(57)【要約】【課題】コロニーの計数精度の低下を抑制すること。【解決手段】サーバ装置１０は、細菌コロニーが含まれた１のシャーレを撮影したシャーレ画像であって、培養開始からの経過時間を示す情報と対応づけられているシャーレ画像を、異なる撮影タイミングについてそれぞれ受信する。さらに、サーバ装置１０は、それぞれ受信することで得られる、１のシャーレに対する複数のシャーレ画像のそれぞれについて、コロニーの数を計数する。さらに、サーバ装置１０は、経過時間を示す情報が後の第二のシャーレ画像よりも、経過時間を示す情報が前である第１のシャーレ画像の方が、計数されたコロニーの数が多い場合に、該第一のシャーレ画像から計数されたコロニーの数を出力する。【選択図】図２
2015171334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細菌コロニーが含まれた１のシャーレを撮影したシャーレ画像であって、培養開始からの経過時間を示す情報と対応づけられているシャーレ画像を、異なる撮影タイミングについてそれぞれ受信し、
それぞれ受信することで得られる、前記１のシャーレに対する複数のシャーレ画像のそれぞれについて、コロニーの数を計数し、
前記経過時間を示す情報が後の第二のシャーレ画像よりも、前記経過時間を示す情報が前である第１のシャーレ画像の方が、計数されたコロニーの数が多い場合に、該第一のシャーレ画像から計数されたコロニーの数を出力する
ことを特徴とするコンピュータにより実行されるコロニー計数方法。
【請求項２】
前記出力する処理は、前記１のシャーレに対する複数のシャーレ画像のそれぞれについて、コロニーの数を計数した結果の中で、最大の数を出力することを特徴とする請求項１に記載のコロニー計数方法。
【請求項３】
前記計数する処理は、前記複数のシャーレ画像のそれぞれについて、同一のパターンで領域を分割し、分割後の各領域ごとにコロニーの数を計数し、
前記出力する処理は、前記１のシャーレに対する複数のシャーレ画像の同一の領域のそれぞれについて、コロニーの数を計数した結果の中で、最大の数を選択し、各領域についてそれぞれ選択されたコロニーの数の合算値を出力することを特徴とする請求項１または２に記載のコロニー計数方法。
【請求項４】
細菌の培養状況を撮像した第１の撮像画像と、該第１の撮像画像の撮像タイミングよりも後の前記細菌の培養状況を撮像した第２の撮像画像とのそれぞれについて画像解析を行って、前記第１の撮像画像の一部の領域における細菌コロニーの計数値が、前記第２の撮像画像の対応する領域における細菌コロニーの計数値よりも大きいことを検出した場合に、前記第２の撮像画像の対応する領域における細菌コロニーの結合の発生を検出する、
ことを特徴とする細菌コロニーの結合の発生検出方法。
【請求項５】
前記一部の領域は、複数の領域分割パターンの中から選択された１つの領域分割パターンにより分割して得られる１つの領域である、ことを特徴とする請求項４記載の細菌コロニーの結合の発生検出方法。
【請求項６】
細菌の培養状況を撮像した第１の撮像画像と、該第１の撮像画像の撮像タイミングよりも後の前記細菌の培養状況を撮像した第２の撮像画像とのそれぞれについて画像解析を行って、前記第１の撮像画像の一部の領域における細菌コロニーの計数値が、前記第２の撮像画像の対応する領域における細菌コロニーの計数値よりも大きいことを検出した場合に、前記第２の撮像画像の対応する領域について、前記第１の撮像画像の一部の領域における細菌コロニーの計数値を適用し、前記第２の撮像画像のうち、前記対応する領域とは異なる他の領域について、前記第２の撮像画像の該他の領域における細菌コロニーの計数値を適用して、細菌コロニーの総数を計数する、
ことを特徴とする細菌コロニーの計数方法。
【請求項７】
前記一部の領域は、複数の領域分割パターンの中から選択された１つの領域分割パターンにより分割して得られる１つの領域である、ことを特徴とする請求項６記載の細菌コロニーの計数方法。
【請求項８】
細菌コロニーが含まれた１のシャーレを撮影したシャーレ画像であって、培養開始からの経過時間を示す情報と対応づけられているシャーレ画像を、異なる撮影タイミングについてそれぞれ受信し、
それぞれ受信することで得られる、前記１のシャーレに対する複数のシャーレ画像のそれぞれについて、コロニーの数を計数し、
前記経過時間を示す情報が後の第二のシャーレ画像よりも、前記経過時間を示す情報が前である第１のシャーレ画像の方が、計数されたコロニーの数が多い場合に、該第一のシャーレ画像から計数されたコロニーの数を出力する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とするコロニー計数プログラム。
【請求項９】
細菌コロニーが含まれた１のシャーレを撮影したシャーレ画像であって、培養開始からの経過時間を示す情報と対応づけられているシャーレ画像を、異なる撮影タイミングについてそれぞれ受信する受信部と、
それぞれ受信することで得られる、前記１のシャーレに対する複数のシャーレ画像のそれぞれについて、コロニーの数を計数する計数部と、
前記経過時間を示す情報が後の第二のシャーレ画像よりも、前記経過時間を示す情報が前である第１のシャーレ画像の方が、計数されたコロニーの数が多い場合に、該第一のシャーレ画像から計数されたコロニーの数を出力する出力部と
を有することを特徴とするコロニー計数装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コロニー計数方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品の製造施設等では、菌類の混入を検査する衛生検査が行われる。例えば、食品の一部が採取された検体をシャーレ上に準備された培地に塗抹または混釈し、シャーレ上で検体に含まれる細菌を適温に保った上で所定の期間にわたって培養する。その後、培養によってシャーレ上に形成されたコロニーを計数することで衛生検査が実施される。
【０００３】
かかる衛生検査を支援する技術の一例として、シャーレ上に培養されたコロニーを撮像することによって得られた画像からコロニーを計数する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２１９６０号公報
【特許文献２】特開２００３−８５５３３号公報
【特許文献３】国際公開第２０１１／０１６１８９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の技術では、次に説明するように、コロニーの計数精度が低下するのを抑制できないことがある。
【０００６】
すなわち、シャーレ上で細菌が繁殖することによってコロニーが発生すると、時間経過にしたがってコロニーのサイズは成長する。このとき、シャーレ上のある箇所で複数のコロニーが密集して発生した場合には、コロニーの成長に伴って複数のコロニーが１つのコロニーへ結合する場合がある。この場合、結合後のコロニーは、必ずしも画像上で複数のコロニーとして分離して検出できるとは限らない。それ故、コロニーの結合が原因となってコロニーの計数精度が低下してしまう場合がある。
【０００７】
１つの側面では、本発明は、コロニーの計数精度の低下を抑制できるコロニー計数方法、細菌コロニーの結合の発生検出方法、細菌コロニーの計数方法、コロニー計数プログラム及びコロニー計数装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様のコロニー計数方法は、コンピュータにより実行される。前記コロニー計数方法は、細菌コロニーが含まれた１のシャーレを撮影したシャーレ画像であって、培養開始からの経過時間を示す情報と対応づけられているシャーレ画像を、異なる撮影タイミングについてそれぞれ受信する。さらに、前記コロニー計数方法は、それぞれ受信することで得られる、前記１のシャーレに対する複数のシャーレ画像のそれぞれについて、コロニーの数を計数する。さらに、前記コロニー計数方法は、前記経過時間を示す情報が後の第二のシャーレ画像よりも、前記経過時間を示す情報が前である第１のシャーレ画像の方が、計数されたコロニーの数が多い場合に、該第一のシャーレ画像から計数されたコロニーの数を出力する。
【発明の効果】
【０００９】
コロニーの計数精度の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例１に係るコロニー計数システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、実施例１に係るサーバ装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、分割方法の一例を示す図である。
【図４】図４は、一連のシャーレ画像の遷移例を示す図である。
【図５】図５は、計数データの一例を示す図である。
【図６】図６は、実施例１に係る計数処理の手順を示すフローチャート（１）である。
【図７】図７は、実施例１に係る計数処理の手順を示すフローチャート（２）である。
