赤外線画像で測る、赤外線画像で解析する

近赤外線領域には、物質由来の吸収波長があります。

例えば、メロンの糖度の検量線をあらかじめ作成し、特定波長で得た画像の濃度から、メロン切断面の糖度分布を得ることができます。

これは、撮影に使用した特定の波長が、糖分の成分に由来した吸収がなされると推定されます。

スキャン波長は、糖度と逆相関のある 676nm

■スキャンした生画像：

■検量線を作成して、糖度を可視化した画像 〜〜･〜〜･〜〜

〜〜･〜〜･〜〜

■ マルチバンドイメージスキャナによる解析

現在、製造はしておりませんが、スキャニングサービスを提供している製品にマルチバンドイメージスキャナ　MBS-5593があります。

http://www.imeasure.co.jp/product/mbs.html

このスキャナは、以下の特徴を有しています。

＝＝＝＝＝

○光学解像度：32マイロメートル(　８００ｐｐｉ）

○有効波長：　５５５ｎｍ〜９３０ｎｍ

※結像は、λ＝ 500nm 〜 1020nm まで可能です。

○階調：16bit　（65536階調）

○ガンマ：専用ソフト　iMeasureScan.exe を使うことで　反射率に比例した値を16bitで得ることができます。光学濃度 ( Optical Density ) 最大　4．8　まで定量可能です。OD = -1 * LOG(スキャン値/65535)

○デジタル増感：専用ソフト　iMeasureScan.exe を使うこと加算平均を実施し、暗部ノイズを低減可能です。実績で、OD5.2まで識別可能。

○タイムラプス撮影：可能。専用ソフト　iMeasureScan.exe を使用。

○レンタル可能なバンドパスフィルタ波長一覧。

この一覧は現在弊社に在庫のあるフィルタです。

※別途、ご注文により、λ=10nm単位での波長が選択可能です。

＝＝＝＝＝

■より高度な使い方

例）動脈と静脈を際立たせる。

血管の静脈に吸収を持つ波長（λ1）

血管の動脈に吸収を持つ波長（λ2）

どちらにも吸収を持たない波長（λ3）

これら3つの波長で得た画像を演算します。

・演算をする理由

イメージスキャナは、校正する機能（シェーディング補正）を持っているため、被写体の反射率に比例した忠実な反射画像を得ることが可能です。

紙状の平面物であれば、この機能が有効ですが、相手が立体的な対象物の場合、照明に依存した影が生じます。

この影は、1チャンネル（1波長）の画像のみを解析する場合は、材料（素材）の吸収によって黒いのか、照明光による影によって黒いのか判断がつきません。

その場合、2種類の波長で得た画像があれば、その画像同士で演算することで、光源による影の影響をキャンセルする（校正する）ことが可能となります。

PhotoDigitizerの主走査倍率精度の決め方

PhotoDigitizerの主走査倍率精度の決め方

製品仕様書では、主走査倍率精度を　±0．14％としました。

次ぎのような考え方です。

1．主走査倍率の温度依存性

実験より、20℃変化で、0．101％倍率が変わることが判りました。

つまり、このイメージスキャナを使った「定規」の

熱膨張係数は、

0.101%/20℃

=

50．5×10＾（－6）　／℃

となります。

イメージスキャナのキャリッジの素材がアルミダイキャストであることが判っています。

アルミニウムの熱膨張係数は、

23×10＾（－6）　／℃

ですので、半分は、アルミ素材の影響と考えられます。(*1)

