(57)【特許請求の範囲】
【請求項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データ取得手段と、
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、前記コロニーとは異なる非コロニーを構成する非コロニーピクセルのモデルデータであって複数の異なる色特徴量の階調値によって規定された非コロニーピクセルのモデルデータが予め定め記録されているデータベース内を検索し、当該記録されているモデルデータと一致する色特徴量の階調値を有するピクセルを非コロニーピクセルと判定する判定手段と、
前記非コロニーピクセルと判定されたピクセルを培地画像から除去し、当該ピクセルを除去した培地画像から、所定の条件を有するコロニーを構成するコロニーピクセルと、当該条件を有しない非コロニーピクセルと、を判別し、当該判別したコロニーピクセルに基づいて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。
【請求項２】
請求項１に記載のコロニー検出システムにおいて、
前記モデルデータが複数のチャンネルのそれぞれの色特徴量を有し、かつ、前記抽出された各ピクセルの色特徴量が複数のチャンネルのそれぞれの色特徴量によって構成されている、コロニー検出システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコロニー検出システムにおいて、
前記データベースには、前記非コロニーピクセルとなる複数のモデルのモデルデータが記録されている、コロニー検出システム。
【請求項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、
前記データベースには、前記培地の種別、検体の種別及び当該検体を前記培地に載置する際に用いる希釈液の種別の少なくともいずれか一の種別情報毎に前記非コロニーピクセルとなる複数のモデルデータがデータベース化されて記録されており、
前記データ取得手段が、前記培地の種別、前記検体の種別及び前記希釈液の種別の少なくともいずれか一の種別情報を取得し、
前記判定手段が、前記取得された種別情報のモデルデータ群を選択し、当該選択したモデルデータの中から、前記記録されている非コロニーピクセルのいずれかの色特徴量と一致する色特徴量を有する前記抽出されたピクセルを非コロニーピクセルと判定する、コロニー検出システム。
【請求項５】
請求項１〜４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、
前記モデルデータには、サンプルとして取得された色特徴量を有するモデルデータと、当該サンプルのモデルデータに基づいて所定の演算を実行して算出したモデルデータと、が含まれる、コロニー検出システム。
【請求項６】
請求項５に記載のコロニー検出システムにおいて、
前記サンプルを取得するサンプル取得手段と、
前記取得されたサンプルのモデルデータに基づいて、所定の演算を実行し、補完するモデルデータを算出する算出手段と、
前記取得されたサンプルのモデルデータと前記算出されたモデルデータとを管理する管理手段と、
を更に備える、コロニー検出システム。
【請求項７】
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データ取得手段、
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、前記コロニーとは異なる非コロニーを構成する非コロニーピクセルのモデルデータであって複数の異なる色特徴量の階調値によって規定された非コロニーピクセルのモデルデータが予め定め記録されているデータベース内を検索し、当該記録されているモデルデータと一致する色特徴量の階調値を有するピクセルを非コロニーピクセルと判定する判定手段、及び、
前記非コロニーピクセルと判定されたピクセルを培地画像から除去し、当該ピクセルを除去した培地画像から、所定の条件を有するコロニーを構成するコロニーピクセルと、当該条件を有しない非コロニーピクセルと、を判別し、当該判別したコロニーピクセルに基づいてコロニーを検出する検出手段と、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項８】
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し、
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し、
前記抽出された各ピクセルの色特徴量に基づいて、前記コロニーとは異なる非コロニーを構成する非コロニーピクセルのモデルデータであって複数の異なる色特徴量の階調値によって規定された非コロニーピクセルのモデルデータが予め定め記録されているデータベース内を検索し、当該記録されているモデルデータと一致する色特徴量の階調値を有するピクセルを非コロニーピクセルと判定し、
前記非コロニーピクセルと判定されたピクセルを培地画像から除去し、当該ピクセルを除去した培地画像から、所定の条件を有するコロニーを構成するコロニーピクセルと、当該条件を有しない非コロニーピクセルと、を判別し、当該判別したコロニーピクセルに基づいてコロニーを検出する、
