JP2016028606A - コロニー検出システム、コロニー検出方法、及び、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】培地部分の画像を適切に検出して画像解析を実行し、的確にコロニーを検出することが可能なコロニー検出システム等を提供すること。
【解決手段】本実施形態の衛生管理システムＳは、培地の形状（具体的には培養層の形状）を特定するためのテンプレート画像に基づいて、撮像画像上を走査し、予め定められた条件を有する領域を、培地画像の画像部分として特定することによって、撮像画像の中から培地画像の画像部分を抽出する構成を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、培地に培養されたコロニーを検出するコロニー検出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 Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｉｎｔ） Ｓｙｓｔｅｍ」や「ＦＳＳＣ（Ｆｏｏｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）２２０００」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などの培地において培養された検体に発生するコロニーを画像化し、かつ、当該画像（以下、「培地画像」ともいう。）に対して画像解析を実行することによってカウントするものが知られている（例えば、特許文献１）。特に、当該コロニー画像に基づいてコロニーをカウントするシステム（以下、「カウントシステム」という。）は、培地画像を構成する各ピクセルの輝度に基づいて当該培地画像を解析し、培地を画像化する際の読み取り環境及び菌種などの培養条件のバラツキに基づく誤検出を防止することができるようになっている。

特開２０１１−２１２０１３号公報

しかしながら、培地画像の画像解析は、色を基準に解析を実行するため、当該培地画像の画像解析を実行するにあたっては適切に検体が培養された培地部分（培養層部分）の画像領域を検出してから当該画像解析を実行する必要があるが、上述のような特許文献１のシステムにあっては、培養層以外の他の部分も含めて画像解析を実行しており、的確にコロニーを検出することができない場合も多い。

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、培地部分の画像を適切に検出して画像解析を実行し、的確にコロニーを検出することが可能なコロニー検出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、本発明に係るコロニー検出システム等は、検体を載置してコロニーを培養する培地が画像化された培地画像を含む撮像画像のデータを撮像画像データとして取得する取得手段と、前記培地の形状を特定するためのテンプレート画像に基づいて前記撮像画像上を走査し、予め定められた条件を有する領域を前記培地画像の画像部分として特定することによって、前記撮像画像の中から前記培地画像の画像部分を抽出する画像抽出手段と、前記抽出された培地画像に対して画像解析を実行し、前記培地に培養された前記コロニーの画像化に用いられているコロニーピクセルを特定して当該コロニーを検出する検出手段と、を備える構成を有している。

本発明に係るコロニー検出システム等は、培地画像を正確に抽出することができるので、的確にコロニーの検出を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や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。

本発明に係る衛生管理システムの第１実施形態の構成を示す構成図である。 第１実施形態の衛生管理システムに用いるフィルム型培地の一例である。 第１実施形態の衛生管理システムに用いる画像読み取り装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態の衛生管理システムに用いるサーバ装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態のサーバ装置において実行される探索領域決定処理を説明するための図である。 第１実施形態のサーバ装置において実行される画像抽出処理に用いるテンプレート画像の一例を示す図である。 第１実施形態のサーバ装置において実行されるテンプレートマッチング処理を説明するための図（その１）である。 第１実施形態のサーバ装置において実行されるテンプレートマッチング処理を説明するための図（その２）である。 第１実施形態の画像読み取り装置における培地情報登録処理の動作を示すフローチャートである。 第１実施形態のサーバ装置における培地情報登録処理の動作を示すフローチャートである。 第１実施形態のサーバ装置おける培地情報の登録処理において実行される画像抽出処理の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態のテンプレート画像のスキップ走査について説明するための図である。 第２実施形態のテンプレート画像の方向走査について説明するための図である。 第２実施形態のテンプレート画像の水平簡易走査について説明するための図である。 第２実施形態のサーバ装置において実行されるスキップ走査に基づく培地画像抽出処理の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態のサーバ装置において実行される方向走査に基づく培地画像抽出処理の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態のサーバ装置において実行される水平簡易走査に基づく培地画像抽出処理の動作を示すフローチャート（その１）である。 第２実施形態のサーバ装置において実行される水平簡易走査に基づく培地画像抽出処理の動作を示すフローチャート（その２）である。 第１又は第２実施形態のサーバ装置において実行されるテンプレートマッチング処理の変形例を説明するための図である。

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、本発明に係るコロニー検出システム、そのプログラム、及び、コロニー検出方法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。

［Ａ］第１実施形態
はじめに、図１〜図１１を用いて本発明の衛生管理システムの第１実施形態について説明する。
［Ａ１］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。

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）６０を用いるとともに、当該フィルム型培地６０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。

具体的には、本実施形態の衛生管理システムＳは、フィルム型培地６０の培地種別を示す情報（以下、「種別ＩＤ」という。）６６を用いて個々のフィルム型培地６０の種別を識別し、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）前後において画像読み取り装置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。

また、本実施形態の衛生管理システムＳは、フィルム型培地６０の全体が画像化された撮像画像のデータ（以下、「撮像画像データ」という。）から、培地部分（すなわち、後述の培養層部分）の画像（すなわち、培地画像）を抽出し、抽出した培地画像に基づいて、当該培地に培養されたコロニーの検出、当該検出したコロニーの計数及び培地の異常の有無の判定（以下、「コロニー検出判定処理」という。）を実行するようになっている。

特に、本実施形態の衛生管理システムＳは、培地の形状（具体的には後述の培養層６３の形状）を特定するためのテンプレート画像に基づいて、撮像画像上を走査し、予め定められた条件を有する領域を、培地画像の画像部分として特定するテンプレートマッチングを実行することによって、撮像画像の中から培地画像の画像部分を抽出する構成を有している。

通常、培地画像について画像解析を行う場合には、培地画像を構成するピクセルの輝度やＲＧＢなどの色特徴量に基づいて実行される。しかしながら、培地画像に、培地以外の培地が形成される台紙（基材）部分の画像のみならず、当該台紙に文字やマークが存在する部分の画像が含まれる場合には、文字やマークの色が影響を与え、的確に画像解析を実行することができない場合もある。

そこで、本実施形態の衛生管理システムＳは、テンプレート画像を用いたテンプレートマッチングを実行することによって撮像画像の中から培地画像の画像部分を的確に抽出し、抽出した培地画像に基づいてコロニーの検出等を行うようになっている。

なお、本明細書においては、フィルム型培地６０の種別とは、培地そのものの種別、及び、培養される菌が異なる場合の培地の種別を示すだけでなく、当該フィルム型培地６０を製造する製造メーカが異なる場合の培地の種別を示す。例えば、本実施形態においては、Ａ社製のフィルム型培地とＢ社製のフィルム型培地とでは、培地の種別が異なるとして説明を行う。

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画像読み取り装置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、画像読み取り装置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。

画像読み取り装置１０は、フィルム型培地６０を取り込むためのＡＤＦ（オートドキュメントフィーダ）機能を有し、所定の処理を組み合わせたアプリケーションに従って、フィルム型培地６０をスキャニングして画像化し、画像データを生成するイメージスキャナなどの静止画像化装置である。

具体的には、画像読み取り装置１０は、ＡＤＦによってフィルム型培地６０を取り込む際に、又は、当該フィルム型培地６０を取り込んで載置台に載置した際に、フィルム型培地６０の全体を画像化して撮像画像データを生成し、生成した撮像画像データをサーバ装置４０に提供する構成を有している。

また、画像読み取り装置１０は、培地情報をサーバ装置４０に送信する際には、ネットワーク３０を介してサーバ装置４０に送信する構成を有している。ただし、画像読み取り装置１０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に送信してもよい。

そして、画像読み取り装置１０は、フィルム型培地６０の読み取り操作の他に、作業者の入力操作に基づいて、生成した画像データに所定の情報を追記することもでき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（すなわち、「作業者ＩＤ」）を管理し、サーバ装置４０へのアクセス権限の管理、画像読み取り装置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、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。

さらに、管理者端末装置２０は、画像読み取り装置１０の遠隔操作を行うことができるリモート機能を有している。

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、画像読み取り装置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、画像読み取り装置１０と連動し、画像読み取り装置１０から送信された撮像画像データその他のデータを取得し、当該取得したデータからフィルム型培地６０におけるコロニーを検出するとともに、当該コロニー関する情報を培地情報として登録する構成を有している。

具体的には、サーバ装置４０は、
（１）検体を載置してコロニーを培養する培地が画像化された培地画像を含む撮像画像データを取得し、
（２）培地の形状を特定するためのテンプレート画像に基づいて、撮像画像データによって構成される撮像画像上を走査し、予め定められた条件を有する領域を培地画像の画像部分として特定することによって、撮像画像の中から培地画像の画像部分を抽出し、
（３）抽出した培地画像を構成するピクセルの色に関する色特徴量をそれぞれ抽出し、
（４）抽出した各ピクセルの色特徴量に基づいて、コロニーを画像化するために用いられているコロニーピクセルを特定し、
（５）特定したコロニーピクセルに基づいて、培地に培養されたコロニーを検出し、かつ、当該検出したコロニーを計数し、
（６）検出したコロニーに関する情報及び計数したコロニー数を培地情報としてデータベース４００に登録する、
構成を有している。

具体的には、本実施形態のサーバ装置４０は、フィルム型培地６０の種別（以下、「培地種別」という。）を、フィルム型培地６０に設けられた培地種別を識別する識別情報（以下、「種別ＩＤ」という。）６６を取得し、当該取得した種別ＩＤ６６に基づいて各フィルム型培地６０の培地種別を識別する構成を有している。

そして、本実施形態のサーバ装置４０は、識別した培地種別に基づいて、複数のテンプレート画像の中から一のテンプレート画像を選択し、当該選択したテンプレート画像を用いて培地画像を抽出する構成を有している。

特に、本実施形態においては、テンプレート画像は、培地形状の部分（すなわち、後述の培養層６３の部分）をマスクするためのマスク画像となっており、フィルム型培地６０を撮像して得られた画像（すなわち、撮像画像）から培地部分の画像である培地画像の領域を検出及び抽出するために用いる画像である。

そして、撮像画像内には、培地形状の部分の画像と当該培地が形成される台紙部分の色（背景色）が画像化された画像（以下、「背景画像」ともいう。）が含まれるので、本実施形態のサーバ装置４０は、テンプレート画像を用いて、当該撮像画像から、背景画像（すなわち、台紙部分の各ピクセル）を除去し、培地画像を抽出することができるようになっている。

また、本実施形態のサーバ装置４０は、培地画像を抽出するにあたり、フィルム型培地６０における培地部分の配置構造上の情報（以下、「配置構造情報」という。）に基づいて、培地画像が形成されていると想定される確度の高い領域を探索領域として決定するとともに、決定した探索領域内について選択したテンプレート画像を走査することによって培地画像を抽出する構成を有している。

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、培地画像を正確に抽出することができるので、的確にコロニーの検出及びその計数を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４００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。

［Ａ２］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。

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り、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を含む基材シート上を被覆するように形成されたカバーシート６４と、基材シート６１の右側に形成され、培地の種別を示す種別ＩＤ６６と、を有している。

例えば、種別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の読み取り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、管理者端末装置２０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、本実施形態の種別ＩＤ６６においては、フィルム型培地６０の培地種別を管理する情報の他に、個々に培地を識別する培地ＩＤが含まれていてもよい。この場合には、培地ＩＤは、培地種別ＩＤとともに、画像解析機能を用いて、管理者端末装置２０又はサーバ装置４０において取得される。

［Ａ３］画像読み取り装置
次に、図３を用いて本実施形態の画像読み取り装置１０の構成について説明する。なお、図３は、本実施形態の画像読み取り装置１０の構成を示すブロック図である。

本実施形態の画像読み取り装置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、スキャニング機能（画像化機能）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、画像読み取り装置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、ＡＤＦユニット１４０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端末管理制御部１９０と、を有している。

