JP2019050755A - コロニー検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】一つの培地媒体上に存在する個々の微生物の種類を区別して各微生物のコロニーをカウントする。【解決手段】コロニー検出システム１は、検体に含まれる特定の微生物を培養し、培養された特定の微生物の集合体であるコロニーを顕在化させる培地媒体２と、培地媒体の培養面を撮像する撮像部３と、培地媒体の種類を選択する培地選択部５ａと、撮像部で撮像された画像に対して、培地選択部で選択された培地媒体の種類に応じた処理を行って、培地媒体で培養されたコロニーの数をカウントするコロニーカウント部８と、を備える。コロニーカウント部は、培地選択部で選択された培地媒体の種類に応じて、撮像部で撮像された画像に含まれるコロニーを検出するコロニー検出部と、コロニー検出部で検出されたコロニーに基づいて、色別にコロニーの数をカウントするカウント処理部と、を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、培養された微生物の集合体であるコロニーの数をカウントするコロニー検出システムに関する。

食品に微生物が混入すると、人体に悪影響を及ぼすことがある。微生物は環境条件によって急激に繁殖するおそれがあり、食中毒などの大規模な健康被害を引き起こすこともありうる。
食品に混入した微生物を検出するシステムとして、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、培養された微生物の集合体であるコロニーの数をカウントする検出システムが提案されている。

特開２０１１−２１２０１３号公報

弁当や総菜などの多数の加工食品に微生物が混入しているか否かを短時間で検査するには、フィルム等の培地媒体を多数用意して、各培地媒体に微生物を培養させた培養面をスキャナ等の撮像装置で高速に読み取って画像解析を行う手法が取られる。

培地媒体の種類によっては、複数の微生物がそれぞれ異なる色のコロニーとして検出される場合がある。しかしながら、従来のコロニー検出システムは、単色でのコロニー数のカウントしか行っておらず、一つの培地媒体上に存在する複数の微生物のそれぞれを区別して、別個にコロニー数をカウントすることができなかった。

本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであり、一つの培地媒体上に存在する個々の微生物の種類を区別して各微生物のコロニーをカウント可能なコロニー検出システムを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本開示の一態様では、検体に含まれる特定の微生物を培養し、培養された前記特定の微生物の集合体であるコロニーを顕在化させる培地媒体と、
前記培地媒体の培養面を撮像する撮像部と、
前記培地媒体の種類を選択する培地選択部と、
前記撮像部で撮像された画像に対して、前記培地選択部で選択された前記培地媒体の種類に応じた処理を行って、前記培地媒体で培養された前記コロニーの数をカウントするコロニーカウント部と、を備え、
前記コロニーカウント部は、
前記培地選択部で選択された前記培地媒体の種類に応じて、前記撮像部で撮像された画像に含まれるコロニーを検出するコロニー検出部と、
前記コロニー検出部で検出されたコロニーに基づいて、色別にコロニーの数をカウントするカウント処理部と、を有する、コロニー検出システムが提供される。

前記カウント処理部は、
前記コロニー検出部で検出された全てのコロニーの数をカウントする第１カウント部と、
前記コロニー検出部で検出されたコロニーのうち、特定の色のコロニーの数をカウントする第２カウント部と、を有してもよい。

前記培地選択部は、前記第１カウント部または前記第２カウント部がカウント動作を開始する前に、前記第１カウント部または前記第２カウント部に対応する前記培地媒体の種類を選択してもよい。

前記培地選択部は、前記第１カウント部がカウント動作を開始する際に、大腸菌及び大腸菌群測定用培地モードを選択し、前記第２カウント部がカウント動作を開始する際に、大腸菌群測定用培地モードを選択してもよい。

前記コロニー検出部は、前記培地媒体の背景色との相違の程度によってコロニーを検出し、
前記カウント処理部は、前記コロニー検出部で検出されたコロニーの数を色別にカウントしてもよい。

前記培地選択部は、黄色ブドウ球菌測定用培地モードを選択し、
前記コロニー検出部は、青系統のコロニーを検出し、
前記カウント処理部は、前記コロニー検出部で検出された青系統のコロニーの数をカウントしてもよい。

前記コロニーカウント部は、
前記コロニー検出部で検出されたコロニーの中から、色成分が予め指定した色成分範囲のコロニーと、色相が予め指定した色相範囲のコロニーとの少なくとも一方を除去するノイズ除去部を有し、
前記カウント処理部は、前記ノイズ除去部で除去されなかったコロニーの数をカウントしてもよい。

前記ノイズ除去部で抽出されたコロニーの色を判定するコロニー色判定部を備え、
前記カウント処理部は、前記コロニー色判定部で判定された色別に、コロニーの数をカウントしてもよい。

前カウント処理部は、大腸菌のコロニーの数と、大腸菌群のコロニーの数とをカウントしてもよい。

前記カウント処理部は、黄色ブドウ球菌のコロニーの数と、偽陽性菌等のコロニーの数とをカウントしてもよい。

前記ノイズ除去部で除去されなかったコロニーのうち、近接して配置される複数のコロニー同士の境界を検出する境界検出部を備えてもよい。

前記撮像部で撮像された画像に含まれるコロニーの検出難易度を判定する検出難易度判定部を備え、
前記コロニー検出部は、前記検出難易度判定部の判定結果に基づいて、前記画像に含まれるコロニーを検出してもよい。

