JP2020054247A - Colony detection device, computer program, colony detection method, identifier generation method and identifier - Google Patents

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Abstract

To provide a colony detection device, a computer program, a colony detection method, an identifier generation method and an identifier which are capable of improving detection accuracy of colonies.SOLUTION: A colony detection device comprises: a culture medium image acquiring part which acquires culture medium image data of culture medium on which microorganisms are cultured; a specifying part which inputs acquired culture medium image data to an identifier generated by using learning data including culture medium images and culture medium types, and specifies a detector for detecting colonies on the basis of the culture medium types identified by the identifier; and a detecting part which detects colonies based on the acquired culture medium image data by using the specified detector.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、コロニー検出装置、コンピュータプログラム、コロニー検出方法、識別器生成方法及び識別器に関する。   The present invention relates to a colony detection device, a computer program, a colony detection method, a classifier generation method, and a classifier.

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伴い、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、加工食品等の食品に毒物または有害な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。そのため、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亘る食品の安全性が求められている。   In recent years, with the growth of the fast food and other food service industries and the increase of easily processed foods, opportunities for others to eat cooked foods have been significantly increased. On the other hand, if dangerous substances such as toxic substances or harmful microorganisms are mixed in foods such as processed foods, they directly affect the human body. Therefore, when handling processed foods, not only the safety of raw materials but also the hygiene of the manufacturing process is strictly controlled, and the safety of foods throughout the production and processing of foods is required.

特許文献1には、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、コロニーを計数するコロニー検出システムが開示されている。   Patent Document 1 discloses a colony detection system for culturing microorganisms collected from food on a Petri dish or film and counting colonies.

特開2016−15944号公報JP 2016-15944 A

しかし、食品に含まれる微生物には、例えば、一般生菌、大腸菌、大腸菌群、黄色ブドウ球菌等の様々な細菌が存在し、また、検体の種別や希釈液の種別又は希釈率、培養条件などの様々な条件に応じてコロニーを検出するための検出ロジックの選定や検出処理パラメータの特定などの煩雑な作業が必要となる。特に、検出処理パラメータの特定は、コロニーの検出精度を高めるための重要な作業である。   However, microorganisms contained in the food, for example, general bacteria, Escherichia coli, Escherichia coli, various bacteria such as Staphylococcus aureus, and also, the type of sample or the type or dilution rate of the diluent, culture conditions, etc. Complicated operations such as selection of a detection logic for detecting a colony and specification of a detection processing parameter are required in accordance with the various conditions. In particular, the specification of the detection processing parameter is an important operation for improving the detection accuracy of the colony.

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、コロニーの検出精度を向上することができるコロニー検出装置、コンピュータプログラム、コロニー検出方法、識別器生成方法及び識別器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide a colony detection device, a computer program, a colony detection method, a discriminator generation method, and a discriminator capable of improving the detection accuracy of colonies. And

本発明の実施の形態に係るコロニー検出装置は、微生物が培養された培地の培地画像データを取得する培地画像取得部と、前記培地画像取得部で取得した培地画像データを、培地画像及び培地種別を含む学習データを用いて生成された識別器に入力し、前記識別器が識別する培地種別に基づいてコロニーを検出するための検出器を特定する特定部と、前記特定部で特定した検出器を用いて前記培地画像取得部で取得した培地画像データに基づくコロニーを検出する検出部とを備える。   A colony detection device according to an embodiment of the present invention includes a medium image acquiring unit that acquires medium image data of a medium in which microorganisms are cultured, and a medium image data acquired by the medium image acquiring unit. Input to a discriminator generated using learning data including, a specifying unit for specifying a detector for detecting a colony based on a culture medium type identified by the discriminator, and a detector specified by the specifying unit And a detecting unit for detecting a colony based on the culture medium image data acquired by the culture medium image acquiring unit using the method.

本発明の実施の形態に係るコロニー検出装置は、微生物が培養された培地の培地画像データを取得する培地画像取得部と、前記培地画像取得部で取得した培地画像データを、培地画像、コロニーを検出するための検出器の検出器データ及び検出処理パラメータデータを含む学習データを用いて生成された識別器に入力し、前記識別器が特定する検出器情報及び検出処理パラメータ情報に基づいて生成される検出器を用いて前記培地画像取得部で取得した培地画像データに基づくコロニーを検出する検出部とを備える。   The colony detection device according to the embodiment of the present invention is a medium image acquisition unit that acquires medium image data of a medium in which microorganisms are cultured, and medium image data acquired by the medium image acquisition unit, a medium image, a colony. Input to the discriminator generated by using the learning data including the detector data of the detector for detection and the detection processing parameter data, and generated based on the detector information and the detection processing parameter information specified by the discriminator. And a detection unit for detecting a colony based on the culture medium image data acquired by the culture medium image acquisition unit using a detector.

本発明の実施の形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、微生物が培養された培地の培地画像データを取得する処理と、取得した培地画像データを、培地画像データ及び培地種別を含む学習データを用いて生成された学習モデルに入力し、前記学習モデルが識別する培地種別に基づいてコロニーを検出するための検出アルゴリズムを特定する処理と、特定した検出アルゴリズムを用いて取得した培地画像データに基づくコロニーを検出する処理とを実行させる。   A computer program according to an embodiment of the present invention uses a computer to perform processing for acquiring medium image data of a medium in which microorganisms are cultured, and to use the acquired medium image data, learning data including medium image data and medium type. Input to the generated learning model, processing for specifying a detection algorithm for detecting a colony based on the medium type identified by the learning model, and a colony based on the medium image data obtained using the specified detection algorithm And a process for detecting

本発明の実施の形態に係るコロニー検出方法は、微生物が培養された培地の培地画像データを取得し、取得された培地画像データを、培地画像データ及び培地種別を含む学習データを用いて生成された識別器に入力し、前記識別器が識別する培地種別に基づいてコロニーを検出するための検出器を特定し、特定された検出器を用いて取得した培地画像データに基づくコロニーを検出する。   The colony detection method according to the embodiment of the present invention obtains medium image data of a medium in which microorganisms are cultured, and generates the obtained medium image data using learning data including the medium image data and the medium type. The detector is input to the identified discriminator, and a detector for detecting a colony is specified based on the medium type identified by the discriminator, and a colony based on the culture medium image data acquired using the specified detector is detected.

本発明の実施の形態に係る識別器生成方法は、微生物が培養された培地の培地画像データを取得し、前記培地画像データの培地種別を取得し、取得された培地画像データ及び培地種別を含む学習データを用いて識別器を生成する。   The discriminator generation method according to the embodiment of the present invention obtains medium image data of a medium in which microorganisms are cultured, obtains a medium type of the medium image data, and includes the obtained medium image data and medium type. A classifier is generated using the learning data.

本発明の実施の形態に係る識別器は、微生物が培養された培地の培地画像データ及び前記培地画像データの培地種別を含む学習データを用いて生成されている。   The discriminator according to the embodiment of the present invention is generated using the culture medium image data of the culture medium in which the microorganism is cultured and the learning data including the culture medium type of the culture medium image data.

本発明によれば、コロニーの検出精度を向上することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the detection accuracy of a colony can be improved.

本実施の形態のコロニー検出装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of a colony detection device of this embodiment. フィルム型培地の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a film type culture medium. 学習モデルの構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of a learning model. 畳み込み層で行う処理を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the process performed in a convolutional layer. プーリング層で行う処理を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the process performed in a pooling layer. 学習処理部による学習モデルの学習方法の第1例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 1st example of the learning method of the learning model by the learning processing part. 処理部によるコロニー検出方法の第1例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 1st example of the colony detection method by a processing part. コロニー検出結果の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a colony detection result. 学習処理部による学習モデルの学習方法の第2例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 2nd example of the learning method of the learning model by a learning processing part. 処理部によるコロニー検出方法の第2例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 2nd example of the colony detection method by a processing part. 処理部によるコロニー検出方法の第3例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 3rd example of the colony detection method by a processing part. 学習用サーバによる学習モデルの学習方法の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the learning method of the learning model by the learning server. 学習処理部による学習モデルの学習処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the learning processing procedure of the learning model by the learning processing part. コロニー検出装置によるコロニー検出処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the colony detection processing procedure by a colony detection apparatus.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本実施の形態のコロニー検出装置50の構成の一例を示すブロック図である。コロニー検出装置50には、インターネットなどのネットワーク1を介して1又は複数(図1の例では、1台)の光学式読取装置としてのスキャナ10が接続されている。スキャナ10は、企業又は会社などの衛生管理システム100から後述のフィルム型培地を読み取り、読み取って得られた培地画像データをコロニー検出装置50に送信することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the colony detection device 50 according to the present embodiment. One or more (one in the example of FIG. 1) scanner 10 as an optical reader is connected to the colony detection device 50 via a network 1 such as the Internet. The scanner 10 can read a film-type culture medium described below from a sanitary management system 100 such as a company or a company, and transmit culture medium image data obtained by the reading to the colony detection device 50.

衛生管理システム100は、例えば、加工中又は加工後の食品を製造する製造工程又は食品を検査する検査工程において、加工中又は加工後の食品を検体として抽出し、後述のフィルム型培地に試料液(検体)を滴下し、適切な滅菌希釈液を添加し、試料液を希釈し所要の培養条件で培養する。培養後のフィルム型培地は、前述のように、スキャナ10で読み取ることができる。   The sanitary management system 100, for example, in the manufacturing process or the inspection process to inspect the food during or after processing the food, to extract the food during or after processing as a sample, the sample liquid in the film-type medium described below (Specimen) is added dropwise, an appropriate sterile diluent is added, and the sample solution is diluted and cultured under required culture conditions. The film-type medium after culturing can be read by the scanner 10 as described above.

図2はフィルム型培地20の一例を示す模式図である。フィルム型培地20は、フィルムによって形成された基材シート21、基材シート21の中央部に形成された円形の枠22、枠22内に設けられる細菌を培養する培養層23、培養層23を含む基材シート21を被覆するカバーシート24などを備える。なお、図2は、培養後のフィルム型培地を示し、コロニーを目視することができる。コロニーは、目に見えないほど小さな菌を培養し、目に見えるまで菌を増やしたときの菌の集まりをいう。コロニーを計数して菌数としている。   FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the film-type medium 20. The film-type medium 20 includes a base sheet 21 formed of a film, a circular frame 22 formed in the center of the base sheet 21, a culture layer 23 for culturing bacteria provided in the frame 22, and a culture layer 23. And a cover sheet 24 that covers the base sheet 21 including the base sheet. FIG. 2 shows a film-type medium after culturing, and colonies can be visually observed. A colony refers to a colony of bacteria that are obtained by culturing bacteria that are so small as to be invisible and increasing the bacteria until they are visible. Colonies are counted to determine the number of bacteria.

