JPH0255953A - Automatic identifying and processing method for bacteria - Google Patents
Automatic identifying and processing method for bacteriaInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、生体の試料中に含まれている細菌の種類を
識別するための方法に関し、特に試料を撮像し、その画
像から細菌像を抽出し、その細菌像の特徴量を求めて細
菌を識別する方法に関する。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a method for identifying the types of bacteria contained in a biological sample, and in particular, a method for imaging a sample and obtaining a bacterial image from the image. This invention relates to a method for identifying bacteria by extracting them and determining the feature values of their images.
〈従来技術〉
従来、細菌の検査方法としては、塗抹染色標本を作製し
て、これを顕微鏡で観察する方法がある。しかし、この
ような方法では、標本作製に手間がかかり、しかも検査
に熟練を要し、さらに時間もかかるという問題点があっ
た。この問題点を解決するために、電子情報通信学会論
文誌DVol。<Prior Art> Conventionally, as a method for testing bacteria, there is a method of preparing a smear-stained specimen and observing it with a microscope. However, such a method has problems in that it takes time and effort to prepare the specimen, requires skill in testing, and is also time-consuming. In order to solve this problem, the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers journal DVol.
J70−D No、4第827頁から第829頁に記載
されているフロ一方式を用いて、細菌を撮像し、得られ
た画像から細菌の像を抽出し、その細菌の種類を識別す
ることができる検査装置が考えられた。J70-D No. 4 Using the flow one method described on pages 827 to 829, image bacteria, extract an image of the bacteria from the obtained image, and identify the type of bacteria. An inspection device that can do this was devised.
〈発明が解決しようとする課題〉
細菌の大きさは、概ねIgm程度と小さく、上記の装置
によって得られた画像の大部分が背景となる。しかも、
この背景には多くの雑音や濃度むらか生じている。細菌
の像を抽出するには、まず撮像された画像を2値化する
必要があるが、雑音や濃度むらの影響を受けると、正確
に2値化することかてきないという問題点がある。また
、細菌によってはその像の濃度と背景の濃度とが比較的
接近していることもあり、このような場合にも正確に2
値化することがてきないという問題点かあった。また、
2値化によって得た細菌の像から特徴量を求め、その細
菌がどのような細菌であるか決定するのであるか、細菌
によっては2値化画像から直接にその特徴量を抽出する
のか不可能なものもあるという問題点もあった。<Problems to be Solved by the Invention> The size of bacteria is approximately as small as Igm, and most of the image obtained by the above-mentioned device is the background. Moreover,
A lot of noise and density unevenness occur in this background. In order to extract an image of bacteria, it is first necessary to binarize the captured image, but there is a problem in that it is not possible to binarize accurately if it is affected by noise or density unevenness. Also, depending on the bacteria, the density of the image and the density of the background may be relatively close, and in such cases, accurate 2
The problem was that it could not be converted into a value. Also,
Depending on the bacteria, it may be impossible to find the feature values from the image of the bacteria obtained through binarization and determine what kind of bacterium it is, or to extract the feature values directly from the binarized image depending on the bacteria. There was also the problem that there were some things.
この発明は、上記の各問題点を解決し、より正確に細菌
の種類を識別することかできる細菌の自動識別処理方法
を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide an automatic bacterial identification processing method that solves the above-mentioned problems and can more accurately identify the type of bacteria.
く課題を解決するための手段〉
上記の目的を達成するため、この発明は、生体から採取
した試料な撮像装置で撮像して得た撮像信号をA/D変
換して、複数濃度を有する複数画素からなる!!淡両画
像得て、この濃淡画像に対してしきい値を設定すること
により」二足試料中の細菌の像を抽出し、上記細菌の像
から得られた特徴量に基づき上記細菌を識別する方法に
おいて上記濃淡画像から得られた濃度ヒストグラムの級
間分散を縁由分散で割った比を評価関数とし、上記評価
関数か最大となる濃度値を上記のしきい値とする。また
は評価関数の差分値が極小となる各濃度値を、しきい値
として上記濃淡画像を2値化したときと、これらしきい
値の前後の濃度値をしきい値として2値化したときとの
画素数の変化率か最小となる濃度値を上記しきい値とす
る。Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present invention converts an image signal obtained by imaging a sample collected from a living body using an imaging device, and generates a plurality of signals having a plurality of concentrations. Consists of pixels! ! By obtaining a light and dark image and setting a threshold for this gray image, an image of the bacteria in the biped sample is extracted, and the bacteria is identified based on the features obtained from the image of the bacteria. In this method, the ratio of the inter-class variance of the density histogram obtained from the grayscale image divided by the edge-based variance is used as an evaluation function, and the density value at which the evaluation function is maximized is used as the threshold value. Or when the above-mentioned grayscale image is binarized using each density value at which the difference value of the evaluation function is minimum as a threshold value, and when the density value before and after these threshold values is used as a threshold value to binarize it. The density value that minimizes the rate of change in the number of pixels is defined as the threshold value.
また、上記濃淡画像に雑音除去及び辺縁強調処理を施し
た後、上記しきい値を設定して上記細菌像を抽出し、そ
の抽出された像に縮退及び拡張処理を行ない、さらに穴
埋め処理を施し、細菌の像を修正することもてきる。In addition, after performing noise removal and edge enhancement processing on the above-mentioned grayscale image, the above-mentioned threshold value is set to extract the above-mentioned bacterial image, the extracted image is subjected to degeneration and expansion processing, and then hole-filling processing is performed. It can also be used to correct the image of bacteria.
さらに、識別不能の細菌像に対し、像を複数回縮退する
ことにより、その骨格を抽出し、これら骨格ごとに像を
複数回拡張することにより像を復元した後に、再度復元
像ごとに特徴を求め、細菌を識別するようにしてもよい
。Furthermore, for an unidentifiable bacterial image, the skeleton is extracted by degenerating the image multiple times, and after the image is restored by expanding the image multiple times for each skeleton, the features are again calculated for each restored image. may also be used to identify bacteria.
く作用〉
生体から採取した試料を撮像装置で撮像し、細菌の静止
画像を得る。これをA/D変換して、複数濃度値を有す
る複数画素からなる濃淡画像を得る。Effect> A sample collected from a living body is imaged with an imaging device to obtain a still image of bacteria. This is A/D converted to obtain a grayscale image consisting of a plurality of pixels having a plurality of density values.
