JP2016039781A - 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】異なる撮像環境下や培養環境下においても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、複数の基準色が配列されたカラーチャートが画像化された画像データ及び検体が載置された培養前のフィルム型培地６０の画像データを基準色画像データとして用いることによって、培地画像の色を較正しつつ、コロニーを構成するピクセルを検出し、最終的にコロニーを検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。

このような食品に混入する微生物を検出するシステムとしては、食品から採取した微生物をシャーレやフィルム上で培養し、コロニーをカウントする検出システムが知られており、これにより安全性を確認するようになっている。この種の検出システムでは、検査の効率化のため、画像処理によるコロニーカウントの方法が提案されており（例えば、特許文献１）、検査結果のグレースケール画像を閾値で２値化してコロニー領域を切り出し、カウントを行うようになっている。

また、このような画像処理によるコロニーカウントを行うシステムにおいては、培地を画像化する際に、解像度又は照度などの撮像環境及び菌種等の培養条件のバラツキに基づく誤検出を防止するために、培地画像を構成する各ピクセルの輝度に基づいて培地画像を解析し、コロニーの検出を行うものも知られている（例えば、特許文献２）。

特開２００６−３４５７５０号公報 特開２０１１−２１２０１３号公報

しかしながら、上述のような特許文献２のシステムにあっては、培地を画像化するための撮像装置、当該培地そのものの個体差、又は、当該培地に載置される検体の種別に基づいて、同一種のコロニーであっても培地に発現する色特徴量が異なることも多く、コロニーの有無を的確に検出することができない場合もある。

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、培地を画像化するための撮像装置、当該培地の個体差、又は、当該培地に載置される検体の種別など異なる撮像環境下や培養環境下においても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１以上の撮像装置によって撮像され、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第１取得手段と、前記撮像装置によって撮像された基準色が画像化された基準色画像のデータを基準色画像データとして取得する第２取得手段と、前記取得された基準色画像データに基づいて、前記培地画像の色を較正しつつ、当該培地画像を構成するピクセルの色に関する色特徴量を抽出する抽出手段と、前記抽出された各ピクセルの色特徴量に基づいて、各ピクセルの中から所定の条件を有するピクセルを、前記コロニーを構成するコロニーピクセルとして検出し、当該検出したコロニーピクセルに基づいて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。

この構成により、本発明に係るコロニー検出システム等は、基準色を用いて培地画像の色を較正しつつ、各ピクセルを抽出することができるので、培地の色における個体差によって、又は、異なる撮像装置で画像化した際に発現したコロニーの色の相違が生じた場合であっても、培地画像を構成する各ピクセルの色特徴量を較正することができる。

したがって、本発明に係るコロニー検出システム等は異なる撮像環境下や培養環境下においても的確にコロニーを検出することができる。

本発明に係るコロニー検出システム等は異なる撮像環境下や培養環境下においても的確にコロニーを検出することができる。

本発明に係る衛生管理システムの一実施形態の構成を示す構成図である。 一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。 一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。 一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。 一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。 一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（その１）である。 一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（その２）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。

［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。

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。

具体的には、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。

また、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。

特に、本実施形態の衛生管理システムＳは、複数の基準色が配列されたカラーチャートが画像化された画像データ（以下、単に「カラーチャートデータ」という。）及び検体が載置された培養前のフィルム型培地６０の培地部分の画像データを基準色画像データとして用いることによって、培地部分の画像（以下、「培地画像」という。）の色（具体的には、各ピクセルの色特徴量）を較正しつつ、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。）を検出し、最終的にコロニーを検出する構成を有している。

すなわち、衛生管理システムＳは、カラーチャートの画像（以下、「カラーチャート画像」という。）及び特定の培地画像のデータ（以下、「培地画像データ」という。）の基準画像データに基づく培地画像の色（すなわち、当該培地画像を構成する各ピクセルの色特徴量）の較正を行うキャリブレーション処理を実行し、培地そのものの色における個体差によって、又は、異なる撮像環境で画像化した際に発現したコロニーの色の相違が生じた場合であっても、培地画像を構成する各ピクセルの色特徴量を較正することができるようになっている。