【図８】図８は、実施例２に係る計数処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、計数データの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、領域の分割数の決定方法の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、時間の分割数の決定方法の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、シャーレ画像の遷移例を示す図である。
【図１３】図１３は、コロニー位置の座標情報の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、コロニー位置の座標情報の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施例１及び実施例２に係るコロニー計数プログラムを実行するコンピュータの一例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して本願に係るコロニー計数方法、細菌コロニーの結合の発生検出方法、細菌コロニーの計数方法、コロニー計数プログラム及びコロニー計数装置について説明する。なお、この実施例は開示の技術を限定するものではない。そして、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【実施例１】
【００１２】
［システム構成］
図１は、実施例１に係るコロニー計数システムの構成を示す図である。図１に示すコロニー計数システム１は、工場や営業所などの拠点３Ａ〜３Ｎが出荷する食品の検体から細菌コロニーの培養を行ったシャーレが撮影されたシャーレ画像内のコロニーを計数するコロニー計数サービスを提供するものである。なお、ここでは、撮像画像の一例として、シャーレ画像を例示するが、画像に細菌コロニーが含まれていればよく、細菌コロニーが存在する環境であればシャーレが撮像されずともよい。
【００１３】
図１に示すように、コロニー計数システム１には、サーバ装置１０と、クライアント端末３０Ａ〜３０Ｎと、インキュベータ３１Ａ〜３１Ｎとが収容される。図１には、３つのクライアント端末と３つのインキュベータをそれぞれ図示したが、システムに収容される各装置の数は図示の構成に限定されない。すなわち、コロニー計数システム１は、任意の数のクライアント端末やインキュベータを収容できる。
【００１４】
以下では、拠点３Ａ〜３Ｎの各拠点、クライアント端末３０Ａ〜３０Ｎの各装置、インキュベータ３１Ａ〜３１Ｎの各インキュベータを総称する場合には、「拠点３」、「クライアント端末３０」、「インキュベータ３１」と記載する場合がある。また、以下では、各インキュベータ３１に搭載されるカメラ３２Ａ〜３２Ｎの各カメラについても総称を行う場合には、「カメラ３２」と記載する場合がある。
【００１５】
これらサーバ装置１０及びクライアント端末３０の間は、ネットワーク５を介して相互に通信可能に接続される。かかるネットワーク５には、有線または無線を問わず、インターネット（Internet）、ＬＡＮ（Local  Area  Network）やＶＰＮ（Virtual  Private  Network）などの任意の種類の通信網を採用できる。
【００１６】
このうち、サーバ装置１０は、上記のコロニー計数サービスをクライアント端末３０に提供するコンピュータである。一実施形態としては、サーバ装置１０は、コロニー計数サービスを実現するＷｅｂサーバとして実装することとしてもよいし、また、コロニー計数サービスをアウトソーシングにより提供するクラウドとして実装することもできる。他の実施形態としては、パッケージソフトウェアやオンラインソフトウェアとして提供されるコロニー計数プログラムを所望のコンピュータにプリインストール又はインストールさせることによっても実装できる。これらのうちいずれの形態で実装される場合においても、必ずしもクライアント端末３０の外部装置として実装されずともよく、クライアント端末３０をコロニー計数サービスに関する実行主体とすることもできる。
【００１７】
クライアント端末３０は、上記のコロニー計数サービスの提供を受けるコンピュータである。一実施形態として、クライアント端末３０には、パーソナルコンピュータを採用できる。このような固定端末の他、スマートフォンを始め、携帯電話機、ＰＨＳ（Personal  Handyphone  System）などの移動体通信端末、さらには、ＰＤＡ（Personal  Digital  Assistants）などのスレート端末やタブレット端末などを採用することもできる。
【００１８】
上記のクライアント端末３０は、一例として、拠点３の検査部門の関係者によって使用される。かかる検査員は、一例として、衛生検査の対象とする食品からその一部を検体として採取し、次のような手順でシャーレに細菌のコロニーを培養する。具体的には、衛生検査では、検査員によって食品の一部が検体として採取されるとともに、採取された検体に検体の識別情報、例えば検体ごとに採番される検体番号が付与される。次いで、検査員は、一般生菌、大腸菌や黄色ブドウ球菌などの各種の検査項目にあわせて、検体を、例えば混釈法の場合、溶解させた培地とともにシャーレに入れる。このとき、同一の検体が同一段階で希釈された複数のシャーレを作成することもできる。その上で、検査員は、検査項目に合わせた所定の期間、例えば一般生菌であれば４８時間程度にわたってインキュベータ３１、いわゆる恒温器あるいは恒温室でシャーレを保温することによってシャーレ内の菌を培養する。なお、食品から採取される検体は、再検査に備えてその一部を冷凍で保存しておくこともできる。
【００１９】
上記のインキュベータ３１で細菌コロニーが培養されるシャーレは、その培養過程がインキュベータ３１に搭載のカメラ３２によって撮像される。このようにインキュベータ３１にカメラ３２を搭載するのは、細菌コロニーの培養を開始してから時間経過にしたがって変化する培養過程を撮影するためである。このことから、１つのシャーレは、培養が開始されてから経過する時間上の異なる時点で複数回にわたって撮像される。なお、以下では、１つのシャーレが複数回にわたって撮像されるタイミングの各々のことを「撮像タイミング」と記載するとともに、シャーレが撮像される時刻のことを「撮像時刻」と記載する場合がある。かかる撮像時刻は、経過時間を示す情報の一例である。
【００２０】
例えば、カメラ３２は、インキュベータ３１に保管されるシャーレの培養面を撮影可能な位置に付設または内蔵される。このとき、カメラ３２に複数のシャーレを撮像させる場合、複数のカメラを設置することによって各々のシャーレを撮像範囲に収容することとしてもよいし、カメラの位置や向きを可動させることによって各々のシャーレを撮像範囲に収容することもできる。そして、カメラ３２は、次に挙げるような撮像タイミングでシャーレを撮像することができる。例えば、カメラ３２は、一定の周期、例えば３０分間や１時間などの一定周期でシャーレを撮像したり、１２時、１５時、１８時といった定期時刻になることを条件にシャーレを撮像したりすることができる。また、カメラ３２は、検査員からの撮影指示をクライアント端末３０を介して受け付けた場合に、シャーレを撮像することができる。なお、本実施例では、一例として、シャーレの静止画が撮像される場合を例示するが、後述のように、シャーレの培養過程を動画として撮像することもできる。
【００２１】
このようにカメラ３２によって撮像されるシャーレ画像には、そのメタデータの一例として、シャーレ画像の検体番号や撮像時刻を記録させることができる。この他、拠点３を識別する拠点ＩＤ（IDentification）や検査員を識別する検査員ＩＤなどをメタデータとしてさらに含めることもできる。
【００２２】
上記のシャーレ画像は、カメラ３２による撮像の後に、クライアント端末３０からサーバ装置１０へアップロードされる。例えば、シャーレ画像が撮像される度にアップロードが実行されることとしてもよいし、一定の周期または定期時刻にアップロードが実行されることとしてもよい。また、培養が開始されてから終了するまでの一連のシャーレ画像を蓄積しておき、培養が終了した段階で一連のシャーレ画像をアップロードすることとしてもよい。
【００２３】
上記のシャーレ画像がアップロードされた後には、検査員は、クライアント端末３０を介して、計数結果の閲覧を希望する検体番号を指定したり、シャーレの一覧表示を要求したりすることによって、サーバ装置１０によって計数されたコロニーの計数結果をクライアント端末３０に表示させることができる。これによって、検査員は、コロニーの計数結果、すなわちコロニーの有無あるいはコロニー数の多寡からＯＫまたはＮＧを判断することによって衛生検査を実施することができる。
【００２４】
なお、図１には、クライアント端末３０と、インキュベータ３１とを個別に設ける場合を例示したが、両者を一体型として構成することもできる。また、図１には、カメラ３２がクライアント端末３０を介してサーバ装置１０へシャーレ画像をアップロードする場合を例示したが、カメラ３２がネットワーク５を介してサーバ装置１０へシャーレ画像を直接アップロードすることとしてもかまわない。