この濃淡画像から濃度ヒストグラムを得て、このヒスト
グラムを2分割することにより、全濃度値は2つの集団
に分けられ、2値化か行なわれる。2分割するためのし
きい値を決定しなければならないが、この発明では、そ
のため、まずヒストグラムの級間分散と縁由分散とを求
め、その比も求める。これをヒストグラム上の全濃度に
対して行ない、評価関数を求める。この評価関数か明ら
かになると、この評価関数が最大となる濃度値が得られ
る。これをしきい値として明瞭に2値化できないとき、
評価関数の差分値か極小となる濃度イ1を求め、これら
濃度値のうちこれらをしきい値として2値化を行なった
ときと、これらしきい値の近傍の濃度値をしきい値とし
て2値化を行なったときとの画素数の変化率が最小とな
る濃度値を最適のしきい値として選択する。これは、画
素数の変化率が小さいということは、2つの領域が最適
に分割されることを示しているからである。By obtaining a density histogram from this grayscale image and dividing this histogram into two, all density values are divided into two groups and binarized. A threshold value for dividing into two must be determined, but in the present invention, for this purpose, first the interclass variance and the due variance of the histogram are determined, and the ratio thereof is also determined. This is performed for all densities on the histogram to obtain an evaluation function. When this evaluation function becomes clear, the concentration value at which this evaluation function is maximized can be obtained. When this cannot be clearly binarized using this threshold,
When the difference value of the evaluation function or the minimum density 1 is determined, and when binarization is performed using these density values as thresholds, and when the density values near these thresholds are used as thresholds, 2 The density value that minimizes the rate of change in the number of pixels compared to when the value was converted is selected as the optimal threshold value. This is because a small rate of change in the number of pixels indicates that the two regions are optimally divided.
2値化により抽出された像の形状から像の特徴量か求め
られる。この特徴量を用いて、特定の細菌を識別するこ
とかできる。The feature amount of the image is determined from the shape of the image extracted by binarization. Using this characteristic amount, specific bacteria can be identified.
濃淡画像に雑音除去処理を施すことにより、雑音を少な
(し、かつ辺縁強調処理を施すことによりm菌の辺縁を
明確にすることができる。よって、2値化か行ないやす
くなる。2値化された像に縮退及び拡張処理を行なうこ
とにより、抽出像の辺縁の凹凸が滑らかになり、さらに
穴埋め処理を行なうことにより、像内部の抽出漏れが補
正される。By applying noise removal processing to the grayscale image, the noise can be reduced (and by applying edge enhancement processing, the edges of the m bacteria can be made clear. Therefore, it becomes easier to perform binarization.2) By performing degeneration and expansion processing on the digitized image, irregularities on the edges of the extracted image are smoothed, and by further performing hole filling processing, extraction omissions within the image are corrected.
識別不能の細菌の像に対し、像の骨格を抽出し、その骨
格ごとに像を拡張することにより像の特徴が明確にされ
る。For images of unidentifiable bacteria, the features of the image are clarified by extracting the skeleton of the image and expanding the image for each skeleton.
〈実施例〉
この実施例は、球菌(例えばα連鎖球菌、β連鎖球菌、
ナイセリア、白色ぶどう球菌、4連球菌!′g)と桿菌
(例えば緑膿菌、肺炎桿菌、大腸菌、チフス菌、枯草菌
等)とを識別するのに、この発明を実施したもので、第
2図は、そのために使用する機器のブロック図である。<Example> This example describes the use of cocci (e.g. alpha streptococcus, beta streptococcus,
Neisseria, Staphylococcus leucosum, and quadruple coccus! This invention was carried out to identify Bacillus (e.g., Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Salmonella typhi, Bacillus subtilis, etc.), and Figure 2 shows a block diagram of the equipment used for this purpose. It is a diagram.
この装置は、流体系2と、光学系4と1画像撮像部6と
、制御画像処理部8とからなる。This device consists of a fluid system 2, an optical system 4, a single image capturing section 6, and a control image processing section 8.
流体系2は、細菌を流す部分で、シースフローチャンバ
ーlOを有している。このチャンバーlOは石英ガラス
製で、上部に細菌の注入口12と、シース液の注入口1
4とを有し、下部に細管?B15を有している。そして
、下部より吸引ポンプ16によってシース液を吸引する
と、第3図に示すように、シース液か鞘となって細菌を
包んで細管部15を流れる。即ち、細菌は細管部15の
中央を流れ、しかも細菌は同一場所を細流となって流れ
るので、後述する撮像のための焦点合せかしやすく、同
時通過もない。The fluid system 2 is a part through which bacteria flow, and has a sheath flow chamber IO. This chamber IO is made of quartz glass, and has a bacteria injection port 12 and a sheath liquid injection port 1 at the top.
4 and a tubule at the bottom? It has B15. When the sheath liquid is sucked from the lower part by the suction pump 16, the sheath liquid forms a sheath and flows through the thin tube portion 15, enveloping the bacteria, as shown in FIG. That is, the bacteria flow through the center of the thin tube portion 15, and since they flow in the same place as a trickle, it is easy to focus for imaging, which will be described later, and there are no simultaneous passages.
光学系4は、光源として窒素パルス光レーザ18を有し
ている。測定対象物である細菌はIJLm程度と非常に
小さく、高解像度の撮影が必要である。解像限界は光源
の波長に比例するので、短波長が有利である。そこて、
この窒素パルス光レーザは、波長が:l:17n+sの
ものを用いている。この窒素パルス光は、図示していな
い複数の集光レンズを介してチャンバー10の細管部1
5に照射され、さらに図示しない対物レンズを介して画
像撮像部6のCCDテレビジョンカメラ20に入射され
る。The optical system 4 has a nitrogen pulsed light laser 18 as a light source. The bacteria to be measured are extremely small, about IJLm, and require high-resolution photography. Since the resolution limit is proportional to the wavelength of the light source, short wavelengths are advantageous. There,
This nitrogen pulsed light laser has a wavelength of: l:17n+s. This nitrogen pulse light is transmitted to the thin tube section 1 of the chamber 10 through a plurality of condensing lenses (not shown).
5, and further enters the CCD television camera 20 of the image capturing section 6 via an objective lens (not shown).
画像撮像部6は、上述したCCDテレビジョンカメラ2
0を有し、その撮像信号は、A/D変換器22てディジ
タル撮像信号に変換され、画像メモリシステム24に記
憶される。また、必要に応じて画像メモリシステム24
に記憶されたディジタル撮像信号は、アナログ撮像信号
に変換されて、モニタテレビジョン受像機26に写した
され、またビデオテープレコーダ28に記録される。The image capturing unit 6 is the CCD television camera 2 described above.
0, and the image signal is converted into a digital image signal by the A/D converter 22 and stored in the image memory system 24. Additionally, the image memory system 24 may be used as needed.
The digital image signal stored in the digital image signal is converted into an analog image signal and is displayed on a monitor television receiver 26 and recorded on a video tape recorder 28.