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。

各画像読み取り装置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及び複数の基準色が配列されたカラーチャート（用紙）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、各画像読み取り装置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、各画像読み取り装置１０は、フィルム型培地６０のスキャニングに先立ってカラーチャートを画像化してカラーチャート画像を生成し、生成したカラーチャート画像のデータ（すなわち、カラーチャートデータ）をサーバ装置４０に提供する構成を有している。

さらに、各画像読み取り装置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、各画像読み取り装置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。

なお、例えば、本実施形態の画像読み取り装置１０は、本発明に係る撮像装置を構成する。また、本実施形態においては、２台の画像読み取り装置１０を用いて説明しているが、３台以上あってもよいし、１台であってもよい。

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、所定のデータを記録するデータベース４００を有し、画像読み取り装置１０又は管理者端末装置２０と連動するとともに、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するとともに、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し、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、コロニーを検出する際に、
（１）各画像読み取り装置１０によって画像化された培地画像データを取得し、かつ、同様に画像化されたカラーチャートデータなどの基準色画像データを取得し、
（２）取得した基準色画像データに基づいて、培地画像の色を較正しつつ、当該培地画像を構成するピクセルの色に関する色特徴量を抽出し、
（３）抽出した各ピクセルの色特徴量に基づいて、各ピクセルの中から所定の条件を有するピクセルを、コロニーピクセルとして検出し、当該検出したコロニーピクセルに基づいてコロニーを検出する、
構成を有している。

また、サーバ装置４０は、上述のように、基準色画像データとしては、カラーチャート画像と、検体が載置された培養前のフィルム型培地６０の画像データと、を用いるとともに、これらのデータに基づいて、培地画像の色を較正するようになっている。

そして、サーバ装置４０は、培地画像の色を較正する際には、画像読み取り装置１０によって取得した基準色画像データの基準色の色成分と、当該基準色の本来の色成分とを比較することによって当該基準色の色成分の変化量に基づく較正関数を算出し、当該算出した較正関数に基づいて、培地画像の色を較正しつつ、当該培地画像を構成するピクセルの色に関する色特徴量を抽出するようになっている。

特に、本実施形態の較正関数には、それぞれの画像読み取り装置１０に起因する較正関数（以下、「装置用較正関数」という。）と、検体に起因する較正関数（以下、「検体用較正関数」という。）と、が含まれる。

このため、サーバ装置４０は、装置用較正関数を用いる場合には、基準画像データとしてのカラーチャート画像の基準色の色成分と、予め記録されている当該基準色の本来の色成分とを比較することによって当該基準色の色成分の変化量に基づく較正関数を算出するようになっている。

また、サーバ装置４０は、検体用較正関数を用いる場合には、サーバ装置４０は、検体が載置される前のフィルム型培地６０の撮像画像データ（以下、「検体載置前画像データ」という。）の培地画像の色成分（培地そのものの色成分）を基準色の本来の色成分として用いるようになっている。すなわち、サーバ装置４０は、基準画像データとしての検体が載置された培養前のフィルム型培地６０の撮像画像データ（以下、「培養前検体有り画像データ」という。）の培地画像の色成分と、検体載置前画像データの培地画像の色成分と、を比較することによって基準色の色成分の変化量に基づく較正関数を算出するようになっている。

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、基準色を用いて培地画像の色を較正しつつ、各ピクセルを抽出することができるので、培地の色における個体差によって、又は、異なる画像読み取り装置１０において画像化した際に発現したコロニーの色の相違が生じた場合であっても、培地画像を構成する各ピクセルの色特徴量を較正することができるようになっている。そして、この結果、本実施形態の衛生管理システムＳにおいては、異なる撮像環境下や培養環境下においても的確にコロニーを検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。

