JP4213142B2 - Colony counting method - Google Patents
Colony counting method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4213142B2 JP4213142B2 JP2005174805A JP2005174805A JP4213142B2 JP 4213142 B2 JP4213142 B2 JP 4213142B2 JP 2005174805 A JP2005174805 A JP 2005174805A JP 2005174805 A JP2005174805 A JP 2005174805A JP 4213142 B2 JP4213142 B2 JP 4213142B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- colonies
- colony
- counting
- area
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 44
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 60
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 32
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 22
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 13
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 14
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000003702 image correction Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
- C12M41/36—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of biomass, e.g. colony counters or by turbidity measurements
Description
本発明は、シャーレを利用して培地中に菌類、カビ等の微生物を培養した後、生成された微生物のコロニー数を数えるコロニーの計数方法に関するものである。 The present invention relates to a colony counting method in which microorganisms such as fungi and fungi are cultured in a medium using a petri dish and the number of colonies of the generated microorganisms is counted.
細菌やカビ等微生物の計数方法や用具は医療用として開発され、主として細菌の有無や存在した痕跡が計数対象となっていた。一方、食品工業分野では、微生物の計数対象となる製品が問題を起こさないように、あるいは、食品の製造工程で有用な微生物が適正に増殖していること等を検出する生菌検出システムとして、培地を利用した培養型の計数手段が利用されることが多い。例えば、微生物計数の公定法として寒天培地を利用して微生物のコロニーを生成させてコロニー数を計測する方法が、特に生物の分散度が低い計数対象品に対して広く利用されている。 Counting methods and tools for microorganisms such as bacteria and molds have been developed for medical use, and the presence or absence of bacteria and the traces that existed were mainly counted. On the other hand, in the food industry field, as a viable bacteria detection system for detecting that microorganisms subject to counting of microorganisms do not cause problems, or that useful microorganisms are growing properly in the food production process, A culture type counting means using a medium is often used. For example, as an official method for counting microorganisms, a method in which a colony of microorganisms is generated using an agar medium and the number of colonies is counted is widely used particularly for products to be counted with a low degree of biological dispersion.
そして、寒天培地等に生成したコロニー数を目視で計数する旧来の方法に変えて、CCDカメラを利用した計数対象培地の撮影画像データを処理してコロニー数を自動的に計数する手段も多数提案されている。例えば、培地の表面に微生物が反応する蛍光物質を拡散させてコロニーの個数を数える方法や、病原菌を抗体染色などで染色処理して計数処理する方法が提案されている(特許文献1,特許文献2参照。)。しかし、これらの方法はコロニー計数の前処理に時間と手間がかかり、また対象とする微生物が限定されるなどの制約があった。
Then, instead of the traditional method of visually counting the number of colonies generated on an agar medium, etc., a number of means for automatically counting the number of colonies by processing the captured image data of the medium to be counted using a CCD camera are also proposed. Has been. For example, a method of counting the number of colonies by diffusing a fluorescent substance that reacts with microorganisms on the surface of a culture medium, or a method of performing a counting process by staining a pathogen with antibody staining or the like has been proposed (
また、連結したコロニーを形状から識別してコロニーを計数する方法や、群体微生物に対して色相の濃淡を利用して外周円弧を検出して微生物数を計算する手段が提案されているが、種々の大きさで、また形状に大きな差異のある各種のコロニーを精度良く高速で計数する上で限界があった(特許文献3,特許文献4参照。)。また、RGBの色相を利用した複雑なデータ処理によるコロニー計数システムが増加する一方で、逆に色相を利用しない単色の画像を簡易にデータを処理してコロニー数を精度よく計数する手段が求められていた(特許文献5参照。)。
In addition, a method of counting connected colonies from the shape and counting the colonies, and a means for calculating the number of microorganisms by detecting the outer circumference arc using the shade of hue for colony microorganisms have been proposed. In addition, there was a limit in counting various colonies having large differences in shape and shape with high accuracy (see
また、これらの微生物の分析やコロニーの計数方法を利用して、コロニーの数を自動的に計数する装置も提案されている(特許文献6,特許文献7参照。)。
本発明は、前述の状況に鑑み提案されたものであって、従来のコロニー計数手段に較べて簡易な、単色のCCDカメラを利用した装置構成で、培地に対する計数のための複雑な前処理を必要とせず、また、種々の形態の微生物を対象として精度良く短時間にコロニー数を計数できるコロニーの計数方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above-mentioned situation, and is simpler than the conventional colony counting means, and has a device configuration using a single color CCD camera, and performs complicated pretreatment for counting on the culture medium. It is an object of the present invention to provide a colony counting method that can count the number of colonies with high accuracy in a short time for various forms of microorganisms.
