JP6344098B2 - コロニー検出システム、コロニー検出方法、及び、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、培地に培養されたコロニーを検出するコロニー検出システム等に関する。

近年、ファーストフードその他の外食産業の成長や手軽な加工食品の増加により、他人が調理した食品を食する機会が著しく増加している。その一方で、加工食材や加工食品等の食品に毒物又は微生物等の危険なものが混入すると、人体に直接影響を与えるため、加工食品を取り扱う場合には、原材料の安全性だけでなく、製造工程の衛生面を厳しく管理し、食品の生産加工の全般に渡る食品の安全性が求められている。

特に、各地で発生して問題となっている食中毒事件を発端に、食品の一層の安全性を図ることが命題となっており、食品衛生法を遵守するだけでなく、「ＨＡＣＣＰ（Ｈａｚａｒｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｉｎｔ） Ｓｙｓｔｅｍ」や「ＦＳＳＣ（Ｆｏｏｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）２２０００」を導入する企業も増加している。

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

特開２００６−３４５７５０号公報

しかしながら、検査によっては培地にコロニーが高密度に形成され、複数のコロニーが近接している場合がある。この場合、上述のような特許文献１の検出システムにあっては、コロニーの周囲で同系色に薄く発色している領域（以下、「にじみ領域」ともいう。）が接触して、近接する複数のコロニーがにじみ領域で繋がり、１つのコロニーとして検出されてしまう場合があり、コロニーを正確に検出できないことがある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、近接する複数のコロニーをにじみ領域により１つのコロニーとして誤検出してしまうことを防止することにより、コロニーを正確に検出することが可能なコロニー検出システム等を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明に係るコロニー検出システム等は、検体を載置してコロニーを培養する培地が撮像されることによって画像化された培地画像のデータを培地画像データとして取得する取得手段と、前記取得された培地画像データの培地画像を構成するピクセルの色に関する色特徴量を抽出する抽出手段と、前記抽出された各ピクセルの色特徴量に基づいて、分割処理を行う領域を構成する分割処理候補ピクセルを特定して検出する分割処理候補検出手段と、検出された前記分割処理候補ピクセルの中から、各ピクセルの前記色特徴量に基づいて、コロニーの中心画素となるコロニー中心候補画素を特定して検出するコロニー中心候補画素検出手段と、検出された前記コロニー中心候補画素を含む所定の領域をコロニーとして特定するコロニー領域特定手段と、特定された前記コロニーを含め、前記培地に培養されたコロニーを検出し、かつ、当該検出したコロニーを計数する検出手段と、を備える構成を有している。

本発明に係るコロニー検出システム等は、分割処理候補ピクセル（にじみ領域）の中からコロニー中心候補画素を検出してコロニーを検出することにより、近接する複数のコロニーがにじみ領域で繋がっていても、にじみ領域を分割することで近接したコロニーを正確に検出することができる。

本発明に係る衛生管理システムの一実施形態の構成を示す構成図である。 一実施形態の衛生管理システムに用いるフィルム型培地の一例である。 一実施形態の衛生管理システムに用いる画像読み取り装置の構成を示すブロック図である。 一実施形態の衛生管理システムに用いるサーバ装置の構成を示すブロック図である。 一実施形態のサーバ装置において実行される分割処理候補検出処理を説明するための図（その１）である。 一実施形態のサーバ装置において実行される分割処理候補検出処理を説明するための図（その２）である。 一実施形態のサーバ装置において実行されるコロニー中心候補画素検出処理及びコロニー領域特定処理を説明するための図である。 一実施形態のサーバ装置において実行されるコロニー領域特定処理を説明するための図（その１）である。 一実施形態のサーバ装置において実行されるコロニー領域特定処理を説明するための図（その２）である。 一実施形態の画像読み取り装置における培地情報登録処理の動作を示すフローチャートである。 一実施形態のサーバ装置における培地情報登録処理の動作を示すフローチャートである。 一実施形態のサーバ装置において実行されるコロニーの検出及びその係数の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、食品の製造ライン又は検査ライン（以下、「作業ライン」という。）におけるフィルム型培地を用いた衛生管理システムに対して、本発明に係るコロニー検出システム、そのプログラム、及び、コロニー検出方法を適用した場合の実施形態である。ただし、本発明は、その技術的思想を含む範囲内で以下の実施形態に限定されない。

［１］衛生管理システム
まず、図１を用いて本実施形態の衛生管理システムＳについて説明する。なお、図１は、本実施形態の衛生管理システムＳの構成を示す構成図である。

本実施形態の衛生管理システムＳは、フィルム型の培地（すなわち、フィルム型培地）６０を用いるとともに、当該フィルム型培地６０に関する情報（以下、「培地情報」という。）をデータ管理することによって、食品の製造上又は検査上の衛生状態を検査するためのシステムである。

特に、本実施形態の衛生管理システムＳは、加工中又は加工後の食品を製造する製造工程又は当該食品を検査する検査工程を有する作業ライン８０において、加工中又は加工後の食品を検体として抽出し、フィルム型培地６０で検体に含まれる一般生菌又は大腸菌等の予め特定した細菌を培養させた際の培養状況をデータ管理するシステムである。

本実施形態の衛生管理システムＳは、食品の衛生状態をデータ上で管理及び判定するために、食品の製造又は検査における作業に関する情報（以下、「作業情報」という。）と、当該抽出した検体に含まれる細菌を培養する（コロニーが形成される）前後において画像読み取り装置１０によって取得されるフィルム型培地６０の培地情報と、を対応付けてサーバ装置４０（具体的には、データベース４００）に登録することが可能な構成を有している。

具体的には、本実施形態の衛生管理システムＳは、
（１）コロニーが形成されたフィルム型培地６０を画像化した当該画像（以下、「培地画像」という。）のデータ（以下、「培地画像データ」という。）の培地画像を構成する各ピクセルの色の特徴量（以下、「色特徴量」という。）を抽出し、
（２）抽出された各ピクセルの色特徴量に基づいて、分割処理を行う領域（以下、「にじみ領域」という。）を構成する分割処理候補ピクセルを特定して検出し、
（３）にじみ領域の中から、コロニーの中心画素となるコロニー中心候補画素と、該コロニー中心候補画素を含むコロニーとを特定し、
（４）特定されたコロニーを含め、培地に培養されたコロニーの検出及びその計数を実行する、
構成を有している。

このような構成を実現するために、本実施形態の衛生管理システムＳは、図１に示すように、各フィルム型培地６０に関する培地情報を登録する際に用いる画像読み取り装置１０と、当該衛生管理システムＳを管理する管理者端末装置２０と、ネットワーク３０と、データベース４００を有し、かつ、画像読み取り装置１０又は管理者端末装置２０と連動し、培地情報の登録管理を含む各種の処理を実行するサーバ装置４０と、を有している。