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。特に、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。そして、種別ＩＤ６６は、例えば、製造メーカ及び製品型番を特定するコードである。

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、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。

［３］画像読み取り装置
次に、図３を用いて本実施形態の各画像読み取り装置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。

また、画像データ生成部１１０は、培地画像の色（具体的には、ピクセルの色特徴量）の較正（キャリブレーション）を行うための基準画像データの１つとして、複数の基準色が配列されたカラーチャートの用紙をスキャニングすると、当該スキャニングされた用紙全体を画像化し、当該フィルム型培地６０全体のカラーチャート画像のデータをカラーチャート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。

そして、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。

一方、アプリケーション制御部１２０は、画像読み取り装置１０と連動し、培地情報登録処理を行う前に、キャリブレーション処理を行う際に用いる較正関数を設定する処理（以下、「キャリブレーション設定処理」という。）に用いる画像データであって、画像データ生成部１１０によって生成されたカラーチャートデータを、ＲＯＭ／ＲＡＭ１０３に記憶された装置ＩＤを付与しつつ、付与した装置ＩＤ及びスキャニングした時刻を示すスキャニング時刻情報とともにネットワーク通信部１３０を介してサーバ装置４０に送信する。

また、アプリケーション制御部１２０は、画像読み取り装置１０と連動し、培地情報登録処理を行う際に、キャリブレーション設定処理に用いる画像データであって、検体載置前画像データ及び培養前検体有り画像データを、ＲＯＭ／ＲＡＭ１０３に記憶された装置ＩＤを付与しつつ、付与した装置ＩＤ及びスキャニング時刻情報とともにネットワーク通信部１３０を介してサーバ装置４０に送信する。

なお、検体ＩＤは、サーバ装置４０において培地ＩＤから特定されるようになっているが、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、作業者の操作に基づいて、検体載置前画像データ又は培養前検体有り画像データの生成時に検体ＩＤを取得し、各撮像画像データとともにサーバ装置４０に送信してもよい。

また、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。

タイマー１８０は、画像データ生成部１１０がフィルム型培地６０又はカラーチャートを読み取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。

［４］サーバ装置
［４．１］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、非コロニーピクセルを判定し、コロニーを検出するなど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、各画像読み取り装置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、キャリブレーション用の各情報が記録されるデータベース（以下、「キャリブレーション用ＤＢ」と略す。）４０２、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）検体の種別及び検体ＩＤ
（４）フィルム型培地６０をスキャニングした画像読み取り装置１０の装置ＩＤ
（５）撮像画像データ及び培地画像データ
（６）スキャニングした時刻
（７）コロニー数及び培地判定結果
（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結果としては、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。

キャリブレーション用ＤＢ４０２は、カラーチャートデータ及び特定の培地画像データなど培地画像の色を較正するための基準画像データとキャリブレーション処理に用いる各情報が記録されるデータベースである。特に、キャリブレーション用ＤＢ４０２には、
（Ａ）装置ＩＤに対応付けてカラーチャートデータが記録され、
（Ｂ）検体ＩＤに対応付けて検体が載置された培養前のフィルム型培地６０の培地画像データ、及び、
（Ｃ）種別ＩＤ６６に対応付けて検体が載置される前のフィルム型培地６０の培地画像データ
が記録される。

例えば、キャリブレーション用ＤＢ４０２には、
（１）読み取り装置１０の識別情報（以下、「装置ＩＤ」という。）、検体の識別情報（以下、「検体ＩＤ」という。）又は種別ＩＤ６６、
（２）スキャニングした時刻（又は登録時刻）、
（３）カラーチャートデータ、検体載置前画像データ、又は、培養前検体有り画像データ、
（４）キャリブレーション処理に用いる較正関数の情報（以下、「較正関数情報」という。）
（５）検体載置前画像データ、又は、培養前検体有り画像データの場合には、スキャニングした装置ＩＤ
が記録される。

