InGenio Journal

Revista de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Técnica Estatal de Quevedo

https://revistas.uteq.edu.ec/index.php/ingenio e-ISSN: 2697-3 642 - CC BY -NC-SA 4.0

Revisión de la literatura para el conteo de unidades formadoras de colonias en micr oorganismos mediante visión artificial

(Literature Review for Counting Colony-Forming Units in

Microorganisms Using Artificial V ision)

L ui s A l b er t o J im én e z V i l l a , M a r í a Sa lo m é A lej a n dr e A p o lin a r , V ir g ini a L a gun es B a r rad a s , M igue l Á n g e l H id a lg o R e y es

T ecN M / I n s titu to T e c nol ógi c o S u p er i o r d e X al ap a, X al ap a , M éx i co

247O 00 901@ i t s x . e du. m x , s al om e . aa@ x al apa . t e c nm . m x , v i r gi ni a. l b@ x al ap a. t e c nm . m x , m i gue l . hr @ x al apa. t e c nm . m x

R e s um e n: E n es t e es t u d i o s e l l ev ó a cab o u n a R ev i s i ó n S i s t em át i ca d e l a L i t er at u r a co n el obj e t i vo de id e n tif ic a r l o s p r o ced i m i en t o s m ás e f i ci en t es p ar a el t r at a m i en t o d e i m á g e n es u tiliz a d a s e n l o s a n á l i si s m i c r obi ol ó gi c os . E s t a bús que da i nc l uye publ i c a c i o ne s que s e e nc ue nt r a n e nt r e 201 9 y 20 2 5, ha c i e n do us o de l a s p r i nc i pa l e s ba s e s de da t os c i e nt í f i c a s i nde xa da s c om o S c i e l o, A C M , R e da l yc , C ons e ns us , I E E E X pl or e y S pr i n ge r , a co m o el bus c a dor G o o g l e A cad ém i co . D ur a nt e l a bús que da se a na l i z a r on 41 a r t í c ul os don de s e id e n tif ic a r o n di ve r s os e nf oqu e s de p r o ces am i en t o t r ad i ci o n al d e i m ág en es , ap r e n d i zaj e au t o m át i co y t éc n i cas h í br i da s . L o s r e s ul t a dos pe r m i t i e r on id e n tif ic a r m é to d o s y he r r a m i e nt a s , pr o por c i ona n d o una ba s e s ó lid a pa r a s u i nc or por a c i ón e n un s i s t e m a co m p u t aci o n al . L a co n t r i b u ci ó n p r i n ci p al es es t ab l ecer f unda m e nt os pa r a e l de s a r r ol l o de u na s ol uc i ón t e c nol ógi c a a ut om a t i z a da que f a c ilite la im p le m e n ta c n d e c o n te o s a u to m á tic o s p ar a h acer m ás ef i ci en t e e l tr a b a jo de l os l ab o r at o r i o s ci en t í f i co s y cl í n i co s a t r av és d e l a di s m i nuc i ón de t i e m po y e r ro re s hum a nos .

P al ab r as c l ave : T e c n o lo g ía a p lic a d a , in te lig e n c ia a r tif ic ia l, p r o c e s a m ie n to d e im á g e n e s , c ul t i vos ba c t e r i a nos , a u t o m at i zaci ó n .

A b s t ra ct : T hi s s t udy c onduc t e d a S ys t e m a t i c L i t e r a t ur e R e vi e w w i t h t he a i m of i de nt i f yi ng t he m os t e f f i c i e nt pr oc e du r e s f or pr oc e s s i ng i m a ge s us e d i n m i c r obi ol ogi c a l a na l ys e s . T hi s s e a r c h i nc l ude s publ i c a t i ons f r om 201 9 t o 202 5, us i ng t he m a i n i nde xe d s c i e nt i f i c da t ab as es s uc h a s S c i e l o, A C M , R e da l yc , C ons e ns us , I E E E X pl or e , a nd S pr i nge r , a s w e l l a s t he G oo gl e S ch o l ar s ear ch en g i n e. D u r i n g t h e s ear ch , 4 1 ar t i cl es w er e an al y zed , i d en t i f y i n g v a r i o u s a ppr oa c he s t o t r a di t i o na l i m a ge pr oc e s s i ng, m a c hi ne l e a r ni ng, a n d h ybr i d t ech n i q u es . T h e r e s ul t s a l l ow e d us t o i de nt i f y m e t hods a nd t o ol s , pr ov i di ng a s ol i d ba s i s f or t he i r i nc or po r a t i on i nt o a c o m put e r s ys t e m . T he m a i n c ont r i but i o n i s t o e s t a bl i s h t he f ounda t i ons f or t he de ve l o pm e nt o f a n a ut om a t e d t e c hnol ogi c a l s ol ut i on t h a t f a c ilita te s th e im p le m e n ta tio n o f a u to m a tic c o u n tin g to s tr e a m lin e th e w o r k o f s c ie n tif ic a n d c lin ic a l l a bor a t or i e s by r e d uc i ng t i m e a nd hu m a n e r r or .

K ey w o rd s : A p p lie d te c h n o lo g y , a r tif ic ia l in te llig e n c e , im a g e p r o c e s s in g , b a c te r ia l c u ltu r e s , a u to m a tio n .

1. I NT RO DUCCI Ó N

E l a l i s i s m i c r ob i ol ógi c o e s c ons i de r a do una h e r r a m i e nt a c l a ve e n m úl t i pl e s á r e a s , p r in c ip a l me n te c i en t í f i c as, cl í n i c as , ag r o p ec u ar i a s, v et er i n ar i as e i n d u s t r i al es, en p ar t i cu l a r en l a

V o l um en 9 | N úm er o 1 | Pp . 18–31 | En er o 2026 D O I: h t t ps://do i .o r g/10.18779/in g enio .v9i1.1117

R e ci b ido (R e cei v e d): 2025/05/31 A cep t ado (A ccep t e d): 2025/10/13

a gr o i ndus t r i a y e l pr o c e s a m i e nt o de a l i m e nt o s y be b i da s . S u i m po r t a nc i a r a di c a e n p er m i t ir la i d en t i f i cac i ó n , cu an t i f i c aci ó n y cat e g o r i za ci ó n d e l o s m i cr o o r g an i sm o s p r esen t e s e n l as m u es t r as bi ol ógi c a s . D e n t r o de e s t o s pr oc e di m i e nt os , u n o d e l o s m ás co m u n es u t i l i zad o s p a r a el an ál i s i s es el c ont e o d e un i da de s f o r m a do r a s de c o l on i a s ( U FC ) , e m p l e a do p ar a e st i m ar l a c a n t i d a d d e m i cr o o r g an i s m o s v i ab l es m ed i an t e l a f o r m aci ó n d e co l o n i as en u n m ed i o d e c u l t i v o esp e f i c o [ 1] , [ 2] .

E st e m ét o d o co n s i s t e en r eal i za r d i l u c i o n e s s er i ad as d e u n a m u es t r a, pa r a p o s t e r io r me n te s e m b r a r un vol um e n de t e r m i n a do e n p l a c a s c on un m e d i o d e c u l t i vo, i n c uba r l a s , y r e a l i z a r e l co n t e o d e l as co l o n i as q u e s e f o r m ar o n d e m an e r a v i si b l e [ 3 ]. El i n t er v al o ó p t i m o p a r a est e c o n t eo es d e 30 a 300 c o l oni a s por pl a c a , ya q ue c on est e r an g o se g a r an t i za l a e xa c t i t u d e n e l m e r o d e m i c r oo r ga n i s m os por uni d a d de vo l u m e n o p e s o de l a m ue s t r a e x a m i na da [ 4 ].

E st e p r o ce d i m i en t o p r e sen t a l i m i t a ci o n es i m p o r t an t es ; e n t re el l as , es l a al t a ca r g a d e t r a b aj o p ar a e l p er so n a l q u e r ea l i z a el co n t eo . A d em ás , l a e xt e ns a c a n t i d a d de t i e m po de di c a do pa r a o b t en er r e su l t ad o s p r ec i so s y, pr i nc i pa l m e nt e , l a p o s i b i l i d ad d e p r es en t ar er r o r es d er i v ad o s d e l a i nt e r p r e t a c i ón de l ope r a do r de bi d o a l a f a t i ga vi s ua l , l o que a um e nt a l a s l i m i t aci o n es an t e s señ a l ad a s [ 5] . O t r o s f ac t o r es i n cl u y en l a va r i a bi l i d a d de l a s c ond i c i one s de i nc uba c i ón de l a m ue s t r a y l a di f i c ul t a d pa r a di s t i ng ui r c ol on i a s p e que ñ a s o a gr upa d a s l o s cu al es p u ed en af ect ar l a pr e c i s i ón y r e p r odu c i b i l i da d de l o s r e s u l t a dos [ 6 ].

S i n e m b a r go, c o n e l a va nc e de l a s t e c nol o a s d e l a i n f o r m ac i ó n , e n e sp e ci al ár ea s co m o la v i s i ó n a r t i f i ci al , el p r o ce sa m i en t o d e i m ág en es y el a p r en d i za j e au t o m á t i co h an c o m en zad o a ser e xpl o r a d as p a r a l a i m p l e m e n t ac i ó n d e so l u c i o n e s p a r a au t o m a t i zar est e t i p o d e t ar eas [ 7] . G r a ci as a est as h e r r am i en t as es p o s i b l e r e al i za r an á l i si s a i m ág en es d i g i t a l es co n a l t a p r e c i si ó n . A p esa r d e est o s av a n ce s, ex i st e n u n a b r ech a en el d es ar r o l l o e i m p l em en t ac i ó n d e so l u ci o n e s au t o m a t i zad a s es p ec í f i ca m en t e o r i en t ad a s a l an á l i si s m i cr o b i o l ó g i co en co n t ex t o s acc es i b l es y d e ba j o c os t o, c o m o p e que ños l a bo r at o r i o s o cen t r o s d e sa l u d co n r e cu r so s l i m i t a d o s [ 8 ].

B aj o es t e c o n t ex t o , se d es ar r o l l ó u n a R ev i s i ó n S i st e m á t i c a d e l a L i t e r at u r a ( R S L ) co n e l p r i n ci p al o b j et i v o d e i d en t i f i c ar l a s t éc n i c as y p r o c ed i m i en t o s m á s e f i cac es p ar a l l ev a r a c ab o e l p r o ce sa m i en t o d e i m ág en es ap l i cad o s e n e l an á l i si s m i cr o b i o l ó g i c o p r i n c i p a l m en t e el co n t eo d e l as u n i d ad es f o r m ad o r as d e co l o n i as . S e r ea l i e st a r ev i si ó n co n l o s e st u d i o s p u b l i cad o s en t r e l o s a ños 2019 y 20 25, c ons i de r a n do l a s pr i nc i pa l e s f u e n te s in f o r ma c n c ie n t í f ic a s : G oo gl e A c a m i c o, S c i e l o, A C M , R e da l y c , C on s e ns us , I E E E X pl or e y S p r i nge r . C on e s t a RS L s e b u sc a est a b l e ce r u n a b as e t r i c a l i d a q u e s i r v a co m o su st e n t o p ar a el d es ar r o l l o e i m p l em en t a ci ó n d e un a ap l i cac i ó n m ó v i l cap a z d e r e al i za r e l co n t eo au t o m át i co d e U F C .

E l ap o r t e p r i n ci p al d e est e t r ab aj o e s co n o cer y de f i ni r l as b a ses p a r a e l d es ar r o l l o d e u n a h er r am i en t a d i g i t al a u t o m at i zad a , ac ces i b l e y e f i ci e n t e, q u e p e r m i t a o p t i m i za r u n p r o ce s o m i c r ob i o l ógi c o e n e nt o r no s c i e n t í f i c os y c l í ni c os , di s m i n uye nd o l os t i e m pos de a l i s i s y l o s m á r ge ne s de e r r or hum a no [ 9] .

2. M ETO D O LO G Í A

E st e an ál i si s se r e al i u t i l i zan d o l a m e t o d o l o g í a su g e r i d a p o r B a r b a r a K i t ch en h a m y S t u a r t

M. C h ar t er s [ 10 ] p ar a l a cr ea ci ó n d e R S L en el ca m p o d e l a i n g en i e r í a d el so f t w ar e. E s t a m e t o d o l o g í a s e ad ap t ó a l c o n t ex t o d e l as t é cn i cas e m p l ead as p ar a e l p r o ce sa m i en t o d e i m ág en e s ap l i cad as al an á l i si s m i c r o b i o l ó g i co . E s t o se d eb e a q u e e st a m et o d o l o g í a o f r e ce u n en f o que est r i c t o p ar a l a i d en t i f i c ac i ó n , el ecc i ó n , v a l o r a ci ó n y s í n t esi s d e i n v es t i g aci o n es p er t i n en t e s co n el o b j e t i v o d e a seg u r a r l a r e l ev an ci a d e l o s r e s ul t a do s o bt e n i dos .

L a m et o d o l o g í a e m p l ead a en e st e e st u d i o se d i v i d i ó e n t r es f ases p r i n ci p al e s . E n l a p r i m e r a f ase , se r eal i l a p l an i f i caci ó n d e l a r ev i s i ó n , e n l a cu a l se f o r m u l ar o n l a s p r eg u n t a s d e i n v es t i g ac i ó n , se d e f i n i e r o n l as t e m á t i c as s ecu n d ar i as y se se l ec ci o n ar o n l as p r i n ci p al e s b as es d e

da t os c i e nt í f i c a s que s e u t i l i z a r í a n pa r a l a bús que da y r e c o pi l a c i ón d e l a i nf or m a c i ón. E n l a seg u n d a f a se , s e i d en t i f i c ar o n l o s e st u d i o s r e l ev an t es g r aci as a l o s c r i t e r i o s d e i n c l u s i ó n y ex cl u si ó n , c o n e l f i n d e sel e cci o n ar aq u e l l o s ar t í c u l o s c i en t í f i c o s p er t i n en t es al o b j et o d e e st u d i o . P o r ú l t i m o , l a t er c er a f as e c o n si st i ó en el an ál i si s y d es cr i p ci ó n d e l o s es t u d i o s s el ecci o n ad o s, se r e c op i l a r o n l os da t os c l a v e vi nc u l a do s c on l a s pr e gunt a s de i nve s t i ga c i ón de f i n i da s pr e vi a m e nt e . G r aci as a es t a s e t ap a s s e e s t r uc t ur ó e l pr oc e s o de r e v i s i ón de f o r m a r i gu r os a y r e pl i c a bl e . L a F i g u r a 1 i l u st r a g r áf i ca m e n t e l a s f a ses m e t o d o l ó g i ca s d esar r o l l a d as en es t a i n v est i g aci ó n .

Fi g ur a 1 . F as es d e l a m e t o d o l o g í a p l an t ea d a.

F a se 1 : P l a n i f i ca ci ó n d e l a rev i si ó n Pr e g unt a s de i nv e s t i g a c i ó n

E n e st a p r i m e r a et a p a se d ef i n i e r o n l o s p r i n ci p al es el em e n t o s p ar a l a r ev i si ó n si s t e m át i c a d e l a l i t er at u r a. P ar a el l o , se f or m u l a r on l a s pr e gunt a s d e i nv e s t i ga c i ó n c on e l f i n de de l i m i t a r e l al ca n ce d e l a i n v es t i g aci ó n y r ea l i zar l a b ú sq u ed a de t écn i ca s es p ec í f i ca s d e p r o cesa m i en t o d e i m ág en e s ap l i c ad as a l an á l i s i s m i c r o b i o l ó g i co . A d e m á s, se est ab l ec i er o n l a s t e m á t i c as secu n d a r i a s r el aci o n a da s a l a i n v es t i g ac i ó n co m o l o so n e l ap r en d i z aj e au t o m át i co , el co n t eo au t o m at i za d o d e co l o n i as , el an á l i si s m i c r o b i o g ic o y la v is n a r ti f ic ia l .

B asán d o se en l o an t er i o r , s e f o r m u l a r o n l as si g u i e n t e s cu es t i o n es d e i n v es t i g ac i ó n :

¿Q u é m ét o d o s d e t r at am i en t o d e i m ág e n es se h a n e m p l ead o p ar a el an á l i s i s m i cr o b i o l ó g i c o ?

¿Q u é t écn i ca s f u n d a m en t a d as en l a i n t e l i g en c i a ar t i f i ci al y e l ap r en d i z aj e au t o m á t i c o h a n pr oba d o una m a yor e xa c t i t ud e n l a i de n t i f i c a c i ón de c ol on i a s m i c r o bi a na s ( U F C ) ?

¿Q u é r e cu r so s, a l g o r i t m o s o h er r am i en t a s t e cn o l ó g i c as se u t i l i zan f r e cu en t e m e n t e en l o s est u d i o s p a r a e l an ál i s i s au t o m á t i co d e i m ág e n es?

¿ C l e s s on l os p ar ám et r o s de una i m ag en que pu e d e n i nf l u i r en l a p r eci si ó n d el an á l i si s au t o m a t i zad o d e co l o n i as m i cr o b i an as?

I de nt i f i c a c i ó n d e ba s e s de da t o s

S e r eco n o ci er o n y esco g i e r o n bus c a d or e s y b ase s d e d at o s c i en t í f i cas r el ev an t e s em p l ead a s e n el á r ea d e i nv e s t i g a c i ón , da ndo pr i o r i d a d a que l l a s que pos e e n un r e c on oc i m i e nt o e x t e n s o y publ i c a c i on e s i n de xa da s . E n l a T ab l a 1 se p r es en t an l as f u en t es de in f o r ma c n esco g i d a s j u nt o c on s u c r i t e r i o de e l e c c i ó n, donde s e i nc l uye r on : G o o g le A c a d é m ic o , S c ie lo , B ib lio te c a D ig i ta l A C M , R e da l yc , C o ns e n s us , I E E E X pl or e y S p r i ng e r L i nk. Se e s t a bl e c i ó l a bús que da c on e l f i n d e aseg u r a r l a ca l i d ad d e l o s e st u d i o s p ar a l a s e t ap a s s i g u i en t e s d e l a i n v e st i g a ci ó n .

T ab l a 1. F u en t es de i n f or m a c i ón ut i l i z a da s e n l a bús qu e da .

Fue nt e d e i n f o r m a c i ó n C ri t e ri o d e e l ec ci ó n

G oogl e A c a m i c o M ot o r de bús qu e da c om pl e m e n t a r i o . S c ie lo R ev i s t as ci en t í f i ca s d e acc e so ab i er t o e n

A m ér i ca L at i n a .

B ib l io t e c a D ig i ta l A C M P u b l i cac i o n es c i en t í f i cas d e l a A s s oc i at i on

f or C om pu t i n g M ac h i ne r y .

R ed al y c R e d de r ev i st as c i en t í f i cas d e A m é r i ca L a t in a .

C ons e ns u s M ot o r de bús qu e da q ue i m pl e m e n t a I A .

I EEE X p l o r e A lto imp a c to e n e l c a mp o d e la i nge ni e r í a . S pr i n ge r Li n k C o b e r t u r a mu lt id is c ip lin a r i a e n i n g e n ie r ía y

ci en t í f i cas .

S e f o r m u l ar o n v ar i as ca d en as de bús qu e da y s e e v a l s u pr e c i s i ón e n f un c i ón de l o s obj e t i vo s de l e s t udi o, p r i o r i z a nd o a que l l os r e s ul t a d os m á s p e r t i ne n t e s . L o s t é r m i nos pr e do m i na n t e s u t i l i zad o s en l a b ú sq u ed a b i b l i o g r áf i ca co r r e sp o n d en a l a s si g u i e n t e s c ad en a s p r e sen t ad as en l a T a bl a 2.

T ab l a 2. C ad en a s d e b ú sq u ed a e m p l ead as e n l a s d i v e r s as f u en t es de in f o r ma c n .

Fue nt e d e i n f or m a c i ón

G oogl e

C a de na de bús qu e da A rt í cu l o s e nc o nt r a do s

( " c ol on y- f or m i ng un i t " OR m i c r ob i o l ogy ) AND

AND ( c ount or p r e c i s i o n) AND " i m ag e p r o c ess i n g "

S c ie lo

( " c ol on y- f or m i ng un i t " OR m i c r ob i o l ogy ) AND ( c oun t OR p r eci si o n ) AND " a r t if ic ia l i n te ll i g e n c e "

4

AND ima g e

AC M

( " c ol on y- f or m i ng un i t " OR m i c r ob i o l ogy ) AND ( " a r t if ic ia l in te ll ig e n c e " OR " c o m pu t e r vi s i on " )

690

AND ( c ount or p r e c i s i o n) AND " i m ag e p r o c ess i n g "

R ed al y c

( " c ol on y- f or m i ng un i t " OR m i c r ob i o l ogy ) AND ( " a r t if ic ia l in te ll ig e n c e " OR " c o m pu t e r vi s i on " )

12

AND ( c ount or p r e c i s i o n) AND " i m ag e p r o c ess i n g "

" c o l ony - f o r m i ng u ni t " AN D m i c r ob i ol ogy AND

A c a d ém i co

( " a r t if ic ia l in te ll ig e n c e " OR " c o m pu t e r vi s i on " )

5.700

C ons e ns u s

I EEE X p l o r e

S pr i n ge r Li n k

( " a r t if ic ia l in te ll ig e n c e " OR " co m p u t er v i si on " ) AND ( " c oun t " or " p r ec i si o n " ) AND " i m ag e pr oc e s s i ng "

( " c ol on y - f or m i ng un i t " OR m i c r ob i o l ogy ) AND ( " a r t if ic ia l in te ll ig e n c e " OR " c o m pu t e r vi s i on " ) AND ( c ount OR p r e ci si o n) AND " i m ag e pr oc e s s i ng "

( " c ol on y- f or m i ng un i t " OR m i c r ob i o l ogy ) AND ( " a r t if ic ia l in te ll ig e n c e " OR " c o m pu t e r vi s i on " ) AND ( c ount or p r e c i s i o n) AND " i m ag e p r o c ess i n g "

130

90

310

T ot al 6.936

F a se 2 : R ev i si ó n d e e st u d i o s re l ev a n t es

L os c r i t e r i os d e i nc l us i ón f ue r on l os s i g ui e nt e s :

S ol o pub l i c a c i on e s e n e l i d i om a e s pa ñol o i ng l é s .

P ubl i c a c i on e s e n e l pe r i odo e nt r e 201 9 y 202 5.

D oc um e nt o s c o m p l e t os , i nc l uye nd o a r t í c u l os d e r e vi s t a s , l i br o s y t e s i s .

T r a ba j os r e l a c i o na do s c on m i c r ob i o l ogí a , a l i s i s de i m á ge ne s , v i s i ón a r t i f i c i a l y a pr e n di z a j e a u to ti c o .

L o s cr i t er i o s d e ex cl u si ó n f ue r on l os s i g ui e nt e s :

P r i m er a cl as i f i ca ci ó n : S e e x c l uye r on l as p u b l i cac i o n es f u er a d el p e r i o d o es t ab l ec i d o o i d i o m a s d is tin to s .

S eg u n d a cl asi f i cac i ó n : S e e xc l uy e r on aq u el l as p u b l i ca ci o n e s qu e no e s t u vi e r a n en cam i n ad os a l as ci e n ci as d e l a co m p u t ac i ó n , que no pe r t e n e c í a n a l t em a d e i n v es t i g aci ó n y l a di s po ni b i l i da d de l doc u m e n t o or i g i na l .

T er ce r a cl as i f i cac i ó n : S e e x c l uye r on aq u el l o s q u e t r as u n a r ev i si ó n p r el i m i n ar no pr e s e nt a b a u n a r el e v an c i a si g n i f i c at i v a a l a i n v est i g a ci ó n .

U na ve z de f i n i dos l o s cr i t er i o s d e i nc l us i ón y ex cl u si ó n , se r ea l i el an ál i s i s d e l a l i t er at u r a en d o n d e s e ex am i n ó cad a f u e n t e d e i n f o r m a ci ó n s el ec ci o n ad a c on e l f i n de i d e n t if ic a r l os p r i n ci p al e s h a l l azg o s, l o s r e s ul t a do s y co n cl u si o n es r e l ev an t es p ar a es t e e st u d i o .

3. RE S UL T ADO S Y DI S CUS I O NE S

C o m o r esu l t ad o d e e st a r i g ur os a r e vi s i ón, s e se l ec ci o n ar o n u n t o t a l d e 4 1 ar t í cu l o s ap l i c an d o l o s cr i t e r i o s d e ex cl u si ó n p r ev i am en t e es t ab l ec i d o s . L a can t i d ad d e a r t í cu l o s en c o n t r ad o s en l a b ú sq u ed a b i b l i o g r áf i ca p o r cad a c r i t e r i o es p r e sen t ad a en l a T ab l a 3 .

T ab l a 3. C l as i f i ca ci o n es en l a r ev i si ó n d e l a l i t e r at u r a .

Fue nt e d e i n f or m a c i ón

B ús que da in ic ia l

P ri m era c la s if ic a c n

Se g unda c la s if ic a c n

T ercer a c la s if ic a c n

A c a d ém i co

S c ie lo

4

2

1

1

AC M

690

215

94

6

R ed al y c

12

6

2

1

C ons e ns u s

130

75

10

2

I EEE X p l o r e

90

26

9

3

S pr i n ge r Li n k

310

103

32

2

T ot al

6.936

2.578

361

41

G oogl e

5.610 2.151 213 26

En l a Fi g u r a 2 se i l u st r a d e m an e r a g r áf i c a el p r o ce so d e b ú sq u e d a y se l ec ci ó n d e l a l i t er at u r a si g u i en d o l a m e t o d o l o g í a P R I S MA . S e m u es t r a e l n ú m er o d e r eg i s t r o s i d en t i f i ca d o s, l o s cr i t er i o s d e ex c l u s i ó n ap l i cad o s en cad a e t ap a ( c r i b ad o , e l eg i b i l i d ad ) y l o s est u d i o s f i n a l me n te in c lu id o s e n l a r e vi s i ón. L a c a l i da d m e t odo l ógi c a de l os e s t ud i os s e l e c c i ona dos s e e va l c ons i d e r a ndo cr i t e r i o s co m o l a cl ar i d ad d e l o s o b j e t i v o s, l a r e l ev an ci a d e l o s r es u l t ad o s y l a a ct u a l i d ad d e l a i nf o r m a c i ón.

Fi g ur a 2 . D i ag r a m a d e f l u j o P R I S MA d el p r o ce so d e s el ec ci ó n d e est u d i o s.

E n l a F i gu r a 3 se p r es e n t a l a d i s t r i b u c i ó n p o r c e n t u a l d e l a s p r o p u es t a s ci en t í f i cas sel e cc i o n ad as se g ú n su p r o ced en ci a d e l as d i s t i n t a s f u e nt e s de i n f or m a c i ón co n s u l t ad as e n est a i nve s t i ga c i ón. L os r e s u l t a do s i ndi c a n que G oog l e A c a d é m i c o a por t ó e l m a y or m e r o de e s t ud i os , r e pr e s e nt a ndo e l 6 3 ,40 % d e l t o t a l . L e s i gue n A C M D i gi t a l L i br a r y c on un 14 , 6 8 % e I EEE X p l o r e c on un 7,34 % , C ons e ns us c on un 4, 86 % d e i gua l m a n e r a S p r i nge r L i nk c on 4 , 8 6% , m i e nt r a s qu e S ci e l o r ep r esen t o el 2 , 43% y R e da l yc c o n 2, 4 3% .

Fi g ur a 3 . E f e ct o p o r cen t u a l d e l as p u b l i c aci o n es ci en t í f i c as .

F a se 3 : S í n t es i s y a n á l i s i s d e es t u d i o s re l ev a n t e s

E n es t a f ase se l l ev ó a ca b o l a v al o r a ci ó n d e l a ca l i d ad d e l o s es t u d i o s sel ecc i o n ad o s y se obt uvo l a i nf o r m a c i ón r eq u er i d a p ar a d a r r esp u es t a a l as p r eg u n t a s d e f i n i d as en l a f a se u n o . L as t écn i ca s em p l e ad as e n est a i n v est i g a ci ó n c om e nz a r on d esd e r ev i s i ó n b i b l i o g r áf i c a h ast a ap l i cac i o n es p r á ct i ca s y e l r esu l t ad o obt e ni do . E s t a v a r i e d a d de m é t od os pos i bi l i t ó u n a l i s i s d et a l l ad o d e l as c ar a ct e r í st i cas t é cn i cas d e t ec t ad as, ad e m ás d e v a l o r ar el e f ec t o y l a u t i l i d ad d e l a s d i f e r en t e s s o l u ci o n es su g er i d as en el m ar co d el p r o ce sa m i en t o d e i m ág en e s u t i l i zad o en e l an á l i s i s m i c r ob i o l ógi c o.

L os pr o c e d i m i e n t os ut i l i z a dos e n e l a n á l i s i s m i c r obi o l ógi c o i nc l uye r on t an t o t écn i ca s c onve n c i on a l e s de pr o c e s a m i e nt o d i gi t a l c o m o m é t od os f unda m e nt a dos e n i n t e l i ge nc i a a r t i f i c i a l . E st as t é cn i cas f ac i l i t an l a m e j o r a d e l a c al i d ad d e l as i m ág en e s t o m ad as, l a seg m en t a ci ó n ex a ct a d e l o s m i cr o o r g a n i sm o s ex i st e n t e s y l a r e al i za c i ón de un c o nt e o a ut o m a t i z a d o de un i da d e s f or m a do r a s de c ol o ni a s ( U F C ) [1 1 ] .

La Fi g u r a 4 m u es t r a u n es q u em a g e n er al d el p r o ces o s u ti li z a d o p ar a l l ev ar a cab o e l an ál i s i s d e u n a i m ag en , en el q u e se señ a l an l a s et ap as p r in c ip a le s q ue i nt e r vi e ne n. A c ont i nua c i ó n, s e de t a l l a n l a ser i e d e t é cn i cas co n v en c i o n al e s q u e so n m ás h ab i t u al e s:

1. C o n v er s i ó n a es ca l a d e g r i s es: S e t r an s f o r m a l a i m ag e n o r i g i n a l a u n a e sca l a d e g r i ses c on e l f i n de t r a b a j a r c o n un s ol o c a na l de i nt e ns i da d [1 2] .

2. O p er ac i o n es m o r f o l ó g i cas : S e r e sa l t a l as est r u c t u r as o s cu r a s y se cal cu l a l a d i f er e n ci a en t r e e l c ie r r e mo r f o g ic o y la i ma g e n o r ig in a l [1 3 ] .

3. A p er t u r a y ci er r e m o r f o l ó g i co : S e e l i m i n a el r u i d o y o b j e t o s p r es en t es e n l a i m ag en q u e n o s on r e que r i do s , a s i m i sm o s e co n e ct a n l as r eg i o n es f r ag m en t ad a s [1 3] .

4. U m b r a l i zac i ó n : S e ap l i ca u n u m b r a l d e i n t en s i d ad p ar a seg m en t ar , co n v i r t i en d o l a i m ag en en una ve r s i ón b i na r i a c on e l f in d e f a c il i ta r l a i de n t i f i c a c i ón de ob j e t os [ 14] .

5. D e t e c c i ón de c on t or n os : S e i d en t i f i ca n l o s b o r d es i n c l u so cu an d o es t as se en cu en t r a n ag r u p ad as o p a r ci al m e n t e s u p er p u es t as [1 2 ] .

6. A n á li s i s e s ta d ís ti c o d e p a r tíc u la s : Se r e a l i z a un f i l t r a do de l o s ob j e t os d e t e c t a dos s e gún cr i t e r i o s co m o ár ea, f o r m a o ci r cu l a r i d ad , el i m i n an d o ar t ef a ct o s y m an t en i en d o ú n i ca m en t e est r u c t u r as co m p at i b l es [1 5 ] .

Fi g ur a 4 . P r o ceso d e an ál i s i s p a r a u n a i m ag en .

A s im is mo , e n o t r o s e s t ud i os , s e m u e st r a el em p l e o d e t écn i ca s b a sad as e n i n t e l i g en c i a ar t i f i c i a l p a r a l l ev a r a cab o el est u d i o m i c r o b i o l ó g i c o , l as cu a l e s h an p r o b ad o se r ef i c i en t e s e n l a bo r e s de c l a s i f i c a c i ón, i de nt i f i c a c i ón y s e gm e nt a c i ón de m i c r oor ga n i s m os . E nt r e l os m á s co m u n es se i n cl u y en :

R ed es C o n v o l u ci o n al es N eu r o n al e s ( C N N ) : E s t as r ed es so n c ap ac i t ad a s co n i m ág en e s c l a s i f i c a da s pa r a a dq ui r i r c onoc i m i e n t os s ob r e pa t r on e s m or f ol ó gi c os pr op i os de l a s c ol on i a s de m i c r oor ga n i s m os [ 15] .

S e gm e nt a c i ón s e m á nt i c a : E m p l ean m o d el o s d e ap r e n d i za j e a u to ti c o p a r a di s t i ngui r c o n e xa c t i t ud c ol on i a s que s e s upe r po ne n, i nc r e m e n t a nd o l a e x a c t i t ud d e l a l i s i s e n i m á ge n e s c o mp le ja s [1 6 ] .

M ode l os pa r a i de n t i f i c a r ob j e t os : F a c i l i t a n l a i d e nt i f i c a c i ón de m i c r oor g a ni s m os i n di vi dua l e s en i m ág en es d e m i cr o sco p í a, i n cl u so en c o n ce n t r a ci o n e s b a j as, l o q u e f av o r ec e u n a i d en t i f i cac i ó n m ás p r e ci sa [1 9] .

E n l a T a b l a 4 se s in te tiz a n l a s pr o pi e da de s de l a s pr i nc i pa l e s t écn i cas d e i n t el i g en ci a ar t i f i c i a l u t i l i zad a s en l o s a r t í cu l o s an al i za d o s, don de s e r e sal t an l as c ar act er í s t i c as esp ec í f i c as : l a a r q u ite c tu r a , e l ni v e l d e pr o f undi da d e n s u p r oc e s a m i e nt o y s u ut i l i d a d.

T ab l a 4. P r i n ci p al e s t écn i c as d e i n t el i g e n ci a a r t i f i ci al .

T écn i ca d e IA C a ra ct erí st i ca s

I mp le me n ta a l g o r i t m o s su p er v i sad o s co m o S V M, k - NN,

A p r e n d iz a je a u to ti c o ( M L )

C NN

á r b o l e s d e d e ci si ó n y no s upe r v i s a dos ( c l us t e r i ng ) , ad e m ás d e r eq u er i r d a t o s e st r u c t u r a d o s y car ac t er í s t i cas d e f i n i d as d e m a n er a m an u al .

I mp le me n ta a r qui t e c t u r a de ap r en d i za j e a u to tic o esp ec i a l i zad a e n p r o c esa m i en t o d e i m ág en es , a p r e nde car a ct er í st i c as d i r ect am en t e d esd e l o s d a t o s si n n e ces i d ad d e e xt r a c c i ón m a nua l .

A pr e nd i z a j e p r of undo

I mp le me n ta a r qui t e c t u r a s pr o f und a s c om o C N N , R N N , GAN , ad em ás d e s er c ap az d e p r o ces ar d at o s n o e s t r uc t ur a dos c om o i m á g e n e s , a ud i o o t e x t o.

En l a T ab l a 5 se p r e sen t a el an á l i si s c o m p ar at i v o en t r e l a s v en t aj as y l i m i t a ci o n es d e l as t écn i ca s d e i n t e l i g en c i a a r t i f i ci al m en c i o n ad as c o n an t e r i o r i d ad . E s t a i n f or m a c i ón pe r m i t e i d en t i f i car l o s c o n t ex t o s e n l o s q u e ca d a t éc n i c a r esu l t a m ás ef i c i en t e, co n si d er a n d o f ac t o r es co m o pr e c i s i ón, r e c u r s os c om p ut a c i ona l e s , f l e xi bi l i d a d de a p l i c a c i ón y c o m pl e j i da d de i m pl e m e n t a c i ón .

T ab l a 5. P r i n ci p al e s t écn i c as d e i n t el i g e n ci a a r t i f i ci al ap l i cas .

T écn i ca d e IA V e n ta ja s L im it a c io n e s

A p r en d i za j e au t o m á t i co ( ML )

Men o r n ec es i d ad d e d a t o s p ar a e l e nt r e na m i e nt o y un b a jo r e que r i m i e n t o c o m pu t a c i on a l .

P r ec i si ó n l i m i t ad a en p r o b l em a s c o mp le jo s ad e m ás co m p l ej i d ad d e a da pt a r a da t os n o e s t r uc t ur a dos .

C NN

A p r en d i za j e pr of u ndo

A lta p r e c is n e n cl a si f i c ac i ó n , seg m en t ac i ó n d e i m ág en es y p er m i t e l a e sca l ab i l i d a d en g r an d es co n j u n t o s d e d at o s.

M a y or a ut o n om í a , c a pa c i da d de ap r en d i z aj e y pu e de d e t ec t ar pa t r one s c o m pl e j o s s i n i nt e r ve nc i ón hum a n a .

R eq u i e r e g r an d es c an t i d ad e s d e da t os e t i qu e t a do s y un e nt r e na m i e nt o c o s t o s o e n t i e m po y r ecu r so s.

R eq u i e r e h ar d w a r e d e a l t o r e n d im ie n to y un pr oc e s o d e e nt r e na m i e nt o c o m p l e j o.

P ar a u n a ap l i cac i ó n ef ect i v a d e l as t é cn i cas p r ev i am en t e d e scr i t as, l a r ev i si ó n si s t e m á t i c a r e c o m i e nda e l us o d e l e ngu a j e s de p r ogr a m a c i ón qu e s e di s t i ngue n por s u r o bus t e z , a da p t a b i l i da d y a mp l ia d o c u me n ta c n , l o c u a l f a c il it a la i mp l e m e n ta c n d e b ib li o t e cas esp eci a l i zad as e n p r o ce sa m i en t o d e i m á g en es y ap r en d i za j e au t o m át i co . E n es t e sen t i d o , l o s l en g u a j es m á s f r e cu en t e m en t e e m p l ea d o s en l a s i n v es t i g ac i o n e s an a l i zad as so n :

P y th o n : E s e l le n g u a je s us a do d e bi do a s u v e r s a t i l i da d y l a d i s pon i b i l i da d de l i br e r í a s esp ec i a l i zad a s p ar a p r o ce sa m i en t o d i g i t a l d e i m ág en es, co m o l o s o n O pe nC V y P I L ( P y t ho n I m a gi ng L i b r a r y) [1 8 ] .

Jav a : E s u ti li z a d o esp eci al m en t e en p l a t af o r m as c o m o I m ag eJ, u n so f t w ar e l i b r e a m p l i a m en t e u sad o en e l an á l i si s d e i m á g en es b i o m éd i c as [ 20] .

R: E s us a do p ar a e l a n ál i s i s es t ad í st i co cu an d o se r eq u i er e pr oc e s a m i e nt o d e i m á ge ne s e n est u d i o s b i o es t ad í st i co s [ 21 ] .

M AT L AB : U t i l i z ad o esp ec i al m en t e en en t o r n o s aca d é m i co s p a r a p r o ces am i en t o d e i m á g en e s c on s u s pot e nt e s t oo l boxe s . [ 22] .

C+ + : S e ha ut i l i z a do p a r a e l a l t o r en d i m i en t o en t ar e as d e p r o ces am i en t o en t i e m p o r ea l , s i e nd o c o m pa t i bl e c on b i b l i ot e c a s c om o O p e nC V [ 17 ] .

E n c onc o r da n c i a c on l o e xpue s t o, l a F i gur a 5 p r es en t a u n an ál i si s p o r cen t u a l so b r e l a u ti li z a c n d e d i v e r so s l en g u aj e s d e p r o g r am aci ó n en e l ám b i t o d e l p r o ces am i en t o d e i m ág en es , r esa l t an d o a q u e l l o s q u e r e g i s t r an u n a m ay o r f r ecu en ci a d e u so en e st u d i o s q u e i n co r p o r an m é t odos de i n t e l i g e nc i a a r t i f i c i a l . P y t hon de s t a c a p or s e r e l m á s u t i l i z a do, c on un us o de l 56 ,1 % , d eb i d o a su ex t en so c at ál o g o d e b i b l i o t e cas esp eci al i zad a s y t a m b i én p o r s u sen c i l l e z d e i nt e gr a c i ó n, C + + c o n 19 , 5 % de bi d o a s u de s e m p e ño e n a p l i c a c i one s de pr oc e s a m i e n t o e n t i e m p o r e a l , M A T L A B c on 12 ,2 % , co n t i n ú a s i en d o u t i l i za d a en en t o r n o s ac ad é m i co s d eb i d o a su s i ns t r u m e n t os d e a l i s i s y v i s ua l i z a c i ón, J a va c on 7 ,3 % y ot r os c o m o l o s on J a va S c r i p t y R t i e ne n un por c e n t a j e i n f e r i o r de 4, 9 %.

Fi g ur a 5 . P r i nc i pa l e s l e n gu a j e s de p r og r a m a c i ón u t i l i z a dos .

La Fi g u r a 6 m u e st r a e l p o r cen t a j e d e u so d e b i b l i o t ec as m ás u t i l i zad as en el an ál i s i s au t o m á t i co d e i m á g en e s a t r av é s d e m ét o d o s d e i n t e l i g en ci a ar t i f i ci al . E s n o t ab l e q u e O p en C V e s l a bi b l i o t e c a de m a yor u s o, c on un 40 % , g r ac i as a su ef i cac i a en l ab o r e s d e p r ep r o ce sa m i e n t o , i d en t i f i cac i ó n d e l í m i t es y seg m en t ac i ó n . T en so r F l o w ( 2 0 % ) y K er as ( 1 5 % ) , q u e s e em p l e a n m ay o r m en t e en l a ap l i c aci ó n d e m o d e l o s d e ap r en d i z aj e p r o f u n d o , co m o l as r ed es n eu r o n a l e s c onvol uc i ona l e s . E n c u a nt o a l us o de S c i ki t - i m a g e (1 0 % ) p a ra l ab o r es m ás co n c r et as d e an á l i s i s m o r f o l ó g i co , Ma t p l o t l i b ( 8 % ) se u t i l i za f r ecu en t em en t e co m o h e r r am i en t a d e v i su al i zac i ó n , e l 7

% c or r e s ponde a l gr u po de nom i na do " ot r a s " bi bl i ot e c a s , que i n c l u ye ut i l i da de s m e no s c o m une s pe r o c om pl e m e nt a r i a s .

Fi g ur a 6 . B i b l i o t e cas m á s u t i l i zad a s en p r o y ect o s d e v i si ó n p o r co m p u t ad o r a .

S e d est aca l a co n so l i d a ci ó n de Op e n C V ( O pe n S ou r c e C om pu t e r V i s i o n L i b r a r y ) . E st a es u n a b ib l io te c a ope n s our c e que pr opo r c i ona un a gr a n c a n t i da d de f u nc i one s p a r a pode r l l e va r a c a b o e l p r o c e s a m ie n to d ig i ta l y la v i s n c o mp u ta c io n a l q u e s e r e q u ie r e , p e r mi t ie n d o e l f i lt r a d o , s e gm e nt a c i ón, de t e c c i ón d e c ont or no s y ope r a c i on e s m o r f o l óg i c a s , s i e ndo e s t os e l e m e n t os f unda m e n t a l es en el r ecu e n t o y ca r ac t e r i z ac i ó n d e co l o n i as m i c r o b i an a s [ 23 ] . S u us a bi l i da d e s de bi do a s u gr a n c om p a t i b i l i da d que p os e e c on m ú l t i p l e s l e ngua j e s de p r og r a m a c i ó n, c o m o l o s on P yt hon y C + + a s í c o m o l a i nt e gr a c i ó n c on fra m e w o rk s d e in te lig e n c ia a r t if i c ia l. E s ta b ib l io te c a p er m i t e e l d es ar r o l l o d e s o l u c i o n e s ef i c i en t es y e sca l ab l es o r i e n t a d as a l a au t o m a t i z ac i ó n d e pr oc e s os .

E n l a F i gu r a 7 se d e sc r i b en l o s p r i n c i p a l es f a ct o r es q u e co n t r i b u y en a l a v er s at i l i d ad d e O pe nC V , t a l e s c o m o s u na t ur a l e z a de c ód i go a b i e r t o, e l a pr e ndi z a j e a ut om á t i c o, l a vi s i ón po r c om pu t a d or a y l a c o m pa t i b i l i da d d e l e ngu a j e s [2 4] .

Fi g ur a 7 . P r o ceso d e an ál i s i s p a r a u n a i m ag en .

N o obs t a nt e , l a u t i l i z a c i ón de l i br e r í a s c o m o O pe nC V p ar a el p r o ces am i en t o d e i m ág e n es n o s ol o s e ba s a e n s u i m pl e m e nt a c i ón y e n l a u t i l i z a c i ón d e f un c i on e s , s i no t a m b i é n e n l a c a l i da d de l a i m ag en q u e se p r o ces ar á. E n es t e co n t ex t o , l o s si g u i e n t es so n l o s p a r á m e t r o s c l av e q u e i n f l u y e n d i r e ct am en t e en l a p r e c is n d e lo s a lg o r i t mo s d e v is n a r ti f ic ia l:

I l um i na c i ón : E l t i po de l uz y s u c a nt i da d pue d e n i nf l ui r e n e l c on t r a s t e y l a vi s i bi l i da d d e r asg o s e sp e f i c o s. T i en e el p r o p ó si t o d e m i n i m i za r so m b r as y r e f l e j o s, f aci l i t an d o l a s e gm e nt a c i ón y e xt r a c c i ó n de c a r a c t e r í s t i c a s por l os a l gor i t m os [ 2 5 ].

E n f o q u e : L as i m ág en es d e sen f o cad as c o m p l i can l a i d en t i f i ca ci ó n d e l o s b o r d e s, es d ec i r , r e duc e n l a e f e c t i vi d a d de l o s a l g or i t m os de de t e c c i ón y c ont e o [ 2 6 ].

R e s ol u c i ó n: I nf l uye e n l a d i s t i nc i ón d e l ob j e t o c u a ndo s e a pr oc e s a do, s i n e m b a r go , m i e nt r a s est a se a m ay o r , r eq u i e r e m a y o r t i e m p o d e an ál i s i s [ 2 7 ].

R u i d o en l a i m ag en : L a p r es en c i a d e p í x el es a l ea t o r i o s i n f l u y e e n l a p r eci s i ó n en l o s a l go r i t m os de c on t or n os y s e gm e nt a c i ó n, pr ovoc a ndo l os f a l s o s pos i t i vo s o ne ga t i vos [ 2 8 ].

En l a Ta b l a 6 se p r e s en t an l o s p r i n ci p al es p ar ám et r o s t éc n i c o s r e co m e n d a d o s p ar a l l ev ar a c a bo e l p r o ce sa m i en t o de un a i m ag en en ap l i c aci o n es d e vi s i ón c o m pu t a c i ona l . E s ta in f o r ma c n p er m i t e es t ab l ec er l o s r an g o s ó p t i m o s d e l os asp e ct o s m e nc i o na do s p ar a g a r an t i zar u n d e se m p o ad ecu ad o .

T ab l a 6. P ar ám et r o s d e c al i d a d e n u na im a ge n.

T écn i ca d e IA

U ni da d de m e d i da

In t er v a l o rec o m en d a d o

I l um i na c i ón

L ux ( l x)

200 –1000 lx

E nf oque

Mét r i ca d e n i t i d ez ( L ap l ac i an o )

> 300l

R eso l u ci ó n

P í x e l es ( D P I)

1024 x1024 p x / 300 60 0 dpi

R ui do

S N R ( d B)

> 20 dB

E n r e s u m e n, una i m a g e n d e a l t a r e s o l uc i ón, c on a de c ua da i l um i na c i ón , e n f oqu e , c a l i b r a c i ó n y l i b r e d e r u i d o , e s f u n d a m en t a l p a r a q u e l o s al g o r i t m o s d e v i si ó n a r t i f i ci al p u ed an ej ecu t ar u n p r o ce sa m i en t o y an ál i si s p r eci s o s. D e b i do a que ca l i d a d d e l a i m ag en i n f l u y e d i r e ct a m en t e en l a ef ec t i v i d ad d e t ar eas co m o l a i d en t i f i c aci ó n , seg m en t ac i ó n y ev a l u ac i ó n d e l o s o b j e t o s d e i n t er é s . A , l a F i gu r a 8 p r esen t a l o s pr i nc i pa l e s e l e m e nt o s que i nc i de n e n l a c a l i da d d e un a i m a ge n.

Fi g ur a 8 . P r i n c i p a l es el e m en t o s d e l a c al i d ad en un a i m a ge n.

4. CO NCL US I O NE S

E n e s t a r e v is n s is te ti c a , s e tu v o e l o b je tiv o d e a n a liz a r e l e s ta d o d e l a r te de l os p r o ce d i m i en t o s ap l i cad o s e n el an ál i s i s m i c r o b i o l ó g i co , p ar t i cu l a r m en t e en t ar eas c o m o e l co n t eo au t o m á t i co , l a seg m en t ac i ó n , y l a i d en t i f i c aci ó n d e co l o n i as m i cr o b i a n as. D u r an t e est e p r o c eso s e r e c op i l a r o n y e va l ua r on e s t udi os r e l e va n t e s qu e i n t e gr a n m ú l t i p l e s e nf oque s t r a di c i ona l e s d e p r o ce sa m i en t o d i g i t a l d e i m ág e n es y t écn i c as r ec i en t es b a sad as e n i n t el i g en ci a ar t i f i c i a l , co n e l obj e t i v o de i de n t i f i c a r l o s m é t odos , he r r a m i en t as y p ar á m e t r o s m ás u t i l i zad o s e n est a á r ea d e i nve s t i ga c i ón.

E nt r e l os h a l l azg o s m ás r el ev an t es se d e st aca e l us o d e P yt hon, de b i do a su ad ap t ab i l i d ad y ex t en sa co m p a t i b i l i d ad co n b i b l i o t eca s esp e ci al i zad as e n vi s i ón c o m pu t a c i on a l c o m o l o e s O pe nC V . E s t a l i b r e r í a de c ó di go ab i er t o ha d em o st r ad o ser i mp o r ta n te en e l de s a r r ol l o d e si st em as d e v is n a r t if ic ia l ya que pe r m i t e r eal i z ar l tip le s ope r a c i o ne s c om o : f i l t r a do , d et e cci ó n de c ont o r nos , a n á l i s i s m or f o l ó gi c o y s e gm e nt a c i ón. A s i m i s m o, s e r e c ono c i ó q u e l a ca l i d ad d e l a

i m a ge n i nf l uye di r e c t a m e n t e e n d e s e m p e ño de l os a l gor i t m o s , c on s i d e r a ndo a s pe c t os c om o r e s o l uc i ón, e nf o que , r ui do e i l um i na c i ón .

A d em á s, s e ob s e r q ue un a gr a n c a nt i da d de e qu i po s c om e r c i a l e s e m pl e a do s e n l a bor a t o r i o s s on co st o so s y r e q ui e r e n una i n f r aes t r u ct u r a esp ec i al i z ad a , l i m i t a n do s u a dq ui s i c i ón. E st a ci r cu n s t an ci a su b r ay a l a r el ev an c i a d e d esa r r o l l ar h er r am i en t as as eq u i b l es , q u e f a ci l i t en l a i m p l e m en t a ci ó n d e l as n u e v as t ecn o l ó g i ca s en el ca m p o d e l a m i c r o b i o l o g í a .

E n cu an t o a l a m et o d o l o g í a u t i l i z ad a, l as i n v est i g a ci o n es ex am i n a d as u t i l i za r o n m o d e l o s s upe r vi s a dos c on C N N , c om o s eg m en t ac i ó n s em án t i c a e i d en t i f i cac i ó n d e o b j e t o s. E st o s pr oc e di m i e nt os h a n e vi de nc i a d o un a a l t a p r e c i s i ón e n l a c a t e gor i z a c i ón y s e gm e n t a c i ón de i m ág en e s co n es t r u ct u r a s c o m p l ej as.

C om o pr opue s t a s pa r a f u t u r os e s t ud i os , s e pr opone i n ve s t i ga r m ode l os m i x t os q u e f us i one n v is n a r t if ic ia l c o n in te lig e n c ia a r ti f i c ia l e x p l ic a b le ( X A I ) , c o n e l o b je t iv o d e o f r e c e r r e s u l ta d o s ex ac t o s, asp e ct o cr u ci al p ar a su a cep t ac i ó n e n co n t ex t o s cl í n i co s e in v e s tig a t iv o s .

F i n a l m en t e, l o s h a l l azg o s d e e st a r ev i si ó n n o so l o r ef l ej a n a v an c es en l a au t o m a t i z ac i ó n m i cr o b i o l ó g i ca, s i n o q u e t am b i én s i en t an l as b as es p ar a e l d esa r r o l l o d e u n a f u t u r a a p l i ca ci ó n m ó v i l . D i ch a ap l i cac i ó n p e r m i t i r í a i m p l e m en t ar l o s m ét o d o s t r ad i ci o n al es d e p r o cesa m i en t o d e i m ág en e s j u n t o co n u n a r ed n eu r o n al , o f r ec i en d o u n a h er r am i en t a p r ác t i ca, a cce si b l e y e f i ci e n t e , cap az d e r ea l i zar co n t eo s a u t o m át i co s y s eg m en t ac i ó n d e co l o n i as m i cr o b i an as.

RE F E RE NCI AS

[ 1] B . S . C r uz F l or e z , B . R . G ó m e z T or r e s , y L . C . S a n ch e z L ea l , “A p l i c ac i o n es d e l a I n te l ig e n c ia A r t if ic ia l e n M ic r o b io lo g ía A g r o a mb i e n t a l , R eC I B E , R evi st a el ec t n i ca de C om put a c i ó n, I n f or m á t i c a, B i om é di c a y E l e c t r ón i c a , vol . 13, no. 2 , pp. C 2- 25, S e p. 2024. [ E n l í ne a ] . D i sp o n i b l e en : ht t ps : / / do i .or g/ 10. 328 70/ r e c i be .v1 3i 2.3 62

[ 2] P . J . F l o r e s M e di n a , P . G a r i ba y M u r i l l o, y G . R . P al o za M e ndoz a , A u t om a t i on of in o c u la tio n in c u l tu r e me d i a f o r th e m ic r o b io lo g y l a b o r a to r y , R ev i s t a d e C i en ci a s T e c nol ógi c as , v ol . 6 , no. 4, N ov. 2023. [ E n l í ne a ] . D i sp o n i b l e en : h ttp s : //d o i. o r g / 10.376 36/ r e c i t . v6n4e 285

[ 3] M . M oz - A l g ar r a, R . M ar t í n e z - R ui z , y B . O r de n- Mar t í n ez, “E v al u ac i ó n d el s i s t e m a a ut o m a t i z a do U F - 1000 i e n e l d i a gnó s t i c o de i nf e c c i ón ur i n a r i a , E n f e rm ed a d es I nf e c c i os a s y M i c r ob i ol ogí a C l í n i c a , vol . 31, no. 1, pp . 29–31, J a n. 20 13. [ E n l í ne a ] .

D i s pon i bl e e n : h ttp s : //d o i. o r g / 10 .1016 / j . e i m c .2 012.05. 017

[ 4] R . M e de o t , J . M e na , P . R od r í gu e z , P . H er r e r a N a j u m , L . L ópe z , y M . S . M uño z , E va l u a c i one s pr e y po s t r e pr oc e s a m i e nt o m a nua l y a u t om a t i z a do de e ndos c op i os : a is la mi e n to m ic r o b i o g ic o , A c t a G as t r oe n t e r ol ó gi c a L at i n oam e r i c ana , vo l . 54, no. 3, pp. 254–26 1, S e p. 2024. [ E n lín e a ] . D i s poni bl e e n : h ttp s : //d o i. o r g / 10.527 87/ a g l .v54 i 3.423

[ 5] E . P . S á nc h e z , D . N úñe z , R . O . C r uz , M . A . T or r e s , y E . V . H e r r e r a , S i m u l a c i ón y C ont e o d e U ni d a de s F or m a dor a s de C o l oni a s S i m ul a t i on a nd C ou nt i ng o f C ol o n y- F or m i ng U n i t s , R e C I B E , R e v i s t a E l e c t r ó ni c a de C o m put ac i ón, I nf o r m át i c a, B i om é di c a y E l e c t r óni c a , v ol . 6, n úm . 1, pp. 9 7- 111, De c. 2017 . [ E n l í ne a ] . D i s po ni bl e en : h t t ps : / / doi .or g / 10.3 2870 / r e c i b e .v6 i 1.70

[ 6] C i e nt i s o l , C o nt a dor e s de c ol on i a s : t i po s y a p l i c a c i one s , 2024 . [ E n l í ne a ] . D i s po ni bl e en : h t t p s: / / ci en t i so l . co m / co n t ad o r es - de - c ol o ni a s /

[ 7] H . M ungu í a - O r oz c o, C on s t r uc c i ó n de u n m ode l o ba s a do e n r e de s ne u r ona l e s pr of u nda s de c ódi g o a b i e r t o pa r a e l c on t e o, l oc a l i z a c i ón y c l a s i f i c a c i ón de c ol on i a s e n p l ac as d e P et r i , I TESO , 20 23. [ E n lín e a ] . D i s poni bl e e n : h ttp s : // r e i. i te s o . mx /s e r v e r /a p i/ c o r e /b it s t r e a ms /9 8 d f 1 2 f 5 - 3c 0e - 4dc d- 8c 3d- e 2e e 2 a 0d77 f 9/ c on t e n t

[ 8] M . T . M a di g a n, K . S . B e nd e r , D . H . B uc k l e y, W . M . S a t t l e y, y D . A . S t a hl , B ro c k B i ol o gy o f M i c r oor ga ni s m s , 15t h e d. B os t on, M A , U S A : P e a r s on, 2 021.

[ 9] D . J . H a r dy , “P r act i c al A s p ect s an d C o n si d er at i o n s W h en P l an n i n g a N ew C l i n i c al M i c r ob i ol ogy L a b or a t o r y” , C l i n i c s i n L ab or a t or y M e di c i ne , vol . 40, no. 4, pp. 4 21 - 431,

D ec. 2020. [ E n l í n e a ] . D i sp o n i b l e en : h t t p s : / / d oi .o r g / 10 .1016/ j .c l l .2 020.08. 015

[ 10] B . K i t c h e nha m y S . C ha r t e r s , G u i d e l i n es f o r p er f o rm i n g S ys t em a t i c L i t era t u re R ev i ew s i n So f t w a r e E ng i ne e r i ng , 2 007.

