木質材料的分類方法及判定方法
【專利摘要】以高精度且高效率對木質材料進行分類的方法以及對木質材料進行判定。使用通過主成分分析而獲得的第一第2主成分負荷，分別對包含在母集合中的多個反射頻譜信息的分數(shù)進行計算，并基于該分數(shù)分類出第1集合。然后，使用通過對沒有包含在第1集合的反射頻譜信息的第2母集合進行主成分分析而取得的第二第2主成分負荷，分別對包含在母集合中的多個反射頻譜信息的分數(shù)進行計算，并基于該分數(shù)，分類出第2集合。在此，通過使用第2母集合而進行第二次的主成分分析，從而能夠基于包含在反射頻譜信息中的包含在材料的每個種類中的微小特征，正確地分類出第2集合，能夠高精度地進行分類，另外，與現(xiàn)有技術相比，能夠高效地進行分類。
【專利說明】木質材料的分類方法及判定方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種木質材料的分類方法及判定方法。
【背景技術】
[0002]防腐處理木材或膠合板.裝飾板等所謂工程木材大多難以直接再利用而作為工業(yè)廢棄物進行處理。為了實現(xiàn)木質資源的有效利用，需要基于能否再利用或材料的種類等對木質材料進行分類。
[0003]專利文獻1:日本特開2007 - 278908號公報
[0004]非專利文獻1:Hikaru Kobori et al.,Applied Spectroscopy, 62 (8), 854 — 859,2008

【發(fā)明內容】

[0005]但是，如果要通過目視等逐個對木質材料進行判斷，則處理時花費時間且效率低。另外，為了在分類后直接進行再利用，需要將分類精度提高得足夠高。
[0006]本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于提供一種以高精度且高效率對木質材料進行分類以及對木質材料進行判定的方法。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個實施方式所涉及的木質材料的分類方法的特征在于，包含下述步驟:通過針對由多個反射頻譜信息構成的母集合進行主成分分析，取得第一第2主成分負荷的步驟，其中，多個反射頻譜信息是通過對彼此不同的多個木質材料進行測定而獲得的；對包含在母集合中的多個反射頻譜信息，分別計算第一第2主成分負荷所涉及的分數(shù)的步驟；將獲得分數(shù)包含在規(guī)定范圍內的反射頻譜信息的木質材料從母集合分類出而作為第I集合的步驟；通過針對從母集合中去除第I集合的反射頻譜信息而得到的第2母集合進行主成分分析，取得第二第2主成分負荷的步驟；對包含在第2母集合中的多個反射頻譜信息，分別計算第二第2主成分負荷所涉及的第2分數(shù)的步驟；以及將獲得第2分數(shù)包含在規(guī)定范圍內的反射頻譜信息的木質材料從母集合分類出而作為第2集合的步驟。
[0008]根據(jù)上述木質材料的分類方法，使用通過主成分分析而取得的第一第2主成分負荷，分別對包含在母集合中的多個反射頻譜信息的分數(shù)進行計算，并基于該分數(shù)分類出第I集合。然后，使用通過對沒有包含在第I集合的反射頻譜信息的第2母集合進行主成分分析而取得的第二第2主成分負荷，分別對包含在母集合中的多個反射頻譜信息的分數(shù)進行計算，并基于該分數(shù)，分類出第2集合。在此，通過使用從母集合中去除第I集合的反射頻譜信息而得到的第2母集合，進行第2次的主成分分析，從而能夠基于包含在反射頻譜信息中的包含在材料的每個種類中的微小特征，正確地分類出第2集合，能夠高精度地進行分類。并且，由于能夠通過取得木質材料的反射頻譜，進行上述的分類，因此，與現(xiàn)有技術相比，能夠高效地進行分類。