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

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

また、画像読み取り装置１０は、培地情報をサーバ装置４０に送信する際には、ネットワーク３０を介してサーバ装置４０に送信する構成を有している。ただし、画像読み取り装置１０は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）、ワイヤレスＬＡＮ（ＷＬＡＮ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）又はワイヤレスＰＡＮ（ＷＰＡＮ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の近距離無線用の通信規格を用いて直接若しくはアクセスポイントを介してサーバ装置４０に送信し、又は、図示しない移動基地局を介して公衆電話回線網を用いてサーバ装置４０に送信してもよい。

そして、画像読み取り装置１０は、フィルム型培地６０の読み取り操作の他に、作業者の入力操作に基づいて、生成した画像データに所定の情報を追記することもできるようになっている。

管理者端末装置２０は、例えば、タブレット型情報端末装置、スマートフォン、パーソナルコンピュータ又はワークステーション等の情報通信端末装置である。そして、管理者端末装置２０は、管理者の識別情報（以下、「管理者ＩＤ」という。）と管理者のパスワード及び作業者の識別情報（すなわち、「作業者ＩＤ」）を管理し、サーバ装置４０へのアクセス権限の管理、画像読み取り装置１０の端末ＩＤの管理、及び、登録された培地情報の修正その他の管理を行うことができる制御装置として機能する。

また、管理者端末装置２０は、ＸＭＬ（ｅＸｔｅｎｓｉｂｌｅ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ）等のマークアップ言語によって構築されたブラウザ機能を有し、当該ブラウザ機能を用いて作業者の操作入力指示及び操作確認を実行するとともに、当該ブラウザ機能を用いてサーバ装置４０とのデータの授受、報告書の閲覧等を実行することができる構成を有している。

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

なお、管理者端末装置２０は、同一ロット内において、工程を実行する機械の故障その他によって各作業が中断した場合に、又は、作業者における培地情報の登録ミス等が発生した場合に、培地情報その他の情報を修正することができる構成を有している。

ネットワーク３０は、例えば、携帯電話網を含む公衆電話回線網（以下、「長距離通信ネットワーク」という。）、近距離無線ネットワーク等のＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワーク、又は、その双方が相互接続されて構成されている。ただし、当該ネットワーク３０の構成は、これに限られない。

サーバ装置４０は、画像読み取り装置１０又は管理者端末装置２０と連動し、ロット及び作業ライン８０の衛生管理を行うための各データ処理を実行するために用いられるサーバ装置である。

そして、サーバ装置４０は、画像読み取り装置１０と連動し、画像読み取り装置１０から送信された撮像画像データその他のデータを取得し、当該取得したデータからフィルム型培地６０におけるコロニーを検出するとともに、当該コロニー関する情報を培地情報として登録する構成を有している。

具体的には、サーバ装置４０は、
（１）撮像画像データから検体を載置してコロニーを培養する培地が撮像されることによって画像化された培地画像データを取得し、
（２）培地画像データの培地画像を構成するピクセルの色に関する色特徴量を抽出し、
（３）各ピクセルの色特徴量に基づいて、にじみ領域７３を構成する分割処理候補ピクセルを特定して検出し、
（４）分割処理候補ピクセルの中から、各ピクセルの色特徴量に基づいて、コロニーの中心画素となるコロニー中心候補画素７４を特定して検出し、
（５）コロニー中心候補画素７４を含む所定の領域をコロニーとして特定し、
（６）特定されたコロニーを含め、培地に培養されたコロニーを検出し、かつ、当該検出したコロニーを計数し、
（７）検出したコロニーに関する情報及び計数したコロニー数を培地情報としてデータベース４００に登録する、
構成を有している。

具体的には、本実施形態のサーバ装置４０は、コロニー中心候補画素７４に隣接する画素から順次隣接する画素を判定対象画素とし、判定対象画素が所定の条件を満たす場合は当該画素をコロニー中心候補画素７４を含むコロニーに含めてコロニーの領域を拡大し、所定の条件を満たさない場合は当該画素をコロニーに含めずにコロニーの領域の拡大を停止する構成を有している。

そして、本実施形態のサーバ装置４０は、上記所定の条件は、コロニー中心候補画素７４の色特徴量以下の色特徴量であり、かつ、コロニーの領域７８内にある隣接する元の画素との色特徴量の差が所定の閾値以下であるようにしている。

このような構成により、本実施形態の衛生管理システムＳにおいては、にじみ領域７３の中からコロニー中心候補画素７４を検出してコロニーを検出することにより、近接する複数のコロニーがにじみ領域７３で繋がっていても、にじみ領域７３を分割することで近接したコロニーを正確に検出し計数することができるようになっている。

また、本実施形態の衛生管理システムＳにおいては、紙媒体などの物理的な資源を利用して種々のデータ解析及びその提供を行う場合に比べて省資源化をも図ることができるとともに、培地に関する培地情報をデータベース４００に登録させることによって登録ミスが著しく減少し、難しい培地の管理を容易にすることができるので、無駄に培地を消費すること無く省資源化を図ることができるようになっている。

［２］フィルム型培地
次に、図２を用いて本実施形態のフィルム型培地６０について説明する。なお、図２は、本実施形態に用いるフィルム型培地６０の一例である。

本実施形態に用いるフィルム型培地６０は、フィルム又はシ−ト状の乾燥培地によって作業ライン８０の各工程から検出した検体としての食品に含まれる細菌を培養するための培地である。フィルム型培地６０は、例えば、一般生菌、大腸菌群及び黄色ブドウ球菌等を培養する培地などであり、その他、カビや酵母、リステリア菌、水中細菌、乳酸菌等の各種の微生物を培養する培地であってもよい。

また、フィルム型培地６０は、例えば、図２に示すように、フィルムによって形成される基材シート６１と、基材シート６１の中心を基準に当該基材シート６１上に形成される円形の枠（以下、「円形枠」という。）６２と、該枠内に設けられる細菌を培養する培養層６３と、当該培養層６３を含む基材シート上を被覆するように形成されたカバーシート６４と、基材シート６１の右側に形成され、培地の種別を示す種別ＩＤ６６と、を有している。

例えば、種別ＩＤ６６は、２次元バーコード等のバーコード又は英数字で形成されており、フィルム型培地６０の読み取り時に一緒に画像化され、バーコード認識機能又はＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）機能などの画像解析機能を用いて、管理者端末装置２０又はサーバ装置４０において取得される。

基材シート６１は、フィルム状又はシート状の基材であれば特に限定されず、例えば、プラスチックフィルムや紙等を用いることができる。プラスチックフィルムの例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート等の樹脂フィルムを好ましく挙げることができる。ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン系の合成紙等が好ましく挙げることができる。なお、ポリプロピレン系合成紙は、ポリプロピレンを主原料とするフィルム合成紙である。