請求項1に記載の発明は、シャーレ内の培地に生成された微生物のコロニーをCCDカメラで撮影した単色の撮影画像をデータ処理してコロニー数を計数する方法であって、前記撮影画像を撮影画像データとしてデータ処理装置に取込んでシャーレ内のコロニーを計数する対象領域を計数画像領域として設定し、前記計数画像領域を中心画像領域と周辺画像領域に2分割し、それぞれの領域の前記撮影画像データに対して異なるデータ処理手段によりコロニー数を個別に計数し、両領域のコロニー数を加算して前記計数画像領域のコロニー数を算出するとともに、前記周辺画像領域の外側にコロニー数を算定する最外周領域を設定し、前記最外周領域の撮影画像データから直接計数せずに計数済みの前記計数画像領域のコロニー数を用いる予め設定した算出方法に従って前記最外周領域のコロニー数を算出し、これを前記計数画像領域のコロニー数に加算することにより前記計数画像領域と前記最外周領域と合わせたコロニー計数全領域のコロニー数を算出することを特徴とするコロニーの計数方法に係る。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記中心画像領域の撮影画像データをデータ処理する際、予め設定した分別基準によりコロニーを大、小のサイズに2分し、はじめに大きいサイズのコロニーを対象としてコロニー計数を行い、事後に小さいサイズのコロニーの計数を行い、大小両サイズのコロニー数を加算して前記中心画像領域のコロニー数を計数することを特徴とするコロニーの計数方法に係る。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のコロニー計数方法を用いて前記計数画像領域のコロニー数を計数した後、前記計数画像領域のコロニー中で複数のコロニーが複合している可能性のあるコロニーを複合コロニーとして分別し、前記複合コロニーのみを対象としたコロニー分離のデータ処理を実施する。そして、複合コロニーから分離された追加コロニー数をコロニー分離前のコロニー数に加算して、前記計数画像領域の真のコロニー数を計数することを特徴とするコロニーの計数方法に係る。
In the invention according to
請求項1に記載の発明によれば、CCDカメラで撮影した培地及びシャーレの単色撮影画像中のコロニーを計数する対象領域を計数画像領域として設定して、これを中心画像領域と周辺画像領域に2分割して、両画像データの性質に適合した互いに異なるデータ処理を行ってコロニー数を個別に算出する。即ち、前記中心画像領域と周辺画像領域では画像の特性及びコロニーの分布状況が異なるため、それぞれの領域における画像の特性に好適な撮影画像データ手段を採用することにより、コロニーの計数精度及び計数効率に優れた計数を実施することができる。 According to the first aspect of the present invention, the target area for counting colonies in the single-color image of the culture medium and petri dish taken with the CCD camera is set as the count image area, and these are set as the central image area and the peripheral image area. Dividing into two, different data processing suitable for the properties of both image data is performed, and the number of colonies is calculated individually. That is, since the image characteristics and the colony distribution situation differ between the central image area and the peripheral image area, colony counting accuracy and counting efficiency can be obtained by adopting a captured image data means suitable for the image characteristics in each area. An excellent count can be performed.
また、前記周辺画像領域の外側にコロニー数を算定する最外周領域を設定して、最外周領域の撮影画像データから直接計数せずに計数済みの計数画像領域のコロニー数を用いて予め設定した算出方法に従って前記最外周領域のコロニー数を算出する。そして、算出した最外周領域のコロニー数を前記計数画像領域のコロニー数に加算することにより前記計数画像領域と前記最外周領域と合わせたコロニー計数全領域のコロニー数を算出する。この理由は、シャーレの内周端部では通常撮影画像がシャーレの影や泡等の影響、並びにシャーレ垂直部のコロニー画像が相互に重なり、前記周辺画像領域よりさらにコロニーの計数精度が低下するため、これを補ってコロニーの計数精度が確保するためである。 In addition , the outermost peripheral area for calculating the number of colonies is set outside the peripheral image area, and the colony number of the counted image area is set in advance without directly counting from the captured image data of the outermost peripheral area. The number of colonies in the outermost peripheral area is calculated according to the calculation method. Then, by adding the calculated number of colonies in the outermost peripheral area to the number of colonies in the counted image area, the number of colonies in the total colony counting area combined with the counted image area and the outermost peripheral area is calculated. The reason for this is that at the inner peripheral edge of the petri dish, the normal photographed image is influenced by the shadow and bubbles of the petri dish, and the colony images of the petri dish vertical part overlap each other, and the colony counting accuracy is further lowered than the surrounding image area. This is to compensate for this and to ensure the colony counting accuracy.
