木製文化財の非破壊材質評価とデジタルアーカイブ作成

• 研究課題/領域番号: 25252033
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 木質科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 杉山 淳司 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (40183842)
• 研究分担者: 今津 節生 奈良大学, 文学部, 教授 (50250379)
• 研究協力者: 小林 加代子 ; 黄 盛煜 ; 毛笠 貴博 ; 金井 いづみ ; 田鶴 寿弥子 ; 反町 始 ; 鳥越 俊行 ; 赤田 昌倫
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 43,290千円 (直接経費: 33,300千円、間接経費: 9,990千円); 2017年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円); 2016年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円); 2015年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2014年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円); 2013年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
• キーワード: 樹種識別 / 機械学習 / デジタル画像 / グレーレベル同時生起行列 / スケール不変特徴変換 / ディープラーニング / 光学顕微鏡 / X線CT / 木材組織 / 画像処理 / X線トモグラフィー / 画像認識 / 放射光 / 揮発性有機化合物 / 大型X線CT / 非破壊診断 / 指定文化財木製品

研究成果の概要

画像情報に基づく樹種識別を、観察者の目を人工知能に置き換えることで、これまで不可能であった解剖学的な近類種の識別を可能にした。同時に、識別技術の他分野への学際的な展開を可能とした。即ち、人の設計する特徴抽出と判別器の組み合わせに加え、特徴抽出から知的判断までの全てを多層のニューラルネットに委ねる深層学習を木材識別に実装した。応用面では、文化財木製品の非破壊診断に利用できるCT画像による識別モデルを構築した。