なお、種別ＩＤ６６における画像データ（すなわち、検体載置前画像データ）の場合には、検体に起因するキャリブレーション処理を実行するために必要なデータであるため、当該種別ＩＤ６６に基づく較正関数情報は、記録されない。

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）検体の種別及び検体ＩＤ
（４）希釈液の種別
（５）培養開始時刻
（６）培養開始から所定の時間経過後までの培養時間
（７）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）
（８）作業日時（作業開始時刻及び終了時刻）
（９）フィルム型培地６０をスキャニングした画像読み取り装置１０の装置ＩＤ
（１０）作業者ＩＤ（及び／又は作業者名）
の１０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。）
の３つデータが対応付けて記録される。
具体的には、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（色特徴量）の種別、
（２Ｂ）コロニーピクセルを特定する際の色特徴量の閾値、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）撮像画像から検体を載置してコロニーを培養する培地が撮像されることによって画像化された撮像画像データを取得する取得処理と、
（３）カラーチャートデータ及び特定の培地画像を含む撮像画像データの基準画像データに基づく培地画像の色（すなわち、当該培地画像を構成する各ピクセルの色特徴量）の較正を行うための較正関数を算出するキャリブレーション設定処理
（４）培地画像データの培地画像を構成するピクセルの色に関する色特徴量を、算出した較正関数によってキャリブレーション処理を実行しつつ、抽出する抽出処理と、
（５）抽出したコロニーの色特徴量に基づいて、所定の条件を有するコロニーピクセルを検出し、当該検出したコロニーピクセルに基づいてコロニーを検出するとともに、当該検出したコロニーを計数する検出処理と、
（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に登録する培地情報登録処理と、
（７）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、抽出処理を実行する画像抽出処理部４２２と、キャリブレーション処理を実行しつつ培地画像から各ピクセルの色特徴量を抽出する抽出処理を実行するコロニー検出判定部４２３と、キャリブレーション設定処理を実行するキャリブレーション設定処理部４２４と、を含む。

なお、例えば、本実施形態の登録処理部４２１は、通信制御部４１０とともに、本発明の第１取得手段及び第２取得手段を構成し、コロニー検出判定部４２３は、本発明の抽出手段を構成する。さらに、登録処理部４２１、画像抽出処理部４２２、コロニー検出判定部４２３及びキャリブレーション設定処理部４２４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。

［４．２］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。

具体的には、登録処理部４２１は、画像読み取り装置１０から送信された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、撮像画像データ、撮像画像から抽出された培地画像のデータ、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。

一方、登録処理部４２１は、キャリブレーション設定処理を実行する際に、画像読み取り装置１０と連動し、画像読み取り装置１０の装置ＩＤ、カラーチャートデータ、及び、特定の培地画像を有する撮像画像データ（すなわち、検体載置前画像データ及び培養前検体有り画像データ）を取得し、画像抽出処理部４２２によって取得した検体載置前画像データ及び培養前検体有り画像データから抽出された培地部分の画像（すなわち、培地画像）と、装置ＩＤ、検体ＩＤ及び種別ＩＤ６６とスキャニング時刻情報とを対応付けてキャリブレーション用ＤＢ４０２に記録する。

特に、登録処理部４２１は、検体載置前画像データ及び培養前検体有り画像データについては、上述と同様に、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。

また、登録処理部４２１は、検体載置前画像データ及び培養前検体有り画像データについては、上述と同様に、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。そして、登録処理部４２１は、培地ＩＤから検体ＩＤを特定する。

なお、本実施形態においては、登録処理部４２１は、画像読み取り装置１０から送信された培地情報と、キャリブレーション設定処理を実行するために用いる各データ（画像読み取り装置１０の装置ＩＤ、カラーチャートデータ、及び、特定の培地画像を有する撮像画像データ）を通信制御部４１０を介して取得するようになっているが、それぞれ異なる処理部を設け、それぞれ別の処理部が該当するデータを取得して情報の抽出や記録などの処理するようにしてもよいし、それぞれ専用の通信制御部を介してそれぞれ別の処理部が該当するデータを取得するようにしてもよい。

