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2015 年度 実績報告書

NIR-HSI法を活用した木材のハイスループット型材質分析手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 25292102
研究機関名古屋大学

研究代表者

土川 覚  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (30227417)

研究分担者 藤本 高明  鳥取大学, 農学部, 准教授 (40446331)
山本 浩之  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (50210555)
稲垣 哲也  名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (70612878)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード非破壊計測 / 可視化 / 応用分光学 / 含水率 / 密度 / バイオマス / 林学 / 多変量解析
研究実績の概要

本研究は、ディジタル画像の各ピクセルに格納された分光スペクトルを多変量解析して所望の物質情報を可視化するハイパースペクトラルイメージング法(HSI法)を近赤外領域で展開し、木材材質を総合的に判断するこれまでにないハイスループット型非破壊計測手法(NIR-HSI法)の確立を目指すものである。
最終年度である平成27年度には、まず、スギ材を対象として含水率分布の可視化および予測した含水率の誤差について検討した。材料を自然乾燥させながら、ハイパースペクトラルイメージング装置で所定の時間間隔でデータの取り込みを行った。さらに予測誤差を評価するため、サンプル、バックグランドおよびダークの測定を複数回行った。得られた3次元のハイパーデータに対して、各画素の反射率を求めた。木材化学構成成分に関連する波長領域の選択および吸収バンドを明確化する2次微分などの前処理を行い、PLS回帰分析による木材含水率に予測を行った。さらに、誤差の伝播式を用い、含水率測定誤差の評価を試みた。NIR-HSI法およびPLS回帰分析を組み合わせることにより,木材含水率の高精度予測モデルを構築でき、一面にわたり水分分布の特徴を把握することが可能であった。また、本法の信頼性を向上させるため、適切な誤差評価方法の必要性が示された。
続いて、スギ材正常材部とあて材部の密度およびミクロフィブリル傾角をCilvi-Scanで測定し、これを実測値とみなしてNIR-HIS法によってこれらの予測を試みた。いずれも、高精度での予測が可能となった。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Visualisation of degree of acetylation in beechwood by near infrared2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Inagaki, Katsuya Mitsui and Satoru Tsuchikawa
    • 雑誌名

      Journal of Near Infrared Spectroscopy

      巻: 23 ページ: 353-360

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1255/jnirs.1181

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] NIR-HSI法による木材アセチル化の可視化2015

    • 著者名/発表者名
      稲垣哲也、三井勝也、土川覚
    • 学会等名
      第 31 回近赤外フォーラム
    • 発表場所
      筑波大学 国際会議室および総合交流会館
    • 年月日
      2015-11-26 – 2015-11-27
  • [学会発表] ハイパースペクトラルイメージング法による木材性質分布の評価2015

    • 著者名/発表者名
      沼間俊輝,杉井詩穂,藤本高明,松本和茂,大橋義徳,小堀光,土川覚
    • 学会等名
      第 31 回近赤外フォーラム
    • 発表場所
      筑波大学 国際会議室および総合交流会館
    • 年月日
      2015-11-26 – 2015-11-27
  • [学会発表] 近赤外ハイパースペクトラルイメージング法による原木横断面内材質2015

    • 著者名/発表者名
      沼間俊輝,杉井詩穂,藤本高明,松本和茂,大橋義徳,小堀光,土川覚
    • 学会等名
      日本木材学会中国・四国支部第27回(2015年度)研究発表会
    • 発表場所
      久世エスパスランド,岡山県真庭市
    • 年月日
      2015-09-28 – 2015-09-29

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公開日: 2017-01-06  

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