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によって読み取ら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、画像読み取り装置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、画像読み取り装置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。

画像データ記憶部１０２には、画像化した撮像画像データと、各画像データを管理するための画像ＩＤと、読み取り時刻等の各画像データに対応する各種のメタデータと、が対応付けられて記憶される。なお、画像ＩＤとは、画像読み取り装置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、検体に発生した菌が培養される、又は、培養されたフィルム型培地６０を画像化する場合には、イメージスキャニングされたフィルム型培地６０全体を画像化し、当該フィルム型培地６０全体の画像データを撮像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画像読み取り装置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。

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を制御して読み取ったフィルム型培地６０の撮像画像データを取得し、これらのデータに画像ＩＤを付与しつつ各データのメタデータとともに培地情報として画像データ記憶部１０２に記憶する。

また、アプリケーション制御部１２０は、フィルム型培地６０を画像化する際に、タイマー１８０から現在時刻を取得し、当該現在時刻を読み取り時刻として所定の画像ＩＤとともに撮像画像データのメタデータとして画像データ記憶部１０２に記憶する。

他方、アプリケーション制御部１２０は、撮像画像データの取得後に、又は、所定のタイミングによって、画像データ記憶部１０２に記憶された培地情報をサーバ装置４０に登録する培地情報登録処理を実行する。

なお、アプリケーション制御部１２０は、実装上、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、撮像画像データ等の種々のデータの授受を行う。

ＡＤＦユニット１４０は、機械構造及び制御回路などのＡＤＦ機能を実現するための構成を有している。特に、ＡＤＦユニット１４０は、同一の場所に重ねて載置された複数のフィルム型培地６０を一枚ずつ、スキャニングを実行するエリア（図示しない）に取り込むための機構であり、アプリケーション制御部１２０の制御の下に、駆動する。

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、各種の表示及び画像化されたフィルム型培地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又は端末管理制御部１９０の制御の下、表示部１６０に所定の画像を描画させるために必要な描画データを生成し、生成した描画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、作業ＩＤなどを直接手入力する際に用いる。

タイマー１８０は、画像データ生成部１１０がフィルム型培地を読み取り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。

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、画像読み取り装置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。

［Ａ４］サーバ装置
［Ａ４．１］構成
次に、図４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４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４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、画像読み取り装置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、画像読み取り装置１０又は管理者端末装置２０と通信回線を構築し、画像読み取り装置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、作業管理データベース（以下、「作業管理ＤＢ」と略す。）４０４及びプロファイル情報データベース（以下、「プロファイル情報ＤＢ」という。）４０５を有する。

培地情報ＤＢ４０１は、各作業ライン８０の工程毎に抽出され、かつ、画像読み取り装置１０によってスキャニングされて取得した検体のフィルム型培地６０に関する培地情報が種別ＩＤ６６毎に、かつ、培地ＩＤ毎に培地情報が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）種別ＩＤ６６
（２）培地ＩＤ
（３）撮像画像データ
（４）培地画像データ
（５）スキャニングした時刻
（６）コロニー数
（７）培地判定結果
（８）サイズ（ピクセル数）、重心位置、各ピクセルの特徴量など検出された各コロニーに関する情報（以下、「コロニー情報」という。）
（９）コロニー検出時に用いたプロファイル情報の種別（プロファイルＩＤ）
の９つデータが対応付けて記録される。

なお、各培地情報における、コロニー情報、コロニー数及び培地判定としては、データ処理部４２０によって判定された結果が記憶される。また、各培地情報におけるコロニー情報、コロニー数及び培地判定は、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。

作業管理ＤＢ４０４は、培地種別毎の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り、培地情報ＤＢ４０１と対応付けることによって培地種別毎の検査内容を作業者その他に提供するためのデータベースである。例えば、作業管理ＤＢ４０４には、各培地ＩＤに対応付けて
（１）培地ＩＤ
（２）検査種別（一般生菌又は大腸菌など検出する菌種）及びフィルム型培地６０上に発生する際の色（発色）情報（ＲＧＢ階調値又はその範囲）
（３）培養開始時刻
（４）培養開始から所定の時間経過後までの培養時間
（５）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）
（６）作業日時（作業開始時刻及び終了時刻）
（７）作業者ＩＤ（及び／又は作業者名）
の７つデータが対応付けて記録される。

なお、これらの情報は、作業者等によって登録される。また、培養検査時刻には、単一の時刻（すなわち、検体における菌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。

プロファイル情報ＤＢ４０５は、複数のプロファイル情報が格納されるデータベースである。例えば、プロファイル情報ＤＢ４０５には、各種別ＩＤに対応付けて
（１）種別ＩＤ
（２）プロファイル情報
（３）テンプレート画像のデータ（以下、「テンプレート画像データ」という。）
（３）配置構造情報（探索領域の情報）
の３つのデータが対応付けて記録される。
また、プロファイル情報には、
（２Ａ）培地画像からコロニーピクセルを検出する際の色に関する特徴量の種別、
（２Ｂ）培地の種別及び検体の種別に基づく、コロニーを検出するための検出手法及び当該検出を実行するためのパラメータ、及び、
（２Ｃ）培地判定を行う際の合否における閾値
が含まれる。

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の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）画像読み取り装置１０から送信された培地情報から種別ＩＤ６６を取得する種別情報取得処理
（３）取得した種別ＩＤ６６に基づいて配置構造情報及びテンプレート画像データを取得し、取得した配置構造情報及びテンプレート画像データに基づいて、各フィルム型培地６０における培地画像を抽出する培地画像抽出処理
（４）取得した種別ＩＤ６６に基づいてプロファイル情報を取得し、取得したプロファイル情報及び抽出した培地画像に基づいて、当該培地画像に画像化されたコロニーを検出しつつ、検出したコロニー数の計数及び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、
（５）各フィルム型培地６０における培地情報の登録を実行する培地情報登録処理と、
（６）データベース４００の管理及び制御と、
を行う。

具体的には、データ処理部４２０は、培地情報登録処理を実行する登録処理部４２１、培地画像抽出処理を実行する画像抽出処理部４２２と、及び、コロニー検出処理を実行するコロニー検出判定部４２３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を構成し、画像抽出処理部４２２は、画像抽出手段を構成する。そして、例えば、本実施形態のコロニー検出判定部４２３は、本発明に係る特徴量抽出手段、特定手段及び検出手段を構成する。また、本実施形態の登録処理部４２１、画像抽出処理部４２２及びコロニー検出判定部４２３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、画像読み取り装置１０とのデータの授受に関する各種の制御を行う。

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。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。

［Ａ４．２］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。

本実施形態の登録処理部４２１は、画像読み取り装置１０と連動し、作業者の指示に基づいて、各フィルム型培地６０における培地情報について培地情報登録処理を実行する。

特に、登録処理部４２１は、画像読み取り装置１０から送信された各培地情報に含まれる各撮像画像データに対して画像解析を実行して種別ＩＤ６６を取得し、取得した種別ＩＤ６６を画像抽出処理部４２２及びコロニー検出判定部４２３に提供する。

特に、登録処理部４２１は、培地情報を取得すると、培地情報に含まれる撮像画像データの撮像画像内を探索し、当該撮像画像内に画像化されている２次元バーコードから構成される種別ＩＤ６６を取得する。そして、登録処理部４２１は、自動的に若しくは作業者の指示の下、培地を識別するための培地ＩＤを付与し、又は、種別ＩＤ６６に含まれている場合には、種別ＩＤ６６とともに培地ＩＤを取得する。

また、登録処理部４２１は、コロニー検出判定部４２３のコロニー検出判定処理によって得られたコロニー情報、コロニー数及び判定結果を、それぞれ、培地情報として該当する種別ＩＤ６６及び培地ＩＤを対応付けて検査時刻とともに培地情報ＤＢ４０１に登録する。

［Ａ４．３］画像抽出処理部
次に、図５〜図８の各図を用いて本実施形態のサーバ装置４０における画像抽出処理部４２２の詳細について説明する。なお、図５は、本実施形態の画像抽出処理部４２２において実行される探索領域決定処理を説明するための図であり、図６は、本実施形態に用いるテンプレート画像の一例を示す図である。また、図７及び図８は、本実施形態の画像抽出処理部４２２において実行されるテンプレートマッチング処理を説明するための図である。

画像抽出処理部４２２は、登録処理部４２１において取得された種別ＩＤ６６に基づいて、プロファイル情報ＤＢ４０５を検索して該当するテンプレート画像データを取得することによって、複数のテンプレート画像の中から一のテンプレート画像を選択するとともに、当該選択したテンプレート画像を用いて培地画像を抽出する。

特に、画像抽出処理部４２２は、
（１）種別ＩＤ６６に基づいて、プロファイル情報ＤＢ４０５を検索してフィルム型培地６０における培地部分の配置構造上の情報を示す配置構造情報を取得し、該当する撮像画像データにおける培地画像が形成されていると想定される探索領域を決定する探索領域決定処理、及び、
（２）決定した探索領域内について選択したテンプレート画像データによって構成される画像（すなわち、テンプレート画像）用いて走査し、培地画像を抽出するテンプレートマッチング処理、
を実行し、テンプレートマッチング処理によって抽出した培地画像をコロニー検出判定部４２３に出力する。

（探索領域決定処理）
通常、上述の図２に示すように、フィルム型培地６０においては、特定の構造を有しており、他の同種のフィルム培地とは培養層６３の配置位置やサイズについては完全に同一にならないものの、当該培養層６３は、一定の誤差の範囲で形成されている。

一方、培地画像について画像解析を行う場合には、上述のように、培地画像に、培地以外の培地が形成される台紙（基材）部分の画像のみならず、当該台紙に文字やマークが存在する部分の画像が含まれる場合には、文字やマークの色が影響を与え、的確に画像解析を実行することができない場合もある。

また、テンプレート画像を用いたテンプレートマッチング処理を実行する際には、探索範囲内でテンプレート画像を走査させるとともに各走査位置におけるそれぞれの画像について解析を実行し、各画像が培地画像であるか否かを判断する処理を行うため、迅速な処理及び処理負荷の軽減の観点からは、テンプレート画像を走査させる探索領域は狭い方が望ましい。

そこで、本実施形態の画像抽出処理部４２２は、種別ＩＤ６６に基づいて、配置構造情報を取得し、該当する撮像画像データにおける培地画像が形成されていると想定される探索領域を決定するようになっている。

具体的には、画像抽出処理部４２２は、例えば、図５（Ａ）に示すような配置構造情報を有しており、当該配置構造情報に基づいて、撮像画像データによって形成される撮像画像から図５（Ｂ）に示すような探索領域を決定する。

（テンプレート画像）
本実施形態の画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像を用いて決定した探索領域についてテンプレートマッチング処理を実行するにあたり、
（１）円、楕円又は矩形など抽出すべき培地（すなわち培養層６３）と同一形状を有し、撮像画像上に重畳された場合に当該撮像画像の各ピクセルの色特徴量（具体的には、ＲＧＢの階調値や輝度値）を無効化する特性を有する第１領域と、
（２）第１領域の周縁に所定の形状を有する第２領域と、
（３）第２領域の外縁に形成され、撮像画像上に重畳された場合に当該撮像画像の各ピクセルの色特徴量を無効化する特性を有する第３領域と、
を有するテンプレート画像を用いる。なお、第１領域の「同一形状」は、培地画像の領域を決定することができる形状であれば、完全に同一である必要はない。

特に、本実施形態においては、画像抽出処理部４２２は、第１領域及び第３領域にテンプレートマッチングにおける演算から除外するためのマスク（テンプレートマスク）が形成されているテンプレート画像（すなわちマスク画像）を用いる。