なお、図示していないが、フィルム型培地20の培養層23を除く余白に付帯情報を記載することができる。付帯情報には、例えば、検体の種別や希釈液の種別又は希釈率、培養条件などを含めることができる。付帯情報は、印刷された文字又は記号でもよく、手書きされた文字等であってもよい。付帯情報は、スキャナ10で読み取ることができる。   Although not shown, supplementary information can be described in a margin of the film type medium 20 excluding the culture layer 23. The incidental information can include, for example, the type of the specimen, the type or dilution ratio of the diluent, the culture conditions, and the like. The supplementary information may be printed characters or symbols, or may be handwritten characters or the like. The accompanying information can be read by the scanner 10.

また、フィルム型培地20の培養層23を除く余白に培地種別情報を記載することができる。培地種別情報は、例えば、培地の種類(培地種別)を含み、印刷された文字又は記号でもよく、手書きされた文字等であってもよい。培地種別情報は、スキャナ10で読み取ることができる。   In addition, the medium type information can be described in a blank of the film type medium 20 excluding the culture layer 23. The medium type information includes, for example, the type of medium (medium type), and may be printed characters or symbols, or may be handwritten characters or the like. The medium type information can be read by the scanner 10.

図1に示すように、コロニー検出装置50は、装置全体を制御する制御部51、通信部52、記憶部53、調整部54、判定部55、出力処理部56及び処理部60を備える。処理部60は、識別器としての学習モデル61、学習処理部62及び検出部63を備える。検出部63は、検出器としての検出ロジック部631及び検出処理パラメータ部632を備える。なお、学習モデル61が学習済みである場合、学習処理部62は具備しなくてもよく、必須の構成ではない。   As shown in FIG. 1, the colony detection device 50 includes a control unit 51 that controls the entire device, a communication unit 52, a storage unit 53, an adjustment unit 54, a determination unit 55, an output processing unit 56, and a processing unit 60. The processing unit 60 includes a learning model 61 as a classifier, a learning processing unit 62, and a detection unit 63. The detection unit 63 includes a detection logic unit 631 as a detector and a detection processing parameter unit 632. When the learning model 61 has been learned, the learning processing unit 62 may not be provided, and is not an essential configuration.

制御部51は、CPU、ROM及びRAMなどで構成することができる。   The control unit 51 can be configured by a CPU, a ROM, a RAM, and the like.

通信部52は、ネットワーク1を介して、スキャナ10との間で通信を行う機能を有し、スキャナ10で読み取った情報を受信(取得)することができる。   The communication unit 52 has a function of communicating with the scanner 10 via the network 1, and can receive (acquire) information read by the scanner 10.

より具体的には、通信部52は、培地画像取得部としての機能を有し、微生物(細菌)が培養された培地の培地画像データをスキャナ10から取得することができる。   More specifically, the communication unit 52 has a function as a medium image acquiring unit, and can acquire, from the scanner 10, medium image data of a medium in which microorganisms (bacteria) are cultured.

通信部52は、付帯情報取得部としての機能を有し、取得した培地画像データに関連する付帯情報をスキャナ10から取得することができる。また、通信部52は、種別情報取得部としての機能を有し、取得した培地画像データの培地種別情報をスキャナ10から取得することができる。   The communication unit 52 has a function as an additional information acquisition unit, and can acquire additional information related to the acquired culture image data from the scanner 10. In addition, the communication unit 52 has a function as a type information obtaining unit, and can obtain the culture medium type information of the obtained culture medium image data from the scanner 10.

処理部60は、例えば、CPU(例えば、複数のプロセッサコアを実装したマルチ・プロセッサなど)、GPU(Graphics Processing Units)、DSP(Digital Signal Processors)、FPGA(Field-Programmable Gate Arrays)などのハードウェアを組み合わせることによって構成することができる。また、量子プロセッサを組み合わせることもできる。   The processing unit 60 includes, for example, hardware such as a CPU (for example, a multi-processor having a plurality of processor cores), a GPU (Graphics Processing Units), a DSP (Digital Signal Processors), and an FPGA (Field-Programmable Gate Arrays). Can be combined. Also, a quantum processor can be combined.

学習モデル61は、識別器としての機能を有し、多層のニューラルネットワーク(深層学習)を用いることができ、例えば、畳み込みニューラルネットワーク(Convolutional Neural Network)を用いることができるが、他の機械学習を用いてもよい。   The learning model 61 has a function as a discriminator, and can use a multilayer neural network (deep learning). For example, a convolutional neural network (Convolutional Neural Network) can be used. May be used.

図3は学習モデル61の構成の一例を示す模式図である。図3に示す学習モデル61は、畳み込みニューラルネットワークであり、入力層611、畳み込み層612、プーリング層613、畳み込み層614、プーリング層615、全結合層616、及び出力層617が、この順に接続されている。なお、畳み込み層、プーリング層及び全結合層の数は便宜上のものであり、図3に示す数に限定されない。また、便宜上、活性化関数の層は省略している。入力層611には、培地画像データが入力される。学習モデル61は、1枚のフィルム型培地20をスキャナ10で読み取って得られた培地画像データ毎に、識別結果(後述の培地種別、検出処理パラメータなど)を出力することができる。   FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the learning model 61. The learning model 61 shown in FIG. 3 is a convolutional neural network, in which an input layer 611, a convolutional layer 612, a pooling layer 613, a convolutional layer 614, a pooling layer 615, a fully connected layer 616, and an output layer 617 are connected in this order. ing. Note that the numbers of the convolutional layers, the pooling layers, and the total connection layers are for convenience and are not limited to the numbers shown in FIG. For convenience, the layer of the activation function is omitted. Medium image data is input to the input layer 611. The learning model 61 can output an identification result (a medium type, a detection processing parameter, and the like to be described later) for each medium image data obtained by reading one film-type medium 20 with the scanner 10.

図4は畳み込み層で行う処理を示す模式図である。畳み込み層の入出力データは、特徴マップとも称され、畳み込み層の入力データを入力特徴マップ、畳み込み層の出力データを出力特徴マップともいう。初段の畳み込み層の入力特徴マップは、入力されたフレーム単位の画像である。畳み込み層で行う処理(「畳み込み演算」ともいう)は、畳み込みフィルタ(「フィルタ」ともいう)によるフィルタ演算である。   FIG. 4 is a schematic diagram showing a process performed in the convolutional layer. The input / output data of the convolutional layer is also called a feature map, the input data of the convolutional layer is called an input feature map, and the output data of the convolutional layer is called an output feature map. The input feature map of the first convolutional layer is an input frame-based image. The processing performed in the convolution layer (also referred to as “convolution operation”) is a filter operation using a convolution filter (also referred to as “filter”).

図4に示すように、便宜上、入力特徴マップを、8×8ピクセルとする。また、フィルタの大きさを3×3ピクセルとする。畳み込み演算では、入力特徴マップに対して、フィルタのウィンドウを一定の間隔でスライドさせながら、フィルタの要素と入力特徴マップの対応する要素を乗算し、その和を求め、求めた和を出力特徴マップの対応するピクセルに格納する。図4の例では、入力特徴マップのフィルタF1に対応する領域Sの演算結果が出力特徴マップのピクセルS1に格納される。また、入力特徴マップのフィルタF2に対応する領域Sの演算結果が出力特徴マップのピクセルS2に格納される。同様に、入力特徴マップのフィルタF3に対応する領域Sの演算結果が出力特徴マップのピクセルS3に格納される。フィルタを1ピクセルずつ移動させて同様の演算を行うことにより、出力特徴マップは、6×6ピクセルの大きさとなる。ここで、3つのフィルタF1、F2、F3を用いることにより、3つの出力特徴マップが得られる。   As shown in FIG. 4, for convenience, the input feature map is 8 × 8 pixels. The size of the filter is 3 × 3 pixels. In the convolution operation, the filter element is multiplied by the corresponding element of the input feature map while sliding the window of the filter at a fixed interval with respect to the input feature map, and the sum is obtained. In the corresponding pixel of. In the example of FIG. 4, the calculation result of the area S corresponding to the filter F1 of the input feature map is stored in the pixel S1 of the output feature map. Further, the calculation result of the area S corresponding to the filter F2 of the input feature map is stored in the pixel S2 of the output feature map. Similarly, the calculation result of the area S corresponding to the filter F3 of the input feature map is stored in the pixel S3 of the output feature map. By performing the same operation by moving the filter one pixel at a time, the output feature map has a size of 6 × 6 pixels. Here, three output feature maps are obtained by using the three filters F1, F2, and F3.

学習モデル61の学習では、フィルタに関するパラメータとして、例えば、フィルタの要素の値、フィルタの数(図4の例では、3)、フィルタの大きさ(図4の例では、3×3)、フィルタの移動幅(「スライド」ともいう、図4の例では、1ピクセル)、入力特徴マップの周囲(端の領域)を0で埋めるパディングなどを最適化する。畳み込み層により、画像の空間的な特徴を抽出することができる。   In the learning of the learning model 61, as parameters relating to the filter, for example, the value of the element of the filter, the number of filters (3 in the example of FIG. 4), the size of the filter (3 × 3 in the example of FIG. 4), the filter 4 (also referred to as a “slide”, one pixel in the example of FIG. 4), padding that fills the periphery (edge region) of the input feature map with 0, and the like. With the convolutional layer, spatial features of the image can be extracted.

図5はプーリング層で行う処理を示す模式図である。プーリング層は、畳み込み層から出力された二次元特徴マップの大きさを縮小する処理を行う。具体的には、画像の局所領域を一つの要素に集約する処理を行う。例えば、図5に示すように、6×6ピクセルの特徴マップ(出力特徴マップ)において、2×2の局所領域(ウィンドウW)を、各要素のうちの最大値である「4」に集約している。なお、ウィンドウWのスライドは、ウィンドウWの大きさに等しく、図5の例では、2ピクセルずつスライドするので、6×6ピクセルの特徴マップは、3×3ピクセルに縮小される。プーリング層により、画像内で、例えば、特徴部分が多少変形又は変位していても、その変形又は変位による差異を吸収して特徴部分を抽出することができる。   FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a process performed in the pooling layer. The pooling layer performs a process of reducing the size of the two-dimensional feature map output from the convolution layer. More specifically, a process of consolidating the local region of the image into one element is performed. For example, as shown in FIG. 5, in a 6 × 6 pixel feature map (output feature map), 2 × 2 local regions (windows W) are aggregated into “4” which is the maximum value of each element. ing. Note that the sliding of the window W is equal to the size of the window W. In the example of FIG. 5, since the sliding is performed by two pixels, the feature map of 6 × 6 pixels is reduced to 3 × 3 pixels. By the pooling layer, for example, even if the characteristic portion is slightly deformed or displaced in the image, the difference due to the deformation or displacement can be absorbed to extract the characteristic portion.

学習処理部62は、学習データを用いて学習モデル61を学習・更新(生成)する。学習処理部62の詳細は後述する。   The learning processing unit 62 learns / updates (generates) the learning model 61 using the learning data. Details of the learning processing unit 62 will be described later.