本開示によれば、一つの培地媒体上に存在する個々の微生物の種類を区別して各微生物のコロニーをカウントすることができる。

一実施形態によるコロニー検出システムの概略構成を示す機能ブロック図。 培地シートの平面図。 表示部の画面の表示例を示す図。 本実施形態によるコロニー検出システムの概略の処理動作を示すフローチャート。 ＥＣ暫定処理を行うべき培地シートの撮像画像を表示部の画面に表示させた例を示す図。 ＥＣ処理を選択した画面例を示す図。 カウント中の表記例を示す図。 ＥＣ処理の結果の画面例を示す図。 ＣＣ処理を選択した画面例を示す図。 ＣＣ処理の結果の画面例を示す図。 ＥＣ暫定処理におけるＥＣ処理の処理動作を示すフローチャート。 ＥＣ暫定処理におけるＣＣ処理の処理動作を示すフローチャート。 ＥＣ２色処理を行うべき培地シートの撮像画像を表示部に表示させた例を示す図。 ＥＣ２色処理の処理動作の一例を示すフローチャート。 ＳＡ暫定処理の処理動作の一例を示すフローチャート。 ＳＡ処理の処理動作の一例を示すフローチャート。 ＳＡ２色処理の処理動作の一例を示すフローチャート。 多色処理の処理動作の一例を示すフローチャート。

以下、図面を参照して本開示の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

図１は一実施形態によるコロニー検出システム１の概略構成を示す機能ブロック図である。本実施形態によるコロニー検出システム１は、培地媒体上に培養された微生物のコロニーの数をカウントすることができる。ここで、コロニーとは、培地媒体上に培養された特定の微生物の集合体である。微生物の具体的な種類は問わないが、本実施形態では主に、食品に混入する各種の微生物を念頭に置いており、具体的には、大腸菌や黄色ブドウ球菌などである。培地媒体とは、微生物を培養可能な培地であり、フィルム状の培地シートでもよいし、シャーレなどでもよい。大量の培地媒体の画像を短時間で読み取ってコロニー数のカウントを自動で行う場合には、連続して画像化が可能な培地シートを用いるのが望ましい。以下では、培地媒体として培地シートを用いる例を主に説明する。

図２は培地シート２の平面図である。図２の培地シート２は、基材層１１と、基材層１１の中心部付近の円形枠１２内に積層される培養層１３と、基材層１１および培養層１３の上面全体を覆う透明な保護層１４とを有する。

基材層１１の材料は、プラスチックフィルムや紙などである。プラスチックフィルムの具体例としては、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、ポリエステル、ポリカーボネート等の樹脂フィルムを用いることができる。基材層１１は、樹脂と紙の多層構造であってもよい。

培養層１３の材料は、微生物の種類に応じて異なる。基材層１１の表面には、培養層１３がどの微生物の培養を行うものであるかを示す識別コードが印刷されている。図２の例では、識別コードとしてＱＲコード（登録商標）１５が印刷されている。ＱＲコード１５の代わりに、バーコード等の識別コードが印刷されていてもよい。

保護層１４は、基材層１１の上面全体を覆っており、培養層１３への異物の混入を防止する。保護層１４は、透明であるため、保護層１４を付けたままで、撮像部３にて培養面を撮像することができる。

図１のコロニー検出システム１は、図２に示した培地シート２と、撮像部３と、記憶部４と、ユーザインタフェース部５と、制御部６と、画像認識部７と、コロニーカウント部８と、表示部９とを備えている。

作業者は、培地シート２の培養面に、検体を希釈した希釈液を滴下して、予め定めた培養時間だけ、検体に含まれる微生物を培地シート２にて培養する。培地シート２の具体的な構成材料は後述する。検体とは、微生物が混入する可能性のある種々の食品などである。

撮像部３は、予め定めた培養時間が経過した後に、培地シート２の培養面を撮像する。撮像部３は、例えば市販の光学スキャナを適用することができる。特に、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）機能を有する光学スキャナを用いると、複数の培地シート２の培養面を連続的に読み取ることができ、効率的な読取作業が可能となる。撮像部３で撮像された撮像画像は記憶部４に格納される。制御部６は、必要に応じて記憶部４から撮像画像を読み出して、画像認識部７や表示部９に送信する。

ユーザインタフェース部５は、作業者が種々の入力や選択を行う指示部材を有する。指示部材は、マウスやキーボード等の選択機器や入力機器でもよいし、表示部９の画面に内蔵されたタッチセンサでもよい。ユーザインタフェース部５は、培地シート２の種類を選択する培地選択部５ａを有する。作業者は、培地選択部５ａにより、コロニー数のカウントを行うべき培地シート２の種類を予め選択する。ここで、培地シート２の種類とは、培地シート２で培養する微生物の種類である。

制御部６は、コロニー検出システム１内の各部を制御するとともに、コロニーカウント部８でカウントしたコロニーの数を表示部９に表示する制御を行う。
画像認識部７は、撮像部３で撮像された培地シート２の撮像画像に対して画像認識を行って、コロニーの検出を行う。また、画像認識部７は、必要に応じて、撮像画像から検体の識別コード等を自動認識する処理を行ってもよい。

コロニーカウント部８は、撮像部３で撮像された画像に対して、培地選択部５ａで選択された培地シート２の種類に応じた処理を行って、培地シート２で培養されたコロニーの数をカウントする。コロニーカウント部８は、コロニー検出部２１と、カウント処理部２２とを有する。

コロニー検出部２１は、培地選択部５ａで選択された培地シート２の種類に応じて、撮像部３で撮像された画像に含まれるコロニーを検出する。より詳細には、コロニー検出部２１は、培地シート２の背景色との色の相違度合いによって、コロニーを検出する。コロニー検出部２１は、培地シート２上のコロニーの色を直接検出するわけではないが、培地シート２の背景色との色の相違度合いが大きいものをコロニーとして検出するため、間接的に、コロニーの色を検出していると見なすこともできる。コロニー検出部２１が背景色とどの程度相違している場合にコロニーとして検出するかは、パラメータによって設定される。このパラメータは、培地シート２の種類ごとに異なる。