【００２５】
［サーバ装置１０の構成］
図２は、実施例１に係るサーバ装置１０の機能的構成を示すブロック図である。図２に示すように、サーバ装置１０は、通信Ｉ／Ｆ（InterFace）部１１と、記憶部１３と、制御部１５とを有する。なお、サーバ装置１０は、図２に示した機能部以外にも既知のコンピュータが有する各種の機能部、例えば各種の入出力デバイス、音声出力デバイスや撮像デバイスなどの機能部を有することとしてもかまわない。
【００２６】
このうち、通信Ｉ／Ｆ部１１は、他の装置、例えばクライアント端末３０との間で通信制御を行うインタフェースである。かかる通信Ｉ／Ｆ部１１の一態様としては、ＬＡＮカードなどのネットワークインタフェースカードを採用できる。例えば、通信Ｉ／Ｆ部１１は、クライアント端末３０からシャーレ画像のアップロードを受け付けたり、あるいはコロニーの計数結果をクライアント端末３０へ送信したりする。
【００２７】
記憶部１３は、制御部１５で実行されるＯＳ（Operating  System）やコロニー計数プログラムなどの各種プログラムを記憶する記憶デバイスである。記憶部１３の一態様としては、フラッシュメモリなどの半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置が挙げられる。なお、記憶部１３は、上記の種類の記憶装置に限定されるものではなく、ＲＡＭ（Random  Access  Memory)、ＲＯＭ（Read  Only  Memory)であってもよい。
【００２８】
記憶部１３は、制御部１５で実行されるプログラムに用いられるデータの一例として、画像データ１３ａと、計数データ１３ｂとを記憶する。これら画像データ１３ａ及び計数データ１３ｂ以外にも、記憶部１３は、図示しない他の電子データを併せて記憶することもできる。例えば、記憶部１３は、検体番号ごとに検査項目や検査のスケジュールが対応付けられた検査データを記憶したり、シャーレ画像を複数の領域に分割する分割方法、例えばシャーレ画像の分割数、領域の形状やサイズなどが定義された分割データを記憶したりすることできる。なお、上記の画像データ１３ａ及び計数データ１３ｂは、制御部１５による処理の実行過程で生成される中間データであるので、制御部１５の説明で併せて説明することとする。
【００２９】
制御部１５は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する。制御部１５は、図２に示すように、受信部１５ａと、分割部１５ｂと、検出部１５ｃと、計数部１５ｄと、出力部１５ｅとを有する。
【００３０】
受信部１５ａは、クライアント端末３０からシャーレ画像を受信する処理部である。
【００３１】
一実施形態として、受信部１５ａは、クライアント端末３０からサーバ装置１０へシャーレ画像をアップロードさせるタイミングをクライアント端末３０に設定することができる。例えば、受信部１５ａは、シャーレ画像が撮像される度にシャーレ画像をリアルタイムでアップロードさせることもできる。また、受信部１５ａは、クライアント端末３０上でアップロードの指示操作が実行された場合に、それまでにクライアント端末３０に保存されていたシャーレ画像をアップロードさせることができる。また、受信部１５ａは、一定の周期、例えば３０分、１時間や１日ごとにシャーレ画像をアップロードさせることとしてもよいし、定期時刻、例えば１２時、１５時や１８時にシャーレ画像をアップロードさせることとしてもかまわない。
【００３２】
ここで、本実施例では、一例として、シャーレ上で細菌コロニー、例えば一般生菌が培養される過程を所定の回数、例えば５回に分けて撮像し、シャーレ画像が撮像される度にクライアント端末３０からサーバ装置１０へアップロードが実行される場合を想定する。なお、上記の撮像タイミングやアップロードのタイミングは、あくまで一例であり、サーバ装置１０の実施形態がこれに限定されるわけではない。すなわち、撮像タイミングやアップロードのタイミングには、上述の任意のタイミングを採用できる。
【００３３】
このように撮像タイミングやアップロードのタイミングが設定された環境の下、受信部１５ａは、クライアント端末３０からシャーレ画像を受信する度に、当該シャーレ画像を記憶部１３に蓄積する。このため、記憶部１３には、同一の検体番号について異なる撮像時刻のシャーレ画像が所定の枚数、本例では５枚にわたって画像データ１３ａとして蓄積されることになる。
【００３４】
分割部１５ｂは、シャーレ画像を複数の領域に分割する処理部である。
【００３５】
一実施形態として、分割部１５ｂは、同一の検体番号を持つシャーレ画像が所定の枚数にわたって記憶部１３に画像データ１３ａとして蓄積された場合に、コロニー計数処理を起動する。例えば、上述のように、一般生菌の培養が開始されてから終了するまでの培養期間を所定の回数に分けてカメラ３２に撮像させる場合には、分割部１５ｂは、同一の検体番号のシャーレ画像が所定の枚数にわたって記憶部１３へ蓄積されたか否かを判定する。そして、分割部１５ｂは、同一の検体番号のシャーレ画像が所定の枚数にわたって記憶部１３へ蓄積された場合に、記憶部１３から１のシャーレに対する複数のシャーレ画像を読み出す。以下では、１のシャーレに対する複数のシャーレ画像、すなわち同一のシャーレが細菌コロニーの培養過程で異なる撮像時刻に撮像された一連のシャーレ画像のことを「一連のシャーレ画像」と記載する場合がある。続いて、分割部１５ｂは、記憶部１３から読み出された一連のシャーレ画像のうちシャーレ画像を１つ選択する。その上で、分割部１５ｂは、シャーレ画像が選択される度に、当該選択がなされたシャーレ画像を所定数の領域に分割する。このとき、分割部１５ｂは、各シャーレ画像を同一の分割パターンで分割する。なお、ここでは、一例として、一連のシャーレ画像を１つずつ処理することによって各シャーレ画像を順番に分割する場合を例示したが、シャーレ画像を複数の領域に分割する処理を並列して実行することもできる。
【００３６】
例えば、分割部１５ｂは、シャーレ画像に含まれるシャーレの部分を４つの領域に分割する。図３は、分割方法の一例を示す図である。図３に示すように、シャーレ画像は、左上の領域Ａ、右上の領域Ｂ、左下の領域Ｃ、右下の領域Ｄの計４つの領域に分割される。なお、図３には、各領域Ａ〜Ｄが扇状に分割される場合を例示したが、各領域の形状は必ずしも扇形でなくともよい。例えば、シャーレ画像を格子状、いわゆるメッシュ状に分割することによってブロック状の領域を得ることとしてもかまわない。
【００３７】
検出部１５ｃは、１のシャーレに対する複数のシャーレ画像のそれぞれについて、コロニーの数を計数する処理部である。
【００３８】
一実施形態として、検出部１５ｃは、分割部１５ｂによってシャーレ画像が分割された領域ごとに当該領域における輝度値の分布傾向に応じて異なるコロニーの検出基準を算出する。例えば、検出部１５ｃは、分割部１５ｂによって分割された領域のうち領域を１つ選択する。その上で、検出部１５ｃは、先に選択した領域に含まれる各画素の輝度値を参照することによって輝度値のヒストグラムを生成する。続いて、検出部１５ｃは、輝度値のヒストグラムのうち度数が最も大きい輝度値を培地等の背景部分を代表する輝度値として算出する。そして、検出部１５ｃは、領域内の画素の輝度値及び背景部分の代表輝度値の輝度差と比較する閾値を算出する。このようにして、領域ごとに背景部分の代表輝度値および閾値が導出されることになる。なお、ここでは、領域を１つずつ処理することによって各領域のコロニーの検出基準を順番に算出する場合を例示したが、各領域を並列処理することによって各領域のコロニーの検出基準を算出することもできる。
【００３９】
このようにコロニーの検出基準が算出された後に、検出部１５ｃは、コロニーの検出基準にしたがって、当該領域に対応するシャーレ画像の部分画像から二値化画像を生成する。一例としては、検出部１５ｃは、領域に含まれる画素ごとに下記の処理を実行することによって二値化画像を生成することができる。例えば、検出部１５ｃは、領域内の画素の輝度値と背景部分の代表輝度値との輝度差が閾値以上であるか否かを判定する。このとき、輝度差が閾値未満である場合には、当該画素が背景に相当するとみなすことができる。この場合には、検出部１５ｃは、当該画素の画素値を「０」、すなわち「黒」に設定する。一方、輝度差が閾値以上である場合には、当該画素が背景に相当する可能性が低いことからコロニーの一部と推定することができる。この場合には、検出部１５ｃは、当該画素の画素値を「１」、すなわち「白」に設定する。このように、領域内の各画素について上記の二値化を実行することによって当該領域の二値化画像を得ることができる。
【００４０】