［４．３］画像抽出処理部
次に、本実施形態のサーバ装置４０における画像抽出処理部４２２について説明する。

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、本実施形態においては、テンプレート画像を用いて撮像画像の中からコロニー検出に用いる画像部分（すなわち、培地画像）を的確に抽出し、抽出した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。

具体的には、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し、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取得した培地画像から培地の形状（具体的には培養層６３の形状）を特定する。そして、画像抽出処理部４２２は、当該特定した形状の画像を、コロニーを検出するための画像として用いるために、コロニー検出判定部４２３に提供する。

特に、画像抽出処理部４２２は、選択したテンプレート画像に基づいて、培地画像上を走査し、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、培地画像の中からコロニー検出に用いる画像部分を抽出する。

なお、画像抽出処理部４２２は、検体載置前画像データ及び培養前検体有り画像データについても同様に、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用いて取得した培地画像から培地の形状（具体的には培養層６３の形状）を特定する。

［４．４］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、画像抽出処理部４２２から提供された培地画像の各ピクセルの色特徴量を抽出する抽出処理を実行し、キャリブレーション設定処理が実行されて算出された較正関数に基づいて、培地画像の各ピクセルを較正するキャリブレーション処理を実行しつつ、当該較正した各ピクセルについて、所定の条件を有するコロニーを構成するコロニーピクセルを検出し、当該検出したコロニーピクセルに基づいてコロニーを検出し、かつ、その数を計数するコロニー検出処理を実行する。そして、コロニー検出判定部４２３は、検出したコロニー及びその計数の結果をそれぞれ登録処理部４２１に提供する。

特に、コロニー検出判定部４２３は、キャリブレーション処理が実行された培地画像の各ピクセルについて、プロファイル情報に基づいて、各種の閾値又はパラメータを設定し、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、各培地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（非コロニーピクセルが除去された培地画像）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コロニーピクセルを検出し、
（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。

例えば、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の個々のチャンネ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コロニーピクセル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。

［４．５］キャリブレーション設定処理部
次に、本実施形態のサーバ装置４０におけるキャリブレーション設定処理部４２４の詳細について説明する。

キャリブレーション設定処理部４２４は、予め定められたタイミング、又は、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の実行に先立って、画像読み取り装置１０と連動し、作業者の指示の下、カラーチャートデータ及び特定の培地画像を含む撮像画像データの基準画像データに基づいて、培地画像の色（すなわち、当該培地画像を構成する各ピクセルの色特徴量）の較正（キャリブレーション処理）を実行するための較正関数を算出し、キャリブレーション用ＤＢ４０２に記録する。

特に、キャリブレーション設定処理部４２４は、カラーチャートデータに基づいて、画像読み取り装置１０に起因するキャリブレーション処理を行うための装置用較正関数を算出するとともに、検体に起因するキャリブレーション処理を行うための検体用較正関数を算出する。

具体的には、キャリブレーション設定処理部４２４は、登録処理部４２１を介して取得した画像読み取り装置１０によって取得されたカラーチャートデータにおける基準色の色成分と、予めＲＯＭ／ＲＡＭ１８１に記憶されているプロファイル情報に含まれるカラーチャートの本来の各色成分（階調値）と、を比較して装置用較正関数を算出する。そして、キャリブレーション設定処理部４２４は、当該算出した装置用較正関数、カラーチャート画像及び装置ＩＤを登録処理部４２１を介してキャリブレーション用ＤＢ４０２に記録する。

例えば、キャリブレーション設定処理部４２４は、画像読み取り装置１０によって取得されたカラーチャートデータの各基準色の階調値のデータと、プロファイル情報に規定されている各基準色の階調値のデータと、を比較し、各階調値の差分（すなわち、複数の基準色の色成分の変化量）に基づいて装置用較正関数を算出する。

なお、本実施形態においては、カラーチャートとしては、ＩＣＣプロファイル情報（インターナショナル・カラー・コンソーシアムによって定義されているプロファイル情報）を用いて装置用較正関数を算出する。