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

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

本実施形態の画像読み取り装置１０は、各種のプログラムが実行される際に用いられるメモリ機能を有するデータ記憶部１００と、スキャニング機能（画像化機能）を有し、フィルム型培地６０の画像データその他の画像データを生成する画像データ生成部１１０と、サーバ装置４０と連動して培地情報をサーバ装置４０に初期登録及び培養直後を含む培養後登録する処理（以下、「培地情報登録処理」という。）その他の処理を実行するアプリケーション制御部１２０と、を備えている。

また、画像読み取り装置１０は、サーバ装置４０及び他の通信装置と通信を行うネットワーク通信部１３０と、ＡＤＦユニット１４０と、表示部１６０と、表示部１６０を制御する表示制御部１６１と、ユーザの操作を入力するための操作部１７０と、タイマー１８０と、装置全体を制御する端末管理制御部１９０と、を有している。

データ記憶部１００は、各種のアプリケーションプログラムが記憶されるアプリケーション記憶部１０１と、画像データ生成部１１０によって読み取られて生成された画像データが記憶される画像データ記憶部１０２と、画像読み取り装置１０の管理及び制御に関するプログラム、並びに、各プログラムの実行中にワークエリアとして用いられるとともに、画像読み取り装置１０で実行される各処理において用いられるデータが記憶されるＲＯＭ／ＲＡＭ１０３と、を有している。

特に、アプリケーション記憶部１０１には、画像データ生成部１１０、操作部１７０、表示制御部１６１及び画像データ記憶部１０２と連動しつつ、アプリケーション制御部１２０によって実行されるアプリケーションプログラム（以下、「アプリ」という。）が記録されている。

画像データ記憶部１０２には、画像化した撮像画像データと、各画像データを管理するための画像ＩＤと、読み取り時刻等の各画像データに対応する各種のメタデータと、が対応付けられて記憶される。なお、画像ＩＤとは、画像読み取り装置１０において適宜付与される任意の識別情報である。

画像データ生成部１１０は、光学システムと、当該光学システムから入力された光学画像を電気信号に変換するＣＣＤＩセンサ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）と、ＣＣＤＩセンサにおいて生成された電気信号に基づいて画像データを生成する生成部と、を有する。

特に、画像データ生成部１１０は、検体に発生した菌が培養される、又は、培養されたフィルム型培地６０を画像化する場合には、イメージスキャニングされたフィルム型培地６０全体を画像化し、当該フィルム型培地６０全体の画像データを撮像画像データとして生成する。

アプリケーション制御部１２０は、所定のアプリによって培地情報登録処理を実現する。特に、アプリケーション制御部１２０は、アプリケーション記憶部１０１に記憶された培地登録アプリによって画像読み取り装置１０の各部を制御するための各種制御プログラムを実行しつつ、ネットワーク通信部１３０、表示制御部１６１及び操作部１７０と連動して、又は、制御して各種の処理を実行する。

特に、アプリケーション制御部１２０は、アプリケーション記憶部１０１に記録された培地登録アプリを実行し、画像データ生成部１１０を制御して読み取ったフィルム型培地６０の撮像画像データを取得し、これらのデータに画像ＩＤを付与しつつ各データのメタデータとともに培地情報として画像データ記憶部１０２に記憶する。

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

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

なお、アプリケーション制御部１２０は、実装上、端末管理制御部１９０を構成するＣＰＵ（中央処理装置）が、アプリを実行した際の機能として実現されるものであってもよい。

ネットワーク通信部１３０は、アプリケーション制御部１２０及び端末管理制御部１９０の制御の下、ネットワーク３０に接続されるサーバ装置４０との通信回線を構築し、撮像画像データ等の種々のデータの授受を行う。

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

表示部１６０は、所定のサイズ（例えば、５インチ、Ｗ４８０×Ｈ９６０ピクセル）の画像表示領域を有し、液晶素子又はＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子のパネルによって構成され、表示制御部１６１において生成された表示データに基づいて所定の画像を表示するようになっている。特に、本実施形態では、表示部１６０は、培地登録アプリが実行されている際に、操作部１７０と連動しつつ、各種の表示及び画像化されたフィルム型培地６０との画像を表示する。

表示制御部１６１は、アプリケーション制御部１２０又は端末管理制御部１９０の制御の下、表示部１６０に所定の画像を描画させるために必要な描画データを生成し、生成した描画データを当該表示部１６０に出力するようになっている。

操作部１７０は、各種の確認ボタン、各操作指令を入力する操作ボタン、テンキー等の多数のキー及び表示部１６０上に設けられたタッチセンサにより構成され、各操作を行う際に用いられるようになっている。具体的には、操作部１７０は、培地登録アプリの起動時に上述の各種の処理を実行するための操作を行う際に用いられるようになっている。

タイマー１８０は、画像データ生成部１１０がフィルム型培地を読み取りするときの日付及び時刻をアプリケーション制御部１２０に提供する。

端末管理制御部１９０は、主に中央演算処理装置（ＣＰＵ）によって構成されるとともに、キー入力ポート、表示制御ポート等の各種入出力ポートを含み、画像読み取り装置１０の全般的な機能及び情報提供プログラムを実行するための全般的な機能を総括的に制御するようになっている。

［４］サーバ装置
［４．１］構成
次に、図４を用いて本実施形態のサーバ装置４０の構成について説明する。なお、図４は、本実施形態のサーバ装置４０の構成を示す構成図である。

本実施形態のサーバ装置４０は、図４に示すように、作業情報及び培地情報等の各種の情報が記憶されるデータベース４００と、画像読み取り装置１０及び管理者端末装置２０と通信を行う通信制御部４１０と、培地情報登録処理等の各種の処理を実行するデータ処理部４２０と、サーバ装置４０の各部を制御するサーバ管理制御部４３０と、各部の制御に用いるＲＯＭ／ＲＡＭ４４０と、時刻管理を行うために用いるタイマー４５０と、を有する。なお、上述の各部は、バス４１によって相互に接続され、各構成要素間におけるデータの転送が実行される。

通信制御部４１０は、所定のネットワークインターフェースであり、画像読み取り装置１０又は管理者端末装置２０と通信回線を構築し、画像読み取り装置１０又は管理者端末装置２０と種々のデータの授受を行う。

データベース４００は、ＨＤＤにより構成され、培地情報データベース（以下、「培地情報ＤＢ」と略す。）４０１、作業管理データベース（以下、「作業管理ＤＢ」と略す。）４０４及びプロファイル情報データベース（以下、「プロファイル情報ＤＢ」という。）４０５を有する。

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

なお、各培地情報における、コロニー情報、コロニー数及び培地判定結果としては、データ処理部４２０によって判定された結果が記憶される。また、各培地情報におけるコロニー情報、コロニー数及び培地判定は、培地情報が登録される際に登録されてもよいし、当該培地情報の登録タイミングと異なる所定のタイミングで登録されてもよい。