そして、先行して採取した多数の計数データに基づいて、計数画像領域のコロニー数と最外周領域のコロニー数の相関を対象微生物の種類や培養条件に従って予め整理分析し、この相関データに基づいて計数画像領域のコロニー数から最外周領域のコロニー数を算出する算式を予め設定する。このため、この算式に従って前記計数画像領域のコロニー数を基準として充分な精度で効率良く前記最外周領域のコロニーを計測することが可能となり、これを前記計数画像領域のコロニー数に加算することにより計数全領域のコロニー数を効率よく算出することができる。即ち、前記最外周領域のコロニー数を撮影画像データから直接の計数する場合に発生したコロニー計数値の無用の変動を排して、実用的で使い勝手の良いデータを算定して利用することができる効果がある。 Based on a large number of count data collected in advance, the correlation between the number of colonies in the count image region and the number of colonies in the outermost peripheral region is preliminarily analyzed according to the type of the target microorganism and the culture conditions, and based on this correlation data A formula for calculating the number of colonies in the outermost peripheral area from the number of colonies in the count image area is set in advance. For this reason, it becomes possible to measure the colonies in the outermost peripheral area efficiently with sufficient accuracy based on the number of colonies in the counting image area according to this formula, and by adding this to the number of colonies in the counting image area The number of colonies in the entire counting area can be calculated efficiently. That is, it is possible to calculate and use practical and easy-to-use data by eliminating unnecessary fluctuation of the colony count value generated when the number of colonies in the outermost peripheral area is directly counted from the photographed image data. effective.
また、請求項2に記載の発明によれば、請求項1において、中心画像領域内のコロニーをデータ処理する際、予め指定した分別基準によりコロニーを大、小のサイズに2分して、予め大きいサイズのコロニーを対象としてコロニー計数を行う。そして、大きいサイズのコロニーに関する画像データを計数領域のデータから削除した状態で小さいコロニー数を計数する。この場合、残された小さいコロニーのサイズは指定したサイズ以下に限定され、これに適合した画像処理を実施するため極めて微小なコロニーの検出が可能となり、その結果としての計数精度を著しく向上させることができる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載のコロニー計数方法を用いて計数画像領域のコロニー数を計数した後、まず計数画像領域のコロニー中で複数のコロニーが複合している可能性のあるコロニーを複合コロニーと判定する。そして、複合コロニーのみを対象としてコロニー分離データ処理を実施するため、分離対象のコロニー数が減少すると共にコロニー分離に好適な画像処理手段を適用して、精度の良いコロニーの計数を行うことが可能となる。そして、分離した追加コロニー数をコロニー分離前のコロニー数に加算して、計数画像領域の真のコロニー数の計数を精度良くかつ効率的に実施することが可能となる。
According to the invention described in
以下、添付の図1から図5に従って、この発明を詳細に説明する。図1は本発明の方法に係るコロニー計数の工程を示すフローチャート、図2は本発明に係るコロニー計数を実施するための装置の例を示す側面図、図3はシャーレ内の培地で生成されたコロニーを計数するときの画像分割要領を示す平面図、図4はコロニーが近接または重なっている複合コロニーの分離手段を示す説明図、図5は中心画像領域と周辺画像領域等の境界にコロニーが存在する場合の説明図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a flowchart showing a colony counting process according to the method of the present invention, FIG. 2 is a side view showing an example of an apparatus for carrying out the colony counting according to the present invention, and FIG. 3 is generated with a medium in a petri dish 4 is a plan view showing the image division procedure when counting colonies, FIG. 4 is an explanatory view showing a separating means of a complex colony in which colonies are close or overlapped, and FIG. 5 is a colony at the boundary between the central image area and the peripheral image area. It is explanatory drawing when it exists.