通常、培養層６３の画像である培地画像において、コロニーが発現されている場合には、当該培地画像上には、培養層６３が形成される台紙の色を示す背景色とは異なりコロニーを形成する色を有する画素が含まれることになる。このため、当該領域（培地部分の領域）には、個々のフィルム型培地６０によって（すなわち、培地画像毎に）異なる色特徴量が存在することになるので、培地画像を抽出する際（培地画像の領域を画定させる際）に、当該領域の各画素の色特徴量を用いることは誤検出を招く可能性が高くなる。

また、フィルム型培地６０には、例えば、上述の図２に示すように、種別ＩＤ６６や製造メーカに関する情報、又は、作業者が記入した文字その他のマーキングなど種々の情報（以下、「マーキング情報」という。）が、黒などの色が付されて形成されていることが多く、フィルム型培地６０の周縁部分まで培地画像を特定するための処理に用いると、培地画像を他の領域と識別することが難しくなり、的確に当該培地画像を検出することができない場合もある。

一方、培地部分の領域と、当該フィルム型培地６０の台紙や基材などのフィルム型培地６０の背景色の部分との境界が認識することができれば、培地部分の領域を特定すること、すなわち、培地画像を抽出することができる。

そこで、本実施形態の画像抽出処理部４２２は、培地部分（培養層６３の部分）や種々のマーキング情報の影響を排除するために、培養層６３と同一形状を有し、撮像画像上に重畳された場合に当該撮像画像の各ピクセルの色特徴量を無効化する特性を有する第１領域と、第１領域の周縁に形成された当該撮像画像の各ピクセルの色特徴量を有効にする第２領域（すなわち、有効領域）と、第２領域の外縁に第１領域と同様の特性を有する第３領域と、を有するテンプレート画像を用いるようになっている。

例えば、第１領域は、培地画像と、背景色が画像化された各ピクセル（すなわち、背景画像）と、を含む撮像画像上に当該第１領域が重畳された場合に、当該撮像画像の各ピクセルの色特徴量を無効化し、テンプレートマッチングによる演算から除外することが可能な特性を有していればよい。ただし、撮像画像の各ピクセルの色特徴量を無効化する特性としては、完全に無効化し、テンプレートマッチングによる演算から除外するだけに限らず、背景画像を構成する各ピクセルより輝度や各色特徴量の階調値を、第２領域を検出するために影響の無い程度に低くすること（各画素の色特徴量から所定の値を減算（無効に）すること）が可能な特性であってもよい。

また、第２領域は、撮像画像の各ピクセルの色特徴量を有効にする領域であればよい。すなわち、第２領域は、テンプレートマッチングによる演算に用いることができれば、フィルタとして機能し、例えば、１つの色特性（例えばＲ）の背景色の一部の色特性を無効にし、又はＲＧＢの階調値を補正するなどのフィルタリング機能を有していてもよい。

また、例えば、本実施形態の画像抽出処理部４２２は、図６に示すような、培養層６３と同一の円形状を有する第１領域７１と、第１領域７１の周縁に所定の幅を有する円環状の形状を有するドーナッツ型の第２領域７２と、第２領域の７２の外側に形成された第３領域７３と、を有するテンプレート画像７０を用いる。

なお、本実施形態においては、図６に例示するように、第１領域及び第３領域に、第１領域及び第３領域にテンプレートマッチングにおける演算から除外するためにマスク（テンプレートマスク）が形成されているテンプレート画像（すなわちマスク画像）を用いるが、少なくとも第１領域をマスクするテンプレート画像を用いればよい。例えば、第３領域がなく、第１領域と第２領域とによって形成されているテンプレート画像を用いてもよい。この場合であっても、テンプレートマッチングによって第１領域を検出することができるようになっている。

また、第２領域における円環状の幅は、テンプレートマッチングの演算が実行可能な幅であれば、すなわち、所定のピクセル数を確保することが可能な幅であれば、当該幅に制限はない。

さらに、上記の第１領域７１及び第２領域７２は、培地部分の形状に合わせて円形状又は円環形状であるが、培地部分（培養層６３）の形状が矩形形状などの他の形状の場合には、第１領域７１が矩形形状など培養層６３と同一の形状によって形成され、かつ、第２形状が第１領域７１の周縁に所定の幅を有する矩形環状などの第１領域７１（すなわち、培養層６３）の形状に合わせた所定の幅を有する環形状によって形成されていればよい。

（テンプレートマッチング）
本実施形態の画像抽出処理部４２２は、上述のように、種別ＩＤ６６を用いて特定されたテンプレート画像を用いて、撮像画像上において決定した探索領域に対して、テンプレートマッチング処理を実行する。

具体的には、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像を用いて、例えば、図７に示すように、撮像画像上の探索範囲内の左上のピクセル座標（例えば、（０，０））から順次１ピクセル毎（「０」から「ｉ」まで）に水平走査方向にずらしつつ、最右座標（ｎ，ｊ）に到達した場合には次のピクセル行の最左座標（０，ｊ＋１）に垂直走査して探索範囲の最終のピクセル行の最右座標（ｎ，ｍ）まで走査を行うラスタースキャンを実行し、テンプレート画像に基づいて、それぞれの走査位置における撮像画像上の第２領域を特定する。

例えば、画像抽出処理部４２２は、図７に示すように、各走査位置Ｓｉi（０≦ｉ≦ｎ,０≦ｊ≦ｍ）において、テンプレート画像の中心（ｘｉ、ｙｊ）を配置し、当該テンプレート画像が撮像画像に重畳した状態におけるテンプレート画像範囲内の撮像画像上の第２領域を特定する。

そして、画像抽出処理部４２２は、各テンプレート画像の走査位置から、予め定められた条件（以下、「マッチング条件」という。）を有するテンプレート画像の撮像画像上の位置（具体的には、中心位置）を決定し、当該決定した中心位置にテンプレート画像が形成されている場合における第１領域、すなわち、撮像画像上において当該決定した中心位置にテンプレート画像が形成されている場合における第１領域でマスクされている領域を、培地画像の部分であると特定し、当該領域部分の画像を培地画像として抽出する。

例えば、本実施形態の画像抽出処理部４２２は、各走査位置における第２領域（すなわち、有効領域）に属する各ピクセルの色特徴量（輝度値）を積算してその合算値をマッチングスコアとして算出し、又は、当該合算値からピクセルの色特徴量の平均値をマッチングスコアとして算出し、マッチング条件として当該マッチングスコアが最も高い走査位置を、培地部分を決定するためのテンプレート画像を配置する中心位置に決定する。

特に、本実施形態においては、画像抽出処理部４２２は、各走査位置において、（式１）に基づいて、テンプレート画像における第２領域に属する撮像画像上の各ピクセルの輝度値Ｉ（ｘｉ，ｙｊ）を算出するとともに、（式２）又は（式３）に基づいて当該各輝度値Ｉ（ｘｉ，ｙｊ）を第２領域について積算してその合算値Ｚ（ｓ）又は当該合算値に基づく各ピクセルの輝度値の平均値Ｚ（ａｖ）を算出し、これらが最大となる合算値Ｚ（ｓ）ｍａｘ又は平均値Ｚ（ａｖ）ｍａｘを有する走査位置を、培地部分を決定するためのテンプレート画像を配置する中心位置に決定する。

なお、上記の式について、Ｒ（ｘｉ，ｙｊ）は、各ピクセルにおけるＲの階調値、Ｇ（ｘｉ，ｙｊ）は、各ピクセルにおけるＧの階調値、及び、Ｂ（ｘｉ，ｙｊ）は、各ピクセルにおけるＢの階調値を示す。また、「Ｐ」は、第２領域内のピクセル数を示す。

そして、画像抽出処理部４２２は、例えば、図８（Ｂ）に示すように、決定した中心位置の座標Ｓ_（最大）＝（ｘ_（最大）、ｙ_（最大））に基づいて、撮像画像上のテンプレート画像の第１領域（例えば、図８（Ｂ）に示す中心座標（ｘ_（最大）、ｙ_（最大））から半径ｒの円など）が形成されている領域を培地画像として決定する。

特に、フィルム型培地６０の背景色が「白」及び培養層６３の培地色が「肌色」などの白以外の有色の場合であって、図８（Ａ）に示すように、培地画像部分とテンプレート画像がマッチしていない場合には、テンプレート画像のフィルム型培地６０の色を透過する第２領域７２に培地画像部分（培養層６３）が入り込む。したがって、この場合には、本実施形態の画像抽出処理部４２２は、第２領域の色特徴量（上記の輝度値）の合算値又はその平均値については、第２領域に培地画像部分が入り込んだだけ最高値から低くなる値を算出することになる。

その一方、図８（Ａ）と同一の条件において、図８（Ｂ）に示すように、培地画像部分とテンプレート画像がマッチしている場合には、テンプレート画像のフィルム型培地６０の色を透過する第２領域に培地画像部分（培養層６３）が入り込まない。したがって、この場合には、本実施形態の画像抽出処理部４２２は、色特徴量の平均値については、最高値を算出し、当該テンプレート画像の第１領域によってマスクされる領域を、培地画像の部分であると特定し、当該領域部分の画像を培地画像として抽出することになる。

他方、上記の演算手法やそれに基づくマッチング条件は、フィルム型培地６０の背景色（基材の色）及び培養層６３の色によって異なる。例えば、画像抽出処理部４２２は、フィルム型培地６０の背景色（基材の色）が「白」であって、培養層６３の培地色が「肌色」などの白以外の有色の場合には、マッチング条件としては、第２領域内におけるピクセルの色特徴量（本実施形態の場合には輝度）の背景色との差分が最も小さくなる走査位置を、予め定められた条件を有する走査位置、すなわち、培地部分を決定するためのテンプレート画像を配置する中心位置として決定する。

具体的には、フィルム型培地６０の背景色（基材の色）が「白色」ではない場合には、画像抽出処理部４２２は、各走査位置における第２領域に属する各ピクセルの色特徴量（例えば、ＲＧＢの各色成分の階調値）と、予め定められた背景色の色特徴量との差分を算出するとともに、当該これらの差分に基づいてＳＳＤ（Ｓｕｍ ｏｆ Ｓｑｕａｒｅｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）又はＳＡＤ（Ｓｕｍ ｏｆ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｄｉｓｔｔａｎｃｅ）などによって所定の値を算出し、第２領域内における各ピクセルの所定の値の合算値をマッチングスコアとして算出し、又は、当該合算値からピクセルの色特徴量の平均値をマッチングスコアとして算出し、マッチング条件として当該マッチングスコアが最も低い走査位置を、培地部分を決定するためのテンプレート画像を配置する中心位置に決定する。

すなわち、この場合においては、画像抽出処理部４２２は、第２領域に属するピクセルの色特徴量が背景色に一番近くなる走査位置を、培地部分を決定するためのテンプレート画像を配置する中心位置に決定することとなる。特に、背景色が「有色」の場合には、画像抽出処理部４２２は、各走査位置における第２領域内の各ピクセルにおける色特徴量の平均が有色のＲＧＢの値と一番近似する走査位置を、予め定められた条件を有する走査位置（培地部分を決定するためのテンプレート画像を配置する中心位置）として決定する。

また、ＳＳＤの場合には、画像抽出処理部４２２は、走査位置毎に、撮像画像におけるテンプレート画像の第２領域に属するピクセルの各色特徴量（Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分）と背景色の色特徴量（Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分）との差の二乗和（ユークリッド距離の２乗）をそれぞれ算出して積算し、当該積算値が一番小さい走査位置を、予め定められた条件を有する走査位置として決定する。

より具体的には、画像抽出処理部４２２は、ＳＳＤとしては、（式４）に示すように、各走査位置Ｓｉｊにおける各ピクセルのＲＧＢの各色成分の階調値と、予め定められた背景色の色特徴量との差分に基づいて、ユークリッド距離の二乗和を示すＳｉｊ（ＳＳＤ）を算出するとともに、その値を用いて上述の（式２）又は（式３）と同様の演算を実行し、第２領域内における各ピクセルの所定の値の合算値又は平均値をマッチングスコアとして算出する。ただし、（式４）において「Ｒｂ」、「Ｇｂ」及び「Ｂｂ」は、予め記憶された背景色におけるＲＧＢの各色成分の階調値を示す。