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

なお、これらの情報は、作業者等によって登録される。また、培養検査時刻には、単一の時刻（すなわち、検体における菌の培養を終了させる終了時刻）だけが設定されてもよいし、培養開始時刻から法定された又は所定の時間経過後、例えば、培養開始時刻から２４時間経過後、４８時間経過後又は７２時間経過後等の複数の時刻が設定されてもよい。

プロファイル情報ＤＢ４０５は、複数のプロファイル情報が格納されるデータベースである。例えば、プロファイル情報ＤＢ４０５には、各種別ＩＤに対応付けて
（１）種別ＩＤ
（２）プロファイル情報
（３）テンプレート画像のデータ（以下、「テンプレート画像データ」という。）
の３つデータが対応付けて記録される。

具体的には、プロファイル情報には、
（２Ａ）培地画像からにじみ領域７３やコロニーピクセルを検出する際の色に関する特徴量（色特徴量）の種別、
（２Ｂ）培地の種別及び検体の種別に基づく、にじみ領域７３やコロニーを検出するための検出手法及び当該検出を実行するためのパラメータ、
（２Ｃ）にじみ領域７３からコロニー中心候補画素７４を特定する際の色特徴量の閾値、
（２Ｄ）コロニー中心候補画素７４からコロニーを拡大する際の判定に用いる色特徴量の閾値、及び、
（２Ｅ）培地判定を行う際の合否における閾値
が含まれる。

データ処理部４２０は、ＲＯＭ／ＲＡＭ４４０に記録されているアプリケーションに応じて各種のデータ処理を実行する。特に、データ処理部４２０は、所定のプログラムを実行することによって、
（１）通信制御部４１０の動作管理と、
（２）撮像画像から検体を載置してコロニーを培養する培地が撮像されることによって画像化された培地画像データを取得する取得処理と、
（３）培地画像データの培地画像を構成するピクセルの色に関する色特徴量を抽出する抽出処理と、
（４）各ピクセルの色特徴量に基づいて、にじみ領域７３を構成する分割処理候補ピクセルを特定して検出する分割処理候補検出処理と、
（５）分割処理候補ピクセルの中から、各ピクセルの色特徴量に基づいて、コロニーの中心画素となるコロニー中心候補画素７４を特定して検出するコロニー中心候補画素検出処理と、
（６）コロニー中心候補画素７４を含む所定の領域をコロニーとして特定するコロニー領域特定処理と、
（７）特定されたコロニーを含め、培地に培養されたコロニーを検出し、かつ、当該検出したコロニーを計数する検出処理と、
（８）検出したコロニーに関する情報及び計数したコロニー数を培地情報としてデータベース４００に登録する培地情報登録処理と、
（９）データベース４００の管理及び制御と、
を行う。

具体的には、データ処理部４２０は、培地情報登録処理を実行する登録処理部４２１、抽出処理を実行する画像抽出処理部４２２と、及び、分割処理候補検出処理、コロニー中心候補画素検出処理、コロニー領域特定処理、検出処理を実行するコロニー検出判定部４２３を含む。

なお、例えば、本実施形態の登録処理部４２１は、本発明に係る取得手段を構成し、コロニー検出判定部４２３は、本発明に係る抽出手段、分割処理候補検出手段、コロニー中心候補画素検出手段、コロニー領域特定手段、検出手段を構成する。また、本実施形態の登録処理部４２１、画像抽出処理部４２２及びコロニー検出判定部４２３の詳細については後述する。

サーバ管理制御部４３０は、主に中央演算処理装置（ＣＰＵ）によって構成され、プログラムを実行することによって、サーバ装置４０の各部を統合制御する。具体的には、サーバ管理制御部４３０は、画像読み取り装置１０とのデータの授受に関する各種の制御を行う。

ＲＯＭ／ＲＡＭ４４０には、サーバ装置４０の駆動に必要な各種のプログラムが記録されている。また、ＲＯＭ／ＲＡＭ４４０は、各プログラムの実行中にワークエリアとして用いられる。

タイマー４５０は、培地情報の登録処理を実行する際に必要な時刻を管理するために用いられる。

［４．２］登録処理部
次に、本実施形態のサーバ装置４０における登録処理部４２１の詳細について説明する。

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

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

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

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

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

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

そこで、本実施形態においては、テンプレート画像を用いて撮像画像の中からコロニー検出に用いる画像部分（すなわち、培地画像）を的確に抽出し、抽出した画像に基づいてコロニーの検出等を行うようになっている。

具体的には、画像抽出処理部４２２は、登録処理部４２１において取得された種別ＩＤ６６に基づいて、プロファイル情報ＤＢ４０５を検索して該当するテンプレート画像データを取得することによって、複数のテンプレート画像の中から一のテンプレート画像を選択するとともに、当該選択したテンプレート画像を用いて取得した培地画像から培地の形状（具体的には培養層６３の形状）を特定する。そして、画像抽出処理部４２２は、当該特定した形状の画像を、コロニーを検出するための画像として用いるために、コロニー検出判定部４２３に提供する。

特に、画像抽出処理部４２２は、選択したテンプレート画像に基づいて、培地画像上を走査し、予め定められた条件を有する領域を、培地画像の画像部分として特定することによって、培地画像の中からコロニー検出に用いる画像部分を抽出する。

［４．４］コロニー検出判定部
次に、図５〜図９を用いて本実施形態のサーバ装置４０におけるコロニー検出判定部４２３の詳細について説明する。

なお、図５及び図６は、本実施形態の分割処理候補検出処理を説明するための図であり、図７は、本実施形態のコロニー中心候補画素検出処理及びコロニー領域特定処理を説明するための図である。また、図８及び図９は、本実施形態のコロニー領域特定処理を説明するための図である。

コロニー検出判定部４２３は、画像抽出処理部４２２から提供された培地画像の各ピクセルの色特徴量を抽出する抽出処理を実行しつつ、
（Ａ）当該抽出した各ピクセルの色特徴量に基づいて、にじみ領域７３を構成する分割処理候補ピクセルを特定して検出し、
（Ｂ）にじみ領域７３からコロニーの中心画素となるコロニー中心候補画素７４を特定して検出し、
（Ｃ）コロニー中心候補画素７４を含む所定の領域をコロニーとして特定し、
（Ｄ）培地に培養されたコロニーを検出し、かつ、当該検出したコロニーを計数し、その結果をそれぞれ登録処理部４２１に提供する。

特に、コロニー検出判定部４２３は、
（１）にじみ領域７３を構成する分割処理候補ピクセルを特定して検出する分割処理候補検出処理と、
（２）分割処理候補ピクセルの中から、各ピクセルの色特徴量に基づいて、コロニーの中心画素となるコロニー中心候補画素７４を特定して検出するコロニー中心候補画素検出処理と、
（３）コロニー中心候補画素７４を含む所定の領域をコロニーとして特定するコロニー領域特定処理と、
（４）特定されたコロニーを含め、培地に培養されたコロニーを検出し、かつ、当該検出したコロニーを計数する検出処理と、
を実行し、計数したコロニー数に基づいて培地判定を実行する。

