentes dans un échantillon, pourvu d’un emplacement prévu pour recevoir un support agencé pour recevoir un milieu nutritif solide et ledit échantillon, comprenant :
  • un premier organe de détection agencé pour générer une image en champ clair, à partir d’une lumière transmise depuis dudit emplacement, c’est-à-dire par ledit échantillon lorsqu’il est présent dans le support, dans une configuration en champ clair et collectée par ledit premier organe de collection,
  • un deuxième organe de détection agencé pour générer une image en champ sombre, à partir d’une lumière diffusée depuis ledit emplacement, c’est-à-dire par ledit échantillon lorsqu’il est présent dans le support, dans une configuration en champ sombre et collectée par ledit premier organe de collection,
  • une unité de traitement agencée pour générer une image dite de fusion, obtenue par combinaison de deux images opérandes, l’une des images opérandes étant une image inversée de l’image en champ clair, respectivement en champ sombre, et l’autre image opérande étant l’image en champ sombre, respectivement en champ clair,
  • une unité de dénombrement de colonies à partir d’un traitement de l’image de fusion.
Avantageusement, le premier et le deuxième organe de détection sont formés par un seul organe de détection, et l’unité de traitement est agencée pour piloter sélectivement dans une configuration en champ clair, le remplacement de la surface diffusante sombre par une surface diffusante claire, l’extinction de diodes électroluminescentes pour configuration à champ sombre, l’allumage des diodes électroluminescentes pour configuration à champ clair ; dans une configuration en champ sombre, le remplacement de la surface diffusante claire par la surface diffusante sombre, l’extinction des diodes électroluminescentes pour configuration à champ clair, l’allumage des diodes électroluminescentes pour configuration à champ sombre.
Selon une possibilité, le premier et le deuxième organe de détection sont formés par un seul organe de détection, comportant en outre un dispositif diffuseur formant à la fois surface claire pour configuration à champ claire et surface sombre pour configuration à champ sombre.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
  • [Fig. 1] La figure 1 est une vue de côté d’un réglage d’imagerie en champ clair selon l’invention,
  • [Fig. 2] La figure 2 est une représentation graphique des niveaux de luminosité des pixels dans un réglage selon la Figure 1,
  • [Fig. 3] La figure 3 est une vue de côté d’un réglage d’imagerie en champ sombre selon l’invention,
  • [Fig. 4] La figure 4 est une représentation graphique des niveaux de luminosité des pixels dans un réglage selon la Figure 3,
  • [Fig. 5] La figure 5 est une représentation graphique d’une inverse de la figure 4,
  • [Fig. 6] La figure 6 est une représentation graphique de niveaux de luminosité des pixels de la superposition des représentations de la figure 2 et de la figure 5,
  • [Fig. 7] La figure 7 est une représentation schématique d’un mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention.
Les modes de réalisation décrits ci-après n’étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites, par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure.
Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par des mêmes références.
Il est maintenant décrit un procédé de comptage de colonies présentes dans un échantillon.
En référence à la figure 1, il est schématiquement représenté un appareil d’imagerie 10 en champ clair.
L’appareil d’imagerie 10 est doté d’un support 11, agencé pour recevoir une boîte de Petri 12 comportant un échantillon à analyser.
L’appareil d’imagerie 10 est en outre équipé d’une pluralité de diodes électroluminescentes 13, LED pour l’anglaisLight-Emiting Diode, d’un diffuseur 14 à surface blanche et d’un capteur photoélectrique matriciel 15.
La pluralité de diodes électroluminescentes 13 et le diffuseur 14 sont tous deux disposés du côté opposé au capteur photoélectrique matriciel par rapport à la boîte de Petri 12.
Les différents dispositifs sont agencés de sorte que le capteur photoélectrique matriciel 15 et la boîte de Petri 12 sont dans le cône 16 de lumière diffusée par le diffuseur 14. Le cône est schématisé sur la figure par des traits en pointillés.
Aussi, lorsque les diodes électroluminescentes 13 sont allumées, en l’absence de colonie dans la boîte de Petri l’image formée par le capteur photoélectrique matriciel 15 est une image à fond blanc.
L’intensité lumineuse d’un pixel disposé en x et y sur la surface de de détection du capteur photoélectrique matriciel 15 peut être notée Ifc (x, y).
Le premier organe de collection qu’est le capteur photoélectrique matriciel 15 est donc agencé pour collecter une lumière transmise par l’échantillon dans une configuration en champ clair et générer une image en champ clair.
La figure 2 illustre un niveau d’intensité des pixels selon une colonne (ou une rangée) de la surface de détection du capteur photoélectrique matriciel 15 doté d’un axe optique.
