JP2016026500A - 培地情報登録システム、コロニー検出装置、プログラム及び衛生管理システム - Google Patents
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Abstract
【課題】食品等の検体に由来する色の成分(残渣)の混入によって培地が本来の色から変化したとしてもコロニーの検出、及び、コロニーの計数を的確に実行することができるとともに、的確に検出されたコロニー及びその数に関する情報を含む培地情報をデータベースに登録することが可能な培地情報登録システム等を提供する。
【解決手段】培地情報登録システム等は、コロニーが形成されたフィルム型培地を画像化した培地画像のデータの培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量に基づいて、統計的基準を算出し、所定の条件を具備するピクセルを、コロニーを構成するピクセルとして特定してコロニーの検出及びその計数を実行する構成を有する。
【選択図】図1
【解決手段】培地情報登録システム等は、コロニーが形成されたフィルム型培地を画像化した培地画像のデータの培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量に基づいて、統計的基準を算出し、所定の条件を具備するピクセルを、コロニーを構成するピクセルとして特定してコロニーの検出及びその計数を実行する構成を有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、培地情報登録システム及びそのプログラム、コロニー検出装置及びそのプログラム、並びに、食品用の衛生管理システム等に関する。
近年、ファーストフードその他の外食産業の成長や手軽な加工食品の増加により、他人が調理した食品を食する機会が著しく増加している。その一方で、加工食材や加工食品等の食品に毒物又は微生物等の危険なものが混入すると、人体に直接影響を与えるため、加工食品を取り扱う場合には、原材料の安全性だけでなく、製造工程の衛生面を厳しく管理し、食品の生産加工の全般に渡る食品の安全性が求められている。
特に、各地で発生して問題となっている食中毒事件を発端に、食品の一層の安全性を図ることが命題となっており、食品衛生法を遵守するだけでなく、「HACCP(Hazard Analysis CriticalControl Point System」や「FSSC(Food Safety System Certification22000」を導入する企業も増加している。
このような加工食品に混入する微生物を検出するシステムとしては、フィルム型培地を用いるとともに、当該フィルム型培地において培養された検体を画像化し、画像化された培地画像に対して画像処理を実行して検体に発生する細菌の塊であるコロニーの検出及びそれを計数するものが知られている(例えば、特許文献1又は2)。また、最近では、段階的に閾値を変化させつつ、コロニーの状態変化を認識し、当該認識したコロニーの状態変化に基づいてコロニーの検出及びその数を計数するコロニー検出装置も知られている(例えば、特許文献3)。
しかしながら、上述の特許文献3に記載のシステム等にあっては、色の濃い部分を中心にコロニーを検出するため、食品等の検体に由来する色の成分(残渣)の混入により培地が着色された場合には、画像処理を行う際に残渣の影響でコロニーカウントの精度が低下することがある。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、食品等の検体に由来する色の成分(残渣)の混入によって培地が本来の色から変化したとしてもコロニーの検出、及び、コロニーの計数を的確に実行することができるとともに、的確に検出されたコロニー及びその数に関する情報を含む培地情報をデータベースに登録することが可能な培地情報登録システム等を提供することにある。
上述した課題を解決するため、本発明に係る培地情報登録システム等は、コロニーが形成された培地が撮像されて画像化された培地画像のデータを培地画像データとして取得する取得手段と、取得した前記培地画像データの培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量を抽出する抽出手段と、抽出した複数のピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を算出する算出手段と、算出した前記統計的基準に基づいて、所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして特定し、特定したコロニーピクセルに基づいて前記コロニーを検出する検出手段と、検出した前記コロニーに関する情報を前記培地の情報としてデータベースに登録する登録手段と、を備える構成を有している。
本発明に係る培地情報登録システム等は、食品等の検体に由来する色の成分(残渣)の混入によって培地が本来の色から変化したとしてもコロニーの検出、及び、コロニーの計数を的確に実行することができるとともに、的確に検出されたコロニー及びその数に関する情報を含む培地情報をデータベースに登録することができる。
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、食品の製造ライン又は検査ライン(以下、「作業ライン」という。)におけるフィルム型培地を用いた衛生管理システムに対して、本発明に係る培地情報登録システム及びそのプログラム、コロニー検出装置及びそのプログラム、並びに衛生管理システムを適用した場合の実施形態である。ただし、本発明は、その技術的思想を含む範囲内で以下の実施形態に限定されない。
[1]衛生管理システム
まず、図1を用いて本実施形態の衛生管理システムSについて説明する。なお、図1は、本実施形態の衛生管理システムSの構成を示す構成図である。
まず、図1を用いて本実施形態の衛生管理システムSについて説明する。なお、図1は、本実施形態の衛生管理システムSの構成を示す構成図である。
本実施形態の衛生管理システムSは、フィルム型の培地(すなわち、フィルム型培地)を用いるとともに、当該培地に関する情報(以下、「培地情報」という。)をデータ管理することによって、食品の製造上又は検査上の衛生状態を検査するためのシステムである。
特に、本実施形態の衛生管理システムSは、加工中又は加工後の食品を製造する製造工程又は当該食品を検査する検査工程を有する作業ライン80において、加工中又は加工後の食品を検体として抽出し、フィルム型培地60で検体に含まれる一般生菌又は大腸菌群等の予め特定した細菌を培養させた際の培養状況をデータ管理するシステムである。
本実施形態の衛生管理システムSは、食品の衛生状態をデータ上で管理及び判定するために、食品の製造又は検査における作業に関する情報(以下、「作業情報」という。)と、当該抽出した検体に含まれる細菌を培養する(コロニーが形成される)前後において携帯用通信端末装置10によって取得されるフィルム型培地60の培地情報と、を対応付けてサーバ装置40(具体的には、データベース400)に登録することが可能な構成を有している。
具体的には、本実施形態の衛生管理システムSは、コロニーが形成されたフィルム型培地60を画像化した培地画像のデータ(以下、「培地画像データ」という。)の培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量に基づいて、統計的基準を算出し、当該統計的基準に基づいて所定の条件を具備するピクセルを、コロニーを構成するピクセル(以下、「コロニーピクセル」という。)として特定してコロニーの検出及びその計数を実行する構成を有している。
このような構成を実現するために、本実施形態の衛生管理システムSは、図1に示すように、各フィルム型培地60に関する培地情報を登録する際に用いる複数の携帯用通信端末装置10と、当該衛生管理システムSを管理する管理者端末装置20と、ネットワーク30と、データベース400を有し、かつ、携帯用通信端末装置10又は管理者端末装置20と連動し、培地情報の登録管理を含む各種の処理を実行するサーバ装置40と、を有している。
本実施形態の作業情報は、製造工程又は検査工程に係わる各種の情報の他に、検体として製造工程又は検査工程から抽出された食品及び当該検体に含まれる細菌の培養に関する情報を含み、作業毎に、固有の識別情報(以下、「作業ID」という。)を用いてデータベース400に登録されるようになっている。
具体的には、各作業情報には、
(1)作業IDと、
(2)検体を抽出すべき作業ライン80の識別情報(以下、「ラインID」という。)又は作業ライン80が複数の工程を有している場合には、ラインID及び工程の識別情報(以下、「工程ID」という。)と、
(3)検体としての食品の製品名、ロットの識別情報(以下、「ロットID」という。)及びロット名と、
(4)一般生菌又は大腸菌群等の、検体から検出する細菌の種別(以下、「検査種別」という。)と、
(5)培地の種類、検体の希釈液の種別、希釈倍率、培養温度、培養湿度及び培養時間等の検体の培養条件と、
(6)検体の培養開始時刻と、
(7)検体の培養開始から所定の時間経過後の時刻(以下、「培養検査時刻」ともいう。)と、
(8)インキュベータ番号及びインキュベータ内の段数等の位置等の検体の培養場所と、(9)作業開始時刻及び終了時刻を示す作業日時と、
(10)作業者ID(社員ID)及び作業者名と、
が含まれる。そして、作業情報の各情報は、種別毎にかつ作業毎にデータベース400に登録されている。
(1)作業IDと、
(2)検体を抽出すべき作業ライン80の識別情報(以下、「ラインID」という。)又は作業ライン80が複数の工程を有している場合には、ラインID及び工程の識別情報(以下、「工程ID」という。)と、
(3)検体としての食品の製品名、ロットの識別情報(以下、「ロットID」という。)及びロット名と、
(4)一般生菌又は大腸菌群等の、検体から検出する細菌の種別(以下、「検査種別」という。)と、
(5)培地の種類、検体の希釈液の種別、希釈倍率、培養温度、培養湿度及び培養時間等の検体の培養条件と、
(6)検体の培養開始時刻と、
(7)検体の培養開始から所定の時間経過後の時刻(以下、「培養検査時刻」ともいう。)と、
(8)インキュベータ番号及びインキュベータ内の段数等の位置等の検体の培養場所と、(9)作業開始時刻及び終了時刻を示す作業日時と、
(10)作業者ID(社員ID)及び作業者名と、
が含まれる。そして、作業情報の各情報は、種別毎にかつ作業毎にデータベース400に登録されている。
携帯用通信端末装置10は、例えば、通信機能を有するデジタルカメラ、タブレット型情報端末装置、スマートフォン又は携帯用電話機等、静止画像等の撮像機能又は録画機能(以下、単に「カメラ機能」という。)を有し、かつ、作業者によって携帯可能な通信端末装置である。
特に、携帯用通信端末装置10は、カメラ機能によって、フィルム型培地60を画像化して画像データ(以下、「培地画像データ」という。)を生成するとともに、作業指示書70を画像化して指示書画像を生成することが可能な構成を有している。
そして、携帯用通信端末装置10は、画像化された指示書画像のデータ(以下、「指示書画像データ」という。)及びフィルム型培地60の培地画像データから作業ID及び培地の識別情報(以下、「培地ID」という。)を取得し、当該取得した作業ID及び培地IDと、培地画像データと、当該培地画像データのメタデータと、を培地情報として、サーバ装置40のデータベース400に登録することが可能な構成を有している。
一方、携帯用通信端末装置10は、培地情報をサーバ装置40に送信する際には、BLUETOOTH(登録商標)、ワイヤレスLAN(WLAN:Wireless Local Area Network)又はワイヤレスPAN(WPAN:Wireless Personal Area Network)等の近距離無線用の通信規格を用いて直接若しくはアクセスポイント50を介してサーバ装置40に送信し、又は、図示しない移動基地局を介して公衆電話回線網を用いてサーバ装置40に送信する構成を有している。
そして、携帯用通信端末装置10は、XML(eXtensible Markup Language)等のマークアップ言語によって構築されたブラウザ機能を有し、当該ブラウザ機能を用いて作業者の操作入力指示及び操作確認を実行するとともに、当該ブラウザ機能を介して培地情報をサーバ装置40に送信するようになっている。
管理者端末装置20は、例えば、タブレット型情報端末装置、スマートフォン、パーソナルコンピュータ又はワークステーション等の情報通信端末装置である。そして、管理者端末装置20は、管理者の識別情報(以下、「管理者ID」という。)と管理者のパスワード及び作業者の識別情報(以下、「作業者ID」という。)を管理し、サーバ装置40へのアクセス権限の管理、携帯用通信端末装置10の端末IDの管理、及び、登録された培地情報の修正その他の管理を行うことができる制御装置として機能する。
また、管理者端末装置20は、携帯用通信端末装置10と同様に、マークアップ言語によって構築されたブラウザ機能を有し、当該ブラウザ機能を用いてサーバ装置40とのデータの授受、報告書の閲覧等を実行することができる構成を有している。
なお、管理者端末装置20は、同一ロット内において、工程を実行する機械の故障その他によって各作業が中断した場合に、又は、作業者における培地情報の登録ミス等が発生した場合に、培地情報その他の情報を修正することができる構成を有している。
ネットワーク30は、例えば、携帯電話網を含む公衆電話回線網(以下、「長距離通信ネットワーク」という)、近距離無線ネットワーク等のIP(Internet Protocol)ネットワーク、又は、その双方が相互接続されて構成されている。ただし、当該ネットワーク30の構成は、これに限られない。
サーバ装置40は、携帯用通信端末装置10又は管理者端末装置20と連動し、ロット及び作業ライン80の衛生管理を行うための各データ処理を実行するために用いられるサーバ装置である。
そして、サーバ装置40は、携帯用通信端末装置10と連動し、データベース400に、培養開始前の各フィルム型培地60における培地情報の登録(以下、「初期登録」という。)、及び、培養開始後の登録(以下、「培養後登録」という。)を行うとともに、携帯用通信端末装置10から送信された培地情報を取得し、当該取得した培地情報の培地画像データによって形成される培地の画像(以下、「培地画像」という。)から、検体の培養によって形成されたコロニーを検出する構成を有している。
具体的には、サーバ装置40は、
(1)携帯用通信端末装置10からコロニーが形成されたフィルム型培地60の画像データを取得し、