図1は、本発明の方法に係るシャーレ中の培地で培養した細菌や微生物等の微生物のコロニーを計数する工程を示すフローチャートである。まず、図2の側面図でコロニー数を計数する装置の構成を説明すると、架台17の一部を構成する支え板5に固定された拡散板4上に配置されたシャーレ2中の培地1はシャーレ蓋3を下方に被せた状態で、下方から平行板18を介して照明装置6によって照明されている。そして、シャーレ2の上方には支持器具等を図示省略したCCDカメラ7が配設されて、シャーレ2の底面方向から培地の面像を撮影可能に構成されている。
FIG. 1 is a flowchart showing a process of counting colonies of microorganisms such as bacteria and microorganisms cultured in a petri dish according to the method of the present invention. First, the configuration of the apparatus for counting the number of colonies will be described with reference to the side view of FIG. 2. The
また、CCDカメラ7には信号ケーブル8が接続されて、撮像した撮影画像データをデータ処理装置9に送り、詳細後述のデータ処理を実施して培地1中のコロニーKの数を計数し、必要に応じて撮影画像等を画像モニター9aに表示する。なお、本実施例においては、培地の撮像に際してシャーレ蓋3を除去すると培地に雑菌が入り継続した培養が困難になる等の理由で、シャーレ2を反転して拡散板4上に配置し、下方から照明装置6で照明し、上方からCCDカメラ7で撮影する構成を採用している。なお、照明装置6とCCDカメラ7を逆の配置とすることも可能で、特に図示した実施例に限定されるものではない。
Further, a signal cable 8 is connected to the
図3は、上方のCCDカメラ7でシャーレ2底面を撮影した撮影画像14の例を示し、シャーレ側壁2aの内側には培地1があって計数対象とする微生物のコロニーKが多様な形状で生成されている。ここで、シャーレ側壁2a内部の画像を、図示のごとく中心画像領域10、周辺画像領域11、その外側を最外周領域12に分割する。なお、中心画像領域10と周辺画像領域11を合わせた領域をコロニーの数を撮影画像データのデータ処理により計数する計数画像領域13とする。
FIG. 3 shows an example of a photographed
このとき、中心画像領域10、周辺画像領域11、及び最外周領域12のシャーレ側壁2aの内径に対する寸法、又は比率は特に指定されないが、過去の経験に基づいて中心画像領域10はコロニーKの分布及び光学的にシャーレ側壁2aの影響が少なく、比較的良好な画像が取得できる領域を選定し、周辺画像領域11はコロニーKの分布及び光学的にシャーレ側壁2aの影響を受けて画像の処理にやや困難を伴う領域を指定し、最外周領域12は、シャーレ側壁2aに近接して撮影画像によるコロニーKの計数が著しく困難な領域を指定する。例えば、シャーレ内壁2aの直径を100としたとき、中心画像領域10、周辺画像領域11、最外周領域12のそれぞれの直径を84、92,100として各領域の範囲を設定してコロニー数を計数する。
At this time, the size or ratio of the
以下、図1に示すフローチャート及び図2をもちいて、コロニー計数の工程と画像データの処理手段を説明する。まず、撮影画像データ入力(S1)において、シャーレ2及び内部の培地1をCCDカメラ7で撮影し、その撮影画像14の撮影画像データを信号ケーブル8でデータ処理装置9に送信して入力する。次に、計数画像生成(S2)において、撮影画像中のシャーレ2の位置を検出してシャーレの中心を求めて位置合わせ及び画像サイズを決める等の手段で、シャーレ2の外側の不要な画像をマスキングして消去して図3に対応する計数対象の画像を生成する。
The colony counting process and the image data processing means will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. 1 and FIG. First, in the photographed image data input (S1), the
そして計数領域自動抽出(S3)において、シャーレ側壁2aの内側直径を例えば100とした場合、計数画像領域13の直径を前記に例示の如く92等、予め指定した比率に設定して計数画像領域13を自動的に抽出し決定する。なお、予め指定するシャーレ側壁2aの直径に対する計数画像領域13の直径比率は、計数対象微生物の種類、培養条件及びシャーレ2のサイズ等を考慮した過去の計数データに基づき、好適な比率に設定する。
In the counting area automatic extraction (S3), when the inner diameter of the petri dish side wall 2a is set to 100, for example, the diameter of the counting
次に、計測領域の分割(S4)において、計数画像領域13を中心画像領域10と周辺画像領域11に2分割して、それぞれの領域のコロニーを個別に計数する(S5、S6)。これは、シャーレ側壁2aの近傍の撮影画像がシャーレ2の影、培地中の泡及びシャーレ2成形時のプラスチック材料注入ゲートの影響を受けるため、周辺画像領域11の画像データが中心画像領域10に比べて濃淡変動が多く、ノイズを多く含んでデータ処理精度が低下することを補うもので、それぞれの領域に適合した画像データの前処理及び計数手段を採用して、コロニーの計数精度及び計数効率を高めようとするものである。
Next, in the division of the measurement area (S4), the
なお通常、コロニーの培地画像を対象とする場合、一般的な自然画像に較べて濃度分布が狭い範囲にあるため、コントラストが低く検査対象物が識別し難いことが多い。このため、本件発明の実施例においては、計数画像領域13全体に対してデータ処理装置9の表示機能の許容範囲で、濃度値の全領域を利用するよう濃度値を変換して、濃度ダイナミックレンジを拡大してコロニーKの検出と計数を容易ならしめる多値画面データの前処理を施している。
In general, when a colony medium image is used as a target, the density distribution is in a narrower range than a general natural image, so that the contrast is low and it is often difficult to identify an inspection object. For this reason, in the embodiment of the present invention, the density value is converted to use the entire density value area within the allowable range of the display function of the
以後、周辺画像領域の計数(S5)において、周辺画像領域11の撮影面像データに対して、例えば空間フイルタリングとしてラプラスフィルタを適用してコロニーKの輪郭を抽出した後、2値化画像を作成する。そして、前記2値化画像データに対して、ぼやかすことなくノイズを除去した後、連結成分に対してラべリングを行ってコロニーKの計数を実施する。 Thereafter, in the counting of the peripheral image area (S5), for example, a Laplace filter is applied to the photographing surface image data of the peripheral image area 11 as spatial filtering to extract the contour of the colony K, and then the binarized image is extracted. create. Then, after removing noise from the binarized image data without blurring, the connected components are labeled and colony K is counted.
