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文物高光谱成像技术
2022/12/27

高光谱成像技术 (Hyperspectral imaging, HSI) 是一种能够同时获得文物光谱信息和空间信息的无损分析技术,具有辨识物体光谱分辨率高、波段数量多、图谱合一的技术特点,能够为文物的研究与保护提供最有效的数据。但是目前文物上使用的高光谱扫描系统普遍存在光源危险系数高、扫描范围小、智能化程度低以及文物专用软件缺乏等问题,限制了文物上更广泛、更深入的应用。因此,中国-希腊文物保护技术“一带一路”联合实验室开发了文物专用高光谱自动扫描系统,在文物上展开了应用研究,并在此基础上进行文物高光谱成像分析标准的研制。

系统搭建

研制平放式和立式大幅面高精度文物光谱成像自动扫描系统,可见近红外和短波红外谱段采用共光路设计,探测光谱范围 400-2500 nm;设计并开发文物高光谱图像分析软件,具备光谱库构建、颜料提取和线描提取等功能模块,实现文物高光谱数据的快速采集与分析。

平放式和立式自动扫描系统

平放式自动扫描系统与立式自动扫描系统

应用研究

高光谱成像技术能够获得文物的隐藏信息和成分分布信息,可用于书画、壁画、彩塑和青铜器等文物的病害调查,彩绘类文物底稿线提取、颜料鉴别等绘制工艺的研究以及部分有机质文物材料老化程度评估。

故宫东华门天花彩画隐藏病害

故宫东华门天花彩画隐藏病害 (从左至右为:原图、1300 nm 图像、2400 nm 图像)

获取书画文物的底稿线信息和颜料空间分布信息

获取书画文物的底稿线信息,并获取颜料的空间分布信息

标准研制

进行《文物高光谱分析方法》的行业标准研制,以促进高光谱成像技术在文物中的应用。

研究文物高光谱分析方法中光源参数

研究文物高光谱分析方法中光源参数