(2)取得した培地画像データの培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量を抽出し、
(3)抽出した複数のピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を算出し、
(4)算出した統計的基準に基づいて、所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして特定し、
(5)特定したコロニーピクセルに基づいてコロニーの検出及び当該コロニーの数の計数を実行し、
(6)検出したコロニー及びその数を含む、当該コロニーに関する情報を培地情報としてデータベースに登録する構成を有している。
(1)携帯用通信端末装置10からコロニーが形成されたフィルム型培地60の画像データを取得し、
(2)取得した培地画像データの培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量を抽出し、
(3)抽出した複数のピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を算出し、
(4)算出した統計的基準に基づいて、所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして特定し、
(5)特定したコロニーピクセルに基づいてコロニーの検出及び当該コロニーの数の計数を実行し、
(6)検出したコロニー及びその数を含む、当該コロニーに関する情報を培地情報としてデータベースに登録する構成を有している。
なお、(2)で色特徴量を抽出するピクセル数は、複数のピクセルの色特徴量の平均値が、食品等の検体に由来する色の成分(残渣)を含む培地の色を構成するピクセルの実際の色特徴量の範囲内に含まれれば特に制限されることはない。
すなわち、通常、コロニーピクセル以外の、培地画像を構成するピクセル数は、培地画像を構成する全てのピクセル数に対して大部分(例えば9割程度以上)を占めるから、(2)で色特徴量を抽出するピクセル数は、培地画像を構成する全てのピクセル数に対して例えば50%以上であればよく、(4)においてコロニーピクセルを正確に特定できる。
すなわち、通常、コロニーピクセル以外の、培地画像を構成するピクセル数は、培地画像を構成する全てのピクセル数に対して大部分(例えば9割程度以上)を占めるから、(2)で色特徴量を抽出するピクセル数は、培地画像を構成する全てのピクセル数に対して例えば50%以上であればよく、(4)においてコロニーピクセルを正確に特定できる。
また、経験則や後述する機械学習により、培地画像を構成する全てのピクセル数に対するコロニーピクセル数の割合が予め決定できる場合には、(2)で色特徴量を抽出するピクセル数は、培地画像を構成する全てのピクセル数に対して、培地画像を構成する全てのピクセル数に対するコロニーピクセル数の割合の10倍以上の割合でよく、(4)においてコロニーピクセルをより正確に特定できる。
例えば、培地画像を構成する全てのピクセル数に対するコロニーピクセル数の割合が5%であれば、(2)で色特徴量を抽出するピクセル数は、培地画像を構成する全てのピクセル数に対して50%以上であればよい。
以下の一部の実施例においては、コロニーピクセルを精度よく特定できるように、(2)で色特徴量を抽出するピクセルとして、培地画像を構成する全てのピクセルを用いている。
例えば、培地画像を構成する全てのピクセル数に対するコロニーピクセル数の割合が5%であれば、(2)で色特徴量を抽出するピクセル数は、培地画像を構成する全てのピクセル数に対して50%以上であればよい。
以下の一部の実施例においては、コロニーピクセルを精度よく特定できるように、(2)で色特徴量を抽出するピクセルとして、培地画像を構成する全てのピクセルを用いている。
(3)の統計的基準は、例えば、抽出した複数のピクセルの色特徴量の平均値若しくは偏差値であってもよいし、抽出した複数のピクセルにおいて色特徴量が同一であるピクセルの数が最大となる値であってもよい。その他、上記平均値からの距離であってもよい。
このような構成により、本実施形態の衛生管理システムSにおいては、培地画像データの培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を算出し、食品等の検体に由来する色の成分(残渣)を含む培地の色を構成するピクセルの色特徴量のばらつきを把握することができる。
すなわち、本実施形態の衛生管理システムSにおいては、統計的基準を算出し、培地の色を構成するピクセルの色特徴量のばらつきを把握することによって、残渣を含む培地画像の背景色(培地本来の色)の理想的な分布範囲を正規分布等の確率分布に基づいてモデル化することができるとともに、所定の条件を具備するピクセル、例えば、残渣を含む培地画像の背景色の理想的な分布範囲外に存在するピクセルをコロニーピクセルとして特定することができるようになっている。
なお、コロニーを含むフィルム型培地60の画像の多くのピクセルは、培地のピクセル(すなわち、背景色を構成するピクセル)であるため、背景色の理想的な分布範囲(以下、「背景色モデル」という。)を算出する際に、コロニーが含まれている場合であっても、そのピクセル数(すなわち、コロニーピクセルのピクセル数)の影響はモデル化にあたり非常に小さく、コロニーを含む培地画像の全体を用いたモデルであってもコロニー検出に利用可能である。
したがって、本実施形態の衛生管理システムSにおいては、食品等の検体に由来する色の成分(残渣)の混入によって培地が本来の色から変化したとしても、残渣の影響を無視することができるとともに、コロニーピクセルを特定することができるので、特定したコロニーピクセルに基づいてコロニーを検出することができるようになっている。
この結果、本実施形態の衛生管理システムSにおいては、食品等の検体に由来する色の成分(残渣)の混入によって培地が本来の色から変化したとしてもコロニーの検出及びその計数を的確に実行することができるとともに、的確に検出されたコロニー及びその数に関する情報を含む培地情報をデータベースに登録することができるようになっている。
また、本実施形態の衛生管理システムSにおいては、紙媒体などの物理的な資源を利用して種々のデータ解析及びその提供を行う場合に比べて省資源化をも図ることができるとともに、培地に関する培地情報をデータベース400に登録させることによって登録ミスが著しく減少し、難しい培地の管理を容易にすることができるので、無駄に培地を消費すること無く省資源化を図ることができるようになっている。
[2]フィルム型培地
次に、図2を用いて本実施形態のフィルム型培地60について説明する。なお、図2は、本実施形態に用いるフィルム型培地60の一例である。
次に、図2を用いて本実施形態のフィルム型培地60について説明する。なお、図2は、本実施形態に用いるフィルム型培地60の一例である。
本実施形態に用いるフィルム型培地60は、フィルム又はシ−ト状の乾燥培地によって作業ライン80の各工程から検出した検体としての食品に含まれる細菌を培養するための培地である。フィルム型培地60は、例えば、一般生菌、大腸菌群及び黄色ブドウ球菌等を培養する培地などである。その他、カビや酵母、リステリア菌、水中細菌、乳酸菌等の各種の微生物を培養する培地であってもよい。
また、フィルム型培地60は、例えば、図2に示すように、フィルムによって形成される基材シート61と、基材シート61の中心を基準に当該基材シート61上に形成される円形の枠(以下、「円形枠」という。)62と、該枠内に設けられる細菌を培養する培養層63と、当該培養層63を被覆するカバーシート64と、基材シート61の右側に形成された培地ID66と、を有している。
例えば、培地ID66は、2次元バーコード等のバーコード又は英数字で形成されており、フィルム型培地60の撮像時に一緒に画像化され、バーコード認識機能又はOCR(Optical Character Recognition)機能などの画像解析機能を用いて、携帯用通信端末装置10又はサーバ装置40において取得される。
基材シート61は、フィルム状又はシート状の基材であれば特に限定されず、例えば、プラスチックフィルムや紙等を用いることができる。プラスチックフィルムの例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート等の樹脂フィルムを好ましく挙げることができる。ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン系の合成紙等が好ましく挙げることができる。なお、ポリプロピレン系合成紙は、ポリプロピレンを主原料とするフィルム合成紙である。
なお、フィルム型培地60は、培地ID66を記憶させたICタグを有し、携帯用通信端末装置10が有する近距離無線通信インターフェース(例えば、ICタグリーダ)によって当該携帯用通信端末装置10に培地ID66を取得させてもよい。
[3]作業指示書
次に、図3を用いて本実施形態の作業指示書70について説明する。なお、図3は、本実施形態に用いる作業指示書70の一例である。
次に、図3を用いて本実施形態の作業指示書70について説明する。なお、図3は、本実施形態に用いる作業指示書70の一例である。
本実施形態の作業指示書70は、同一条件によって製造又は検査された食品群毎、すなわち、ロット毎に、一以上の製造工程又は検査工程の作業名称及びその内容と、使用する作業ライン80と、製造又は検査される食品(加工食品)名称、数量その他の情報と、が記載された指示書である。
また、本実施形態の作業指示書70は、右上に印刷その他の方法によって形成された指示書ID71aと、所定の領域に印刷その他の方法によって形成された複数の工程ID71bと、を有している。指示書ID71a及び各工程ID71bは、作業ID71として用いられ、例えば、2次元バーコード等のバーコード又は英数字で形成されている。そして、指示書ID71a及び各工程ID71bは、フィルム型培地60の登録が実行される際に当該フィルム型培地60と同様に画像化され、携帯用通信端末装置10又はサーバ装置40において解析することによって認識される。
なお、作業指示書70は、フィルム型培地60と同様に、指示書ID71a又は工程ID71bの作業ID71を記憶させたICタグを有し、タグリーダなどの携帯用通信端末装置10が有するインターフェース(近距離無線通信インターフェース)によって当該携帯用通信端末装置10に作業ID71を取得させてもよい。また、以下の説明においては、特別に言及しない場合には、作業ID71とは、指示書ID71a又は工程ID71bを示す。
[4]携帯用通信端末装置
次に、図4を用いて本実施形態の携帯用通信端末装置10の構成について説明する。なお、図4は、本実施形態の携帯用通信端末装置10の構成を示すブロック図である。
次に、図4を用いて本実施形態の携帯用通信端末装置10の構成について説明する。なお、図4は、本実施形態の携帯用通信端末装置10の構成を示すブロック図である。
本実施形態の携帯用通信端末装置10は、各種のプログラムが実行される際に用いられるメモリ機能を有するデータ記憶部100と、撮像機能を有し、フィルム型培地60の画像データその他の画像データを生成する画像データ生成部110と、サーバ装置40と連動して培地情報をサーバ装置40に初期登録及び培養直後を含む培養後登録する処理(以下、「培地情報登録処理」という。)その他の処理を実行するアプリケーション制御部120と、を備えている。
また、携帯用通信端末装置10は、サーバ装置40及び他の通信装置と通信を行うネットワーク通信部130と、ICタグその他の通信用のインターフェースとデータの授受を行う近距離無線通信インターフェース140と、現在位置を検出する現在位置検出部150と、表示部160と、表示部160を制御する表示制御部161と、ユーザの操作を入力するための操作部170と、タイマー180と、装置全体を制御する携帯端末管理制御部190と、を有している。
そして、携帯用通信端末装置10は、例えば、電話機能及び電子メール等のメール機能を有する場合には、マイク、スピーカ及び電子メールの送受信機能等の種々の必要な部材を有している。さらに、上述の各部は、バス11によって互いに接続され、データの授受が実行される。
データ記憶部100は、各種のアプリケーションプログラムが記憶されるアプリケーション記憶部101と、画像データ生成部110によって撮像されて生成された画像データが記憶される画像データ記憶部102と、携帯用通信端末装置10の管理及び制御に関するプログラム、並びに、各プログラムの実行中にワークエリアとして用いられるとともに、携帯用通信端末装置10で実行される各処理において用いられるデータが記憶されるROM/RAM103と、を有している。
特に、アプリケーション記憶部101には、画像データ生成部110、操作部170、表示制御部161及び画像データ記憶部102と連動しつつ、アプリケーション制御部120によって実行されるアプリケーションプログラム(以下、「アプリ」という。)が記録されている。また、アプリケーション記憶部101には、上述のブラウジング機能を実現するためのブラウザ用のプログラムも記録されている。
画像データ記憶部102には、撮像した培地画像データ及び指示書画像データと、各画像データを管理するための画像IDと、撮像時刻等の各画像データに対応する各種のメタデータと、作業ID71と、培地ID66と、各種のフラグ情報と、が対応付けられて記憶される。なお、画像IDとは、各携帯用通信端末装置10において適宜付与される任意の識別情報である。
画像データ生成部110は、光学システムと、当該光学システムから入力された光学画像を電気信号に変換するCCDIセンサ(Charge Coupled Device Image Sensor)と、CCDIセンサにおいて生成された電気信号に基づいて画像データを生成する生成部と、を有する。
特に、画像データ生成部110は、作業指示書70を撮像した際に、当該撮像された作業指示書70を画像化し、指示書画像データを生成する。また、画像データ生成部110は、検体に含まれる細菌が培養される、又は、培養されたフィルム型培地60を撮像した際に、当該撮像されたフィルム型培地60を画像化し、当該フィルム型培地60の培地画像データを培地画像データとして生成する。
アプリケーション制御部120は、所定のアプリによって培地情報登録処理を実現する。特に、アプリケーション制御部120は、アプリケーション記憶部101に記憶された培地登録アプリによって携帯用通信端末装置10の各部を制御するための各種制御プログラムを実行しつつ、ネットワーク通信部130、表示制御部161及び操作部170と連動して、又は、制御して各種の処理を実行する。
具体的には、アプリケーション制御部120は、アプリケーション記憶部101に記録された培地登録アプリを実行し、画像データ生成部110を制御して撮像されたフィルム型培地60の培地画像データを取得して画像データ記憶部102に記憶する。