また、ＳＡＤの場合には、画像抽出処理部４２２は、走査位置毎に、撮像画像におけるテンプレート画像の第２領域に属するピクセルの各色特徴量（Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分）と背景色の色特徴量（Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分）との差の絶対値の和をそれぞれ算出して積算し、当該積算値が一番小さい走査位置を、予め定められた条件を有する走査位置として決定する。

より具体的には、画像抽出処理部４２２は、ＳＡＤとしては、（式５）に示すように、各走査位置Ｓｉｊにおける各ピクセルのＲＧＢの各色成分の階調値と、予め定められた背景色の色特徴量との差分に基づいて、画素値の差の絶対和を示すＳｉｊ（ＳＡＤ）を算出するとともに、その値を用いて上述の（式２）又は（式３）と同様の演算を実行し、第２領域内における各ピクセルの所定の値の合算値又は平均値をマッチングスコアとして算出する。ただし、（式５）において「Ｒｂ」、「Ｇｂ」及び「Ｂｂ」は、（式４）と同様に、予め記憶された背景色におけるＲＧＢの各色成分の階調値を示す。

なお、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像を拡大及び縮小することによってテンプレートマッチングを行ってもよい。例えば、撮像画像の大きさが撮像倍率その他の影響により、変化している場合には、画像抽出処理部４２２は、テンプレートマッチングを行う前に、培養層６３部分の大きさを予め認識し、テンプレート画像を当該培養層６３の大きさに合わせて拡大又は縮小する。そして、画像抽出処理部４２２は、拡大又は縮小したテンプレート画像を用いてテンプレートマッチングを行ってもよい。

また、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像に変換可能なデータを予めプロファイル情報ＤＢ４０５に記録しておき、テンプレートマッチングを実行する際に、当該プロファイル情報ＤＢからデータを読み出してテンプレート画像に変換し、変換したテンプレート画像を用いてテンプレートマッチングを行ってもよい。

［Ａ４．４］コロニー検出判定部
次に、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４２３の詳細について説明する。

コロニー検出判定部４２３は、コロニー検出判定処理として、登録処理部４２１から提供された種別ＩＤ６６に基づいて、プロファイル情報ＤＢ４０５を検索し、該当するプロファイル情報を取得するとともに、画像抽出処理部４２２から培地画像を取得する。

そして、コロニー検出判定部４２３は、プロファイル情報及び画像抽出処理部４２２から提供された培地画像に基づいて、フィルム型培地６０毎に、各種の閾値又はパラメータを設定しつつ、コロニーピクセルの検出手法、コロニー候補の検出手法、及び、コロニーの特定手法を定めつつ、各撮像画像データに対してコロニー検出処理を実行し、その結果をそれぞれ登録処理部４２１に提供する。

具体的には、コロニー検出判定部４２３は、提供されたプロファイル情報に基づいて、
（１）提供された培地画像から、画像化されたコロニーを構成すると想定されるピクセルを検出するために、当該培地画像を構成する各ピクセルの中から、所定の条件を有する色に関する特徴量を有するピクセル（以下、「コロニーピクセル」という。）を検出し、
（２）コロニーピクセルを連結してラベリングを実行してＩＤを付与し、連結したコロニーピクセル群を一のオブジェクトをコロニー候補として検出し、
（３）所定の条件を有するコロニー候補をコロニーとして特定しつつ、その数を計数し、
（４）計数したコロニー数に基づいて培地判定を実行する。

特に、コロニー検出判定部４２３は、特徴量の種別が輝度又は彩度の場合には、各ピクセルのＲＧＢの個々のサブピクセルの階調値に基づいて所定の演算を実行して得られた値とプロファイル情報に規定されるパラメータに基づいて、コロニーピクセルを検出し、検出したコロニーピクセルに基づいてコロニー候補を特定しつつ、当該特定したコロニー候補の中からコロニーを検出してその数を計数する。

また、コロニー検出判定部４２３は、画像フィルタノイズを低減させるための膨張処理及び縮小処理を含む画像フィルタ処理を実行しつつ、隣接するコロニーピクセルを連結してラベリングを実行してＩＤを付与する際の連結方法とプロファイル情報に基づくパラメータに基づいて、コロニー候補を検出する。

すなわち、コロニー検出判定部４２３は、コロニーピクセルの連結に関しては、プロファイルによって特定された各コロニーピクセルの色に関する特徴量と同一と判定されるべき範囲に基づいて、隣接するコロニーピクセルについて同一のコロニー候補であると判定したものを連結する。

さらに、コロニー検出判定部４２３は、隣接するコロニーピクセルを連結してコロニーピクセル群を形成させ、コロニーピクセル群毎の色特性又は培地画像上の重心位置を用いて同一のコロニーピクセルを構成するピクセル群同士を連結させる。

そして、コロニー検出判定部４２３は、検出した各コロニー候補について、特定されたプロファイル情報に規定される特徴量によって、当該プロファイル情報によって定まる色特性、真円度、形状及びサイズなどの特徴量を設定しつつ、当該設定した特徴量に基づいて、コロニーらしさを示す尤度を算出する。

最後に、コロニー検出判定部４２３は、プロファイル情報に基づいて、算出した尤度が閾値以上など所定の条件を有するコロニー候補をコロニーとして特定し、その数をコロニー数として計数する。

なお、コロニー検出判定部４２３は、検出したコロニーピクセル（例えば培地画像上の位置及び自ピクセルが属するコロニー候補のＩＤ）、検出したコロニー候補（例えばコロニーピクセルの培地画像上の配置位置、色特性又は重心位置などの所定の情報）、特定したコロニー（例えばコロニーピクセルの培地画像上の配置位置、色特性又は重心位置などの所定の情報）、計数したコロニー数を培地情報として登録処理部４２１を介して培地情報ＤＢ４０１に記憶する。

また、膨張処理とは、画像フィルタ処理の一つであって、各コロニーピクセルに隣接して他のコロニーピクセルが存在する場合に、コロニーピクセルに隣接する全てのピクセルをコロニーピクセルに置き換える処理である。

さらに、収縮処理とは、コロニーピクセルに隣接して非検出したピクセル（以下、「非コロニーピクセル」という。）が存在する場合に当該コロニーピクセルに隣接するピクセルを全て非コロニーピクセルに置き換える処理である。

一方、本実施形態のコロニー検出判定部４２３は、コロニー検出処理によって計数されたコロニー数に基づいて、培地判定を実行する。特に、コロニー検出判定部４２３は、培地判定処理としては、コロニー検出処理において取得したプロファイル情報に基づいて、予め設定された閾値と検出したコロニー数を比較しつつ、当該検出したコロニー数が閾値以上の場合には、異常と判定し、また、当該閾値より小さい場合には、正常であると判定し、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。

［Ａ５］衛生管理システムの動作処理
［Ａ５．１］培地情報登録処理（画像読み取り装置）
次に、図９を用いて本実施形態の画像読み取り装置１０におけるフィルム型培地６０の培地情報登録処理の動作について説明する。なお、図９は、本実施形態の画像読み取り装置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、プロファイル情報ＤＢ４０５には、種別ＩＤに基づいて複数のプロファイル情報、テンプレート画像データ及び配置構造情報が予め記憶されているものとする。

また、本動作においては、登録すべき複数のフィルム型培地６０は、例えば、ＡＤＦユニット１４０の所定の場所に既に載置されているものとし、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ものとする。

なお、本動作においては、画像読み取り装置１０においては撮像画像を読み取りするための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、画像読み取り装置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、表示制御部１６１と連動して表示部１６０に登録すべき複数のフィルム型培地６０がＡＤＦユニット１４０に既に載置されているかを確認するための表示を実行するとともに、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、各フィルム型培地６０の読み取り開始を促す画面（以下、「読み取り開始確認画面」ともいう。）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による読み取りを待機する（ステップＳ１０６）。

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と連動しつつ、操作部１７０によるフィルム型培地６０の読み取り開始を検出すると（ステップＳ１０７）、ＡＤＦユニット１４０を制御して当該ＡＤＦユニット１４０にセットされた複数のフィルム型培地６０を順次スキャニング領域に移動させるとともに、画像データ生成部１１０は、複数のフィルム型培地６０をスキャニングして画像化し、生成した各撮像画像データを画像データ記憶部１０２に所定の画像ＩＤを付与しつつ記憶する（ステップＳ１０８）。

なお、アプリケーション制御部１２０は、複数のフィルム型培地６０がＡＤＦユニット１４０に載置されている場合には、各フィルム型培地６０を連続的に画像化し、それぞれを画像データ記憶部１０２に所定の画像ＩＤを付与しつつ記憶する。

次いで、アプリケーション制御部１２０は、タイマー１８０より、現在時刻を各フィルム型培地６０における撮像画像データの読み取り時刻として取得し、当該各撮像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、作業者の指示に基づいて、各撮像画像データとそのメタデータを一の培地情報として、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Ｓ１１８）、画像読み取り装置１０の培地情報登録処理を終了する。

なお、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。

［Ａ５．２］培地情報登録処理（サーバ装置）
次に、図１０を用いて本実施形態のサーバ装置４０におけるフィルム型培地６０の培地情報登録処理の動作について説明する。なお、図１０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。

本動作は、画像読み取り装置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、画像読み取り装置１０から送信された各フィルム型培地６０の個々の撮像画像データ毎に該当する情報を培地情報として培地情報ＤＢ４０１に登録するための処理である。

まず、サーバ装置４０においては、通信制御部４１０が画像読み取り装置１０から送信された一の撮像画像データを有する一の培地情報を受信すると（ステップＳ３００）、登録処理部４２１は、撮像画像データによって構成される撮像画像について画像解析を実行し、種別ＩＤ６６を特定し、画像抽出処理部４２２及びコロニー検出判定部４２３に提供する（ステップＳ３０１）。

次いで、登録処理部４２１は、当該種別ＩＤ６６の画像解析、若しくは、作業者の指示に基づいて、培地ＩＤを取得し、又は、自動的に培地ＩＤを付与する（ステップＳ３０２）。

次いで、登録処理部４２１は、培地情報に含まれる読み取り時刻に基づいて撮像画像データにおける培地情報を登録する際の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、画像読み取り装置１０と連動して各撮像画像データにおける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読み取り時刻を当該培養検査時刻としてそのまま登録してもよい。

次いで、画像抽出処理部４２２は、登録処理部４２１によって特定された種別ＩＤ６６に基づいて、プロファイル情報ＤＢ４０５を検索し、テンプレート画像データ及び配置構造情報を取得するとともに（ステップＳ３０６）、提供されたテンプレート画像及び配置構造情報に基づいて、撮像画像から培地画像を抽出する培地画像抽出処理を実行し、当該抽出した培地画像をコロニー検出判定部４２３に提供する（ステップＳ３０７）。なお、ステップＳ３０７の培地画像抽出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４２３は、登録処理部４２１によって特定された種別ＩＤ６６に基づいて、プロファイル情報ＤＢ４０５を検索し、該当するプロファイル情報を取得し（ステップＳ３０８）、取得したプロファイル情報及び画像抽出処理部４２２において抽出された培地画像に基づいて、当該培地画像の各ピクセルの色特徴量（輝度値）を抽出する（ステップＳ３１０）。

次いで、コロニー検出判定部４２３は、提供されたプロファイル情報に基づいて、培地画像内のコロニーピクセルを特定するとともに、コロニーの検出及びその計数を実行するコロニー検出処理を実行し（ステップＳ３２１）、提供されたプロファイル情報に基づいて、培地判定（合否判定）を実行する（ステップＳ３２２）。

なお、コロニー検出判定部４２３は、ステップＳ３２１及びステップＳ３２２の処理においては、画像読み取り装置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画像読み取り装置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。