カウント処理部２２は、コロニー検出部２１で検出されたコロニーに基づいて、色別にコロニーの数をカウントする。カウント処理部２２がカウントするコロニーの色は、培地シート２の種類ごとに異なる。

この他、コロニーカウント部８は、必要に応じて、マスク処理部２３と、検出難易度判定部２４と、ノイズ除去部２５と、境界検出部２６と、コロニー色判定部２７との少なくとも一つを含んでいてもよい。

マスク処理部２３は、培地シート２の撮像画像に含まれる培地エリアを抽出し、培地エリア以外をコロニー検出処理の対象から除外する。マスク処理部２３を設けることで、撮像画像に含まれる培地エリア以外に存在する異物等の外乱の影響を受けなくなる。

検出難易度判定部２４は、培地エリア内でコロニーを検出する難易度を判定する。培地シート２で微生物を培養する際に用いる検査液の色味などによる着色によっては、培地エリア内でコロニーが滲んだり、培地シート２の背景色との違いが明瞭でなくなる場合がある。そこで、検出難易度判定処理では、コロニーを検出する難易度を判定して、難易度が高い場合には、作業者への警告を行って、作業者に注意を喚起する。作業者は、難易度が高いことがわかると、目視でのコロニー数のカウントも併用して、図１のコロニー検出システム１によるコロニー数のカウント結果の妥当性を判断する。

ノイズ除去部２５は、コロニー検出部２１で検出されたコロニーの中から、不要な色または色相のコロニーを除去する。より詳細には、ノイズ除去部２５は、コロニー検出部２１で検出されたコロニーの中から、ＨＳＶ色座標系の色相ＨやＲＧＢ色座標系の特定の色成分を、異物や着色等のノイズを見なして除去する。

境界検出部２６は、ノイズ除去部２５で除去されなかったコロニーのうち、近接して配置される複数のコロニー同士の境界を検出する。より具体的には、境界検出部２６は、距離が近いコロニー同士や、周縁部が滲んで輪郭が明瞭でないコロニー同士の境界を検出する。

図３は表示部９の画面の表示例を示す図である。図３の画面には、第１表示領域３１と、第２表示領域３２と、第３表示領域３３とが設けられている。

第１表示領域３１には、撮像部３で撮像された画像に関する種々の情報が表示されている。例えば、第１表示領域３１には、撮像部３で撮像を行った読取日時を入力する欄３１ａと、培地シート２で培養を開始した日である検査日を入力する欄３１ｂと、培地シート２の種類（培地）を入力する欄３１ｃと、培地シート２のシリアル番号（Ｓ／Ｎ）を入力する欄３１ｄと、中間処理データのファイル名（設定ファイル）を入力する欄３１ｅと、カウントされたコロニー数を入力する欄３１ｆと、コメント欄３１ｇと、登録ボタン３１ｈなどが設けられている。第１表示領域３１に表示される各種の情報は、図３に限定されない。

図３の培地シート２には、その基材層１１に培地シート２のシリアル番号を表すＱＲコード１５が印刷されている。したがって、撮像部３で撮像された画像からＱＲコード１５を抽出して画像認識を行うことで、ＱＲコード１５に対応するシリアル番号を第１表示領域３１内のＳ／Ｎの欄に自動入力することができる。

コメント欄３１ｇには、培地シート２に滴下した検体の情報などが入力される。コメント欄３１ｇには、キーボードのユーザインタフェース部５を介して、作業者が直接、種々の情報を入力することができる。また、培地シート２に、検体を特定するバーコード２ａなどの識別コードが設けられている場合は、撮像画像から識別コードを抽出して画像認識により、コメント欄３１ｇに検体の識別コードを自動入力し、また培地シート２に識別コードの代わりに文字情報が設けられている場合は、ＯＣＲ（Optical Character Recognition）機能を利用して自動読み取りを行った文字情報をコメント欄３１ｇに自動入力してもよい。ここで、検体の識別コードとは、例えば、ある食品の製品コードである。以下では、検体の識別コードを製品コードと呼ぶこともある。

第２表示領域３２には、撮像部３で撮像された画像そのものが表示される。第３表示領域３３には、第２表示領域３２の撮像画像からコロニーを自動検出して、検出されたコロニーを枠で囲んだ画像が表示される。図３の例では、第３表示領域３３内に８個の枠があるため、第１表示領域３１内のコロニー数は８となる。

図１に示したコロニー検出システム１は、一つ以上のハードウェア機器により構成可能である。具体的な一例としては、撮像部３と画像認識部７は光学スキャナで構成し、コロニーカウント部８、制御部６、およびユーザインタフェース部５はパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ）またはサーバ装置で構成してもよい。一台のＰＣまたはサーバ装置で構成する代わりに、ネットワーク接続された複数のＰＣまたはサーバ装置で構成してもよい。

図４は本実施形態によるコロニー検出システム１の概略の処理動作を示すフローチャートである。まず、検査作業者は、微生物の混入を検査する対象となる検体を所定の希釈液を用いて所定の希釈倍率で希釈する（ステップＳ１）。次に、検査作業者は、検査したい微生物の種類に応じた培地シート２上に、希釈した検体を含む液体を滴下して、予め定めた培養時間だけ微生物の培養を行う（ステップＳ２）。同一の検体について、異なる複数種類の微生物の混入を検査したい場合は、複数種類の培地シート２を用意して、上述したステップＳ１とＳ２の処理を繰り返す。

