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広視野中赤外分光イメージング装置の開発と文化財科学への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K01138
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 文化財科学・博物館学
研究機関科学警察研究所

研究代表者

菅原 滋  科学警察研究所, 法科学第四部, 主任研究官 (60356160)

研究分担者 石丸 伊知郎  香川大学, 創造工学部, 教授 (70325322)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードinfrared spectroscopy / hyperspectral imaging / cultural heritage / forensic science / machine learning / fourier spctroscopy / ink / paper / ハイパースペクトラルイメージング / 赤外分光 / 不均一試料の異同識別 / 機械学習 / 高速多点測定 / 材質分布の可視化 / 文化財科学 / 法科学 / 中赤外分光 / 近赤外分光 / 色材 / 紙 / スペクトル解析 / 赤外分光イメージング / インク / 文化財 / フーリエ分光 / ケミカルイメージング
研究成果の概要

1、ボロメータカメラを用いた中赤外ハイパースペクトラルイメージング:アルミ板のような高反射率鏡面上に、接着剤やニスなどの有機物がうっすらと乗っている場合、スペクトルがきちんと測定でき、試料の同定や分布の可視化も可能であった。また、光沢紙のような高反射率の紙のスペクトルも、測定できる場合があった。2、MCTを用いた広視野中赤外ハイパースペクトルイメージング:従来の可視・近赤外分光写真法では識別できない油絵の具の分布や、2種類のトナーによる印字を識別できた。3、近赤外ハイパースペクトラルイメージングの文化財保存修復作業への応用:絵画上のニスや陶器上の接着剤の分布を可視化できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

人間の眼や、従来の可視/近赤外分光/蛍光写真法では識別できない、試料上の材質の差を可視化する手法を研究した。ミクロな試料を測定する装置はすでに市販されているが、文化財や印刷物など、10cm四方程度の試料を短時間で測定する装置は存在しないので、本研究で開発し、その有用性を検証した。また、高価なMCT検出器ではなく、安価なボロメータ検出器を用いた場合に、どのような試料が測定可能かも検証した。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] インスブルック大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification accuracy improvement of non-uniform paper samples2019

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Sugawara, Yoshihiko Nakayama, Hideya Taniguchi, Ichiro Ishimaru
    • 雑誌名

      Infrared Physics & Technology

      巻: 97 ページ: 217-223

    • DOI

      10.1016/j.infrared.2018.12.027

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wide-field mid-infrared hyperspectral imaging of adhesives using a bolometer camera2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Sugawara, Yoshihiko Nakayama, Hideya Taniguchi, Ichiro Ishimaru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 12395-12395

    • DOI

      10.1038/s41598-017-11994-4

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Obliterated-writing decipherment using an infrared hyperspectral imaging system2017

    • 著者名/発表者名
      Sugawara Shigeru
    • 雑誌名

      Forensic Chemistry

      巻: 6 ページ: 44-51

    • DOI

      10.1016/j.forc.2017.10.003

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Middle infrared hyperspectral imaging of adhesives, vanishes and inks on Al plate and papers by using a bolometer camera and imaging type interferometer.2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Sugawara, Mitsuhiro Yoshida, Tsubasa Saito, Yoshihiko Nakayama, Yasuyuki Tsutsui, Hideya Taniguchi, Ichiro Ishimaru
    • 雑誌名

      Proc.SPIE

      巻: 9987 ページ: 99870B-99870B

    • DOI

      10.1117/12.2241329

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 波長1.0から2.35ミクロンの近赤外ハイパースペクトラルイメージング法の文化財保存修復作業への応用可能性についての研究2018

    • 著者名/発表者名
      菅原滋、中山芳彦、谷口秀哉、石丸伊知郎
    • 学会等名
      文化財保存修復学会第40回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 波長1600~2400nmの近赤外分光法によるカーボンブラックを含んだ色材の異同識別2018

    • 著者名/発表者名
      菅原滋、Christian W. Huck
    • 学会等名
      法科学技術学会第24回学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外分光計による紙の異同識別2018

    • 著者名/発表者名
      菅原滋、Christian W. Huck
    • 学会等名
      第34回近赤外フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] コンパクトな広視野中赤外ハイパースペクトラルイメージング装置による文化財関連材料の測定結果について2017

    • 著者名/発表者名
      菅原滋、中山芳彦、谷口秀哉、石丸伊知郎
    • 学会等名
      文化財保存修復学会第39回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Efficient wavebands for the detection of obliterated writings by mid-infrared hyperspectral imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Sugawara
    • 学会等名
      21st International Association of Forensic Sciences
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preliminary study of wide-field near-infrared (1000-2350 nm) hyperspectral imaging for document examination2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Sugawara, Akane Ishida, Yoshihiko Nakayama, Hideya Taniguchi, Ichiro Ishimaru
    • 学会等名
      Annual meeting of American Society of Forensic Document Examinaers
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 波長1.0~2.35μmの近赤外ハイパースペクトラルイメージングと機械学習の組み合わせによる紙の異同識別の予備的検討2017

    • 著者名/発表者名
      菅原滋、中山芳彦、谷口秀哉、石丸伊知郎
    • 学会等名
      日本法科学技術学会第23回学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 近赤外ハイパースペクトラルイメージングと機械学習を用いた不均一試料の異同識別2017

    • 著者名/発表者名
      菅原滋、中山芳彦、谷口秀哉、石丸伊知郎
    • 学会等名
      第33回近赤外フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] MCT検出器を備えた広視野中赤外ハイパースペクトラルイメージング装置の文書鑑定への応用に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      菅原滋、Rene Braun
    • 学会等名
      日本法科学技術学会第21回学術集会
    • 発表場所
      中野区、東京都
    • 年月日
      2016-11-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Study of the optimal merge number for hyperspectral imaging technology that uses a boloeter camera and an imaging type interferometer.2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Sugawara, Mitsuhiro Yoshida, Tsubasa Saito, Yoshihiko Nakayama, Yasuyuki Tsutsui, Hideya Taniguchi, Ichiro Ishimaru
    • 学会等名
      International Symposium on Optomechatronic Technology
    • 発表場所
      板橋区、東京都
    • 年月日
      2016-10-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Middle infrared hyperspectral imaging of adhesives, vanishes and inks on Al plate and papers by using a bolometer camera and imaging type interferometer.2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Sugawara, Mitsuhiro Yoshida, Tsubasa Saito, Yoshihiko Nakayama, Yasuyuki Tsutsui, Hideya Taniguchi, Ichiro Ishimaru
    • 学会等名
      SPIE Security+Defense
    • 発表場所
      Edingburg,England
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 油絵の具、トナーおよび紙の、中赤外ハイパースぺクトラルイメージング2016

    • 著者名/発表者名
      菅原滋、Rene Braun
    • 学会等名
      文化財保存修復学会第38回大会
    • 発表場所
      神奈川県平塚市
    • 年月日
      2016-06-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ボロメータを用いた広視野中赤外分光写真装置による接着剤の分布測定に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      菅原滋、吉田光宏、西藤翼、藤原大、楠原果奈、 中山芳彦、谷口秀哉、石丸伊知郎
    • 学会等名
      法科学技術学会第21回学術集会
    • 発表場所
      千葉県柏市
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 広視野中赤外ハイパースペクトルカメラによるフィルム、インク、紙の測定2015

    • 著者名/発表者名
      菅原 滋、川嶋なつみ、藤原大、谷口秀哉、 中山芳彦、石丸伊知郎
    • 学会等名
      文化財保存修復学会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2015-06-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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