ことを特徴とするコロニー検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４５７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような特許文献１のシステムにあっては、検体に食品などの残渣やゴミなどの非コロニーが含まれている場合には、当該非コロニーをコロニーとして誤って検出する可能性は否定できない。特に、上述のような特許文献１のシステムにあっては、画像化した際の輝度値やＲＧＢの色成分など、非コロニーの色特徴量とコロニーの色特徴量が近しい場合には、その区別ができずに、当該非コロニーをコロニーとして誤って検出する場合も多い。
【０００７】
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、残渣やゴミなどが検体に含まれている場合であっても、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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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データ取得手段と、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、前記コロニーとは異なる非コロニーを構成する非コロニーピクセルの複数の色特徴量がモデルデータとして予め定め記録されているデータベース内を検索し、当該記録されているモデルデータと一致する色特徴量を有するピクセルを非コロニーピクセルと判定する判定手段と、前記非コロニーピクセルと判定されたピクセルを培地画像から除去し、当該ピクセルを除去した培地画像の各ピクセルの中から、所定の条件を有するコロニーを構成するコロニーピクセルを検出し、当該検出したコロニーピクセルに基づいてコロニーを検出する検出手段と、を備える構成を有している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るコロニー検出システム等は、培地画像を構成するピクセルにおいて、非コロニーを構成する非コロニーピクセルとしてモデル化されているデータと一致する色特徴量を有するピクセルを、非コロニーピクセルとして判定することができるので、培地画像上に残渣やゴミなどが検体に含まれている場合であっても、コロニーを正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】一実施形態において、フィルム型培地に発現されるコロニーと残渣の例を示す図である。
【図６】一実施形態において実行されるモデルデータを生成する原理（凸包）を説明するための図である。
【図７】一実施形態において実行されるモデルデータを生成する原理（色空間上のユークリッド距離）を説明するための図である。
【図８】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。
【図９】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。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
［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。
【００１３】
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。
【００１４】
具体的には、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。
【００１５】
また、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。
【００１６】
特に、本実施形態の衛生管理システムＳは、コロニーとは異なる非コロニーを構成する非コロニーピクセルの複数の色特徴量がモデルデータとして予め定め記録されているデータベース４００を用いて、当該記録されているモデルデータと一致する色特徴量を有するピクセルを非コロニーピクセルと判定しつつ、非コロニーピクセルと判定されたピクセルを、検体を載置してコロニーを培養する培地が画像化された培地画像から除去し、当該ピクセルを除去した培地画像の各ピクセルの中からコロニーを構成するピクセル（以下、「コロニーピクセル」という。）を検出し、最終的にコロニーを検出する構成を有している。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
サーバ装置４０は、所定のデータを記録するデータベース４００を有し、画像読み取り装置１０又は管理者端末装置２０と連動するとともに、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。
【００２８】
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するとともに、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し、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。
【００２９】
具体的には、サーバ装置４０は、コロニーを検出するにあたっては、
（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のデータを培地画像データとして取得し、
（２）取得し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し、