L’intensité lumineuse I est représentée en ordonnées, tandis que les différents pixels de la colonne (ou de la rangée) sont représentés en abscisses.
Comme on peut l’observer, en l’absence de colonie, l’intensité lumineuse présente une valeur maximale notée Icmax, sensiblement égale à 255.
Ponctuellement, l’intensité lumineuse présente d’autres valeurs, notées Ifc1, Ifc2, Ifc3 et Ifc4, éventuellement différentes, mais inférieures à Ifcmax.
On note sur le graphe la relation d’ordre suivante : Ifc1 < Ifc2 < Ifc3 < Ifc4.
La valeur Ifc1 marque la présence d’une occultation de la lumière directement reçue par le capteur photoélectrique matriciel 15, avec ici Ifc1< Ifcmax.
On peut supposer qu’une colonie est présente à la position x1 correspondant à la valeur Ifc1.
Les valeurs Ifc3 et Ifc4 étant proches de Ifcmax, on peut supposer qu’il n’y a pas de colonie aux positions x3 et x4.
La valeur Ifc2 étant intermédiaire entre Ifc1 et celle de Ifc3, respectivement Ifc4, il peut y avoir un doute sur la présence d’une colonie à la position x2 correspondant à Ifc2. En effet, la position x2 peut par exemple correspondre à un défaut d’opacité de la boîte de Petri, et non à la présence d’une colonie.
La décision pourrait être prise par seuillage, en déterminant un seuil Ifcs<Ifcmax au-dessus duquel une intensité Ifc est considérée comme n’étant pas révélatrice de la présence d’une colonie et en dessous duquel une intensité Ifc est considérée comme révélatrice de la présence d’une colonie.
On note sur le graphe la relation d’ordre suivante : Ifc1 < Ifcs < Ifc2 < Ifc3 < Ifc4.
En ce cas, la décision suivante serait prise : présence d’une colonie en x1, absence de colonies en x2, x3 et x4.
Selon l’invention, il n’y a pas d’utilité à fixer un tel seuil.
En référence à la figure 3, il est schématiquement représenté un appareil d’imagerie 20 en champ sombre.
L’appareil d’imagerie 20 est doté d’un support 21, agencé pour recevoir une boîte de Petri 22 comportant un milieu nutritif et un échantillon ensemencé à analyser.
Plus particulièrement en référence à la boîte de Petri 22, plusieurs éléments correspondants à des positions x1, x2, x3, x4 sont référencés pour représenter schématiquement une réalité du contenu de la boîte de Pétri.
Comme cela sera mieux compris par la suite, les positions x1 et x4 représentées par des disques noirs indiquent la présence de colonies importantes, la position x2 indique la présence d’une colonie plus modérée, tandis que la position x3 représente un artefact.
L’appareil d’imagerie 20 est en outre équipé d’une pluralité de diodes électroluminescentes 23, LED pour l’anglaisLight-Emiting Diode, d’un diffuseur 24 à surface noire et d’un capteur photoélectrique matriciel 25 doté d’un axe optique.
La pluralité de diodes électroluminescentes 23 et le diffuseur 24 sont tous deux disposés du côté opposé au capteur photoélectrique matriciel par rapport à la boîte de Petri 22.
Chacune des diodes électroluminescentes 23 présente un axe d’émission de lumière formant un angle supérieur à 60° par rapport à l’axe optique du collecteur 25.
Les différents dispositifs sont agencés de sorte que le capteur photoélectrique matriciel 25 n’est pas dans le cône de lumière et la boîte de Petri 12 sont dans le cône 16 de lumière diffusée par le diffuseur 14. Le cône est schématisé sur la figure par des traits en pointillés.
Aussi, lorsque les diodes électroluminescentes 23 sont allumées, en l’absence de colonie dans la boîte de Petri, l’image formée par le capteur photoélectrique matriciel 25 est une image à fond noir, puisqu’aucun rayon lumineux n’atteint directement le capteur 25.
L’intensité lumineuse d’un pixel disposé en x et y sur la surface de de détection du capteur photoélectrique matriciel 25 peut être notée Idf (x, y).
Le deuxième organe de collection qu’est le capteur photoélectrique matriciel 25 est donc agencé pour collecter une lumière diffusée par l’échantillon dans une configuration en champ sombre et générer une image en champ sombre.
La figure 4 illustre un niveau d’intensité des pixels selon une colonne (ou une rangée) de la surface de détection du capteur photoélectrique matriciel 25.
L’intensité lumineuse Idf est représentée en ordonnées, tandis que les différents pixels de la colonne (ou de la rangée) sont représentés en abscisses.