この際、連結成分の計測面積の最小値及び計測長径の最大値をコロニー識別のしきい値として設定し、計測面積が設定最小値より大きく、計測長径が計測面積に対して設定の比率範囲に属してコロニーとしての特徴を有するものをコロニーKと判断して計数する。なお、前記実施例としてのコロニー計数手段としての画像データの前処理、並びにノイズ除去は特に例示の手段に限定されるものではなく、対象とする撮影画像の特性に応じて種々のデータ処理手段を選定して適用することができる。 At this time, the minimum value of the measurement area of the connected component and the maximum value of the measurement major axis are set as colony identification threshold values, the measurement area is larger than the set minimum value, and the measurement major axis is within the set ratio range with respect to the measurement area. Those belonging to the genus and having characteristics as colonies are judged as colonies K and counted. Note that the preprocessing of image data as the colony counting means and noise removal as the above-described embodiment are not particularly limited to the exemplified means, and various data processing means can be used according to the characteristics of the target captured image. It can be selected and applied.
次に中心画像領域の計数(S6)において、前記の濃度ダイナミックレンジを拡大した多値画面データの中心画像領域10に対しては、自動しきい値決定法の判別分析法により2値化を行う方法を採用している。即ち、周辺画像領域11に対しては全体に対して一つのしきい値を採用して2値化画像を作成したが、計数領域13の面積の主要部を占めてコロニー計数精度に影響の大きい中心画像領域10に対しては、自動しきい値決定法の判別分析法を利用して対象物としてのコロニーKと背景の培地との違いが際立つようにしきい値を決めて2値化画像を作成し、2値化画像の連結成分をラべリングして、予め設定したコロニーに対する面積と形状のしきい値を用いてコロニーKを計数する。
Next, in the counting of the central image area (S6), the binarization is performed on the
なお、上記の中心画像領域の計数(S6)においては中心画像領域のコロニー計数をまとめて実施したが、中心画像領域の計数を大きいコロニーの抽出と計数(S7)及び小さいコロニーの抽出と計数(S8)の如く、中心画像領域のコロニーKを大小のコロニーに分離して計数することもできる。この場合は、まず大きいコロニーKの抽出と計数(S7)に示す如く、中心画像領域10に対して、自動しきい値決定法の判別分析法を利用して対象物としてのコロニーKと背景の培地との違いが際立つようにしきい値を決めて2値化画像を作成し、2値化画像の連結成分をもとめて予め設定した大きいコロニーに対する面積と形状のしきい値を用いて大きいコロニーKを計数する。
In the above-described counting of the central image area (S6), the colony counting of the central image area was performed together, but the counting of the central image area was performed by extracting and counting large colonies (S7) and extracting and counting small colonies ( As in S8), the colony K in the central image region can be separated into large and small colonies and counted. In this case, first, as shown in the extraction and counting (S7) of the large colony K, the
次に、中心面像領域10中の前記の大きいコロニー画像をマスキングして、残された領域に対して可変しきい値法により撮影画像データを2値化して、小さいコロニーKを選定して計数している(S8)。即ち、シャーレ2内の位置により撮影画面の濃度やコロニー自体の濃度が局所的に高い部分あるいは低い部分が発生することがあるため、該当画素を近傍画素の局所平均と比較して2値化する可変しきい値法により2値化画像を作成して、極めて小さいコロニーKまで確実に画像として顕在化させて精度良く計数可能としている。
Next, the large colony image in the center
この場合、面積の比率が高くコロニーの計数精度に影響の大きな中心画像領域10に対しては、領域内のコロニーKを大小のコロニーKの計数に適した画像処理手段によって分別して計数(S7,S8)した後、計数値の一次統合(S9)の段階で加算して、極めて小さいコロニーKに対して精度の高い計数を可能ならしめている。なお、前記コロニー計数における撮影画像データの前処理やしきい値の決定手段は、対象とする微生物の特性、生成条件、及びコロニー計数に利用するCCDカメラ7や照明器具の特性に対応して各種の手段が選択的に採用可能であり、特に実施例に限定されるものではない。
In this case, for the
そして、計数値の―次統合(S9)において、中心画像領域10と周辺画像領域11のコロニー数を加算して計数画像領域13の一次段階のコロニー数を取得する。この後、分離対象の判断(S10)において、計数画像領域13のコロニー中から予め指定するコロニーKの面積をしきい値として、大きなコロニーKを複数のコロニーKを内部に含んでいる可能性のあるコロニーKとして選別する。即ち、計数値の一次統合(S9)の段階までは図4の平面図に示すコロニーK1乃至K4は、画像データの処理上それぞれ一つのコロニーKとして処理して計数した。
In the next integration of the count values (S9), the number of colonies in the
そして、実施例としての複合コロニー画像K1乃至K4をそれぞれ個別のコロニーKに分離する分離アルゴリズム(S11)としては、対象とするコロニーKの撮影画像データに対して例えばGaussの平滑化オぺレータにより濃淡境界を利用して近傍コロニーを分離し、重複コロニーに対しては濃度の高い山をコロニーKとして分離している。この結果、コロニーK1はK1a,K1b、コロニーK2はK2a,K2b、コロニーK3はK3a,K3b,K3c、コロニーK4はK4a,K4b,K4cの如くそれぞれ複数のコロニーKに分離される。なお、コロニーK1乃至K4中のコロニーK3b及びコロニーK4cは重複コロニー、その他は近傍コロニーで、重複コロニーは培地中の厚さ方向で異なる高さにコロニーKが生成された場合を示している。 And as a separation algorithm (S11) which isolate | separates the compound colony image K1 thru | or K4 as an Example into each individual colony K, it is with the smoothing operator of Gauss, for example with respect to the picked-up image data of the colony K made into object. Neighboring colonies are separated by using a light and dark boundary, and a mountain having a high concentration is separated as a colony K for overlapping colonies. As a result, the colony K1 is separated into a plurality of colonies K such as K1a, K1b, the colony K2 is K2a, K2b, the colony K3 is K3a, K3b, K3c, and the colony K4 is K4a, K4b, K4c. In addition, the colony K3b and the colony K4c in the colonies K1 to K4 are overlapping colonies, and others are neighboring colonies, and the overlapping colonies are shown when colonies K are generated at different heights in the thickness direction in the medium.