2．使用温度範囲を決める

次ぎに、ユーザーの使用環境を決めます。

T = 25±5℃としました。

これで、倍率の範囲が決まります。

まず、規定の温度（例えば、25℃）で、倍率をぴったり合わせたとします。

ユーザーの使用環境のために　±5℃の温度変動があるとすると、

50．5×10＾（－6）×　±5℃

＝±　252.5　×10＾（−6）

＝±　0．025　×10＾（−2）

＝±　0．025％

となります。

3．スキャナの温度上昇を推定する

更に、使用している内に、スキャナの内部温度が上昇することを想定します。

これを±5℃としましょう。

±　0．025％

4．最後に、製造時の調整誤差を決めます。

製造時調整：±0．05％　未満とする。

環境温度を　25±５℃　とする。

と作業標準を決めます。

5．まとめ

ユーザー使用環境温度による影響：±　0．025％

スキャナの本体の使用中の温度上昇の影響：±　0．025％

製造時の調整精度：±0．05％

製造時の温度による影響：±　0．025％

以上を全て足し合わせて：±0．125％　

更に少し、安全を見て　±0．14％ としました。

１２００ｐｐｉでＡ３サイズを１０回繰り返しスキャンした結果のグラフは下記の通りです。

＋0．023％

－0．016％

といった値が実力値です。

推奨使用温度ドンピシャで使って頂ければ、

スペックの1／5～1／10の精度が出ると推定されます。

主走査倍率精度　実測結果　（10回、繰り返しスキャン）

副走査倍率精度　実測結果（10回、繰り返しスキャン）

画像計測用のイメージスキャナ PhotoDigitizer が新モデルに生まれ変わります。

画像計測用のイメージスキャナ PhotoDigitizer が新モデルに生まれ変わります。

http://www.imeasure.co.jp/product/photodigitizer.html

旧モデルは、キセノン冷陰極管搭載モデルでしたが、
新モデルは、白色LED光源を採用しました。

従来通り、寸法精度、直角精度の保証はもちろんですが、
濃度再現性についても新しいステージに入りました。

PhotoDigitizer は、いくつかの特徴を持っています。

１．寸法精度と直角精度

市販のイメージスキャナで大きなイラストを分割スキャンしてフォトショップで繋ぎ合わせようとした経験をお持ちの方は直ぐに気付いたでしょう。
イメージスキャナは、縦と横の倍率が異なる場合が多いのです。
そのため、分割スキャンした画像がうまく繋がらないという事態が起きます。
判りやすく表現すると、円が楕円になります。

更に困ったことに、直角が直角に成らない。つまり、長方形が平行四辺形になってしまいます。

～・～・～・～

PhotoDititizer では、ハードウェア性能を高める独自チューニングを実施します。
寸法精度、直角精度を1台づつチューニングします。
また、繰り返し再現性を検証するために、
ガラス板にクロム蒸着したテストパターンを用いて、繰り返しスキャンした画像で寸法精度を計測します。

２．濃度変動

デジカメで商品の写真撮影をする時に、露出調整の最小刻みは、±１／３EV程度でしょうか。(EV: Exposure Value。2の階乗表記。)
±1EVでｘ2〜ｘ0．5の露光調整ですので、＋1／3EＶで、x1.26つまり、＋26％です。
写真撮影時のライティング（照明光源）は、この変動を許容していると言っても良いでしょう。

一方、イメージスキャナの場合は、一種の反射率測定器のしかけを内蔵しており、スキャンの度に内部白色基準板を使った自動キャリブレーションが行われます。最近のイメージスキャナは、安価なモデルでも、16bitA/Dを搭載しています。
つまり、1／65535の精度で濃度補正します。

よって、光源は、0．0015％の光量安定性が期待されることになります。

〜・〜・〜・〜

従来の機種では、この濃度変動が課題でした。

実は、旧モデルに搭載れている光源、キセノン冷陰極管は、水銀封入型の蛍光灯が主流だった時代(1986年）に登場した画期的な電子機器用光源でした。
それまで使用されていた蛍光灯は、液体の水銀が封入されており、温度とともにその水銀蒸気圧が上昇し、光量が大きく変動しました。それに較べて、キセノン冷陰極蛍光管は、クイックスタートでかつ光量変動の無い優れた特性を持っていました。(産業技術史資料データベース：外部電極式希ガス蛍光ランプ)

画期的とは言え、キセノン冷陰極蛍光管は、せっかく極短波長紫外線発光源を、液体水銀から、気体キセノンガスに変更したにも関わらず、相変わらず管壁内面に塗布した蛍光体の発光効率の温度依存性のため、その光量は、蛍光管の管壁温度に影響を僅かながら受けます。
PhotoDigizer は、寸法や角度を計測する目的のイメージスキャナですが、濃度計測の目的で使うことも可能です。
一種の、反射率測定器、透過モードであれば、透過率測定器です。
しかし、この蛍光体特性のために、寒い日の朝一番のスキャンは、2回目以降のスキャンとどうしても得られる濃度値に僅かな違いがありました。

新モデルは、白色LED光源を採用しました。
しかも、大きな放熱フィンに貼り付けられた、米粒よりも小さい白色LEDの発した光は、導光ロッドによって、点光源→線光源に変換され、拡散縞によって、原稿を線状に照明します。
寒い日の朝一番のスキャンも、2回目以降のスキャンも、安定した光量を提供します。

白色LED光源を搭載した新モデルは、濃度測定器としても従来モデルに較べて繰り返し再現性があり、朝一番から活用できます。
～・～・～・～

新しくなった　PhotoDigitizer　モデル　２０１８１１Ａ　ぜひご利用ください。

大型アナログ図面の高精度デジタイズ CADデータ化 にお悩みの方はぜひご相談ください。

デジタルアーカイブ学会 研究発表大会の記事が、学会誌の公式ページで　pdfで公開されました。
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsda/2/2/2_91/_article/-char/ja/

オルソスキャナを使って、　1万対1の寸法精度を達成した実験報告書です。

ちなみに、1万対1は、JIS定規1級の　0.2mm/メートル
を越える精度です。　0.1mm/メートル

鉄の線膨張係数が　　12E-6ですので、
ΔT=10℃　で、120E-6となり、0.12mm／メートルを越え、
1万対1の寸法精度は、10度変動する環境で鉄では達成できません。

オルソスキャナ＋図面専用フィルム（マイラー）にて、
線膨張係数が、34〜37 E-6　であることが判りました。

温度変動ΔT＝3℃で、100E-6　→　1E-4（つまり1万対1）　となります。

そこで、温度を横軸に、縦軸を寸法精度でプロットした際の回帰直線を基準に、そのばらつきが、1／1万　(=1E-4)に入るならば、温度補正を行うことで、1／1万　(=1E-4)を達成できることになります。

その見通しを示した実験報告書です。

回帰直線の傾き（34〜37 E-6）は、オルソスキャナ＋マイラー図面における線膨張係数に相当します。

現在、スキャナの部屋をエアコン掛けっぱなしにして、
スキャン時の温度を0．1℃単位で記録して補正を行うことで、1万対1の寸法精度を達成しました。

大型アナログ図面（７メートルマイラー紙のスキャン実績があります。）の高精度デジタイズ　CADデータ化　にお悩みの方はぜひご相談ください。

■　図面スキャンサービス

http://www.imeasure.co.jp/pdf/service_drawing.pdf

kw : リバースエンジニアリング　金型の計測

スキャナを濃度計にしたり タイムラプス撮影するソフトウェアが GTX-980 DS-G20000 に対応しました。

スキャナを濃度計にしたりタイムラプス撮影するソフトウェア

iMeasureScan

が　EPSONのA4フラッグシップモデル　GTX-980

および、EPSON　のA3フラッグシップモデル　DS-G20000 

に対応しました。

iMeasureScan のライトバージョンは、Vectorからも購入できます。

製品は2種類ございます。

［１］フルバージョン　

特徴１：ガンマ１でのスキャン

　スキャナのセンサに入った光子数（フォトン数）に比例した値を画像として得られます。

　ImageJなどの画像解析ソフトウエアと組み合わせて使うことで、画像計測が可能となります。

特徴２：HDRスキャン　、　マルチスキャン

最大２５６回まで同じ場所を何度もスキャンを繰り返して、感度を上げます。暗部ノイズを低減する効果があります。最大濃度　５．２までの撮影実績があります。

特徴３：タイムラプススキャン　、　インターバル撮影

微速度撮影が可能です。

シャーレを載せて、培養する時など、一定時間間隔でスキャンを繰り返して観察することができます。

Dropboxの公開URLなどにスキャン画像を繰り返し放り込むことで、いつでもどこにいても、スマホなどでその画像を観察することが可能です。

（2）ライトバージョン：

特徴2，特徴3は搭載しておりません。

■　製品情報詳細　→　製品ページはこちら。

■　ライトバージョンの購入　→　Vectorへジャンプする。

■ ImageJ の話 〜 NIH Image の進化形 〜

■　ImageJ　の話

〜デジタル画像の数値解析に適した強力なフリーウェアのご紹介〜

Photoshopが逆立ちしてもできないことがたくさんできる。

久しぶりに、聞かれたので先ほどメールで返信文を書きました。

ここにも貼り付けておきます。

もし、まだ、ImageJ　ご存じ無かったら　ぜひ試してみてください。
Windows / MacOS / UNIX などマルチプラットホームな画像解析専用のアプリです。フリーウェア。

画像の数字を読むのであれば、Photoshopではなく、ImageJですヨ。(^^)

〜〜〜　メモ

１．ImageJ
https://imagej.nih.gov/ij/
Java 形式のフリーウェアです。

https://imagej.nih.gov/ij/download.html
Windows　の適切なURLをクリックしてダウンロード、インストールしてください。
MacOSやUNIXでも同じ機能が提供されています。