また、コロニー検出判定部４２３は、ステップＳ３２２の処理の培地判定においては、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。

次いで、登録処理部４２１は、撮像画像データ、培地画像のデータ（以下、「培地画像データ」という。）、種別ＩＤ６６、培地ＩＤ、判定された合否、検出されたコロニー数及び培地情報に含まれる読み取り時刻を培養開始時刻とした培養開始時刻情報を培地情報ＤＢ４０１に登録し（ステップＳ３２３）、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画像読み取り装置１０の表示部１６０に表示させ、当該画像読み取り装置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、上述の動作は、画像読み取り装置１０によって培地情報を取得した際に実行しているが、画像読み取り装置１０によって取得した培地情報が培地情報ＤＢ４０１に記録され、その後に実行されてもよい。

［Ａ５．３］培地画像抽出処理（サーバ装置）
次に、図１１を用いて本実施形態のサーバ装置４０において実行される培地画像抽出処理の動作について説明する。なお、図１１は、本実施形態のサーバ装置４０において実行される培地画像抽出処理の動作を示すフローチャートである。

本動作は、サーバ装置４０においてステップＳ３０７の処理において実行される処理である。なお、本動作においては、座標としてピクセル座標を用いる。

まず、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像データ及び配置構造情報を取得すると（ステップＳ３０６）、配置構造情報に基づいて、培地画像が形成されていると想定される探索領域を決定する探索領域決定処理を実行する（ステップＳ５０１）。

なお、このとき、画像抽出処理部４２２は、決定された探索領域においてテンプレート画像の中心位置の走査範囲を決定する。すなわち、画像抽出処理部４２２は、探索範囲内の最左上のピクセルにテンプレート画像の左上（図面に向かって左上）を合わせた場合のテンプレート画像の中心座標（ｘ、ｙ）を（０，０）とし、テンプレート画像の最右下が探索範囲の最右下のピクセルに合わせた場合のテンプレート画像の中心座標（ｘ、ｙ）を（Ｘｍａｘ，Ｙｍａｘ）に設定する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、取得したテンプレート画像に基づいて、決定した探索領域の右上から順にテンプレート画像の走査を開始する（ステップＳ５０２）。

まず、画像抽出処理部４２２は、該当する探索領域の部分にテンプレート画像を重畳して当該撮像画像上の第２領域に属する領域を特定し（ステップＳ５０３）、当該第２領域内における色特徴量を算出する（ステップＳ５０４）。

具体的には、画像抽出処理部４２２は、走査開始直後に第２領域を特定する場合には、テンプレート画像の中心座標（ｘｉ、ｙｊ）が（０，０）に配置する。また、画像抽出処理部４２２は、ステップＳ５０５の処理から移行してきた場合であって、前回のステップ５０３の処理においてテンプレート画像の中心座標が（ｘｉ、ｙｊ）が（ｎ，ｙｊ）でない場合（ｎ＝ｘｍａｘ）、すなわち、テンプレート画像の右端が探索領域の右端に到達していない場合には、前回のステップ５０３の処理においてテンプレート画像を重畳した位置から中心座標を１ピクセル水平に走査した地点（ｘ（ｉ＋１），ｙｊ）にテンプレート画像の中心を配置する。さらに、画像抽出処理部４２２は、ステップＳ５０５の処理から移行してきた場合であって、前回のステップ５０３の処理においてテンプレート画像の中心座標が（ｘｉ、ｙｊ）が（ｎ，ｙｊ）である場合には、１行垂直に走査し、かつ、テンプレート画像の中心座標（ｘ、ｙ）が（０，（ｙｊ＋１））にテンプレート画像の中心を配置する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像に基づく探索領域の走査が終了したか否かを判定する（ステップＳ５０５）。このとき、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像に基づく探索領域の走査が終了していないと判定した場合には、ステップＳ５０３の処理に移行し、当該終了していると判定した場合には、ステップＳ５０６の処理に移行する。

なお、例えば、ステップＳ５０５の処理としては、画像抽出処理部４２２は、ステップＳ５０３の処理において、テンプレート画像の中心座標が（ｎ，ｍ）の場合（ｍ＝ｙｍａｘ）に、探索領域の走査が終了したと判定する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、全ての走査位置における第２領域に属するピクセルの色特徴量について予め定められた条件を有する走査位置（具体的には、全ての走査位置における第２領域に属するピクセルの色特徴量の積算値が最大になる走査位置）を決定するとともに（ステップＳ５０６）、当該決定した走査位置を中心としてテンプレート画像が形成された場合の第１領域（マスク部分）が形成されている領域を培地画像の部分であると特定し（ステップＳ５０７）、本動作を終了させる。

以上、本実施形態の衛生管理システムＳにおいては、培地画像を正確に抽出することができるので、的確にコロニーの検出及びその計数を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。

［Ｂ］第２実施形態
はじめに、図１２〜図１８を用いて本発明の衛生管理システムの第２実施形態について説明する。

［Ｂ１］衛生管理システム
本実施形態の衛生管理システムＳは、第１実施形態において、１ピクセル毎及び１行毎に探索領域内を水平走査及び垂直走査しつつ、各走査位置においてテンプレートマッチングを行う点に代えて、探索領域内において予め培地部分としての確度の高い領域を効率的に走査させる点に特徴がある。

具体的には、本実施形態の衛生管理システムＳは、決定した探索領域内について選択したテンプレート画像を走査する際に、テンプレート画像を撮像画像上に重畳させた走査位置と、当該走査位置に隣接する探索領域上の走査位置と、における撮像画像上のテンプレート画像の第２領域に属する各ピクセルの色特徴量の関係に基づいて、探索領域を制限しつつ、テンプレート画像を走査することによって培地画像を抽出する構成を有している。

特に、本実施形態の衛生管理システムＳは、１ピクセル毎及び１行毎に探索領域内を水平走査及び垂直走査せずに、マッチング条件に基づくマッチ度（培地部分の画像か否かを示す一致度）を用いつつ、探索領域内において予め培地部分としての確度の高い領域を限定し、かつ、水平走査又は垂直走査を行う範囲を限定し、効率的にテンプレート画像を走査させるようになっている。

なお、本実施形態においては、上記の特徴点を除き、第１実施形態と同一の構成を有し、同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。また、本実施形態においては、第１実施形態と同様に、座標としてピクセル座標を用いる。

［Ｂ２］サーバ装置
次に、図１２〜図１５を用いて本実施形態のサーバ装置４０について説明する。なお、図１２は、本実施形態のテンプレート画像の走査（スキップ走査）について説明するための図であり、図１３は、本実施形態のテンプレート画像の走査（方向走査）について説明するための図である。また、図１４は、本実施形態のテンプレート画像の走査（水平簡易走査）について説明するための図であり、図１５は、本実施形態のサーバ装置４０の構成を示す図である。

本実施形態のサーバ装置４０は、水平走査における各走査位置を基準に、テンプレート画像を撮像画像上に重畳させた走査位置と、当該走査位置に隣接する探索領域上の走査位置と、におけるテンプレート画像によって特定される撮像画像上の所定領域(具体的には、第２領域)に属する各ピクセルの色特徴量の関係に基づいて、探索領域を制限ようになっている。

具体的には、本実施形態のサーバ装置４０は、テンプレートマッチングにおけるマッチ度（すなわち、培地部分の画像か否かを示す一致度）を用いつつ、図１２に示すように、第１実施形態と同様に１ピクセル毎及び１行毎に探索領域内を水平走査及び垂直走査しつつ、水平走査中に前走査位置（座標Ｐ）のマッチ度が減少傾向であると判定した際に当該走査位置（座標Ｚ）で水平走査を中止し、次の行に垂直走査（スキップ）するとともに、次の走査ラインについて同様に水平走査を実行する走査(以下、単に「スキップ走査」という。)を行うことによって探索領域を制限する構成を有している。

一方、サーバ装置４０は、上記のスキップ走査に代えて、テンプレート画像を撮像画像上に重畳させた特定の走査位置と、当該特定の走査位置に隣接する探索領域上の複数の走査位置と、における撮像画像上のテンプレート画像の第２領域に属する各ピクセルの色特徴量の関係に基づいて、探索領域を制限するようになっている。

具体的には、本実施形態のサーバ装置４０は、テンプレートマッチングにおけるマッチ度（すなわち、培地部分の画像か否かを示す一致度）を用いつつ、図１３に示すように、テンプレート画像の中心位置を基準に、予め定めた走査開始位置から隣接するピクセル位置（具体的には８方向や４方向）に当該中心位置を動かした場合のマッチ度を算出し、一番高いマッチ度を有する方向に走査方向を移動させる走査（以下、単に、「方向走査」という。）を行うことによって探索領域を制限する構成を有している。

他方、本実施形態のサーバ装置４０は、上記のスキップ走査又は方向走査に代えて、任意の水平走査ラインにおいて、テンプレート画像を撮像画像上に重畳させた走査位置と、当該走査位置に隣接する探索領域上の走査位置と、における撮像画像上のテンプレート画像の第２領域に属する各ピクセルの色特徴量の関係に基づいて、水平走査を行うための探索領域の範囲を特定し、当該特定した範囲に水平走査を制限しつつ、前記テンプレート画像を走査することによって培地画像を抽出するようになっている。

具体的には、本実施形態のサーバ装置４０は、テンプレートマッチングにおけるマッチ度（すなわち、培地部分の画像か否かを示す一致度）を用いつつ、図１４に示すように、予め定められた水平走査ラインを走査し、マッチ度の一番高い走査位置の垂直走査ラインについて予め定められた振り幅で水平走査しつつ、当該垂直走査ラインに沿って走査を行う走査（以下、単に「水平簡易走査」という。）を実行し、培地画像の抽出を実行する構成を有している。

そして、本実施形態のサーバ装置４０は、スキップ走査及び水平簡易走査においては、各走査位置の中から、マッチ度が最大になる走査位置を決定し、又は、方向走査においては、中心位置のマッチ度が一番高いときの走査位置を決定し、当該決定した走査位置におけるテンプレート画像の第１領域（すなわち、マスク）が形成されている領域、すなわち、決定した走査位置を中心に撮像画像上にテンプレート画像を配置し、当該配置されたテンプレート画像の第１領域でカバーされる領域を、培地画像の部分であると特定し、当該領域部分の画像を培地画像として抽出する構成を有している。

具体的には、サーバ装置４０は、第１実施形態と同様のデータ処理部４２０を有し、所定のプログラムを実行することによって、第１実施形態の各処理に加えて、スキップ走査、方向走査及び水平簡易走査のいずれかの走査に基づく培地抽出処理を実現する。特に、データ処理部４２０は、画像抽出処理部４２２によってスキップ走査、方向走査及び水平簡易走査のいずれかの走査に基づく培地抽出処理を実現する。

なお、画像抽出処理部４２２は、テンプレートマッチングにおいてテンプレート画像を、スキップ走査、方向走査、又は、水平簡易走査のいずれかの走査を行うことによって画像抽出処理を行う点を除き、マッチング条件（撮像画像上のテンプレート画像の第２領域に属する各ピクセル色特徴量（本実施形態の場合には輝度）の平均値に基づくマッチ度の例を含む。）その他の動作や処理又はそれらに関する事項においては第１実施形態の各処理と同一である。

［Ｂ３］培地画像抽出処理（サーバ装置）
次に、図１５〜図１８を用いて本実施形態のサーバ装置４０において実行される培地画像抽出処理について説明する。なお、本実施形態の培地画像抽出処理は、第１実施形態の同一の培地情報登録処理の一部の処理として実行する処理であり、画像読み取り装置１０及びサーバ装置４０において実行される培地情報登録処理についてその説明を省略する。

［Ｂ３．１］スキップ走査に基づく培地画像抽出処理
まず、図１５を用いて本実施形態のサーバ装置４０において実行されるスキップ走査に基づく培地画像抽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において実行されるスキップ走査に基づく培地画像抽出処理の動作を示すフローチャートである。