（３）抽出した各ピクセルの色特徴量に基づいて、残渣やゴミなどのコロニーとは異なる非コロニーを構成する非コロニーピクセルの複数の色特徴量がモデルデータとして予め定め記録されているデータベース４００内を検索し、当該記録されているモデルデータと一致する色特徴量を有するピクセルを非コロニーピクセルと判定し、
（４）非コロニーピクセルと判定したピクセルを培地画像から除去し、当該ピクセルを除去した培地画像の各ピクセルの中から、所定の条件を有するコロニーを構成するコロニーピクセルを検出し、当該検出したコロニーピクセルに基づいてコロニーを検出する、
構成を有している。
【００３０】
特に、本実施形態においては、モデルデータが複数のチャンネルのそれぞれの色特徴量を有し、かつ、抽出された各ピクセルの色特徴量が複数のチャンネルのそれぞれの色特徴量によって構成されている。
【００３１】
なお、本実施形態においては、データベース４００には、非コロニーピクセルとなる複数のモデルのデータ（モデルデータ）が記録されているとともに、フィルム型培地６０の種別、検体の種別及び当該検体をフィルム型培地６０に載置する際に用いる希釈液の種別、又は、これらの種別のうち２以上の種別情報毎に、非コロニーピクセルとなる複数のモデルデータがデータベース化されて記録されていてもよい。
【００３２】
そして、この場合には、サーバ装置４０は、フィルム型培地６０の種別、検体の種別、希釈液の種別又はこれらのうち２以上の種別情報を取得し、取得した種別情報のモデルデータ群をデータベース４００から選択し、当該選択したモデルデータの中から、記録されている非コロニーピクセルのいずれかの色特徴量と一致する色特徴量を有する抽出されたピクセルを非コロニーピクセルと判定する、構成を有していてもよい。
【００３３】
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、培地画像を構成するピクセルにおいて、非コロニーを構成する非コロニーピクセルとしてモデル化されているデータと一致する色特徴量を有するピクセルを、非コロニーピクセルとして判定することができるので、培地画像上に残渣やゴミなどが検体に含まれている場合であっても、コロニーを正確に検出することができるようになっている。
【００３４】
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。
【００３５】
［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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。そして、種別ＩＤ６６は、例えば、製造メーカ及び製品型番を特定するコードである。
【００３９】
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。
【００４０】
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、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。
【００４１】
［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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
［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。
【００６１】
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、非コロニーピクセルを判定し、コロニーを検出するなど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。
【００６２】
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。
【００６３】
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、残渣及びゴミを構成するピクセル（すなわち、非コロニーピクセル）を判定する際に用いるデータベース（以下、「ピクセル種別判定用ＤＢ」と略す。）４０２、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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
ピクセル種別判定用ＤＢ４０２は、残渣及びゴミを構成する非コロニーピクセルをモデル化した複数の色特徴量が、フィルム型培地６０の種別（メーカや製品型番）、検体の種別及び当該検体をフィルム型培地６０に載置する際に用いる希釈液の種別の各種別情報に対応付けてモデルデータとして記録されているデータベースである。そして、ピクセル種別判定用ＤＢ４０２は、培地画像を構成する各ピクセルが非コロニーピクセルであるか否かを判定する際に用いられる。
【００６７】
特に、本実施形態においては、各モデルデータ群は、培地種別、検体種別及び希釈液の種別毎に、それぞれ生成されて登録されるとともに、これらの種別のうち、２以上の種別の組み合わせ毎にモデルデータ群が生成され、ピクセル種別判定用ＤＢ４０２に登録される。
【００６８】
例えば、ピクセル種別判定用ＤＢ４０２には、フィルム型培地６０の種別を特定する種別ＩＤと、培地ＩＤに関連付けて登録されている検体種別及び希釈液の種別と、の各種別情報に対応付けて、残渣又はゴミの色を構成するＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のチャンネル毎の階調値が規定された複数のモデルデータ（モデルデータ群）と、コロニーピクセルの候補（以下、「コロニー候補ピクセル」という。）を構成する複数のモデルデータと、が記録されている。