検出部63は、培地の種類に応じて、検出ロジック部631内の複数の検出ロジック(検出アルゴリズム、検出器ともいう)の中から特定された最適な検出ロジックを用いるとともに、検出処理パラメータ部632内の検出処理パラメータの中から特定された最適な検出処理パラメータを用いて、培地画像データに対する画像処理を行って、コロニーを検出する。コロニーの検出は、例えば、コロニーの位置情報(画像上のX座標及びY座標)、コロニー検出の信頼度などを含む。信頼度は、検出精度を意味し、例えば、コロニーを検出するための色特徴量と色特徴量の閾値との差又は比が大きいほど信頼度が高いとすることができる。   The detection unit 63 uses an optimum detection logic specified from a plurality of detection logics (also referred to as a detection algorithm and a detector) in the detection logic unit 631 according to the type of the culture medium, and a detection processing parameter unit 632. The colony is detected by performing image processing on the medium image data using the optimum detection processing parameter specified from among the detection processing parameters in the above. The detection of a colony includes, for example, colony position information (X coordinate and Y coordinate on an image), reliability of colony detection, and the like. The reliability means detection accuracy. For example, the reliability is higher as the difference or ratio between the color feature value for detecting a colony and the threshold value of the color feature value is larger.

検出処理パラメータには、例えば、培地画像からコロニーを検出する際の色に関する特徴量(色特徴量)、色特徴量の閾値、培地判定を行う際の合否における閾値、マスク半径、検出ロジック用の各種パラメータなどを含む。   The detection processing parameters include, for example, a feature amount (color feature amount) related to the color when detecting a colony from the culture medium image, a threshold value of the color feature amount, a pass / fail threshold for performing the medium determination, a mask radius, and a detection logic. Including various parameters.

次に、学習モデル61の生成(学習)方法について説明する。   Next, a method of generating (learning) the learning model 61 will be described.

図6は学習処理部62による学習モデル61の学習方法の第1例を示す模式図である。図6に示すように、学習処理部62は、学習データとして、学習用入力データ及び学習用出力データを学習モデル61に与える。学習用入力データには、培地画像データが含まれる。学習用出力データには、培地の種類(培地種別)、検出部63が用いる検出処理パラメータの他に、検出部63が培地画像データに基づいて出力するコロニーの位置情報、コロニー検出の信頼度などを含めることができる。なお、コロニーの位置情報は必須ではない。   FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a first example of a learning method of the learning model 61 by the learning processing unit 62. As illustrated in FIG. 6, the learning processing unit 62 gives learning input data and learning output data to the learning model 61 as learning data. The learning input data includes medium image data. The learning output data includes the type of culture medium (medium type), the detection processing parameters used by the detection unit 63, the position information of the colony output by the detection unit 63 based on the culture medium image data, the reliability of colony detection, and the like. Can be included. Note that the position information of the colony is not essential.

学習処理部62は、培地画像データ及び培地の種類を含む学習データを用いて学習モデル61を学習・更新(生成)することができる。培地の種類は、例えば、一般生菌数測定用の培地(ACとも称する)、大腸菌群数測定用の培地(CCとも称する)、大腸菌・大腸菌群数測定用の培地(ECとも称する)、黄色ブドウ球菌数測定用の培地(SAとも称する)などを含む。これにより、学習モデル61は、培地画像データに基づいて、培地の種別を識別(出力)することができる。   The learning processing unit 62 can learn and update (generate) the learning model 61 using the medium image data and the learning data including the type of the medium. Examples of the type of medium include a medium for measuring the number of general viable bacteria (also referred to as AC), a medium for measuring the number of coliforms (also referred to as CC), a medium for measuring the number of coliforms and coliforms (also referred to as EC), and yellow. A medium for measuring the number of staphylococci (also referred to as SA) is included. Thereby, the learning model 61 can identify (output) the type of the culture medium based on the culture medium image data.

また、学習処理部62は、培地画像データ、コロニーを検出するための検出処理パラメータ及びコロニーの検出結果情報を含む学習データを用いて学習モデル61を学習・更新(生成)することができる。検出結果情報には、コロニーの位置情報、コロニー検出の信頼度(例えば、コロニーの検出結果がどの程度正しいかの確率)を含めることができる。例えば、学習モデル61に学習データとして培地画像データを与え、検出処理パラメータを更新する都度、更新した検出処理パラメータ及び更新の結果得られるコロニーの検出結果情報を学習データとして学習モデル61に与えて、学習モデル61を学習させることができる。これにより、学習モデル61は、コロニー検出の信頼度を所定の閾値以上にするために必要な検出処理パラメータを識別(出力)することができる。   In addition, the learning processing unit 62 can learn and update (generate) the learning model 61 using the culture image data, the detection processing parameters for detecting the colony, and the learning data including the colony detection result information. The detection result information can include colony position information and reliability of colony detection (for example, the probability of how correct the colony detection result is). For example, each time the medium image data is provided as learning data to the learning model 61 and the detection processing parameter is updated, the updated detection processing parameter and the colony detection result information obtained as a result of the update are provided to the learning model 61 as learning data. The learning model 61 can be learned. Accordingly, the learning model 61 can identify (output) a detection processing parameter necessary for setting the reliability of colony detection to a predetermined threshold or more.

次に、コロニーの検出方法について説明する。   Next, a method for detecting a colony will be described.

図7は処理部60によるコロニー検出方法の第1例を示す模式図である。学習モデル61は、培地画像データ及び培地の種類を含む学習データを用いて学習されているので、例えば、培地の種類が未知の培地画像データを学習モデル61に入力すると、学習モデル61は、入力された培地画像データに基づいて培地の種類を識別することができる。学習モデル61が出力(識別)する培地の種類は、例えば、前述のAC、CC、EC、SA毎に、その確率を出力することができる。最も大きい確率の培地の種類を識別結果とすることができる。   FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a first example of a colony detection method by the processing unit 60. Since the learning model 61 is learned using the culture medium image data and the learning data including the type of the culture medium, for example, when the culture medium image data whose culture medium type is unknown is input to the learning model 61, the learning model 61 The type of medium can be identified based on the obtained medium image data. As the type of culture medium output (identified) by the learning model 61, for example, the probability can be output for each of the aforementioned AC, CC, EC, and SA. The type of medium with the highest probability can be used as the identification result.

検出部63は、特定部としての機能を有し、学習モデル61が識別した培地の種別に基づいて、検出ロジック部631が有する検出ロジックA、B、C、Dの中から識別した培地の種別に最適な検出ロジックを特定することができる。例えば、培地の種別がAC、CC、EC、SAに応じて、検出ロジックA、B、C、Dを特定することができる。これにより、培地の種類に応じて、最適な検出ロジックを特定することができる。なお、図7では、検出ロジックA〜Dを図示しているが、検出ロジックの数は4つに限定されるものでない。なお、学習モデル61が出力する、AC、CC、EC、SA毎の確率の大小に応じて、検出ロジックA、B、C、Dの少なくとも2つの一部を組み合わせた検出ロジックを特定してもよい。   The detection unit 63 has a function as a specifying unit, and based on the type of the culture medium identified by the learning model 61, the type of the culture medium identified from among the detection logics A, B, C, and D included in the detection logic unit 631. The most suitable detection logic can be specified. For example, the detection logics A, B, C, and D can be specified according to the type of the medium, AC, CC, EC, or SA. Thereby, an optimal detection logic can be specified according to the type of the culture medium. Although FIG. 7 illustrates the detection logics A to D, the number of the detection logics is not limited to four. Even if the detection logic that combines at least two of the detection logics A, B, C, and D is specified according to the magnitude of the probability for each of AC, CC, EC, and SA that is output from the learning model 61. Good.

検出部63は、特定した検出ロジックを用いて、培地画像データに対して画像処理を行って、コロニーを検出することができる。   The detection unit 63 can perform image processing on the medium image data using the specified detection logic to detect a colony.

上述の構成により、培地画像データを処理部60(学習モデル61)に入力するだけで、培地の種類が識別され、識別された培地の種類に最適な検出ロジックが特定されてコロニーを検出することができるので、検出ロジックの選定などの煩雑な作業が不要になるとともに、コロニーの検出精度を向上させることができる。   With the above-described configuration, simply by inputting the culture medium image data to the processing unit 60 (the learning model 61), the type of the culture medium is identified, the detection logic optimal for the identified culture medium type is specified, and the colony is detected. Therefore, complicated work such as selection of detection logic is not required, and the accuracy of colony detection can be improved.

また、学習モデル61は、コロニーを検出するための検出処理パラメータ及びコロニーの検出結果情報を含む学習データを用いて学習されているので、例えば、培地画像データを学習モデル61に入力すると、学習モデル61は、培地画像データに対して画像処理を行う検出ロジックに最適な検出処理パラメータ(検出処理パラメータ情報)を特定することができる。   Further, since the learning model 61 is learned using learning data including detection processing parameters for detecting a colony and colony detection result information, for example, when medium image data is input to the learning model 61, the learning model 61 The reference numeral 61 can specify a detection processing parameter (detection processing parameter information) that is optimal for a detection logic for performing image processing on the culture medium image data.

検出部63は、特定した検出ロジック及び検出ロジックに最適な検出処理パラメータを用いて、培地画像データに対して画像処理を行って、コロニーを検出することができる。   The detection unit 63 can detect a colony by performing image processing on the culture medium image data using the specified detection logic and a detection processing parameter optimal for the detection logic.

上述の構成により、培地画像データを処理部60(学習モデル61)に入力するだけで、検出ロジックに対して最適な検出処理パラメータが特定されてコロニーを検出することができるので、検出処理パラメータの特定などの煩雑な作業な作業が不要になるとともに、コロニーの検出精度を向上させることができる。   With the above-described configuration, only by inputting the culture medium image data to the processing unit 60 (learning model 61), the optimum detection processing parameter can be specified for the detection logic and the colony can be detected. A complicated operation such as identification is not required, and the accuracy of colony detection can be improved.

出力処理部56は、学習モデル61が識別した培地の種類(培地種別)、検出部63が出力したコロニーの位置情報、コロニー検出の信頼度などに基づいてコロニー検出結果を出力する。   The output processing unit 56 outputs a colony detection result based on the type of medium (medium type) identified by the learning model 61, the position information of the colony output by the detection unit 63, the reliability of colony detection, and the like.

図8はコロニー検出結果の一例を示す模式図である。図8に示すように、培養層の中で、符号M1で示す矩形状のマークは、1個と計数されたコロニーを示す。コロニーが多色の場合は、色別にコロニーの数を計数することができる。符号M2で示すマークは、複数のコロニーが繋がっている状態を示す。図8の例では、コロニー数は4個である。符号M3で示すマークは、コロニーの境界線を示す。コロニーと培地の境目に境界線を表示している。これにより、コロニーの境目を明確に判断することができる。符号M4で示すマークは、コロニーと誤認する可能性がある着色へのマーカ表示、あるいは誤検知が発生しやすい検体への注意喚起表示である。これにより、コロニーの誤認をしないように注意喚起をすることができる。   FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a colony detection result. As shown in FIG. 8, in the culture layer, a rectangular mark indicated by a symbol M1 indicates a colony counted as one. If the colonies are multicolored, the number of colonies can be counted for each color. The mark indicated by the symbol M2 indicates a state where a plurality of colonies are connected. In the example of FIG. 8, the number of colonies is four. The mark indicated by the symbol M3 indicates the boundary of the colony. A boundary line is displayed at the boundary between the colony and the medium. Thereby, the boundary of the colony can be clearly determined. The mark indicated by the symbol M4 is a marker display for coloring which may be erroneously recognized as a colony, or a warning display for a sample in which erroneous detection is likely to occur. Thus, it is possible to warn the user not to misidentify the colony.