制御・画像処理部8は、マイクロコンピュータシステム
30を有し、これによって窒素パルス光レーザ18や画
像メモリシステム24の制御を行なうと共に、後述する
ように画像処理を行なう。この制御・画像処理部8は、
他に画像処理の経過や画像処理結果を写すだすモニタテ
レビジョン受像機32や、処理結果の記録等のためのフ
ロウビディスク34も有している。The control/image processing unit 8 has a microcomputer system 30, which controls the nitrogen pulsed light laser 18 and the image memory system 24, and also performs image processing as described later. This control/image processing section 8 is
It also has a monitor television receiver 32 for displaying the progress of image processing and the results of the image processing, and a flow disc 34 for recording the processing results.
第1図はマイクロコンピュータシステム30で行なわれ
る画像処理を示すフローチャートで、まず画像メモリシ
ステム24がらディジタル撮像信号を入力する(ステッ
プSt)。この入力されたディジタル撮像信号は、撮像
されている細菌の辺縁に劣化を生じたり、背景に雑音が
生じたりしている。これらを放置したままては正確な2
値化か困難であるので、雑音除去及び辺縁強調を行なう
(ステップS2.3)。FIG. 1 is a flowchart showing image processing performed by the microcomputer system 30. First, a digital imaging signal is input from the image memory system 24 (step St). This input digital imaging signal has deterioration at the edges of the bacteria being imaged and noise in the background. If these are left as they are, the exact 2
Since it is difficult to convert into values, noise removal and edge emphasis are performed (step S2.3).
ステップS2の雑音除去は、原画像の劣化の程度や処理
時間を考慮して、SNN−MEANフィルタ(Symm
eLric Nearest Neibor−Mean
Filter)を用いて行なっている。即ち、第4図
に示すように画素(X、Y) ノ濃度値g (X、Y)
は、ソノ周・囲ノ(2n”l) X (2n+1)個の
画素を、g (X+i+Y+j)とg(X−i、Y−j
)とを1組として、下式により選ばれた画素の濃度値の
平均値として表わしている。Noise removal in step S2 is performed using an SNN-MEAN filter (Symm
eLric Nearest Neighbor-Mean
Filter). That is, as shown in FIG. 4, the density value g (X, Y) of the pixel (X, Y)
is (2n"l)
) is expressed as an average value of the density values of pixels selected by the following formula.
Ig(X、Y) g(X+i、Y+j)I<Ig(X
、Y)−g(X−i、Y−j) lのとき、g(X+
i、Y+j) ヲ選択tル。Ig(X, Y) g(X+i, Y+j) I<Ig(X
, Y)-g(X-i, Y-j) When l, g(X+
i, Y+j) Select.
I g(X、Y) −g(X+i、Y+j) I >
I g(X、Y) −g(X−i、Y−j) I
f)トき、g (X−i、Y−j)を選択する。I g(X, Y) −g(X+i, Y+j) I >
I g(X, Y) -g(X-i, Y-j) I
f) Go and select g (X-i, Y-j).
I g(X、Y) −g(X+i、Y+j) l =
l g(X、Y) −g(X−i、Y−j) l
17)とき、(g (X+i、Y+j) + g (X
−i、Y−j))/2とする。ただし、−n≦(i、j
)≦+nである。例えば、第4図はnを1とした場合の
図で、濃度値g(X、Y)を1口とすると、1s−2,
j=1(7)とき、 I g(X、Y)−g(X−2
,Y+1) lは110−81=2となり、 1
g (X、Y)−g (X+2.Y−1) + 4;
i I 10−5=5となり、l g (X、Y)−g
(X−2,Y+l) + (7)方が小さいので、
g (X−2,Y、l) = 8を選択する。i−2,
jm2ノとき、 l g(X、Y)−g(X−2,Y
+2) lはl 10−81=2となり、I g(X
、Y)−g(X+2.Y−2) lは110−61=
4となり、l g (X、Y)−g (X−2,Y◆2
) + 77)方か小さいので、g (X−2,Y+
2) = 8を選択する。I g(X, Y) −g(X+i, Y+j) l =
l g(X, Y) -g(X-i, Y-j) l
17) When (g (X+i, Y+j) + g (X
−i, Y−j))/2. However, −n≦(i, j
)≦+n. For example, Fig. 4 is a diagram when n is 1, and if the density value g (X, Y) is one mouth, then 1s-2,
When j=1(7), I g(X, Y)-g(X-2
,Y+1) l becomes 110-81=2, and 1
g (X, Y) - g (X+2.Y-1) + 4;
i I 10-5=5, and l g (X, Y)-g
(X-2, Y+l) + (7) is smaller, so
Select g (X-2, Y, l) = 8. i-2,
When jm2, l g(X, Y)-g(X-2, Y
+2) l becomes l 10-81=2, and I g(X
, Y)-g(X+2.Y-2) l is 110-61=
4, l g (X, Y)-g (X-2, Y◆2
) + 77) is smaller, so g (X-2, Y+
2) Select =8.
1=−1,j−1ノとき、I g(X、Y)−g(X−
1,Y+1) lは110−51=5とナリ、l g
(X、Y)−g (X+l、Y−。When 1=-1,j-1, I g(X, Y)-g(X-
1, Y+1) l is 110-51=5, l g
(X, Y)-g (X+l, Y-.
は110−61=4とな’) 、 l g (X、Y
)−g (X+I、Y−1)+77)方か小さイノテ、
g (X+l、Y−1) = 6を選択すル、 i−1
,j−2(7) トキ、I g (X、Y)−g (X
−1,Y−2)1 にt I to−71=3となり、
l g (X、Y)−g (X+1.Y2) Iは1
10−81=2となり、l g (X、Y)−g CX
÷1.Y−2) + 773方が小さイノテ、g (
X+1.Y−2) = 8を選択する。i=0.j=l
(7)とき、l g (X、Y)−g (X、Y、1
) I にt l 10−71 =3となり、l g
(X、Y)−g(X、Y−1) lは110−81
=2となり、I g (X、Y)−g (X、Y−1)
lの方が小さイノテ、g (X、Y−1) = 8
を選択する。i=o、j=2 (7)とき、I g (
X、Y)−g (X、Y+2) Iは110−61=
4となり、I g (X、Y)−g(X、Y−2)
lは110−91=1となり、l g (X、Y)−g
(X、Y−2) + (7)方が小さイノテ、g
(X、Y−2) = 9を選択する。また、 i=1.
j=0 (1)とき、l g(X、Y)−g (X+1
.Y) lは110−71=3となり、Ig(X。is 110-61=4'), l g (X, Y
)-g (X+I, Y-1)+77) or small innote,
Select g (X+l, Y-1) = 6, i-1
,j-2(7) I g (X, Y)-g (X
-1, Y-2) 1 becomes t I to-71=3,
l g (X, Y) - g (X+1.Y2) I is 1
10-81=2, l g (X, Y)-g CX
÷1. Y-2) + 773 is smaller innote, g (
X+1. Select Y-2) = 8. i=0. j=l
(7) When l g (X, Y) - g (X, Y, 1
) I becomes t l 10-71 = 3, and l g
(X, Y)-g(X, Y-1) l is 110-81
= 2, I g (X, Y)-g (X, Y-1)
l is smaller, g (X, Y-1) = 8
Select. i=o, j=2 (7) When I g (
X, Y)-g (X, Y+2) I is 110-61=
4, I g (X, Y) - g (X, Y - 2)
l becomes 110-91=1, l g (X, Y) - g
(X, Y-2) + (7) is smaller, g
Select (X, Y-2) = 9. Also, i=1.