２．操作方法

Analyze⇒Plot profile
Image⇒Adjust⇒Brightness/Contrast　
の二つの機能だけでもかなり便利です。

Plot profile　は、画像の濃度断面図をグラフに表示します。
グラフの生データを一覧に表にした上で、.csvデータとして表計算ソフト用途に吐き出す機能もあります。

ちなみに、Brightness/Contrast　は、Adobe Photoshopと（設計思想が）違い、画像解析をする際に画像の「見栄えを良くする」ためのもので、オリジナルの画像データの数字を変える機能ではありません。
そのため、Brightness/Contrast　で画像を見やすくした後に、
Plot profile　で画像濃度断面を見る、といった操作をした場合であっても、Brightness/Contrast　による画像データへの影響はありません。

丁寧な解説ではありませんが、私が書いた関連blog記事がありますので、参考まで。
http://imeasure.cocolog-nifty.com/blog/imagej/index.html

３．イメージスキャナの吐き出す画像データ

各色１６ｂｉｔ（６５５３６階調）あります。
ガンマを１．０でスキャンした画像を48bitデータで保存して、ImageJを使って解析をすると、いろいろな計測業務にイメージスキャナを使いこなすことが可能です。計測業務とは、イメージスキャナは、寸法計測と、光強度計測の両方に使えますが、後者の用途です。原稿の反射率、透過率、蛍光インクの蛍光強度などの定量評価に使うことが可能です。

４．ガンマを１．０でスキャン

弊社の専用ソフト iMeasureScan.exeをご利用ください。
Windows10に対応しています。
http://www.imeasure.co.jp/product/imeasurescan.html

・手っ取り早くガンマ1で読めれば良いのであれば、オンライン販売のVectorをお勧めします。

・デジタル増感したり、タイムラプススキャンする時にはFullバージョンをお使いください。

５．ガンマ　とは

デジカメやイメージスキャナに、表示装置（ディスプレイ）の癖（入出力特性）の逆特性を持たせます。入出力した結果、システム全体として、線形（原稿の反射率が５０％なら、ディスプレイ表示の輝度強度が５０％）となるように当初設計されました。

例えば、初期の代表的なディスプレイである、CRT（カソードレイチューブ）のガンマは、1.8~2.4程度でした。

y = x ^(γ)　　・・・　式１

そのため、イメージスキャナやデジカメはその逆のカーブで入出力特性を変換した後、保存されます。

y = x ^(1/γ)　　・・・　式２

代表的なカーブが、デジタルカメラ標準画像保存フォーマット（EXIF） で採用された　sRGBのトーンカーブ（入出力特性カーブ）です。
これは、ガンマに換算すると約２．２となっています。
詳細→
http://imeasure.cocolog-nifty.com/blog/2009/11/srgb22-2780.html

〜〜〜　以上　
初出）facebook 2017.2.13 https://bit.ly/2ONdKfs

ESA3FLU3 DSA3FLU1 透過原稿ユニットの使い方

ES-10000G　ES-G11000　DS-G20000　共通の説明です。

A3サイズの2400ppiスキャナを
写真フィルムなど透過モードで使用する場合に、
オプションの透過原稿ユニットを取り付けます。

■透過原稿ユニットの型番：
ESA3FLU3　：ES-10000G　ES-G11000共通。
DSA3FLU1　：DS-G20000用。

■取り付け方法　（EPSON社の取扱説明書より抜粋）

---

■ES-10000G　のユーザーズガイド

https://www2.epson.jp/support/manual/data/scanner/es10000g/NPD0596_00.PDF
1．透過原稿ユニットの取り付け　page99〜101
2．反射原稿の取り込み　page115〜116

