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Moisture dynamics monitoring in wood by snapshot-type near-infrared hyperspectral images

通过快照型近红外高光谱图像监测木材中的水分动态

基本信息

批准号：
22H02405
负责人：
土川覚
金额：
$ 10.65万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は、「分子振動情報を瞬時に直接可視化するスナップショット型近赤外ハイパースペクトラルイメージング（NIR-ssHSI）法によって、木材の乾燥過程を詳細に追跡することにより、生材状態から全乾状態まで多岐にわたる木材の水分動態を振動分光学的に明らかにする」ことを目的としている。初年度の今年度は「木材自然乾燥下でのNIR-ssHSI測定および水分動態モニタリング」を目的とし、拡散方程式に基づく水分移動シミュレーションによって木材内水分移動特性を統一的に理解することを試みた。なおNIR-ssHSIでは特に各画素におけるノイズの特性を評価することが必要不可欠である。そこでまずこのことに注力し、各画素のノイズ特性を把握するとともに、得られた画像を高いS/Nで解析しうるアルゴリズムを考案した。さらに今年度は木材中の水分移動を厳密に把握するために、ヒノキ材の含水率を変化させながらX線マイクロCTおよびプッシュブルーム型の近赤外HISを測定し、これらの三次元画像を有限要素法によって解析することで木材中の水移動を高精度で推定可能とした。得られた一連のハイパースペクトラルデータに基づいて、多変量解析の一種である部分的最小二乗回帰（PLS回帰）から各断面の含水率マッピングを行うとともに、（NIR-HSIが水素結合の変化に敏感であることを利用して）主成分分析（PCA）のスコア画像から木材内部の自由水と結合水分布をマッピングすることに成功した。

In this study, molecular vibration can be used directly in the process of drying wood in the process of drying. The whole dry state of raw wood is different from that of wood water dynamics, vibration and opticality. the purpose of the experiment is to determine the temperature. In the beginning of this year, the NIR-ssHSI determination of moisture dynamics under natural drying of wood was carried out in order to understand the characteristics of water movement in wood. "NIR-ssHSI", "pixel", "property", "pixel", "property", "property", "pixel", "property", "you can't owe me" if necessary. In order to understand the characteristics of each pixel, we can get the picture of the image, the height of the image, the analysis of the image, the image of the image, the analysis of the image, the This year, the water movement in wood is very important to determine the moisture content of wood. This year, the moisture content of wood, the moisture content of wood, the water content of wood, the moisture content of It is necessary to determine the water content of each section, and the water content of each section. Principal component analysis (PCA) was used to characterize the distribution of free water in wood. The distribution of free water combined with water distribution in wood was measured successfully.