[0009]另外，本發(fā)明的一個實施方式所涉及的木質材料的判定方法的特征在于，對通過測定由未知材料構成的木質材料而獲得的未知反射頻譜信息，執(zhí)行包含下述步驟的處理:使用通過針對由多個反射頻譜信息構成的母集合進行主成分分析而獲得的第一第2主成分負荷，計算未知反射頻譜信息所涉及的第I未知分數(shù)的步驟，其中，多個反射頻譜信息是通過對彼此不同的多個木質材料進行測定而獲得的；在該第I未知分數(shù)包含在第一第2主成分負荷所涉及的分數(shù)中用于從母集合分類出第I集合的范圍內的情況下，判定為取得未知反射頻譜信息的木質材料屬于第I集合的步驟；在沒有判定為取得未知反射頻譜信息的木質材料屬于第I集合的情況下，對包含在母集合中的多個反射頻譜信息，分別計算第一第2主成分負荷所涉及的分數(shù)，并將該分數(shù)包含在規(guī)定范圍內的木質材料從母集合分類出而作為第I集合后，使用通過針對從母集合中去除第I集合的反射頻譜信息而得到的第2母集合進行主成分分析而獲得的第二第2主成分負荷，計算未知反射頻譜信息所涉及的第2未知分數(shù)的步驟；以及在該第2未知分數(shù)包含在第二第2主成分負荷所涉及的分數(shù)中用于從第2母集合分類出第2集合的范圍內的情況下，判定為取得未知反射頻譜信息的木質材料屬于第2集合的步驟。
[0010]根據(jù)上述木質材料的判定方法，對未知材料的未知反射頻譜信息，對基于第一第2主成分負荷的分數(shù)進行計算，根據(jù)該分數(shù)是否包含在用于分類出第I集合的范圍內，判定木質材料是否屬于第I集合。并且，在不屬于第I集合的情況下，對基于第二第2主成分負荷的分數(shù)進行計算，根據(jù)該分數(shù)是否包含在用于分類出第2集合的范圍內，判定是否屬于第2集合。如上所述，使用I個未知反射頻譜信息，對未知材料的分類進行判定，并且，根據(jù)在該分類中利用的基于第一第2主成分負荷的分數(shù)以及基于第二第2主成分負荷的分數(shù)進行的分類，能夠以高精度進行，因此，能夠更簡單且高精度地對木質材料所屬的集合進行判定。
[0011]發(fā)明的效果
[0012]根據(jù)本發(fā)明，提供以高精度且高效率對木質材料進行分類的方法以及對木質材料進行判定的方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是說明本實施方式所涉及的測定系統(tǒng)的結構的圖。
[0014]圖2是對超頻譜圖像進行說明的圖。
[0015]圖3是對木質材料的分類方法進行說明的圖。
[0016]圖4是對木質材料的判定方法進行說明的圖。
[0017]圖5是表示母集合的反射頻譜信息的圖。
[0018]圖6是表示對母集合的反射頻譜信息進行二次微分而得到的結果的圖。
[0019]圖7是表不第一第2主成分負荷的圖。
[0020]圖8是表示將相對于第一第2主成分負荷的分數(shù)進行計算的結果的圖。
[0021]圖9是表示對第2母集合的反射頻譜信息進行二次微分而得到的結果的圖。
[0022]圖10是表示第二第2主成分負荷的圖。
[0023]圖11是表示將相對于第二第2主成分負荷的分數(shù)進行計算的結果的圖。
[0024]圖12是表示對第3母集合的反射頻譜信息進行二次微分而得到的結果的圖。
[0025]圖13是表示第三第2主成分負荷的圖。[0026]圖14是表示將相對于第三第2主成分負荷的分數(shù)進行計算的結果的圖。
【具體實施方式】