前記説明の如く、分離アルゴリズム(S11)を用いて複合コロニーを構成する個別のコロニーに分離して、この結果として増加したコロニー数を計数値の二次統合(S12)において加算して、中心画像領域10及び周辺画像領域11の真のコロニー数を得る。そして、最外周領域12の補正の要否(S13)において、利用する管理データとして、周辺画像領域11外周のシャーレ側壁2a側領域のコロニー数を加算して補正することの必要性を判断する。そして、計数したコロニー数を管理データとして利用する上で、最外周領域12のコロニー数を追加利用する場合には、面積による自動補正(S14)において、周辺画像領域11の外側に最外周領域12を設定して、シャーレ側壁2aの近傍のコロニー数を計数済みの中心画像領域10及び周辺画像領域11のコロニー数を利用して以下の如く算出する(S14)。
As described above, the separation algorithm (S11) is used to separate the individual colonies constituting the composite colony, and the resulting increased number of colonies is added in the secondary integration (S12) of the count values to obtain the central image. The true colony numbers of the
例えば、設定した最外周領域12の面積を算出して、これに周辺画像領域11の面積あたりの複合コロニーを考慮したコロニー数を掛け合わせて最外周領域12のコロニー数を求める。また、予め計数試験データに基づき周辺画像領域11の面積あたりのコロニー数に対する最外周領域12のコロニー数の比率を求めておいて、これを基準として最外周領域12のコロニー数を算出してコロニー数の推定精度をさらに向上させることもできる。
For example, the area of the set outermost
このように最外周領域12のコロニー数を撮影画像データから直接計数しないで、中心画像領域10及び周辺画像領域11のコロニー数から算出する理由は、シャーレ側壁2aに近接した領域の撮影画像は、シャーレの影や泡等の影響並びにシャーレ垂直部のコロニー画像が相互に重なりコロニーの計数精度が大きく低下して、経験的に直接計数して利用するより、内部の計数データを利用して加算した方がコロニーKの計数及び管理上有効な結果が出ているためである。
The reason why the number of colonies in the outermost
なお、図5に示す如く、中心画像領域10、周辺画像領域11、最外周領域12の境界上のコロニーK13乃至K15に関しては、例えば各領域のコロニーKの面積比率でコロニーKを計数して、最終的に4捨5入したコロニー数を利用する等の便宜的な運用ができる。そして、最外周領域12と計数画像領域13のコロニー数を合計して、コロニー計数の最終値を得ることができる(S15)。また、必要に応じて前記のコロニー計数結果のデータをデータ処理装置9に保存して、有用な形に加工して管理データとして利用することができる。
As shown in FIG. 5, for the colonies K13 to K15 on the boundary of the
また、前記説明において、それぞれ検査領域に対する撮影画像のデータ処理及びコロニーKの計数方法に関して特定の実施例を説明したが、本発明は実施例の範囲に留まらず本発明の主旨の範囲で各種のデータ処理手段や計数方法を採用することができる。また、本件発明はシャーレ2を利用した培地1におけるコロニーKの計数方法を説明したが、シャーレ2に替えてプラスチックシートを利用した培地に生成させたコロニー等他の方式の培地にも適用することができる。
In the above description, specific examples have been described regarding the data processing of the captured image and the colony K counting method for each of the examination areas. However, the present invention is not limited to the scope of the examples, and various kinds of embodiments are within the scope of the present invention. Data processing means and counting methods can be employed. Moreover, although this invention demonstrated the count method of the colony K in the
さらに、実施例では、画像データのノイズ除去の手段として、撮影画像を中心画像領域と周辺画像領域に分割し、中心画像領域に比べて濃淡変動が多くノイズを多く含んでいる周辺画像領域の画像データから2値化画像データを作成してノイズを除去する手段を用いたが、撮影画像を複数回撮像し、前記複数の撮影画像を比較することによってノイズを特定した後、当該ノイズを電子処理により除去して、得られた画像データを計数処理に用いるようにしてもよい。 Further, in the embodiment, as a means for removing noise from the image data, the photographed image is divided into a central image region and a peripheral image region, and an image of the peripheral image region that includes a lot of noise variation and a lot of noise as compared with the central image region. A method for removing binarized image data from data and using noise is used. However, after picking up a plurality of picked-up images and comparing the plurality of picked-up images, the noise is specified, and the noise is processed electronically. The obtained image data may be used for the counting process.
1 培地
2 シャーレ
2a シャーレ側壁
3 シャーレ蓋
4 拡散板
5 支え板
6 照明装置
7 CCDカメラ
8 信号ケーブル
9 データ処理装置
9a 画像モニター
10 中心画像領域
11 周辺画像領域
12 最外周領域
13 計数画像領域
14 撮影画像
17 架台
18 平行版
K コロニー
K1 コロニー
K2 コロニー
K3 コロニー
K4 コロニー
K13 コロニー
K14 コロニー
K15 コロニー
S1 撮影画像データ入力
S2 計数画像生成
S3 計数領域自動抽出
S4 計数画像の分割
S5 周辺画像領域の計数
S6 中心画像領域の計数
S7 大きいコロニーの抽出と計数
S8 小さいコロニーの抽出と計数
S9 計数値の一次統合
S10 分離対象の判定
S11 分離アルゴリズム
S12 計数値の二次統合
S13 最外周領域の補正要否
S14 面積による自動補正