On note sur le graphe la relation d’ordre suivante : Idf1 = Idf4 > Idf2 > Idf3
Les valeurs Idf1 et Idf4 marquent la présence d’une diffusion de la lumière directement et de sa réception par le capteur photoélectrique matriciel 25.
La valeur Idf3 étant proche de 0, on peut supposer qu’il n’y a pas de colonie à la position x3.
La valeur Idf2 étant intermédiaire entre Idf1 et 0, il peut y avoir un doute sur la présence d’une colonie à la position x2 correspondant à Idf2. En effet, la position x2 peut par exemple correspondre à un défaut d’opacité de la boîte de Petri, et non à la présence d’une colonie.
La décision pourrait être prise par seuillage, en déterminant un seuil Idfs au-dessus duquel une intensité Idf est considérée comme révélatrice de la présence d’une colonie et en dessous duquel une intensité Idf est considérée comme révélatrice de l’absence d’une colonie.
On note sur le graphe la relation d’ordre suivante : Idf1 = Idf4 > Idfs > Idf2 > Idf3.
En ce cas, la décision suivante serait prise : présence d’une colonie en x1 et x4, absence de colonies en x2, x3.
Selon l’invention, il n’y a pas d’utilité à fixer un tel seuil.
On note par ailleurs que selon la technique utilisée, les conclusions ne sont pas les mêmes :
  • en réglage d’imagerie en champ clair, présence d’une colonie en x1, absence de colonies en x2, x3 et x4.
  • en réglage d’imagerie en champ sombre, présence d’une colonie en x1 et x4, absence de colonies en x2, x3.
Selon l’invention, et comme représenté en Figure 5, un graphe inversé Idfinv de champ sombre est généré par une unité de traitement (non représentée).
Le graphe inversé Idfinv peut par exemple être obtenu par une transformation telle que Idfinv (x, y) = Idfmax – Idf (x, y) avec, par exemple Idfmax= 255.
Par suite, selon l’invention, on génère une image dite de fusion If, par l’unité de traitement, par addition de l’image Idfinv et de l’image Ifc, ce qui peut s’écrire If (x, y) = Idfinv (x, y) + Ifc (x, y). Une telle image de fusion peut présenter le graphe représenté sur la figure 6.
Avec l’image If ainsi obtenue, on peut observer quatre positions x1, x2, x3, x4 correspondants aux quatre positions x1 à x4 de l’image Ifc et aux quatre positions x1 à x4 de l’image Idf.
On note sur le graphe la relation d’ordre suivante : If1 = If4 < If2 < If3
Aussi, il est possible de retenir que x1 et x4 comme marqueur de la position d’une colonie, alors que cela n’était pas le cas en ne tenant compte que de l’image obtenue en champ clair : la mise en relation des résultats en champ sombre et les résultats en champ clair permet d’améliorer la prise de décision.
La décision pourrait être prise par seuillage, en déterminant un seuil Ifs en dessous de laquelle une intensité If est considérée comme révélatrice de la présence d’une colonie et au-dessus de laquelle une intensité If est considérée comme révélatrice de l’absence d’une colonie.
On note sur le graphe la relation d’ordre suivante : If1 = If4 < If2 < Ifs < If3.
En ce cas, la décision suivante serait prise : présence d’une colonie en x1 et x4, ainsi qu’en x2, absence de colonies en x3.
L’unité de traitement peut être configurée pour dénombrer les colonies, à partir d’un seuillage de l’image de fusion.
Dans l’exemple qui vient d’être décrit, on a mis en œuvre l’image inversée de celle obtenue dans la configuration en champ sombre. Bien entendu, on aurait pu déterminer en œuvre l’image inversée de celle obtenue dans la configuration en champ clair, et l’additionner à celle obtenue en champ sombre.
Dans l’exemple qui vient d’être décrit, on a représenté des variations d’intensité selon une seule dimension pour des raisons de simplicité.
Bien entendu, on aurait pu illustrer les variations de niveau d’intensité avec une surface plutôt que par une courbe. En effet, les capteurs 15 et 25 sont des capteurs matriciels formant des images en deux dimensions.
Dans l’exemple qui vient d’être décrit, on a représenté des variations d’intensité par pixel. On peut également étendre l’invention à des variations de couleurs.
Plus généralement, l’image de fusion peut être obtenue par combinaison de deux images opérandes, l’une des images opérandes étant une image inversée de l’image en champ clair, respectivement en champ sombre, et l’autre image opérande étant l’image en champ sombre, respectivement en champ clair.