研究成果

• [国際共同研究] 慶北大学校(韓国)
• [国際共同研究] 南京林業大学(中国)
• [国際共同研究] 慶北大学校(韓国)
• [雑誌論文] Automated identification of Lauraceae by scale-invariant feature transform (2017)
  • 著者名/発表者名: Hwang Sung-Wook、Kobayashi Kayoko、Zhai Shengcheng、Sugiyama Junji
  • 雑誌名: Journal of Wood Science 巻: 64 号: 2 ページ: 69-77
  • DOI: 10.1007/s10086-017-1680-x
  • NAID: 120006462498
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Texture analysis of stereograms of diffuse-porous hardwood:identification of wood species used in Tripitaka Koreana (2017)
  • 著者名/発表者名: Kayoko Kobayashi, Sung-Wook Hwang, Won-Hee Lee, Junji Sugiyama
  • 雑誌名: Journal of Wood Science 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 322-330
  • DOI: 10.1007/s10086-017-1625-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of Pinus species related to historic architecture in Korea using NIR chemometric approaches (2016)
  • 著者名/発表者名: Sung-Wook Hwang, Yoshiki Horikawa, Won-Hee Lee, Junji Sugiyama
  • 雑誌名: Journal of Wood Science 巻: 62 号: 2 ページ: 156-167
  • DOI: 10.1007/s10086-016-1540-0
  • NAID: 120005954465
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Chemometrics approach for species identification of Pinus densiflora sieb. et Zucc. and Pinus densiflora for. erecta Uyeki. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sung-Wook Hwang, Won-Hee Lee, Yoshiki Horikawa, Junji Sugiyama
  • 雑誌名: Journal of Korean Wood Science and Technology 巻: 43 号: 6 ページ: 701-713
  • DOI: 10.5658/wood.2015.43.6.701
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Automated recognition of wood used in traditional Japanese sculptures by texture analysis of their low-resolution computed tomography data (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, K., Akada, M., Torigoe, T., Imazu, S., Sugiyama, J.
  • 雑誌名: Journal of Wood Science 巻: 61 号: 6 ページ: 630-640
  • DOI: 10.1007/s10086-015-1507-6
  • NAID: 120005954464
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 韓国の祭祀と面 ー古面の材質からー (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉山淳司
  • 雑誌名: 繊維と工業 巻: 71 ページ: 291-295
  • NAID: 130005075473
• [雑誌論文] 歴史や文化に関わる科学的調査 (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉山淳司
  • 雑誌名: 海洋化学研究 巻: 28 ページ: 24-29
• [雑誌論文] Quantitative evaluation of properties of residual DNA in wood (2015)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, U., Abe, H., Yoshida, K., Sugiyama, J.
  • 雑誌名: J Wood Sci. 巻: 60 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1007/s10086-014-1447-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wood selection of ancient temples in the Sikkim Himalayas (2014)
  • 著者名/発表者名: Mertz, M., Gupta, S., Hirako, Y., Azevedo P., Sugiyama, J.,
  • 雑誌名: IAWA J 巻: 35 号: 4 ページ: 444-462
  • DOI: 10.1163/22941932-00000077
  • 査読あり
• [学会発表] 人工知能による顕微鏡画像の解析 -転移学習を用いた識別モデルの作成と検証- (2018)
  • 著者名/発表者名: 小林加代子、Sung Wook Hwang、杉山淳司
  • 学会等名: 日本木材学会
  • 国際学会
• [学会発表] 木材科学における標本資料と電子データ利用の現状 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小林加代子，杉山淳司
  • 学会等名: 第369回生存圏シンポジウム 生存圏データベース全国共同利用研究成果報告会 「モノのデータベースから電子データベースまで」
  • 招待講演
• [学会発表] Species specific features for identification of Lauraceae in bag-of-features model (2018)
  • 著者名/発表者名: Sung-Wook Hwang, Kayoko Kobayashi, Junji Sugiyama
  • 学会等名: 日本木材学会
• [学会発表] Classification based on image database from Lauraceae using scale-invariant feature transfrom (2017)
  • 著者名/発表者名: Sung-Wook Hwang, Kayoko Kobayashi, Shengcheng Zhai, Junji Sugiyama
  • 学会等名: 第67回日本木材学会
  • 発表場所: 福岡県福岡市
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] コンピュータビジョンを用いたブナ科木材における解剖学的特徴の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 毛笠貴博,小林加代子,杉山淳司
  • 学会等名: 第67回日本木材学会
  • 発表場所: 福岡県福岡市
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 木材組織の形態情報学 現状と展望 (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉山淳司
  • 学会等名: 第334回生存圏シンポジウム、木の文化と科学XVI
  • 発表場所: 京都府宇治市
  • 年月日: 2017-02-21
  • 招待講演
• [学会発表] Application of SIFT as a tool for extracting feature from microscopic image for Lauraceae classification (2017)
  • 著者名/発表者名: Sung-Wook Hwang, Kayoko Kobayashi, Shengcheng Zhai, Junji Sugiyama
  • 学会等名: The 12th Joint Seminar of China-Korea-Japan on Wood Quality and Utilization of Domestic Species
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of anatomical feature in Fagaceae wood species with computer vision (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Kegasa, Kayoko Kobayashi, Junji Sugiyama
  • 学会等名: 9th Pacific Regional Wood Anatomy Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Texture analysis of diffuse-porous hardwood: Identification of wood species used in Tripitaka Koreana (2017)
  • 著者名/発表者名: Kayoko Kobayashi, Sung-Wook Hwang, Takayuki Okochi, Won-Hee Lee, Junji Sugiyama
  • 学会等名: 9th Pacific Regional Wood Anatomy Conference
  • 招待講演
• [学会発表] Junji Sugiyama, Sung Wook Hwang, Kayoko Kobayashi, Takahiro Kegasa,Schengcheng Zhai (2017)
  • 著者名/発表者名: Aspects of computer vision wood anatomy
  • 学会等名: 9th Pacific Regional Wood Anatomy Conference
• [学会発表] Learning from cherry barks: remarkable property and its biological significance (2016)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama Junji
  • 学会等名: International Association of Wood Anatomists-China group 3rd meeting
  • 発表場所: 昆明市、中国