本動作においては、テンプレートマッチングにおけるマッチ度、すなわち、探索領域上の撮像画像に重畳されたテンプレート画像における第２領域に属するピクセルの色特徴量が最高値になるか否かを示すマッチ度として、当該第２領域内におけるピクセルの色特徴量（合算値）Ｈを用いるとともに、当該第２領域内におけるピクセルの色特徴量（本実施形態の場合には輝度）Ｈにおける平均値が高い走査位置をマッチ度が高い走査位置とする。

まず、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像データ及び配置構造情報を取得すると（ステップＳ３０６）、配置構造情報に基づいて、培地画像が形成されていると想定される探索領域を決定する探索領域決定処理を実行する（ステップＳ６０１）。

なお、このとき、画像抽出処理部４２２は、決定された探索領域においてテンプレート画像の中心位置の走査範囲を決定する。すなわち、画像抽出処理部４２２は、探索範囲内の最左上のピクセルにテンプレート画像の左上（図面に向かって左上）を合わせた場合のテンプレート画像の中心座標（ｘｉ、ｙｊ）を（０，０）とし、テンプレート画像の最右下が探索範囲の最右下のピクセルに合わせた場合のテンプレート画像の中心座標（ｘｉ、ｙｊ）を（ｎ，ｍ）＝（Ｘｍａｘ，Ｙｍａｘ）に設定する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、初期設定を行う（ステップＳ６０２）。具体的には、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像の中心座標を設定する探索領域内の座標（ｘｉ，ｙｊ）を（０，０）に設定する。また、画像抽出処理部４２２は、色特徴量Ｈｚにおいて、基準となる色特徴量Ｈ０を「０」とし、「ｚ」を「１」に設定する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、設定された探索領域内の座標（ｘｉ，ｙｊ）にテンプレート画像の中心座標を設定することによって、探索領域にテンプレート画像を重畳して当該撮像画像上の第２領域に属する領域を特定し（ステップＳ６１１）、当該第２領域内における撮像画像の各ピクセルの積算値を示す色特徴量Ｈｚ（ｘｉ、ｙｊ）を算出する（ステップＳ６１２）。

次いで、画像抽出処理部４２２は、ステップＳ６１２の処理において算出した色特徴量Ｈｚ（ｘｉ、ｙｊ）と前回の座標（ｘ（ｉ−１），ｙｊ）時の色特徴量Ｈ（ｚ−１）又は初期値としての色特徴量Ｈ（ｚ−１）とを比較し（ステップＳ６１３）、色特徴量Ｈｚが減少傾向か否かを判定する（ステップＳ６１４）。

このとき、画像抽出処理部４２２は、色特徴量Ｈｚが減少傾向でないと判定した場合には、ステップＳ６１５の処理に移行し、色特徴量Ｈｚが減少傾向である判定した場合には、ステップＳ６２１の処理に移行する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、色特徴量Ｈｚが減少傾向でないと判定した場合には、テンプレート画像の中心座標が設定されている探索領域内の座標（ｘｉ，ｙｊ）のうちｘ座標に「１」を加算した座標を、次のテンプレート画像の中心座標となる座標に特定して（ステップＳ６１５）、ステップＳ６１１の処理に戻り、当該ｘ座標が最大値（ｎ）であると判定した場合には、ステップＳ６２１に移行する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、色特徴量Ｈｚが減少傾向であると判定した場合には、テンプレート画像の中心座標が直前の座標のときの色特徴量Ｈ（ｚ−１）を当該走査ライン（ｙｊ）の最大色特徴量Ｈｚｍａｘ（ｙｊ）として当該座標（ｘ（ｉ−１）、ｙｊ）とともにＲＯＭ／ＲＡＭ４４０に記憶する（ステップＳ６２１）。

特に、図１２に示すように、画像抽出処理部４２２は、色特徴量Ｈｚが減少傾向であると判定した場合、ステップＳ６１３の処理において色特徴量Ｈｚ（ｘｉ、ｙｊ）を算出した座標Ｚの直前の座標Ｖの色特徴量Ｈ（ｚ−１）を最大色特徴量Ｈｚｍａｘ（ｙｊ）として当該座標Ｖ（ｘ（ｉ−１）、ｙｊ）とともにＲＯＭ／ＲＡＭ４４０に記憶する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像の中心座標が設定されている探索領域内の座標（ｘｉ，ｙｊ）のうちｙ座標が最大値（ｎ）であるか否かを判定する（ステップＳ６２２）。

このとき、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像の中心座標が設定されている探索領域内の座標（ｘｉ，ｙｊ）のｙ座標が最大値（ｎ）でないと判定した場合には、ｙ座標に「１」を加算し、かつ、ｘ座標を「０」に設定して新たな座標（０，ｙ（ｊ＋１））を設定するとともに、「ｚ」を「１」に設定して（ステップＳ６２３）ステップＳ６１１の処理に戻り、当該ｙ座標が最大値（ｍ）であると判定した場合には、ステップＳ６３１に移行する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、ＲＯＭ／ＲＡＭ４４０に記憶されている各色特徴量Ｈｚｍａｘ（ｙ：ｙは「０」〜「ｍ」）のうち最大の値の色特徴量を有する座標（ｘｉ、ｙｊ）に基づいて形成されるテンプレート画像の走査位置を、マッチング条件に合致する走査位置であると決定する（ステップＳ６３１）。

最後に、画像抽出処理部４２２は、決定した走査位置に形成されているテンプレート画像の第１領域を培地画像の部分であると特定し（ステップＳ６３２）、本動作を終了させる。

なお、本動作においては、テンプレート画像を走査する際の水平走査及び垂直走査が逆の場合であってもよい。すなわち、画像抽出処理部４２２は、垂直走査を実行しつつ、色特徴量が減少傾向を示した時点で水平走査を実行して次の垂直走査を実行し、Ｘ座標が最大値になった際に、各色特徴量Ｈｚｍａｘ（ｘｉ）のうち最大の値の色特徴量を有する座標（ｘｉ、ｙｊ）に基づいて形成されるテンプレート画像の走査位置を、マッチング条件に合致する走査位置であると決定してもよい。

［Ｂ３．２］方向走査に基づく培地画像抽出処理
次に、図１６を用いて本実施形態のサーバ装置４０において実行される方向走査に基づく培地画像抽出処理の動作について説明する。なお、図１６は、本実施形態のサーバ装置４０において実行される方向走査に基づく培地画像抽出処理の動作を示すフローチャートである。

本動作においては、テンプレートマッチングにおけるマッチ度、すなわち、探索領域上の撮像画像に重畳されたテンプレート画像における第２領域に属するピクセルの色特徴量が最高値になるか否かを示すマッチ度として、当該第２領域内におけるピクセルの色特徴量（合算値）Ｈを用いるとともに、当該第２領域内におけるピクセルの色特徴量（本実施形態の場合には輝度）Ｈにおける平均値が高い走査位置をマッチ度が高い走査位置とする。

まず、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像データ及び配置構造情報を取得すると（ステップＳ３０６）、配置構造情報に基づいて、培地画像が形成されていると想定される探索領域を決定する探索領域決定処理を実行する（ステップＳ７０１）。

なお、このとき、画像抽出処理部４２２は、決定された探索領域においてテンプレート画像の中心位置の走査範囲を決定する。すなわち、画像抽出処理部４２２は、探索範囲内の最左上のピクセルにテンプレート画像の左上（図面に向かって左上）を合わせた場合のテンプレート画像の中心座標（ｘｉ、ｙｊ）を（０，０）とし、テンプレート画像の最右下が探索範囲の最右下のピクセルに合わせた場合のテンプレート画像の中心座標（ｘｉ、ｙｊ）を（ｎ，ｍ）＝（Ｘｍａｘ，Ｙｍａｘ）に設定する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、初期設定を行う（ステップＳ７０２）。具体的には、画像抽出処理部４２２は、配置構造情報に基づいて、探索領域内における培地部分の中心座標と予想される基準座標（ｘｉ、ｙｊ）を設定する。例えば、図１３に示すように、画像抽出処理部４２２は、基準座標となる中心座標Ｐを設定する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、設定された探索領域内の座標（ｘｉ、ｙｊ）にテンプレート画像の中心座標を設定することによって、探索領域にテンプレート画像を重畳して当該撮像画像上の第２領域に属する領域を特定し（ステップＳ７１１）、当該第２領域内における撮像画像の各ピクセルの積算値を示す色特徴量Ｈａ（ｘｉ、ｙｊ）を算出する（ステップＳ７１２）。

次いで、画像抽出処理部４２２は、設定された探索領域内の座標（ｘｉ、ｙｊ）に隣接する８方向の座標（ｘ（ｉ−１），ｙ（ｊ−１））、（ｘ（ｉ−１），ｙｊ）、（ｘｉ−１，ｙ（ｊ＋１））、（ｘｉ，ｙ（ｊ−１））、（ｘｉ，ｙ（ｊ＋１））、（ｘ（ｉ＋１），ｙ（ｊ−１））、（ｘ（ｉ＋１），ｙｊ）及び（ｘ（ｉ＋１），ｙ（ｊ＋１））のそれぞれに、テンプレート画像の中心座標を設定することによって、探索領域にテンプレート画像を重畳して当該撮像画像上の第２領域に属する領域を特定し（ステップＳ７１３）、当該第２領域内における撮像画像の各ピクセルの積算値を示す色特徴量Ｈ１〜Ｈ８をそれぞれ算出する（ステップＳ７１４）。

例えば、図１３に示すように、画像抽出処理部４２２は、基準座標となる中心座標Ｐを基準に、８方向の座標それぞれにテンプレート画像の中心座標を設定する。なお、図１３には、（ｘ（ｉ−１），ｙ（ｊ＋１））の座標及び（ｘ（ｉ＋１），ｙ（ｉ−１））の座標のみ表示してある。

次いで、画像抽出処理部４２２は、色特徴量Ｈａ（ｘｉ、ｙｊ）と、色特徴量Ｈ１〜Ｈ８のそれぞれとを比較し（ステップＳ７１５）、色特徴量Ｈａ（ｘｉ、ｙｊ）から増加している色特徴量Ｈ１〜Ｈ８の有無を判定する（ステップＳ７１６）。すなわち、画像抽出処理部４２２は、色特徴量Ｈａ（ｘｉ、ｙｊ）と、
（１）座標（ｘ（ｉ−１），ｙ（ｊ−１））の色特徴量Ｈ１とを比較し、
（２）座標（ｘ（ｉ−１），ｙｊ）の色特徴量Ｈ２とを比較し、
（３）座標（ｘ（ｉ−１），ｙ（ｊ＋１））の色特徴量Ｈ３とを比較し、
（４）座標（ｘｉ，ｙ−１）の色特徴量Ｈ４とを比較し、
（５）座標（ｘｉ，ｙ＋１）の色特徴量Ｈ５とを比較し、
（６）座標（ｘ（ｉ＋１），（ｊ−１））の色特徴量Ｈ６とを比較し、
（７）座標（ｘ（ｉ＋１），ｙｊ）の色特徴量Ｈ７とを比較し、及び、
（８）座標（ｘ（ｉ＋１），ｙ（ｊ＋１））の色特徴量Ｈ８とを比較し、
色特徴量Ｈａ（ｘｉ、ｙｊ）から増加している色特徴量Ｈ１〜Ｈ８の有無を判定する（ステップＳ７１５）