【００６９】
特に、本実施形態においては、ＲＧＢが２５６階調で規定されている場合には、ピクセル種別判定用ＤＢ４０２には、各種別情報毎に、１６７７７２１６色（２５６階調の３乗）についてそれぞれ非コロニーピクセルのモデルデータかコロニー候補ピクセルのモデルデータが規定されている。
【００７０】
なお、本実施形態においては、非コロニーピクセルのモデルデータのみ記録されていてもよい。
【００７１】
また、本実施形態においては、非コロニーピクセルのモデルデータかコロニー候補ピクセルのモデルデータかの判定については、例えばフラグ情報を用いており、「０」を示すフラグ情報がコロニー候補ピクセルを示し、「１」を示すフラグ情報が非コロニーピクセルを示す。
【００７２】
さらに、本実施形態においては、各モデルデータは、いくつかのサンプルを用いて生成され、当該サンプル及び生成されたデータによって構成される。
【００７３】
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）検体の種別
（４）希釈液の種別
（５）培養開始時刻
（６）培養開始から所定の時間経過後までの培養時間
（７）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）
（８）作業日時（作業開始時刻及び終了時刻）
（９）作業者ＩＤ（及び／又は作業者名）
の９つデータが対応付けて記録される。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
具体的には、プロファイル情報には、
（２Ａ）培地画像から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、検体の種別及び希釈液の種別に基づく、ピクセル種別判定用ＤＢ４０２において用いるモデルデータ群を選択するためのデータ、
（２Ｃ）コロニーピクセルを特定する際の色特徴量の閾値、及び、
（２Ｄ）培地判定を行う際の合否における閾値
が含まれる。
【００７７】
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）抽出した各ピクセルの色特徴量に基づいて、ピクセル種別判定用ＤＢ４０２内を検索し、記録されているモデルデータと一致する色特徴量を有するピクセルを非コロニーピクセルと判定する判定処理と、
（５）非コロニーピクセルと判定したピクセルを培地画像から除去し、当該ピクセルを除去した培地画像の各ピクセルの中から、所定の条件を有するコロニーピクセルを検出し、当該検出したコロニーピクセルに基づいてコロニーを検出するとともに、当該検出したコロニーを計数する検出処理と、
（６）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、
（７）データベース４００の管理及び制御と、
（８）ピクセル種別判定用ＤＢ４０２に記録されているモデルデータの生成処理と、
を行う。
【００７８】
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、判定処理及び検出処理を実行するコロニー検出判定部４２３と、モデルデータを生成する生成処理を実行するモデルデータ生成処理部４２４と、を含む。
【００７９】
なお、例えば、本実施形態の登録処理部４２１は、本発明に係るデータ取得手段を構成し、コロニー検出判定部４２３は、本発明に係る抽出手段、判定手段、及び、検出手段を構成する。また、本実施形態のモデルデータ生成処理部４２４は、サンプル取得手段、算出手段及び管理手段を構成する。さらに、登録処理部４２１、画像抽出処理部４２２、コロニー検出判定部４２３及びモデルデータ生成処理部４２４の詳細については後述する。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
［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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
［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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
［４．４］コロニー検出判定部
次に、図５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は、フィルム型培地６０に発現されるコロニーと残渣の例を示す図である。
【００９４】
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、当該抽出した各ピクセルの色特徴量に基づいて、ピクセル種別判定用ＤＢ４０２を検索し、各ピクセルが非コロニーピクセルであるかコロニーピクセルであるかを判定する判定処理を実行する。
【００９５】
通常、検体をフィルム型培地６０に載置する際に（すなわち、希釈液を含めてフィルム型培地６０上に垂らした際に）、検査の対象となる食品の残渣がフィルム型培地６０上に紛れることも多い。また、この残渣は、例えば、図５に示すように、検体の種別（図５に示す検体はチョコレート）によってはフィルム型培地６０上に発現するコロニーの色と同系色となることも多く、画像解析によりピクセルの色特徴量に基づいてコロニーを検出する場合には、当該残渣などのコロニーでない非コロニーの存在が解析結果に影響を与えることが少なくない。