[0027]下面，參照附圖，對用于實施本發(fā)明的方式進行詳細說明。此外，在附圖的說明中對同一要素標注同一標號，并省略重復說明。
[0028](木質材料測定系統(tǒng)的結構)
[0029]使用圖1對本實施方式所涉及的測定系統(tǒng)100進行說明。本實施方式所涉及的測定系統(tǒng)100是對混入在測定對象物3中的異物進行檢測的裝置。作為本實施方式所涉及的測定系統(tǒng)100的測定對象物3，可舉出木質材料。所謂木質材料是指將原料木材分解為木屑，并進行再構成而得到的材料。另外，有時還實施有防腐處理或涂裝等進一步的加工。
[0030]測定系統(tǒng)100是對漫反射光的頻譜進行測定的裝置，該漫反射光是通過將測定光向測定物對象物3進行照射而獲得的。測定系統(tǒng)100具有:照射單元10、拍攝單元20以及分析單元30。
[0031]照射單元10將具有固定波長頻帶的測定光向規(guī)定的照射區(qū)域Al進行照射。照射單元10照射的測定光的波長范圍對應于測定對象物3而適當?shù)剡x擇，但優(yōu)選使用包含波長范圍為IOOOnm至2500nm的光的一部分或全部的近紅外光，包含在該波長范圍內且波長彼此不同的多個光用于測定。此外，在本實施方式中，對包含鹵素燈11的照射單元10進行說明。
[0032]照射區(qū)域Al是測定對象物3的表面的一部分區(qū)域。該照射區(qū)域Al是沿圖1的X軸方向以擴展的線狀延伸的區(qū)域。并且，與照射區(qū)域Al的延伸方向垂直的方向(圖1的y軸方向)上的照射區(qū)域Al的寬度為小于或等于10mm。
[0033]照射單元10具有:鹵素燈11、照射部12、和用于將鹵素燈11和照射部12連接的束狀光纖13。鹵素燈11產生包含近紅外光在內的寬頻帶光。
[0034]束狀光纖13包含光導(例如1500根)，光導在束狀光纖13的一端側捆束為圓形，在另一端側以剖面形成矩形(例如3根X500根的矩陣)的方式進行排列。由鹵素燈11產生的近紅外光向束狀光纖13的被捆束為圓形的端面入射，并從排列為矩形的端面出射。通過使用束狀光纖13，能夠實現(xiàn)高效的線狀光源。
[0035]照射部12將從束狀光纖13的端面出射的近紅外光向測定對象物3所載置的照射區(qū)域Al進行照射。由于照射部12使從束狀光纖13出射的近紅外光入射，以與照射區(qū)域Al相對應的I維線狀出射，因此，作為照射部12優(yōu)選使用柱面透鏡。由此，在照射部12中被整形為線狀的近紅外光LI從照射部12向照射區(qū)域Al照射。
[0036]從照射單元10輸出的近紅外光LI被載置在照射區(qū)域Al上的測定對象物3漫反射。并且，其一部分作為漫反射光L2而入射至拍攝單元20。
[0037]拍攝單元20具有作為取得超頻譜圖像的超頻譜傳感器的功能。在此，使用圖2對本實施方式中的超頻譜圖像進行說明。圖2是對于超頻譜圖像說明其概略的圖。如圖2所示，所謂超頻譜圖像是指由N個像素P1至Pn構成的圖像。在圖2中，作為其中的一個例子具體示出2個像素Pm及Pn。在像素Pm及Pn中分別包含有多個由強度數(shù)據(jù)構成的頻譜信息Sm&Sn。上述強度數(shù)據(jù)是指表示特定波長(或者波長頻帶)的頻譜強度的數(shù)據(jù)，在圖2中，作為頻譜信息Sm及Sn而保持有15個強度數(shù)據(jù)，并以將它們疊加的狀態(tài)示出。如上所述，根據(jù)在構成圖像的每個像素中分別具有多個強度數(shù)據(jù)的特征，超頻譜圖像H是將作為圖像的二維要素和作為頻譜數(shù)據(jù)的要素組合而成的三維結構的數(shù)據(jù)。此外，在本實施方式中，所謂超頻譜圖像H是指由針對每I個像素至少保有5個波長頻帶的強度數(shù)據(jù)的像素構成的圖像。此外，在圖2中也一并示出測定對象物3。即，在圖2中Pm是對測定對象物3進行拍攝得到的像素，Pn是對背景(例如，測定對象物3的載置臺)進行拍攝得到的像素。