S15 計数の最終値
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記撮影画像を撮影画像データとしてデータ処理装置に取込んでシャーレ内のコロニーを計数する対象領域を計数画像領域として設定し、
前記計数画像領域を中心画像領域と周辺画像領域に2分割し、それぞれの領域の前記撮影画像データに対して異なるデータ処理手段によりコロニー数を個別に計数し、両領域のコロニー数を加算して前記計数画像領域のコロニー数を算出するとともに、
前記周辺画像領域の外側にコロニー数を算定する最外周領域を設定し、前記最外周領域の撮影画像データから直接計数せずに計数済みの前記計数画像領域のコロニー数を用いる予め設定した算出方法に従って前記最外周領域のコロニー数を算出し、これを前記計数画像領域のコロニー数に加算することにより前記計数画像領域と前記最外周領域と合わせたコロニー計数全領域のコロニー数を算出することを特徴とするコロニーの計数方法。 It is a method of counting the number of colonies by processing data of a single color image obtained by photographing a colony of microorganisms generated in a medium in a petri dish with a CCD camera,
Taking the captured image as captured image data into a data processing device and setting a target area for counting colonies in a petri dish as a count image area,
The counting image area is divided into a central image area and a peripheral image area, the number of colonies is individually counted by different data processing means for the captured image data of each area, and the number of colonies in both areas is added. While calculating the number of colonies in the counting image area ,
A preset calculation method that sets the outermost peripheral area for calculating the number of colonies outside the peripheral image area, and uses the counted colony number of the counted image area without directly counting from the captured image data of the outermost peripheral area. Calculating the number of colonies in the outermost peripheral area according to the above, and calculating the number of colonies in the total colony counting area combined with the counted image area and the outermost peripheral area by adding this to the number of colonies in the counted image area. Characteristic colony counting method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005174805A JP4213142B2 (en) | 2005-06-15 | 2005-06-15 | Colony counting method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005174805A JP4213142B2 (en) | 2005-06-15 | 2005-06-15 | Colony counting method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006345750A JP2006345750A (en) | 2006-12-28 |
JP4213142B2 true JP4213142B2 (en) | 2009-01-21 |
Family
ID=37642248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005174805A Active JP4213142B2 (en) | 2005-06-15 | 2005-06-15 | Colony counting method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4213142B2 (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4863932B2 (en) | 2007-06-04 | 2012-01-25 | 株式会社エヌテック | Counting the number of colonies |
KR101783836B1 (en) * | 2010-06-23 | 2017-10-10 | 가부시키가이샤 엔테크 | Method for detecting microorganisms, device for detecting microorganisms and program |
JP5780732B2 (en) * | 2010-10-04 | 2015-09-16 | マイクロバイオ株式会社 | Colony detection method, colony detection system, and colony detection program |
JP6223932B2 (en) * | 2014-09-02 | 2017-11-01 | 株式会社エヌテック | Microorganism detection method, microorganism detection apparatus, and program |
JP2016123407A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 富士通株式会社 | Image processing apparatus, image processing method, and image processing program |
JP2017164068A (en) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | 富士通株式会社 | Determination device, analysis device, calculation device, determination method, analysis method, calculation method, determination program, analysis program, and calculation program |
JP6941297B2 (en) * | 2017-09-20 | 2021-09-29 | 大日本印刷株式会社 | Colony detection system |
CN114170598B (en) * | 2021-12-10 | 2023-07-07 | 四川大学 | Colony height scanning imaging device, and automatic colony counting equipment and method capable of distinguishing atypical colonies |
JP7393836B1 (en) | 2023-04-25 | 2023-12-07 | 株式会社写真化学 | Bacterial body observation device |