[ 11] A . R e hm a n , Z . S a l e e m , J . A m j a d , S . R . S ha h, y K . S i ddi que , A C o m pa r i s on of B a c te r i a l C o lo n ie s C o u n t f r o m P e tr i D i s h e s U ti li z in g H o u g h T r a n s f o r m a n d T r a d it io n a l M a nua l C oun t i ng” , ar X i v , M a y. 20 25. [ E n l í ne a ] . D i s poni b l e e n : ht t p s : / / d oi .o r g / 10.485 50/ a r X i v.2505.2 0365

[ 12] S . A l ba r a de i , F . N a p ol i t a no , M . U l ud a g, M . T ha f a r , S . N a pol i t a n o, M . E s s a c k, V . B . B a j i c , y X . G a o, A ut o m a t e d c oun t i ng of c ol o ny f o r m i ng uni t s u s i n g de e p t r a ns f e r l ea r n i n g f r o m a m o d e l f o r c o n g es t ed scen es a n al y si s” , I E E E A ccess , v o l . 8, pp. 1 64 340- 164346, S e p. 2020 . [ E n l í n e a ] . D is p o n ib le e n : ht t p s : / / d oi .o r g / 10.110 9/ A C C E S S .2020.3021 656

[ 13] L. F. C oc a , Z . P. F r an co , y A . P a te ti, I mp le me n ta c n d e f il tr o s m o r f o g ic o s ut i l i z a do s e n e l p r oc e s a m i e nt o de i m á g e ne s di g i t a l e s e n un di s pos i t i vo l óg i c o pr ogr a m a bl e , U n i v. C i en c. T ecn o l . , vo l . 12, n o. 48, p p . 171– 182, 2008 . [ E n lín e a ]. D i s pon i bl e e n : h t t p s : / / v e .s c i e l o.or g / s c i e l o.p hp? p i d= S 1 316- 482120080 003000 08& s c r i pt = s c i _ a r t t e xt

[ 14] N . T r i a n a , A . E . J a r a m i l l o, R . M . G ut i é r r e z , y C . A . R o d r í g u ez, “T écn i c as d e u m b r al i za ci ó n p a r a e l p r o ce sam i en t o d i g i t a l d e i m ág en es d e G E M - F o i ls , S c ie n t ia e t T ech n i ca , vo l . 21 , no. 4, pp . 352– 359, 2016 . [ E n lín e a ]. D i sp o n i b l e en : ht t p s : / / r e v i s t a s . ut p. e du.c o / i nde x.php / r e vi s t a c i e nc i a / a r t i c l e / vi e w / 13 271

[ 15] J. M. L l a m as, “R eco n o c i m i en t o d e i m á g en e s m ed i an t e r ed e s n eu r o n a l e s c onvol uc i ona l e s , T es i s d e g r ad o, U n i ve r s i da d P o l i t éc n i ca d e M a d ri d , M a d r i d, E s pa ña , 2018. [ E n l í n e a ] . D i s pon i bl e e n : ht t ps : / / oa .u pm . e s / 530 50/

[ 16] O . A . S ot o O r o z c o, A . D . C or r a l S á e nz , C . E . R oj o G o n zál ez, y J . A . R a m í r e z Q u i n t a n a, “A n ál i s i s d el d es em p e ñ o d e r ed es n eu r o n al e s p r o f u n d a s p a r a seg m en t ac i ó n sem án t i ca en h ar d w a r e l i m i t ad o , R e C I B E . R e v . E l e c t r ón. C om put ., I n f or m ., B i om é d. E l e c t r ón. , vol . 8, no. 2, 202 0. [ E n lín e a ] . D i sp o n i b l e en : ht t p s : / / d oi .o r g / 10.328 70/ r e c i be . v8i 2. 142

[ 17] P . M . R odr í gu e s , J . L s , y F . K . T a va r i a , I m ag e A n a l y si s S em i - A u to ma tic S y s te m f o r C ol ony- F or m i ng- U n it C o u n tin g , B i oe ng i ne e r i ng , vo l . 9, no. 7, p. 271, 202 2. [ E n lín e a ] . D i sp o n i b l e en : h t tp s : //d o i. o r g / 1 0.3390 / b i oe ng i n e e r i ng907 0271

[ 18] F . L . B a di l l o , C . A . R . H e r nde z , B . M . N a r e z , y Y . E . A . T r i l l o s, “R ed es ne ur on a l e s c o nvol uc i ona l e s : un m ode l o d e D e e p L e a r n i ng e n i m á g e ne s di a gnós t i c a s . R ev i s i ó n d e t em a” , R e v . C o l om b. R ad i ol . , vol . 32, no . 3, p. 5591, 2021. [ E n lín e a ]. D i s pon i bl e e n : h ttp s : // r c r . a c r o n l in e . o r g /in d e x . p h p / r c r /a r tic le /v i e w /1 6 1

[ 19] A . B . S c hr oe de r , E . T . D ob s on, C . T . R ue d e n, P . T o m a nc a k, F . J ug, y K . W . E l i c e i r i , “T h e I m a g eJ eco sy st em : O p en - so u r ce so f t w ar e f o r i m ag e v i su a l i za t i o n , p r o ces si n g , an d an al y si s” , P r o te in S c i. , vol . 30, no. 1, p p. 234– 249, 20 2 1. [ E n l í ne a ] . D i sp o n i b l e en : ht t p s : / / d oi .o r g / 10.100 2/ p r o. 3993

[ 20] L . F e r nde z , y P . R a m í r ez , “P r o c esa m i en t o d i g i t a l d e i m ág en e s p a r a el a n ál i s i s m i c r ob i o l ógi c o: r e v i s i ón y pe r s p e c t i v a s , C o m pu t ac i ón y S i s t e m as , vo l . 25, no. 4, pp. 789–798, 2 019. [ E n l í ne a ] . D i s pon i bl e e n : ht t p s : / / w w w .c y s .c i c .i pn. m x / oj s / i nde x. php / C yS / a r t i c l e / vi e w / 3 352

[ 21] M . R oyna r d, E . C a r l i ne t , y T . G é r a ud, A M o de r n C + + P oi n t of V i e w o f P r o gr a m m i ng i n I m ag e P r o ces si n g , C o n f . G en era t i ve P ro g ra m m i n g : C o n cep t s a n d E xp e ri en ce s , A uc kl a n d, N ue v a Z e l a nda , pp. 164– 1 71 , 2022 . [ E n l í ne a ] . D i sp o n i b l e en : ht t p s : / / d oi .o r g / 10.114 5/ 35 6 4719.3568 692

[ 22] M . C ha r bi t , E d., D i gi t al Si g nal and I m age P r oc e s s i ng U s i ng M A T L A B , vo l . 666. H oboke n, N J , U S A : J ohn W i l e y & S on s , 2010.

[ 23] S . G ol l a pud i , L e a r n C om pu t e r V i s i on U s i ng O pe nC V : W i t h D e e p L e ar ni ng C N N s and R NNs . B e r ke l e y, C A : A pr e s s , 2019 .

[ 24] M . N i xon y A . A gua d o, F e at ur e E x t r ac t i o n and I m age P r oc e s s i ng f o r C om pu t e r V i s io n , 5 t h e d. A c a de m i c P r e s s , 2019.

[ 25] M . K ha n, S . C h a kr a bor t y, R . A s t ya , y S . K he p r a , F a c e de t e c t i on a nd r e c o gni t i on us i ng Op e n C V” , C onf . C om p ut i n g, C om m uni c a t i o n, and I n t e l l i ge nt S y s t e m s ( I C C C I S ) , G r eat er N o i d a, I n d i a, p p. 1 16–119, 20 19. [ E n l í ne a ] . D i s pon i bl e e n : ht t p s : / / d oi .o r g / 10.110 9/ I C C C I S 48478.2019.897 4493

[ 26] H . S i ngh, P r ac t i c a l M ac h i n e L e ar n i ng a nd I m ag e P r o c e s s i ng: F or F ac i a l R e c ogni t i on, O bj e c t D e t e c t i on, and P a t t e r n R e c o gni t i o n U s i n g P y t h on, Be r k e l e y , CA : A p r ess ,2 019.

[ 27] A . A . K ha n, A . A . L a gha r i , y S . A . A w a n, M a c h i ne L e a r ni ng i n C om put e r V i s i o n: A R ev i ew , E A I E ndo r s e d T r ans ac t i o ns on S c al abl e I n f o r m at i on Sy s t e m s , vo l . 8, no. 32,

A br . 2021, [ E n lín e a ]. D i sp o n i b l e en : h t t p s : / / d oi .o r g / 10 .4108/ e a i . 21- 4- 2021.16941 8

[ 28] R . S zel i sk i , C om pu t e r V i s i o n: A l g or i t hm s a nd A pp l i c at i ons , 2nd e d. C ha m , S w i t z e r l a nd : S pr i ng e r N a t u r e , 202 2.

C opyr i gh t ( 202 6 ) © L u i s J i m én ez V i l l a, M ar í a A l ej an d r e A p o l i n ar , V i r g i n i a L ag u n es B ar r ad as y M i gue l H i da l go R e ye s . E s t e t e xt o e s t á pr ot e gi do ba j o una l i c e nc i a i nt e r na c i ona l C r e a t i v e C om m on s 4. 0 . U s t ed es l i b r e p ar a co m p ar t i r , co p i ar y r e di s t r i b ui r e l m a t e r i a l e n c ua l qui e r m e di o o f or m a t o. T a m bi é n podr á a da pt a r : r e m e z c l a r , t r a ns f or m a r y c ons t r ui r s obr e el ma te r ia l. V e r r es u m e n d e l a l i cen ci a .