  • 年月日: 2016-11-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 木材を画像に基づいて識別する方法について (2016)
  • 著者名/発表者名: Sung-Wook Hwang, Lee WonHee, Kayoko Kobayashi, Junji Sugiyama
  • 学会等名: 韓国木材工学会
  • 発表場所: ソウル市、 韓国
  • 年月日: 2016-04-15
• [学会発表] Introduction of the role and activity of the RISH xylarium (2016)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama Junji
  • 学会等名: Special lecture at Kangwon National University
  • 発表場所: 春川市、韓国
  • 年月日: 2016-04-01
  • 招待講演
• [学会発表] 歴史的建造物におけるアスナロ属利用の一考察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田鶴寿弥子、杉山淳司
  • 学会等名: 第66回日本木材学会会
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] 八萬大蔵経に用いられる版木の樹種同定に向けた画像認識システムの構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小林加代子、杉山淳司、黄盛煜、李元煕
  • 学会等名: 第66回日本木材学会大会
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] 文化財CT画像を利用した樹種識別法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小林加代子、杉山淳司
  • 学会等名: 第304回生存圏シンポジウム 生存圏データベース（材鑑調査室）全国共同利用成果報告会
  • 発表場所: 京都大学生存圏研究所（京都府宇治市）
  • 年月日: 2016-02-23
• [学会発表] 高分解能CTによる植物のミクロな構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 杉山淳司
  • 学会等名: 第2回SPring-8 文化財分析技術ワークショップ
  • 発表場所: 国立科学博物館（東京都台東区）
  • 年月日: 2016-01-30
  • 招待講演
• [学会発表] CTデータによる木彫像の樹種推定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小林加代子、杉山淳司
  • 学会等名: 九州国立博物館10周年記念シンポジウム X線CTを用いた文化財の研究と活用
  • 発表場所: 九州国立博物館(福岡県太宰府市）
  • 年月日: 2015-12-19
  • 招待講演
• [学会発表] X線イメージングの事例紹介 (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉山淳司
  • 学会等名: 第１回SPring-8文化財分析技術ワークショップ2015
  • 発表場所: 奈良春日野国際フォーラム（奈良県奈良市）
  • 年月日: 2015-11-06
  • 招待講演
• [学会発表] 歴史と文化のかおる木のサイエンス (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉山淳司
  • 学会等名: 日本木材学会中部支部大会公開講演会
  • 発表場所: 飛騨地場産業センター（岐阜県高山市）
  • 年月日: 2015-10-31
  • 招待講演
• [学会発表] Introduction of the role and activity of RISH xylarium (2015)
  • 著者名/発表者名: Junji Sugiyama
  • 学会等名: Seminar on Conservation of Archaelogical Waterlogged Wood
  • 発表場所: ショリムアップ（カンボジア）
  • 年月日: 2015-09-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Toward automated wood identification by texture analysis of CT images (2015)
  • 著者名/発表者名: Kayoko Kobayashi, Masanori Akada, Setsuo Imazu, Junji Sugiyama
  • 学会等名: Annual Meeting of Korean Society of Wood Science and Technology
  • 発表場所: Chuncheon（South Korea）
  • 年月日: 2015-04-11
• [学会発表] Toward automated wood identification by texture analysis of CT images (2015)
  • 著者名/発表者名: Kayoko Kobayashi, Masanori Akada, Setsuo Imazu, Junji Sugiyama
  • 学会等名: Annual Meeting of Korean Society of Wood Science and Technology
  • 発表場所: 春川（韓国）
  • 年月日: 2015-04-11
• [学会発表] 木材文化財の種の同定のための新しいアプローチに関する考察 -近赤外分光法とケモメトリクス分析を利用した種の分類 (2015)
  • 著者名/発表者名: Hwang Sung Wook, Lee Won Hee, Yoshiki Horikawa, Junji Sugiyama
  • 学会等名: 韓国木材工学会
  • 発表場所: 春川（韓国）
  • 年月日: 2015-04-08
• [学会発表] Non destructive analysis of wood properties - toward wood identification of culturally important artifacts - (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, J.
  • 学会等名: Special lecture at Nanjing Forestry University
  • 発表場所: Nanjing, China
  • 年月日: 2015-03-25
  • 招待講演
• [学会発表] Pattern recognition system toward identification of culturally important wooden artifacts (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, K., Akada, M, Imazu, S, Sugiyama, J.
  • 学会等名: International Symposium on Wood Science and Technology 2015
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 2015-03-16
• [学会発表] Novel technique for wood identification by means of image recognition (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, J.
  • 学会等名: Seminar on Conservation of Archeological waterlogged wood
  • 発表場所: Gadjah Mada University, ｼﾞｮｸﾞｼﾞｬｶﾙﾀ(Indonesia)
  • 年月日: 2015-01-19
  • 招待講演
• [学会発表] Novel approach for wood identification by image recognition (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, K., Akada, M, Imazu, S, Sugiyama, J.
  • 学会等名: 9th Joint Seminar of China-Korea-Japan on Wood Quality and Utilization of Domestic Species
  • 発表場所: 秋田ビューホテル(秋田県秋田市)
  • 年月日: 2014-10-29 – 2014-10-31
• [学会発表] Near-infrared spectroscopy as a potential method for identification of anatomically similar Japanese diploxylons (2014)
  • 著者名/発表者名: Horikawa, Y., Tazuru, S., Sugiyama, J.
  • 学会等名: 9th Joint Seminar of China-Korea-Japan on Wood Quality and Utilization of Domestic Species
  • 発表場所: 秋田ビューホテル(秋田県秋田市)
  • 年月日: 2014-10-29 – 2014-10-31
• [学会発表] Novel technique for wood identification by means of image recognition (2014)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama J
  • 学会等名: Workshop on the conservation of waterlogged wood
  • 発表場所: Vietnam Forestry University, Hanoi (Vietnam)
  • 年月日: 2014-08-08
  • 招待講演
• [学会発表] Wood identification by image recognition technique (2014)
  • 著者名/発表者名: Junji Sugiyama
  • 学会等名: Special seminar at Kangwon National University
  • 発表場所: Chunchon, Korea
  • 年月日: 2014-04-17
  • 招待講演
• [学会発表] Wood science for culturally important wooden artifacts. (2014)
  • 著者名/発表者名: Junji Sugiyama
  • 学会等名: Wood Culture Symposium
  • 発表場所: Xiamen, China
  • 年月日: 2014-03-22
  • 招待講演
• [図書] 「阿修羅像のひみつ」 (2018)
  • 著者名/発表者名: 杉山淳司
  • 総ページ数: 250
  • 出版者: 朝日出版社
• [図書] 能面を科学する「8 面の材質を科学する」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 杉山淳司（分担執筆）神戸女子大学古典芸能研究センター 編
  • 総ページ数: 344
  • 出版者: 勉誠出版