[0038]返回圖1，本實施方式所涉及的拍攝單元20具有:鏡頭24、狹縫21、分光器22、受光部23。在該拍攝單元20中，其視野區(qū)域203是沿與照射區(qū)域Al相同的方向(X軸方向)延伸且包含在照射區(qū)域Al中的線狀區(qū)域，是穿過了狹縫21的漫反射光L2在受光部23上成像的區(qū)域。
[0039]狹縫21在與照射區(qū)域Al的延伸方向(X軸方向)平行的方向上設有開口。入射至拍攝單元20的狹縫21的漫反射光L2向分光器22入射。
[0040]分光器22在與狹縫21的長度方向即照射區(qū)域Al的延伸方向垂直的方向(y軸方向)上對漫反射光L2進行分光。利用分光器22分光后的光通過受光部23受光。
[0041]受光部23具有由多個受光元件以2維排列而成的受光面，各受光元件對光進行受光。由此，受光部23分別對在沿皮帶運輸機2上的寬度方向(X軸方向)的各位置處反射出的漫反射光L2的各波長的光進行受光。各受光元件將與受光的光強度相對應的信號，作為與由位置和波長構成的二維平面狀的一點相關的信息進行輸出。從該受光部23的受光元件輸出的信號作為超頻譜圖像所涉及的圖像數(shù)據(jù)，從拍攝單元20傳送至分析單元30。
[0042]分析單元30通過所輸入的信號而獲得漫反射光L2的反射頻譜(反射頻譜信息)，基于該獲得的頻譜進行檢查。并且，利用該分析單元30進行分析的結果，通過輸出至例如與分析單元30連接的監(jiān)視器或打印機等，向該測定系統(tǒng)100的操作員進行通知。
[0043]該分析單元30作為計算機而構成，該計算機具有:CPU(Central ProcessingUnit)、作為主存儲裝置的 RAM (Random Access Memory)及 ROM (Read Only Memory)、進行與拍攝單元等其他設備之間的通信的通信模塊、以及硬盤等輔助存儲裝置等硬件。
[0044](木質材料的分類方法)
[0045]下面，對使用由上述測定系統(tǒng)100拍攝出的超頻譜圖像進行木質材料的分類的方法進行說明。首先，使用圖3，說明利用彼此不同的多個木質材料的反射頻譜信息，對木質材料進行分類的方法。在此的分類成為用于下述判定的信息，即，利用從已知材料的多個木質材料取得的反射頻譜信息，根據(jù)由未知材料構成的木質材料的反射頻譜信息判定材料是何種材料。另外，在以下的說明中，對將進行測定的多個木質材料分類為4個集合的情況進行說明。
[0046]首先，取得彼此不同的多個木質材料的反射頻譜信息(SOl)。在此使用的用于取得反射頻譜信息的木質材料，其種類均為已知。作為材料種類，除了基于如闊葉樹?針葉樹等樹木的分類的材料種類之外，還要考慮基于實施了防腐處理.涂裝等對該材料進行的加工的材料種類。
[0047]接下來，對該反射頻譜信息進行頻譜變換(S02)。在本實施方式中，作為頻譜變換而進行微分處理、特別是Savitzky — Golay 二次微分處理。由此，能夠消除基線或漂移的影響，能夠強調反射頻譜的峰值變動等。
[0048]接下來，使用頻譜變換后的反射頻譜信息，進行第I主成分分析(Principalcomponent analysis:PCA),取得第2主成分負荷(第一第2主成分負荷)(S03)。