調整部54は、通信部52で取得した付帯情報に基づいて学習モデル61が特定する検出処理パラメータを調整することができる。取得した培地画像データは、検体の種別や希釈液の種別又は希釈率、培養条件などに基づいて培養された結果によって得られる画像データであるので、培地画像データには、検体の種別や希釈液の種別又は希釈率、培養条件などの条件も暗示的に含まれていると考えることができる。従って、学習モデル61が培地画像データを学習データとして学習する場合、学習データの中には検体の種別や希釈液の種別又は希釈率、培養条件などの条件も暗示的に含まれていると考えられる。   The adjustment unit 54 can adjust the detection processing parameters specified by the learning model 61 based on the supplementary information acquired by the communication unit 52. The acquired culture medium image data is image data obtained as a result of culturing based on the type of the specimen and the type or dilution rate of the diluent, culture conditions, and the like. Can be considered to be implicitly included. Therefore, when the learning model 61 learns the medium image data as the learning data, it is considered that the learning data implicitly includes conditions such as the type of the sample, the type or dilution ratio of the diluent, and the culture condition. Can be

しかし、学習モデル61が特定する検出処理パラメータを付帯情報に基づいて調整することにより、さらに最適な検出処理パラメータを得ることができ、コロニーの検出精度をさらに向上させることができる。   However, by adjusting the detection processing parameters specified by the learning model 61 based on the incidental information, more optimal detection processing parameters can be obtained, and the detection accuracy of colonies can be further improved.

出力処理部56は、出力部としての機能を有し、学習モデル61が識別する培地の種類の信頼度が所定の閾値以下である場合、所定の通知を出力する。信頼度は、学習モデル61の識別結果がどの程度確かであるかを示す指標であり、閾値は、例えば、98%、95%など適宜の値を設定できる。所定の通知は、例えば、学習モデル61が識別する培地の種類が正しくないこと、あるいはコロニーの検出が不可であることを通知するものを含む。これにより、仮にコロニーの検出が不可である場合には、その旨が通知されるので、誤ったコロニー検出がされることを防止できる。   The output processing unit 56 has a function as an output unit, and outputs a predetermined notification when the reliability of the type of culture medium identified by the learning model 61 is equal to or less than a predetermined threshold. The reliability is an index indicating how reliable the identification result of the learning model 61 is, and the threshold can be set to an appropriate value such as, for example, 98% or 95%. The predetermined notification includes, for example, a notification that the type of the culture medium identified by the learning model 61 is incorrect or that the detection of a colony is impossible. Thereby, if the colony cannot be detected, the fact is notified, so that erroneous colony detection can be prevented.

検出部63は、設定部としての機能を有し、出力処理部56が所定の通知を出力した場合、コロニーを検出するための所要の検出ロジックを設定することができる。例えば、培地の種類が識別することができず、検出ロジックを特定することができない場合でも、所要の検出ロジックを設定できるようにしたので、コロニーの検出を行うことができる。   The detection unit 63 has a function as a setting unit, and can set necessary detection logic for detecting a colony when the output processing unit 56 outputs a predetermined notification. For example, even when the type of the culture medium cannot be identified and the detection logic cannot be specified, the required detection logic can be set, so that the colony can be detected.

判定部55は、取得した培地画像データに基づいて検出部63がコロニーを検出することができない場合、通信部52で取得した培地種別情報(培地の種類)に基づいて、培地画像データの培地の種類を判定することができる。学習モデル61が培地の種類を識別することができない場合でも、培地種別情報に基づいて培地の種類を判定できるので、学習モデル61の学習労力を低減することができる。   When the detection unit 63 cannot detect a colony based on the acquired culture image data, the determination unit 55 determines the culture medium of the culture image data based on the culture type information (culture type) acquired by the communication unit 52. The type can be determined. Even when the learning model 61 cannot identify the type of the culture medium, the type of the culture medium can be determined based on the culture medium type information, so that the learning effort of the learning model 61 can be reduced.

制御部51は、学習モデル61に入力された培地画像データ及び学習モデル61が識別した培地の種類を学習データとして記憶部53に収集することができる。学習処理部62は、収集した学習データを用いて学習モデル61を更新することができる。収集する学習データには、学習モデル61による識別が間違ったときのデータを含めることができる。これにより、学習モデル61を再学習させることができ、学習モデル61の識別能力を高めることができる。   The control unit 51 can collect the culture medium image data input to the learning model 61 and the type of culture medium identified by the learning model 61 in the storage unit 53 as learning data. The learning processing unit 62 can update the learning model 61 using the collected learning data. The learning data to be collected can include data when the identification by the learning model 61 is wrong. Thereby, the learning model 61 can be re-learned, and the discriminating ability of the learning model 61 can be enhanced.

図9は学習処理部62による学習モデル61の学習方法の第2例を示す模式図である。図6に例示した第1例との相違点は、検出ロジックを学習用データとして加えている点である。具体的には、複数の検出ロジックそれぞれを特定するための検出ロジック情報(検出器情報)、及び種々の検出処理パラメータそれぞれを特定するための検出処理パラメータ情報を学習データとして用いることができる。なお、図9の例では、培地種別を学習用データとして用いる構成を示すが、学習用データに培地種別を含めなくてもよい。   FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a second example of the learning method of the learning model 61 by the learning processing unit 62. The difference from the first example illustrated in FIG. 6 is that the detection logic is added as learning data. Specifically, detection logic information (detector information) for specifying each of a plurality of detection logics and detection processing parameter information for specifying each of various detection processing parameters can be used as learning data. Although the example of FIG. 9 shows a configuration in which the culture medium type is used as the learning data, the learning data need not include the culture medium type.

学習モデル61は、培地画像、コロニーを検出するための検出器の検出ロジック情報及び検出処理パラメータ情報を含む学習データを用いて生成されている。これにより、培地画像データを学習モデル61に入力すると、学習モデル61は、入力された培地画像データに基づいて、検出ロジック情報及び検出処理パラメータ情報を特定することができる。   The learning model 61 is generated using learning data including a culture medium image, detection logic information of a detector for detecting a colony, and detection processing parameter information. Thus, when the culture medium image data is input to the learning model 61, the learning model 61 can specify the detection logic information and the detection processing parameter information based on the input culture medium image data.

図10は処理部60によるコロニー検出方法の第2例を示す模式図である。前述の図9に示したように、学習モデル61は、培地画像、コロニーを検出するための検出器の検出ロジック情報及び検出処理パラメータ情報を含む学習データを用いて生成されているので、検出ロジック情報及び検出処理パラメータ情報を特定することができる。例えば、検出ロジックを検出ロジックA、B、C、Dとすると、検出ロジック情報は、検出ロジックA、B、C、Dそれぞれの最適度(例えば、検出ロジックを採用するのにどの程度適しているかを示す評価指標)を数値又は割合などで示すことができる。また、検出処理パラメータ情報は、例えば、種々の検出処理パラメータそれぞれを用いる場合の最適度を数値又は割合などで示すことができる。   FIG. 10 is a schematic diagram showing a second example of the colony detection method by the processing unit 60. As shown in FIG. 9 described above, the learning model 61 is generated using learning data including a culture medium image, detection logic information of a detector for detecting a colony, and detection processing parameter information. The information and the detection processing parameter information can be specified. For example, assuming that the detection logics are detection logics A, B, C, and D, the detection logic information indicates the optimality of each of the detection logics A, B, C, and D (for example, how suitable is the detection logic. ) Can be represented by a numerical value or a ratio. In addition, the detection processing parameter information can indicate, for example, the optimality in the case of using each of various detection processing parameters by a numerical value or a ratio.

検出部63は、学習モデル61が特定した検出ロジック情報を用いて、検出ロジックA、B、C、Dを組み合わせて、新しい検出ロジック633を生成することができる。これにより、培地種別を特定する必要がなく、検出ロジックと検出処理パラメータを纏めて特定することができるので、将来の新規な種別に対しても柔軟に対応してコロニーを検出することが可能となる。   The detection unit 63 can generate a new detection logic 633 by using the detection logic information specified by the learning model 61 and combining the detection logics A, B, C, and D. As a result, it is not necessary to specify the culture medium type, and it is possible to collectively specify the detection logic and the detection processing parameters, so that it is possible to flexibly detect a colony even for a new type in the future. Become.

図11は処理部60によるコロニー検出方法の第3例を示す模式図である。例えば、過去に検査したことがない検体などの未知の検体が培養された培地の培地画像データが学習モデル61に入力された場合、学習モデル61が識別した培地種別と当該培地種別に対して最適な検出ロジックを用いても、検出部63でコロニーを検出できない場合が想定される。図11の例では、学習モデル61が、検出部63に対して、例えば、最適な検出処理パラメータ情報を提供できない様子を符号Xで模式的に示している。   FIG. 11 is a schematic diagram showing a third example of the colony detection method by the processing unit 60. For example, when culture medium image data of a culture medium in which an unknown specimen such as a specimen that has not been tested in the past is cultured is input to the learning model 61, the culture medium type identified by the learning model 61 and the culture medium type optimal for the culture medium type are input. It is assumed that the detection unit 63 cannot detect a colony even with a simple detection logic. In the example of FIG. 11, a state in which the learning model 61 cannot provide the detection unit 63 with, for example, optimal detection processing parameter information is schematically indicated by a symbol X.

このような場合、検出ロジック選択部634は、培地種別及び培地画像データに関連する付帯情報に基づいて、新たな検出ロジックを選択(生成)することができる。これにより、未知の検体を検査する場合でも、検出ロジックが自動的に調整されるのでコロニーを検出することが可能となる。   In such a case, the detection logic selection unit 634 can select (generate) a new detection logic based on the supplementary information related to the medium type and the medium image data. Thus, even when an unknown sample is tested, the detection logic is automatically adjusted, so that a colony can be detected.

図12は学習用サーバ200による学習モデルの学習方法の一例を示す模式図である。学習用サーバ200は、図1に例示したコロニー検出装置50と同様の構成を備える。学習用サーバ200は、H社の衛生管理システム100hから学習用情報を取得し、J社の衛生管理システム100jから学習用情報を取得し、K社の衛生管理システム100kから学習用情報を取得する。なお、図12の例では、3社の衛生管理システムを図示しているが、学習用情報の取得元は3社に限定されない。   FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of a learning model learning method performed by the learning server 200. The learning server 200 has the same configuration as the colony detection device 50 illustrated in FIG. The learning server 200 acquires learning information from the hygiene management system 100h of the H company, acquires learning information from the sanitation management system 100j of the J company, and acquires learning information from the sanitation management system 100k of the K company. . Although the example of FIG. 12 illustrates the sanitation management system of three companies, the acquisition source of the learning information is not limited to three companies.