そして、アプリケーション制御部120は、画像化された培地画像データから培地ID66を取得し、当該取得した培地ID66とともに、培地画像データと当該培地画像データのメタデータと各種のフラグ情報とを画像データ記憶部102に記憶する。なお、アプリケーション制御部120は、通信回線を介して他の通信装置又はデータベース400と連動してバーコード認識又はOCR認識を実行してもよい。
また、アプリケーション制御部120は、培地画像データの撮像後、又は、所定のタイミングによって、検体の培養開始時に培地情報をサーバ装置40に登録する初期登録及び当該検体の培養開始後に培地情報を登録する培養後登録を実行する。特に、アプリケーション制御部120は、作業者の指示に基づいて、初期登録か又は培養後登録かを特定し、いずれかの登録かを示す情報(フラグ情報)を培地情報に含めてサーバ装置40に送信する。
また、アプリケーション制御部120は、フィルム型培地60を撮像した際に、タイマー180から現在時刻を取得し、当該現在時刻を撮像時刻として所定の画像IDとともに培地画像データのメタデータとして画像データ記憶部102に記憶し、サーバ装置40に培地画像データを送信する際に一緒に送信する。
なお、アプリケーション制御部120は、培地ID66と、指示書ID71a及び工程ID71bである作業ID71と、がICタグに記憶されている場合には、操作部170及び表示制御部161及び近距離無線通信インターフェース140と連動して培地ID66及び作業ID71を取得する。
また、アプリケーション制御部120は、サーバ装置40によって培地ID66及び作業ID71を培地画像データ及び指示書画像データから認識する場合には、培地情報として培地画像データの他に指示書画像データを送信する。
さらに、アプリケーション制御部120は、実装上、携帯端末管理制御部190を構成するCPU(中央演算処理装置)が、アプリを実行した際の機能として実現されるものであってもよい。
ネットワーク通信部130は、アプリケーション制御部120及び携帯端末管理制御部190の制御の下、ネットワーク30に接続されるサーバ装置40との通信回線を構築し、培地画像データ等の種々のデータの授受を行う。
近距離無線通信インターフェース140は、アプリケーション制御部120及び携帯端末管理制御部190の制御の下、ICタグを用いた近距離無線通信を行う。
現在位置検出部150は、アプリケーション制御部120又は携帯端末管理制御部190の制御の下、ネットワーク30を介してGPS(Global Positioning System)衛星の位置を認識しつつ、当該GPS衛星から送信された衛星信号(GPS信号)を検出する。
そして、現在位置検出部150は、当該検出されたGPS信号に基づいて携帯用通信端末装置10の現在位置の緯度及び経度によって示される座標値を算出(すなわち、検出)する。また、この現在位置検出部150は、この算出された座標値を位置情報としてアプリケーション制御部120に提供する。
なお、携帯用通信端末装置10が、電話機能や近距離無線機能を有している場合には、電話や近距離無線に用いる電波を電話基地局等において受信した方角と電波強度に基づいて当該携帯用通信端末装置10の現在位置を算出(検出)してもよい。
表示部160は、所定のサイズ(例えば、5インチ、W480×H960ピクセル)の画像表示領域を有し、液晶素子又はEL(Electro Luminescence)素子のパネルによって構成され、表示制御部161において生成された表示データに基づいて所定の画像を表示するようになっている。特に、本実施形態では、表示部160は、培地登録アプリが実行されている際に、操作部170と連動しつつ、各種の表示及び撮像されて画像化された作業指示書70とフィルム型培地60との画像を表示する。
表示制御部161は、アプリケーション制御部120又は携帯端末管理制御部190の制御の下、表示部160に所定の画像を表示させるために必要な表示データを生成し、生成した表示データを当該表示部160に出力するようになっている。
操作部170は、各種の確認ボタン、各操作指令を入力する操作ボタン、テンキー等の多数のキー及び表示部160上に設けられたタッチセンサにより構成され、各操作を行う際に用いられるようになっている。具体的には、操作部170は、培地登録アプリの起動時に上述の各種の処理を実行するための操作を行う際に用いられるようになっている。
なお、本実施形態においては、操作部170は、培地ID66を直接手入力する際に用いることも可能である。
タイマー180は、画像データ生成部110がフィルム型培地60を撮像するときの日付及び時刻をアプリケーション制御部120に提供する。
携帯端末管理制御部190は、主に中央演算処理装置(CPU)によって構成されるとともに、キー入力ポート、表示制御ポート等の各種入出力ポートを含み、携帯用通信端末装置10の全般的な機能及び情報提供プログラムを実行するための全般的な機能を総括的に制御するようになっている。
[5]サーバ装置
[5.1]サーバ装置の構成
次に、図5を用いて本実施形態のサーバ装置40の構成について説明する。なお、図5は、本実施形態のサーバ装置40の構成を示す構成図である。
[5.1]サーバ装置の構成
次に、図5を用いて本実施形態のサーバ装置40の構成について説明する。なお、図5は、本実施形態のサーバ装置40の構成を示す構成図である。
本実施形態のサーバ装置40は、図5に示すように、作業情報及び培地情報等の各種の情報が記憶されるデータベース400と、携帯用通信端末装置10及び管理者端末装置20と通信を行う通信制御部410と、培地情報登録処理等の各種の処理を実行するデータ処理部420と、サーバ装置40の各部を制御するサーバ管理制御部430と、各部の制御に用いるROM/RAM440と、時刻管理を行うために用いるタイマー450と、を有する。なお、上述の各部は、バス41によって相互に接続され、各構成要素間におけるデータの転送が実行される。
通信制御部410は、所定のネットワークインターフェースであり、携帯用通信端末装置10又は管理者端末装置20と通信回線を構築し、携帯用通信端末装置10又は管理者端末装置20と種々のデータの授受を行う。
データベース400は、HDD又はSSDにより構成され、培地情報データベース(以下、「培地情報DB」と略す。)401、ライン情報データベース(以下、「ライン情報DB」と略す。)402及びロット情報データベース(以下、「ロット情報DB」と略す。)403及び作業管理データベース(以下、「作業管理DB」と略す。)404を有する。なお、例えば、本実施形態の各DBは、本発明に係るデータベースを構成する。
培地情報DB401は、各作業ライン80の工程毎に抽出された検体のフィルム型培地60に関する培地情報が作業ID71及び培地ID66毎に格納されるデータベースである。例えば、培地情報DB401には、
(1)培地ID
(2)撮像された培地画像データ
(3)撮像時刻
(4)フラグ情報を含むその他の情報
(5)培地画像における各ピクセルの識別子(以下、「ピクセルID」という。)
(6)各ピクセルIDの画像における位置情報(XY座標値)
(7)各ピクセルの色特徴量(例えば、RGBの階調値)のデータ
(8)培地画像を構成するピクセルの色特徴量の確率分布関数における、各ピクセルの色特徴量になる確率を示す応答値f(xi)のデータ
(9)コロニー数に基づいてフィルム型培地60(すなわち、検体)が正常であるか異常であるかを判定する培地判定の結果
(10)作業ID
の10個のデータが対応付けて記録される。
(1)培地ID
(2)撮像された培地画像データ
(3)撮像時刻
(4)フラグ情報を含むその他の情報
(5)培地画像における各ピクセルの識別子(以下、「ピクセルID」という。)
(6)各ピクセルIDの画像における位置情報(XY座標値)
(7)各ピクセルの色特徴量(例えば、RGBの階調値)のデータ
(8)培地画像を構成するピクセルの色特徴量の確率分布関数における、各ピクセルの色特徴量になる確率を示す応答値f(xi)のデータ
(9)コロニー数に基づいてフィルム型培地60(すなわち、検体)が正常であるか異常であるかを判定する培地判定の結果
(10)作業ID
の10個のデータが対応付けて記録される。
なお、抽出すべき検体が、同一のロットにおいて、常に同一の作業ライン80の同一の工程から抽出する場合には、作業IDは、ロットIDであればよく、抽出すべき検体が、同一のロットであっても異なる作業ライン80又は異なる工程から抽出する場合には、ラインID又は工程ID71bとなる。
また、各培地情報におけるコロニー数及び培地判定の結果は、培地情報が登録される際に登録されてもよいし、当該培地情報の登録タイミングと異なる所定のタイミングで登録されてもよい。
さらに、同一のフィルム型培地60の培地情報の撮像時刻が複数登録される場合には(すなわち、後述の培養検査時刻が複数の場合には)、同一の培地ID66において、培養検査時刻毎に培地画像、撮像時刻、コロニー数、培地判定の各培地情報が記憶される。
ライン情報DB402は、各作業ライン80に関するライン情報がラインID毎に格納されるデータベースである。例えば、ライン情報DB402には、
(1)ラインID
(2)作業ライン80が有する工程の工程ID71b及びその種別
の2つのデータが対応付けて記録される。工程種別としては、材料投入、調合、充填、ボイル、包装、及び、梱包等の各工程を特定する名称が用いられる。
(1)ラインID
(2)作業ライン80が有する工程の工程ID71b及びその種別
の2つのデータが対応付けて記録される。工程種別としては、材料投入、調合、充填、ボイル、包装、及び、梱包等の各工程を特定する名称が用いられる。
ロット情報DB403は、各ロットに関するロット情報がロットID毎に格納されるデータベースである。例えば、ロット情報DB403には、
(1)ロットID(指示書ID71a)
(2)ロットの製造又は検査に用いる作業ラインのラインID
(3)ロットの作業開始時刻
(4)ロットの作業終了時刻
(5)ロットの作業を実行する作業者の作業班
の5つのデータが対応付けて記録される。
(1)ロットID(指示書ID71a)
(2)ロットの製造又は検査に用いる作業ラインのラインID
(3)ロットの作業開始時刻
(4)ロットの作業終了時刻
(5)ロットの作業を実行する作業者の作業班
の5つのデータが対応付けて記録される。
作業管理DB404は、作業内容に関する各種の情報が格納されるデータベースである。例えば、作業管理DB404には、
(1)作業ID
(2)検体を抽出すべき作業ラインのラインID(又はラインID及び工程ID71b)(3)検体(食品)の種別(製品名、ロットID及び/又はロット名)
(4)検査種別(一般生菌又は大腸菌群など検出する細菌種)
(5)培養条件(培地の種類、検体の希釈液の種別、希釈倍率、培養温度、培養湿度及び培養時間)
(6)培養開始時刻
(7)培養開始から所定の時間経過後の時刻(以下、「培養検査時刻」ともいう。)
(8)培養場所(例えば、インキュベータ番号及びインキュベータ内の段数等の位置)
(9)作業日時(作業開始時刻及び終了時刻)
(10)作業者ID(及び/又は作業者名)
の10個のデータが対応付けて記録される。
(1)作業ID
(2)検体を抽出すべき作業ラインのラインID(又はラインID及び工程ID71b)(3)検体(食品)の種別(製品名、ロットID及び/又はロット名)
(4)検査種別(一般生菌又は大腸菌群など検出する細菌種)
(5)培養条件(培地の種類、検体の希釈液の種別、希釈倍率、培養温度、培養湿度及び培養時間)
(6)培養開始時刻
(7)培養開始から所定の時間経過後の時刻(以下、「培養検査時刻」ともいう。)
(8)培養場所(例えば、インキュベータ番号及びインキュベータ内の段数等の位置)
(9)作業日時(作業開始時刻及び終了時刻)
(10)作業者ID(及び/又は作業者名)
の10個のデータが対応付けて記録される。
なお、培養検査時刻には、単一の時刻(すなわち、検体の培養を終了させる終了時刻)だけが設定されてもよいし、培養開始時刻から法定された又は所定の時間経過後、例えば、培養開始時刻から24時間経過後、48時間経過後又は72時間経過後等の複数の時刻が設定されてもよい。
データ処理部420は、ROM/RAM440に記録されているアプリケーションに応じて各種データ処理を実行する。特に、データ処理部420は、所定のプログラムを実行することによって、
(1)通信制御部410の動作管理と、
(2)各携帯用通信端末装置10と連動しつつ各種の培地情報を取得してデータベース400に登録する培地情報登録処理と、
(3)培地情報登録処理中に又は培地情報登録処理後の所定のタイミングにおいて、各フィルム型培地60の各培地画像からコロニーを検出し、そのコロニーを計数し、かつ、当該コロニー数に基づく培地判定を実行するコロニー検出判定処理と、
(4)登録した培地情報に基づいてロットの判定を行うロット判定処理と、
(5)判定結果を報告書形式で出力する報告処理と、
(6)データベース400の管理及び制御と、
を行う。
(1)通信制御部410の動作管理と、
(2)各携帯用通信端末装置10と連動しつつ各種の培地情報を取得してデータベース400に登録する培地情報登録処理と、
(3)培地情報登録処理中に又は培地情報登録処理後の所定のタイミングにおいて、各フィルム型培地60の各培地画像からコロニーを検出し、そのコロニーを計数し、かつ、当該コロニー数に基づく培地判定を実行するコロニー検出判定処理と、
(4)登録した培地情報に基づいてロットの判定を行うロット判定処理と、
(5)判定結果を報告書形式で出力する報告処理と、
(6)データベース400の管理及び制御と、
を行う。
特に、データ処理部420は、コロニー検出判定処理において、培地画像データの培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を算出し、算出した統計的基準に基づいて、所定の条件を具備するピクセルをコロニーの画像を構成するコロニーピクセルとして特定し、特定したコロニーピクセルに基づいてコロニーを検出しつつ、当該コロニーの数を計測する。
具体的には、データ処理部420は、データベース400の管理及び制御を含めて培地情報登録処理を実行する登録処理部421と、コロニー検出判定処理を実行するコロニー検出判定部422と、ロット判定処理を実行するロット判定処理部424と、報告処理を実行する報告処理部425と、を含む。
なお、例えば、本実施形態の登録処理部421は、本発明に係る取得手段及び登録手段を構成し、本実施形態のコロニー検出判定部422は、本発明の抽出手段、算出手段、特定手段及び検出手段を構成する。また、さらに、本実施形態の登録処理部421、コロニー検出判定部422、ロット判定処理部424及び報告処理部425の詳細については後述する。