On peut ainsi écrire, par exemple : If (x, y) = C1 * Ifc (x, y) + C2 * Idfinv(x, y) avec C1 et C2 de même signe, par exemple entre 0 et 1, et où la somme des deux valeurs absolues de C1 et C2 est égale à 1.
Comme illustré par la figure 7, il est représenté un mode de réalisation selon l’invention qui prévoit un dispositif de comptage 30 de colonies présentes dans un échantillon comprenant un organe de détection ici noté 35 qui est le même selon les deux configurations, unité de traitement 36.
L’unité de traitement 36 est agencée pour piloter sélectivement :
  • dans une configuration en champ clair :
    • le remplacement de la surface diffusante sombre 24 par la surface diffusante claire 14,
    • l’extinction des diodes électroluminescentes 23,
    • l’allumage des diodes électroluminescentes 13,
    • la génération d’une image en champ clair à partir d’une lumière transmise par l’échantillon et collectée par l’organe de détection 35.
  • dans une configuration en champ sombre :
    • le remplacement de la surface diffusante claire 14 par la surface diffusante sombre 24,
    • l’extinction des diodes électroluminescentes 13,
    • l’allumage des diodes électroluminescentes 23,
    • la génération d’une image en champ sombre à partir d’une lumière diffusée par l’échantillon et collectée par l’organe de détection 35.
Selon une possibilité, la surface diffusante claire et la surface diffusante sombre peuvent être réalisées par une même surface, en un matériau permettant de passer alternativement d’un mode à l’autre. Il n’est alors plus besoin de mettre en œuvre les étapes de remplacement précitées.
L’unité de traitement 36 est en outre configurée pour générer l’image dite de fusion et dénombrer les colonies.
Bien sûr, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.

Claims (6)

  1. Procédé de comptage de colonies présentes dans un échantillon placé dans un support agencé pour recevoir ledit échantillon et un milieu nutritif solide, comprenant :
    • une génération d’une image en champ clair, par un premier organe de détection (15), à partir d’une lumière transmise depuis ledit support dans une configuration en champ clair et collectée par ledit premier organe de collection,,
    • une génération d’une image en champ sombre, par un deuxième organe de détection (25), à partir d’une lumière diffusée depuis ledit support dans une configuration en champ sombre et collectée par ledit premier organe de collection et,
    • une génération d’une image dite de fusion, par une unité de traitement (36), obtenue par combinaison de deux images opérandes, l’une des images opérandes étant une image inversée de l’image en champ clair, respectivement en champ sombre, et l’autre image opérande étant l’image en champ sombre, respectivement en champ clair,
    • un dénombrement des colonies, par l’unité de traitement (36), à partir d’un traitement de l’image de fusion.
  2. Procédé selon la revendication précédente, la génération de l’image de fusion est obtenue par combinaison linéaire des deux images opérandes, de préférence par addition.
  3. Procédé selon l’une des deux revendications précédentes, dans lequel le traitement de l’image de fusion comporte un seuillage de l’image de fusion à partir d’un seuil prédéterminé.
  4. Dispositif (30) de comptage de colonies présentes dans un échantillon, pourvu d’un emplacement prévu pour recevoir un support agencé pour recevoir un milieu nutritif solide et ledit échantillon :
    • un premier organe de détection (15, 35) agencé pour générer une image en champ clair, à partir d’une lumière transmise depuis dudit emplacement dans une configuration en champ clair et collectée par ledit premier organe de collection,
    • un deuxième organe de détection (25, 35) agencé pour générer une image en champ sombre, à partir d’une lumière diffusée depuis ledit emplacement dans une configuration en champ sombre et collectée par ledit premier organe de collection,
    • une unité de traitement (36) agencée pour générer une image dite de fusion, obtenue par combinaison de deux images opérandes, l’une des images opérandes étant une image inversée de l’image en champ clair, respectivement en champ sombre, et l’autre image opérande étant l’image en champ sombre, respectivement en champ clair,
    • l’unité de traitement étant en outre configurée pour dénombrer un nombre de colonies à partir de l’image de fusion.
  5. Dispositif (30) de comptage de colonies présentes dans un échantillon selon la revendication précédente, dans lequel le premier et le deuxième organe de détection sont formés par un seul organe de détection (35), comportant en outre une surface claire (14) et des diodes électroluminescentes (13) pour configuration à champ claire, une surface sombre (24) et des diodes électroluminescentes (23) pour configuration à champ claire, et dans lequel l’unité de traitement (36) est agencée pour piloter sélectivement dans une configuration en champ clair, le remplacement d’une surface diffusante sombre (24) par la surface diffusante claire (14), l’extinction de diodes électroluminescentes (23) pour configuration à champ sombre, l’allumage des diodes électroluminescentes (13) pour configuration à champ clair ; dans une configuration en champ sombre, le remplacement de la surface diffusante claire (14) par la surface diffusante sombre (24), l’extinction des diodes électroluminescentes (13) pour configuration à champ clair, l’allumage des diodes électroluminescentes (23) pour configuration à champ sombre.
