2019 Fiscal Year Annual Research Report
Super-resolution imaging for understanding hierarchical structures produced by water-rock reactions and mass transfer
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18K18778
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
岡本 敦 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (40422092)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大森 敏明 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (10391898)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | X線CT / スパース超解像 / オマーン掘削プロジェクト / 蛇紋岩 / マグネタイト / 段階的超解像 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
固体地球のプロセスはナノメートルスケールから数百キロメートルのスケールまで大きく異なる空間スケールの現象が連動して起こっている。この地球科学における「スケールの壁」を打ち破るために、近年著しく固体地球科学分野で使われるようになってきたX線CTについて、超解像技術の適用を試みている。
本年度は、昨年、オマーン陸上掘削プロジェクトによって採取した蛇紋岩化したかんらん岩をつかってより精度の高い超解像を行うために試行錯誤を行いながら進めてきた。大きくは２つの手法を試みている。１つは、元々の高解像度画像から人工的に劣化画像を作成し、スパース超解像を行うことにより、そのパフォーマンスをPSNR, SSIMなどを用いて定量的に評価した。その結果、従来型の補完法と比較してどちらも提案法の方が性能が良いことが示された。また、スパース超解像によって選ばれた基底画像から、スピネル粒子の円形の特徴やマグネタイト脈の線形の特徴などが抽出された。さらに、スケールの変化が大きいものに超解像を適用するために、段階的超解像を試みた。８倍超解像するところを、２倍超解像を3回行うというものである。８倍の直接超解像と比較すると、段階超解像のほうがよりなめらかな超解像画像が得られるということが明らかになった。この技術をより確立すると、10倍、100倍と地球科学に真に有用な技術となる可能性が示された。しかし、現在のところ、高解像画像の細かい組織が、超解像の際に反映されるというよりも、どちらかというと滑らかになる方向で超解像がなされている。今後、低解像と高解像画像の関係も学習させる必要があることが示唆された。
本成果は、2020年の1月にオマーン国にて行われた国際学会において発表を行なって、X線CTを用いた解析を行なっている海外の研究者から高評価を得た。
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