培地情報DB210には、検出ロジック及び検出パラメータなどの情報が記録されている。また、培地情報DB210には、取得した学習用情報(培地画像データなど)を記録することができる。   The culture medium information DB 210 records information such as a detection logic and a detection parameter. Further, in the culture medium information DB 210, acquired learning information (such as culture medium image data) can be recorded.

学習用サーバ200は、H社の衛生管理システム100hから取得した学習用情報を用いて学習モデルを学習・更新(生成)して、学習・更新した学習モデルをH社用学習モデルとしてH社用のコロニー検出装置50hに導入することができる。同様に、学習用サーバ200は、J社の衛生管理システム100jから取得した学習用情報を用いて学習モデルを学習・更新(生成)して、学習・更新した学習モデルをJ社用学習モデルとしてJ社用のコロニー検出装置50jに導入することができる。また、学習用サーバ200は、K社の衛生管理システム100kから取得した学習用情報を用いて学習モデルを学習・更新(生成)して、学習・更新した学習モデルをK社用学習モデルとしてK社用のコロニー検出装置50kに導入することができる。   The learning server 200 learns / updates (generates) the learning model using the learning information acquired from the sanitary management system 100h of the H company, and uses the learned / updated learning model as a learning model for the H company for the H company. Can be introduced into the colony detection device 50h. Similarly, the learning server 200 learns / updates (generates) a learning model using the learning information acquired from the sanitary management system 100j of J company, and uses the learned / updated learning model as a learning model for J company. It can be introduced into the colony detection device 50j for Company J. The learning server 200 learns / updates (generates) a learning model using the learning information acquired from the sanitary management system 100k of K company, and uses the learned / updated learning model as a learning model for K company. It can be introduced into a company-specific colony detection device 50k.

上述のように、取得した培地画像データを取得元毎に分類する。取得元は、例えば、企業又は会社などとすることができる。会社が異なれば、取り扱う検体や培養条件などが異なる。分類した取得元毎の培地画像データを含む学習データを用いて学習モデルを取得元毎に生成する。これにより、企業又は会社毎に最適化された学習モデルを生成することができ、学習モデルに識別能力を高めることができる。   As described above, the acquired culture medium image data is classified for each acquisition source. The acquisition source can be, for example, a company or a company. Different companies handle different samples and culture conditions. A learning model is generated for each acquisition source using learning data including the classified medium image data for each acquisition source. As a result, a learning model optimized for each company or company can be generated, and the discriminating ability of the learning model can be enhanced.

図13は学習処理部62による学習モデル61の学習処理手順の一例を示すフローチャートである。以下では、処理の主体を便宜上、学習処理部62として説明する。学習処理部62は、培地画像データを取得し(S11)、培地の種類(培地種別)を取得する(S12)。学習処理部62は、コロニーの位置情報及びコロニー検出の信頼度を検出部63から取得し(S13)、検出部63が使用する検出処理パラメータを取得する(S14)。   FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a learning processing procedure of the learning model 61 by the learning processing unit 62. In the following, the processing subject will be described as a learning processing unit 62 for convenience. The learning processing unit 62 acquires the medium image data (S11), and acquires the type of medium (medium type) (S12). The learning processing unit 62 acquires the position information of the colony and the reliability of the colony detection from the detection unit 63 (S13), and acquires the detection processing parameters used by the detection unit 63 (S14).

学習処理部62は、取得した培地画像データ、培地の種類、検出処理パラメータ、コロニーの位置情報及びコロニー検出の信頼度に基づく教師データを生成し(S15)、学習モデル61の学習及び更新を行う(S16)。   The learning processing unit 62 generates the acquired culture medium image data, the culture medium type, the detection processing parameters, the colony position information, and the teacher data based on the reliability of the colony detection (S15), and performs learning and updating of the learning model 61. (S16).

学習処理部62は、検出処理パラメータを更新するか否かを判定し(S17)、更新する場合(S17でYES)、検出処理パラメータを更新し(S18)、ステップS13以降の処理を続ける。これにより、検出処理パラメータを少しずつ変更して、学習モデル61を学習させることができる。   The learning processing unit 62 determines whether or not to update the detection processing parameter (S17), and if so (YES in S17), updates the detection processing parameter (S18), and continues the processing from step S13. Thus, the learning model 61 can be learned by gradually changing the detection processing parameters.

検出処理パラメータを更新しない場合(S17でNO)、学習処理部62は、学習用の他の培地画像データの有無を判定し(S19)、他の培地画像データがある場合(S19でYES)、ステップS11以降の処理を続ける。他の培地画像データがない場合(S19でNO)、学習処理部62は、処理を終了する。   If the detection processing parameters are not updated (NO in S17), the learning processing unit 62 determines whether there is another culture medium image data for learning (S19), and if there is another culture medium image data (YES in S19), The processing after step S11 is continued. When there is no other culture medium image data (NO in S19), the learning processing unit 62 ends the processing.

図14はコロニー検出装置50によるコロニー検出処理手順の一例を示すフローチャートである。以下では、処理の主体を便宜上、制御部51として説明する。制御部51は、培地画像データを取得し(S31)、培地の種類(培地種別)を判定する(S32)。制御部51は、検出処理パラメータを特定し(S33)、検出ロジックを特定する(S34)。なお、検出処理パラメータは、学習モデル61が特定したものであり、検出ロジックは、学習モデル61が識別した培地の種類に応じて特定することができる。   FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of a colony detection processing procedure performed by the colony detection device 50. In the following, the main part of the processing will be described as the control unit 51 for convenience. The control unit 51 acquires medium image data (S31), and determines the type of medium (medium type) (S32). The control unit 51 specifies a detection processing parameter (S33), and specifies a detection logic (S34). The detection processing parameters are specified by the learning model 61, and the detection logic can be specified according to the type of the culture medium identified by the learning model 61.

制御部51は、特定した検出ロジック及び検出処理パラメータを用いて、取得した培地画像データに対して画像処理を行ってコロニーを検出する(S35)。コロニーの検出は、例えば、コロニーの位置情報の検出、コロニー検出の信頼度を求めることを含む。   The control unit 51 performs image processing on the acquired culture medium image data using the specified detection logic and detection processing parameters to detect a colony (S35). The detection of the colony includes, for example, detecting the position information of the colony and obtaining the reliability of the colony detection.

制御部51は、コロニー検出の信頼度が所定の閾値以下であるか否かを判定し(S36)、信頼度が所定の閾値以下でない場合(S36でNO)、コロニー検出結果情報(例えば、図8に示すような情報を含む)を生成して出力し(S37)、処理を終了する。信頼度が所定の閾値以下である場合(S36でYES)、制御部51は、コロニー検出不可の通知を出力し(S38)、処理を終了する。   The control unit 51 determines whether or not the reliability of the colony detection is equal to or lower than a predetermined threshold (S36). If the reliability is not equal to or lower than the predetermined threshold (NO in S36), the colony detection result information (for example, FIG. 8 is generated and output (S37), and the process ends. When the reliability is equal to or less than the predetermined threshold (YES in S36), the control unit 51 outputs a notification that colony detection is impossible (S38), and ends the process.

なお、ステップS38でコロニー検出不可の通知を出力した場合、制御部51(検出部63)が、コロニーを検出するための所要の検出ロジックを設定してもよい。これにより、コロニーの検出を行うことができる   When the notification that the colony detection is impossible is output in step S38, the control unit 51 (the detection unit 63) may set a necessary detection logic for detecting the colony. This makes it possible to detect colonies

本実施の形態の制御部51及び処理部60は、CPU(プロセッサ)、GPU、RAM(メモリ)などを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図13及び図14に示すような、各処理の手順を定めたコンピュータプログラムをコンピュータに備えられたRAM(メモリ)にロードし、コンピュータプログラムをCPU(プロセッサ)で実行することにより、コンピュータ上で制御部51、処理部60を実現することができる。コンピュータプログラムは記録媒体に記録され流通されてもよい。学習用サーバ200で学習させた学習モデル61及びそれに基づくコンピュータプログラムを、ネットワーク1を介して、コロニー検出装置50に配信してインストールしてもよい。   The control unit 51 and the processing unit 60 of the present embodiment can also be realized using a general-purpose computer including a CPU (processor), a GPU, a RAM (memory), and the like. That is, as shown in FIGS. 13 and 14, a computer program defining the procedure of each processing is loaded into a RAM (memory) provided in the computer, and the computer program is executed by a CPU (processor). Thus, the control unit 51 and the processing unit 60 can be realized. The computer program may be recorded on a recording medium and distributed. The learning model 61 trained by the learning server 200 and the computer program based on the learning model 61 may be distributed to the colony detecting device 50 via the network 1 and installed.

上述の実施の形態では、フィルム型培地20をスキャナで読み取ることによって培地画像データを取得する構成であったが、これに限定されるものではなく、例えば、シャーレなどで培養された微生物をカメラなどで撮像することにより、培地画像データを取得してもよい。   In the above-described embodiment, the configuration has been described in which the culture medium image data is acquired by reading the film-type culture medium 20 with a scanner. However, the present invention is not limited to this. The medium image data may be obtained by imaging with.

上述の実施の形態において、コロニーが無かった場合には、例えば、以下のような処理を行うことができる。第1の処理としては、培地種別が付帯情報に含まれていない場合、例えば、ACが0、ECが0の如く手入力することができる。第2の処理としては、コロニーが有った場合のみ培地種別を記録し、例えば、SAが100個、それ以外は0のように記録することができる。   In the above embodiment, when there is no colony, for example, the following processing can be performed. In the first process, when the culture medium type is not included in the supplementary information, for example, the user can manually input AC as 0 and EC as 0. In the second process, the medium type is recorded only when there is a colony, for example, 100 SAs can be recorded, and 0 can be recorded for other SAs.

本実施のコロニー検出装置は、微生物が培養された培地の培地画像データを取得する培地画像取得部と、前記培地画像取得部で取得した培地画像データを、培地画像及び培地種別を含む学習データを用いて生成された識別器に入力し、前記識別器が識別する培地種別に基づいてコロニーを検出するための検出器を特定する特定部と、前記特定部で特定した検出器を用いて前記培地画像取得部で取得した培地画像データに基づくコロニーを検出する検出部とを備える。   The colony detection device of the present embodiment includes a culture medium image acquisition unit that acquires culture medium image data of a culture medium in which microorganisms are cultured, culture medium image data acquired by the culture image acquisition unit, and learning data including a culture image and a culture medium type. Input to the discriminator generated using, a specifying unit that specifies a detector for detecting a colony based on the medium type identified by the discriminator, and the culture medium using the detector specified by the specifying unit A detection unit that detects a colony based on the culture medium image data acquired by the image acquisition unit.