CN116205982B (en) * | 2023-04-28 | 2023-06-30 | 深圳零一生命科技有限责任公司 | Microorganism counting method, device, equipment and storage medium based on image analysis |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3026902B2 (en) * | 1993-08-19 | 2000-03-27 | 株式会社電制 | Colony counting device |
JPH09121836A (en) * | 1995-10-27 | 1997-05-13 | Densei:Kk | Apparatus for measuring number of colonies |
JP2791303B2 (en) * | 1995-11-18 | 1998-08-27 | 株式会社電脳技研 | Identification method for identifying the number of colonies indicated by one connection region, and colony counting device using the same |
JP2003135095A (en) * | 2001-08-23 | 2003-05-13 | Morinaga Milk Ind Co Ltd | Microorganism assay and equipment therefor |
JP2003116593A (en) * | 2001-10-17 | 2003-04-22 | Hakuju Inst For Health Science Co Ltd | Method for judging microorganism and device therefor |
KR101139090B1 (en) * | 2003-12-18 | 2012-04-30 | 가부시키가이샤 가네카 | Device for cell culture |
-
2005
- 2005-06-15 JP JP2005174805A patent/JP4213142B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006345750A (en) | 2006-12-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4213142B2 (en) | Colony counting method | |
JP7148581B2 (en) | Colony contrast collection | |
EP2586873B1 (en) | Methods and devices for detecting a microbial colony | |
CN107580715B (en) | Method and system for automatically counting microbial colonies | |
Costa et al. | Automatic identification of mycobacterium tuberculosis with conventional light microscopy | |
CN109872300B (en) | Visual saliency detection method for appearance defects of friction plate | |
TWI590193B (en) | Image method for classifying insects and insect classifying process | |
CN107977682B (en) | Lymphocyte classification method and device based on polar coordinate transformation data enhancement | |
US9064304B2 (en) | Image quality assessment of microscopy images | |
JP2010104301A (en) | Method, apparatus, and program for detecting microorganism | |
JP6318755B2 (en) | Filamentous bacteria detection apparatus and filamentous bacteria detection method | |
KR20100015628A (en) | Lumber inspection method, device and program | |
CN1746901A (en) | Computer intelligent process and processor for early lung cancer cell smear color image information | |
JP2010210318A (en) | Measuring device of dust, and estimation method of generation source | |
US20170260564A1 (en) | Method, System and Computer Program Product for Determining Microorganism Growth | |
CN108090890B (en) | Inspection device and inspection method | |
CN116754484B (en) | Nondestructive testing method for nonmetallic liner fiber winding container | |
CN104198325A (en) | Method for measuring ratio of cut stem to cut tobacco based on computer vision | |
CN104156702B (en) | Mix the automatic classifying identification method of beans | |
CN115345876A (en) | Bolt thread defect detection method based on ultrasonic image | |
CN102565044A (en) | Method for detecting pesticide residue by adopting rapid-determination card on basis of image processing | |
CN111812013A (en) | Method for optically detecting biomarkers | |
Bagui et al. | Red blood cells counting by circular Hough transform using multispectral images | |
CN113853607A (en) | System and method for monitoring bacterial growth and predicting colony biomass of colonies | |
CN107671013B (en) | Large-size material removing process based on color sorting technology |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070207 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080715 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080909 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081007 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081029 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111107 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4213142 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111107 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141107 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |