JPH0675711B2 - 微生物計測装置 - Google Patents
微生物計測装置Info
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- JPH0675711B2 JPH0675711B2 JP1092862A JP9286289A JPH0675711B2 JP H0675711 B2 JPH0675711 B2 JP H0675711B2 JP 1092862 A JP1092862 A JP 1092862A JP 9286289 A JP9286289 A JP 9286289A JP H0675711 B2 JPH0675711 B2 JP H0675711B2
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- microorganisms
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Activated Sludge Processes (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Treatment Of Biological Wastes In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、微生物を連続的に画像処理計測する微生物計
測装置に関する。
測装置に関する。
下水処理場ではエアーレーシヨンタンクにおいて流入水
に空気を吹き込み（曝気）、流入水中の有機物を微生物
に摂取させることによりこの有機物を除去し、続いて微
生物を沈殿池で沈降させて上澄液を放流している。この
ため、有機物を摂取し、かつ沈降性の良い微生物を維持
することが必要である。これら微生物は凝集性微生物と
糸状微生物とに大別される。この中で糸状微生物が繁殖
（バルキング現象と称されている）しすぎると沈降性が
悪くなる。
に空気を吹き込み（曝気）、流入水中の有機物を微生物
に摂取させることによりこの有機物を除去し、続いて微
生物を沈殿池で沈降させて上澄液を放流している。この
ため、有機物を摂取し、かつ沈降性の良い微生物を維持
することが必要である。これら微生物は凝集性微生物と
糸状微生物とに大別される。この中で糸状微生物が繁殖
（バルキング現象と称されている）しすぎると沈降性が
悪くなる。
特開昭62-50607号,62-50608号に記載されている方法で
は、エアー噴射にてサンプル交換と洗浄を行なつている
が、下水処理場エアーシヨンタンクの汚泥内に長時間浸
漬する場合、撮像面（観察窓）の汚れはエアー噴射だけ
では除去しきれない。この汚れは、画像処理計測値に影
響を与える為、計測値の信頼性が下がるという問題点が
ある。
は、エアー噴射にてサンプル交換と洗浄を行なつている
が、下水処理場エアーシヨンタンクの汚泥内に長時間浸
漬する場合、撮像面（観察窓）の汚れはエアー噴射だけ
では除去しきれない。この汚れは、画像処理計測値に影
響を与える為、計測値の信頼性が下がるという問題点が
ある。
本発明の目的は、長時間安定した微生物画像を得ること
で、高精度，高信頼性にて微生物を画像処理計測する微
生物計測装置を提供することにある。
で、高精度，高信頼性にて微生物を画像処理計測する微
生物計測装置を提供することにある。
この欠点を解決するため、特開昭62-50607号,62-50608
号において、微生物の計測方法を提案している。これら
の方法は、浸漬型撮像装置にて微生物群を撮映し画像処
理技術を応用して糸状性微生物，運動性微生物を計測し
ている。
号において、微生物の計測方法を提案している。これら
の方法は、浸漬型撮像装置にて微生物群を撮映し画像処
理技術を応用して糸状性微生物，運動性微生物を計測し
ている。
上記目的は、撮像面の洗浄，サンプル入換の後画像処理
を実行というシーケンスにて画像処理を実行することに
より達成される。すなわち、本発明は、微生物を含む液
体中に配置され微生物画像の輝度情報を電気信号に変換
する撮像装置と、該撮像装置から出力された画像信号に
基づき微生物を認識する画像処理装置と、前記撮像装置
から出力された画像信号を該画像処理装置に伝送すると
ともに該画像処理装置から指令を受けて前記撮像装置に
制御指令を出力する撮像制御装置とを備え、前記撮像装
置に撮像すべき微生物を取り込むサンプル室を備え、そ
のサンプル室に照明装置からの光を投光する投光窓と微
生物画像を取り込む観察窓を設け、該サンプル室への空
気吹き込み手段を備えた微生物計測装置において、 前記投光窓及び等前記観察窓を超音波洗浄する手段を備
え、前記サンプル室の一部をプランジャで構成し該プラ
ンジャの駆動装置を備え、前記撮像制御装置に前記超音
波洗浄を行なってから前記プランジャを駆動してサンプ
ル室のスリット幅を拡大して前記空気の吹き込みを行な
いその後微生物の撮像を行なうようにタイミングを制御
するタイミング回路を設けたことを特徴とする微生物計
測装置にある。
を実行というシーケンスにて画像処理を実行することに
より達成される。すなわち、本発明は、微生物を含む液
体中に配置され微生物画像の輝度情報を電気信号に変換
する撮像装置と、該撮像装置から出力された画像信号に
基づき微生物を認識する画像処理装置と、前記撮像装置
から出力された画像信号を該画像処理装置に伝送すると
ともに該画像処理装置から指令を受けて前記撮像装置に
制御指令を出力する撮像制御装置とを備え、前記撮像装
置に撮像すべき微生物を取り込むサンプル室を備え、そ
のサンプル室に照明装置からの光を投光する投光窓と微
生物画像を取り込む観察窓を設け、該サンプル室への空
気吹き込み手段を備えた微生物計測装置において、 前記投光窓及び等前記観察窓を超音波洗浄する手段を備
え、前記サンプル室の一部をプランジャで構成し該プラ
ンジャの駆動装置を備え、前記撮像制御装置に前記超音
波洗浄を行なってから前記プランジャを駆動してサンプ
ル室のスリット幅を拡大して前記空気の吹き込みを行な
いその後微生物の撮像を行なうようにタイミングを制御
するタイミング回路を設けたことを特徴とする微生物計
測装置にある。
本微生物計測装置は、洗浄，サンブリング，画像取込み
の同期をとるタイミング回路を有する。このタイミング
回路は、洗浄指令，サンプリング指令，画像取込及び計
測指令の３つ信号を制御する。画像処理計測の前に必ず
洗浄，サンプル入換を行うことで常に安定な画像が得ら
れる。
の同期をとるタイミング回路を有する。このタイミング
回路は、洗浄指令，サンプリング指令，画像取込及び計
測指令の３つ信号を制御する。画像処理計測の前に必ず
洗浄，サンプル入換を行うことで常に安定な画像が得ら
れる。
〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図に本発明を下水処理プロセスに適用した実施例を
示す。
示す。
第１図において、エアレーシヨンタンク100には沈殿池1
10の上澄液（汚水）と汚泥返送管160から返送汚泥（微
生物）が流入する。一方、ブロワー120は空気管130を介
して送気し、散気装置140からエアレーシヨンタンク100
に空気を供給する。エアレーシヨンタンク100内に供給
された返送汚泥と汚水は攪拌混合される。返送汚泥すな
わち活性汚泥は微生物の凝集した、粒径0.1mmないし1.0
mm前後の塊（フロツク）で数十種の微生物を含むが、大
別すると凝集性微生物と糸状微生物とから成る。活性汚
泥は、供給された空気中の酸素を吸収して、汚水中の有
機物を分解して炭酸ガスと水にする。有機物の一部は活
性汚泥の菌体増殖に当てられる。活性汚泥と汚水との混
合液は沈殿池150に導かれ、ここで活性汚泥が重力沈降
する。上澄液は通常塩素殺菌処理した後に放流される。
一方、沈降汚泥は、汚泥返送管160から返送汚泥として
エアレーシヨンタンク100に返送される。
10の上澄液（汚水）と汚泥返送管160から返送汚泥（微
生物）が流入する。一方、ブロワー120は空気管130を介
して送気し、散気装置140からエアレーシヨンタンク100
に空気を供給する。エアレーシヨンタンク100内に供給
された返送汚泥と汚水は攪拌混合される。返送汚泥すな
わち活性汚泥は微生物の凝集した、粒径0.1mmないし1.0
mm前後の塊（フロツク）で数十種の微生物を含むが、大
別すると凝集性微生物と糸状微生物とから成る。活性汚
泥は、供給された空気中の酸素を吸収して、汚水中の有
機物を分解して炭酸ガスと水にする。有機物の一部は活
性汚泥の菌体増殖に当てられる。活性汚泥と汚水との混
合液は沈殿池150に導かれ、ここで活性汚泥が重力沈降
する。上澄液は通常塩素殺菌処理した後に放流される。
一方、沈降汚泥は、汚泥返送管160から返送汚泥として
エアレーシヨンタンク100に返送される。
撮像装置200はエアレーシヨンタンク100の液中に浸漬配
置され、エアレーシヨンタンク100内の微生物の拡大画
像を得る機能を有する。撮像制御装置300は撮像装置200
内の工業用テレビカメラ（ITV），照明，洗浄．サンプ
リングの各機能を制御する。撮像制御装置300は撮像装
置200で得た混合液（水と微生物を含む）の拡大画像
（濃淡画像）を画像処理装置400に伝送する。又、画像
処理装置400から、洗浄指令を受信した場合撮像装置200
に対し、超音波洗浄指令を出力し、サンプル指令を受信
した場合、プランジヤ駆動指令並びにコンプレツサ310
により送気を行なう。
置され、エアレーシヨンタンク100内の微生物の拡大画
像を得る機能を有する。撮像制御装置300は撮像装置200
内の工業用テレビカメラ（ITV），照明，洗浄．サンプ
リングの各機能を制御する。撮像制御装置300は撮像装
置200で得た混合液（水と微生物を含む）の拡大画像
（濃淡画像）を画像処理装置400に伝送する。又、画像
処理装置400から、洗浄指令を受信した場合撮像装置200
に対し、超音波洗浄指令を出力し、サンプル指令を受信
した場合、プランジヤ駆動指令並びにコンプレツサ310
により送気を行なう。
画像処理装置400は、撮像制御装置300に撮像装置200の
コントロール信号を出力すると供に、受信した濃淡画像
を画像処理して、糸状微生物の長さ、凝集性微生物の大
きさ等を計測する。
コントロール信号を出力すると供に、受信した濃淡画像
を画像処理して、糸状微生物の長さ、凝集性微生物の大
きさ等を計測する。
キーボード900は画像処理装置400で用いる画像処理のパ
ラメータなどの数値を入力する。
ラメータなどの数値を入力する。
コンソールデイスプレイ910は、キーボード900で入力し
た数値や画像処理計測値を数値で表示する。
た数値や画像処理計測値を数値で表示する。
モニターテレビ920は撮像装置200の画像を表示したり、
画像処理過程並びに画像処理結果を表示する。
画像処理過程並びに画像処理結果を表示する。
第２図に微生物画像の概略図を示す。活性汚泥中の微生
物は、凝集性微生物ｃと糸状性微生物ｆとから成る。
物は、凝集性微生物ｃと糸状性微生物ｆとから成る。
第３図に撮像装置200の詳細構成を示す。
第３図においてサンプル室220内に満たされている活性
汚泥と汚水を含む混合液に、照明装置207の光が投光窓2
04を介して照射される。照射光は、防水ケース201に設
けられた観察窓203、光学的拡大装置209を経て工業用テ
レビカメラ（ITV）210に導かれ、ここで混合液の濃淡画
像を認識し電気信号に変換する。ITV210内の撮像素子
は、受光した明るさ（輝度）の程度に応じて出力電圧の
異なる信号（映像信号）を発生する。このようにしてIT
V210からは映像信号が出力される。
汚泥と汚水を含む混合液に、照明装置207の光が投光窓2
04を介して照射される。照射光は、防水ケース201に設
けられた観察窓203、光学的拡大装置209を経て工業用テ
レビカメラ（ITV）210に導かれ、ここで混合液の濃淡画
像を認識し電気信号に変換する。ITV210内の撮像素子
は、受光した明るさ（輝度）の程度に応じて出力電圧の
異なる信号（映像信号）を発生する。このようにしてIT
V210からは映像信号が出力される。
照明装置207は、撮像制御装置300によりその照度を必要
に応じ操作される。
に応じ操作される。
超音波洗浄用圧電素子206は、撮像制御装置300からの洗
浄指令信号にて超音波を発生し、投光窓202及び観察窓2
03の表面を超音波洗浄する。
浄指令信号にて超音波を発生し、投光窓202及び観察窓2
03の表面を超音波洗浄する。
撮像制御装置は、次の手順にてサンプル室220の混合液
を入れ換える。まずプランジヤ駆動装置208にプランジ
ャ駆動信号を送信しプランジャ202を移動してサンプル
室のスリツト幅を広げる。次に、コンプレツサ310を制
御し空気管205を介してサンプル室220内に空気を送気し
混合液を入れ換える。
を入れ換える。まずプランジヤ駆動装置208にプランジ
ャ駆動信号を送信しプランジャ202を移動してサンプル
室のスリツト幅を広げる。次に、コンプレツサ310を制
御し空気管205を介してサンプル室220内に空気を送気し
混合液を入れ換える。
第４図に画像処理装置400の詳細構成を示す。
尚、本実施例は糸状性微生物の画像処理計測例である。
第４図において、画像処理装置400は、タイミング回路4
01,A/D変換器500,画像メモリ600,画像処理プロセツサ70
0及び、演算装置800から構成されている。
01,A/D変換器500,画像メモリ600,画像処理プロセツサ70
0及び、演算装置800から構成されている。
タイミング回路401は、撮像装置200の洗浄，サンプル交
換及び画像処理開始のタイミングを制御する。タイミン
グの詳細は後述する。
換及び画像処理開始のタイミングを制御する。タイミン
グの詳細は後述する。
画像メモリ600は濃淡画像メモリ610と２個の２値メモ62
0,630からなる。画像処理プロセツサ700は濃淡画像から
糸状性微生物を認識するためのもので、ヒストグラム処
理回路710,2値化回路720及び細線化回路730からなる。
演算装置800は、画像処理プロセツサ700で認識された糸
状性微生物からその長さを演算するためのもので、糸状
性微生物積算回路810,糸状性微生物長演算回路820,平均
長演算回路830並びに濃度演算回路840からなる。
0,630からなる。画像処理プロセツサ700は濃淡画像から
糸状性微生物を認識するためのもので、ヒストグラム処
理回路710,2値化回路720及び細線化回路730からなる。
演算装置800は、画像処理プロセツサ700で認識された糸
状性微生物からその長さを演算するためのもので、糸状
性微生物積算回路810,糸状性微生物長演算回路820,平均
長演算回路830並びに濃度演算回路840からなる。
この構成においてA/D変換器510のアナログの映像信号Ｖ
をA/D変換してデイジタル信号に変換する。A/D変換器51
0によつて画面の各画素の明るさガデイジタルの値に変
換される。デイジタル値は、例えば128レベルである。
濃淡画像メモリ610は各画素に対応した明るさのデイジ
タル信号（混合液の濃淡画像情報）を全て記憶する。映
像信号ＶをA/D変換してこの濃淡画像情報を濃淡画像メ
モリ610に記憶する頻度は、サンプル室220への送気頻度
と同じである。すなわち、混合液が入れ替わつて新しい
混合液がサンプル室220へはいり静止してからこの濃淡
画像が濃淡画像メモリ610に格納される。このようにし
て、メモリ610に格納された濃淡画像情報を基にして糸
状性微生物の長さが画像処理により計算される。
をA/D変換してデイジタル信号に変換する。A/D変換器51
0によつて画面の各画素の明るさガデイジタルの値に変
換される。デイジタル値は、例えば128レベルである。
濃淡画像メモリ610は各画素に対応した明るさのデイジ
タル信号（混合液の濃淡画像情報）を全て記憶する。映
像信号ＶをA/D変換してこの濃淡画像情報を濃淡画像メ
モリ610に記憶する頻度は、サンプル室220への送気頻度
と同じである。すなわち、混合液が入れ替わつて新しい
混合液がサンプル室220へはいり静止してからこの濃淡
画像が濃淡画像メモリ610に格納される。このようにし
て、メモリ610に格納された濃淡画像情報を基にして糸
状性微生物の長さが画像処理により計算される。
次に、画像処理プロセツサ700における画像処理動作を
説明する。
説明する。
ヒストグラム処理回路710は濃淡画像メモリ610に格納さ
れた濃淡画像情報のヒストグラム、すなわち濃度頻度分
布を計算する。ヒストグラムとは、所定の濃度（輝度）
の画素がいくつかあつたかを示す特性図であつて、第６
図に示すように、横軸に濃度（輝度）、縦軸にその頻度
（画素数）をとる。濃淡画像メモリ610の濃淡画像は、
第２図に示すように明るい背景（水）ｂと、これより暗
い凝集性微生物c,糸状性微生物ｆ、並びにノイズｎを含
んでいる。濃淡画像のヒストグラムは第６図に示すよう
に、明るい背景に相当する部分ｂと、凝集性微生物、糸
状性微生物並びにノイズに相当する部分（ｃ＋ｆ＋ｎ）
に分けられる。
れた濃淡画像情報のヒストグラム、すなわち濃度頻度分
布を計算する。ヒストグラムとは、所定の濃度（輝度）
の画素がいくつかあつたかを示す特性図であつて、第６
図に示すように、横軸に濃度（輝度）、縦軸にその頻度
（画素数）をとる。濃淡画像メモリ610の濃淡画像は、
第２図に示すように明るい背景（水）ｂと、これより暗
い凝集性微生物c,糸状性微生物ｆ、並びにノイズｎを含
んでいる。濃淡画像のヒストグラムは第６図に示すよう
に、明るい背景に相当する部分ｂと、凝集性微生物、糸
状性微生物並びにノイズに相当する部分（ｃ＋ｆ＋ｎ）
に分けられる。
２値化回路720はヒストグラム処理回路710で得た濃淡画
像のヒストグラムを基に２値化の閾値Ｔを決定して、種
々の明るさ（例えば、128階調）を持つ濃淡画像を白と
黒とに２値化する。閾値Ｔより明るい画素を白（“1"レ
ベル）に、逆に暗い画素を黒（“0"レベル）にする。閾
値Ｔは背景部分ｂのピークｐから所定値だけ低い値に設
定したり、あるいは第５図の変曲点ｑに設定する。
像のヒストグラムを基に２値化の閾値Ｔを決定して、種
々の明るさ（例えば、128階調）を持つ濃淡画像を白と
黒とに２値化する。閾値Ｔより明るい画素を白（“1"レ
ベル）に、逆に暗い画素を黒（“0"レベル）にする。閾
値Ｔは背景部分ｂのピークｐから所定値だけ低い値に設
定したり、あるいは第５図の変曲点ｑに設定する。
このようにして、閾値Ｔを選んで２値化した画像の例を
第６図に示す。第６図において、背景ｂは白（“1"レベ
ル）で、凝集性微生物ｃ、糸状性微生物ｆ並びにノイズ
ｎは黒（“0"レベル）である。“0"レベルはハツチング
で示している。得られた２値化画像は２値メモリ620に
格納される。
第６図に示す。第６図において、背景ｂは白（“1"レベ
ル）で、凝集性微生物ｃ、糸状性微生物ｆ並びにノイズ
ｎは黒（“0"レベル）である。“0"レベルはハツチング
で示している。得られた２値化画像は２値メモリ620に
格納される。
２値メモリ620内の２値化画像信号は、細線化回路730に
加えられる。細線化回路730は、２値メモリ620内の２値
化画像を複数回細線化して糸滋養性微生物を抽出する。
第２図に示すように、糸状性微生物ｆは凝集性微生物ｃ
の骨格に相当し、凝集性微生物ｃの内部に含まれてい
る。凝集性微生物ｃの内部に含まれる糸状性微生物ｆは
凝集性微生物ｃと重なつているので第６図の２値化画像
では、糸状性微生物ｆと凝集性微生物を含んだものとな
る。第６図の２値化画像から糸状性微生物ｆみを抽出す
るために複数回の細線化処理を実行する。細線化処理は
２値化メモリ620の２値化画像データが更新されたとき
に行われる。
加えられる。細線化回路730は、２値メモリ620内の２値
化画像を複数回細線化して糸滋養性微生物を抽出する。
第２図に示すように、糸状性微生物ｆは凝集性微生物ｃ
の骨格に相当し、凝集性微生物ｃの内部に含まれてい
る。凝集性微生物ｃの内部に含まれる糸状性微生物ｆは
凝集性微生物ｃと重なつているので第６図の２値化画像
では、糸状性微生物ｆと凝集性微生物を含んだものとな
る。第６図の２値化画像から糸状性微生物ｆみを抽出す
るために複数回の細線化処理を実行する。細線化処理は
２値化メモリ620の２値化画像データが更新されたとき
に行われる。
第６図の２値化画像を１回でけ細線化すると第７図のよ
うになる。細線化回路730は公知の細線化手法によつて
細線化処理を行う。細線化処理によつて糸状性微生物ｆ
と凝集性微生物ｃとの画像（第６図のハツシング部分）
の輪郭から１画素ずつ削りとる。この際、画素が１画素
のみ存在する所では削除しない。例えば、太さが３画素
のものは両側から１画素がつ削られて太さが１画素とな
り、また２画素のものは一方側の１画素が削られて１画
素になる。
うになる。細線化回路730は公知の細線化手法によつて
細線化処理を行う。細線化処理によつて糸状性微生物ｆ
と凝集性微生物ｃとの画像（第６図のハツシング部分）
の輪郭から１画素ずつ削りとる。この際、画素が１画素
のみ存在する所では削除しない。例えば、太さが３画素
のものは両側から１画素がつ削られて太さが１画素とな
り、また２画素のものは一方側の１画素が削られて１画
素になる。
このような細線化処理によつて糸状性微生物は太さが１
ないし３画素のものは１画素になり、また、太さが４画
素以上の所は２画素以上になる。このように１回目の細
線化した２値化画像を２値化画像メモリ630に格納す
る。１回目の細線化処理で２画素以上あるところを１画
素とするため２値化画像メモリ630に格納された２値化
画像をさらに複数回細線化処理する。この繰返しによつ
て、糸状性微生物ｆは太さが全て１画素の画像になる。
その際、凝集性微生物ｃと重なつている糸状性微生物ｆ
は細線化処理で１画素以上には削られないので、結局第
８図に示すような画像となる。このようにして、太さが
２ないし３画素の糸状性微生物でも、太さを全て１画素
とし抽出することができる。細線化処理の繰返し回数は
凝集性微生物の径の画素数によつて決めることができ
る。例えば、直径が50画素の凝集体微生物に対しては25
回細線化すれば１画素にまでできる。しかし、細線化処
理では対象物を１画素以下には細くしないので、２回以
上でも問題はない。ただし、必要以上に繰り返さないた
めには、細線化処理前後の２値化画像を比較（差分）し
て同じか否かを判定し、同じ（これ以上細線化できない
画像）になつたときに細線化をやめるようにすることも
できる。
ないし３画素のものは１画素になり、また、太さが４画
素以上の所は２画素以上になる。このように１回目の細
線化した２値化画像を２値化画像メモリ630に格納す
る。１回目の細線化処理で２画素以上あるところを１画
素とするため２値化画像メモリ630に格納された２値化