  6. Dispositif (30) de comptage selon la revendication précédente, dans lequel le premier et le deuxième organe de détection sont formés par un seul organe de détection (35), comportant en outre un dispositif diffuseur formant à la fois surface claire (14) pour configuration à champ claire et surface sombre (24) configuration à champ sombre.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3109159B1 (fr) * 2020-04-09 2023-06-23 Interscience Procédé de traitement d’images appliqué aux compteurs de colonies en microbiologie
CN113791008B (zh) * 2021-08-25 2024-03-15 安徽高哲信息技术有限公司 一种粮食不完善粒检测设备及检测方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120200694A1 (en) * 2009-10-12 2012-08-09 Karl Garsha Multi-modality contrast and brightfield context rendering for enhanced pathology determination and multi-analyte detection in tissue
US20130129181A1 (en) * 2010-05-21 2013-05-23 Chemometec A/S Compact dark field light source and dark field image analysis at low magnification
EP2807484A1 (fr) 2012-01-27 2014-12-03 Advencis Dispositif destiné à la détection précoce de micro-organismes
FR3062133A1 (fr) 2017-01-23 2018-07-27 Interscience Procede et appareil de comptage de colonies

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS503355A (fr) * 1973-05-11 1975-01-14
JPS61198008A (ja) * 1985-02-28 1986-09-02 Fujitsu Ltd 画像検出装置
US5162990A (en) * 1990-06-15 1992-11-10 The United States Of America As Represented By The United States Navy System and method for quantifying macrophage phagocytosis by computer image analysis
CA2243090A1 (fr) * 1998-07-10 2000-01-10 Timothy M. Richardson Ultramicroscope a contraste inverse et methode
JP4825426B2 (ja) * 2005-01-31 2011-11-30 財団法人 東京都医学総合研究所 生物顕微鏡に用いる暗視野照明装置
US20080153125A1 (en) * 2006-11-10 2008-06-26 Advanced Analytical Technologies, Inc. Rapid detection of microorganisms in fluids
US20100212436A1 (en) * 2009-02-25 2010-08-26 Erik Axel Swenson Single use sterile slit impact sampling cassette with rotatable capture tray
US8849006B2 (en) * 2009-03-25 2014-09-30 Quorum Technologies Inc. Darkfield imaging system and methods for automated screening of cells
JP2011212013A (ja) * 2010-03-17 2011-10-27 Elmex Ltd フィルム型培地による微生物検査方法およびこの微生物検査方法に用いる画像取込ツ−ル
JP5799653B2 (ja) * 2011-08-17 2015-10-28 富士通株式会社 画像処理装置、像を生成する方法並びにシステム
JP6717741B2 (ja) * 2013-05-28 2020-07-08 シェモメテック・アクティーゼルスカブＣｈｅｍｏｍｅｔｅｃ Ａ／Ｓ 画像形成サイトメータ
JP6229365B2 (ja) * 2013-08-06 2017-11-15 富士通株式会社 コロニーカウント装置、コロニーカウント方法、およびコロニーカウントプログラム
US10387701B2 (en) * 2014-07-31 2019-08-20 The Code Corporation Barcode reader and docking station for charging the barcode reader
EP3088863A1 (fr) * 2015-05-01 2016-11-02 Malvern Instruments Limited Améliorations se rapportant à la caractérisation de particules
JP7007367B2 (ja) * 2016-09-02 2022-01-24 ビオメリュー 微生物の存在を判定し、前記微生物を同定するための方法、システム、及びコンピュータプログラム製品
FR3109159B1 (fr) * 2020-04-09 2023-06-23 Interscience Procédé de traitement d’images appliqué aux compteurs de colonies en microbiologie

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120200694A1 (en) * 2009-10-12 2012-08-09 Karl Garsha Multi-modality contrast and brightfield context rendering for enhanced pathology determination and multi-analyte detection in tissue
US20130129181A1 (en) * 2010-05-21 2013-05-23 Chemometec A/S Compact dark field light source and dark field image analysis at low magnification
EP2807484A1 (fr) 2012-01-27 2014-12-03 Advencis Dispositif destiné à la détection précoce de micro-organismes
FR3062133A1 (fr) 2017-01-23 2018-07-27 Interscience Procede et appareil de comptage de colonies

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