本実施のコンピュータプログラムは、コンピュータに、微生物が培養された培地の培地画像データを取得する処理と、取得した培地画像データを、培地画像データ及び培地種別を含む学習データを用いて生成された学習モデルに入力し、前記学習モデルが識別する培地種別に基づいてコロニーを検出するための検出アルゴリズムを特定する処理と、特定した検出アルゴリズムを用いて取得した培地画像データに基づくコロニーを検出する処理とを実行させる。   The computer program according to the present embodiment includes a computer that performs a process of acquiring culture medium image data of a culture medium in which a microorganism is cultured, and learns the acquired culture medium image data using the learning data including the culture medium image data and the culture medium type. Input to the model, processing to specify a detection algorithm for detecting colonies based on the culture medium type identified by the learning model, and processing to detect colonies based on culture medium image data obtained using the specified detection algorithm Is executed.

本実施のコロニー検出方法は、微生物が培養された培地の培地画像データを取得し、取得された培地画像データを、培地画像データ及び培地種別を含む学習データを用いて生成された識別器に入力し、前記識別器が識別する培地種別に基づいてコロニーを検出するための検出器を特定し、特定された検出器を用いて取得した培地画像データに基づくコロニーを検出する。   The colony detection method of the present embodiment acquires the culture medium image data of the culture medium in which the microorganism is cultured, and inputs the acquired culture medium image data to the discriminator generated using the learning data including the culture medium image data and the culture medium type. Then, a detector for detecting a colony is specified based on the culture medium type identified by the discriminator, and a colony is detected based on the culture medium image data obtained by using the specified detector.

本実施の識別器生成方法は、微生物が培養された培地の培地画像データを取得し、前記培地画像データの培地種別を取得し、取得された培地画像データ及び培地種別を含む学習データを用いて識別器を生成する。   The discriminator generation method of the present embodiment obtains culture medium image data of a culture medium in which a microorganism is cultured, obtains a culture medium type of the culture medium image data, and uses the acquired culture medium image data and learning data including the culture medium type. Generate a classifier.

本実施の識別器は、微生物が培養された培地の培地画像データ及び前記培地画像データの培地種別を含む学習データを用いて生成されている。   The discriminator of the present embodiment is generated by using the culture medium image data of the culture medium in which the microorganism has been cultured and the learning data including the culture medium type of the culture medium image data.

培地画像取得部は、微生物が培養された培地の培地画像データを取得する。具体的には、例えば、フィルム型培地の試料(検体)に適切な滅菌希釈液を添加し、試料液を希釈し所要の培養条件で培養したフィルム型培地を光学式読取装置(例えば、スキャナなど)で読み取って得られた培地画像データを取得することができる。   The medium image acquiring unit acquires medium image data of a medium in which the microorganism has been cultured. Specifically, for example, an appropriate sterilizing diluent is added to a sample (specimen) of a film-type medium, the sample solution is diluted, and a film-type medium cultured under required culture conditions is read by an optical reader (eg, a scanner or the like). ) Can be obtained.

識別器は、培地画像データ及び培地種別を含む学習データを用いて生成されている。識別器は、多層のニューラルネットワーク(深層学習)を用いることができ、例えば、畳み込みニューラルネットワーク(Convolutional Neural Network)を用いることができるが、他の機械学習を用いてもよい。培地種別は、培地の種類を示し、例えば、一般生菌数測定用の培地(ACとも称する)、大腸菌群数測定用の培地(CCとも称する)、大腸菌・大腸菌群数測定用の培地(ECとも称する)、黄色ブドウ球菌数測定用の培地(SAとも称する)などを含む。   The discriminator is generated using the culture medium image data and the learning data including the culture medium type. As the discriminator, a multilayer neural network (deep learning) can be used. For example, a convolutional neural network (Convolutional Neural Network) can be used, but other machine learning may be used. The medium type indicates the type of medium, for example, a medium for measuring the number of general viable bacteria (also referred to as AC), a medium for measuring the number of coliforms (also referred to as CC), a medium for measuring the number of coliforms / coliforms (EC). ), And a medium for measuring the number of Staphylococcus aureus (also referred to as SA).

識別器は、培地画像データ及び培地種別を含む学習データを用いて生成(学習)されているので、例えば、培地種別が未知の培地画像データを識別器に入力すると、識別器は、入力された培地画像データに基づいて培地種別を識別することができる。   Since the discriminator is generated (learned) using the culture medium image data and the learning data including the culture medium type, for example, when the culture medium image data whose culture medium type is unknown is input to the discriminator, the discriminator receives the input. The medium type can be identified based on the medium image data.

特定部は、培地画像取得部で取得した培地画像データを識別器に入力し、識別器が識別する培地種別に基づいてコロニーを検出するための検出器を特定する。検出器は、検出ロジック又は検出アルゴリズムである。これにより、培地の種類(培地種別)に応じて、最適な検出器を特定することができる。   The specifying unit inputs the medium image data acquired by the medium image acquiring unit to the discriminator, and specifies a detector for detecting a colony based on the medium type identified by the discriminator. The detector is a detection logic or a detection algorithm. Thereby, an optimal detector can be specified according to the type of medium (medium type).

検出部は、特定部で特定した検出器を用いて培地画像取得部で取得した培地画像データに基づいてコロニーを検出する。コロニーは、目に見えないほど小さな菌を培養し、目に見えるまで菌を増やしたときの菌の集まりをいう。コロニーを計数して菌数としている。   The detection unit detects a colony based on the culture medium image data acquired by the culture image acquisition unit using the detector identified by the identification unit. A colony refers to a colony of bacteria that are obtained by culturing bacteria that are so small as to be invisible and increasing the bacteria until they are visible. Colonies are counted to determine the number of bacteria.

上述の構成により、培地画像データを識別器に入力するだけで、培地種別が識別され、識別された培地種別に最適な検出器が特定されてコロニーを検出することができるので、検出ロジックの選定などの煩雑な作業が不要になるとともに、コロニーの検出精度を向上させることができる。   According to the above configuration, the culture medium type is identified only by inputting the culture medium image data to the discriminator, and the optimal detector for the identified culture medium type can be identified and the colony can be detected. This eliminates the need for complicated operations such as the above, and improves the accuracy of colony detection.

本実施のコロニー検出装置において、前記検出部は、前記培地画像取得部で取得した培地画像データを、さらにコロニーを検出するための検出処理パラメータ及びコロニーの検出結果情報を含む学習データを用いて生成された前記識別器に入力し、前記識別器が識別する検出処理パラメータ及び前記検出器に基づいてコロニーを検出する。   In the colony detection device of this embodiment, the detection unit generates the culture medium image data acquired by the culture medium image acquisition unit using learning data including a detection processing parameter for detecting a colony and colony detection result information. The colony is detected based on the detection processing parameters identified by the discriminator and the detector.

本実施の識別器生成方法は、取得された培地画像データに対応するコロニーの検出結果情報を取得し、コロニーを検出するための検出処理パラメータであって、前記検出結果情報に対応する検出処理パラメータを取得し、取得された検出結果情報及び検出処理パラメータを含む学習データを用いて前記識別器を生成する。   The discriminator generation method of the present embodiment acquires detection result information of a colony corresponding to the obtained culture medium image data, and is a detection processing parameter for detecting a colony, and a detection processing parameter corresponding to the detection result information. Is obtained, and the classifier is generated using learning data including the obtained detection result information and the detection processing parameter.

識別器は、コロニーを検出するための検出処理パラメータ及びコロニーの検出結果情報を含む学習データを用いて生成(学習)されている。検出結果情報には、コロニーの位置情報、コロニー検出の信頼度(例えば、コロニーの検出結果がどの程度正しいかの確率)を含めることができる。例えば、識別器に学習データとして培地画像データを与え、検出処理パラメータを更新する都度、更新した検出処理パラメータ及び更新の結果得られるコロニーの検出結果情報を学習データとして識別器に与えて、識別器を学習させることができる。これにより、識別器は、コロニー検出の信頼度を所定の閾値以上にするために必要な検出処理パラメータを識別することができる。   The discriminator is generated (learned) using learning data including a detection processing parameter for detecting a colony and colony detection result information. The detection result information can include colony position information and reliability of colony detection (for example, the probability of how correct the colony detection result is). For example, each time the medium image data is provided to the classifier as learning data and the detection processing parameter is updated, the updated detection processing parameter and the detection result information of the colony obtained as a result of the update are provided to the classifier as learning data, Can be learned. Thereby, the discriminator can discriminate a detection processing parameter necessary for setting the reliability of colony detection to a predetermined threshold or more.

検出部は、培地画像取得部で取得した培地画像データを識別器に入力し、識別器が識別する検出処理パラメータ及び検出器に基づいてコロニーを検出する。   The detection unit inputs the culture medium image data acquired by the culture medium image acquisition unit to the discriminator, and detects a colony based on the detection processing parameter identified by the discriminator and the detector.

上述の構成により、培地画像データを識別器に入力するだけで、検出器に対して最適な検出処理パラメータが識別されてコロニーを検出することができるので、検出処理パラメータの特定などの煩雑な作業な作業が不要になるとともに、コロニーの検出精度を向上させることができる。   With the above-described configuration, it is possible to identify the optimum detection processing parameter for the detector and detect a colony simply by inputting the culture medium image data to the discriminator. Labor is not required, and the accuracy of colony detection can be improved.

本実施のコロニー検出装置は、前記培地画像取得部で取得した培地画像データに関連する付帯情報を取得する付帯情報取得部と、前記識別器が特定する検出処理パラメータを前記付帯情報取得部で取得した付帯情報に基づいて調整する調整部とを備える。   The colony detection device according to the embodiment includes an additional information acquisition unit that acquires additional information related to the culture medium image data acquired by the culture image acquisition unit, and a detection processing parameter specified by the identifier is acquired by the additional information acquisition unit. And an adjusting unit for adjusting based on the additional information.

付帯情報取得部は、取得した培地画像データに関連する付帯情報を取得する。例えば、フィルム型培地の培養層を除く余白に文字又は記号などを記載できる領域を設けておき、当該領域に付帯情報を記載しておくことにより、フィルム型培地を光学式読取装置で読み取ることにより、付帯情報を取得することができる。付帯情報には、例えば、検体の種別や希釈液の種別又は希釈率、培養条件などを含めることができる。   The supplementary information acquisition unit acquires supplementary information related to the acquired medium image data. For example, by providing an area in which characters or symbols can be written in the margin excluding the culture layer of the film-type medium, and by writing incidental information in the area, by reading the film-type medium with an optical reader , Additional information can be obtained. The incidental information can include, for example, the type of the specimen, the type or dilution ratio of the diluent, the culture conditions, and the like.