このとき、画像抽出処理部４２２は、色特徴量Ｈａ（ｘｉ、ｙｊ）から増加している色特徴量Ｈ１〜Ｈ８が最低１つ以上あると判定した場合には、ステップＳ７１７の処理に移行し、当該増加している色特徴量Ｈ１〜Ｈ８が１つもないと判定した場合には、ステップＳ７２１の処理に移行する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、色特徴量Ｈａ（ｘｉ、ｙｊ）から増加している色特徴量Ｈ１〜Ｈ８が最低１つ以上あると判定した場合には、色特徴量Ｈ１〜Ｈ８のいずれかにおいて、色特徴量Ｈａ（ｘｉ、ｙｊ）より大きい色特徴量であって、当該色特徴量Ｈａ（ｘｉ、ｙｊ）との差が最大となる色特徴量の座標を、次のテンプレート画像の中心座標に設定して（ステップＳ７１７）、ステップＳ７１１の処理に戻る。例えば、図１３に示すように、画像抽出処理部４２２は、矢印で示される８方向のうち、当該色特徴量Ｈａ（ｘｉ、ｙｊ）との差が最大となる方向にテンプレート画像を走査する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、色特徴量Ｈａ（ｘｉ、ｙｊ）から増加している色特徴量Ｈ１〜Ｈ８が１つもないと判定した場合には、ステップＳ７１１の中心座標（ｘｉ、ｙｊ）を、マッチング条件に合致する走査位置であると決定する（ステップＳ７２１）。

最後に、画像抽出処理部４２２は、決定した走査位置に配置された撮像画像上のテンプレート画像の第１領域が形成されている領域を培地画像の部分であると特定し（ステップＳ７２２）、本動作を終了させる。

［Ｂ３．３］水平簡易走査に基づく培地画像抽出処理
次に、図１７及び図１８を用いて本実施形態のサーバ装置４０において実行される水平簡易走査に基づく培地画像抽出処理の動作について説明する。なお、図１７及び図１８は、本実施形態のサーバ装置４０において実行される水平簡易走査に基づく培地画像抽出処理の動作を示すフローチャートである。

本動作においては、テンプレートマッチングにおけるマッチ度、すなわち、探索領域上の撮像画像に重畳されたテンプレート画像における第２領域に属するピクセルの色特徴量が最高値になるか否かを示すマッチ度として、当該第２領域内におけるピクセルの色特徴量（合算値）Ｈを用いるとともに、当該第２領域内におけるピクセルの色特徴量（本実施形態の場合には輝度）Ｈにおける平均値が高い走査位置をマッチ度が高い走査位置とする。

まず、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像データ及び配置構造情報を取得すると（ステップＳ３０６）、配置構造情報に基づいて、培地画像が形成されていると想定される探索領域を決定する探索領域決定処理を実行する（ステップＳ８０１）。

なお、このとき、画像抽出処理部４２２は、決定された探索領域においてテンプレート画像の中心位置の走査範囲を決定する。すなわち、画像抽出処理部４２２は、探索範囲内の最左上のピクセルにテンプレート画像の左上（図面に向かって左上）を合わせた場合のテンプレート画像の中心座標（ｘｉ、ｙｊ）を（０，０）とし、テンプレート画像の最右下が探索範囲の最右下のピクセルに合わせた場合のテンプレート画像の中心座標（ｘ、ｙ）を（ｎ，ｍ）＝（Ｘｍａｘ，Ｙｍａｘ）に設定する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、初期設定を行う（ステップＳ８０２）。例えば、図１４に示すように、画像抽出処理部４２２は、配置構造情報に基づいて、探索領域内における培地部分の中心座標を走査すると予想される走査ライン（Ｙｂ）を設定するとともに、テンプレート画像の中心座標を設定する探索領域内の座標（ｘｉ、ｙｊ）を当該走査ラインの開始座標（０，Ｙｂ）に設定する。また、画像抽出処理部４２２は、色特徴量Ｈｚにおいて、基準となる色特徴量Ｈ０を「０」とし、「ｚ」を「１」に設定する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、設定された探索領域内の座標（ｘｉ，Ｙｂ）にテンプレート画像の中心座標を設定することによって、探索領域にテンプレート画像を重畳して当該撮像画像上の第２領域に属する領域を特定し（ステップＳ８１１）、当該第２領域内における撮像画像の各ピクセルの積算値を示す色特徴量Ｈｚ（ｘｉ、Ｙｂ）を算出する（ステップＳ８１２）。このとき、画像抽出処理部４２２は、算出した色特徴量Ｈｚ（ｘｉ、Ｙｂ）をＲＯＭ／ＲＡＭ４４０に記憶する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、当該ｘ座標が最大値（ｎ）であるか否かを判定する（ステップＳ８１３）。このとき、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像の中心座標が設定されている探索領域内の座標（ｘｉ，Ｙｂ）のｘ座標が最大値（ｎ）でないと判定した場合には、テンプレート画像の中心座標が設定されている探索領域内の座標（ｘｉ，Ｙｂ）のうちｘ座標に「１」を加算した座標を、次のテンプレート画像の中心座標となる座標に特定して（ステップＳ８１４）、ステップＳ８１１の処理に戻り、当該ｘ座標が最大値（ｎ）であると判定した場合には、ステップＳ８２１に移行する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像の中心座標が設定されている探索領域内の座標（ｘｉ，Ｙｂ）のｘ座標が最大値（ｎ）であると判定した場合には、例えば、図１４に示すように、ステップＳ８１２で算出した走査ラインにおける各色特徴量Ｈｚの最大値のときの座標Ｂのｘ座標（Ｘｂ）を特定する（ステップＳ８２１）。

次いで、画像抽出処理部４２２は、特定した探索領域内の座標（Ｘｂ，Ｙｂ）に基づいて、培地画像の解像度及び配置構造情報（培地画像における培地の中心がずれる範囲、例えば、４ｍｍ）に基づいて、培地画像における培地の中心がずれる範囲をカバーするｘ座標の範囲（±Ｒピクセル、例えば、Ｒ＝１０〜２０）を、水平簡易走査を行う範囲（振り幅）に決定する（ステップＳ８２２）。

次いで、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像の中心座標を設定する探索領域内の座標（ｘｉ，ｙｊ）を水平簡易走査ラインの開始座標（Ｘｂ−Ｒピクセル，０）に設定する（ステップＳ８２３）。なお、図１４に示すように、「−Ｒ」から「＋Ｒ」は、培地画像における培地の中心がずれる範囲をカバーするｘ座標の範囲（振り幅）を示す。

次いで、画像抽出処理部４２２は、設定された探索領域内の座標（ｘｉ，ｙｊ）にテンプレート画像の中心座標を設定することによって、探索領域にテンプレート画像を重畳して当該撮像画像上の第２領域に属する領域を特定し（ステップＳ８２４）、当該合成画像における色特徴量Ｈｚ（ｘ、ｙ）を算出する（ステップＳ８２５）。このとき、画像抽出処理部４２２は、当該第２領域内における撮像画像の各ピクセルの積算値を示す色特徴量Ｈｚ（ｘｉ、ｙｊ）をＲＯＭ／ＲＡＭ４４０に記憶する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、当該ｘ座標がカバー範囲の最大値（Ｘｂ＋Ｒ）であるか否かを判定する（ステップＳ８２６）。このとき、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像の中心座標が設定されている探索領域内の座標（ｘｉ，ｙｊ）のｘ座標がカバー範囲の最大値（Ｘｂ＋Ｒ）でないと判定した場合には、テンプレート画像の中心座標が設定されている探索領域内の座標（ｘｉ，ｙｊ）のうちｘ座標に「１」を加算した座標を、次のテンプレート画像の中心座標となる座標に特定して（ステップＳ８２７）、ステップＳ８２４の処理に戻り、当該ｘ座標がカバー範囲の最大値（Ｘｂ＋Ｒ）であると判定した場合には、ステップＳ８３１に移行する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像の中心座標が設定されている探索領域内の座標（ｘｉ，ｙｊ）のｘ座標がカバー範囲の最大値（Ｘｂ＋Ｒ）であると判定した場合には、当該探索領域内の座標（ｘｉ，ｙｊ）のうちｙ座標が最大値（Ｙｍａｘ）であるか否かを判定する（ステップＳ８３１）。

このとき、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像の中心座標が設定されている探索領域内の座標（ｘｉ，ｙｊ）のｙ座標が最大値（Ｙｍａｘ）でないと判定した場合には、ｙ座標に「１」を加算して新たな座標（ｘｉ，ｙｊ）を設定するとともに（ステップＳ８３２）、ステップＳ８２４の処理に戻り、当該ｙ座標が最大値（Ｙｍａｘ）であると判定した場合には、ステップＳ８３３に移行する。

次いで、画像抽出処理部４２２は、ＲＯＭ／ＲＡＭ４４０に記憶されている各色特徴量Ｈｚのうち最大の値の色特徴量Ｈｚｍａｘを有する座標（ｘｉ、ｙｊ）にテンプレート画像の中心が設定されている走査位置を、マッチング条件に合致する走査位置であると決定する（ステップＳ８３３）。

最後に、画像抽出処理部４２２は、決定した走査位置に形成されているテンプレート画像の第１領域を培地画像の部分であると特定し（ステップＳ８３４）、本動作を終了させる。

なお、本動作においては、テンプレート画像を走査する際の水平走査及び垂直走査が逆の場合であってもよい。すなわち、画像抽出処理部４２２は、垂直走査ラインのいずれかについてテンプレート画像を走査し、最大の色特徴量を有する座標のｘ座標を定め、当該ｘ座標を基準として振り幅を設定して垂直簡易走査を実行してもよい。

以上、本実施形態の衛生管理システムＳにおいては、第１実施形態の効果に加えて、テンプレートマッチングを行う際の走査時間を大幅に削減することができるので、迅速に、かつ、効率よく培地画像を抽出することができる。

［Ｃ］変形例
［Ｃ１］変形例１
上記の各実施形態において、イメージスキャナ等の画像読み取り装置１０単体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及びイメージスキャナの画像読み取り装置、又は、パーソナルコンピュータ及びタブレット型情報端末装置、デジタルカメラ若しく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撮像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。

また、この場合には、サーバ装置４０の機能をパーソナルコンピュータに持たせて上記の各種の処理を実行してもよい。

［Ｃ２］変形例２
上記の各実施形態においては、画像読み取り装置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。

また、サーバ装置４０は、ネットワークを介して接続されるデータベースを用いて培地情報その他の情報の読み出し及び記録を行ってもよいし、一又は複数の装置によって形成されていてもよい。

［Ｃ３］変形例３
上記の各実施形態のコロニー検出判定部４２３は、プロファイル情報に基づいて、コロニーピクセルを特定するための色特徴量、検査手法とそのパラメータ及び閾値などを決定しているが、最初のコロニー検出判定処理において、コロニーが検出されなかったなどの所定の条件の下に、さらにコロニーピクセルやコロニーそのものを検出するための感度を高めて再度コロニー検出を実行する再検出処理を追加するようにしてもよい。

例えば、大腸菌や大腸菌群などの１つのコロニーでも検出された場合に培地判定の合否判定が不合格となる特定の細菌の場合に、プロファイル情報に当該再検出処理の実行が規定されていてもよい。

なお、プロファイル情報には、再検出処理に限定されず、特定の細菌の場合であって培地判定が不合格になるなどの所定の条件の下に、管理者にその旨を告知するための告知処理などの各種の処理の実行が規定されていてもよい。

［Ｃ４］変形例４
上記の各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菌及びその検体における培地情報の登録を実行してもよい。

この場合には、画像読み取り装置１０に代えて、デジタルカメラ、スマートフォン又は携帯用電話機などの撮像機能付き携帯用通信端末装置を用いて、各寒天培地を撮像し、撮像画像データを生成する。

［Ｃ５］変形例５
第１実施形態において、テンプレート画像をラスタースキャンさせているが、
（１）探索領域において右下から１行毎に水平走査を開始して垂直走査をｙ軸のプラス方向（図６の図面上方向）に走査する走査方法、
（２）探索領域において左上から１列毎に垂直走査を開始して水平走査をｘ軸のプラス方向（図６の図面右方向）に走査する走査方法、又は、
（３）走査位置をランダムに走査する走査方法、
を実行してテンプレートマッチングを実行してもよい。