【００９６】
しかしながら、コロニーと残渣などの非コロニーの色特徴量を、例えば、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の色成分の階調値で示す場合に、それぞれの色成分が３次元空間上の各軸に沿ってそれぞれ分布する（延びる）ため、コロニーピクセルと非コロニーピクセルとを、ＲＧＢの３軸の座標上のそれぞれの生データを用いて直接境界を設定することが難しい。特に、コロニーと残渣などの非コロニーの色が同系色の場合には、当該境界を設定することが困難な場合があり、的確に分類することができない場合も多い。
【００９７】
一方、培地画像のデータ（以下、「培地画像データ」という。）は、デジタル画像であり、色を有限の整数値の組み合わせで表現することができる。また、例えば、ＲＧＢの各色成分を２５６階調で表現したとしても、１６７７７２１６通りで表現可能である。
【００９８】
そこで、本実施形態においては、非コロニーピクセルを的確に判別して分類するために、培地画像に用いる全ての色に対して非コロニーピクセルの色をモデル化したモデルデータを予めデータベース化し、当該データベースを用いて培地画像を構成する各ピクセルについて非コロニーピクセルか否かを判定しつつ、培地画像の各ピクセルの中から、コロニーピクセルを検出し、最終的にコロニーを検出することができるようになっている。
【００９９】
特に、本実施形態においては、コロニー検出判定部４２３は、判定処理によって判定した非コローピクセルを培地画像から除去し、当該ピクセルを除去した培地画像の各ピクセルの中から、所定の条件を有するコロニーを構成するコロニーピクセルを検出し、当該検出したコロニーピクセルに基づいてコロニーを検出し、かつ、その数を計数するコロニー検出処理を実行する。そして、コロニー検出判定部４２３は、検出したコロニー及びその計数の結果をそれぞれ登録処理部４２１に提供する。
【０１００】
（判定処理）
コロニー検出判定部４２３は、フィルム型培地６０毎に、登録処理部４２１において取得された培地ＩＤに基づいて、検体種別及び希釈液の種別を取得するとともに、当該取得した検体種別、希釈液の種別及び登録処理部４２１において取得された種別ＩＤ６６に基づいて、ピクセル種別判定用ＤＢ４０２を検索し、検索対象のモデルデータ群を特定する。
【０１０１】
そして、コロニー検出判定部４２３は、フィルム型培地６０毎に、培地画像の各ピクセルの色特徴量に基づいて、特定した検索対象のモデルデータ群を検索し、いずれかのモデルデータと一致する色特徴量を有するピクセルを非コロニーピクセルと判定する。
【０１０２】
例えば、培地画像の特定のピクセルの色特徴量（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の階調値が（２００，１５５，１７０）の場合に、当該非コロニーピクセルのモデルデータとしてピクセル種別判定用ＤＢ４０２に記録されている場合には、コロニー検出判定部４２３は、当該特定のピクセルを非コロニーピクセルと特定する。
【０１０３】
なお、本実施形態においては、ピクセル種別判定用ＤＢ４０２には、上述のように、コロニー候補ピクセルのモデルデータについもて記録されており、コロニー検出判定部４２３は、フィルム型培地６０毎に、培地画像の各ピクセルにおいて、検索対象のモデルデータ群から非コロニーピクセルかコロニーピクセルかを判定する。ただし、コロニー候補ピクセルのモデルデータを使用せずに、当該判定処理を実行してもよい。
【０１０４】
（検出処理）
コロニー検出判定部４２３は、フィルム型培地６０毎に、培地画像から判定された非コロニーピクセルを除去し、当該ピクセルを除去した培地画像の各ピクセルについて、プロファイル情報に基づいて、各種の閾値又はパラメータを設定し、コロニーピクセルの検出手法、コロニー候補の検出手法、及び、コロニーの特定手法を定めつつ、各培地画像データに対してコロニー検出処理を実行し、その結果をそれぞれ登録処理部４２１に提供する。
【０１０５】
具体的には、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、
（１）提供された培地画像（非コロニーピクセルが除去された培地画像）から、画像化されたコロニーを構成すると想定されるピクセルを検出するために、当該培地画像を構成する各ピクセルの中から、所定の条件を有する色に関する特徴量を有するコロニーピクセルを検出し、
（２）コロニーピクセルを連結してラベリングを実行してＩＤを付与し、連結したコロニーピクセル群を一のオブジェクトをコロニー候補として検出し、
（３）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つつ、その数を計数し、
（４）計数したコロニー数に基づいて培地判定を実行する。
【０１０６】
特に、コロニー検出判定部４２３は、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の個々のチャンネルの階調値に基づいて所定の演算を実行して得られた値とプロファイル情報に規定されるパラメータに基づいて、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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
［４．５］モデルデータ生成処理部