一方、キャリブレーション設定処理部４２４は、登録処理部４２１を介して取得した培養前検体有り画像データの培地部分の画像における色成分（すなわち、基準画像データにおける基準色の色成分）と、同様にして登録処理部４２１を介して取得した検体載置前画像データの培地部分の色成分（すなわち、基準色の本来の色成分）と、を比較して検体用較正関数を算出する。そして、キャリブレーション設定処理部４２４は、算出した検体用較正関数を、検体載置前画像及び培養前検体有り画像と、検体ＩＤ及び種別ＩＤ６６と、スキャニングした装置ＩＤとともに、登録処理部４２１を介してキャリブレーション用ＤＢ４０２に記録する。

例えば、キャリブレーション設定処理部４２４は、取得した検体載置前画像データ及び培養前検体有り画像データの培地画像（すなわち、画像抽出処理部４２２によって検体載置前画像及び培養前検体有り画像から抽出された培地部分の画像）についてそれぞれ各ピクセルの色成分（例えば、ＲＧＢの階調値）における平均色を算出し、検体載置前画像の平均色（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）及び培養前検体有り画像の平均色（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）の変化量に基づいて検体用較正関数を算出する。

特に、キャリブレーション設定処理部４２４は、検体用較正関数として、検体載置前画像の平均色（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）及び培養前検体有り画像の平均色（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）について、（式１）によって示されるオフセット関数（ｆ１）又は（式２）によって示される比率関数（ｆ２）を算出する。

なお、（Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ）は、オリジナルのＲＧＢの階調値をそれぞれ示し、（Ｒｃｉ，Ｇｃｉ，Ｂｃｉ）は、キャリブレーション後のＲＧＢの階調値を示す。

［５］衛生管理システムの動作処理
［５．１］培地情報登録処理（画像読み取り装置）
次に、図５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５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ＩＤ６６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るものとする。

なお、本動作においては、フィルム型培地６０に形成されている種別ＩＤ６６には、培地ＩＤが含ま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及び装置ＩＤ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。

［５．２］培地情報登録処理（サーバ装置）
次に、図６及び図７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６及び図７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。

また、キャリブレーション用ＤＢ４０２には、当該動作に連動する画像読み取り装置１０における装置用較正関数及び培地情報の登録の対象となっている検体における検体用較正関数が既に記録されているものとする。

なお、本動作においては、フィルム型培地６０に形成されている種別ＩＤ６６には、培地ＩＤが含まれているものとする。

まず、図６に示すように、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、画像読み取り装置１０の装置ＩＤを抽出するとともに、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、抽出した装置ＩＤ及び特定した種別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（ステップＳ３０１）。

次いで、登録処理部４２１は、当該種別ＩＤ６６の画像解析に基づいて、培地ＩＤを取得するとともに、取得した培地ＩＤに基づいて検体ＩＤを特定する（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）。

ここでの培地画像抽出処理の手順の一例を以下に示す。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し、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。

そして、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合成画像を生成するための走査を開始する。また、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、当該合成画像を生成し、当該合成画像における色特徴量を算出する。

また、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。ここで、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ていないと判定した場合には、上述した探索領域の部分にテンプレート画像を重畳する処理に戻り、当該終了していると判定した場合には、次の処理に移行する。

さらに、画像抽出処理部４２２は、全ての合成画像における色特徴量について予め定められた条件を有する合成画像を決定するとともに、当該決定した合成画像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、培地画像抽出処理を終了させる。

次いで、培地画像抽出処理の終了後、コロニー検出判定部４２３は、特定された検体ＩＤに基づいてキャリブレーション用ＤＢ４０２を検索し、当該検体ＩＤと培地画像を読み取った画像読み取り装置１０の装置ＩＤ（以下、「受信装置ＩＤ」という。）との双方に対応付けて登録されている特定の検体用較正関数情報の有無を判定する（ステップＳ３１１）。