サーバ管理制御部430は、主に中央演算処理装置(CPU)によって構成され、プログラムを実行することによって、サーバ装置40の各部を統合制御する。具体的には、サーバ管理制御部430は、ユーザの操作による携帯用通信端末装置10からのログイン要求に基づいて各ユーザのログイン処理、及び、その他の各種の制御を行う。
ROM/RAM440には、サーバ装置40の駆動に必要な各種のプログラムが記録されている。特に、ROM/RAM440には、基準特性を規定するための情報、各フィルム型培地60の培地判定(合否判定)、工程判定、ライン判定及びロット判定の各判定を実行する際に用いる判定基準の情報(以下、「培地判定基準情報」ともいう。)等のそれぞれの各情報が記憶される。また、ROM/RAM440は、各プログラムの実行中にワークエリアとして用いられる。
タイマー450は、培地情報の登録処理及びロット判定処理を実行する際に必要な時刻を管理するために用いられる。
[5.2]登録処理部
次に、本実施形態のサーバ装置40における登録処理部421の詳細について説明する。
次に、本実施形態のサーバ装置40における登録処理部421の詳細について説明する。
本実施形態の登録処理部421は、携帯用通信端末装置10と連動し、作業ID71に対応付けつつ、各培地情報を培地情報DB401に登録する培地情報登録処理を実行する。特に、登録処理部421は、培地情報に含まれる、初期登録か又は培養後登録かを示すフラグ情報に基づいて、異なる培地情報登録処理を実行する。
(初期登録)
登録処理部421は、初期登録を示すフラグ情報が携帯用通信端末装置10から送信された培地情報に含まれている場合には、初期登録に基づく培地情報登録処理を実行する。
登録処理部421は、初期登録を示すフラグ情報が携帯用通信端末装置10から送信された培地情報に含まれている場合には、初期登録に基づく培地情報登録処理を実行する。
具体的には、登録処理部421は、通信制御部410を介して培地情報を取得すると、培地情報に含まれる培地ID66及び作業ID71を特定する。また、登録処理部421は、特定した作業ID71に基づいて、作業管理DB404を検索し、該当する作業情報を特定しつつ、当該特定した作業情報に対応付けて、取得した培地画像データ及び撮像時刻を培地情報DB401に登録する。
特に、登録処理部421は、取得した作業ID71に基づいて検体を抽出した作業ライン80が含まれるロットID、当該作業ライン80のラインID、当該検体を抽出した工程ID71bを特定するとともに、当該特定したロットID、ラインID及び工程ID71bに対応付けて、培地情報に含まれる培地画像データ及び撮像時刻を培地情報DB401に登録する。
そして、登録処理部421は、撮像時刻を培養開始時刻として培地情報DB401に登録する。なお、培養開始時刻は、当該時刻に培地情報の登録処理を実行することを前提に撮像時刻に代えて予め設定された時刻を用いてもよい。
(培養後登録)
登録処理部421は、培養後登録を示すフラグ情報が携帯用通信端末装置10から送信された培地情報に含まれている場合には、培養後登録に基づく登録処理を実行する。
登録処理部421は、培養後登録を示すフラグ情報が携帯用通信端末装置10から送信された培地情報に含まれている場合には、培養後登録に基づく登録処理を実行する。
具体的には、登録処理部421は、初期登録と同様に、通信制御部410を介し培地情報を取得すると、当該培地情報に含まれる培地ID66及び作業ID71を特定する。そして、登録処理部421は、特定した作業ID71に基づいて、作業管理DB404を検索し、該当する作業情報を特定しつつ、当該特定した作業情報に対応付けて、撮像時刻を培地情報DB401に登録する。なお、培養検査時刻は、培養開始時刻と同様に、当該時刻に培地情報の登録処理を実行することを前提に撮像時刻に代えて予め設定された時刻を用いてもよい。
一方、登録処理部421は、取得した培地画像データを、コロニー検出判定部422に画像解析させつつ、解析結果とともに、又は、解析せずに直接、培地情報DB401に登録する。なお、コロニー検出判定部422は、画像解析によって、コロニーの検出、コロニー数の計数及び培地判定を実行するようになっており、当該画像解析の詳細については後述する。
[5.3]コロニー検出判定部
[5.3.1]コロニー検出判定部の動作原理
次に、図6〜図11を用いて本実施形態のサーバ装置40におけるコロニー検出判定部422の動作原理について説明する。
[5.3.1]コロニー検出判定部の動作原理
次に、図6〜図11を用いて本実施形態のサーバ装置40におけるコロニー検出判定部422の動作原理について説明する。
なお、図6は、(A)残渣なしのフィルム型培地の画像、及び(B)その画像を構成する全てのピクセルをRとBの階調値で分布させた図の一例を示し、図7〜図9は、それぞれ、マンゴー果汁、抹茶、及び、チョコレートの検体について、(A)滴下したフィルム型培地の画像と、(B)その画像を構成する全てのピクセルをRとBの階調値で分布させた図の一例を示す。
また、図10は、(A)残渣なしのフィルム型培地の画像、(B)その画像を構成する全てのピクセルをRとBの階調値でそれぞれ分布させた図、及び(C)(B)の分布図を正規分布の定義で当てはめてモデル化した背景色モデルの一例を示し、図11は、(A)チョコレートの検体を滴下したフィルム型培地の画像、(B)その画像を構成する全てのピクセルをRとBの階調値でそれぞれ分布させた図、及び(C)(B)の分布図を正規分布の定義で当てはめてモデル化した背景色モデルの一例を示す。
通常、コロニーの検出及びコロニーの計数は、食品等の検体をフィルム型培地60に滴下して培養することにより行われる。この際、食品などの検体に由来する色の成分(すなわち、残渣)の混入により培地が着色されることがある。そのため、培地本来の色が認識不能になり、または、培地そのものの色が検出すべきコロニーの色と同系色や近似色になることによってコロニーとの画像上における色特徴量の差がなくなり、画像処理を行う際にコロニーカウントの精度が低下する場合がある。したがって、あらかじめ残渣の色を特定できればコロニーのカウントを精度よく行うことができる。しかしながら、検体によってはその残渣の色が異なり、かつ、その色は非常に多様であるため、各食品に由来する残渣によって着色された培地の色を事前に特定することはほぼ不可能である。
また、残渣によって着色された培地の色は、培地表面の凹凸や気泡などの影響で場所ごとに濃さが異なる。そのため、残渣を含むフィルム型培地の色を構成するピクセルの色特徴量のばらつきに関する情報がないと残渣となる色特徴量と差別化することができず、結果としてその影響を抑えることができない。
一方、例えば、図6のフィルム型培地60そのものの画像及び各ピクセルの確率分布と、図7〜図9に示すマンゴー、抹茶、または、チョコレートを検体として用いた場合の培地画像及び各ピクセルの確率分布と、を比較すると、残渣が混入した場合の培地画像は、残渣が混入していない培地画像より、多くのピクセルが分布する範囲外に多くのピクセルが分布していることがわかる。
また、背景色を構成するピクセルは、大部分が培地画像を構成するピクセルを占めるため、各ピクセルの色特徴量のばらつきの特性を把握し、多くのピクセルが分布する範囲を背景色に属するピクセルと想定することができるとともに、背景色を構成するピクセル群の分布範囲を特定し、当該特定した範囲を背景色モデルとしてモデル化することができれば、当該背景色モデルに属さないピクセル、すなわち、特定した分布範囲外に分布するピクセルは、コロニーピクセルと想定することができる。
そこで、本実施形態においては、残渣を含むフィルム型培地60の画像を構成する複数のピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を算出し、残渣を含むフィルム型培地60の画像の背景色の理想的なピクセルの分布範囲を正規分布等の確率分布の定義に当てはめて背景色モデルとしてモデル化するとともに、所定の条件を具備するピクセルとして、モデル化した背景色モデルに属さないピクセル、すなわち、背景色の理想的な分布範囲外に存在するピクセルをコロニーピクセルとして特定するようになっている。
例えば、本実施形態においては、色特徴量が2つの場合であって、図10(A)に示す残渣なしのフィルム型培地60における培地画像においては、RとGの階調値に基づく当該培地画像を構成する全てのピクセルが、図10(B)に示すように分布し、当該分布において正規分布の定義を当てはめると、図10(C)に示すように、当該各ピクセルの分布を背景色モデルとしてモデル化することができるようになっている。
また、本実施形態においては、同様に、色特徴量が2つの場合であって、図11(A)に示すチョコレートを検体として用いた場合の残渣ありのフィルム型培地60を用いた培地画像においては、RとGの階調値に基づく当該培地画像を構成するすべてのピクセルが、図11(B)に示すように分布し、当該分布において正規分布の定義を当てはめると、図11(C)に示すように、当該各ピクセルの分布を背景色モデルとしてモデル化することできる。確かに、残渣なしの培地画像に比べて残渣の混入によって培地が本来の色から変化し、確率分布上において背景色モデルの範囲が変化することになるが、本実施形態においては、その場合であっても、背景色の理想的な分布範囲を背景色モデルとしてモデル化することができるようになっている。
なお、このことは、複数のピクセルのRGB階調値のばらつき、すなわち、色特徴量が3つの場合であっても同様となる。
このように、本実施形態においては、各ピクセルが正規分布などの所定の確率分布になるものと想定して、当該確率分布における所定の範囲を、背景色の色特徴量を有するピクセルが属する範囲と定めて当該範囲を背景色モデルとしてモデル化するようになっている。
また、本実施形態においては、背景色モデルに属するピクセル、すなわち、背景色と特定される背景色モデルの分布範囲に属するピクセルは、培地画像を構成する全てのピクセルに対して占める割合が高いので、フィルム型培地60の背景色ほど、すなわち、背景色の理想的な分布範囲の中心に近いほど、培地画像を構成するピクセルの色特徴量の確率分布関数における、各ピクセルの色特徴量になる確率を示す値(すなわち、後述するピクセルの色特徴量の応答値f(xi))は高くなる。このため、当該応答値f(xi)が小さいピクセル(例えば、一定値以下の応答値を有するピクセル)は、培地画像の背景色の理想的な背景色モデルの分布範囲から外れた色のピクセルとなり、その結果、当該ピクセルは、コロニーピクセルであると判断することができる。
そこで、本実施形態においては、上述のように培地画像の背景色の理想的な背景色モデルをモデル化するとともに、予め定められた応答値が所定の条件を具備するピクセルを特定することによって、当該背景色モデルの分布範囲から外れた色のピクセルとして特定し、具体的には、予め定められた閾値以下の応答値を有するピクセルを特定し、当該特定したピクセルをコロニーピクセルとして特定するようになっている。
なお、本実施形態においては、コロニーピクセルと特定するための応答値の閾値としては、経験則によって決定されるようになっている。
このように、本実施形態の衛生管理システムSにおいては、食品等の検体に由来する色の成分(残渣)の混入によって培地が本来の色から変化したとしても、残渣の影響を無視することができるとともに、コロニーピクセルを特定することができるので、特定したコロニーピクセルに基づいてコロニーを検出することができるようになっている。
したがって、本実施形態の衛生管理システムSにおいては、食品等の検体に由来する色の成分(残渣)の混入によって培地が本来の色から変化したとしてもコロニーの検出及びその計数を的確に実行することができるとともに、的確に検出されたコロニー及びその数に関する情報を含む培地情報をデータベースに登録することができるようになっている。なお、以下に、コロニー検出判定部422の各処理の詳細を説明する。
[5.3.2]コロニー検出判定部の各処理の詳細
次に、図12を用いて、本実施形態のサーバ装置40におけるコロニー検出判定部422の各処理の詳細について説明する。なお、図12は、(A)チョコレートの検体を滴下して培養することによってコロニーが形成されたフィルム型培地の画像、(B)その残渣を含むフィルム型培地の色を構成するピクセルの色特徴量のばらつきを正規分布の定義で当てはめてモデル化した背景色モデル、及び(C)そのモデルの範囲から外れたピクセルをコロニーピクセルとして特定した図の一例を示す。
次に、図12を用いて、本実施形態のサーバ装置40におけるコロニー検出判定部422の各処理の詳細について説明する。なお、図12は、(A)チョコレートの検体を滴下して培養することによってコロニーが形成されたフィルム型培地の画像、(B)その残渣を含むフィルム型培地の色を構成するピクセルの色特徴量のばらつきを正規分布の定義で当てはめてモデル化した背景色モデル、及び(C)そのモデルの範囲から外れたピクセルをコロニーピクセルとして特定した図の一例を示す。
コロニー検出判定部422は、登録処理部421の制御の下、培地情報の培地情報DB401への登録時又は所定のタイミングにおいて、携帯用通信端末装置10から送信された培地情報に含まれる培地画像データから培地画像を取得する。
そして、コロニー検出判定部422は、
(1)取得した培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量(予め設定された、輝度値、明度、彩度、サブピクセル(RGB)の階調値などの1つ以上の色の特徴量)を抽出し、抽出した複数のピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を算出する処理(以下、「統計的基準算出処理」という。)、
(2)算出した統計的基準に基づいて、所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして特定する処理(以下、「コロニーピクセル特定処理」という。)、及び、
(3)特定したコロニーピクセルに基づいてコロニー検出及びその計数を実行するコロニー検出処理、を実行する。
(1)取得した培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量(予め設定された、輝度値、明度、彩度、サブピクセル(RGB)の階調値などの1つ以上の色の特徴量)を抽出し、抽出した複数のピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を算出する処理(以下、「統計的基準算出処理」という。)、
(2)算出した統計的基準に基づいて、所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして特定する処理(以下、「コロニーピクセル特定処理」という。)、及び、