次に、図６及び図７を用いて本実施形態のサーバ装置４０におけるモデルデータ生成処理部４２４の詳細について説明する。なお、図６は、本実施形態において実行されるモデルデータを生成する原理（凸包）を説明するための図であり、図７は、本実施形態において実行されるモデルデータを生成する原理（色空間上のユークリッド距離）を説明するための図である。
【０１１７】
モデルデータ生成処理部４２４は、事前に、培地種別、検体種別及び希釈液の種別毎に、残渣やゴミなどの非コロニーを構成する非コロニーピクセルの複数のサンプルデータを取得するとともに、当該取得したサンプルデータからモデルデータを生成し、生成したモデルデータと取得したサンプルデータとによって、各非コロニーピクセルとなる複数のモデルのモデルデータを取得してピクセル種別判定用ＤＢ４０２に登録する。
【０１１８】
特に、モデルデータ生成処理部４２４は、取得した複数のサンプルデータに基づいてモデルデータを生成する場合に、凸包を用いる。具体的には、モデルデータ生成処理部４２４は、例えば、色特徴量がＲＧＢの色成分の場合には、ＲＧＢ空間中においてサンプルデータを分布させ、当該分布させたサンプルデータに基づいて、曖昧さ無く効果的に求める凸図形を表す集合（サンプルデータ及び生成したモデルデータの集合）を構築し、構築した集合を非コロニーピクセルとなる複数のモデルのモデルデータとしてピクセル種別判定用ＤＢ４０２に登録する。
【０１１９】
例えば、１０００個のサンプルデータを用いる場合には、モデルデータ生成処理部４２４は、図６に示すように、サンプルを３次元空間に分布させ（図６は、説明のためにＲＧの２次元空間）、分布させたサンプルに基づいて凸図形を表す集合（枠Ａ）を構築し、当該集合内に存在するＲＧＢの階調値の組み合わせを非コロニーピクセルのモデルデータとして生成する。そして、モデルデータ生成処理部４２４は、生成したモデルデータの階調値の組み合わせとサンプルデータとを非コロニーピクセルとなる複数のモデルのモデルデータとしてピクセル種別判定用ＤＢ４０２に登録する。
【０１２０】
また、モデルデータ生成処理部４２４は、登録したモデルデータ以外の色特徴量の組み合わせをコロニー候補ピクセルのモデルデータとしてピクセル種別判定用ＤＢ４０２に登録する。ただし、コロニー候補ピクセルのモデルデータは、ピクセルの判定処理を行う際に使用しなくてもよい。
【０１２１】
なお、モデルデータ生成処理部４２４は、培地種別、検体種別及び希釈液の種別毎に、モデルデータ群をそれぞれ生成するとともに、これらの種別のうち、２以上の種別の組み合わせ毎にモデルデータ群を生成し、ピクセル種別判定用ＤＢ４０２に登録する。
【０１２２】
また、モデルデータ生成処理部４２４は、凸包に代えて各サンプルデータの色特徴量の空間上のユークリッド距離に基づいてモデルデータを算出してもよい。具体的には、モデルデータ生成処理部４２４は、図７に示すように、例えば、色特徴量がＲＧＢの色成分の場合には、ＲＧＢ空間中においてサンプルデータを分布させ、当該分布させた各サンプルデータに対してユークリッド距離が一定以内の各階調値の組み合わせをモデルデータとして生成し、生成したモデルデータとサンプルデータを非コロニーピクセルとなる複数のモデルのモデルデータとしてピクセル種別判定用ＤＢ４０２に登録してもよい。
【０１２３】
［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８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８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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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）。
【０１２９】
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）。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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）。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
［５．２］培地情報登録処理（サーバ装置）
次に、図９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９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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
また、ピクセル種別判定用ＤＢ４０２には、予めモデルデータ生成処理部４２４によって生成された非コロニーピクセルの全てのモデルデータが培地種別、検体種別及び希釈液の種別毎に既に記録されているものとする。
【０１３７】
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）。
【０１３８】