[0049]主成分分析是在存在由大量的變量記述的數(shù)據(jù)時，排除變量間的相關性，將信息量的損失減為最小，且縮減為不相關的幾個綜合指標而進行分析的方法。在此的綜合指標分別稱為第I主成分、第2主成分、…。在此，由于主成分是各變量的線性結合，因此為了對其進行解釋，通過掌握主成分和各變量的相關性而確定出對主成分造成強烈影響的變量是有效的。將此時的指標稱為負荷(因子負荷量:factor Loading)，定義為主成分和變量的相關系數(shù)。即，第2主成分負荷是第2主成分和各變量的相關系數(shù)。第2主成分負荷的計算能夠通過公知的方法進行。
[0050]接下來，基于第一第2主成分負荷和與母集合相關的頻譜變換后的反射頻譜信息，對作為各木質材料的分數(shù)的第I分數(shù)進行計算(S04)。也能夠通過公知的方法進行分數(shù)的計算。
[0051]然后，基于第I分數(shù)，從母集合分類出第I集合(S05)。計算出第I分數(shù)的結果，可以認為是特定種類的木質材料與其他種類的木質材料相比示出較高的分數(shù)。因此，將第I分數(shù)包含在規(guī)定范圍內(例如，大于閾值)的材料從其他材料中分類出而作為第I集合。此外，在此階段中，測定出的木質材料的種類是已知的，在希望將特定種類的木質材料作為第I集合而分類出的情況下，還可以基于第I分數(shù)的波動等，確定用于分類的分數(shù)的范圍(確定閾值)。此外，將分類為第I集合的木質材料從母集合中去除，并將剩余的頻譜變換后的反射頻譜信息組重新作為第2母集合。
[0052]接下來，對第2母集合進行第2主成分分析，取得第2主成分負荷(第二第2主成分負荷)(S06)。與第I主成分 分析的不同之處在于，成為分析對象的母集合不同。
[0053]接下來，基于第二第2主成分負荷和與母集合相關的頻譜變換后的反射頻譜信息，對作為各木質材料的分數(shù)的第2分數(shù)進行計算(S07)。并且，基于第2分數(shù)從第2母集合分類出第2集合(S08)。上述步驟的方法與第1次(S04、S05)相同。另外，將分類為第2集合的木質材料從第2母集合中去除，并將在第2母集合中剩余的反射頻譜信息組重新作為第3母集合。
[0054]并且，與上述相同地，對第3母集合進行第3主成分分析，取得第2主成分負荷(第三第2主成分負荷)(S09)，基于第三第2主成分負荷和與母集合相關的頻譜變換后的反射頻譜信息，對作為各木質材料的分數(shù)的第3分數(shù)進行計算(SlO)，然后，基于第3分數(shù)從第3母集合分類出第3集合(Sll)。上述步驟的方法與第1次(S03至S05)、第2次(S06至S08)相同。并且，將分類為第3集合的木質材料從第3母集合中去除。如本實施方式所示，在將母集合分類為4個集合的情況下，在去除第3集合后，將包含在第3母集合中的木質材料作為第4集合(S12)。
[0055]通過以上步驟，木質材料的分類結束。此外，在上述分類方法中使用的第一第2主成分負荷、用于分類出第I集合時的分數(shù)的范圍、第二第2主成分負荷、用于分類出第2集合時的分數(shù)的范圍、第三第2主成分負荷、以及用于分類出第3集合時的分數(shù)的范圍，在下面對未知材料的分類進行判定時使用。
[0056](木質材料的判定方法)
[0057]接著，使用圖4，說明對未知的木質材料屬于在上面分類出的第I至第4集合中的哪一個進行判定的方法。[0058]首先，使用圖1所示的測定系統(tǒng)100，取得未知的木質材料所涉及的反射頻譜(未知反射頻譜信息)(S21)。此時的反射頻譜的測定波長設為與進行木質材料的分類時相同。