調整部は、識別器が特定する検出処理パラメータを付帯情報取得部で取得した付帯情報に基づいて調整する。培地画像取得部で取得する培地画像データは、検体の種別や希釈液の種別又は希釈率、培養条件などに基づいて培養された結果によって得られる画像データであるので、培地画像データには、検体の種別や希釈液の種別又は希釈率、培養条件などの条件も暗示的に含まれていると考えることができる。従って、識別器が培地画像データを学習データとして学習する場合、学習データの中には検体の種別や希釈液の種別又は希釈率、培養条件などの条件も暗示的に含まれていると考えられる。   The adjustment unit adjusts the detection processing parameter specified by the classifier based on the incidental information acquired by the incidental information acquisition unit. The culture medium image data acquired by the culture medium image acquisition unit is image data obtained as a result of culturing based on the type of the specimen and the type or dilution rate of the diluent, culture conditions, and the like. And the conditions such as the type or dilution rate of the diluent and the culture conditions can be considered to be implicitly included. Therefore, when the discriminator learns the medium image data as learning data, it is considered that the learning data implicitly also includes conditions such as the type of the specimen, the type or dilution rate of the diluent, and the culture conditions. .

しかし、識別器が特定する検出処理パラメータを付帯情報に基づいて調整することにより、さらに最適な検出処理パラメータを得ることができ、コロニーの検出精度をさらに向上させることができる。   However, by adjusting the detection processing parameters specified by the discriminator based on the supplementary information, more optimal detection processing parameters can be obtained, and the detection accuracy of colonies can be further improved.

本実施のコロニー検出装置は、前記識別器が識別する培地種別の信頼度が所定の閾値以下である場合、所定の通知を出力する出力部を備える。   The colony detection device of this embodiment includes an output unit that outputs a predetermined notification when the reliability of the culture medium type identified by the discriminator is equal to or less than a predetermined threshold.

出力部は、識別器が識別する培地種別の信頼度が所定の閾値以下である場合、所定の通知を出力する。信頼度は、識別器の識別結果がどの程度確かであるかを示す指標であり、閾値は、例えば、98%、95%など適宜の値を設定できる。所定の通知は、例えば、識別器が識別する培地種別が正しくないこと、あるいはコロニーの検出が不可であることを通知するものを含む。これにより、仮にコロニーの検出が不可である場合には、その旨が通知されるので、誤ったコロニー検出がされることを防止できる。   The output unit outputs a predetermined notification when the reliability of the culture medium type identified by the classifier is equal to or less than a predetermined threshold. The reliability is an index indicating how reliable the classification result of the classifier is, and the threshold can be set to an appropriate value such as 98% or 95%. The predetermined notification includes, for example, a notification that the medium type identified by the discriminator is incorrect or that the detection of a colony is impossible. Thereby, if the colony cannot be detected, the fact is notified, so that erroneous colony detection can be prevented.

本実施のコロニー検出装置は、前記出力部が前記通知を出力した場合、コロニーを検出するための所要の検出器を設定する設定部を備える。   The colony detection device of this embodiment includes a setting unit that sets a required detector for detecting a colony when the output unit outputs the notification.

設定部は、出力部が通知を出力した場合、コロニーを検出するための所要の検出器を設定する。例えば、培地種別が識別することができず、検出器を特定することができない場合でも、所要の検出器を設定できるようにしたので、コロニーの検出を行うことができる。   The setting unit sets a required detector for detecting a colony when the output unit outputs the notification. For example, even when the type of medium cannot be identified and the detector cannot be specified, the required detector can be set, so that the colony can be detected.

本実施のコロニー検出装置は、前記培地画像取得部で取得した培地画像データの培地種別情報を取得する種別情報取得部と、前記培地画像取得部で取得した培地画像データに基づくコロニーが検出されない場合、前記種別情報取得部で取得した培地種別情報に基づいて、前記培地画像データの培地種別を判定する判定部とを備える。   The colony detection device of this embodiment has a type information acquisition unit that acquires the culture medium type information of the culture medium image data acquired by the culture medium image acquisition unit, and a case in which a colony based on the culture medium image data acquired by the culture image acquisition unit is not detected. A determination unit that determines a culture medium type of the culture medium image data based on the culture medium type information acquired by the type information acquisition unit.

種別情報取得部は、培地画像取得部で取得した培地画像データの培地種別情報を取得する。例えば、フィルム型培地の培養層を除く余白に培地種別情報を記載しておくことができる。培地種別情報は、培地種別を含み、例えば、文字又は記号などで記載することができる。   The type information acquisition unit acquires the culture medium type information of the culture medium image data acquired by the culture medium image acquisition unit. For example, the medium type information can be described in a margin excluding the culture layer of the film-type medium. The medium type information includes the medium type, and can be described by, for example, characters or symbols.

判定部は、培地画像取得部で取得した培地画像データに基づくコロニーが検出されない場合、種別情報取得部で取得した培地種別情報に基づいて、培地画像データの培地種別を判定する。識別器が培地種別を識別することができない場合でも、培地種別情報に基づいて培地の種類を判定できるので、識別器の学習労力を低減することができる。   When a colony based on the medium image data acquired by the medium image acquiring unit is not detected, the determining unit determines the medium type of the medium image data based on the medium type information acquired by the type information acquiring unit. Even when the discriminator cannot identify the culture medium type, the type of culture medium can be determined based on the culture medium type information, so that the learning effort of the classifier can be reduced.

本実施のコロニー検出装置は、前記検出部でコロニーを検出できない場合、前記識別器が識別する培地種別及び前記培地画像取得部で取得した培地画像データに関連する付帯情報に基づいて、コロニーを検出するための検出器を生成する生成部を備え、前記生成部で生成した検出器を用いて前記培地画像取得部で取得した培地画像データに基づくコロニーを検出する。   The colony detection device of the present embodiment detects a colony based on the culture medium type identified by the discriminator and the supplementary information related to the culture medium image data acquired by the culture medium image acquisition unit when the detection unit cannot detect the colony. And a colony based on the culture medium image data acquired by the culture medium image acquisition unit using the detector produced by the production unit.

例えば、過去に検査したことがない検体などの未知の検体が培養された培地の培地画像データが識別器に入力された場合、識別器が識別した培地種別と当該培地種別に対して最適な検出器を用いても、検出部でコロニーを検出できない場合が想定される。そこで、検出部でコロニーを検出できない場合には、培地種別及び培地画像データに関連する付帯情報に基づいて、新たな検出器を生成することにより、未知の検体を検査する場合でも、検出器が自動的に調整されるのでコロニーを検出することが可能となる。   For example, when medium image data of a medium in which an unknown sample such as a sample that has not been tested in the past is cultured is input to the classifier, the type of the medium identified by the classifier and the optimal detection for the type of medium are determined. It is assumed that the detection unit cannot detect a colony even when using a detector. Therefore, if the detection unit cannot detect a colony, a new detector is generated based on the supplementary information related to the culture medium type and the culture medium image data. Since the adjustment is performed automatically, the colony can be detected.

本実施のコロニー検出装置は、微生物が培養された培地の培地画像データを取得する培地画像取得部と、前記培地画像取得部で取得した培地画像データを、培地画像、コロニーを検出するための検出器の検出器データ及び検出処理パラメータデータを含む学習データを用いて生成された識別器に入力し、前記識別器が特定する検出器情報及び検出処理パラメータ情報に基づいて生成される検出器を用いて前記培地画像取得部で取得した培地画像データに基づくコロニーを検出する検出部とを備える。   The colony detection device according to the present embodiment includes a medium image acquiring unit that acquires medium image data of a medium in which microorganisms are cultured, and a medium image data acquired by the medium image acquiring unit, a medium image, detection for detecting a colony. Input to the discriminator generated using the learning data including the detector data and the detection processing parameter data, and using the detector generated based on the detector information and the detection processing parameter information specified by the discriminator. And a detecting unit for detecting a colony based on the medium image data acquired by the medium image acquiring unit.

培地画像取得部は、微生物が培養された培地の培地画像データを取得する。具体的には、例えば、フィルム型培地の試料(検体)に適切な滅菌希釈液を添加し、試料液を希釈し所要の培養条件で培養したフィルム型培地を光学式読取装置(例えば、スキャナなど)で読み取って得られた培地画像データを取得することができる。   The medium image acquiring unit acquires medium image data of a medium in which the microorganism has been cultured. Specifically, for example, an appropriate sterilizing diluent is added to a sample (specimen) of a film-type medium, the sample solution is diluted, and a film-type medium cultured under required culture conditions is read by an optical reader (eg, a scanner or the like). ) Can be obtained.

識別器は、培地画像、コロニーを検出するための検出器の検出器情報及び検出処理パラメータ情報を含む学習データを用いて生成されている。これにより、培地画像データを識別器に入力すると、識別器は、入力された培地画像データに基づいて、検出器情報及び検出処理パラメータ情報を特定することができる。   The discriminator is generated using learning data including a culture medium image, detector information of a detector for detecting a colony, and detection processing parameter information. Thus, when the culture medium image data is input to the discriminator, the discriminator can specify the detector information and the detection processing parameter information based on the input culture medium image data.

検出部は、識別器が特定した検出器情報及び検出処理パラメータ情報を用いて培地画像取得部で取得した培地画像データに基づいてコロニーを検出することができる。これにより、培地種別を特定する必要がなく、検出器と検出処理パラメータを纏めて特定することができるので、将来の新規な種別に対しても柔軟に対応してコロニーを検出することが可能となる。   The detection unit can detect a colony based on the culture medium image data acquired by the culture medium image acquisition unit using the detector information and the detection processing parameter information specified by the classifier. As a result, it is not necessary to specify the culture medium type, and it is possible to collectively specify the detector and the detection processing parameter, so that it is possible to flexibly detect a colony even in the future new type. Become.

本実施のコロニー検出方法は、フィルム状の基材シート上に形成された培養層で微生物が培養された培地を光学読取装置で読み取り、前記光学読取装置で読み取って得られた培地画像データを取得する。   The colony detection method of the present embodiment reads a culture medium in which microorganisms are cultured in a culture layer formed on a film-like base sheet with an optical reader, and obtains culture medium image data obtained by reading with the optical reader. I do.

培地画像データは、フィルム状の基材シート上に形成された培養層で微生物が培養された培地を光学読取装置で読み取ることによって取得できる。   The culture medium image data can be obtained by reading a culture medium in which microorganisms are cultured in a culture layer formed on a film-like base sheet with an optical reader.

本実施の識別器生成方法は、前記識別器に入力された培地画像データ及び前記識別器が識別した培地種別を学習データとして収集し、収集した学習データを用いて前記識別器を更新する。   In the discriminator generation method of this embodiment, the culture medium image data input to the discriminator and the culture medium type identified by the discriminator are collected as learning data, and the discriminator is updated using the collected learning data.

識別器に入力された培地画像データ及び識別器が識別した培地種別を学習データとして収集し、収集した学習データを用いて識別器を更新する。収集する学習データには、識別器による識別が間違ったときのデータを含めることができる。これにより、識別器を再学習させることができ、識別器の識別能力を高めることができる。   The culture medium image data input to the classifier and the culture medium type identified by the classifier are collected as learning data, and the classifier is updated using the collected learning data. The learning data to be collected can include data when the identification by the classifier is incorrect. Thereby, the classifier can be re-learned, and the classifying ability of the classifier can be enhanced.