When j=0 (1), l g(X, Y)-g (X+1
.. Y) l becomes 110-71=3, and Ig(X.
Y)−g(X−1,Y) Iは110−61=4とな
り、1g(X、Y)−g (X+l、Y) + (7
)方か小さイノテ、 g(X+l。Y) - g (X - 1, Y) I becomes 110 - 61 = 4, 1g (X, Y) - g (X + l, Y) + (7
) side or small innote, g(X+l.
Y)=7を選択する。i−1、jglのとき、I g
(X、Y)−g (x++、y+t) 1は+1O−
61=4てあり、1g(X、Y)−g (X−1,Y−
1) lは110−71=3であり、g (X、Y)
−g (X−1,Y−1) lの方か小さいのて、g
(X−1,Y−1) =7を選択する。 i=1.j−
2ノとき、g (X、Y)−g (X+l、Y+2)
Iは110−71=3となり、l g(X、Y)−g
(X−1,Y−2) Iは+1O−81=2トナリ、
I g (X、Y)−g (X−1,Y−2)lc7)
方か小さいので、g (X−1,Y−2) = 8を選
択する。i”21j−0ノと、き、 l g(X、Y
)−g(X+2.Y) Iは+1O−61=4となり
、l g(、X、Y)−g(X−2,Y) lは+ 1
0−91 = 1となり、I g (X、Y)−g (
X−2,Y)+77)方か小さイノて、g (X−2,
Y) = 9を選択する。i=2.j=1 ノとき、1
g(X、Y)−g(X+2.Y+1) Iは+1O
−71=3であり、 I g(X、Y)−g(X−2
,Y−1)lはl 10−71 =3で、等しイノテ、
(g (X+2.Y+1) + g (X−2,Y−1
))/2=7を選択する。i=2.j=2のとき、1g
(X、Y)−g (X+2.Y+2) lは110−
81=2となり、g (X、Y)−g (X−2,Y−
2) lは110−61=4となり、I g (X、
Y)−g (X+2.Y+2)+77)方が小すイノテ
。Select Y)=7. When i-1, jgl, I g
(X, Y)-g (x++, y+t) 1 is +1O-
61=4, 1g(X,Y)-g(X-1,Y-
1) l is 110-71=3, and g (X, Y)
-g (X-1, Y-1) l is smaller, g
Select (X-1, Y-1) =7. i=1. j-
At 2, g (X, Y) - g (X+l, Y+2)
I becomes 110-71=3, l g(X, Y)-g
(X-1, Y-2) I is +1O-81=2 tons,
I g (X, Y)-g (X-1, Y-2) lc7)
Since the one is smaller, g (X-1, Y-2) = 8 is selected. i”21j-0ノ, l g(X, Y
)-g(X+2.Y) I is +1O-61=4, and l g(,X,Y)-g(X-2,Y) l is +1
0-91 = 1, and I g (X, Y)-g (
X-2, Y) + 77) or small, g (X-2,
Select Y) = 9. i=2. When j=1, 1
g(X,Y)-g(X+2.Y+1) I is +1O
−71=3, and I g(X, Y)−g(X−2
, Y-1) l is l 10-71 = 3, equal innote,
(g (X+2.Y+1) + g (X-2,Y-1
))/2=7. i=2. When j=2, 1g
(X, Y)-g (X+2.Y+2) l is 110-
81=2, g (X, Y)-g (X-2, Y-
2) l becomes 110-61=4, and I g (X,
Y)-g (X+2.Y+2)+77) is smaller.
gCX◆2.Y、2) = 8を選択する。そして、こ
れら選択された濃度値8.8,6.8.8.9,7.7
.8,9.7.8の平均値7.75をg(X、Y)とす
る。このようにして、各画素の濃度値を決定して、雑音
を除去する。この場合、対象物(細菌の像)の辺縁を保
存したまま、背景の雑音のみを除去できる。gCX◆2. Select Y, 2) = 8. Then, these selected density values 8.8, 6.8, 8.9, 7.7
.. Let g(X, Y) be the average value of 7.75 of 8,9.7.8. In this way, the density value of each pixel is determined and noise is removed. In this case, only the background noise can be removed while preserving the edges of the object (bacteria image).
ステップS3の辺縁強調は、原画像に差分処理を施すこ
とによって行なっている。即ち、成る画像の濃度値をr
(i、j)とすると、その差分値g(i、j)は、
g(i、j)= [(Δ i)2 + (Δj)2
]1/2となる。ただし、Δi、Δjは、
Δi = [r(i+1.jd)+2f(i+I、j)
+f(i+I、j−1) ]−[f(i−1,j+1)
+2f(i−1,j)+f(i−1,j−1) ]Δ
j = [f(i−1,j+1)+2f(i、j+
1)+f(i+l、j+1) ]−[f(i−1,j
−1)+2f(i、j−1)十f(i+1.j−1)
]である。これはシーベル(Sobel)の処理として
公知のものである。The edge enhancement in step S3 is performed by performing differential processing on the original image. That is, the density value of the image consisting of r
(i, j), the difference value g(i, j) is g(i, j) = [(Δ i)2 + (Δj)2
]1/2. However, Δi and Δj are as follows: Δi = [r(i+1.jd)+2f(i+I,j)
+f(i+I,j-1) ]-[f(i-1,j+1)
+2f(i-1,j)+f(i-1,j-1) ]Δ
j = [f(i-1,j+1)+2f(i,j+
1)+f(i+l,j+1)]-[f(i-1,j
-1)+2f(i,j-1) tenf(i+1.j-1)
]. This is known as the Sobel process.
ステップS2で雑音除去された画像と、ステップS3で
辺縁強調された画像との濃度和を取ることによって、原
画像から雑音を除去し、かつ辺縁を強調した画像を得る
。By calculating the density sum of the image from which noise has been removed in step S2 and the image from which edges have been emphasized in step S3, an image in which noise has been removed from the original image and edges have been emphasized is obtained.