[0059]接下來，對該未知反射頻譜信息進行頻譜變換(S22)。在本實施方式中，作為頻譜變換而進行微分處理、特別是Savitzky — Golay 二次微分處理。
[0060]接下來，基于頻譜變換后的未知反射頻譜信息和在木質材料分類時所獲得的第一第2主成分負荷，計算未知反射頻譜信息所涉及的第I未知分數(shù)(S23)。然后，對獲得的第I未知分數(shù)是否包含在用于分類出木質材料的分類第I集合時的分數(shù)范圍內(例如，是否大于規(guī)定閾值)進行判定(S24)。在此，如果第I未知分數(shù)包含在用于分類出木質材料的分類第I集合時的分數(shù)范圍內，則判定為木質材料是第I集合(S25)。另一方面，如果第I未知分數(shù)不包含在木質材料的分類時所設定的用于分類出第I集合時的分數(shù)范圍內，則判定為木質材料不是第I集合，進入下面的步驟。
[0061]接下來，對木質材料是否屬于第2集合進行判定。首先，基于頻譜變換后的未知反射頻譜信息和在木質材料分類時所獲得的第二第2主成分負荷，計算未知反射頻譜信息所涉及的第2未知分數(shù)(S26)。然后，對獲得的第2未知分數(shù)是否包含在用于分類出第2集合時的分數(shù)范圍內(例如，是否大于規(guī)定閾值)進行判定(S27)。在此，如果第2未知分數(shù)包含在用于分類出第2集合時的分數(shù)范圍內，則判定為木質材料是第2集合(S28)。另一方面，如果第2未知分數(shù)不包含在用于分類出第2集合時的分數(shù)范圍內，則判定為木質材料不是第2集合，進入下面的步驟。
[0062]并且，與上述相同地，對木質材料是否屬于第3集合進行判定。即，基于在木質材料分類時所獲得的第三第2主成分負荷，計算未知反射頻譜信息所涉及的第3未知分數(shù)(S29)。然后，對獲得的第3未知分數(shù)是否包含在用于分類出第3集合時的分數(shù)范圍內(例如，是否大于規(guī)定閾值)進行判定(S30)。在此，如果第3未知分數(shù)包含在用于分類出第3集合時的分數(shù)范圍內，則判定為木質材料是第3集合(S31)。另一方面，如果第3未知分數(shù)不包含在用于分類出第3集合時的分數(shù)范圍內，則判定為木質材料不屬于第I至3集合中的任一個，而屬于第4集合(S32)。通過以上方法，能夠對未知的木質材料的種類進行判定。
[0063]在此，如上述所示，使用實施例，說明能夠通過多次的主成分分析將木質材料分類為多個集合。
[0064]首先，準備出多種木質材料。作為木質材料的種類具有:針葉樹、闊葉樹、樹脂膜覆蓋材料(樹脂膜貼附在一側主面上的材料)、實施了防腐劑處理的材料。
[0065]對上述木質材料分別準備出3個樣品，利用具有與圖1所示的測定系統(tǒng)100同等功能的測定裝置(組成、> 一 3V力％吁u Compovision (注冊商標):住友電氣工業(yè)株式會社制)，在IOOOnm至2500nm的波長范圍內對反射頻譜進行了測定。從通過測定結果獲得的超頻譜圖像中提取出對木質材料進行拍攝得到的區(qū)域，并實施平均化，由此獲得各木質材料所涉及的平均反射頻譜。將其在圖5中示出。此外，將測定波長間隔設為6nm，將空間分辨率設為312.5 μ m。在圖5中，僅示出了 1200nm至1800nm的波長范圍，在以下的處理中，也使用1200nm至1800nm的波長范圍的數(shù)據(jù)。