予め定めた培養時間が経過するまで待機し（ステップＳ３）、培養時間が経過すると、取込作業者は、培養済の培地シート２を撮像部３にて撮像する（ステップＳ４）。制御部６は、撮像画像を表示部９に表示し、画像認識部７は、撮像画像に製品コードのバーコード等がある場合には、画像認識により検体の製品コードを特定して、コメント欄３１ｇに自動入力する（ステップＳ５）。培地シート２に検体の製品コードがない場合は、取込作業者がユーザインタフェース部５を介して、製品コード等を入力してもよい。また、製品コード以外の任意の情報を、取込作業者がユーザインタフェース部５を介してコメント欄３１ｇに入力してもよい。

培養時間は、必ずしもすべての種類の培地シート２で同じとは限らない。同一の検体について、複数種類の培地シート２で培養を行う場合、各培地シート２ごとに定められた培養時間が経過した後に、上述したステップＳ４とＳ５の処理を行う必要がある。

次に、画像認識部７は、培地シート２の撮像画像に含まれるコロニーを自動認識して、図３の第３表示領域３３のように、各コロニーに枠３３ａを配置する（ステップＳ６）。次に、コロニーカウント部８は、枠３３ａの数をカウントしてコロニー数をカウントする（ステップＳ７）。

本実施形態によるコロニーカウント部８がコロニー数のカウントを行うことができる培地シート２の種類は、例えば、ＡＣ、ＣＣ、ＥＣ、ＳＡ、ＹＭ、ＥＢ、ＬＢ、ＳＬ、ＬＳＭ、ＡＣＲ、ＨＥＴ、ＶＰなどである。ＡＣは一般生菌測定用培地、ＣＣは大腸菌群測定用培地、ＥＣは大腸菌および大腸菌群測定用培地、ＳＡは黄色ブドウ球菌測定用培地、ＹＭはカビ・酵母測定用培地、ＥＢは腸内細菌科菌群測定用培地、ＬＢは乳酸菌測定用培地、ＳＬはサルモネラ測定用培地、ＬＳＭはリステリアモノサイトゲネス測定用培地、ＡＣＲは一般生菌測定用迅速培地、ＨＥＴは従属栄養細菌測定用培地、ＶＰは腸炎ビブリオ測定用培地である。

一部の培地シート２は、複数種類の微生物の培養を行うことができ、各微生物のコロニーが同一の培地シート２内でそれぞれ異なる色を呈することがある。この場合、コロニーの各色ごとに微生物の種類が異なるため、各色ごとにコロニーの数をカウントすれば、複数種類の微生物のコロニー数を別個に検出できる。

そこで、本実施形態によるコロニー検出システム１は、同一の培地シート２内で培養されたコロニーの色を判別して、各色ごとにコロニーの数をカウントできるようにしている。以下では、ＥＣとＳＡについて、培地シート２内のコロニーの色を識別して、色別にコロニー数をカウントする処理動作を説明する。

（ＥＣ暫定処理）
従前のコロニー検出システム１では、培地シート２内のコロニーを単色として扱ってコロニー数を検出していた。従前の処理に近い処理動作にて、ＥＣの培地シート２内のコロニーを色別にカウントする処理を、以下では、ＥＣ暫定処理と呼ぶ。

作業者は、ＰＣにて、コロニー検出システム１を起動させて、ＥＣ暫定処理を行うべき培地シート２を撮像部３で撮像して、撮像画像を表示部９に表示させる。図５はＥＣ暫定処理を行うべき培地シート２の撮像画像を表示部９の画面に表示させた例を示している。ここで、作業者は、図５の画面内の培地種類を選択する欄３４で、「ＥＣ暫定」（同一培地にてＥＣ処理とＣＣ処理を行うモード）を選択する。ＥＣ暫定処理では、培地シート２内の全てのコロニー数をカウントするＥＣ処理と、培地シート２内の青系統のコロニー数のみをカウントするＣＣ処理とを行う。

ＥＣ処理を行う場合、作業者は図６に示すように、培地種類として「ＥＣ」（大腸菌及び大腸菌群測定用培地モード）を選択した上で、カウント開始ボタン３５を操作する。これにより、培地選択部５ａは「ＥＣ」の選択を認識して、コロニーカウント部８はＥＣ処理を開始する。ＥＣ処理を行っている最中は、図７に示すように、例えば「カウント中」と表記される。

ＥＣ処理のコロニー数のカウントが終了すると、図８に示すように、ＥＣ処理前の撮像画像３６ａと、ＥＣ処理でコロニーを検出した画像３６ｂとが並べて表示される。検出されたコロニーは、例えば赤枠３６ｃを付けて表示される。２つの画像３６ａ，３６ｂを並べて表示するのは、コロニーの検出結果が妥当か否かを作業者が目視で確認できるようにするためである。また、図８の画面内には、検出されたコロニー数が欄３１ｆに数値で表示される。この数値は、コロニーとして検出された赤枠の数である。

ＥＣ暫定処理では、ＥＣ処理に並行して、もう一つのコロニー検出システム１が起動され、図９に示す画面が表示される。作業者は、この画面内の培地種類として「ＣＣ」（大腸菌群測定用培地モード）を選択し、カウント開始ボタン３５を操作する。これにより、コロニーカウント部８はＣＣ処理を開始する。ＣＣ処理を行っている最中は、図９に示すように、例えば「カウント中」と表記される。