(3)特定したコロニーピクセルに基づいてコロニー検出及びその計数を実行するコロニー検出処理、を実行する。
(統計的基準算出処理)
コロニー検出判定部422は、培地ID66の位置などによって培地画像から処理対象の領域(培養層63の領域)を特定しつつ、当該領域を構成するピクセル毎に、輝度値、明度、彩度、サブピクセル(RGB)の階調値などの予め設定された色特徴量を抽出する。例えば、RGBの階調値を用いる場合には、コロニー検出判定部422は、培地画像を構成する複数のピクセルのRGBの階調値を抽出するとともに、各ピクセルID及び当該ピクセルIDの画像における位置情報(画像上に予め定められたXY座標値)に対応づけてRGBの階調値のデータを培地情報DB401に記録する。
コロニー検出判定部422は、培地ID66の位置などによって培地画像から処理対象の領域(培養層63の領域)を特定しつつ、当該領域を構成するピクセル毎に、輝度値、明度、彩度、サブピクセル(RGB)の階調値などの予め設定された色特徴量を抽出する。例えば、RGBの階調値を用いる場合には、コロニー検出判定部422は、培地画像を構成する複数のピクセルのRGBの階調値を抽出するとともに、各ピクセルID及び当該ピクセルIDの画像における位置情報(画像上に予め定められたXY座標値)に対応づけてRGBの階調値のデータを培地情報DB401に記録する。
そして、コロニー検出判定部422は、抽出した複数のピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を算出する。例えば、コロニー検出判定部422は、抽出した複数のピクセルのRGBの階調値の平均値μと、分散Sを算出する。
なお、(式1)中のr、g、bの平均値は、(式3)〜(式5)を用いて算出し、(式2)における行列Sの各成分は、(式6)〜(式11)を用いて算出する。ただし、(式3)〜(式11)における「N」はピクセルの総数を示す。
(コロニーピクセル特定処理)
コロニー検出判定部422は、正規分布などの確率分布に当てはめて背景色モデルとなる色特徴量の応答値f(x)の範囲を決定するとともに、統計的基準算出処理によって算出した統計的基準に基づいて、各ピクセルの応答値f(xi)を算出し、所定の条件を具備する応答値に対応するピクセル、すなわち、決定した背景色モデルとなる色特徴量の応答値f(x)の範囲外になる応答値を有するピクセルをコロニーピクセルに特定する。
コロニー検出判定部422は、正規分布などの確率分布に当てはめて背景色モデルとなる色特徴量の応答値f(x)の範囲を決定するとともに、統計的基準算出処理によって算出した統計的基準に基づいて、各ピクセルの応答値f(xi)を算出し、所定の条件を具備する応答値に対応するピクセル、すなわち、決定した背景色モデルとなる色特徴量の応答値f(x)の範囲外になる応答値を有するピクセルをコロニーピクセルに特定する。
本実施形態の応答値とは、培地画像を構成するピクセルの色特徴量の確率分布関数における、各ピクセルの色特徴量になる確率を示すものであり、例えば、各ピクセルの色特徴量が正規分布すると想定される場合には、(式12)によって示すことができる。
また、(式12)中の「xi」は任意のピクセルのRGBの階調値を示し、xi=[ri,gi,bi]で表されるとともに、(式1)中の[i]は培地画像におけるピクセルIDを示し、「m」は次元数を示す。
具体的には、コロニー検出判定部422は、上述のように算出した統計的基準としての平均値μと分散Sに基づいて、(式12)に示す各ピクセルの色特徴量の応答値f(xi)を算出し、上記ピクセルID、当該ピクセルIDの画像における位置情報、RGBの階調値のデータに対応付けて培地情報DB401に記録する。
また、コロニー検出判定部422は、抽出した複数のピクセルのRGBの階調値の分布を正規分布等の確率分布の定義で当てはめてモデル化して背景色モデルを算出し、上述のように算出した応答値が背景色モデルに属するか否かを判定する。具体的には、コロニー検出判定部422は、抽出した複数のピクセルのRGBの階調値の分布が正規分布するものと想定し、上述のように算出した応答値が経験則によって決定された閾値より大きいか否かを判定する。
そして、コロニー検出判定部422は、応答値f(xi)が所定の条件を具備するピクセル、例えば、応答値f(xi)が経験則によって決定された閾値以下となるピクセルをコロニーピクセルとして特定する。
例えば、色特徴量が2つの場合であって、図12(A)に示すコロニーが形成されたフィルム型培地60の画像を構成する全てのピクセルのRとGの階調値の確率分布が得られている場合には、コロニー検出判定部422は、上述の演算を実行することによって、図12(B)に示すように、正規分布の定義で当てはめて背景色モデルをモデル化し、背景色モデルに属する応答値の範囲(閾値)を決定する。なお、図12(B)に示すように、各色特徴量における色(図面においては白色)の濃さが応答値の強さに対応する。
そして、コロニー検出判定部422は、各ピクセルのRとGの応答値f(xi)を算出するとともに、算出の結果、応答値が一定値(例えば1×10−18)以下のピクセル、例えば、上記画像の背景色の理想的な分布範囲[図12(c)]から外れた色のピクセル[図12(c)中の破線で囲った部分]を、コロニーピクセルとして特定する。
(コロニー検出処理)
コロニー検出判定部422は、コロニー検出処理として、培地情報DB401を参照して、特定したコロニーピクセルに基づいてコロニーの検出及び当該コロニーの数の計測を実行する。具体的には、コロニー検出判定部422は、特定したコロニーピクセルに対応づけて記録された当該ピクセルの画像における位置情報に基づいてコロニーの検出及び当該コロニーの数の計測を実行する。そして、コロニー検出判定部422は、コロニーピクセルの画像における位置情報、コロニー数などの各種情報を登録処理部421に提供する。
コロニー検出判定部422は、コロニー検出処理として、培地情報DB401を参照して、特定したコロニーピクセルに基づいてコロニーの検出及び当該コロニーの数の計測を実行する。具体的には、コロニー検出判定部422は、特定したコロニーピクセルに対応づけて記録された当該ピクセルの画像における位置情報に基づいてコロニーの検出及び当該コロニーの数の計測を実行する。そして、コロニー検出判定部422は、コロニーピクセルの画像における位置情報、コロニー数などの各種情報を登録処理部421に提供する。
(検体の合否判定)
コロニー検出判定部422は、各フィルム型培地60の検体が異常であるか正常であるかの培地判定(すなわち、検体の合否判定)を実行する。例えば、コロニー検出判定部422は、検体から検出された細菌の種類によって予め設定された細菌数の閾値(すなわち、判定基準)に基づいて、各検体の合否を判定し、その結果を登録処理部421に提供する。
コロニー検出判定部422は、各フィルム型培地60の検体が異常であるか正常であるかの培地判定(すなわち、検体の合否判定)を実行する。例えば、コロニー検出判定部422は、検体から検出された細菌の種類によって予め設定された細菌数の閾値(すなわち、判定基準)に基づいて、各検体の合否を判定し、その結果を登録処理部421に提供する。
特に、本実施形態においては、細菌の種類や検体の希釈倍率に基づいて判定基準は異なるので、登録処理部421は、検体を培養する際の基準及び細菌の種類に基づいて培地判定基準情報をROM/RAM440から読み出して培地判定を実行する。
各判定基準情報は、培地ID66に対応付けて特定されるようになっている。すなわち、検体から検出する細菌の種類毎にフィルム型培地60の種類が異なるので、培地ID66を特定すれば、検出すべき細菌の種類を特定することができる。したがって、本実施形態においては、予め希釈倍率等を定めておくことによって、培地ID66に基づいて特定される判定基準情報を読み出すことができるようになっている。
また、本実施形態において、工程判定、ライン判定、及び、ロット判定において各フィルム型培地60の合否判定を用いるので、これらの各判定と対応付けて培地判定が実行される。なお、工程判定、ライン判定、及び、ロット判定において各フィルム型培地60の合否判定の手法については後述する。
[5.4]ロット判定処理部
次に、本実施形態のサーバ装置40におけるロット判定処理部424の詳細について説明する。
次に、本実施形態のサーバ装置40におけるロット判定処理部424の詳細について説明する。
本実施形態のロット判定処理部424は、管理者端末装置20に入力された管理者の指示に基づいて、指定されたロット、作業ライン80又は工程における衛生管理に関するデータ解析(すなわち、合否判定)を実行する。
具体的には、ロット判定処理部424は、各ロットについて、該当するロットに用いられる作業ライン80のライン情報と、該当する作業ライン80に対応付けられて登録された培地情報(少なくともコロニー数)と、に基づいて、同一条件によって製造又は検査された食品群が所定の条件を具備しているか否かを判定する。
また、ロット判定処理部424は、ロット判定が指示されると、該当するロットに含まれる作業ライン80及び当該作業ライン80に属する工程が衛生管理上において異常であるか正常であるかの作業ライン80のライン判定(すなわち、衛生管理上の合否の判定)及び各工程の工程判定(すなわち、衛生管理上の合否の判定)を実行し、工程判定及びライン判定を用いてロット判定を実行する。
特に、ロット判定処理部424は、ロット判定が指示された際に、例えば、培養開始後から24時間、48時間等の所定の培養検査時刻を経過した培地情報におけるフィルム型培地60のコロニー数や検体の合否判定の培地情報に基づいて当該工程の衛生管理上の合否を判定し、該当する作業ライン80に含まれる工程の合否判定に基づいて当該作業ライン80の衛生管理上の合否を判定し、該当するロットに含まれる作業ライン80の合否判定に基づいて当該ロットの衛生管理上の合否を判定する。
なお、本実施形態のロット判定処理部424は、ロット判定だけでなく、工程判定又はライン判定のみをデータ解析として実行してもよい。
なお、本実施形態のロット判定処理部424は、ロット判定だけでなく、工程判定又はライン判定のみをデータ解析として実行してもよい。
(工程判定)
ロット判定処理部424は、同一タイミングの培養開始時刻、同一タイミングの培養検査時刻、予め設定された第1時刻から第2時刻までの時間内の時刻を有する培養開始時刻又は、予め設定された第1時刻から第2時刻までの時間内の時刻を有する培養検査時刻を有するなど、培養開始時刻又は培養検査時刻が所定の条件を有し、かつ、同一のロットの同一の工程に対応付けて登録された複数のフィルム型培地60の培地情報に基づいて、各工程判定を実行する。すなわち、ロット判定処理部424は、複数のフィルム型培地60の各培地判定の結果に基づく、総合判定によって各工程判定を実行する。
ロット判定処理部424は、同一タイミングの培養開始時刻、同一タイミングの培養検査時刻、予め設定された第1時刻から第2時刻までの時間内の時刻を有する培養開始時刻又は、予め設定された第1時刻から第2時刻までの時間内の時刻を有する培養検査時刻を有するなど、培養開始時刻又は培養検査時刻が所定の条件を有し、かつ、同一のロットの同一の工程に対応付けて登録された複数のフィルム型培地60の培地情報に基づいて、各工程判定を実行する。すなわち、ロット判定処理部424は、複数のフィルム型培地60の各培地判定の結果に基づく、総合判定によって各工程判定を実行する。
具体的には、ロット判定処理部424は、該当するフィルム型培地60の培地判定結果(すなわち、工程判定を実行すべき工程の工程ID71bを有する培地情報に登録されたすべての培地判定結果)を取得するとともに、判定結果の合否の数が所定の条件を具備している場合には、判定すべき工程の工程判定を合格と判定し、当該条件を具備していない場合には、判定すべき工程の工程判定を不合格と判定する。
例えば、ロット判定処理部424は、該当する工程における個々のフィルム型培地60において、合格のフィルム型培地60が所定の割合(60%)以上の場合、全てのフィルム型培地60が該当する条件(コロニー数が一定数以下)を具備している場合、又は、各フィルム型培地60のコロニー数が該当する条件(単一のフィルム型培地60の平均コロニー数が一定数以下)を具備している場合に、該当する工程を合格と判定する。
なお、本実施形態のロット判定処理部424は、検体の種別、検出する細菌の種類等によって条件を変更することが可能となっており、管理者によって設定可能、又は、プログラムの一部として提供される。
(ライン判定)
ロット判定処理部424は、所定のタイミングで判定され、かつ、該当するライン情報に対応付けて登録された複数の工程の衛生管理上の合否判定に基づいて、各作業ライン80のライン判定を実行する。すなわち、ロット判定処理部424は、所定のタイミングで判定された同一ロットの複数の工程の各判定結果に基づく、総合判定によってライン判定を実行する。
ロット判定処理部424は、所定のタイミングで判定され、かつ、該当するライン情報に対応付けて登録された複数の工程の衛生管理上の合否判定に基づいて、各作業ライン80のライン判定を実行する。すなわち、ロット判定処理部424は、所定のタイミングで判定された同一ロットの複数の工程の各判定結果に基づく、総合判定によってライン判定を実行する。
具体的には、ロット判定処理部424は、同タイミング又は所定の条件を具備するタイミングに判定され、かつ、上述のように、ライン判定を実行すべき作業ライン80のラインIDを有する工程の工程判定の判定結果を取得するとともに、判定結果の合否の数が所定の条件を具備している場合には、判定すべき作業ライン80のライン判定を合格と判定し、当該条件を不具備の場合には、判定すべき作業ライン80のライン判定を不合格と判定する。
例えば、3つの工程が判定すべき作業ライン80のラインIDを有しており、所定の条件が「60%」の合格した工程から作業ライン80が構成されていることである場合を想定する。この場合、第1工程が「合格」、第2工程が「合格」及び第3工程が「不合格」であれば、ロット判定処理部424は、判定すべき作業ライン80のライン判定を合格とする。
(ロット判定)
ロット判定処理部424は、所定のタイミングで判定され、かつ、該当するロット情報に対応付けて登録された複数の作業ライン80の衛生管理上の合否判定に基づいて、各ロットのロット判定を実行する。すなわち、ロット判定処理部424は、複数の作業ライン80の各判定結果に基づく総合判定によってロット判定を実行する。
ロット判定処理部424は、所定のタイミングで判定され、かつ、該当するロット情報に対応付けて登録された複数の作業ライン80の衛生管理上の合否判定に基づいて、各ロットのロット判定を実行する。すなわち、ロット判定処理部424は、複数の作業ライン80の各判定結果に基づく総合判定によってロット判定を実行する。