画像をさらに複数回細線化処理する。この繰返しによつ
て、糸状性微生物ｆは太さが全て１画素の画像になる。
その際、凝集性微生物ｃと重なつている糸状性微生物ｆ
は細線化処理で１画素以上には削られないので、結局第
８図に示すような画像となる。このようにして、太さが
２ないし３画素の糸状性微生物でも、太さを全て１画素
とし抽出することができる。細線化処理の繰返し回数は
凝集性微生物の径の画素数によつて決めることができ
る。例えば、直径が50画素の凝集体微生物に対しては25
回細線化すれば１画素にまでできる。しかし、細線化処
理では対象物を１画素以下には細くしないので、２回以
上でも問題はない。ただし、必要以上に繰り返さないた
めには、細線化処理前後の２値化画像を比較（差分）し
て同じか否かを判定し、同じ（これ以上細線化できない
画像）になつたときに細線化をやめるようにすることも
できる。
このような細線化処理で抽出した２値化画像に第８図に
ｎで示すように、糸状微生物を含まない小さな凝集性微
生物（量的には少ない）も含むことになる。そこで、認
識された糸状微生物から長さを計算する時には微生物ｎ
を除去するのが望ましい。
ｎで示すように、糸状微生物を含まない小さな凝集性微
生物（量的には少ない）も含むことになる。そこで、認
識された糸状微生物から長さを計算する時には微生物ｎ
を除去するのが望ましい。
第４図に戻り、糸状微生物の画素数から長さを計算する
演算装置800の動作を説明する。
演算装置800の動作を説明する。
糸状微生物積算回路810は時刻ｔにおける濃淡画像につ
いて、太さ１画素として抽出された糸状微生物の画素数
を積算する。具体的には第８図で得られた２値化画像に
おいてハツチング部分（“0"レベルの値をとる画素）の
みの画素数を積算する。この積算された画素数をＦ
（ｔ）とする。糸状微生物長演算回路820は積算された
糸状性長微生物の画素数Ｆ（ｔ）から糸状性微生物の長
さＬ（ｔ）を次式で計算する。
いて、太さ１画素として抽出された糸状微生物の画素数
を積算する。具体的には第８図で得られた２値化画像に
おいてハツチング部分（“0"レベルの値をとる画素）の
みの画素数を積算する。この積算された画素数をＦ
（ｔ）とする。糸状微生物長演算回路820は積算された
糸状性長微生物の画素数Ｆ（ｔ）から糸状性微生物の長
さＬ（ｔ）を次式で計算する。
Ｌ（ｔ）＝Ａ・Ｆ（ｔ）−Ｂ …（１） ここで、A,Bは係数であり、Ｂが誤差として差し引く第
８図の微生物画像ｎ分に相当する。また、係数Ａは１画
素の一辺の長さが例えば10μｍ（0.01mm）に相当する場
合には0.01になる。ところで、糸状性微生物が第９図
（ａ），（ｂ）のように水平または垂直に並んでいると
きの係数Ａは0.01となるが、第10図（ａ），（ｂ）に示
すように、右上がり，左上がり斜め45度の方向に並んで
いるときは、係数Ａの値は になる。糸状性微生物が水平垂直、及び右上がり，左上
がりに斜め45度に一様に分布している場合には、水平垂
直の画素数と、右上がり，左上がり斜め45度の画素数と
が同じと考えられる。この場合にはＡの値は、0.01と の平均値の0.012になる。
８図の微生物画像ｎ分に相当する。また、係数Ａは１画
素の一辺の長さが例えば10μｍ（0.01mm）に相当する場
合には0.01になる。ところで、糸状性微生物が第９図
（ａ），（ｂ）のように水平または垂直に並んでいると
きの係数Ａは0.01となるが、第10図（ａ），（ｂ）に示
すように、右上がり，左上がり斜め45度の方向に並んで
いるときは、係数Ａの値は になる。糸状性微生物が水平垂直、及び右上がり，左上
がりに斜め45度に一様に分布している場合には、水平垂
直の画素数と、右上がり，左上がり斜め45度の画素数と
が同じと考えられる。この場合にはＡの値は、0.01と の平均値の0.012になる。
このようにして、１画面の濃淡画像に対しての計測が終
了した後２回目のサンプリングタイミングを、タイミン
グ回路401を受信した場合、前述した同じ操作により濃
淡画像をA/D変換して、時刻ｔ＋ｈ（ただし、ｈはサン
プル周期）において濃淡画像メモリ610に格納して、画
像処理プロセツサ700において同様な処理を繰り返す。
この２回目の処理で得られた糸状微生物長をＬ（ｔ＋
ｈ）とする。このようにして、糸状性微生物長演算回路
820では逐次、時間t,t＋h,t＋2h,……ｔ＋Khにおける各
々の画像の糸状性微生物の長さＬ（ｔ＋ｈ）,L（ｔ＋2
h），……Ｌ（ｔ＋Kh）を時間ｈ毎に次々に計算する。
了した後２回目のサンプリングタイミングを、タイミン