ＣＣ処理のコロニー数のカウントが終了すると、図１０に示すように、ＣＣ処理前の撮像画像３６ａと、ＣＣ処理でコロニーを検出した画像３６ｂとが並べて表示される。検出されたコロニーは、例えば赤枠３６ｃを付けて表示される。図１０の例では、２個のコロニーが検出された例を示しており、コロニー数の欄３１ｆにコロニー数が表示される。これにより、作業者は、図１０の２つの画像３６ａ，３６ｂを見比べて、ＣＣ処理が妥当であったか否かを確認できる。

次に、ＥＣ暫定処理におけるＥＣ処理とＣＣ処理の処理動作について詳細に説明する。図１１はＥＣ暫定処理におけるＥＣ処理の処理動作を示すフローチャートである。まず、マスク処理部２３にてマスク処理を行う。ここでは、培地シート２の撮像画像に含まれる培地エリア以外の画像を除去して、培地エリア内の画像を抽出する（ステップＳ１１）。

次に、検出難易度判定部２４にて検出難易度判定処理を行う（ステップＳ１２）。ここでは、培地エリア内の画像からコロニーを検出する難易度を判定し、難易度が所定の値を超えていれば、所定の警告処理を行う。ここでは、青系統及び赤系統のコロニーを検出する難易度を判定する。

次に、コロニー検出部２１にてコロニー検出処理を行う（ステップＳ１３）。ここでは、培地シート２の背景色との相違度合いが所定の値以上のコロニーを検出する。より具体的には、ステップＳ１３では、青系統及び赤系統のコロニーを中心的に検出する。ＥＣ用の培地シート２では、大腸菌のコロニーは青系統であり、大腸菌群のコロニーは赤系統である。ＥＣ処理では、大腸菌と大腸菌群の両方のコロニー数をカウントすることを意図しているため、コロニー検出処理では、青系統及び赤系統のコロニーを検出する。

次に、ノイズ除去部２５にてノイズ除去を行う（ステップＳ１４）。ここでは、コロニー検出処理にて検出されたコロニーのうち、異物や着色等のノイズと考えられるコロニーを除去する。より詳細には、ステップＳ１４のノイズ除去では、主に緑系統のコロニーをノイズとして除去する。

次に、境界検出部２６にて、培地シート２内のコロニー同士の境界を検出する（ステップＳ１５）。ここでは、近接するコロニー同士の境界が曖昧な場合に、別個のコロニーか、一つのコロニーかを判別して、各コロニーの境界を画定する。

次に、カウント処理部２２にてコロニー数のカウントを行う（ステップＳ１６）。ステップＳ１３のコロニー検出処理では、青系統及び赤系統のコロニーを検出しているため、ステップＳ１６では、青系統及び赤系統のコロニーを合わせた全てのコロニーの数をカウントすることになる。

図１２はＥＣ暫定処理におけるＣＣ処理の処理動作を示すフローチャートである。ステップＳ２１のマスク処理はステップＳ１１と同様である。次に行われる検出難易度判定処理では、青系統のコロニーの検出難易度を判定する（ステップＳ２２）。次に行われるコロニー検出処理では、青系統のみのコロニーを検出する（ステップＳ２３）。ＣＣ処理では、大腸菌のコロニー数のみをカウントすることを意図しているため、コロニー検出処理では、青系統のみのコロニーを検出する。

次に行われるノイズ除去処理では、ＨＳＶ座標系の色相Ｈ成分の値に基づいてノイズ除去を行う（ステップＳ２４）。次に行われるコロニー境界検出処理は、ステップＳ１５と同様である（ステップＳ２５）。次に行われるコロニーカウント処理は、ステップＳ２３で青系統のみのコロニーを検出しているため、青系統のコロニー数をカウントすることになる（ステップＳ２６）。

図１１と図１２の処理により、ＥＣ用の培地シート２内の全てのコロニー数と、青系統のコロニー数とをカウントできる。ＥＣ用の培地シート２では、大腸菌のコロニーが存在するか否かが最も重要であるが、大腸菌と大腸菌群のコロニーの総数を把握したい場合もある。本実施形態によるＥＣ暫定処理では、大腸菌と大腸菌群のコロニーの総数と、大腸菌のコロニー数とをカウントできるため、両者の差分を取ることで、大腸菌群のコロニー数も推測可能となる。

このように、ＥＣ暫定処理では、培地シート２内の全てのコロニー数をカウントするＥＣ処理と、培地シート２内の青系統のコロニー数をカウントするＣＣ処理とを独立して行う。上述したように、ＥＣ処理内の検出難易度判定処理、コロニー検出処理及びノイズ除去処理は、ＣＣ処理内の検出難易度判定処理、コロニー検出処理及びノイズ除去処理とは異なっている。よって、ＥＣ処理によって得られたコロニー数から、ＣＣ処理によって得られたコロニー数を引いた数は、必ずしも大腸菌群のコロニー数に一致するとは限らない。ＥＣ処理とＣＣ処理でダブってカウントするコロニーなどがあるためである。よって、ＥＣ暫定処理では、大腸菌群のコロニー数を精度よくカウントすることはできない。

また、ＥＣ暫定処理では、ＥＣ処理とＣＣ処理とを独立して実行しなければならず、ＰＣの処理負担が重くなるため、高性能のＰＣを必要としたり、ＥＣ暫定処理に時間がかかるおそれがある。