（分割処理候補検出処理）
コロニー検出判定部４２３は、画像抽出処理部４２２において抽出された培地画像データに対して画像解析を実行して、培地画像を構成するピクセルの色に関する色特徴量を抽出し、その色特徴量に基づいて、にじみ領域７３を構成する分割処理候補ピクセルを特定して検出する。

なお、本実施形態において、にじみ領域７３とは、コロニーの成長過程にある領域であって検出すべきコロニーの色とは同一系統の色成分を有し、当該検出すべきコロニーとは発色強度が異なる（低い）領域であり、また、複数のコロニーが近接しているために、背景色から色特徴量で抽出した際に１つの大きなコロニーとして抽出されるべき領域である。

具体的には、コロニー検出判定部４２３は、色特徴量の種別が輝度又は彩度の場合であって、各ピクセルのＲＧＢの個々のチャンネルの階調値が所定閾値より大きい場合には、そのピクセルをにじみ領域７３の候補ピクセルとして検出する。例えば、コロニー検出判定部４２３は、図５（Ａ）に示すように、元画像７０の中から、にじみ領域７３の候補ピクセルの領域７１を検出する。

通常、このような候補ピクセルの領域７１に対し、図５（Ｂ）に示すように、実際にコロニーとして検出すべき部分７２が複数含まれる領域７１も存在する場合があり、このような領域７１をにじみ領域７３として検出し分割する必要がある。

そこで、本実施形態においては、図６（Ａ）に示すように、コロニー検出判定部４２３は、候補ピクセルの領域７１の全てを一旦コロニー画素として検出し（図中白抜き部分）、図６（Ｂ）に示すように、候補ピクセルが所定ピクセル数より多く隣接している場合に、それをにじみ領域７３として検出するようになっている。

なお、本実施形態において、所定ピクセル数は、例えば、ユーザが目視で処理した場合に複数のコロニーに分割できる程度の大きさであるようにすることが好ましい。例えば、図５及び図６に示すように、培地が直径５ｃｍの円形で、それを１２８０×１２８０ピクセルで読み込んだ場合で、３００ピクセルとすることができる。

（コロニー中心候補画素検出処理）
コロニー検出判定部４２３は、例えば、図７（Ａ）に示すように、にじみ領域７３内の各ピクセルの色特徴量で、周囲の色特徴量との比較で極値となるピクセルを検出し、そのピクセルをコロニー中心候補画素７４（図中、点状に示す）に設定する。

なお、図７（Ａ）では、にじみ領域７３内で３箇所のみをコロニー中心候補画素として明示しているが、それ以外にも点状の部分は全て検出されたコロニー中心候補画素７４である。また、このコロニー中心候補画素７４は、１ピクセル単独の場合や、隣接する複数のピクセルを含む場合がある。

（コロニー領域特定処理）
コロニー検出判定部４２３は、例えば、図８及び図９に示すように、コロニー中心候補画素７４から新たなコロニーの領域７８を拡大できるまで拡大するコロニー領域特定処理を実行する。

なお、図８及び図９において、○印の付された画素は新たなコロニーの領域７８に含まれると認定された画素、×印の付された画素は新たなコロニーの領域７８に含まれないと認定された画素、△印の付された画素は判定対象画素を示す。また、図８及び図９中、太破線で示す領域が、新たなコロニーの領域７８である。

まず、コロニー領域特定処理としては、コロニー検出判定部４２３は、例えば、図８（Ａ）に示すように、コロニー中心候補画素７４に隣接する各画素７５ａ〜７５ｄの１つずつを判定対象画素に設定する。なお、この時点では、新たなコロニーの領域７８はコロニー中心候補画素７４のみとなる。

そして、コロニー検出判定部４２３は、判定対象画素である各画素７５ａ〜７５ｄの１つずつに対して、コロニー中心候補画素７４の色特徴量以下の色特徴量であり、かつ、コロニーの領域７８内にある隣接する元の画素（ここではコロニー中心候補画素７４）との色特徴量の差が所定の閾値以下であるか否かを判定する。

次に、コロニー検出判定部４２３は、例えば、画素７５ａ，７５ｂ，７５ｄについては上記条件を満たすと判定した場合は、図８（Ｂ）に示すように、当該画素７５ａ，７５ｂ，７５ｄはコロニー中心候補画素７４とともに新たなコロニーを構成するものとして、コロニー中心候補画素７４と結合して、新たなコロニーの領域７８に含まれるものと認定する。また、コロニー検出判定部４２３が、例えば、画素７５ｃについては上記条件を満たさないと判定した場合は、当該画素７５ｃは異なるコロニーに含まれる画素であるとして、コロニー中心候補画素７４とは結合しないものと認定する。

このとき、コロニー検出判定部４２３は、新たなコロニーの領域７８に含まれる画素であって、まだ隣接する画素に対して当該コロニーの領域７８に含まれるか否かの判断をしていないものについて、判断を実行する。例えば、図８（Ｃ）に示すように、コロニー検出判定部４２３は、まだ隣接する画素に対して当該コロニーの領域７８に含まれるか否かの判断をしていない画素７５ａに隣接する各画素７６ａ〜７６ｃの１つずつを判定対象画素に設定する。

そして、コロニー検出判定部４２３は、判定対象画素である各画素７６ａ〜７６ｃの１つずつに対して、コロニー中心候補画素７４の色特徴量以下の色特徴量であり、かつ、コロニーの領域７８内にある隣接する元の画素（ここでは画素７５ａ）との色特徴量の差が所定の閾値以下であるか否かを判定する。

また、コロニー検出判定部４２３が、例えば、画素７６ａ〜７６ｃについて上記条件を満たすと判定した場合は、図９（Ａ）に示すように、当該画素７６ａ〜７６ｃはコロニー中心候補画素７４とともに新たなコロニーを構成するものとして、画素７５ａと結合して、新たなコロニーの領域７８に含まれるものと認定する。

次に、コロニー検出判定部４２３は、新たなコロニーの領域７８に含まれる画素であって、まだ隣接する画素に対して当該コロニーの領域７８に含まれるか否かの判断をしていないものについて、判断を実行する。例えば、図９（Ｂ）に示すように、コロニー検出判定部４２３は、まだ隣接する画素に対して当該コロニーの領域７８に含まれるか否かの判断をしていない画素７５ｂに隣接する各画素７７ａ，７７ｂの１つずつを判定対象画素とする。

