2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of internal quality evaluation method for wood based materials by using unidirectional diffuse optical tomography
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17K17783
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
小堀 光 静岡大学, 農学部, 助教 (20612881)
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2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 近赤外光 / 拡散光トモグラフィー / コンピューターシミュレーション / 木質複合材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近赤外領域の光が有機材料内で直進せず散乱する性質を利用しして、1方向からの光照射のみで材料の内部状態を可視化する『平面方式拡散光トモグラフィー』を提案した。本年度は、透過画像から内部の画像を再構築する手法の確立を目的としたコンピューターシミュレーションおよび等価散乱光測定を実施した。
１．3次元空間における媒質の底面から垂直に光を入射した場合の、中間面から透過面への光伝搬を表す4次元配列作成し、透過画像から中間面の相対光強度画像を再構成した。このとき、底面の複数の位置から入射した場合、媒質の光学特性値と、再構成したい中間面の深さによって、最適な入射光間隔が異なることが明らかになった。これを踏まえて、入射間隔を一定にして、再構成する深さごとに異なる重みづけ関数を適用することで、様々な深さでも安定した再構成画像を得られる手法を確立した。
２．媒質内の様々な深さに異物が複数存在する場合、1方向から光を入射して透過画像を撮影すると、透過面に最も近い位置に存在する異物以外は検出することができなかったが、媒質の上下2方向から光を照射し、それぞれの透過画像を独立に再構成することで、深さの異なる場所に存在する異物を同時に再構成することができることを明らかにした。
３．本手法を実際の画像に適用するためには、対象となる媒質の光学特性値（等価散乱係数および吸収係数）を予め求めておく必要がある。今年度は、散乱光画像計測による簡易な光学特性値の推定手法の検討を行った。散乱光画像のラインプロファイルに光拡散方程式をフィッティングすることにより、様々な木粉濃度のプラスチック複合材料の等価散乱係数および吸収係数が推定できた。
４．本手法の応用例として、モデル溶液（CNF懸濁液および牛乳）の中にモデル異物を封入した場合の透過画像計測を行い、検出限界を検討した。
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