さらに、ＥＣ処理用とＣＣ処理用に別個に撮像画像を設ける必要があり、少なくとも培地シート２の撮像画像の複製処理が必要となる。

（ＥＣ２色処理）
ＥＣ２色処理とは、ＥＣ用の培地シート２を用いて、青系統のコロニー数と赤系統のコロニー数とを別個にカウントする処理である。ＥＣ２色処理とＥＣ暫定処理との違いは、ＥＣ暫定処理では、培地シート２内の全てのコロニー数をカウントするＥＣ処理と青系統のコロニー数をカウントするＣＣ処理とを独立して行うのに対し、ＥＣ２色処理では、一つの処理で青系統のコロニー数と赤系統のコロニー数をカウントすることである。

図１３はＥＣ２色処理を行うべき培地シート２の撮像画像を表示部９に表示させた例を示している。ここで、作業者は、図１３の画面内の培地種類として、ＥＣ２色を選択する。ＥＣ２色処理では、培地シート２内の青系統のコロニー数と赤系統のコロニー数とを同一処理にてカウントする。カウントされた２つのコロニー数の表示形態は特に問わないが、例えば図８と同様に、青系統のコロニーの位置に枠を付けた画像と、赤系統のコロニーの位置に枠を付けた画像とを並べて表示させてもよい。また、カウント前の撮像画像も並べて表示させてもよい。

図１４はＥＣ２色処理の処理動作の一例を示すフローチャートである。まず、マスク処理部２３にてマスク処理を行う（ステップＳ３１）。マスク処理は、図１１のステップＳ１１と同様である。次に、検出難易度判定部２４にて検出難易度判定処理を行う（ステップＳ３２）。検出難易度判定処理は、図１１のステップＳ１２と同様であり、青系統及び赤系統のコロニーの検出難易度を判定する。

次に、コロニー検出部２１にてコロニー検出処理を行う（ステップＳ３３）。ここでは、図１１のステップＳ１３と同様に、青系統及び赤系統のコロニーを中心的に検出する。

次に、ノイズ除去部２５にてノイズ除去処理を行う（ステップＳ３４）。ここでは、図１１のステップＳ１４と同様に、撮像画像に含まれるＧ成分を基準にコロニー候補を除去する。次に、図１１のステップＳ１５と同様に、境界検出部２６にてコロニー同士の境界を検出する（ステップＳ３５）。

次に、コロニー色判定部２７にてコロニー色判定処理を行う（ステップＳ３６）。このコロニー色判定処理は、ＥＣ暫定処理にはなかった処理であり、紺〜青紫のコロニーと、赤紫〜ピンクのコロニーとに分別する。

次に、カウント処理部２２は、ステップＳ３５で分別された紺〜青紫（青系統）のコロニー数をカウントするとともに、赤紫〜ピンク（赤系統）のコロニー数をカウントする（ステップＳ３７）。

このように、ＥＣ２色処理では、コロニー色判定処理にて、培地シート２内のコロニーを色別に２組に分別して、各組ごとにコロニー数をカウントする。これにより、青系統のコロニー数と赤系統のコロニー数とを精度よくカウントできる。ＥＣ暫定処理では、赤系統のコロニー数を把握するには、コロニーの総数から青系統のコロニー数を差し引いて計算する必要があり、赤系統のコロニー数を精度よく検出することはできなかった。これに対して、ＥＣ２色処理では、直接的に青系統と赤系統のコロニー数をカウントするため、各色のコロニー数を精度よくカウントできる。また、ＥＣ２色処理は、一つの処理の中で、複数の色のコロニー数を別々にカウントするため、ＥＣ暫定処理のように２つのコロニー検出システム１を立ち上げる必要がなく、ＰＣの処理負担を軽減できる。

上述した説明では、ＥＣ用の培地シート２を用いて色別にコロニー数をカウントする例を説明したが、本実施形態によるコロニー検出システム１は、ＥＣ以外の任意の微生物用の培地シート２を用いて色別にコロニー数をカウントする場合にも適用可能である。

（ＳＡ暫定処理）
以下では、ＳＡ用の培地シート２を用いて色別にコロニー数をカウントする処理を説明する。まず、従前の処理に近い処理動作にて、黄色ブドウ球菌測定用培地ＳＡの培地シート２内のコロニーを色別にカウントする処理（以下、ＳＡ暫定処理）について説明する。ユーザは、表示部９の画面に表示される培地種類から「ＳＡ暫定」（黄色ブドウ球菌測定用培地モード）を選択し、カウント開始ボタン３５を操作する。これにより、コロニーカウント部８は、ＳＡ暫定処理を開始する。

ＳＡ用の培地シート２では、青系統のコロニーと赤系統のコロニーとが培養される。青系統のコロニーは黄色ブドウ球菌であるのに対し、赤系統のコロニーは偽陽性菌等である。青系統のコロニーを厳密に検出したいという要求があることから、ＳＡ暫定処理では、青系統のコロニーを精度よく抽出して、その数をカウントする。

図１５はＳＡ暫定処理の処理動作の一例を示すフローチャートである。まず、図１１のステップＳ１１〜Ｓ１３と同様に、マスク処理、検出難易度判定処理、及び青系統のコロニーを中心としたコロニー検出処理を順に行う（ステップＳ４１〜Ｓ４３）。次に、ノイズ除去部２５にて赤成分のノイズ除去処理を行う（ステップＳ４４）。次に、図１１のステップＳ１５と同様に、コロニー同士の境界検出処理を行う（ステップＳ４５）。次に、図１１のステップＳ１６と同様に、カウント処理部２２にて青系統のコロニー数のカウントを行う（ステップＳ４６）。