具体的には、ロット判定処理部424は、ロット判定を実行すべきロットのロットIDを有する作業ライン80における合否判定に基づいて、ロット判定を実行する。
例えば、ロットIDを有する作業ライン80の60%においてライン判定が合格の場合に判定すべきロットのロット判定を合格とし、3つの作業ライン80が判定すべきロットのロットIDを有している場合を想定する。この場合において、第1作業ライン80が「合格」、第2作業ライン80が「合格」及び第3作業ライン80が「不合格」であれば、ロット判定処理部424は、判定すべきロットのロット判定を合格とする。
なお、ロットの作業時間が長時間に及ぶ場合には、所定の時間(例えば8時間又は12時間)毎に時間を区切ってロットの判定を実行してもよい。この場合には、作業が中断している間のロット判定を実行する場合には、ダミーの結果を用いてもよいし、作業中断中として判定してもよい。
(その他)
ロット判定処理部424は、培地情報、ライン情報、ロット情報及び作業管理DB404を用いて、上述以外の判定及びデータ解析を行うことができるとともに、報告処理部425を介して当該判定結果又はデータ解析結果を管理者が閲覧可能に管理者端末装置20に提供することができるようになっている。
ロット判定処理部424は、培地情報、ライン情報、ロット情報及び作業管理DB404を用いて、上述以外の判定及びデータ解析を行うことができるとともに、報告処理部425を介して当該判定結果又はデータ解析結果を管理者が閲覧可能に管理者端末装置20に提供することができるようになっている。
具体的には、ロット判定処理部424は、各フィルム型培地60に培養された検体の信頼性を確認するために、すなわち、検査ミスが発生していない否かを確認するために、一の培地IDにおける培地情報を培養開始時時刻から培養の終了まで、時系列に培地情報又は培地画像データの所定の解析を実行する。
例えば、ロット判定処理部424は、管理者端末装置20を介して受信した管理者の指示に基づいて、特定の培地ID(同一の培地ID)66を有し、培養開始時刻から所定の時刻までの複数の培地情報を、培地画像データとともに抽出する。そして、ロット判定処理部424は、各培地情報及び各画像データについて所定の時系列に沿って所定の解析を実行し、又は、各培地情報及び各画像データを時系列に沿って集約する。また、ロット判定処理部424は、報告処理部425に、解析結果又は集約結果を所定のデータ形式を有する閲覧データに生成させ、当該生成させた閲覧データを管理者に閲覧可能に管理者端末装置20に提供させる。
なお、ロット判定処理部424は、報告処理部425と連動して、このとき、管理者端末装置20の指示に基づいて、法定された衛生管理の報告用に、一の培地ID66における各培地情報を個々に閲覧可能にさせてもよい。
また、ロット判定処理部424は、培地情報、ライン情報、ロット情報又は作業管理情報の検索機能を有していてもよい。具体的には、ロット判定処理部424は、ロットID(指示書ID71a)、作業ラインID、工程ID71b、作業ID71、培養開始時刻、ロットの作業日時、培地ID66、検体の種別などを検索キーとしてデータベース400を検索し、報告処理部425と連動し、該当する培地情報や各種の情報を管理者に閲覧可能なデータを生成してもよい。
なお、報告処理部425は、管理者端末装置20を介して受信した管理者の指示に基づいて、検索によって特定された培地情報(培地画像データ、コロニー数及び培地判定結果)、工程情報、ライン情報、又は、ロットに関する情報を所定の報告形式で提供することも可能である。すなわち、報告処理部425は、法定の検査報告その他の場合においてその証拠又は報告書として種々の情報を提供することができるように構成されている。
[5.5]報告処理部
次に、本実施形態のサーバ装置40における報告処理部425の詳細について説明する。
次に、本実施形態のサーバ装置40における報告処理部425の詳細について説明する。
報告処理部425は、管理者端末装置20に入力された管理者の指示及び所定の報告書形式を有するテンプレートデータに基づいて、指定されたロット、作業ライン80又は工程における衛生管理に関するデータ解析の解析結果(すなわち、合否判定の判定結果)を報告書データとして生成し、生成した報告書データを、通信制御部410を介して管理者に閲覧可能に管理者端末装置20に提供する。
具体的には、報告処理部425は、培地画像のデータ、コロニー数又は培地判定結果等、培地情報、ライン情報及びロット情報から必要な情報を抽出するとともに、抽出した情報とロット判定処理部424によって得られた解析結果に基づいて、テンプレートデータに各情報を割り当てつつ、報告書データを生成する。そして、報告処理部425は、回転等の加工処理が実行されず、同一性が担保された培地画像を有する報告書データを管理者端末装置20に提供する。
なお、報告処理部425は、上述したように、種々の解析又は検索に応じて所定の報告書データ又は閲覧データを生成し、管理者端末装置20に提供することができるように構成されている。すなわち、報告処理部425は、受信した管理者の指示に基づいて、検索によって特定された培地情報、工程情報、ライン情報、又は、ロットに関する情報を所定の報告形式で提供することも可能であるとともに、法定の検査報告その他の場合においてその証拠又は報告書として種々の情報を提供することができるように構成されている。
[6]衛生管理システムの動作処理
[6.1]培地情報登録処理(携帯用通信端末装置)
次に、図13を用いて本実施形態の携帯用通信端末装置10における培地情報登録処理の動作について説明する。なお、図13は、本実施形態の携帯用通信端末装置10における培地情報の登録処理動作を示すフローチャートである。
[6.1]培地情報登録処理(携帯用通信端末装置)
次に、図13を用いて本実施形態の携帯用通信端末装置10における培地情報登録処理の動作について説明する。なお、図13は、本実施形態の携帯用通信端末装置10における培地情報の登録処理動作を示すフローチャートである。
本動作においては、ライン情報DB402及びロット情報DB403には、既に作業指示書70に対応付けられた該当するロット情報及びライン情報が記憶されているものとする。
また、フィルム型培地60及び作業指示書70には、2次元バーコードによって培地ID又は指示書IDが付されているものとする。
さらに、本動作においては、各フィルム型培地60におけるコロニー数の検出は、培地情報のデータベース400への登録時に実行されるものとし、携帯用通信端末装置10においては培地画像を撮像するためのRGBの階調値又は輝度値に対するキャリブレーションが実行されているものとする。
まず、携帯用通信端末装置10において、アプリケーション制御部120は、操作部170を介して培地登録アプリの起動指示を検出すると(ステップS101)、アプリケーション記憶部101から培地登録アプリを読み出して起動する(ステップS102)。このとき、アプリケーション制御部120は、携帯端末管理制御部190の制御下、ワークメモリの初期化その他の必要な処理を実行する。
次いで、アプリケーション制御部120は、表示制御部161と連動し、フィルム型培地60の初期登録であるか、又は、培養開始から所定の時間経過した培養後登録であるか選択させるための画像を表示部160に表示させてその入力を待機する(ステップS103)。
次いで、アプリケーション制御部120は、操作部170による選択指示の入力を検出すると(ステップS104)、初期登録か培養後登録かを判断し、フラグ情報にその結果を設定する(ステップS105)。
次いで、アプリケーション制御部120は、フィルム型培地60の撮像を促す画面を表示部160に表示させるとともに、操作部170と連動し、画像データ生成部110による撮像を待機する(ステップS106)。なお、このとき、アプリケーション制御部120は、取得すべき培地画像の位置合わせするために所定の画像を表示部160に重畳表示させる。
次いで、アプリケーション制御部120は、画像データ生成部110、表示制御部161及び操作部170と連動しつつ、画像データ生成部110による撮像を検出すると(ステップS107)、画像データ生成部110によって培地ID66とともに画像化されたフィルム型培地60の培地画像データを取得し、画像データ記憶部102に所定の画像IDを付与しつつ記憶する(ステップS108)。
次いで、アプリケーション制御部120は、タイマー180より現在時刻を培地画像データの撮像時刻として取得し、当該培地画像データに対応付けてメタデータとして画像データ記憶部102に記憶する(ステップS109)。
次いで、アプリケーション制御部120は、取得した画像化された培地画像データの所定の領域に形成された2次元バーコードを解析して培地ID66を取得し、当該培地画像データに対応付けて画像データ記憶部102に記憶する(ステップS110)。
次いで、アプリケーション制御部120は、表示制御部161と連動して指示書ID71a及び工程ID71bとともに指示書画像データを取得するための画面を表示部160に表示させ、指示書画像データの取得を待機する(ステップS111)。
次いで、アプリケーション制御部120は、画像データ生成部110、表示制御部161及び操作部170と連動しつつ、画像データ生成部110による撮像を検出すると(ステップS112)、作業ID71が画像化された指示書画像データを取得し、ステップS108によって取得した培地画像データに対応付けて画像データ記憶部102に記憶する(ステップS113)。
なお、アプリケーション制御部120は、工程ID71bを作業ID71として取得する場合、又は、複数の工程ID71bから一の工程ID71bを取得する場合には、表示制御部161及び操作部170と連動しつつ、ユーザに取得すべき工程ID71bを選択させる表示をし、該当する工程ID71bを取得する。
次いで、アプリケーション制御部120は、画像化された指示書画像データ及び培地画像データの所定の領域に形成された2次元バーコードを解析して作業ID71を取得し、当該指示書画像データに対応付けて画像データ記憶部102に記憶する(ステップS114)。
次いで、アプリケーション制御部120は、タイマー180より現在時刻を培地画像データの撮像時刻として取得し、表示制御部161及び操作部170と連動して作業者に、取得した指示書画像データ、作業ID71、培地画像データ、培地ID66、及び、撮像時刻を確認させる(ステップS115)。
なお、アプリケーション制御部120は、取得した培地情報の作業者による確認時に、作業者の指示に基づいて、培地画像データの再取得を行っていてもよい。また、このとき、アプリケーション制御部120は、表示制御部161及び操作部170と連動して作業者によって培地画像データの補正を行うことができるようにしてもよい。
次いで、アプリケーション制御部120は、作業者の指示に基づいて、初期登録か培養後登録かを示すフラグ情報及び端末IDと作業ID71とともに、取得した培地画像データとそのメタデータ、及び、初期登録か培養後登録かを示すフラグ情報を培地情報として、ネットワーク通信部130を介してサーバ装置40に送信し(ステップS116)、携帯用通信端末装置10の登録処理を終了する。
このとき、ネットワーク通信部130は、培地情報を送信する際に、端末IDや入力されたID及びパスワードに基づいてサーバ装置40へのアクセスをするためのログインを実行し、ログイン完了後にサーバ装置40との通信回線を確立し、培地情報を送信する。
[6.2]培地情報登録処理(サーバ装置)
次に、図14を用いて本実施形態のサーバ装置40における培地情報の登録処理動作について説明する。なお、図14は、本実施形態のサーバ装置40における培地情報の登録処理動作を示すフローチャートである。
次に、図14を用いて本実施形態のサーバ装置40における培地情報の登録処理動作について説明する。なお、図14は、本実施形態のサーバ装置40における培地情報の登録処理動作を示すフローチャートである。
なお、本動作は、携帯用通信端末装置10によって実行された培地情報登録処理と連動して実行される処理であり、サーバ装置40は、携帯用通信端末装置10から送信された培地情報に基づいて以下の処理を実行する。
まず、サーバ装置40においては、通信制御部410が携帯用通信端末装置10から送信された培地情報を受信すると(ステップS300)、登録処理部421は、受信した培地情報に含まれるフラグ情報に基づいて、初期登録か培養後登録であるかを判定する(ステップS301)。
このとき、登録処理部421は、初期登録と判定した場合には、ステップS302の処理に移行し、初期登録でないと判定した場合には、すなわち、培養後登録と判定した場合には、ステップS304の処理に移行する。
次いで、登録処理部421は、初期登録と判定した場合には、培地情報に含まれる作業ID71を抽出して特定する(ステップS302)。
次いで、登録処理部421は、特定した作業ID71に基づいて培地情報を培地情報DB401に登録し(ステップS303)、本動作を終了する。なお、培養開始時刻は作業管理DB404に予め記憶されているが、登録処理部421は、ステップS303の処理において、受信した培地情報に含まれる撮像時刻を培養開始時刻として作業管理DB404に登録してもよい。
一方、登録処理部421は、培養後登録と判定した場合には、培地情報に含まれる作業ID71を抽出して特定し(ステップS304)、培地情報に含まれる撮像時刻に基づいて培地情報を登録する培養検査時刻を特定する(ステップS305)。
なお、このとき、登録処理部421は、携帯用通信端末装置10と連動して培地情報を登録する培養検査時刻を指定させて登録してもよいし、受信した培地情報に含まれる撮像時刻を培養検査時刻としてそのまま登録してもよい。また、登録処理部421は、既に実行された培養検査時刻における培地登録を管理し、培地情報を受信したタイミング及び既に培地情報の登録に用いた培養検査時刻に基づいて、培養検査時刻を特定してもよい。すなわち、登録処理部421は、培地情報の登録を実行する毎に実行フラグを書き換え、当該フラグの情報を参照しつつ、受信した撮像時刻と比較して、培養検査時刻を特定してもよい。
次いで、登録処理部421は、コロニー検出判定部422に、受信した培地画像データに対して画像解析を実行し、培地画像内の培養層63の領域を構成する複数のピクセルの色特徴量を抽出させるとともに、当該培養層63の領域を構成する複数のピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を算出させ、算出させた統計的基準に基づいて培地画像におけるコロニーを特定させつつ、その数を計数する(ステップS307)。