[0066]接下來，對圖5的各反射頻譜進行了 Savitzky — Golay 二次微分處理。將其結果在圖6中示出。并且，將12個樣品作為母集合而進行了第I主成分分析的結果所獲得的樹脂膜覆蓋材料的第一第2主成分負荷在圖7中示出。并且，將使用該第一第2主成分負荷所求出的12個樣品的分數(shù)的結果在圖8中示出。在圖8中，還一并示出有12個樣品分別由哪種木質材料構成。由結果可知，僅樹脂膜覆蓋材料的3個樣品的分數(shù)大于其他木質材料，因此，將閾值例如設為O，通過分類出滿足分數(shù)> O的樣品，能夠將樹脂膜覆蓋材料的3個樣品作為第I集合。
[0067]接下來，使用從母集合去除分類為第I集合的3個樣品而成為第2母集合的9個樣品，進行第2集合的分類。首先，將對第2母集合的9個樣品進行了二次微分處理后的結果在圖9中示出。并且，將對第2母集合進行了第2主成分分析的結果所獲得的闊葉樹的第二第2主成分負荷在圖10中示出。然后，將使用該第二第2主成分負荷所求出的9個樣品的分數(shù)的結果在圖11中示出。由結果可知，僅闊葉樹的3個樣品的分數(shù)大于其他木質材料，因此，將閾值例如設為10，通過分類出滿足分數(shù)> 10的樣品，能夠將闊葉樹的3個樣品作為第2集合。
[0068]接下來，使用從第2母集合去除分類為第2集合的3個樣品而成為第3母集合的6個樣品，進行第3集合的分類。首先，將對第3母集合的6個樣品進行了二次微分處理后的結果在圖12中示出。并且，將對第3母集合進行了第3主成分分析的結果所獲得的針葉樹的第三第2主成分負荷在圖13中示出。然后，將使用該第三第2主成分負荷所求出的6個樣品的分數(shù)的結果在圖14中示出。由結果可知，僅針葉樹的3個樣品的分數(shù)大于其他木質材料(防腐材料)，因此，將閾值例如設為一 5，通過分類出滿足分數(shù)>一 5的樣品，能夠將針葉樹的3個樣品作為第3集合。并且，能夠將沒有分類為第I至第3集合中的任一個的防腐材料作為第4集合。
[0069]如上所述，可以確認，基于使用主成分分析的結果所獲得的第2主成分負荷而計算出的各樣品的分數(shù)，分類出特定種類的材料，從母集合中去除分類完的材料后，再次進行主成分分析，由此對類似的材料也能正確地進行分類。另外,通過保持各主成分分析中的第2主成分負荷和進行分類時的閾值，對于種類不明的木質材料，通過重復對分數(shù)和閾值進行比較的步驟，也能夠對材料的種類進行確定。
[0070]如上所述，根據(jù)本實施方式所涉及的木質材料的分類方法及判定方法，使用通過主成分分析所取得的第一第2主成分負荷，分別對包含在母集合中的多個反射頻譜信息的分數(shù)進行計算，基于該分數(shù)分類出第I集合。然后，使用通過對沒有包含第I集合的反射頻譜信息的第2母集合進行主成分分析所取得的第二第2主成分負荷，分別對包含在母集合中的多個反射頻譜信息的分數(shù)進行計算，基于該分數(shù)分類出第2集合。在此，通過使用從母集合中去除第I集合的反射頻譜信息而得到的第2母集合，進行第2次的主成分分析，能夠基于包含在反射頻譜信息中的包含在材料的每個種類中的微小特征，正確地分類出第2集合，能夠高精度地進行分類。并且，由于能夠通過取得木質材料的反射頻譜而進行上述分類，因此，與現(xiàn)有技術相比，能夠高效地進行分類。
[0071]另外，構成為使用通過上述分類方法獲得的第一第2主成分負荷及第二第2主成分負荷，對未知的木質材料屬于哪個集合進行分類，從而使用I個未知反射頻譜信息就能夠對未知材料的分類進行判定。并且，由于通過基于在該分類中利用的第一第2主成分負荷所計算出的分數(shù)以及基于第二第2主成分負荷所計算出分數(shù)，能夠高精度地進行分類，因此，能夠更簡單且高精度地對木質材料所屬的集合進行判定。
[0072]以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實施方式，在不脫離其主旨的范圍內能夠進行各種變更。