図１５のステップＳ４４のノイズ除去処理では、撮像画像内の赤成分を基準にコロニー候補を除去するため、ステップＳ４６のカウント処理部２２では、青系統のコロニーのみを精度よくカウントできる。よって、図１５のＳＡ暫定処理では、黄色ブドウ球菌である青系統のコロニー数を高精度にカウントできる。

ＳＡ暫定処理に似た処理として、ＳＡ処理がある。図１６はＳＡ処理の処理動作の一例を示すフローチャートである。図１６のＳＡ処理と図１５のＳＡ暫定処理の違いはノイズ除去処理であり、それ以外の処理（ステップＳ５１〜Ｓ５３、Ｓ５５〜Ｓ５６）は図１５のステップＳ４１〜Ｓ４３、Ｓ４５〜Ｓ４６と共通である。ＳＡ処理におけるノイズ除去処理（ステップＳ５４）では、撮像画像の色相Ｈの値に基づいてノイズ除去を行う。このため、カウント処理部２２がカウント処理を行う際に、赤系統のコロニーも含めてカウントを行う可能性があり、青系統のコロニーのみをカウントすることはできない。よって、黄色ブドウ球菌のコロニー数をカウントする目的では、図１６のＳＡ処理よりも、図１５のＳＡ暫定処理の方が優れていると言える。

（ＳＡ２色処理）
ＳＡ暫定処理は、培地シート２内の青系統のコロニー数をカウントするものであるが、偽陽性菌等を表す赤系統のコロニー数も正しくカウントしたいという要求がある。このような要求に応えるには、青系統のコロニーと赤系統のコロニーを分別して別個にカウントするのが望ましい。そこで、青系統のコロニーと赤系統のコロニーを分別して別個にカウントするＳＡ２色処理を必要に応じて実行できるようにしてもよい。ＳＡ２色処理は、ユーザが表示部９の画面内の培地種類で「ＳＡ２色処理」を選択し、カウント開始ボタン３５を操作することにより実行される。

図１７はＳＡ２色処理の処理動作の一例を示すフローチャートである。まず、図１１のステップＳ１１〜Ｓ１２と同様に、マスク処理と検出難易度判定処理を順に行う（ステップＳ６１〜Ｓ６２）。次に、コロニー検出部２１にて、青系統及び赤系統のコロニーを中心にコロニーの検出を行う（ステップＳ６３）。次に、ノイズ除去部２５にて、撮像画像に含まれる赤成分及び緑成分を基準にコロニー候補を除去する（ステップＳ６４）。次に、図１１のステップＳ１５と同様に、境界検出部２６にてコロニー同士の境界検出処理を行う（ステップＳ６５）。次に、コロニー色判定部２７にて、紺〜青紫のコロニーと、赤紫〜ピンクのコロニーとに分別する（ステップＳ６６）。次に、カウント処理部２２にて、分別された紺〜青紫のコロニー数と、赤紫〜ピンクのコロニー数とを別個にカウントする（ステップＳ６７）。

図１７のＳＡ２色処理を行うことで、ＳＡ用の培地シート２で培養された青系統のコロニー数と赤系統のコロニー数とを分別してカウントできる。これにより、一つの処理にて、黄色ブドウ球菌のコロニー数と偽陽性菌等のコロニー数とを精度よく検出できる。

（多色処理）
培地シート２の種類によっては、培地シート２内に３種類以上の色のコロニーが存在する場合もありうる。そこで、３種類以上の色のコロニーが存在する場合には、各色別にコロニー数をカウントできるようにしてもよい。この場合、３色以上のコロニーを個別にカウントする多色処理を設けて、ユーザが必要に応じて多色処理を選択できるようにすればよい。

図１８は多色処理の処理動作の一例を示すフローチャートである。図１８の多色処理は、３種類以上の色のコロニーが培養された任意の培地シート２に適用可能な処理であり、具体的な微生物の種類は問わない。

ステップＳ７１のマスク処理とステップＳ７２の検出難易度判定処理は、図１１のステップＳ１１とＳ１２と同様である。次に、コロニー検出部２１は、培地シート２の背景色とは異なる色のコロニーをすべて検出するコロニー検出処理を行う（ステップＳ７３）。

次に、ノイズ除去部２５にてノイズ除去処理を行う（ステップＳ７４）。ここでは、例えば、特定の色成分を指定せずにノイズ除去処理を行う。

次に、図１１のステップＳ１５と同様に、境界検出部２６にてコロニー境界検出処理を行う（ステップＳ７５）。次に、コロニー色判定部２７にてコロニー色判定処理を行う（ステップＳ７６）。ここでは、色別にコロニーを分類する。何種類の色に分類するかは任意である。

次に、カウント処理部２２は、コロニー色判定処理で分類された色別に、コロニー数をカウントする（ステップＳ７７）。

このように、本実施形態では、培地シート２で培養された複数種類のコロニーを色別に、その数をカウントするため、コロニーの種類別にコロニー数をカウントできる。本実施形態では、カウント対象のコロニーをコロニー検出処理で抽出するとともに、カウント対象のコロニーの色に関係のない色成分をノイズ除去処理で除去してからコロニー数のカウント行うため、カウント対象のコロニーの数を精度よくカウントできる。

