生物センシング工学 光と音による生物計測

生物センシング工学 - 光と音による生物計測 -

迅速かつ非破壊で計測できる光と音を用いて,生物からいかにして目的の情報を計測するかという実験手法を中心に紹介する。

ジャンル
発行年月日
2016/09/28
判型
B5
ページ数
202ページ
ISBN
978-4-339-06752-1
  • 内容紹介
  • 目次
  • 著者紹介
  • 書籍紹介・書評掲載情報

複雑で多様な生物に情報を付加するためには生物の物性に基づいて精密に計測する技術が必要である。本書は迅速かつ非破壊で計測できる光と音を用いて,生物からいかにして目的の情報を計測するかという実験手法を中心に紹介する。

1. 生物センシング工学とは
1.1 生物センシングの対象
1.2 生物センシングと食料生産に関わる問題
1.3 生物センシングの手法とその計測上の注意

2. 計測の基礎
2.1 光計測の基礎
 2.1.1 光とは何か
 2.1.2 光源の種類と特性
 2.1.3 光学素子の仕組みと取扱い
 2.1.4 検出器の種類と特性
2.2 音計測の基礎
 2.2.1 可聴音と超音波
 2.2.2 発振装置と受振装置
 2.2.3 音速と吸収
 2.2.4 ドップラー効果
2.3 信号処理
 2.3.1 信号と雑音
 2.3.2 フーリエ変換
 2.3.3 サンプリング定理
 2.3.4 離散フーリエ変換と高速フーリエ変換
 2.3.5 ノイズ除去処理
 2.3.6 ロックインアンプによる微小信号検出
 2.3.7 M系列と相関処理
 2.3.8 変調と復調
演習問題
コラム:「イルカのソナー」

3. 生物を対象とした分光によるセンシング
3.1 分光センシングの基礎
 3.1.1 生物材料の特徴
 3.1.2 分光法の基礎
 3.1.3 分光装置
 3.1.4 分光手法
3.2 スペクトル解析法
 3.2.1 前処理
 3.2.2 多変量解析
 3.2.3 2次元相関法による解析
 3.2.4 マルチスペクトル画像の解析
 3.2.5 時間領域スペクトルの解析
3.3 分光センシングの応用例
 3.3.1 蛍光を利用した農産物の評価
 3.3.2 近赤外分光法を用いた糖度測定
 3.3.3 テラヘルツ時間領域分光法を用いた水溶液分析
 3.3.4 マルチスペクトル画像を用いた物質特定
 3.3.5 スペクトル変化を利用したセンサ
演習問題

4. 生物を対象とした画像のセンシング
4.1 画像センシングの基礎
 4.1.1 生物材料の光学特性
 4.1.2 照明の照射方法
 4.1.3 カメラと光学フィルタ
4.2 画像解析方法
 4.2.1 色計測
 4.2.2 寸法・形状計測
 4.2.3 ステレオビジョン
 4.2.4 テクスチャ計測
 4.2.5 欠陥計測
4.3 画像センシングの応用例
 4.3.1 X線画像による果実の内部品質測定
 4.3.2 紫外画像による花弁のネクターガイド
 4.3.3 カラー画像,透過画像を用いたコメのモニタリング
 4.3.4 透過画像によるカンキツ果実の腐敗検出
 4.3.5 カンキツ果実の蛍光画像
 4.3.6 グリーンハウス内での偏光フィルタリング画像
 4.3.7 ステレオ画像による3次元画像
演習問題

5. 生物を対象とした音のセンシング
5.1 音のセンシングの基礎
 5.1.1 生物材料の音響特性
 5.1.2 パッシブ測定とアクティブ測定
 5.1.3 波長と計測法の選定
5.2 音響計測法
 5.2.1 音響共鳴法
 5.2.2 スペクトル拡散法
 5.2.3 超音波法
5.3 音のセンシングの応用例
 5.3.1 音響共鳴法による果菜類品質(密度,糖度)の連続測定
 5.3.2 音響共鳴法による遊泳魚の体積測定
 5.3.3 音響共鳴計測システムの自作指南
 5.3.4 スペクトル拡散音波による位置計測
 5.3.5 超音波法による果菜類の内部品質(密度,硬さ)測定
演習問題

引用・参考文献
演習問題解答
索引

椎木 友朗(シイギ トモヲ)

農業食料工学会誌 Vol.80,No.2 2018年4月号