このように修正した画像を2値化するために、しきい値
を設定する(ステップS4)。この設定は、分散比を評
価関数とする自動しきい値選定法による。即ち1級間分
散σa′と経内分散σw′との比F。(=σ、+1/σ
、2)が最大となる濃度値をしきい値とするものである
。ただし、級間分散σ8と縁由分散σw2とは、
σ112= Σ J (xm−x)2/Σ nkkE
NrlkεNn
Nn= (1,2・・・・・N)
(rw2= Σ Σ(Xkt−Xk)”/Σ n
kkENn uεHz kEN。In order to binarize the image corrected in this way, a threshold value is set (step S4). This setting is based on an automatic threshold selection method using the variance ratio as an evaluation function. That is, the ratio F between the first class dispersion σa' and the intraclass dispersion σw'. (=σ, +1/σ
, 2) is set as the threshold value. However, the interclass variance σ8 and the due variance σw2 are as follows: σ112= Σ J (xm-x)2/Σ nkkE
NrlkεNn Nn= (1, 2...N) (rw2= Σ Σ(Xkt-Xk)"/Σ n
kkENn uεHz kEN.
である。ここで、Nは階級の総数、 nkはに番目へ画
素の数、×、は階級にの画素の濃度値の平均値、Xbt
は階級にの交番目の画素の値、又は全画素の濃度値の
平均値である。例えば、濃度lの画素が1個、濃度2の
画素が3個、濃度3の画素が2個、濃度4の画素が1個
、濃度5の画素か4個、濃度6の画素が6個、濃度7の
画素が5個、濃度8の画素か3個からなる画像(全画素
a25)を考えたとき、全画素の濃度値の平均値又は5
.28である。ここでは、2値化するのであるからNは
2である。It is. Here, N is the total number of classes, nk is the number of pixels in the second class, × is the average density value of pixels in the class, and Xbt
is the value of the intersecting pixel in the class or the average value of the density values of all pixels. For example, there is 1 pixel with density 1, 3 pixels with density 2, 2 pixels with density 3, 1 pixel with density 4, 4 pixels with density 5, 6 pixels with density 6, etc. When considering an image (all pixels a25) consisting of 5 pixels with density 7 and 3 pixels with density 8, the average value of the density values of all pixels or 5
.. It is 28. Here, N is 2 because it is binarized.
濃度lをしきい値とする(濃度1以下の階級と1より大
きい階級に分ける)と、第1の階級の画素の濃度値の平
均値君は1で、第2の階級の画素の濃度値の平均値乙は
5.46である。ゆえに級間分散は、 (l(1−5,
28)”÷2.i(5,46−5,28)”)/25雪
0.76 。If the density l is a threshold value (divided into a class with a density of 1 or less and a class with a density greater than 1), the average value of the density values of pixels in the first class is 1, and the density value of pixels in the second class is The average value O is 5.46. Therefore, the interclass variance is (l(1-5,
28) "÷2.i(5,46-5,28)")/25 snow 0.76.
縁由分散は、1(1−1)”/I+(:1(2−5,4
6)2+2(3−5,46) 241(4−5,46)
2◆4(S−5,46)2◆6(6−5,46)”+5
(7−5,46)2、:I(8−5,46)2)/24
−3.50となり、評価関数の値は、0.76/3.5
0−0.22となる。濃度2をしきい値とすると、第1
の階級の画素の濃度値の平均値乙はl、75で、第2の
階級の画素の濃度値の平均値へは5.95である。ゆえ
に級間分散は、 (4(1,75−5,28)2+21
(5,95−5,28)”)/25−2.:17、縁由
分散は、(1(1−1,75)2.:1(2−1,75
) 2)/4+ (2(:l−5,95)2+1 (4
−5,95) 2+4 (5−5,95)246(6−
5,95)”+5(7−5,95)”+3(8−5°、
95)2)/21=2.2:lとなり、評価関数の値は
、2.3’l/2.23=1.06となる。The due variance is 1(1-1)”/I+(:1(2-5,4
6) 2+2 (3-5,46) 241 (4-5,46)
2◆4(S-5,46)2◆6(6-5,46)”+5
(7-5,46)2, :I(8-5,46)2)/24
-3.50, and the value of the evaluation function is 0.76/3.5
It becomes 0-0.22. If density 2 is the threshold value, then the first
The average density value of the pixels in the second class is l, 75, and the average density value of the pixels in the second class is 5.95. Therefore, the interclass variance is (4(1,75-5,28)2+21
(5,95-5,28)”)/25-2.:17, the due variance is (1(1-1,75)2.:1(2-1,75
) 2)/4+ (2(:l-5,95)2+1 (4
-5,95) 2+4 (5-5,95)246(6-
5,95)"+5(7-5,95)"+3(8-5°,
95)2)/21=2.2:l, and the value of the evaluation function is 2.3'l/2.23=1.06.
同様にして求めた各しきい値における級間分散、縁由分
散及び評価関数の値を次に示す。The values of the interclass variance, marginal variance, and evaluation function for each threshold value obtained in the same manner are shown below.
この表から明らかなように、しきい値3のときに評価関
数の値が最大となるのて、この濃度3をしきい値として
用いる。As is clear from this table, the value of the evaluation function is maximum when the threshold value is 3, so this density 3 is used as the threshold value.
このようにして設定したしきい値によって2値化を行な
うと、通常は明瞭に2値化が行なわれるが、場合によっ
ては明瞭に2値化できないこともある。第5図(a)、
(b)は明瞭に2値化できたときの濃度ヒストグラムと
評価関数の値であり、第6図(a)、(b)は明瞭に2
値化できなかったときの濃度ヒストグラムと評価関数の
値である。明瞭に2値化できるときは、評価関数のイ1
は奇麗な山を形成し、しきい値は分散比の最大値の濃度
値を取るが、細菌の濃度値が背景の濃度値に接近してい
る場合には、評価関数は山の途中に丘が出現している。When binarization is performed using the threshold value set in this manner, the binarization is normally performed clearly, but in some cases, it may not be possible to binarize clearly. Figure 5(a),
(b) shows the density histogram and evaluation function values when clear binarization is possible, and Figures 6 (a) and (b) show clearly binarized values.
These are the density histogram and the evaluation function value when it could not be converted into a value. When it can be clearly binarized, the evaluation function is
forms a beautiful mountain, and the threshold value takes the concentration value of the maximum value of the variance ratio. However, if the bacterial concentration value is close to the background concentration value, the evaluation function forms a hill in the middle of the mountain. has appeared.
このために、明瞭に2値化できないと考えられる。For this reason, it is thought that clear binarization is not possible.