例えば、ＥＣ用の培地シート２については、大腸菌のコロニー数と大腸菌群のコロニー数とを別個にカウントできる。その際、ＥＣ暫定処理では、大腸菌と大腸菌群を合わせたコロニーの総数をカウントするとともに、大腸菌のコロニー数をカウントするため、差分を取ることで、大腸菌群のコロニー数を検出できる。また、ＥＣ２色処理では、大腸菌のコロニーと大腸菌群のコロニーとを分別して、別個にコロニー数をカウントするため、大腸菌のコロニー数と大腸菌群のコロニー数とを精度よくカウントできる。また、ＳＡ用の培地シート２を用いたＳＡ暫定処理では、培地シート２の撮像画像中の赤成分のノイズ除去を行った上でコロニー数のカウントを行うため、黄色同球菌を表す青系統のコロニー数を精度よくカウントできる。また、ＳＡ２色処理では、紺〜青紫のコロニーと青紫〜ピンクのコロニーとを分別してから、各コロニー数のカウントを行うため、黄色ブドウ球菌を表す青系統のコロニー数と偽陽性菌等を表す赤系統のコロニー数とを別個に精度よくカウントできる。この他、本実施形態では、３色以上のコロニー数のカウントを精度よく行うこともできる。

本実施形態では、作業者が、表示部９の画面上で培地種類を選択すれば、選択した培地種類に応じた処理が自動的に行われて、所望のコロニーの数が画面上に表示される。よって、作業者は、多数の培地シート２を流れ作業的に処理でき、効率よくかつ精度よく、各培地シート２のコロニー数を色別に検出できる。

上述した実施形態で説明したコロニー検出システム１の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、コロニー検出システム１の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。

また、コロニー検出システム１の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。

本開示の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本開示の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本開示の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

１ コロニー検出システム、２ 培地シート、３ 撮像部、４ 記憶部、５ ユーザインタフェース部、５ａ 培地選択部、６ 制御部、７ 画像認識部、８ コロニーカウント部、９ 表示部、１１ 基材層、１２ 円形枠、１３ 培養層、１４ 保護層、１５ ＱＲコード、２１ コロニー検出部、２２ カウント処理部、２３ マスク処理部、２４ 検出難易度判定部、２５ ノイズ除去部、２６ 境界検出部、２７ コロニー色判定部、３１ 第１表示領域、３２ 第２表示領域、３３ 第３表示領域

Claims (12)

1. 検体に含まれる特定の微生物を培養し、培養された前記特定の微生物の集合体であるコロニーを顕在化させる培地媒体と、
   前記培地媒体の培養面を撮像する撮像部と、
   前記培地媒体の種類を選択する培地選択部と、
   前記撮像部で撮像された画像に対して、前記培地選択部で選択された前記培地媒体の種類に応じた処理を行って、前記培地媒体で培養された前記コロニーの数をカウントするコロニーカウント部と、を備え、
   前記コロニーカウント部は、
   前記培地選択部で選択された前記培地媒体の種類に応じて、前記撮像部で撮像された画像に含まれるコロニーを検出するコロニー検出部と、
   前記コロニー検出部で検出されたコロニーに基づいて、色別にコロニーの数をカウントするカウント処理部と、を有する、コロニー検出システム。
2. 前記カウント処理部は、
   前記コロニー検出部で検出された全てのコロニーの数をカウントする第１カウント部と、
   前記コロニー検出部で検出されたコロニーのうち、特定の色のコロニーの数をカウントする第２カウント部と、を有する、請求項１に記載のコロニー検出システム。
3. 前記培地選択部は、前記第１カウント部または前記第２カウント部がカウント動作を開始する前に、前記第１カウント部または前記第２カウント部に対応する前記培地媒体の種類を選択する、請求項２に記載のコロニー検出システム。
4. 前記培地選択部は、前記第１カウント部がカウント動作を開始する際に、大腸菌及び大腸菌群測定用培地モードを選択し、前記第２カウント部がカウント動作を開始する際に、大腸菌群測定用培地モードを選択する、請求項３に記載のコロニー検出システム。
5. 前記コロニー検出部は、前記培地媒体の背景色との相違の程度によってコロニーを検出し、
   前記カウント処理部は、前記コロニー検出部で検出されたコロニーの数を色別にカウントする、請求項１に記載のコロニー検出システム。
6. 前記培地選択部は、黄色ブドウ球菌測定用培地モードを選択し、
   前記コロニー検出部は、青系統のコロニーを検出し、
   前記カウント処理部は、前記コロニー検出部で検出された青系統のコロニーの数をカウントする、請求項１に記載のコロニー検出システム。
7. 前記コロニーカウント部は、
   前記コロニー検出部で検出されたコロニーの中から、色成分が予め指定した色成分範囲のコロニーと、色相が予め指定した色相範囲のコロニーとの少なくとも一方を除去するノイズ除去部を有し、
   前記カウント処理部は、前記ノイズ除去部で除去されなかったコロニーの数をカウントする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のコロニー検出システム。
8. 前記ノイズ除去部で抽出されたコロニーの色を判定するコロニー色判定部を備え、
   前記カウント処理部は、前記コロニー色判定部で判定された色別に、コロニーの数をカウントする、請求項６に記載のコロニー検出システム。
9. 前カウント処理部は、大腸菌のコロニーの数と、大腸菌群のコロニーの数とをカウントする、請求項８に記載のコロニー検出システム。
10. 前記カウント処理部は、黄色ブドウ球菌のコロニーの数と、偽陽性菌等のコロニーの数とをカウントする、請求項８に記載のコロニー検出システム。
11. 前記ノイズ除去部で除去されなかったコロニーのうち、近接して配置される複数のコロニー同士の境界を検出する境界検出部を備える、請求項６乃至１０のいずれか一項に記載のコロニー検出システム。
12. 前記撮像部で撮像された画像に含まれるコロニーの検出難易度を判定する検出難易度判定部を備え、
    前記コロニー検出部は、前記検出難易度判定部の判定結果に基づいて、前記画像に含まれるコロニーを検出する、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のコロニー検出システム。