このとき、コロニー検出判定部４２３は、当該検体ＩＤと受信装置ＩＤとの双方に対応付けて登録されている検体用較正関数情報がないと判定した場合には、ステップＳ３１２の処理に移行し、当該検体用較正関数情報があると判定した場合にはステップＳ３１５の処理に移行する。

次いで、コロニー検出判定部４２３は、特定された検体ＩＤと受信装置ＩＤとの双方に対応付けて登録されている検体用較正関数情報がないと判定した場合には、当該受信装置ＩＤに基づいてキャリブレーション用ＤＢ４０２から装置用較正関数を取得し、当該取得した装置用較正関数に基づいて抽出された培地画像のキャリブレーション処理を実行する（ステップＳ３１２）。すなわち、コロニー検出判定部４２３は、標準の培地画像（以下、「標準培地画像」という。）にキャリブレーションする。

次いで、コロニー検出判定部４２３は、特定された検体ＩＤに対応付けてキャリブレーション用ＤＢ４０２に登録されている装置ＩＤ（以下、「特定装置ＩＤ」という。）を特定する（ステップＳ３１３）。

次いで、コロニー検出判定部４２３は、特定した特定装置ＩＤの装置用較正関数に基づいて抽出された培地画像の画像変換を実行し（ステップＳ３１４）、ステップＳ３１５の処理に移行する（ここで、図７に移動）。

次いで、コロニー検出判定部４２３は、ステップＳ３１１の処理において、特定した検体ＩＤと培地画像を読み取った画像読み取り装置１０の装置ＩＤとの双方に対応付けて登録されている検体用較正関数情報があると判定した場合に、または、培地画像を読み取った画像読み取り装置１０以外の装置ＩＤ（すなわち、特定装置ＩＤ）の装置用較正関数に基づいて抽出された培地画像の画像変換を実行した場合に、該当する検体用較正関数を取得する（ステップＳ３１５）。

次いで、コロニー検出判定部４２３は、取得した検体用較正関数に基づいて、抽出された培地画像又はステップＳ３１４の処理において画像変換した培地画像についてキャリブレーション処理を実行する（ステップＳ３１６）。

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及び培地ＩＤに基づいて、作業管理ＤＢ４０４及びプロファイル情報ＤＢ４０５を検索し、該当する検体種別、希釈液の種別及びプロファイル情報を取得し（ステップＳ３３１７）、キャリブレーション処理を実行した培地画像から各ピクセルの色特徴量（ＲＧＢの各色成分）を抽出する（ステップＳ３１８）。

次いで、コロニー検出判定部４２３は、抽出した各ピクセルの色特徴量と取得したプロファイル情報とに基づいて、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する（ステップＳ３２１）。

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、培地画像データ、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。

さらに、上記の動作は、培地画像に対してキャリブレーション処理を実行した後に当該培地画像の各ピクセルの色特徴量を抽出しているが、当該各ピクセルの色特徴量を抽出し、当該抽出した色特徴量のそれぞれに対してキャリブレーション処理を実行してもよい。

以上、本実施形態の衛生管理システムＳにおいては、基準色を用いて培地画像の色を較正しつつ、各ピクセルを抽出することができるので、培地の色における個体差によって、又は、異なる画像読み取り装置１０で画像化した際に発現したコロニーの色の相違が生じた場合であっても、培地画像を構成する各ピクセルの色特徴量を較正することができる。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、異なる撮像環境下や培養環境下においても的確にコロニーを検出することができる。

［６］変形例
［６．１］変形例１
本実施形態において、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、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、各培地を撮像し、撮像画像データを生成するようにしてもよい。

［６．２］変形例２
本実施形態において、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。

［６．３］変形例３
本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。

［６．４］変形例４
本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。

［６．５］変形例５
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。

［６．６］変形例６
本実施形態においては、装置用較正関数及び検体用較正関数の双方に基づいてキャリブレーション処理を実行しているが、装置用較正関数及び検体用較正関数のいずれか１の較正関数によってキャリブレーション処理を実行してもよい。