※反射原稿マットの脱着方法について説明されています。
3．透過原稿ユニット使用時のトラブル　page145〜146

※スキャナの透過原稿ユニットを開いて、向かって左側の17mmは、何も置かないでください。

透過フィルムを読む場合の透過率100％を決める重要な領域（白基準）です。ここに、原稿や、埃、汚れが有る場合、正常な画像が得られません。常に清浄に保ってください。

---

■ES-G11000　のユーザーズガイド

https://www2.epson.jp/support/manual/data/scanner/esg11000/NPD4827_01.PDF

1．透過原稿ユニットの使い方　page21−24

2．反射原稿（フィルムでない原稿）のスキャン　page33-34

■DS-G20000　のユーザーズガイド

https://www2.epson.jp/support/manual/NPD5477_04.PDF

1．透過原稿ユニットの使い方　page40-43

2．反射原稿（フィルムでない原稿）のスキャン　page50-51

○感想：

ES-10000Gのユーザーズガイドに較べると、ES-G11000, DS-G20000 いずれのユーザーズガイドも、かなり省略されています。

特に透過原稿を取り込む際の、白基準領域にものを置いてはいけないことが、省略されてしまいましたね。

イメージスキャナでタイムラプス

http://www.imeasure.co.jp/product/imeasurescan.html

イメージスキャナでタイムラプス。

昔(1988年）、セミプロ向けのビデオカメラを使って、山の上にかかる雲の様子を撮影し、（当時、インターバル撮影、と言っていました。）感動したことがありました。

デジカメが登場してからは、同様に「インターバル撮影」をして、Appleのソフトウェアを使って動画にして、PC画面で高精細なタイムラプス画像を鑑賞していました。

4K,8K動画が登場するずっと前です。

そんなこともあり、イメージスキャナを使って、タイムラプスする人が居るのではないかと考えて、10年ほどまえに、この機能を搭載しました。

「連続（インターバル）スキャン、時分秒単位で指定可能」

最近、この機能の問い合わせがありました。(^^)

一体なにに使うのだろうか。

もしかして、大学の研究者の方なので、

プラテンガラスにシャーレを載せてバクテリアの繁殖を動画にするのだろうか。今度聞いてみます。

アイメジャーの公式インスタグラムを始めました

ぜひフォローしてくださいね。

https://www.instagram.com/imeasure1/

河鍋暁斎（かわなべきょうさい） 慈母観音図（じぼかんのんず） １７億画素デジタルルーペ画像のデモンストレーション の申し込み受付開始

河鍋暁斎（かわなべきょうさい）　慈母観音図（じぼかんのんず）　１７億画素デジタルルーペ画像のデモンストレーション　の申し込み受付開始

［■申し込み方法］

申し込み先はこちら　→

　 ［17億画素　河鍋暁斎の慈母観音図　鑑賞デモ担当］

.

.

［■表示方法］

（１）２１．５インチタッチ式ディスプレイ（Full-HD）　［ 弊社持参デモ機 ］

（２）テレビモニター　（Full-HD～4K）［HDMI］

（３）各種液晶プロジェクター　（2K～4K）［HDMI／D-sub9ピン］

（４）８６インチタッチ式ディスプレイ　（BOE、4K）［要ご相談］

　　※先週の、 .DSJ2018、ＢＯＥジャパンブースでのデモ は、みなさん感動の嵐でした。

【条件】

・不特定多数が来場する展示会や、お客様の商品（表示装置等）を販売促進するためにご利用する場合は、別途ご相談となります。（　作品の所有者である　日本浮世絵博物館様　の　有償作品貸出契約に含まれる場合があります。）

.

.

［■制作手順］如何にして１７億画素の暁斎画像が作られたのか。

厚み127mmまで対応可能な 非接触式大型イメージスキャナを使います。

60cm×1メートルの作品を光学解像度800ppi（0.032mm分解）でスキャンすると6億画素になります。

この「画素」とは、1画素にRed,Green,Blueのそれぞれの生の基本色分解情報が詰まっている、本当の画素（pixel）です。

その撮影を4回繰り返すと、60ｃｍ×4＝2．4ｍの作品をスキャンできます。

４回の撮影によって得られる総画素数は、（繋ぎのため重複部分が少しだけ必要ですが）6億画素×4回＝24億画素となります。

これをフォトショップで同時に開いて、繋ぎます。

1メートル方向は、800ppiでスキャンすると約3万画素となります。

３万画素と隣接する３万画素を各画像の境界で1画素精度で繋ぎます。

この作業が誰でも簡単にできるのが、オルソスキャナの凄みです。

http://www.imeasure.co.jp/report/photomerge.html

こうしてでき上がったデジタルルーペ画像作品が、河鍋暁斎の慈母観音図　です。

掛け軸全体で　17億画素、作品部分で　6億画素　の画像です。

息をのむ画像です。

（私は思わず手を合わせて祈りたくなりました。）

ベイヤー配列画素センサから生まれた合成画素数ではなく、全てリアルな画素数です。

８００ｐｐｉの光学解像度が織りなすデジタルルーペの世界をぜひご堪能ください。

この感動的な作品が、たくさんの方の眼に触れるように、これからもあらゆる企画を生み出します。