グ回路401を受信した場合、前述した同じ操作により濃
淡画像をA/D変換して、時刻ｔ＋ｈ（ただし、ｈはサン
プル周期）において濃淡画像メモリ610に格納して、画
像処理プロセツサ700において同様な処理を繰り返す。
この２回目の処理で得られた糸状微生物長をＬ（ｔ＋
ｈ）とする。このようにして、糸状性微生物長演算回路
820では逐次、時間t,t＋h,t＋2h,……ｔ＋Khにおける各
々の画像の糸状性微生物の長さＬ（ｔ＋ｈ）,L（ｔ＋2
h），……Ｌ（ｔ＋Kh）を時間ｈ毎に次々に計算する。
なお、撮像制御装置300による撮像装置200のタイミング
制御は、画像処理装置400と連動して行われる。
制御は、画像処理装置400と連動して行われる。
糸状性微生物長演算回路820の信号を受けて、平均演算
回路830では糸状性微生物の１画面当りの平均長を演算
する。平均長演算回路830では、糸状性微生物長演算回
路820で出力される信号である。Ｌ（ｔ＋ｈ）,L（ｔ＋2
h），……Ｌ（ｔ＋Kh）から１画面当りの糸情勢微生物
の平均長さLmを次式で演算する。
回路830では糸状性微生物の１画面当りの平均長を演算
する。平均長演算回路830では、糸状性微生物長演算回
路820で出力される信号である。Ｌ（ｔ＋ｈ）,L（ｔ＋2
h），……Ｌ（ｔ＋Kh）から１画面当りの糸情勢微生物
の平均長さLmを次式で演算する。
ここで、（Ｋ＋１）は平均回数であり、10ないし1000回
程度である。
程度である。
平均長演算色830の信号Lmを受けて、濃度演算回路840は
単位容積当りの糸状性微生物長さ（つまり糸状性微生物
濃度）Lvを次式で演算する。
単位容積当りの糸状性微生物長さ（つまり糸状性微生物
濃度）Lvを次式で演算する。
Lv＝Lm/（Ｋ＋１）/v …（３） ここで、ｖは撮像した混合液の容積である。
以上の処理によつて、単位容積当りの糸状性微生物長さ
（濃度）を求めることができる。
（濃度）を求めることができる。
以上のようにして、糸状性微生物の濃度（量）を求める
のであるが、本発明は、濃度画像のヒストグラムに基づ
いて２値化し、この２値化画像を細線化した上で糸状性
微生物の長さを演算するので、凝集性微生物に含まれる
糸状性微生物も長さを正確に測定することができる。
のであるが、本発明は、濃度画像のヒストグラムに基づ
いて２値化し、この２値化画像を細線化した上で糸状性
微生物の長さを演算するので、凝集性微生物に含まれる
糸状性微生物も長さを正確に測定することができる。
第11図にタイミング回路401による、洗浄タイミング、
サンプル交換タイミング、濃淡画像のA/D変換及び画像
処理タイミングノタイムチヤートを示す。第11図はこれ
らの１サイクルを時間ｈで行なう例である。計測１サイ
クルは、洗浄．プランジヤ駆動と送気によるサンプリン
グ、及びA/D変換と画像処理の順に実行される。このサ
イクルが繰返し行なわれる。尚、洗浄サンプル交換、及
び画像処理開始タイミングの設定は、キーボード900に
より容易に変更できる。
サンプル交換タイミング、濃淡画像のA/D変換及び画像
処理タイミングノタイムチヤートを示す。第11図はこれ
らの１サイクルを時間ｈで行なう例である。計測１サイ
クルは、洗浄．プランジヤ駆動と送気によるサンプリン
グ、及びA/D変換と画像処理の順に実行される。このサ
イクルが繰返し行なわれる。尚、洗浄サンプル交換、及
び画像処理開始タイミングの設定は、キーボード900に
より容易に変更できる。
本発明は、画像処理実行前に撮像面の洗浄を行なつてい
るので連続して安定な画像が得られる。よつて、微生物
を高精度で計測できる。
るので連続して安定な画像が得られる。よつて、微生物
を高精度で計測できる。
なお、以上の実施例は下水処理プロセスに適用した例を
説明したが、本発明は微生物を培養する他のバイオプロ
セスにおける微生物計測にも応用できる。
説明したが、本発明は微生物を培養する他のバイオプロ
セスにおける微生物計測にも応用できる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は濃淡
画像を表す図、第３図は撮像装置200の詳細説明図、第
４図は画像処理装置400の詳細説明図、第５図から第11
図は画像処理動作の説明図である。 100……エアレーシヨンタンク、200……撮像装置、300
……撮像制御装置、400……画像処理装置、401……タイ
ミング回路、206……超音波洗浄用圧電素子。
画像を表す図、第３図は撮像装置200の詳細説明図、第
４図は画像処理装置400の詳細説明図、第５図から第11