その後、検出部１５ｃは、先に生成された二値化画像から当該二値化画像に含まれるコロニーの存在を推定する。例えば、検出部１５ｃは、二値化画像にエッジ検出を実行する。そして、検出部１５ｃは、先のエッジ検出によって得られたエッジのうち、検査対象とするコロニーが有する形状と類似する形状の輪郭を形成するエッジもしくはエッジのグループをコロニーの候補としてラベリングする。その上で、検出部１５ｃは、コロニーの候補のうち、検査対象とする種別のコロニーの大きさと類似するコロニーの候補をコロニーとして検出する。一例としては、検出部１５ｃは、コロニーの候補に含まれる白色の画素の数が所定の適正範囲、例えば検査対象とするコロニーの種別によって規定される面積の範囲内である場合に、コロニーの候補をコロニーとして検出することができる。このようにして、領域ごとにコロニーの存在が認識されることになる。なお、検出部１５ｃは、分割部１５ｂによって分割が実行される全てのシャーレ画像を対象に、上記のコロニーの検出を領域ごとに実行する。
【００４１】
計数部１５ｄは、コロニーを計数する処理部である。
【００４２】
一実施形態として、計数部１５ｄは、検出部１５ｃによるコロニーの検出が終了する度に、コロニーの検出が実行された領域に含まれるコロニーを計数する。この結果、１つのシャーレ画像に対し、当該シャーレ画像が分割された領域ごとにコロニーの数が計数されることになる。このようにして全ての領域についてコロニーの数が計数された後に、計数部１５ｄは、領域ごとに計数されたコロニーの計数結果と、当該シャーレ画像の撮像時刻とが対応付けられたデータを計数データ１３ｂとして記憶部１３へ登録する。その後、計数部１５ｄは、一連のシャーレ画像の全てを対象に、領域別のコロニーの計数を繰り返し実行する。この結果、一連のシャーレ画像ごとに、領域別のコロニーの計数結果が得られることになる。
【００４３】
出力部１５ｅは、外部装置、例えばクライアント端末３０等に対する出力制御を実行する処理部である。
【００４４】
一実施形態として、出力部１５ｅは、一連のシャーレ画像の同一の領域のそれぞれについて、コロニーの数を計数した結果の中で、最大の数を選択し、各領域についてそれぞれ選択されたコロニーの数の合算値を出力する。
【００４５】
具体的には、出力部１５ｅは、一連のシャーレ画像の全てについて領域別のコロニーの計数が終了すると、記憶部１３に記憶された計数データ１３ｂを読み出す。続いて、出力部１５ｅは、分割部１５ｂによってシャーレ画像が分割される領域のうちいずれかの領域を１つ選択する。その上で、出力部１５ｅは、一連のシャーレ画像の間で先に選択された領域のコロニーの計数結果を比較し、最大値を持つコロニーの計数結果を当該領域におけるコロニーの計数結果として選択する。そして、出力部１５ｅは、全ての領域についてコロニーの計数結果を選択し終えるまで、一連のシャーレ画像が有する同一の領域に関するコロニーの計数結果のうち最大の計数結果を選択する処理を繰り返し実行する。その後、出力部１５ｅは、全ての領域についてコロニーの計数結果を選択し終えると、各領域ごとに選択された最大のコロニーの計数結果を合計する。その上で、出力部１５ｅは、各領域のコロニーの計数結果が合計された合計値をシャーレ画像全体のコロニーの数としてクライアント端末３０へ出力する。このように、出力部１５ｅは、コロニーの計数が終了した場合にコロニーの計数結果を即座に返信することもできるし、あるいはクライアント端末３０からリクエストがあった場合に、コロニーの計数結果をオンデマンドで通知することもできる。なお、クライアント端末３０への情報出力の形態は、任意の形態、例えば表示出力、音声出力あるいは印字出力を採用することができるのは言うまでもない。
【００４６】
図４は、一連のシャーレ画像の遷移例を示す図であり、図５は、計数データ１３ｂの一例を示す図である。図４には、シャーレ上で一般生菌が培養される過程が撮像時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４の５回の撮像タイミングに分けて撮像された５枚のシャーレ画像のうち撮像時刻ｔ１〜ｔ４の４つのシャーレ画像が上から順に図示されている。また、図５には、図４に示した一連のシャーレ画像に関する計数データ１３ｂが示されており、撮像時刻ｔ０〜ｔ４におけるコロニーの計数結果が領域ごとに示されている。
【００４７】
撮像時刻ｔ０で撮像されたシャーレ画像（不図示）は、培養が開始されたばかりの段階の画像であり、この段階では、コロニーは目視でも発見されず、また、画像解析でも検出されない。その後、撮像時刻ｔ１の時点では、図４に示すように、コロニー（イ）がシャーレ画像の領域Ａに発現する直前に移行し、目視ではその形跡をかすかに確認できるが、画像解析によって検出できる程にはその形跡が明瞭に現れていない。このため、コロニー（イ）は、図５に示すように、撮像時刻ｔ１における領域Ａの計数結果として計数されていない。続いて、撮像時刻ｔ２の時点では、図４に示すように、コロニー（イ）がシャーレ画像の領域Ａに発現するとともにコロニー（ロ）が同領域Ａに発現しつつある状態に移行する。この場合、コロニー（イ）は、シャーレ画像の領域Ａで検出される一方で、コロニー（ロ）は、この撮像時刻ｔ２の時点でシャーレ画像の領域Ａから検出されない。したがって、図５に示すように、撮像時刻ｔ２における領域Ａの計数結果は「１」となり、これ以外の他の領域Ｂ〜Ｄの計数結果は「０」となる。
【００４８】
そして、撮像時刻ｔ３の時点では、図４に示すように、コロニー（イ）及び（ロ）がシャーレ画像の領域Ａに発現するとともにコロニー（ハ）がシャーレ画像の領域Ｄに発現しつつある状態に移行する。この場合、コロニー（イ）及び（ロ）は、シャーレ画像の領域Ａで検出される一方で、コロニー（ロ）は、この撮像時刻ｔ３の時点でシャーレ画像の領域Ｄから検出されない。したがって、図５に示すように、撮像時刻ｔ３における領域Ａの計数結果は「２」となり、これ以外の他の領域Ｂ〜Ｄでは計数結果が「０」となる。その後、撮像時刻ｔ４の時点では、図４に示すように、コロニー（イ）及び（ロ）がその発育に伴って互いに結合する一方で、撮像時刻ｔ３で発現しかけていたコロニー（ハ）が発現した状態に移行する。これらコロニー（イ）及び（ロ）は、目視であれば２つのコロニーが結合していることが判別できるものの、画像解析では両者を弁別するのは困難であり、結合後のコロニーが１つのコロニーとして検出されることになる。一方で、撮像時刻ｔ３で発現しかけていたコロニー（ハ）は、撮像時刻ｔ４の時点で検出されることになる。この結果、図５に示すように、撮像時刻ｔ４における領域Ａの計数結果は結合によって「２」から「１」へ減ずる一方で領域Ｄの計数結果は「１」となり、これ以外の他の領域Ｂ及び領域Ｃでは計数結果が「０」となる。
【００４９】
このような計数データ１３ｂを用いて、一連のシャーレ画像が有する同一の領域に関するコロニーの計数結果のうち最大の計数結果、すなわち図５に示した塗りつぶし部分の計数結果が選択される。すなわち、領域Ａについては、撮像時刻ｔ０〜ｔ４の計数結果のうち最大値「２」を持つ撮像時刻ｔ３の計数結果が選択されることになる。そして、領域Ｄについては、撮像時刻ｔ０〜ｔ４の計数結果のうち最大値「１」を持つ撮像時刻ｔ４の計数結果が選択されることになる。これ以外の領域Ｂ及び領域Ｃについては、いずれも計数結果が「０」であるので、最新である撮像時刻ｔ４の計数結果が選択される。その上で、各領域Ａ〜Ｄの計数結果の合計値「３（＝２＋０＋０＋１）」がクライアント端末３０へ出力される。
【００５０】
このように領域Ａ〜Ｄ別に最大の計数結果を採用することによって、撮像時刻ｔ４の時点でコロニー（イ）及び（ロ）の結合が発生していたとしても結合前である撮像時刻ｔ３の計数結果を領域Ａの計数結果として採用することができる。したがって、コロニーの計数精度が低下するのを抑制できる。さらに、領域Ａ〜Ｄごとにコロニーを計数することによって、シャーレ画像全体でコロニーの計数を実行する場合よりもコロニーの計数精度を向上させることができる。すなわち、シャーレ画像全体でコロニーの計数を行った場合には、撮像時刻ｔ３及びｔ４におけるコロニーの計数結果はいずれも「２」となる。これは、領域Ａにおけるコロニー（イ）及び（ロ）の結合に伴って減少するコロニー数と、領域Ｄにおけるコロニーの発現に伴って増加するコロニー数とが打ち消し合うことによって撮像時刻ｔ３及びｔ４の間でその総数に差がなくなってしまうからである。一方、領域Ａ〜Ｄごとにコロニーを計数する場合には、領域Ａではコロニーの計数結果が減少するという事象と、領域Ｄではコロニーの計数結果が増加するという事象とを分けて計数できる。このように、コロニーの結合がコロニーの発現によって打ち消される可能性を低減できる結果、コロニーの計数精度を向上させることができる。
【００５１】
なお、制御部１５は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）などにコロニー計数プログラムを実行させることによって実現できる。また、上記の制御部１５は、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）などのハードワイヤードロジックによっても実現できる。
【００５２】
［処理の流れ］