本実施の識別器生成方法は、取得した培地画像データを取得元毎に分類し、分類した取得元毎の培地画像データを含む学習データを用いて前記識別器を取得元毎に生成する。   In the discriminator generation method of the present embodiment, the acquired culture medium image data is classified for each acquisition source, and the classifier is generated for each acquisition source using learning data including the classified culture medium image data for each acquisition source.

取得した培地画像データを取得元毎に分類する。取得元は、例えば、企業又は会社などとすることができる。会社が異なれば、取り扱う検体や培養条件などが異なる。分類した取得元毎の培地画像データを含む学習データを用いて識別器を取得元毎に生成する。これにより、企業又は会社毎に最適化された識別器を生成することができ、識別器に識別能力を高めることができる。   The acquired medium image data is classified for each acquisition source. The acquisition source can be, for example, a company or a company. Different companies handle different samples and culture conditions. A classifier is generated for each acquisition source using learning data including the classified medium image data for each acquisition source. As a result, a classifier optimized for each company or company can be generated, and the classifier can have higher discrimination ability.

20 フィルム型培地
21 基材シート
22 枠
23 培養層
24 カバーシート
50 コロニー検出装置
51 制御部
52 通信部
53 記憶部
54 調整部
55 判定部
56 出力処理部
60 処理部
61 学習モデル
62 学習処理部
63 検出部
631 検出ロジック部
632 検出処理パラメータ部
Reference Signs List 20 film type medium 21 base sheet 22 frame 23 culture layer 24 cover sheet 50 colony detection device 51 control unit 52 communication unit 53 storage unit 54 adjustment unit 55 determination unit 56 output processing unit 60 processing unit 61 learning model 62 learning processing unit 63 Detection unit 631 Detection logic unit 632 Detection processing parameter unit

Claims (16)

微生物が培養された培地の培地画像データを取得する培地画像取得部と、
前記培地画像取得部で取得した培地画像データを、培地画像及び培地種別を含む学習データを用いて生成された識別器に入力し、前記識別器が識別する培地種別に基づいてコロニーを検出するための検出器を特定する特定部と、
前記特定部で特定した検出器を用いて前記培地画像取得部で取得した培地画像データに基づくコロニーを検出する検出部と
を備えるコロニー検出装置。
A culture medium image acquisition unit that acquires culture medium image data of a culture medium in which microorganisms have been cultured,
The medium image data acquired by the medium image acquiring unit is input to a discriminator generated using learning data including a medium image and a medium type, and the colony is detected based on the medium type identified by the discriminator. A specifying unit for specifying a detector of
A detection unit for detecting a colony based on the culture medium image data acquired by the culture medium image acquisition unit using the detector identified by the identification unit.
前記検出部は、
前記培地画像取得部で取得した培地画像データを、さらにコロニーを検出するための検出処理パラメータ及びコロニーの検出結果情報を含む学習データを用いて生成された前記識別器に入力し、前記識別器が識別する検出処理パラメータ及び前記検出器に基づいてコロニーを検出する請求項1に記載のコロニー検出装置。
The detection unit,
The culture medium image data acquired by the culture medium image acquisition unit is further input to the classifier generated using learning data including a detection processing parameter for detecting a colony and colony detection result information, and the classifier is 2. The colony detection device according to claim 1, wherein a colony is detected based on a detection processing parameter to be identified and the detector.
前記培地画像取得部で取得した培地画像データに関連する付帯情報を取得する付帯情報取得部と、
前記識別器が特定する検出処理パラメータを前記付帯情報取得部で取得した付帯情報に基づいて調整する調整部と
を備える請求項2に記載のコロニー検出装置。
Supplementary information acquisition unit for acquiring supplementary information related to the culture medium image data acquired by the culture medium image acquisition unit,
The colony detection device according to claim 2, further comprising: an adjustment unit configured to adjust a detection processing parameter specified by the classifier based on the incidental information acquired by the incidental information acquisition unit.
前記識別器が識別する培地種別の信頼度が所定の閾値以下である場合、所定の通知を出力する出力部を備える請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のコロニー検出装置。   The colony detection device according to any one of claims 1 to 3, further comprising: an output unit that outputs a predetermined notification when the reliability of the culture medium type identified by the classifier is equal to or less than a predetermined threshold. 前記出力部が前記通知を出力した場合、コロニーを検出するための所要の検出器を設定する設定部を備える請求項4に記載のコロニー検出装置。   The colony detection device according to claim 4, further comprising: a setting unit configured to set a required detector for detecting a colony when the output unit outputs the notification. 前記培地画像取得部で取得した培地画像データの培地種別情報を取得する種別情報取得部と、
前記培地画像取得部で取得した培地画像データに基づくコロニーが検出されない場合、前記種別情報取得部で取得した培地種別情報に基づいて、前記培地画像データの培地種別を判定する判定部と
を備える請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のコロニー検出装置。
Type information acquisition unit for acquiring the culture medium type information of the culture medium image data acquired by the culture medium image acquisition unit,
A determination unit that determines a culture medium type of the culture medium image data based on the culture medium type information acquired by the type information acquisition unit when a colony based on the culture medium image data acquired by the culture image acquisition unit is not detected. The colony detection device according to any one of claims 1 to 4.
前記検出部でコロニーを検出できない場合、前記識別器が識別する培地種別及び前記培地画像取得部で取得した培地画像データに関連する付帯情報に基づいて、コロニーを検出するための検出器を生成する生成部を備え、
前記生成部で生成した検出器を用いて前記培地画像取得部で取得した培地画像データに基づくコロニーを検出する請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のコロニー検出装置。
If the detection unit cannot detect a colony, a detector for detecting a colony is generated based on the culture medium type identified by the discriminator and incidental information related to the culture medium image data acquired by the culture medium image acquisition unit. Including a generating unit,
The colony detection device according to any one of claims 1 to 6, wherein a colony based on the culture medium image data acquired by the culture medium image acquisition unit is detected using a detector generated by the generation unit.
微生物が培養された培地の培地画像データを取得する培地画像取得部と、
前記培地画像取得部で取得した培地画像データを、培地画像、コロニーを検出するための検出器の検出器情報及び検出処理パラメータ情報を含む学習データを用いて生成された識別器に入力し、前記識別器が特定する検出器情報及び検出処理パラメータ情報に基づいて生成される検出器を用いて前記培地画像取得部で取得した培地画像データに基づくコロニーを検出する検出部と
を備えるコロニー検出装置。
A culture medium image acquisition unit that acquires culture medium image data of a culture medium in which microorganisms have been cultured,
The culture medium image data acquired by the culture medium image acquisition unit, a culture medium image, input to the discriminator generated using learning data including detector information and detection processing parameter information of a detector for detecting colonies, the A colony detection device comprising: a detection unit that detects a colony based on the culture medium image data acquired by the culture image acquisition unit using a detector generated based on the detector information and the detection processing parameter information specified by the classifier.
コンピュータに、
微生物が培養された培地の培地画像データを取得する処理と、
取得した培地画像データを、培地画像データ及び培地種別を含む学習データを用いて生成された学習モデルに入力し、前記学習モデルが識別する培地種別に基づいてコロニーを検出するための検出アルゴリズムを特定する処理と、
特定した検出アルゴリズムを用いて取得した培地画像データに基づくコロニーを検出する処理と
を実行させるコンピュータプログラム。
On the computer,
A process of acquiring medium image data of the medium in which the microorganism has been cultured,
The acquired culture medium image data is input to a learning model generated using learning data including the culture medium image data and the culture medium type, and a detection algorithm for detecting a colony based on the culture medium type identified by the learning model is specified. Processing,
A process of detecting a colony based on the culture medium image data obtained using the specified detection algorithm.
微生物が培養された培地の培地画像データを取得し、
取得された培地画像データを、培地画像データ及び培地種別を含む学習データを用いて生成された識別器に入力し、前記識別器が識別する培地種別に基づいてコロニーを検出するための検出器を特定し、
特定された検出器を用いて取得した培地画像データに基づくコロニーを検出するコロニー検出方法。
Obtain medium image data of the medium in which the microorganism was cultured,
The acquired medium image data is input to the discriminator generated using the learning data including the medium image data and the medium type, and a detector for detecting a colony based on the medium type identified by the discriminator is used. Identify
A colony detection method for detecting a colony based on culture medium image data obtained by using a specified detector.
フィルム状の基材シート上に形成された培養層で微生物が培養された培地を光学読取装置で読み取り、
前記光学読取装置で読み取って得られた培地画像データを取得する請求項10に記載のコロニー検出方法。
The culture medium in which the microorganisms are cultured in the culture layer formed on the film-like base sheet is read by an optical reader,
The colony detection method according to claim 10, wherein culture medium image data obtained by reading with the optical reading device is obtained.
微生物が培養された培地の培地画像データを取得し、
前記培地画像データの培地種別を取得し、
取得された培地画像データ及び培地種別を含む学習データを用いて識別器を生成する識別器生成方法。
Obtain medium image data of the medium in which the microorganism was cultured,
Obtain the medium type of the medium image data,
A classifier generation method for generating a classifier using acquired medium image data and learning data including a medium type.
取得された培地画像データに対応するコロニーの検出結果情報を取得し、
コロニーを検出するための検出処理パラメータであって、前記検出結果情報に対応する検出処理パラメータを取得し、
取得された検出結果情報及び検出処理パラメータを含む学習データを用いて前記識別器を生成する請求項12に記載の識別器生成方法。
Acquire colony detection result information corresponding to the acquired medium image data,
A detection processing parameter for detecting a colony, to obtain a detection processing parameter corresponding to the detection result information,
The classifier generation method according to claim 12, wherein the classifier is generated using learning data including the acquired detection result information and the detection processing parameter.
前記識別器に入力された培地画像データ及び前記識別器が識別した培地種別を学習データとして収集し、
収集した学習データを用いて前記識別器を更新する請求項12又は請求項13に記載の識別器生成方法。
Collect the culture medium image data and the culture medium type identified by the classifier as learning data input to the classifier,
14. The discriminator generation method according to claim 12, wherein the discriminator is updated using the collected learning data.
取得した培地画像データを取得元毎に分類し、
分類した取得元毎の培地画像データを含む学習データを用いて前記識別器を取得元毎に生成する請求項12から請求項14のいずれか一項に記載の識別器生成方法。
Classify the acquired culture image data for each acquisition source,
The discriminator generation method according to any one of claims 12 to 14, wherein the discriminator is generated for each acquisition source using learning data including the classified medium image data for each acquisition source.
微生物が培養された培地の培地画像データ及び前記培地画像データの培地種別を含む学習データを用いて生成されている識別器。
A discriminator that is generated using medium image data of a medium in which microorganisms are cultured and learning data including a medium type of the medium image data.
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