なお、画素７５ｂには画素７６ｂも隣接するが、画素７６ｂは既にコロニーの領域７８に含まれるか否かの判断をしているので、判定対象画素には含めないようにする。

そして、コロニー検出判定部４２３は、判定対象画素である各画素７７ａ，７７ｂの１つずつに対して、コロニー中心候補画素７４の色特徴量以下の色特徴量であり、かつ、コロニーの領域７８内にある隣接する元の画素（ここでは画素７５ｂ）との色特徴量の差が所定の閾値以下であるか否かを判定する。

また、コロニー検出判定部４２３が、例えば、画素７７ａについては上記条件を満たすと判定した場合は、図９（Ｃ）に示すように、当該画素７７ａはコロニー中心候補画素７４とともに新たなコロニーを構成するものとして、画素７５ｂと結合して、新たなコロニーの領域７８に含まれるものと認定する。そして、コロニー検出判定部４２３が、例えば、画素７７ｂについては上記条件を満たさないと判定した場合は、当該画素７７ｂは異なるコロニーに含まれる画素であるとして、コロニー中心候補画素７４とは結合しないものと認定する。

次に、コロニー検出判定部４２３は、新たなコロニーの領域７８に含まれる画素であって、まだ隣接する画素に対して当該コロニーの領域７８に含まれるか否かの判断をしていないものについて、判断を実行する。なお、画素７５ｃは当該コロニーの領域７８に含まれていないので、コロニー検出判定部４２３は、画素７５ｃに隣接する画素について判断は行わず、画素７５ｄに隣接する未判断の各画素を判定対象画素と設定する。

このように、コロニー検出判定部４２３は、上記の判定及び処理を進めることにより、図７（Ｂ）に示すように、コロニー中心候補画素７４を中心とする各コロニーの領域７８を徐々に拡大し、当該拡大により、隣り合う他のコロニーと連結する場合には、１のコロニー領域として設定する。

なお、図７（Ｂ）では、にじみ領域７３内で３箇所のみをコロニーの領域７８と明示しているが、それ以外にもコロニー中心候補画素７４を中心に拡大した部分は全て拡大中のコロニーの領域７８である。

また、コロニー検出判定部４２３は、コロニーの領域７８に隣接する画素について当該コロニーの領域７８に含まれるか否かの判定を行い、全ての画素がコロニー中心候補画素７４とは結合しないものと判断した場合に、当該コロニーの領域７８を確定する。そして、図７（Ｃ）に示すように、コロニー検出判定部４２３は、全てのコロニーについて各コロニーの領域７８が確定したと判断した場合は、コロニー領域特定処理を終了し、最終的な分割後の新たなコロニーの領域７８と設定する。

（検出処理）
コロニー検出判定部４２３は、最終的な分割後のコロニーの領域７８を特定した後、再度、培地画像の全体からコロニーを検出する。特徴量の種別が輝度又は彩度の場合には、各ピクセルのＲＧＢにおける個々のチャンネルの階調値に基づいて、コロニーピクセルを検出し、検出したコロニーピクセルに基づいてコロニー候補を特定しつつ、当該特定したコロニー候補の中からコロニーを検出してその数を計数する。

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

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

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

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

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

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

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

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

一方、本実施形態のコロニー検出判定部４２３は、コロニー検出処理によって計数されたコロニー数に基づいて、培地判定を実行する。特に、コロニー検出判定部４２３は、培地判定処理としては、コロニー検出処理において取得したプロファイル情報に基づいて、予め設定された閾値と検出したコロニー数を比較しつつ、当該検出したコロニー数が閾値以上の場合には、異常と判定し、また、当該閾値より小さい場合には、正常であると判定し、各フィルム型培地６０の検体が異常であるか正常であるかの培地判定（すなわち、検体の合否判定）を実行する。

［５］衛生管理システムの動作処理
［５．１］培地情報登録処理（画像読み取り装置）
次に、図１０を用いて本実施形態の画像読み取り装置１０におけるフィルム型培地６０の培地情報登録処理の動作について説明する。なお、図１０は、本実施形態の画像読み取り装置１０における培地情報の登録処理動作を示すフローチャートである。

本動作においては、プロファイル情報ＤＢ４０５には、種別ＩＤに基づいて複数のプロファイル情報、テンプレート画像データ及び配置構造情報が予め記憶されているものとする。

また、本動作においては、登録すべき複数のフィルム型培地６０は、例えば、ＡＤＦユニット１４０の所定の場所に既に載置されているものとし、各フィルム型培地６０におけるコロニー数の検出は、培地情報のデータベース４００への登録時に実行されるものとする。

なお、本動作においては、画像読み取り装置１０においては撮像画像を読み取りするためのＲＧＢの階調値又は輝度値に対するキャリブレーションが実行されているものとする。

まず、画像読み取り装置１０において、アプリケーション制御部１２０は、操作部１７０を介して培地登録アプリの起動指示を検出すると（ステップＳ１０１）、アプリケーション記憶部１０１から培地登録アプリを読み出して起動する（ステップＳ１０２）。このとき、アプリケーション制御部１２０は、表示制御部１６１と連動して表示部１６０に登録すべき複数のフィルム型培地６０がＡＤＦユニット１４０に既に載置されているかを確認するための表示を実行するとともに、端末管理制御部１９０の制御下、ワークメモリの初期化その他の必要な処理を実行する。

次いで、アプリケーション制御部１２０は、各フィルム型培地６０の読み取り開始を促す画面（以下、「読み取り開始確認画面」ともいう。）を表示部１６０に表示させるとともに、操作部１７０と連動し、画像データ生成部１１０による読み取りを待機する（ステップＳ１０６）。

次いで、アプリケーション制御部１２０は、画像データ生成部１１０、表示制御部１６１と連動しつつ、操作部１７０によるフィルム型培地６０の読み取り開始を検出すると（ステップＳ１０７）、ＡＤＦユニット１４０を制御して当該ＡＤＦユニット１４０にセットされた複数のフィルム型培地６０を順次スキャニング領域に移動させるとともに、画像データ生成部１１０は、複数のフィルム型培地６０をスキャニングして画像化し、生成した各撮像画像データを画像データ記憶部１０２に所定の画像ＩＤを付与しつつ記憶する（ステップＳ１０８）。

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

次いで、アプリケーション制御部１２０は、タイマー１８０より、現在時刻を各フィルム型培地６０における撮像画像データの読み取り時刻として取得し、当該各撮像画像データに対応付けてメタデータとして画像データ記憶部１０２に記憶する（ステップＳ１０９）。

次いで、アプリケーション制御部１２０は、作業者の指示に基づいて、各撮像画像データとそのメタデータを一の培地情報として、ネットワーク通信部１３０を介してサーバ装置４０に送信し（ステップＳ１１８）、画像読み取り装置１０の培地情報登録処理を終了する。