図６及び図７は、実施例１に係る計数処理の手順を示すフローチャートである。この計数処理は、クライアント端末３０からシャーレ画像を受信した場合に起動される。図示のフローチャートでは、一連のシャーレ画像が１つずつ受信される場合の処理を例示するが、一連のシャーレ画像が一度に受信されることとしてもかまわない。
【００５３】
図６に示すように、シャーレ画像が受信されると（ステップＳ１０１）、受信部１５ａは、ステップＳ１０１で受信したシャーレ画像を記憶部１３に蓄積する（ステップＳ１０２）。
【００５４】
そして、同一の検体番号を持つシャーレ画像が所定の枚数にわたって記憶部１３に画像データ１３ａとして蓄積された場合（ステップＳ１０３Ｙｅｓ）には、分割部１５ｂは、記憶部１３から一連のシャーレ画像を読み出す（ステップＳ１０４）。
【００５５】
続いて、分割部１５ｂは、ステップＳ１０４で読み出された一連のシャーレ画像のうちシャーレ画像を１つ選択する（ステップＳ１０５）。その上で、分割部１５ｂは、ステップＳ１０５で選択されたシャーレ画像を所定数の領域に分割する（ステップＳ１０６）。
【００５６】
そして、検出部１５ｃは、ステップＳ１０６で分割された領域のうち領域を１つ選択する（ステップＳ１０７）。その上で、検出部１５ｃは、ステップＳ１０７で選択された領域に含まれる各画素の輝度値を参照することによって輝度値のヒストグラムを生成する（ステップＳ１０８）。
【００５７】
続いて、検出部１５ｃは、輝度値のヒストグラムのうち度数が最も大きい輝度値を培地等の背景部分を代表する輝度値として算出するとともに、領域内の画素の輝度値及び背景部分の代表輝度値の輝度差と比較する閾値を算出する。このようにして背景部分の代表輝度値及び閾値がコロニーの検出基準として算出される（ステップＳ１０９）。
【００５８】
そして、検出部１５ｃは、ステップＳ１０９で算出されたコロニーの検出基準にしたがって、ステップＳ１０７で選択された領域に対応するシャーレ画像の部分画像から二値化画像を生成する（ステップＳ１１０）。続いて、検出部１５ｃは、ステップＳ１１０で生成された二値化画像から当該二値化画像に含まれるコロニーを検出する（ステップＳ１１１）。さらに、計数部１５ｄは、ステップＳ１１１で検出されたコロニーを計数する（ステップＳ１１２）。
【００５９】
その後、ステップＳ１０６で分割された全ての領域でコロニーの計数が実行されるまで（ステップＳ１１３Ｎｏ）、上記のステップＳ１０７〜Ｓ１１２までの処理を繰り返し実行する。
【００６０】
そして、全ての領域でコロニーの計数が実行されると（ステップＳ１１３Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４で読み出された一連のシャーレ画像の全てにわたって領域別のコロニーの計数が終了するまで（ステップＳ１１４Ｎｏ）、上記のステップＳ１０５〜ステップＳ１１３までの処理を繰り返し実行する。
【００６１】
その後、ステップＳ１０４で読み出された一連のシャーレ画像の全てにわたって領域別のコロニーの計数が終了すると（ステップＳ１１４Ｙｅｓ）、図７に示すように、出力部１５ｅは、ステップＳ１０６で分割が実行される領域のうちいずれかの領域を１つ選択する（ステップＳ１１５）。
【００６２】
その上で、出力部１５ｅは、一連のシャーレ画像の間でステップＳ１１５で選択された領域のコロニーの計数結果を比較し、最大値を持つコロニーの計数結果を当該領域におけるコロニーの計数結果として選択する（ステップＳ１１６）。
【００６３】
そして、出力部１５ｅは、全ての領域についてコロニーの計数結果を選択し終えるまで（ステップＳ１１７Ｎｏ）、上記のステップＳ１１５〜ステップＳ１１６までの処理を繰り返し実行する。
【００６４】
その後、全ての領域についてコロニーの計数結果を選択し終えると（ステップＳ１１７Ｙｅｓ）、出力部１５ｅは、各領域ごとに選択された最大のコロニーの計数結果を合計する（ステップＳ１１８）。その上で、出力部１５ｅは、各領域のコロニーの計数結果が合計された合計値をシャーレ画像全体のコロニーの数としてクライアント端末３０へ出力し（ステップＳ１１９）、処理を終了する。
【００６５】
なお、図示のフローチャートでは、ステップＳ１０７〜Ｓ１１２までの処理を順番に実行する場合を例示したが、ステップＳ１０７〜Ｓ１１２までの処理を並列処理することもできる。さらに、ステップＳ１０５〜Ｓ１１３までの処理を順番に実行する場合を例示したが、ステップＳ１０５〜Ｓ１１３までの処理を並列処理することもできる。また、ステップＳ１１５〜Ｓ１１７までの処理を順番に実行する場合を例示したが、ステップＳ１１５〜Ｓ１１７までの処理を並列処理することもできる。
【００６６】
また、図示のフローチャートでは、一連のシャーレ画像が１つずつ受信される場合の処理を例示するが、一連のシャーレ画像が一度に受信される場合には、最後に受信されるシャーレ画像よりも以前に受信されるシャーレ画像については領域別のコロニーの計数を先に実行しておくこともできる。
【００６７】
［実施例１の効果］
上述してきたように、本実施例に係るサーバ装置１０は、同一シャーレが異なる時点で撮像された複数の画像からコロニー数を計数し、前後に撮像された画像間でコロニー数が減る場合に先に撮像された画像のコロニー数を出力する。したがって、本実施例に係るサーバ装置１０によれば、コロニーの計数精度の低下を抑制できる。
【実施例２】
【００６８】
さて、これまで開示の装置に関する実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、本発明に含まれる他の実施例を説明する。
【００６９】
［結合コロニーの計数］
上記の実施例１では、一連のシャーレ画像の間で最大値を持つコロニーの計数結果を領域ごとに選択する場合を例示したが、サーバ装置１０の実施形態はこれに限定されない。例えば、出力部１５ｅは、撮像時刻が前後するシャーレ画像の間で同一の領域におけるコロニーの計数結果を比較すること、例えば撮像時刻が前後するシャーレ画像の間でコロニー数が減少するか否かによって、結合が原因となって個別に検出されないコロニー数を計数することもできる。以下では、結合が原因となって個別に検出されないコロニー数のことを「結合コロニー数」と記載する場合がある。
【００７０】
図８は、実施例２に係る計数処理の手順を示すフローチャートである。この計数処理は、図６に示したフローチャートにおけるステップＳ１１４Ｙｅｓであることを契機に起動される処理であり、図７に示したフローチャートの代わりに実行することができる。
【００７１】
ステップＳ１０４で読み出された一連のシャーレ画像の全てにわたって領域別のコロニーの計数が終了すると（ステップＳ１１４Ｙｅｓ）、図８に示すように、出力部１５ｅは、ステップＳ１０６で分割が実行される領域のうちいずれかの領域を１つ選択する（ステップＳ２０１）。さらに、出力部１５ｅは、ステップＳ１０４で読み出された一連のシャーレ画像の撮像時刻のうち撮影順に撮像時刻を１つ選択する（ステップＳ２０２）。
【００７２】
そして、出力部１５ｅは、ステップＳ２０２で選択された撮像時刻のシャーレ画像と、当該撮像時刻よりも１つ後の撮像時刻のシャーレ画像との間で、ステップＳ２０１で選択された領域におけるコロニーの計数結果を比較する（ステップＳ２０３）。
【００７３】
ここで、撮像時刻が前であるシャーレ画像の計数結果の方が撮像時刻が後であるシャーレ画像の計数結果よりも大きい場合（ステップＳ２０４Ｙｅｓ）には、ステップＳ２０２で選択された撮像時刻までは個別に検出されていたコロニーがそれよりも１つ後の撮像時刻に結合が原因となってコロニー数が減じたと推定できる。
【００７４】
この場合、出力部１５ｅは、両者の計数結果の差にしたがって結合コロニー数をインクリメントする（ステップＳ２０５）。例えば、撮像時刻が前であるシャーレ画像の計数結果の方が撮像時刻が後であるシャーレ画像の計数結果よりも１つ大きい場合には、２つのコロニーが結合によって１つになったものと推定し、結合コロニー数を１つインクリメントする。また、撮像時刻が前であるシャーレ画像の計数結果の方が撮像時刻が後であるシャーレ画像の計数結果よりも２つ大きい場合には、３つのコロニーが結合によって１つになったものと推定し、結合コロニー数を２つインクリメントする。このように、撮像時刻が前であるシャーレ画像の計数結果の方が撮像時刻が後であるシャーレ画像の計数結果よりもＮ個大きい場合には、Ｎ＋１個のコロニーが結合によって１つになったものと推定し、結合コロニー数をＮ個インクリメントする。
【００７５】
一方、撮像時刻が前であるシャーレ画像の計数結果の方が撮像時刻が後であるシャーレ画像の計数結果よりも大きくない場合（ステップＳ２０４Ｎｏ）には、コロニーの結合が発生している可能性は低いと推定できる。この場合には、ステップＳ２０５の処理をとばし、ステップＳ２０６の処理へ移行する。
【００７６】
そして、全ての撮像時刻の組にわたって結合コロニー数を計数するまで（ステップＳ２０６Ｎｏ）、上記のステップＳ２０２〜ステップＳ２０５までの処理を繰り返し実行する。その後、全ての撮像時刻の組にわたって結合コロニー数を計数すると（ステップＳ２０６Ｙｅｓ）、全ての領域で結合コロニー数を計数するまで（ステップＳ２０７Ｎｏ）、上記のステップＳ２０１〜ステップＳ２０６までの処理を繰り返し実行する。