なお、ステップS307の処理におけるコロニーの特定及びその計数の処理の詳細については、後述する。
次いで、コロニー検出判定部422は、作業ID71に基づいて特定された検体の種別及び検出する細菌の種類に基づいて、培地判定基準を読み出しつつ、当該読み出した検体判定基準に基づいて、検出したコロニー数が所定の条件を具備するか否かを判定する(ステップS308)。すなわち、コロニー検出判定部422は、所定の条件を具備する場合には、合格(正常)と判定し、所定の条件を不具備な場合には、不合格(異常)と判定する。
なお、コロニー検出判定部422は、上述の自動登録に代えて、携帯用通信端末装置10と連動し、検出したコロニー数及び合否判定の結果を当該携帯用通信端末装置10の表示部160に表示させ、ユーザに閲覧及び確認させるようにしてもよい。
次いで、登録処理部421は、培地画像データ、認識した培地ID66、判定された合否、検出されたコロニーの数及び培地情報に含まれる撮像時刻を培養開始時刻とした培養開始時刻情報を、特定した作業ID71対応付けて培地情報DB401に登録し(ステップS309)、本動作を終了する。
なお、登録処理部421は、ライン情報及び登録すべき情報を携帯用通信端末装置10の表示部160に表示させ、当該携帯用通信端末装置10を介して入力されたユーザ指示に基づいて、培地情報等の登録をするようにしてもよい。
また、携帯用通信端末装置10から培地画像データが送信され、サーバ装置40によって各画像データを解析することによって培地ID66を認識する場合には、登録処理部421は、ステップS301の処理において、受信した培地画像データのそれぞれの所定の領域上に画像化された培地ID66を解析して当該培地ID66を認識して取得するようになる。同様に、指示書画像データにおける作業ID71についても、サーバ装置40において認識させる。
[6.3]コロニーの検出処理
次に、図15を用いて本実施形態のサーバ装置40におけるコロニーの検出処理の動作について説明する。なお、図15は、本実施形態のサーバ装置40におけるコロニーの検出処理の動作を示すフローチャートである。
本動作は、図14に示す培地情報の登録処理のステップS307の処理で登録処理部421の制御の下にコロニー検出判定部422において実行される処理である。
次に、図15を用いて本実施形態のサーバ装置40におけるコロニーの検出処理の動作について説明する。なお、図15は、本実施形態のサーバ装置40におけるコロニーの検出処理の動作を示すフローチャートである。
本動作は、図14に示す培地情報の登録処理のステップS307の処理で登録処理部421の制御の下にコロニー検出判定部422において実行される処理である。
まず、コロニー検出判定部422は、培地画像データから取得した培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量を抽出する色特徴量抽出処理を実行する(ステップS401)。
次いで、コロニー検出判定部422は、抽出した複数のピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を算出し(ステップS402)、算出した統計的基準に基づいて、所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして特定する(ステップS403)。
具体的には、上述したように、コロニー検出判定部422は、抽出した複数のピクセルの色特徴量に基づいて抽出した複数のピクセルの色特徴量の平均値μと分散Sを算出し、算出した平均値μと分散Sを用いて各ピクセルの色特徴量の応答値f(xi)を算出する。そして、コロニー検出判定部422は、所定の条件を具備するピクセル、例えば、予め定められた応答値の閾値(例えば、応答値が1×10−18)以下のピクセルをコロニーピクセルとして特定する。
次いで、コロニー検出判定部422は、培地情報DB401を参照して、特定したコロニーピクセルに基づいてコロニーを検出し(ステップS404)、当該コロニーの数の計測を行って(ステップS405)、本動作を終了させる。
[7]変形例
[7.1]変形例1
上述の実施形態においては、培地情報登録処理とコロニー検出判定処理を同タイミングで実行しているが、コロニー検出判定処理を任意のタイミングによって実行してもよい。
[7.1]変形例1
上述の実施形態においては、培地情報登録処理とコロニー検出判定処理を同タイミングで実行しているが、コロニー検出判定処理を任意のタイミングによって実行してもよい。
[7.2]変形例2
本実施形態において、タブレット型情報端末装置、スマートフォン又は携帯用電話機等の携帯用通信端末装置10を用いて培地情報の登録処理を実行している点に代えて、ラップトップ型又はデスクトップ型のパーソナルコンピュータと、スキャナ、デジタルカメラ又はスマートフォン等の画像入力装置と、によって当該培地情報の登録処理を実現してもよい。
本実施形態において、タブレット型情報端末装置、スマートフォン又は携帯用電話機等の携帯用通信端末装置10を用いて培地情報の登録処理を実行している点に代えて、ラップトップ型又はデスクトップ型のパーソナルコンピュータと、スキャナ、デジタルカメラ又はスマートフォン等の画像入力装置と、によって当該培地情報の登録処理を実現してもよい。
この場合には、パーソナルコンピュータと画像入力装置とを所定の通信規格によって接続し、パーソナルコンピュータと画像入力装置とを一体的に用いて当該培地情報の登録処理を実現してもよいし、メモリカードその他の物理的なメモリに画像入力装置によって先に取得した培地画像データ及び指示書画像データを記憶させ、当該記憶させた各画像データをパーソナルコンピュータによって取り込みつつ、当該培地情報の登録処理を実現してもよい。
[7.3]変形例3
本実施形態においては、携帯用通信端末装置10、管理者端末装置20、サーバ装置40が同一敷地内で設置又は使用されてもよいし、それぞれが国外などの遠隔地に設置され、又は、遠隔地にて使用されて上述の各処理が実行されてもよい。ただし、携帯用通信端末装置10は、同一ロットにおいて使用させることが前提となる。
本実施形態においては、携帯用通信端末装置10、管理者端末装置20、サーバ装置40が同一敷地内で設置又は使用されてもよいし、それぞれが国外などの遠隔地に設置され、又は、遠隔地にて使用されて上述の各処理が実行されてもよい。ただし、携帯用通信端末装置10は、同一ロットにおいて使用させることが前提となる。
[7.4]変形例4
本実施形態においては、フィルム型培地60を用いて当該フィルム型培地60に培養された検体における培地情報の登録を実行しているが、寒天培地を用いて当該寒天培地に培養された検体における培地情報の登録を実行してもよい。
本実施形態においては、フィルム型培地60を用いて当該フィルム型培地60に培養された検体における培地情報の登録を実行しているが、寒天培地を用いて当該寒天培地に培養された検体における培地情報の登録を実行してもよい。
[7.5]変形例5
本実施形態において、画像データ生成部110によってフィルム型培地60を撮像して培地ID66を取得する点に代えて、作業者の操作入力によって培地ID66を入力させるようにしてもよい。
本実施形態において、画像データ生成部110によってフィルム型培地60を撮像して培地ID66を取得する点に代えて、作業者の操作入力によって培地ID66を入力させるようにしてもよい。
この場合には、アプリケーション制御部120は、表示制御部161及び操作部170と連動し、作業者に培地ID66を、操作部170を用いて直接手入力させる。
また、アプリケーション制御部120は、クリック又はタッチ選択等によって、プルダウンメニュー等の表示項目を選択させるように表示制御部161及び操作部170を制御させて、作業者に培地ID66を入力させる。
[7.6]変形例6
本実施形態においては、単一のサーバ装置40によって各種の処理を実行しているが、複数のサーバ装置40から構成されるサーバシステムによって各種の処理を実行するようにしてもよい。
本実施形態においては、単一のサーバ装置40によって各種の処理を実行しているが、複数のサーバ装置40から構成されるサーバシステムによって各種の処理を実行するようにしてもよい。
[7.7]変形例7
本実施形態においては、コロニー検出判定部422は、コロニーが形成された培地の画像ごとに統計的基準を算出しているが、コロニーが形成された複数の培地ごと、あるいは、培地で培養させる検体ごとに、統計的基準を算出してもよい。
本実施形態においては、コロニー検出判定部422は、コロニーが形成された培地の画像ごとに統計的基準を算出しているが、コロニーが形成された複数の培地ごと、あるいは、培地で培養させる検体ごとに、統計的基準を算出してもよい。
[7.8]変形例8
本実施形態においては、コロニー検出判定部422は、抽出した培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を算出しているが、抽出した複数のピクセルのうち、コロニーの可能性が高いピクセル(推定コロニーピクセル)の割合が通常よりも高い場合には、複数のピクセルからコロニーの可能性が高いピクセルを排除して統計的基準を算出してもよい。
本実施形態においては、コロニー検出判定部422は、抽出した培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を算出しているが、抽出した複数のピクセルのうち、コロニーの可能性が高いピクセル(推定コロニーピクセル)の割合が通常よりも高い場合には、複数のピクセルからコロニーの可能性が高いピクセルを排除して統計的基準を算出してもよい。
より具体的には、コロニー検出判定部422は、抽出した複数のピクセルから、所定条件、例えば、ピクセルのRの階調値が100以上であるという条件を満たすピクセルを推定コロニーピクセルをとしてあらかじめ除去し、残りのピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を算出する。
このように推定コロニーピクセルをあらかじめ除去することによって、残渣を含む培地画像の背景色の理想的な分布範囲を絞ること、すなわち、正規分布においてピクセルの色特徴量の階級の幅を狭くすることができるので、コロニー検出判定部422は、コロニーカウントの精度を向上させることができるようになる。
なお、推定コロニーピクセルとしては、例えば、典型的なコロニーの色と非常に近いピクセル、一度推定したモデル上において応答値f(xi)が所定値以上のピクセルなどを挙げることができる。
[7.9]変形例9
本実施形態においては、コロニー検出判定部422は、残渣を含む培地の画像における背景色のモデル化を行って、その範囲外をコロニーピクセルとして特定しているが、特定したコロニーピクセルを除いて背景色のモデル化の範囲を絞り込んでからコロニーピクセルを再特定してもよい。
本実施形態においては、コロニー検出判定部422は、残渣を含む培地の画像における背景色のモデル化を行って、その範囲外をコロニーピクセルとして特定しているが、特定したコロニーピクセルを除いて背景色のモデル化の範囲を絞り込んでからコロニーピクセルを再特定してもよい。
なお、背景色のモデル化に用いたピクセルから、特定したコロニーピクセルを除いて、背景色のモデル化の範囲を絞り込む処理は、所定回数実施してもよいし、統計的基準が変化しなくなるまで繰り返し実施してもよい。
具体的には、コロニー検出判定部422は、コロニーピクセルを特定した後、抽出した複数のピクセル(背景色のモデル化に用いたピクセル)から特定したコロニーピクセルを除去した残りのピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を再算出する。そして、コロニー検出判定部422は、再算出した前記統計的基準に基づいて、所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして再特定する。この統計的基準の再算出と、コロニーピクセルの再特定を、所定回数又は統計的基準が変化しなくなるまで繰り返し実施し、最終的に特定したコロニーピクセルに基づいてコロニーを検出する。
このようにコロニーピクセルをあらかじめ除去することによって、統計的基準を絞ること、すなわち、正規分布式の応答値を高くすることができるので、コロニー検出判定部422は、コロニーカウントの精度を向上させることができるようになる。
[7.10]変形例10
本実施形態においては、コロニー検出判定部422は、各ピクセルの色特徴量の応答値が設定された閾値以上である場合に、該ピクセルをコロニーピクセルとして特定しているが、経験則的に、当該応答値と他の色特徴量とを組み合わせた複数次元の特徴量に基づいて、所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして特定してもよい。また、コロニーピクセルの特定を、AdaBoost、サポートベクターマシン(SVM)、人工ニューラルネットワーク(ANN)等の機械学習アルゴリズムによって得られる判別手法を構築して行ってもよい。
本実施形態においては、コロニー検出判定部422は、各ピクセルの色特徴量の応答値が設定された閾値以上である場合に、該ピクセルをコロニーピクセルとして特定しているが、経験則的に、当該応答値と他の色特徴量とを組み合わせた複数次元の特徴量に基づいて、所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして特定してもよい。また、コロニーピクセルの特定を、AdaBoost、サポートベクターマシン(SVM)、人工ニューラルネットワーク(ANN)等の機械学習アルゴリズムによって得られる判別手法を構築して行ってもよい。
上述のように、各ピクセルの色特徴量の応答値に他の色特徴量を組み合わせたり、機械学習等による判別手法を構築することにより、コロニー検出判定部422は、コロニーピクセルを正確に特定することができるようになり、もってコロニーカウントの精度を向上させることができるようになる。
[7.11]変形例11
本実施形態においては、複数のピクセルの色特徴量の分布を正規分布の定義で当てはめてモデル化した例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のピクセルの色特徴量の分布をモデル化することができる正規分布以外の対数正規分布、ガンマ分布等の分布の定義で当てはめてモデル化してもよい。
本実施形態においては、複数のピクセルの色特徴量の分布を正規分布の定義で当てはめてモデル化した例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のピクセルの色特徴量の分布をモデル化することができる正規分布以外の対数正規分布、ガンマ分布等の分布の定義で当てはめてモデル化してもよい。