なお、このとき、ネットワーク通信部１３０は、培地情報を送信する際に、端末ＩＤや入力されたＩＤ及びパスワードに基づいてサーバ装置４０へのアクセスをするためのログインを実行し、ログイン完了後にサーバ装置４０との通信回線を確立し、培地情報を送信する。

［５．２］培地情報登録処理（サーバ装置）
次に、図１１を用いて本実施形態のサーバ装置４０におけるフィルム型培地６０の培地情報登録処理の動作について説明する。なお、図１１は、本実施形態のサーバ装置４０における培地情報の登録処理動作を示すフローチャートである。

本動作は、画像読み取り装置１０によって実行された培地情報登録処理と連動して実行される処理であり、サーバ装置４０は、画像読み取り装置１０から送信された各フィルム型培地６０の個々の撮像画像データ毎に該当する情報を培地情報として培地情報ＤＢ４０１に登録するための処理である。

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

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

次いで、登録処理部４２１は、培地情報に含まれる読み取り時刻に基づいて撮像画像データにおける培地情報を登録する際の培養検査時刻を特定する（ステップＳ３０５）。なお、このとき、登録処理部４２１は、画像読み取り装置１０と連動して各撮像画像データにおける培地情報を登録する培養検査時刻を指定させて登録してもよいし、受信した培地情報に含まれる読み取り時刻を当該培養検査時刻としてそのまま登録してもよい。

次いで、画像抽出処理部４２２は、登録処理部４２１によって特定された種別ＩＤ６６に基づいて、プロファイル情報ＤＢ４０５を検索し、テンプレート画像データ及び配置構造情報を取得するとともに（ステップＳ３０６）、提供されたテンプレート画像及び配置構造情報に基づいて、撮像画像から培地画像を抽出する培地画像抽出処理を実行し、当該抽出した培地画像をコロニー検出判定部４２３に提供する（ステップＳ３０７）。

ここでの培地画像抽出処理の手順の一例を以下に示す。まず、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像データ及び配置構造情報を取得し、配置構造情報に基づいて、培地画像が形成されていると想定される探索領域を決定する探索領域決定処理を実行する。

そして、画像抽出処理部４２２は、取得したテンプレート画像に基づいて、決定した探索領域の右上から順に合成画像を生成するための走査を開始する。また、画像抽出処理部４２２は、該当する探索領域の部分にテンプレート画像を重畳し、当該合成画像を生成し、当該合成画像における色特徴量を算出する。

また、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像に基づく探索領域の走査が終了したか否かを判定する。ここで、画像抽出処理部４２２は、テンプレート画像に基づく探索領域の走査が終了していないと判定した場合には、上述した探索領域の部分にテンプレート画像を重畳する処理に戻り、当該終了していると判定した場合には、次の処理に移行する。

さらに、画像抽出処理部４２２は、全ての合成画像における色特徴量について予め定められた条件を有する合成画像を決定するとともに、当該決定した合成画像が形成されている領域を培地画像の部分であると特定し、培地画像抽出処理を終了させる。

次いで、培地画像抽出処理の終了後、コロニー検出判定部４２３は、登録処理部４２１によって特定された種別ＩＤ６６に基づいて、プロファイル情報ＤＢ４０５を検索し、該当するプロファイル情報を取得し（ステップＳ３０８）、取得したプロファイル情報及び画像抽出処理部４２２において抽出された培地画像に基づいて、当該培地画像の各ピクセルの色特徴量（輝度値）を抽出する（ステップＳ３１０）。

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

次いで、コロニー検出判定部４２３は、提供されたプロファイル情報に基づいて、培地判定（合否判定）を実行する（ステップＳ３２２）。なお、コロニー検出判定部４２３は、ステップＳ３２１及びステップＳ３２２の処理においては、画像読み取り装置１０と連動し、検出したコロニー数及び合否判定の結果を当該画像読み取り装置１０の表示部１６０に表示させ、ユーザに閲覧及び確認させるようにしてもよい。

また、コロニー検出判定部４２３は、ステップＳ３２２の処理の培地判定においては、所定の条件を具備する場合には、合格（正常）と判定し、所定の条件を不具備な場合には、不合格（異常）と判定する。

次いで、登録処理部４２１は、撮像画像データ、培地画像データ、種別ＩＤ６６、培地ＩＤ、判定された合否、検出されたコロニー数及び培地情報に含まれる読み取り時刻を培養開始時刻とした培養開始時刻情報を培地情報ＤＢ４０１に登録し（ステップＳ３２３）、本動作を終了する。

なお、登録処理部４２１は、ライン情報及び登録すべき情報を画像読み取り装置１０の表示部１６０に表示させ、当該画像読み取り装置１０を介して入力されたユーザ指示に基づいて、培地情報等の登録をするようにしてもよい。

また、上述の動作は、画像読み取り装置１０によって培地情報を取得した際に実行しているが、画像読み取り装置１０によって取得した培地情報が培地情報ＤＢ４０１に記録され、その後に実行されてもよい。

［５．３］コロニーの検出及びその係数（サーバ装置）
次に、図１２を用いて本実施形態のサーバ装置４０において実行されるコロニーの検出及びその係数の動作について説明する。なお、図１２は、本実施形態のサーバ装置４０において実行されるコロニーの検出及びその係数の動作を示すフローチャートである。また、本動作は、サーバ装置４０においてステップＳ３２１の処理において実行される処理である。

まず、コロニー検出判定部４２３は、培地画像の各ピクセルの色特徴量（輝度値）を取得すると（ステップＳ３１０）、にじみ領域７３を構成する分割処理候補ピクセルを特定して検出する分割処理候補検出処理を実行する（ステップＳ５０１）。

次いで、コロニー検出判定部４２３は、検出した分割処理候補ピクセルの中から、各ピクセルの色特徴量に基づいて、コロニーの中心画素となるコロニー中心候補画素７４を特定して検出するコロニー中心候補画素検出処理を実行する（ステップＳ５０２）。

次いで、コロニー検出判定部４２３は、各コロニー中心候補画素７４に対して、コロニー中心候補画素７４を含む所定の領域７８をコロニーとして特定するコロニー領域特定処理を実行する（ステップＳ５０３）。

次いで、コロニー検出判定部４２３は、特定されたコロニーを含め、培地に培養されたコロニーを検出し、かつ、当該検出したコロニーを計数する検出処理を実行し（ステップＳ５０４）、本動作を終了させる。

以上、本実施形態の衛生管理システムＳにおいては、培地画像を正確に抽出することができるので、的確にコロニーの検出及びその計数を実行することができるとともに、的確に検出されたコロニー及びその数に関する情報を含む培地情報をデータベースに登録することができる。

［６］変形例
［６．１］変形例１
本実施形態において、イメージスキャナ等の画像読み取り装置１０単体を用いて培地情報の登録処理を実行している点に代えて、デジタルカメラ、スマートフォン又は携帯用電話機などの撮像機能付き携帯用通信端末装置を用いて、各培地を撮像し、撮像画像データを生成するようにしてもよい。