【００７７】
そして、全ての領域で結合コロニー数を計数すると（ステップＳ２０７Ｙｅｓ）、出力部１５ｅは、撮像時刻が最新であるシャーレ画像のコロニーの計数結果の総数に結合コロニー数を加算する（ステップＳ２０８）。その後、出力部１５ｅは、ステップＳ２０８で得られた加算値をコロニーの計数結果としてクライアント端末３０へ出力し（ステップＳ２０９）、処理を終了する。
【００７８】
なお、図示のフローチャートでは、ステップＳ２０１〜Ｓ２０７までの処理を順番に実行する場合を例示したが、ステップＳ２０１〜Ｓ２０７までの処理を並列処理することもできる。また、上記のステップＳ２０９では、撮像時刻が最新であるシャーレ画像のコロニーの計数結果の総数と、結合コロニー数との合計値を出力する場合を例示したが、これらの各々を出力することとしてもかまわず、結合コロニー数に絞って出力を行ってもかまわない。
【００７９】
図９に示す計数データｄ４を用いて結合コロニー数を計数する計数例について説明する。図９は、計数データｄ４の一例を示す図である。図９には、シャーレ上で一般生菌が培養される過程が撮像時刻ｔ０、ｔ１、・・・、ｔ１０の１１回の撮像タイミングに分けて撮像された１１枚のシャーレ画像に関する計数データｄ４が示されており、撮像時刻ｔ０〜ｔ１０におけるコロニーの計数結果が領域ごとに示されている。
【００８０】
図９に示すように、領域Ａでは、撮像時刻ｔ５における計数結果が「６」であるのに対し、撮像時刻ｔ６における計数結果は「５」である。このように、撮像時刻ｔ５の計数結果＞撮像時刻ｔ６の計数結果が成立するので、結合コロニー数が１つインクリメントされる。また、領域Ｂでは、撮像時刻ｔ６における計数結果が「６」であるのに対し、撮像時刻ｔ７における計数結果は「５」である。このように、撮像時刻ｔ６の計数結果＞撮像時刻ｔ７の計数結果が成立するので、結合コロニー数が１つインクリメントされる。さらに、撮像時刻ｔ７における計数結果が「５」であるのに対し、撮像時刻ｔ８における計数結果は「４」である。このように、撮像時刻ｔ７の計数結果＞撮像時刻ｔ８の計数結果が成立するので、結合コロニー数がさらに１つインクリメントされる。
【００８１】
また、領域Ｃでは、撮像時刻ｔ９における計数結果が「５」であるのに対し、撮像時刻ｔ１０における計数結果は「４」である。このように、撮像時刻ｔ９の計数結果＞撮像時刻ｔ１０の計数結果が成立するので、結合コロニー数が１つインクリメントされる。また、領域Ｄにおいても、撮像時刻ｔ９における計数結果が「５」であるのに対し、撮像時刻ｔ１０における計数結果は「４」である。このように、撮像時刻ｔ９の計数結果＞撮像時刻ｔ１０の計数結果が成立するので、結合コロニー数が１つインクリメントされる。
【００８２】
以上のように、結合コロニー数は、領域Ａで１つ、領域Ｂで２つ、領域Ｃで１つ、また、領域Ｄで１つ計数されるので、計５つ計数されることなる。この場合には、撮像時刻ｔ１０の計数結果「１８」と、結合コロニー数「５」とを合計することによってコロニーの計数結果として「２３個」がクライアント端末３０へ出力されることになる。
【００８３】
このように、出力部１５ｅは、撮像時刻が前後するシャーレ画像の間で同一の領域におけるコロニーの計数結果を比較することによって結合コロニー数を計数した上で最新の計数結果と結合コロニー数との合計値を出力する。これによって、コロニーの結合が複数回にわたって発生する場合でも、コロニーの計数精度が低下するのを抑制できる。
【００８４】
［コロニー結合のアラート出力］
上記の実施例１では、コロニーの計数結果を出力する場合を例示したが、サーバ装置１０の実施形態はこれに限定されない。例えば、出力部１５ｅは、コロニーの結合が検知された場合に、その旨のアラートをクライアント端末３０へ出力することもできる。
【００８５】
例えば、出力部１５ｅは、細菌の培養状況を撮像した第１の撮像画像の一部の領域における細菌コロニーの計数値が、第１の撮像画像の撮像タイミングよりも後の細菌の培養状況を撮像した第２の撮像画像の対応する領域における細菌コロニーの計数値よりも大きいことを検出した場合に、第２の撮像画像の対応する領域における細菌コロニーの結合の発生を検出する。図８に示したフローチャートの例で言えば、出力部１５ｅは、ステップＳ２０４Ｙｅｓと判定した場合に、コロニー結合のアラートをクライアント端末３０へ出力することができる。このとき、出力部１５ｅは、コロニー結合が検出された領域を上記のアラートに含めることができ、また、結合コロニー数を上記のアラートに含めることもできる。
【００８６】
［領域の分割数］
上記の実施例１や上記の図８〜図９の説明では、一例として、シャーレ画像が４つの領域に分割される場合を例示したが、サーバ装置１０の実施形態はこれに限定されず、分割数には任意の粒度を採用できる。例えば、サーバ装置１０は、領域の分割数はコロニーの計数精度及び処理効率の両面から適切に決定することができる。
【００８７】
図１０は、領域の分割数の決定方法の一例を示す図である。図１０には、図中の右から順に分割なしの場合の計数データｄ０、２分割の場合の計数データｄ２、４分割の場合の計数データｄ４が示されている。ここで言う２分割とは、シャーレ画像を左右に２分割する場合を指し、シャーレ画像が左領域（領域Ａ＋領域Ｃ）と右領域（領域Ｂ＋領域Ｄ）とに分割される。なお、４分割の場合の計数データｄ４は、図９に示したものと同様である。
【００８８】
図１０に示すように、分割なしの場合の計数データｄ０の場合、撮像時刻ｔ５及び撮像時刻ｔ６の間で結合コロニーが１つ計数され、撮像時刻ｔ７及び撮像時刻ｔ８の間で結合コロニーが１つ計数され、さらに、撮像時刻ｔ９及び撮像時刻ｔ１０の間で結合コロニーが１つ計数される。この結果、最新のコロニーの計数結果「１９」と、結合コロニー数「３」とを合計することによって最終的なコロニーの計数結果が「２２」となる。
【００８９】
また、２分割の場合の計数データｄ２の場合、左領域（領域Ａ＋領域Ｃ）では、撮像時刻ｔ５及び撮像時刻ｔ６の間で結合コロニーが１つ計数され、撮像時刻ｔ６及び撮像時刻ｔ７の間で結合コロニーが１つ計数され、そして、撮像時刻ｔ７及び撮像時刻ｔ８の間で結合コロニーが１つ計数される。さらに、右領域（領域Ｂ＋領域Ｄ）では、撮像時刻ｔ９及び撮像時刻ｔ１０の間で結合コロニーが１つ計数される。この結果、最新の左領域のコロニーの計数結果「１０」及び左領域の結合コロニー数「３」の合計値「１３」と、最新の右領域のコロニーの計数結果「９」及び右領域の結合コロニー数「１」の合計値「１０」とを合計することによって最終的なコロニーの計数結果が「２３」となる。
【００９０】
ここで、分割なしの場合の計数データｄ０の場合と、２分割の場合の計数データｄ２の場合とでは、最終的なコロニーの計数結果が異なる。このように、第１の分割数におけるコロニーの計数結果と、第１の分割数よりも多い第２の分割数におけるコロニーの計数結果とが異なる場合には、第２の分割数よりもさらに多い第３の分割数におけるコロニーの計数をさらに実行させることもできる。
【００９１】
そして、４分割の場合の計数データｄ４の場合、領域Ａでは、撮像時刻ｔ５及び撮像時刻ｔ６の間で結合コロニーが１つ計数される。また、領域Ｂでは、撮像時刻ｔ６及び撮像時刻ｔ７の間で結合コロニーが１つ計数され、そして、撮像時刻ｔ７及び撮像時刻ｔ８の間で結合コロニーが１つ計数される。また、領域Ｃでは、撮像時刻ｔ９及び撮像時刻ｔ１０の間で結合コロニーが１つ計数される。さらに、領域Ｄでは、撮像時刻ｔ９及び撮像時刻ｔ１０の間で結合コロニーが１つ計数される。この結果、最新の領域Ａのコロニーの計数結果「５」及び領域Ａの結合コロニー数「１」の合計値「６」と、最新の領域Ｂのコロニーの計数結果「５」及び領域Ａの結合コロニー数「２」の合計値「７」と、最新の領域Ｃのコロニーの計数結果「４」及び領域Ａの結合コロニー数「１」の合計値「５」と、最新の領域Ｄのコロニーの計数結果「４」及び領域Ａの結合コロニー数「１」の合計値「５」とを合計することによって最終的なコロニーの計数結果が「２３」となる。
【００９２】
ここで、２分割の場合の計数データｄ２の場合と、４分割の場合の計数データｄ４の場合とでは、最終的なコロニーの計数結果が同一となる。このように、第１の分割数におけるコロニーの計数結果と、第１の分割数よりも多い第２の分割数におけるコロニーの計数結果とが同一である場合には、第２の分割数よりもさらに多い第３の分割数でコロニーの計数をさらに行ったとしても第２の分割数以上の分解能を得ることができる可能性は低いと判断できる。この場合には、第３の分割数でコロニーの計数は行わず、第１の分割数におけるコロニーの計数結果または第２の分割数におけるコロニーの計数結果をクライアント端末３０へ出力することとすればよい。以上のように、領域の分割数を決定することによって、コロニーの計数精度及び処理効率の両面から領域の分割数を適切に決定できる。
【００９３】
［時間の分割数］