そこで、ステ・ンブS4でしきい値を決定した後、その
しきい値か適当であるか判断しくステップS5)、適当
でない場合には、しきい値の最適化を行なう(ステップ
S6)。そのため、各評価関数の値を平滑化した後、差
分値を求める。なお、平滑化したのは、第5図(b)や
第6図(b)ては滑らかに描いたが、実際には評価関数
はジクザーグしたものとなり、これが差分値を求める場
合に、悪影響を及ぼすので、それを除去するためである
。このようにして求めた差分値を第7図に示す、同図に
おいて、aの谷は自動しきい値法によって決定したしき
い値に基づく谷であり、これよりも高い濃度で、b、c
、dの谷が形成されている。そこで、これらす、c、d
をしきい値の候補として、これら候補のしきい値によっ
て2値化を行ない(ステップS7)、その場合の面積の
変化率を調べ、変化率が最も小さいときのしきい値を最
適のしきい値と決定した。即ち、まず、しきい値すから
若干しきい値を前後に動かして、2値化を行ない、その
ときlとされた画素数(面積)を数え、しきい値すのと
きに1とされた画素数(面積)も数え、その面積の変化
率を求める。他のしきい値に対しても同様にして面積の
変化率を求める。そして、しきい値す、c、dのうち、
面積の変化率か最も小さいものを最適しきい値とする。Therefore, after determining the threshold value in step S4, it is determined whether the threshold value is appropriate (step S5), and if it is not appropriate, the threshold value is optimized (step S6). Therefore, after smoothing the values of each evaluation function, the difference value is determined. Note that although the smoothing was done in Figures 5(b) and 6(b), the evaluation function is actually drawn in a zigzag manner, which has a negative effect when calculating the difference value. This is to remove it. The difference values obtained in this way are shown in Figure 7. In the same figure, the valley a is based on the threshold determined by the automatic threshold method, and at a higher concentration, b, c
, d valleys are formed. So, these, c, d
are threshold candidates, binarization is performed using these candidate thresholds (step S7), the rate of change in area in that case is investigated, and the threshold when the rate of change is the smallest is determined as the optimal threshold. The value was determined. That is, first, the threshold value is moved back and forth slightly to perform binarization, and the number of pixels (area) that was set as l at that time was counted, and the number of pixels (area) that was set as 1 when the threshold value was set was counted. The number of pixels (area) is also counted and the rate of change in the area is determined. The rate of change in area is determined in the same manner for other threshold values. And among the thresholds S, c, and d,
The smallest rate of change in area is set as the optimal threshold.
これは、しきい値か最適てあれば、例えば第6図(a)
に示すようにヒストグラムの谷の部分にそのしきい値か
あるのて、前後にしきい値を動かして2値化を行なって
もlとなる画素の数はさして変化しないのに対し、最適
のしきい値でないと、同図(a)に示すようにしきい値
を前後に移動させると1面積の変化率が大きくなるから
である。If the threshold value is optimal, for example, Fig. 6(a)
As shown in the figure, the threshold value is located in the valley of the histogram, so even if you move the threshold value back and forth and perform binarization, the number of pixels that become l does not change much. This is because if it is not the threshold value, the rate of change per area will increase when the threshold value is moved back and forth as shown in FIG.
このようにして2値化を行なって抽出した細菌の辺縁は
、第8図(a)、(b)に示すように凹凸が激しいので
、縮退及び拡張を行ない、辺縁の修正を行なう(ステッ
プS8)。第8図(a)において実線で示したのが細菌
の2値化画像であり、これを8連結を基準として縮退す
る。即ち、各画素に対し、上下、左右、右上、右下、左
上、左下の8つの隣接する画素が全て細菌の像の部分で
ある画素は残し、他の画素は削除する。削除した状態を
ハツチングで示す、この状態から各画素を上記の8方向
に拡張する。この状態を1点鎖線で示す。これによって
、凹凸か取れた像が得られる。第8図(b)は、上下、
左右の4連結を基準として縮退及び拡張を行なった場合
を示す。ハツチングで示したのが、縮退した状態、1点
鎖線で示したのか、縮退したものを拡張した状態である
。ステップS8では、この他に細菌の2値化画像の中心
等に穴が存在する場合、穴埋めも行なう。The edges of the bacteria extracted by binarization in this way are extremely uneven as shown in Figures 8(a) and (b), so the edges are corrected by shrinking and expanding. Step S8). In FIG. 8(a), the solid line indicates a binary image of bacteria, which is degenerated based on 8-connection. That is, for each pixel, pixels in which all eight adjacent pixels at the top, bottom, left, right, top right, bottom right, top left, and bottom left are part of the bacterial image are left, and the other pixels are deleted. The deleted state is shown by hatching. From this state, each pixel is expanded in the eight directions mentioned above. This state is shown by a chain line. As a result, an image with unevenness removed can be obtained. Figure 8(b) shows the upper and lower
A case is shown in which degeneration and expansion are performed based on four left and right connections. The hatching indicates a degenerate state, and the one-dot chain line indicates an expanded state of the degenerate state. In step S8, if there is a hole in the center of the binarized image of bacteria, the hole is also filled.
このような処理を行なった細菌の画像に対し、面MA、
周囲長し、円形度R1距離分散Vを求める0面MAは細
菌の画素数の総和である。従って1例えば第9図の場合
、面積は64である。周囲長しは、細菌の像の上下また
は左右に隣接する画素間の距離を1、斜め方向に隣接す
る画素間の距離を5丁とし、細菌の像の周囲の距離の総
和である。第9図の場合、zo+sf丁となる0円形度
Rは4πX A / L 2である。距離分散Vは、■
=Σ(D(i、j)−D)2/Aである。D(i、j)
は細菌の像の画素(i、j)から重心までのユークリッ
ド距離、Dは平均距離である。For the bacterial image processed in this way, the surface MA,
The 0th plane MA, which has a circumference and a circularity R1 and a distance variance V, is the sum of the number of pixels of bacteria. Therefore, for example, in the case of FIG. 9, the area is 64. The perimeter is the sum of the distances around the bacterial image, where the distance between pixels adjacent to the bacterial image on the top and bottom or left and right is 1, and the distance between diagonally adjacent pixels is 5. In the case of FIG. 9, the zero circularity R that is zo+sf is 4πX A / L 2. The distance dispersion V is
=Σ(D(i,j)-D)2/A. D(i,j)
is the Euclidean distance from pixel (i, j) of the bacterial image to the center of gravity, and D is the average distance.