なお、培地に気泡がたくさん存在する場合や、食品の塊が培地に注入された場合には、培地の背景色が複数の分布に分かれること(例えば色が濃い部分と、気泡などで色が薄い部分に分かれること)がある。培地の背景色が複数の分布に分かれる場合には、統計的基準として、複数の正規分布を足し合わせた混合正規分布の定義に当てはめて背景色モデルをモデル化し、コロニーピクセルを特定することが好ましい。
混合正規分布モデルのパラメータは、例えば、確率モデルのパラメータを最尤度に基づいて推定する手法であるEMアルゴリズムを用いることにより、期待値ステップと最大化ステップを交互に繰り返すことにより算出することができる。
[7.12]変形例12
本実施形態においては、ピクセルの色特徴量が、2つあるいは3つの異なる色特徴量である場合について説明したが、ピクセルの色特徴量は、輝度値、明度、彩度、サブピクセル(RGB)の階調値などのうち、1つの色特徴量であっても、4つ以上の異なる色特徴量であっても構わない。
本実施形態においては、ピクセルの色特徴量が、2つあるいは3つの異なる色特徴量である場合について説明したが、ピクセルの色特徴量は、輝度値、明度、彩度、サブピクセル(RGB)の階調値などのうち、1つの色特徴量であっても、4つ以上の異なる色特徴量であっても構わない。
このように、色特徴量の種類を増やすことにより、コロニー検出判定部422は、コロニーピクセルを正確に特定することができるようになり、もってコロニーカウントの精度を向上させることができるようになる。
以上、本実施形態の衛生管理システムSにおいては、食品等の検体に由来する色の成分(残渣)の混入によって培地が本来の色から変化したとしても、残渣の影響を無視することができるとともに、コロニーピクセルを特定することができるので、特定したコロニーピクセルに基づいてコロニーを検出することができる。
したがって、本実施形態の衛生管理システムSにおいては、食品等の検体に由来する色の成分(残渣)の混入によって培地が本来の色から変化したとしてもコロニーの検出及びその計数を的確に実行することができるとともに、的確に検出されたコロニー及びその数に関する情報を含む培地情報をデータベースに登録することができる。
また、本実施形態の衛生管理システムSにおいては、紙媒体などの物理的な資源を利用して種々のデータ解析及びその提供を行う場合に比べて省資源化をも図ることができるとともに、培地に関する培地情報をデータベースに登録させることによって登録ミスが著しく減少し、難しい培地の管理を容易にすることができるので、無駄に培地を消費すること無く省資源化を図ることができる。
なお、本実施形態の衛生管理システムSにおいては、食品を用いて説明したが、当該食品に限らず、薬品や薬剤の人体をはじめとする生物全般に提供される生産品について適用することができる。
本発明は、培地情報登録システム及びそのプログラム、コロニー検出装置及びそのプログラム、並びに、食品用の衛生管理システム等に利用することができる。
S … 衛生管理システム
10 … 携帯用通信端末装置
20 … 管理者端末装置
30 … ネットワーク
40 … サーバ装置
60 … フィルム型培地
70 … 作業指示書
80 … 作業ライン
100 … データ記憶部
101 … アプリケーション記憶部
102 … 画像データ記憶部
103 … ROM/RAM
110 … 画像データ生成部
120 … アプリケーション制御部
130 … ネットワーク通信部
140 … 近距離無線通信インターフェース
150 … 現在位置検出部
160 … 表示部
170 … 操作部
180 … タイマー
190 … 携帯端末管理制御部
400 … データベース
401 … 培地情報DB
402 … ライン情報DB
403 … ロット情報DB
404 … 作業管理DB
410 … 通信制御部
420 … データ処理部
421 … 登録処理部
422 … コロニー検出判定部
424 … ロット判定処理部
425 … 報告処理部
430 … サーバ管理制御部
440 … ROM/RAM
450 … タイマー
10 … 携帯用通信端末装置
20 … 管理者端末装置
30 … ネットワーク
40 … サーバ装置
60 … フィルム型培地
70 … 作業指示書
80 … 作業ライン
100 … データ記憶部
101 … アプリケーション記憶部
102 … 画像データ記憶部
103 … ROM/RAM
110 … 画像データ生成部
120 … アプリケーション制御部
130 … ネットワーク通信部
140 … 近距離無線通信インターフェース
150 … 現在位置検出部
160 … 表示部
170 … 操作部
180 … タイマー
190 … 携帯端末管理制御部
400 … データベース
401 … 培地情報DB
402 … ライン情報DB
403 … ロット情報DB
404 … 作業管理DB
410 … 通信制御部
420 … データ処理部
421 … 登録処理部
422 … コロニー検出判定部
424 … ロット判定処理部
425 … 報告処理部
430 … サーバ管理制御部
440 … ROM/RAM
450 … タイマー
Claims (19)
- コロニーが形成された培地が撮像されて画像化された培地画像のデータを培地画像データとして取得する取得手段と、
取得した前記培地画像データの培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量を抽出する抽出手段と、
前記抽出した複数のピクセルの色特徴量に基づいて、当該培地画像データに対して用いる統計的基準を算出する算出手段と、
算出した前記統計的基準に基づいて、前記培地画像データのうち所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして特定し、特定したコロニーピクセルに基づいて前記コロニーを検出する検出手段と、
検出した前記コロニーに関する情報を前記培地の情報としてデータベースに登録する登録手段と、
を備えることを特徴とする培地情報登録システム。 - 請求項1に記載の培地情報登録システムにおいて、
前記統計的基準は、抽出した複数のピクセルの色特徴量の平均値及び分散である、培地情報登録システム。 - 請求項1又は2に記載の培地情報登録システムにおいて、
前記検出手段は、前記統計的基準に基づいて、前記培地画像を構成するピクセルの色特徴量の確率分布関数における、各ピクセルの色特徴量になる確率を示す値を算出し、当該値が前記所定の条件を具備するピクセルを前記コロニーピクセルと特定する、培地情報登録システム。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の培地情報登録システムにおいて、
前記算出手段は、ピクセルの色特徴量に基づいて所定条件を満たすピクセルを、抽出した複数のピクセルから除去した残りのピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を算出する、培地情報登録システム。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の培地情報登録システムにおいて、
(1)前記算出手段は、抽出した複数のピクセルから、前記検出手段が検出したコロニーピクセルを除去した残りのピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を再算出する再算出処理、及び、
(2)前記検出手段は、再算出した前記統計的基準に基づいて、所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして再特定する再特定処理、
を、所定回数又は前記統計的基準が変化しなくなるまで繰り返し実施し、
前記検出手段は、最終的に特定したコロニーピクセルに基づいて前記コロニーを検出する、培地情報登録システム。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の培地情報登録システムにおいて、
前記検出手段は、算出した前記統計的基準とピクセルにおける他の色特徴量とを組み合わせた複数次元の特徴量に基づいて、前記所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして特定する、培地情報登録システム。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の培地情報登録システムにおいて、
前記検出手段は、機械学習によって得られた判別手段を用いて前記コロニーピクセルの特定を行う、培地情報登録システム。 - コンピュータを、請求項1〜7のいずれか一項に記載の培地情報登録システムとして機能させることを特徴とするプログラム。
- コンピュータを、
コロニーが形成された培地が撮像されて画像化された培地画像のデータを培地画像データとして取得する取得手段、
取得した前記培地画像データの培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量を抽出する抽出手段、
前記抽出した複数のピクセルの色特徴量に基づいて、当該培地画像データに対して用いる統計的基準を算出する算出手段、
算出した前記統計的基準に基づいて、前記培地画像データのうち所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして特定し、特定したコロニーピクセルに基づいて前記コロニーを検出する検出手段、及び、
検出した前記コロニーに関する情報を前記培地の情報としてデータベースに登録する登録手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。 - コロニーが形成された培地が撮像されて画像化された培地画像のデータを培地画像データとして取得する取得手段と、
取得した前記培地画像データの培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量を抽出する抽出手段と、
前記抽出した複数のピクセルの色特徴量に基づいて、当該培地画像データに対して用いる統計的基準を算出する算出手段と、
算出した前記統計的基準に基づいて、前記培地画像データのうち所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして特定し、特定したコロニーピクセルに基づいて前記コロニーを検出する検出手段と、
を備えることを特徴とするコロニー検出装置。 - 請求項10に記載のコロニー検出装置において、
前記統計的基準は、抽出した複数のピクセルの色特徴量の平均値及び分散である、コロニー検出装置。 - 請求項10又は11に記載のコロニー検出装置において、
前記検出手段は、前記統計的基準に基づいて、前記培地画像を構成するピクセルの色特徴量の確率分布関数における、各ピクセルの色特徴量になる確率を示す値を算出し、当該値が前記所定の条件を具備するピクセルを前記コロニーピクセルと特定する、コロニー検出装置。 - 請求項10〜12のいずれか1項に記載のコロニー検出装置において、
前記算出手段は、ピクセルの色特徴量に基づいて所定条件を満たすピクセルを、抽出した複数のピクセルから除去した残りのピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を算出する、コロニー検出装置。 - 請求項10〜13のいずれか1項に記載のコロニー検出装置において、
(1)前記算出手段は、抽出した複数のピクセルから、前記検出手段が検出したコロニーピクセルを除去した残りのピクセルの色特徴量に基づいて統計的基準を再算出する再算出処理、及び、
(2)前記検出手段は、再算出した前記統計的基準に基づいて、所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして再特定する再特定処理、
を、所定回数又は前記統計的基準が変化しなくなるまで繰り返し実施し、
前記検出手段は、最終的に特定したコロニーピクセルに基づいて前記コロニーを検出する、コロニー検出装置。 - 請求項10〜14のいずれか1項に記載のコロニー検出装置において、
前記検出手段は、算出した前記統計的基準とピクセルにおける他の色特徴量とを組み合わせた複数次元の特徴量に基づいて、前記所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして特定する、コロニー検出装置。 - 請求項10〜15のいずれか1項に記載のコロニー検出装置において、
前記検出手段は、機械学習によって得られた判別手段を用いて前記コロニーピクセルの特定を行う、コロニー検出装置。 - コンピュータを、請求項10〜16のいずれか一項に記載のコロニー検出装置として機能させることを特徴とするプログラム。
- コンピュータを、
コロニーが形成された培地が撮像されて画像化された培地画像のデータを培地画像データとして取得する取得手段、
取得した前記培地画像データの培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量を抽出する抽出手段、
前記抽出した複数のピクセルの色特徴量に基づいて、当該培地画像データに対して用いる統計的基準を算出する算出手段、及び、
算出した前記統計的基準に基づいて、前記培地画像データのうち所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして特定し、特定したコロニーピクセルに基づいて前記コロニーを検出する検出手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。 - 検体に含まれる細菌を培養するための培地を画像化した培地画像を、培地画像データとして生成する通信端末装置と、
前記培地画像データに基づいて前記培地に形成されたコロニーを検出してデータベースに登録するサーバ装置と、
を備え、
前記サーバ装置が、
コロニーが形成された培地が撮像されて画像化された培地画像のデータを培地画像データとして取得する取得手段と、
取得した前記培地画像データの培地画像を構成する複数のピクセルの色特徴量を抽出する抽出手段と、
前記抽出した複数のピクセルの色特徴量に基づいて、当該培地画像データに対して用いる統計的基準を算出する算出手段と、
算出した前記統計的基準に基づいて、前記培地画像データのうち所定の条件を具備するピクセルをコロニーピクセルとして特定し、特定したコロニーピクセルに基づいて前記コロニーを検出する検出手段と、
検出した前記コロニーに関する情報を前記培地の情報としてデータベースに登録する登録手段と、
を備えることを特徴とする衛生管理システム。
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