上記の実施例１では、クライアント端末３０からサーバ装置１０へ一連のシャーレ画像が静止画でアップロードされる場合を例示したが、一連のシャーレ画像は動画でアップロードすることもできる。この場合には、細菌コロニーの培養過程を分割する回数、すなわち画像解析する回数を任意に増減できる。この点、サーバ装置１０は、上記の領域の分割数と同様に、時間の分割数をコロニーの計数精度及び処理効率の両面から適切に決定することができる。
【００９４】
図１１は、時間の分割数の決定方法の一例を示す図である。図１１には、図中の左から順に培養過程を１１分割した場合の計数データｄ２、培養過程を２１分割した場合の計数データｄｔ２が示されている。なお、これらの計数データｄ２及びｄｔ２には、いずれも、シャーレ画像が左右の２つの領域に分割された場合の計数結果が示されている。
【００９５】
図１１に示すように、培養過程が１１分割された場合の計数データｄ２の場合、左領域（領域Ａ＋領域Ｃ）では、撮像時刻ｔ５及び撮像時刻ｔ６の間で結合コロニーが１つ計数され、撮像時刻ｔ６及び撮像時刻ｔ７の間で結合コロニーが１つ計数され、そして、撮像時刻ｔ７及び撮像時刻ｔ８の間で結合コロニーが１つ計数される。さらに、右領域（領域Ｂ＋領域Ｄ）では、撮像時刻ｔ９及び撮像時刻ｔ１０の間で結合コロニーが１つ計数される。この結果、最新の左領域のコロニーの計数結果「１０」及び左領域の結合コロニー数「３」の合計値「１３」と、最新の右領域のコロニーの計数結果「９」及び右領域の結合コロニー数「１」の合計値「１０」とを合計することによって最終的なコロニーの計数結果が「２３」となる。
【００９６】
一方、培養過程が２１分割された場合の計数データｄｔ２の場合、左領域（領域Ａ＋領域Ｃ）では、撮像時刻ｔ５．５及び撮像時刻ｔ６の間で結合コロニーが１つ計数され、撮像時刻ｔ６及び撮像時刻ｔ６．５の間で結合コロニーが１つ計数され、そして、撮像時刻ｔ７．５及び撮像時刻ｔ８の間で結合コロニーが１つ計数される。さらに、右領域（領域Ｂ＋領域Ｄ）では、撮像時刻ｔ５．５及び撮像時刻ｔ６の間で結合コロニーが１つ計数され、撮像時刻ｔ９．５及び撮像時刻ｔ１０の間で結合コロニーが１つ計数される。この結果、最新の左領域のコロニーの計数結果「１０」及び左領域の結合コロニー数「３」の合計値「１３」と、最新の右領域のコロニーの計数結果「９」及び右領域の結合コロニー数「２」の合計値「１１」とを合計することによって最終的なコロニーの計数結果が「２４」となる。
【００９７】
ここで、培養過程が１１分割された場合の計数データｄ２の場合と、培養過程が２１分割された場合の計数データｄｔ２の場合とでは、最終的なコロニーの計数結果が異なる。このように、培養過程が第１の分割数で時分割された場合のコロニーの計数結果と、第１の分割数よりも多い第２の分割数で培養過程が時分割された場合のコロニーの計数結果とが異なる場合には、第２の分割数よりもさらに多い第３の分割数で時分割された計数データを用いて、コロニーの計数をさらに実行させることもできる。その後、培養過程が第１の分割数で時分割された場合のコロニーの計数結果と、第１の分割数よりも多い第２の分割数で培養過程が時分割された場合のコロニーの計数結果とが等しくなるまで、培養過程を時分割する分割数を多くしてコロニーの計数を実行する。このように、時間の分割数を決定することによって、コロニーの計数精度及び処理効率の両面から時間の分割数を適切に決定できる。
【００９８】
［コロニーの位置認識］
上記の実施例１や図８〜図９の例では、コロニーの計数結果からコロニーの結合の発生を検出する場合を例示したが、計数結果以外からもコロニーの結合の発生を検出することもできる。例えば、出力部１５ｅは、シャーレ画像上のコロニー位置の座標情報からコロニーの結合の発生を検出できる。かかるコロニー位置の一例としては、コロニーとして検出された領域上の任意の点、例えばコロニーの中心、重心や頂点などを採用できる。この場合には、コロニーの存在推定に必ずしも領域の分割を伴わずともかまわない。
【００９９】
図１２は、シャーレ画像の遷移例を示す図であり、図１３は、コロニー位置の座標情報の一例を示す図である。図１２には、シャーレ上で一般生菌が培養される過程が撮像時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３の３回の撮像タイミングに分けて撮像された３枚のシャーレ画像のうち撮像時刻ｔ１〜ｔ３の３つのシャーレ画像が上から順に図示されている。また、図１３には、図１２に示した一連のシャーレ画像のうち撮像時刻ｔ１〜撮像時刻ｔ３に関するコロニー位置の座標情報が示されている。なお、図１２及び図１３の例では、シャーレ画像の左上の頂点を原点とし、水平方向をｘ、垂直方向をｙとする画像の座標系によってコロニー位置の座標が規定される場合を例示しているが、他の任意の座標系を用いることもできる。
【０１００】
撮像時刻ｔ１の時点では、図１２に示すように、コロニー（イ）がシャーレ画像の左上の領域に発現するとともに、コロニー（ロ）が左上の領域に発現する直前の状態に遷移している。このうち、コロニー（イ）は、画像解析によって確認できる一方で、コロニー（ロ）は、撮像時刻ｔ１の段階では画像解析によって検出できる程にその形跡が明瞭に現れていない。このため、図１３に示すように、撮像時刻ｔ１では、コロニー（イ）だけが座標（１０，１３）にコロニー「００１−００１」として検出される。
【０１０１】
続いて、撮像時刻ｔ２の時点では、図１２に示すように、コロニー（イ）がシャーレ画像の左上の領域に発現するとともに、コロニー（ロ）が左上の領域に発現した状態に遷移している。また、コロニー（ハ）が中央付近で発現する直前の状態に遷移している。このうち、コロニー（ハ）は、撮像時刻ｔ２の段階で画像解析によって検出できる程にその形跡が明瞭に現れていない。したがって、図１３に示すように、コロニー（ロ）が座標（１２，９）にコロニー「００２−００１」として検出されるとともに、コロニー（イ）が撮像時刻ｔ１で検出されていた座標と同一の座標（１０，１３）にコロニー「００２−００２」として検出される。
【０１０２】
そして、撮像時刻ｔ３の時点では、図１２に示すように、撮像時刻ｔ２でコロニー（イ）及び（ロ）の２つのコロニーとして検出されていたコロニーがその発育に伴って互いに結合する一方で、撮像時刻ｔ２で発現しかけていたコロニー（ハ）が発現した状態に移行する。これらコロニー（イ）及び（ロ）は、目視であれば２つのコロニーが結合していることが判別できるものの、画像解析では両者を弁別するのは困難であり、結合後のコロニー（ニ）がコロニー（イ）及び（ロ）の代わりに１つのコロニーとして検出されることになる。この場合、図１３に示すように、コロニー（ニ）が座標（１１，１１）にコロニー「００３−００１」として検出されるとともに、コロニー（ハ）が座標（２２，２３）にコロニー「００３−００２」として検出される。
【０１０３】
このような遷移でコロニー位置が検出されていた場合、次のような処理を実行することによってコロニーの結合の発生を検出できる。例えば、サーバ装置１０は、撮像時刻が前であるシャーレ画像で検出されていたコロニーが、撮像時刻が後であるシャーレ画像上の同等の位置、例えば前のシャーレ画像上で検出されていた位置から所定の範囲内に検出されたか否かを判定する。このとき、同等の位置で検出されなかった場合には、サーバ装置１０は、撮像時刻が後であるシャーレ画像においてそれよりも前の撮像時刻では検出されていなかった位置に新たなコロニーが検出されたか否かを判定する。そして、サーバ装置１０は、新たなコロニーが検出された場合、撮像時刻が前であるシャーレ画像で検出されており、撮像時刻が後であるシャーレ画像では検出されなくなったコロニー間の中間位置から所定の範囲内に新たなコロニーが存在するか否かをさらに判定する。
【０１０４】
ここで、新たなコロニーが上記の所定の範囲内に存在する場合には、撮像時刻が前であるシャーレ画像では２つ以上のコロニーであった各コロニーが時間経過に伴って結合し、当該結合が一因となってコロニーの位置、例えば中心や重心が各コロニーの中間付近に移動したと推定できる。このような判定によって、図１３の例では、撮像時刻ｔ２で検出されていたコロニー「００２−００２」及びコロニー「００２−００１」が結合し、撮像時刻ｔ３では結合後のコロニー「００３−００１」の中心または重心の位置が撮像時刻ｔ２で検出されていたコロニー「００２−００２」及びコロニー「００２−００１」の中間付近に移動したと推定できる。他方、撮像時刻ｔ３で検出されたコロニー「００３−００２」は、撮像時刻ｔ２で同等の位置に検出されていたコロニーが存在しないので、新規に発現したコロニーであると判別できる。
【０１０５】
かかるコロニーの結合の検出を利用して、コロニーを計数することもできる。図１４は、コロニー位置の座標情報の一例を示す図である。図１４には、シャーレ上で一般生菌が培養される過程が撮像時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５の５回の撮像タイミングに分けて撮像された５枚のシャーレ画像に関するコロニー位置の座標情報が示されている。なお、図１４の例においても、シャーレ画像の左上の頂点を原点とし、水平方向をｘ、垂直方向をｙとする画像の座標系によってコロニー位置の座標が規定される場合を例示している。