これら特徴量を用いて、識別を行なう(ステップS t
O)。この識別の詳細なフローチャートを第1O図に示
す。まず、球菌単体のものと長桿菌単体のみを識別する
(ステップSll、12)、この識別は第11図乃至第
15図に示す面積−周囲長2次元分布、面積−距離分散
2次元分布、面積−円形度2次元分布1周囲長−円形度
2次元分布、距離分散−周囲長2次元分布に基づいて行
なう0例えば第11図の面桔−周囲長2次元分布を用い
た場合、面、ti(画素数)100または周囲長45を
設定面とし、これより小さいものを球体単体と識別でき
1面積500を設定面とし、これ以上のものを長桿菌単
体と識別できる。また第12図の面積−距離分散2次元
分布を用いた場合1面gxoofかつ距離分散6.0を
設定面とし、これより小さいものを球菌単体と識別でき
る。また第13図の面積−円形度2次元分布では、円形
度88%以下のものを球体単体と識別でき1面a450
以上のものを長桿菌と識別できる。また第14図の周囲
長−円形度2次元分布を用いた場合1周囲長40以下の
ものを球菌単体と識別できる。また、第15図の距離分
散−周囲長の2次元分布を用いた場合、距離分散4.5
以下を球菌単体と識別でき、距離分散35.0以−ヒを
長桿菌単体と識別できる。Identification is performed using these feature amounts (step S t
O). A detailed flowchart of this identification is shown in FIG. 1O. First, distinguish between a single coccus and a single Bacillus longus (step Sll, 12). - Two-dimensional distribution of circularity 1 Perimeter - Two-dimensional distribution of circularity, distance variance - 0 based on two-dimensional distribution of perimeter (The number of pixels) 100 or the circumference of 45 is set as a set plane, and anything smaller than this can be identified as a single sphere, and an area of 500 is set as a set plane, and anything larger than this can be identified as a single Bacillus longus. Furthermore, when using the two-dimensional area-distance distribution distribution shown in FIG. 12, the set plane is 1 plane gxoof and the distance variance is 6.0, and anything smaller than this can be identified as a single coccus. In addition, in the area-circularity two-dimensional distribution in Figure 13, circularity of 88% or less can be identified as a single sphere.
The above can be identified as Bacillus longus. Furthermore, when the two-dimensional distribution of circumference-circularity shown in FIG. 14 is used, one having a circumference of 40 or less can be identified as a single coccus. Furthermore, when using the two-dimensional distribution of distance variance - perimeter length in Figure 15, the distance variance is 4.5.
The following can be identified as a single coccus, and the distance variance of 35.0 or more can be identified as a single bacillus.
球菌単体及び長桿菌単体以外のもの(球菌の集合体及び
短桿菌)は、このままでは識別不能であるので、距離変
換を行ない(ステップS1:l)、骨格抽出を行なう(
ステップ514)。Things other than single cocci and single long bacilli (aggregates of cocci and short bacilli) cannot be identified as they are, so distance conversion is performed (step S1: l) and skeleton extraction is performed (
Step 514).
ステップ13の距離変換を並列処理による濃度重みつき
距離変換で行なう場合、大きさMXNの濃淡画像なf(
i、j)とする(第16図(a)参照、ただし、0の部
分は省略しである)、但し、f(i 、j)≧0、i
E N l= (1、2、・・・・・ M)、j
εN、=(l、2、・・・・・N)である。また、画
素の連結数は4連結とする。初期画像g’(i、j)を
全てのi EN(、jEN3に対して次のように定める
。When the distance conversion in step 13 is performed by density-weighted distance conversion using parallel processing, a grayscale image of size MXN f(
i, j) (see Figure 16(a), however, the 0 part is omitted), provided that f(i, j)≧0, i
E N l= (1, 2,...M), j
εN,=(l, 2,...N). Further, the number of connected pixels is assumed to be four. The initial image g'(i, j) is defined as follows for all iEN(,jEN3).
但し、Cは充分大きな正の整数(第16図(b)ては3
0)とする。画像の系列: g’(i、j) (に=
0゜l、2・・・・・)。However, C is a sufficiently large positive integer (Figure 16(b) is 3
0). Sequence of images: g'(i, j) (to=
0゜l, 2...).
第16図(c)にgl*I(jj)、g2“’(i、j
)、g”l(i、j)を示す。全てのs E N +
、JεN、に対してg−1(i、j)= gk(i、j
)になると処理を終了する。このときのg’(i、j)
がf(i、j)の濃度重み付は距離画像であるにの最大
濃度を抽出することによりステップS14の骨格抽出を
行なう。このようにして抽出した骨格にラベル付を行な
い(ステップ515)、それぞれの骨格を複数回に亙っ
て拡張し、対象物を復元する(ステップS!6)。第1
7図(a)は距離変換した状態を示し、同図(b)は骨
格を抽出した状態を示す、同図(C)は抽出した骨格を
拡張した状態を示し、左斜めのハツチングは第1回目の
拡張部分、右斜めのハツチングは第2回目の拡張部分、
点を付した部分は第3回目の拡張部分を示す、なお、こ
の拡張は4J!1結を基準に行なっている。In Fig. 16(c), gl*I(jj), g2"'(i, j
), g”l(i, j). All s E N +
, JεN, g−1(i,j)=gk(i,j
), the process ends. g'(i, j) at this time
The density weighting of f(i, j) is a distance image, and skeleton extraction in step S14 is performed by extracting the maximum density of f(i,j). The skeletons thus extracted are labeled (step 515), and each skeleton is extended multiple times to restore the object (step S!6). 1st
Figure 7 (a) shows the state after distance conversion, Figure 7 (b) shows the state in which the skeleton has been extracted, and Figure 7 (C) shows the state in which the extracted skeleton is expanded. The first expansion part, the hatching on the right is the second expansion part,
The dotted area indicates the third expansion, and this expansion is 4J! This is done based on one knot.
このようにして拡張を行なったものに上記と同様に周囲
長1面積、円形度、距離分散等の特徴量を求め(ステッ
プS1?)、短桿菌か球菌かを第13図乃至第15図を
基に識別している。In the same manner as described above, characteristic values such as perimeter, circularity, and distance dispersion are determined for the expanded specimen (step S1?). Identification is based on
〈発【Jlの効果〉
以上のように、この発明によれば、細菌像を2値、化す
るためのしきい値を決定しても明瞭に2値化できなかっ
たとき、評価関数である分散比の差分子1を求め、これ
ら差分値の谷となる点をしきい値の候補とし、これら候
補のしきい値を用いて2値化を行ない1面積の変化率が
最も小さいしきい値を最適のしきい値としているので、
細菌像の濃度と背景の濃度とが接近している場合でも、
明瞭に細菌像を2値化することができ、良好に細菌を識
別することができる。<Effect of Jl> As described above, according to the present invention, when the threshold for converting a bacterial image into a binary image cannot be clearly converted into a binary image even after determining the threshold value, the evaluation function Find the difference numerator 1 of the dispersion ratio, use the points that are the valleys of these difference values as threshold candidates, perform binarization using these candidate thresholds, and find the threshold with the smallest rate of change in one area. is the optimal threshold, so
Even if the density of the bacterial image and the background density are close to each other,
Bacteria images can be clearly binarized and bacteria can be identified well.
また、背景に雑音があっても・、これを除去し、細菌像
の辺縁強調を行なっているので、さらに明瞭に2値化す
ることができる。Furthermore, even if there is noise in the background, it is removed and the edges of the bacterial image are emphasized, allowing for even clearer binarization.
また、識別不能であった細菌像については、骨格を抽出
し、この骨格を基に復元し、特徴量を抽出して、細菌を
識別しているので、細菌の識別ず駈力が向上する。In addition, for bacteria images that could not be identified, the skeleton is extracted, reconstructed based on this skeleton, and feature quantities are extracted to identify the bacteria, so the running power is improved without identifying the bacteria.