［６．２］変形例２
本実施形態において、イメージスキャナ等の画像読み取り装置１０単体を用いて培地情報の登録処理を実行している点に代えて、ラップトップ型又はデスクトップ型のパーソナルコンピュータ及びイメージスキャナの画像読み取り装置、又は、パーソナルコンピュータ及びタブレット型情報端末装置、デジタルカメラ若しくはスマートフォン等の画像入力装置と、によって当該培地情報の登録処理を実現してもよい。

この場合には、パーソナルコンピュータと画像入力装置とを所定の通信規格によって接続し、パーソナルコンピュータと画像入力装置とを一体的に用いて当該培地情報の登録処理を実現してもよいし、メモリカードその他の物理的なメモリに画像入力装置によって先に取得した撮像画像データを記憶させ、当該記憶させた各画像データをパーソナルコンピュータによって取り込みつつ、当該培地情報の登録処理を実現してもよい。

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

［６．３］変形例３
本実施形態においては、画像読み取り装置１０、管理者端末装置２０、サーバ装置４０が同一敷地内で設置又は使用されてもよいし、それぞれが国外などの遠隔地に設置され、又は、遠隔地にて使用されて上述の各処理が実行されてもよい。

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

［６．４］変形例４
本実施形態のコロニー検出判定部４２３は、プロファイル情報に基づいて、コロニーピクセルを特定するための色特徴量、検査手法とそのパラメータ及び閾値などを決定しているが、最初のコロニー検出判定処理において、コロニーが検出されなかったなどの所定の条件の下に、さらにコロニーピクセルやコロニーそのものを検出するための感度を高めて再度コロニー検出を実行する再検出処理を追加するようにしてもよい。

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

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

［６．５］変形例５
本実施形態においては、フィルム型培地６０を用いて当該フィルム型培地６０に培養された検体における培地情報の登録を実行しているが、寒天培地を用いて当該寒天培地に培養された菌及びその検体における培地情報の登録を実行してもよい。

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

Ｓ … 衛生管理システム
１０ … 画像読み取り装置
２０ … 管理者端末装置
３０ … ネットワーク
４０ … サーバ装置
６０ … フィルム型培地
７３ … にじみ領域（分割処理を行う領域）
７４ … コロニー中心候補画素
７５、７６、７７ … 判定対象画素
７８ … コロニーの領域
８０ … 作業ライン
１００ … データ記憶部
１０１ … アプリケーション記憶部
１０２ … 画像データ記憶部
１１０ … 画像データ生成部
１２０ … アプリケーション制御部
１３０ … ネットワーク通信部
１４０ … ＡＤＦユニット
１６０ … 表示部
１７０ … 操作部
１８０ … タイマー
１９０ … 端末管理制御部
４００ … データベース
４０１ … 培地情報ＤＢ
４０４ … 作業管理ＤＢ
４０５ … プロファイル情報ＤＢ
４１０ … 通信制御部
４２０ … データ処理部
４２１ … 登録処理部
４２２ … 画像抽出処理部
４２３ … コロニー検出判定部
４３０ … サーバ管理制御部

Claims (6)

1. 検体を載置してコロニーを培養する培地が撮像されることによって画像化された培地画像のデータを培地画像データとして取得する取得手段と、
   前記取得された培地画像データの培地画像を構成するピクセルの色に関する色特徴量を抽出する抽出手段と、
   前記抽出された各ピクセルの色特徴量に基づいて、分割処理を行う領域を構成する分割処理候補ピクセルを特定して検出する分割処理候補検出手段と、
   検出された前記分割処理候補ピクセルの中から、各ピクセルの前記色特徴量に基づいて、コロニーの中心画素となるコロニー中心候補画素を特定して検出するコロニー中心候補画素検出手段と、
   検出された前記コロニー中心候補画素を含む所定の領域をコロニーとして特定するコロニー領域特定手段と、
   特定された前記コロニーを含め、前記培地に培養されたコロニーを検出する検出手段と、
   を備えることを特徴とするコロニー検出システム。
2. 請求項１に記載のコロニー検出システムにおいて、
   前記コロニー領域特定手段は、前記コロニー中心候補画素に隣接する画素から順次隣接する画素を判定対象画素とし、前記判定対象画素が所定の条件を満たす場合は当該画素を前記コロニー中心候補画素を含むコロニーに含めて前記コロニーの領域を拡大し、前記所定の条件を満たさない場合は当該画素を前記コロニーに含めずに前記コロニーの領域の拡大を停止する、コロニー検出システム。
3. 請求項２に記載のコロニー検出システムにおいて、
   前記所定の条件は、前記コロニー中心候補画素の前記色特徴量以下の色特徴量であり、かつ、前記コロニーの領域内にある隣接する元の画素との前記色特徴量の差が所定の閾値以下である、コロニー検出システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のコロニー検出システムにおいて、
   前記検出されたコロニーに関する情報を培地情報としてデータベースに登録する登録手段を更に備える、コロニー検出システム。
5. コンピュータを、
   検体を載置してコロニーを培養する培地が撮像されることによって画像化された培地画像のデータを培地画像データとして取得する取得手段、
   前記取得された培地画像データの培地画像を構成するピクセルの色に関する色特徴量を抽出する抽出手段、
   前記抽出された各ピクセルの色特徴量に基づいて、分割処理を行う領域を構成する分割処理候補ピクセルを特定して検出する分割処理候補検出手段、
   検出された前記分割処理候補ピクセルの中から、各ピクセルの前記色特徴量に基づいて、コロニーの中心画素となるコロニー中心候補画素を特定して検出するコロニー中心候補画素検出手段、
   検出された前記コロニー中心候補画素を含む所定の領域をコロニーとして特定するコロニー領域特定手段、及び
   特定された前記コロニーを含め、前記培地に培養されたコロニーを検出する検出手段、
   として機能することを特徴とするプログラム。
6. 検体を載置してコロニーを培養する培地が撮像されることによって画像化された培地画像のデータを培地画像データとして取得する取得工程と、
   前記取得された培地画像データの培地画像を構成するピクセルの色に関する色特徴量を抽出する抽出工程と、
   前記抽出された各ピクセルの色特徴量に基づいて、分割処理を行う領域を構成する分割処理候補ピクセルを特定して検出する分割処理候補検出工程と、
   検出された前記分割処理候補ピクセルの中から、各ピクセルの前記色特徴量に基づいて、コロニーの中心画素となるコロニー中心候補画素を特定して検出するコロニー中心候補画素検出工程と、
   検出された前記コロニー中心候補画素を含む所定の領域をコロニーとして特定するコロニー領域特定工程と、
   特定された前記コロニーを含め、前記培地に培養されたコロニーを検出する検出工程と、
   を含むことを特徴とするコロニー検出方法。