すなわち、探索領域内において全ての走査位置におけるマッチングスコアを算出することができれば、どのような走査方法を用いてもよい。

［Ｃ６］変形例６
第１実施形態及び第２実施形態において、図１９に例示するように、テンプレート画像の第２領域７２の中心側の領域（すなわち、第１領域７１側）に重み付け領域７９を設け、テンプレートマッチングによって撮像画像上の第２領域７２に属するピクセルの色特徴量の積算値を示すマッチングスコアを算出する際に、重み付け領域７９のピクセルの色特徴量については、予め定めた重み付けを用いて調整してもよい。

すなわち、画像抽出処理部４２２は、撮像画像上において、重み付け領域７９に属するピクセルについては重み付けによって調整したピクセルの色特徴量を積算し、当該重み付け領域７９以外の第２領域７２に属するピクセルについては、個々のピクセルの色特徴量に基づいて積算を実行し、マッチングスコアを算出してもよい。

例えば、画像抽出処理部４２２は、下記の（式６）に基づいて重み付け領域７９に属するピクセルの輝度値Ｉ（ｗ）ｉｊを算出し、（式７）によって当該重み付け領域７９以外の第２領域７２に属するピクセルの輝度値Ｉ（ｐ）ｉｊとの合算値Ｚ（ｓ）又は上記の（式５）によって当該合算値の平均値Ｚ（ａｖ）のマッチングスコアを算出する。ただし、「Ｗ」は重み付け係数を示す

通常、フィルム型培地６０においては、その構造上、背景色部分と培地部分とが厳密に領域分けされていない。したがって、例えば、培地部分の色が背景色に近い場合などテンプレートマッチング処理においては、第１領域と第２領域の境界においてノイズが発生し、的確にマッチングスコアを算出することができない場合もある。

そこで、本変形例においは、撮像画像から培地画像をさらに的確に抽出するために、第１領域と第２領域の境界領域においては、重み付けを用いて各ピクセルの色特徴量（輝度値）を調整（すなわち、値を小さくする演算を実行）することによって、的確なマッチングスコアを算出し、かつ、的確に培地部分を抽出することができる。

［Ｃ７］変形例７
上記の変形例６においては、テンプレート画像の第２領域の中心側の領域（すなわち、第１領域側）に重み付け領域を設けてマッチングスコアを算出しているが、当該第２領域に属する各ピクセルのそれぞれの色特徴量を、重み付けを用いて調整してもよい。

Ｓ … 衛生管理システム
１０ … 画像読み取り装置
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
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
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 … ＡＤＦユニット
１６０ … 表示部
１７０ … 操作部
１８０ … タイマー
１９０ … 端末管理制御部
４００ … データベース
４０１ … 培地情報ＤＢ
４０４ … 作業管理ＤＢ
４０５ … プロファイル情報ＤＢ
４１０ … 通信制御部
４２０ … データ処理部
４２１ … 登録処理部
４２２ … 画像抽出処理部
４２３ … コロニー検出判定部
４３０ … サーバ管理制御部

Claims (20)

1. 検体を載置してコロニーを培養する培地が画像化された培地画像を含む撮像画像のデータを撮像画像データとして取得する取得手段と、
   前記培地の形状を特定するためのテンプレート画像に基づいて前記撮像画像上を走査し、予め定められた条件を有する領域を前記培地画像の画像部分として特定することによって、前記撮像画像の中から前記培地画像の画像部分を抽出する画像抽出手段と、
   前記抽出された培地画像に対して画像解析を実行し、前記培地に培養された前記コロニーの画像化に用いられているコロニーピクセルを特定して当該コロニーを検出する検出手段と、
   を備え、
   前記テンプレート画像が、抽出すべき前記培地と同一形状を有する第１領域を有し、
   前記第１領域が、前記撮像画像上に当該第１領域が重畳された場合に当該撮像画像の各ピクセルの色特徴量を無効化する特性を有することを特徴とするコロニー検出システム。
2. 請求項１に記載のコロニー検出システムにおいて、
   前記テンプレート画像が、前記第１領域の周縁に所定の形状を有する第２領域を更に有し、
   前記第２領域が、前記撮像画像上に当該第１領域が重畳された場合に当該撮像画像の各ピクセルの色特徴量を有効にする特性を有する、コロニー検出システム。
3. 請求項２に記載のコロニー検出システムにおいて、
   前記テンプレート画像が、前記第２領域の外縁に形成された第３領域を有し、当該第３領域が、前記撮像画像上に当該第３領域が重畳された場合に当該撮像画像の各ピクセルの色特徴量を無効化する特性を有する、コロニー検出システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のコロニー検出システムにおいて、
   前記取得手段が、前記培地の種別を示す種別情報を取得し、
   前記画像抽出手段が、前記取得された種別情報に基づいて、複数の前記テンプレート画像の中から一のテンプレート画像を選択し、当該選択したテンプレート画像を用いて前記培地画像を抽出する、コロニー検出システム。
5. 請求項４に記載のコロニー検出システムにおいて、
   前記画像抽出手段が、前記種別情報に基づいて前記撮像画像から前記培地画像が形成されていると想定される探索領域を決定し、当該決定した探索領域内について前記選択したテンプレート画像を走査することによって前記培地画像を抽出する、コロニー検出システム。
6. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のコロニー検出システムにおいて、
   前記取得手段が、前記培地の種別を示す種別情報を取得し、
   前記画像抽出手段が、前記種別情報に基づいて前記撮像画像から前記培地画像が形成されていると想定される探索領域を決定し、当該決定した探索領域内について前記テンプレート画像を走査することによって前記培地画像を抽出する、コロニー検出システム。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のコロニー検出システムにおいて、
   前記検出手段が、
   前記抽出された培地画像を構成するピクセルの色に関する色特徴量をそれぞれ抽出する特徴量抽出手段と、
   前記抽出された各ピクセルの色特徴量に基づいて、前記コロニーを画像化するために用いられているコロニーピクセルを特定する特定手段と、
   前記特定されたコロニーピクセルに基づいて、前記培地に培養された前記コロニーを検出するコロニー検出手段と、
   を含むことを特徴とするコロニー検出システム。
8. 請求項７に記載のコロニー検出システムにおいて、
   前記取得手段が、前記培地の種別を示す種別情報を取得し、
   前記特定手段が、前記抽出された各ピクセルの色特徴量とともに前記取得された種別情報に基づいて、前記コロニーピクセルを特定する、コロニー検出システム。
9. 請求項７又は８に記載のコロニー検出システムにおいて、
   前記取得手段が、前記培地の種別を示す種別情報を取得し、
   前記コロニー検出手段が、前記特定されたコロニーピクセルとともに、前記取得された種別情報に基づいて、前記培地に培養された前記コロニーを検出する、コロニー検出システム。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のコロニー検出システムにおいて、
    前記検出された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登録手段を更に備える、コロニー検出システム。
11. コンピュータを、
    検体を載置してコロニーを培養する培地が画像化された培地画像を含む撮像画像のデータを撮像画像データとして取得する取得手段、
    前記培地の形状を特定するためのテンプレート画像に基づいて前記撮像画像上を走査し、予め定められた条件を有する領域を前記培地画像の画像部分として特定することによって、前記撮像画像の中から前記培地画像の画像部分を抽出する画像抽出手段、及び
    前記抽出された培地画像に対して画像解析を実行し、前記培地に培養された前記コロニーの画像化に用いられているコロニーピクセルを特定して当該コロニーを検出する検出手段、
    として機能させ
    前記テンプレート画像が、抽出すべき前記培地と同一形状を有する第１領域を有し、
    前記第１領域が、前記撮像画像上に当該第１領域が重畳された場合に当該撮像画像の各ピクセルの色特徴量を無効化する特性を有することを特徴とするプログラム。
12. 請求項１１に記載のプログラムにおいて、
    前記テンプレート画像が、前記第１領域の周縁に所定の形状を有する第２領域を更に有し、
    前記第２領域が、前記撮像画像上に当該第１領域が重畳された場合に当該撮像画像の各ピクセルの色特徴量を有効にする特性を有する、プログラム。
13. 請求項１２に記載のプログラムにおいて、
    前記テンプレート画像が、前記第２領域の外縁に形成された第３領域を有し、当該第３領域が、前記撮像画像上に当該第３領域が重畳された場合に当該撮像画像の各ピクセルの色特徴量を無効化する特性を有する、プログラム。
14. 検体を載置してコロニーを培養する培地が画像化された培地画像を含む撮像画像のデータを撮像画像データとして取得する取得工程と、
    前記培地の形状を特定するためのテンプレート画像に基づいて前記撮像画像上を走査し、予め定められた条件を有する領域を前記培地画像の画像部分として特定することによって、前記撮像画像の中から前記培地画像の画像部分を抽出する画像抽出工程と、
    前記抽出された培地画像に対して画像解析を実行し、前記培地に培養された前記コロニーの画像化に用いられているコロニーピクセルを特定して当該コロニーを検出する検出工程と、
    を含み、
    前記テンプレート画像が、抽出すべき前記培地と同一形状を有する第１領域を有し、
    前記第１領域が、前記撮像画像上に当該第１領域が重畳された場合に当該撮像画像の各ピクセルの色特徴量を無効化する特性を有することを特徴とするコロニー検出方法。
15. 請求項１４に記載のコロニー検出方法において、
    前記テンプレート画像が、
    前記テンプレート画像が、前記第１領域の周縁に所定の形状を有する第２領域を更に有し、
    前記第２領域が、前記撮像画像上に当該第１領域が重畳された場合に当該撮像画像の各ピクセルの色特徴量を有効にする特性を有する、コロニー検出方法。
16. 請求項１５に記載のコロニー検出方法において、
    前記テンプレート画像が、前記第２領域の外縁に形成された第３領域を有し、当該第３領域が、前記撮像画像上に当該第３領域が重畳された場合に当該撮像画像の各ピクセルの色特徴量を無効化する特性を有する、コロニー検出方法。
17. 請求項５又は６に記載のコロニー検出システムにおいて、
    前記画像抽出処理手段が、前記決定した探索領域内について前記テンプレート画像を走査する際に、当該テンプレート画像を撮像画像上に重畳させた各走査位置と、当該各走査位置に隣接する探索領域上の走査位置と、における当該テンプレート画像によって特定される撮像画像上の所定領域の色特徴量の関係に基づいて、前記探索領域内の走査範囲を制限しつつ、前記テンプレート画像を走査することによって前記培地画像を抽出する、コロニー検出システム。
18. 請求項１７に記載のコロニー検出システムにおいて、
    前記画像抽出処理手段が、水平走査又は垂直走査におけるテンプレート画像を撮像画像上に重畳させた各走査位置と、直前の走査位置を基準にテンプレート画像を撮像画像上に重畳させた各走査位置と、における当該テンプレート画像によって特定される撮像画像上の所定領域の色特徴量の関係に基づいて、前記探索領域を制限する、コロニー検出システム。
19. 請求項１７に記載のコロニー検出システムにおいて、
    前記画像抽出処理手段が、前記テンプレート画像を撮像画像上に重畳させた特定の走査位置と、当該特定の走査位置に隣接する複数の走査位置と、における当該テンプレート画像によって特定される撮像画像上の所定領域の色特徴量の関係に基づいて、前記探索領域を制限する、コロニー検出システム。
20. 請求項１７に記載のコロニー検出システムにおいて、
    前記画像抽出処理手段が、任意の単一の水平走査ライン又は垂直走査において、当該テンプレート画像を撮像画像上に重畳させた各走査位置と、当該各走査位置に隣接する探索領域上の走査位置と、における当該テンプレート画像によって特定される撮像画像上の所定領域の色特徴量の関係に基づいて、水平走査又は垂直走査を行うための前記探索領域の範囲を特定し、当該特定した範囲に水平走査又は垂直走査を制限しつつ、前記テンプレート画像を走査することによって前記培地画像を抽出する、コロニー検出システム。