第1図はこの発明による細菌の自動識別処理方法の1実
施例のフローチャート、第2図は同実施例に使用する機
器のプロ・ンク図、第3図は同実施例に使用する機器の
チャンバーの部分拡大縦断面図、第4図は第1図のステ
ップS2の雑音除去の説明図、第5図(a)は同実施例
の撮像信号の濃度のヒストグラムの1例を示す図、第5
図(b)は第5図(a)のヒストグラムの評価関数と濃
度との関係を示す図、第6図(a)は同実施例の撮像信
号のヒストグラムの他の例を示す図、第6図(b)は第
6図(a)のヒストグラムの評価関数と濃度との関係を
示す図、第7図は第6図(b)の評価関数の差分値を示
す図、第8図(a) 、 (b)は第1図のステップS
8の辺縁の強調及び穴埋めの前提として行なわれる縮退
及び拡張の説明図、第9図は第1図のステップS9の面
積、周囲長の求め方の説明図、第1O図は第1図のステ
ップSIOの識別の詳細なフローチャート、第11図は
細菌の面積−周囲長2次元分布図、第】2図は細菌の面
積−距離分散の2次元分布図、第13図は細菌の面積−
円形度の2次元分布図、第14図は細菌の周囲長−円形
度の2次元分布図、第15図はm菌の距離分散−周囲長
の2次元分布図、第16図(a)乃至(e)は第10図
のステップS13の距離変換の説明図、第17図(a)
乃至(c)は第1O図のステ・ンプS14.16の骨格
抽出及び拡張の説明図である。
20・・・・CCDテレビジョンカメラ、24・・・・
画像メモリシステム、
30・・・・マイクロコンピュータシ
ステム。Fig. 1 is a flowchart of an embodiment of the automatic bacterial identification processing method according to the present invention, Fig. 2 is a diagram of the equipment used in the embodiment, and Fig. 3 is a chamber diagram of the equipment used in the embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram of noise removal in step S2 of FIG. 1. FIG.
FIG. 6(b) is a diagram showing the relationship between the evaluation function of the histogram in FIG. 5(a) and the density, FIG. Figure (b) is a diagram showing the relationship between the evaluation function of the histogram in Figure 6 (a) and density, Figure 7 is a diagram showing the difference value of the evaluation function in Figure 6 (b), Figure 8 (a ), (b) is step S in Figure 1.
Figure 9 is an explanatory diagram of how to calculate the area and perimeter in step S9 of Figure 1. Figure 1O is an illustration of how to calculate the area and perimeter in step S9 of Figure 1. Detailed flowchart of step SIO identification, Figure 11 is a two-dimensional distribution map of bacterial area-perimeter, Figure 2 is a two-dimensional distribution diagram of bacterial area-distance distribution, and Figure 13 is a two-dimensional distribution diagram of bacterial area-distance distribution.
Figure 14 is a two-dimensional distribution diagram of circularity; Figure 14 is a two-dimensional distribution diagram of bacterial perimeter-circularity; Figure 15 is a two-dimensional distribution diagram of distance dispersion-perimeter of m bacteria; Figures 16 (a) to (e) is an explanatory diagram of the distance conversion in step S13 in Fig. 10, and Fig. 17 (a)
7(c) are explanatory diagrams of skeleton extraction and expansion of step S14.16 in FIG. 1O. 20... CCD television camera, 24...
Image memory system, 30...Microcomputer system.
Claims (3)
撮像信号をA/D変換して、複数濃度を有する複数画素
からなる濃淡画像を得て、この濃淡画像に対してしきい
値を設定することにより上記試料中の細菌の像を抽出し
、上記細菌の像から得られた特徴量に基づき上記細菌を
識別する方法において、 上記濃淡画像から得られた濃度ヒストグラムの級間分散
を級内分散で割った比を評価関数とし、(イ)上記評価
関数が最大となる濃度値。 または(ロ)上記評価関数の差分値が極小となる各濃度
値を、しきい値として上記濃淡画像を2値化したときと
、これらしきい値の前後の濃度値をしきい値として2値
化したときとの画素数の変化率が最小となる濃度値を、 上記しきい値とする細菌の自動識別処理方法。(1) A/D converting the image signal obtained by imaging a sample collected from a living body with an imaging device to obtain a grayscale image consisting of multiple pixels having multiple densities, and thresholding this grayscale image. In the method of extracting the image of the bacteria in the sample by setting and identifying the bacteria based on the feature values obtained from the image of the bacteria, the interclass variance of the concentration histogram obtained from the grayscale image is The ratio divided by the intraclass variance is used as the evaluation function, and (a) the concentration value at which the above evaluation function is maximum. or (b) When the above-mentioned grayscale image is binarized using each density value at which the difference value of the above-mentioned evaluation function is minimum as a threshold value, and when the density values before and after these thresholds are used as a threshold value, it is binary-valued. An automatic bacterial identification processing method that uses, as the threshold value, a density value that minimizes the rate of change in the number of pixels compared to when the number of pixels changes.
た後、上記しきい値を設定して上記細菌像を抽出し、そ
の抽出された像に縮退及び拡張処理を行ない、さらに穴
埋め処理を施し、細菌の像を修正することを特徴とする
請求項1記載の細菌の自動識別処理方法。(2) After performing noise removal and edge enhancement processing on the above-mentioned grayscale image, the above-mentioned bacterial image is extracted by setting the above-mentioned threshold, and the extracted image is subjected to degeneration and expansion processing, and then hole-filling processing is performed. 2. The automatic bacterial identification processing method according to claim 1, wherein the bacterial image is corrected by applying the following steps.
とにより、その骨格を抽出し、これら骨格ごとに像を複
数回拡張することにより像を復元した後に、再度復元像
ごとに特徴量を求め、細菌を識別する請求項1または2
記載の細菌の自動識別処理方法。(3) For an unidentifiable bacterial image, the skeleton is extracted by degenerating the image multiple times, and the image is restored by expanding the image multiple times for each skeleton, and then the characteristics are restored for each restored image. Claim 1 or 2: determining the amount and identifying bacteria.
Automatic bacterial identification processing method described.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63206848A JP2826736B2 (en) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | Automatic particle processing system |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP63206848A JP2826736B2 (en) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | Automatic particle processing system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0255953A true JPH0255953A (en) | 1990-02-26 |
| JP2826736B2 JP2826736B2 (en) | 1998-11-18 |
Family
ID=16530056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63206848A Expired - Lifetime JP2826736B2 (en) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | Automatic particle processing system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2826736B2 (en) |
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1988
- 1988-08-19 JP JP63206848A patent/JP2826736B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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|---|---|
| JP2826736B2 (en) | 1998-11-18 |
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