図は画像処理動作の説明図である。 100……エアレーシヨンタンク、200……撮像装置、300
……撮像制御装置、400……画像処理装置、401……タイ
ミング回路、206……超音波洗浄用圧電素子。
フロントページの続き (72)発明者 馬場 研二 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−50607（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−126427（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】微生物を含む液体中に配置され微生物画像
の輝度情報を電気信号に変換する撮像装置と、該撮像装
置から出力された画像信号に基づき微生物を認識する画
像処理装置と、前記撮像装置から出力された画像信号を
該画像処理装置に伝送するとともに該画像処理装置から
指令を受けて前記撮像装置に制御指令を出力する撮像制
御装置とを備え、前記撮像装置に撮像すべき微生物を取
り込むサンプル室を備え、そのサンプル室に照明装置か
らの光を投光する投光窓と微生物画像を取り込む観察窓
を設け、該サンプル室への空気吹き込み手段を備えた微
生物計測装置において、 前記投光窓及び前記観察窓を超音波洗浄する手段を備
え、前記サンプル室の一部をプランジャで構成し該プラ
ンジャの駆動装置を備え、前記撮像制御装置に前記超音
波洗浄を行なってから前記プランジャを駆動してサンプ
ル室のスリット幅を拡大して前記空気の吹き込みを行な
いその後微生物の撮像を行なうようにタイミングを制御
するタイミング回路を設けたことを特徴とする微生物計
測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1092862A JPH0675711B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 微生物計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1092862A JPH0675711B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 微生物計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02273596A JPH02273596A (ja) | 1990-11-08 |
| JPH0675711B2 true JPH0675711B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=14066238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1092862A Expired - Lifetime JPH0675711B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 微生物計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0675711B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0419059D0 (en) * | 2004-08-26 | 2004-09-29 | Ici Plc | Sediment assessment |
| JP7428672B2 (ja) * | 2021-02-03 | 2024-02-06 | 株式会社日立製作所 | 粒子測定装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61126427A (ja) * | 1984-11-26 | 1986-06-13 | Toshiba Corp | 光学式検出装置 |
| JPH0636188B2 (ja) * | 1985-08-30 | 1994-05-11 | 株式会社日立製作所 | 画像計測装置 |
-
1989
- 1989-04-14 JP JP1092862A patent/JPH0675711B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02273596A (ja) | 1990-11-08 |
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