［６．７］変形例７
本実施形態においては、装置用較正関数を算出する際にＩＣＣプロファイル情報を用いているが、それ以外のカラーチャートを用いてもよいし、特定の色のみ較正するようにしてもよい。また、装置用較正関数は、１ヶ月毎など、一定期間毎に実行してもよく、そのため、設定された時間毎に作業者に装置用較正関数を取得するためのカラーチャートの読み込み作業の実施について警告するようにしてもよい。

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
４０２ … キャリブレーション用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
４２４ … キャリブレーション設定処理部
４３０ … サーバ管理制御部

Claims (7)

1. 検体を載置してコロニーを培養する培地が１以上の撮像装置によって撮像され、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第１取得手段と、
   前記撮像装置によって撮像された基準色が画像化された基準色画像のデータを基準色画像データとして取得する第２取得手段と、
   前記取得された基準色画像データに基づいて、前記培地画像の色を較正しつつ、当該培地画像を構成するピクセルの色に関する色特徴量を抽出する抽出手段と、
   前記抽出された各ピクセルの色特徴量に基づいて、各ピクセルの中から所定の条件を有するピクセルを、前記コロニーを構成するコロニーピクセルとして検出し、当該検出したコロニーピクセルに基づいて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、
   前記抽出手段が、前記取得された基準色画像データの基準色の色成分と当該基準色の本来の色成分とを比較することによって、当該基準色の色成分の変化量に基づく較正関数を算出し、当該算出した較正関数に基づいて前記培地画像の色を較正しつつ、当該培地画像を構成するピクセルの色に関する色特徴量を抽出する、コロニー検出システム。
3. 請求項１又は２に記載のコロニー検出システムにおいて、
   前記基準色画像データには、複数の基準色が配列されたカラーチャートが画像化された画像データ、及び、前記検体が載置された培養前の前記培地の画像データの少なくともいずれか一方が含まれる、コロニー検出システム。
4. 請求項３に記載のコロニー検出システムにおいて、
   前記較正関数には、前記撮像装置に起因する装置用較正関数と、前記検体に起因する検体用較正関数と、が含まれる、コロニー検出システム。
5. 請求項３又は４に記載のコロニー検出システムにおいて、
   前記第１取得手段又は前記第２取得手段のいずれかが、前記検体が載置される前の前記培地の画像データを取得し、
   前記基準色画像データが、前記検体が載置された培養前の前記培地の画像データである場合には、前記抽出手段が、前記検体が載置される前の前記培地の画像データの培地画像を前記基準色の本来の色成分として用いる、コロニー検出システム。
6. 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１以上の撮像装置によって撮像され、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第１取得手段、
   前記撮像装置によって撮像された基準色が画像化された基準色画像のデータを基準色画像データとして取得する第２取得手段、
   前記取得された基準色画像データに基づいて、前記培地画像の色を較正しつつ、当該培地画像を構成するピクセルの色に関する色特徴量を抽出する抽出手段、及び、
   前記抽出された各ピクセルの色特徴量に基づいて、各ピクセルの中から所定の条件を有するピクセルを、前記コロニーを構成するコロニーピクセルとして検出し、当該検出したコロニーピクセルに基づいて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。
7. 検体を載置してコロニーを培養する培地が１以上の撮像装置によって撮像され、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し、
   前記撮像装置によって撮像された基準色が画像化された基準色画像のデータを基準色画像データとして取得し、
   前記取得された基準色画像データに基づいて、前記培地画像の色を較正しつつ、当該培地画像を構成するピクセルの色に関する色特徴量を抽出し、
   前記抽出された各ピクセルの色特徴量に基づいて、各ピクセルの中から所定の条件を有するピクセルを、前記コロニーを構成するコロニーピクセルとして検出し、当該検出したコロニーピクセルに基づいてコロニーを検出する、
   ことを特徴とするコロニー検出方法。