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を取得する（ステップＳ３０２）。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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）。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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及び培地ＩＤに基づいて、作業管理ＤＢ４０４及びプロファイル情報ＤＢ４０５を検索し、該当する検体種別、希釈液の種別及びプロファイル情報を取得し（ステップＳ３０８）、画像抽出処理部４２２において抽出された培地画像から各ピクセルの色特徴量（ＲＧＢの各色成分）を抽出する（ステップＳ３１０）。
【０１４６】
次いで、コロニー検出判定部４２３は、取得した検体種別、希釈液の種別及びプロファイル情報と、各ピクセルの色成分に基づいて、ピクセル種別判定用ＤＢ４０２に記録されている対象となるモデルデータ群を特定する（ステップＳ３１１）。
【０１４７】
次いで、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に基づいて、特定されたモデルデータ群を検索し、各ピクセルが非コロニーピクセルか、又は、コロニー候補ピクセルかのピクセル種別の判定を実行する（ステップＳ３１２）。
【０１４８】
次いで、コロニー検出判定部４２３は、培地画像から非コロニーピクセルと特定したピクセルを除去する（ステップＳ３１３）。
【０１４９】
次いで、コロニー検出判定部４２３は、該当するピクセルを除去した培地画像と、提供されたプロファイル情報と、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）。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
以上、本実施形態の衛生管理システムＳにおいては、培地画像を構成するピクセルにおいて、非コロニーを構成する非コロニーピクセルとしてモデル化されているデータと一致する色特徴量を有するピクセルを、非コロニーピクセルとして判定することができるので、培地画像上に残渣やゴミなどが検体に含まれている場合であっても、コロニーを正確に検出することができる。
【０１５６】
［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。
【０１５７】
［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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
［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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
［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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
［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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
［６．６］変形例６
本実施形態においては、モデルデータの生成においては、凸包又は色特徴量空間上のユークリッド距離を用いているが、サポートベクターマシンなどの機会学習手法を用いてよい。この場合には、モデルデータ生成処理部４２４は、非コロニーピクセルを判定する毎に、当該判定に用いた色特徴量に色特徴量空間上において非コロニーピクセルとコロニーピクセルの２クラスを識別する識別平面を決定し、決定した識別平面に基づいて非コロニーピクセルの判定を実行する。
【０１６７】
［６．７］変形例７
本実施形態においては、色特徴量としてＲＧＢ空間を用いているが、ＨＳＶ空間、ＸＹＺ空間及びＬａ＊ｂ＊空間などその他の色空間を用いてもよいし、また、生成したモデルデータを管理者の手作業によって編集することも可能である。
【０１６８】
［６．８］変形例８
本実施形態においては、培地画像において、非コロニーピクセルと判定されたピクセルを除去し、当該ピクセルを除去した培地画像に対してコロニーピクセルの検出を行っているが、ピクセル種別判定用ＤＢ４０２に記録されたモデルデータを用いてコロニーピクセルを直接判定し、当該判定されたコロニーピクセルを用いてコロニーを検出してもよい。
【符号の説明】
【０１６９】
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
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
４０２  …  ピクセル種別判定用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
４２４  …  モデルデータ生成処理部
４３０  …  サーバ管理制御部 
【図１】
0006500358.tif 000002
【図２】
0006500358.tif 000003
【図３】
0006500358.tif 000004
【図４】
0006500358.tif 000005
【図５】
0006500358.tif 000006
【図６】
0006500358.tif 000007
【図７】
0006500358.tif 000008
【図８】
0006500358.tif 000009
【図９】
0006500358.tif 000010