[0073]例如，對在上述實施方式中所說明的測定系統(tǒng)100拍攝超頻譜圖像的情況進行了說明，但在不是超頻譜圖像，而是利用使用通常的分光器獲得的頻譜的情況下，也能夠進行和本實施方式相同的分類。但是，如上述實施方式所示，在取得木質材料的超頻譜圖像，并將基于該超頻譜圖像的平均頻譜用于分類及未知試料的判定的情況下，更能夠提高精度。
[0074]另外，在上述實施方式中，對利用在近紅外光的波長范圍內取得的反射頻譜信息的情況進行了說明，但也能夠利用在其他波長范圍內取得的反射頻譜信息。
[0075]標號的說明
[0076]100測定系統(tǒng)，3檢查對象物，10照射單元，11鹵素燈，12照射部，13束狀光纖，20拍攝單元，21狹縫，22分光器，23受光部，30分析單元。
【權利要求】
1.一種木質材料的分類方法，其特征在于，包含下述步驟: 通過針對由多個反射頻譜信息構成的母集合進行主成分分析，取得第一第2主成分負荷的步驟，其中，所述多個反射頻譜信息是通過對彼此不同的多個木質材料進行測定而獲得的； 對包含在所述母集合中的多個反射頻譜信息，分別計算所述第一第2主成分負荷所涉及的分數(shù)的步驟； 將獲得所述分數(shù)包含在規(guī)定范圍內的反射頻譜信息的木質材料從所述母集合分類出而作為第I集合的步驟； 通過針對從所述母集合中去除所述第I集合的所述反射頻譜信息而得到的第2母集合進行主成分分析，取得第二第2主成分負荷的步驟； 對包含在所述第2母集合中的多個反射頻譜信息，分別計算所述第二第2主成分負荷所涉及的第2分數(shù)的步驟；以及 將獲得所述第2分數(shù)包含在規(guī)定范圍內的反射頻譜信息的木質材料從所述母集合分類出而作為第2集合的步驟。
2.—種木質材料的判定方法,其特征在于， 對通過測定由未知材料構成的木質材料而獲得的未知反射頻譜信息，執(zhí)行包含下述步驟的處理: 使用通過針對由多個反射頻譜信息構成的母集合進行主成分分析而獲得的第一第2主成分負荷，計算所述未知反射頻譜信息所涉及的第I未知分數(shù)的步驟，其中，所述多個反射頻譜信息是通過對彼此不同的多個木質材料進行測定而獲得的； 在該第I未知分數(shù)包含在所述第一第2主成分負荷所涉及的分數(shù)中用于從所述母集合分類出第I集合的范圍內的情況下，判定為取得所述未知反射頻譜信息的木質材料屬于第I集合的步驟； 在沒有判定為取得所述未知反射頻譜信息的木質材料屬于所述第I集合的情況下，對包含在所述母集合中的多個反射頻譜信息，分別計算所述第一第2主成分負荷所涉及的分數(shù)，并將該分數(shù)包含在規(guī)定范圍內的木質材料從所述母集合分類出而作為第I集合后，使用通過針對從所述母集合中去除所述第I集合的所述反射頻譜信息而得到的第2母集合進行主成分分析而獲得的第二第2主成分負荷，計算所述未知反射頻譜信息所涉及的第2未知分數(shù)的步驟；以及 在該第2未知分數(shù)包含在所述第二第2主成分負荷所涉及的分數(shù)中用于從所述第2母集合分類出第2集合的范圍內的情況下，判定為取得所述未知反射頻譜信息的木質材料屬于第2集合的步驟。
【文檔編號】G01N21/359GK103930764SQ201380003887
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年8月14日 優(yōu)先權日:2012年9月25日
【發(fā)明者】土川覺, 小堀光, 比嘉櫻 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社, 國立大學法人名古屋大學