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Shape and location of wood cell on cross section of Japanese cedar predicated by machine learning

通过机器学习预测日本雪松横截面上木细胞的形状和位置

基本信息

批准号：
21K05702
负责人：
堀成人
金额：
$ 2.08万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題の目的は機械学習(Machine Learning, ML)を新機軸とし、木材組織学におけるこれまでにない発見にある。前半部ではスギ横断面で観察できる年輪、仮導管、放射組織といった組織を画像から識別する方法を確立し、横断面上すべての組織について、その形状と、髄を中心とした極座標平面上での位置とを記録する方法を構築する。本年度は研究概要で定めた前半部にあたる課題1と2に取り組んだ。つまり課題1. MLによる組織形状の画像認識を確立し、形状に関する新たな規則性の導出する。これについては観察をイメージスキャナで行い、観察領域から見て観察対象の木材横断面は大きいので、スキャン領域に対して横断面を少しずつ動かして撮影していき、端が重なり合うようタイル状につなげて1枚の画像とする。共焦点レーザー顕微鏡とイメージスキャナで撮影したスギ横断面の高解像度画像から仮道管などの組織すべてを認識し、その形状と位置をデータベースに記録する方法を確立する。課題2. については計算機の容量限界を克服し、横断面上にある組織すべての形状と位置の記録する方法を確立する。とくに極座標系から直交座標系に変換するにあたり、座標系の中心(髄)に行くほど画素が少なくなり情報が疎になるが、周りの画素から勾配を利用して予測し、画素を補完する方法を採ったことの効果が大きかった。

The purpose of this project is to develop new machine learning (ML) and wood histology. In the front half, the method of identifying the growth rings, ducts, radial tissues and images of the tissues in the cross section is established, and the method of recording the positions of the tissues in the cross section and the polar coordinate plane is established. The first half of this year's research is scheduled to be completed. Topic 1. The shape of the tissue is recognized and the regularity of the shape is derived. The wood cross section of the object is large, the wood cross section of the object is small, the wood cross section of the object cross section of the object is small, the wood cross section of the object cross section of the object is small, the wood cross section of the wood cross section of the object is small, the wood cross section of the wood cross section of the object is small, A method for identifying and recording the shape and position of a confocal micro-mirror is established. Topic 2. The method of overcoming the capacity limit of the computer and recording the shape of the computer in cross section is established. The polar coordinate system is changed from orthogonal coordinate system to coordinate system. The center of coordinate system is changed from horizontal coordinate system to horizontal coordinate system. The pixel information is changed from horizontal coordinate system to