【０１０６】
図１４に示すコロニー位置の座標情報を用いてコロニーを計数する場合、計数に先立って、上述のようにして、コロニーの結合の発生が検出される。例えば、図１４で右肩上がりの塗りつぶしで示すように、撮像時刻ｔ２に検出されたコロニー「００２−００２」及びコロニー「００２−００１」が結合し、撮像時刻ｔ３でコロニー「００３−００１」になったと推定される。このように、コロニーの結合が発生した場合、結合後のコロニー「００３−００１」には、結合元となったコロニーのカウント数の和が集計時のカウント値として設定される。この場合には、１個のコロニー「００２−００２」及び１個のコロニー「００２−００１」の和「２」が集計時のカウント値として設定される。さらに、図１４で右肩下がりの塗りつぶしで示すように、撮像時刻ｔ４に検出されたコロニー「００４−００１」及びコロニー「００４−００３」が結合し、撮像時刻ｔ５でコロニー「００５−００２」になったと推定される。この場合には、カウント値が「２」に更新されているコロニー「００４−００１」と、カウント値が１個のままのコロニー「００４−００３」との和「３」が集計時のカウント値として設定される。
【０１０７】
このようにコロニーの結合の発生が検出された後、最新の撮像時刻におけるコロニーのカウント値を集計する。このとき、結合が起こっていないコロニーのカウント値は「１」として集計する一方で、結合が起こっているコロニーのカウント値にはそれまでに更新されてきたカウント値が集計される。図１４に示す例で言えば、コロニー「００５−００１」及びコロニー「００５−００３」は、各々がカウント値「１」として集計される一方で、コロニー「００５−００２」はそれまでに更新されてきたカウント値「３」として集計される。この結果として得られた計数結果「５」がクライアント端末３０へ出力される。
【０１０８】
以上のように、シャーレ画像上のコロニー位置の座標情報からコロニーの結合の発生を検出したり、その結果を用いてコロニーを計数する場合にも、図１２に示したコロニー（イ）及び（ロ）の結合を検出した上でコロニーを計数できるので、コロニーの計数精度が低下するのを抑制できる。
【０１０９】
［分割パターン］
上記の実施例１では、扇状の４つ領域Ａ〜Ｄに分割される場合を例示したが、分割数は２つ以上であれば任意の分割数を採用でき、また、各領域の形状は必ずしも扇形でなくともよい。他の領域の形状の一例としては、シャーレ画像を格子状、いわゆるメッシュ状に分割することによってブロック状の領域を得ることとしてもかまわない。このように、分割後の領域の形状やその分割数が規定された複数の分割パターンから任意の分割パターンを適応的に用いることができる。
【０１１０】
［分割なし］
上記の実施例１では、コロニーを計数する場合にシャーレ画像を複数の領域に分割する場合を例示したが、必ずしもシャーレ画像を分割せずともよい。この場合には、シャレー画像全体からコロニーの検出および計数を実行すればよい。例えば、サーバ装置１０は、撮像時刻が後の第二のシャーレ画像よりも、撮像時刻が前である第１のシャーレ画像の方が、計数されたコロニーの数が多い場合に、該第一のシャーレ画像から計数されたコロニーの数を出力すればよい。このとき、サーバ装置１０は、一連のシャーレ画像のそれぞれについて、コロニーの数を計数した結果の中で、最大の数を出力する。これによって、分割する場合と同様に、コロニーの計数精度の低下を抑制できる。
【０１１１】
［分散および統合］
また、図示した各装置の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、図１には、シャーレ画像の受信からコロニーの計数までの一連の処理をコロニー計数サービスを提供する場合を例示したが、シャーレ画像の受信からコロニーの識別までをコロニー識別サービスとして提供することもできる。この場合には、計数部１５ｄの機能を外部装置に担わせることもできる。また、図１の例では、クライアントサーバシステムを構築する場合を例示したが、図２で示した制御部内の各機能部を有するコンピュータをスタンドアローンで動作させることもできる。この場合には、クライアント端末３０が図２で示した制御部内の各機能部を実装することとすればよい。
【０１１２】
［コロニー計数プログラム］
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図１５を用いて、上記の実施例と同様の機能を有するコロニー計数プログラムを実行するコンピュータの一例について説明する。
【０１１３】
図１５は、実施例１及び実施例２に係るコロニー計数プログラムを実行するコンピュータの一例について説明するための図である。図１５に示すように、コンピュータ１００は、操作部１１０ａと、スピーカ１１０ｂと、カメラ１１０ｃと、ディスプレイ１２０と、通信部１３０とを有する。さらに、このコンピュータ１００は、ＣＰＵ１５０と、ＲＯＭ１６０と、ＨＤＤ１７０と、ＲＡＭ１８０とを有する。これら１１０〜１８０の各部はバス１４０を介して接続される。
【０１１４】
ＨＤＤ１７０には、図１５に示すように、上記の実施例１で示した受信部１５ａ、分割部１５ｂ、検出部１５ｃ、計数部１５ｄ及び出力部１５ｅと同様の機能を発揮するコロニー計数プログラム１７０ａが予め記憶される。このコロニー計数プログラム１７０ａについては、図２に示した各々の受信部１５ａ、分割部１５ｂ、検出部１５ｃ、計数部１５ｄ及び出力部１５ｅの各構成要素と同様、適宜統合又は分離しても良い。すなわち、ＨＤＤ１７０に格納される各データは、常に全てのデータがＨＤＤ１７０に格納される必要はなく、処理に必要なデータのみがＨＤＤ１７０に格納されれば良い。
【０１１５】
そして、ＣＰＵ１５０が、コロニー計数プログラム１７０ａをＨＤＤ１７０から読み出してＲＡＭ１８０に展開する。これによって、図１５に示すように、コロニー計数プログラム１７０ａは、コロニー計数プロセス１８０ａとして機能する。このコロニー計数プロセス１８０ａは、ＨＤＤ１７０から読み出した各種データを適宜ＲＡＭ１８０上の自身に割り当てられた領域に展開し、この展開した各種データに基づいて各種処理を実行する。なお、コロニー計数プロセス１８０ａは、図２に示した受信部１５ａ、分割部１５ｂ、検出部１５ｃ、計数部１５ｄ及び出力部１５ｅにて実行される処理、例えば図６〜図８に示す処理を含む。また、ＣＰＵ１５０上で仮想的に実現される各処理部は、常に全ての処理部がＣＰＵ１５０上で動作する必要はなく、処理に必要な処理部のみが仮想的に実現されれば良い。
【０１１６】
なお、上記のコロニー計数プログラム１７０ａについては、必ずしも最初からＨＤＤ１７０やＲＯＭ１６０に記憶させておく必要はない。例えば、コンピュータ１００に挿入されるフレキシブルディスク、いわゆるＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」に各プログラムを記憶させる。そして、コンピュータ１００がこれらの可搬用の物理媒体から各プログラムを取得して実行するようにしてもよい。また、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータ１００に接続される他のコンピュータまたはサーバ装置などに各プログラムを記憶させておき、コンピュータ１００がこれらから各プログラムを取得して実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１    コロニー計数システム
３Ａ，３Ｂ，３Ｎ    拠点
５    ネットワーク
１０    サーバ装置
１１    通信Ｉ／Ｆ部
１３    記憶部
１３ａ  画像データ
１３ｂ  計数データ
１５    制御部
１５ａ  受信部
１５ｂ  分割部
１５ｃ  検出部
１５ｄ  計数部
１５ｅ  出力部
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｎ    クライアント端末
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｎ    インキュベータ
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｎ    カメラ
【図１】
2015171334.tif 000003
【図２】
2015171334.tif 000004
【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2015171334.tif 000011
【図１１】
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【図１３】
2015171334.tif 000013
【図１４】
2015171334.tif 000014
【図１５】
2015171334.tif 000015
【図４】
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【図１２】
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