基于高光譜成像技術(shù)的文物顏料研究

本研究應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機(jī)，可采用杭州彩譜科技有限公司產(chǎn)品FS23進(jìn)行相關(guān)研究。FigSpec?系列成像高光譜相機(jī)采用高衍射效率的透射式光柵分光模組與高靈敏度面陣列相機(jī)、結(jié)合內(nèi)置掃描成像及輔助攝像頭技術(shù)，解決了傳統(tǒng)高光譜相機(jī)需外接推掃成像機(jī)構(gòu)及調(diào)焦復(fù)雜等難以操作的問題。可與標(biāo)準(zhǔn)C接口的成像鏡頭或顯微鏡直接集成，實(shí)現(xiàn)光譜影像的快速采集。

中國是一個有五千年文明古國。在漫長的歷史中，人們將這些文化文明保留在大量的字畫和壁畫中，并向當(dāng)代和后代展示它們的美和價值。在這些豐富的字畫和壁畫中，五彩繽紛的色彩是人們賦予自己想象力和大膽創(chuàng)造的素材。通過使用不同的顏料和不同的技巧，可以生動地展示這個豐富多彩的色彩空間。如果說繪畫題材是繪畫和壁畫的精神源泉，那么豐富的顏料就是繪畫和壁畫的強(qiáng)大物質(zhì)支撐。古代顏料的研究和鑒定是研究古代文明發(fā)展的過程。不同朝代和地區(qū)對顏料的使用密切相關(guān)，不斷發(fā)展。從顏料的材質(zhì)鑒定可以推斷文物的年代，從不同文物之間顏料的使用和變化可以推斷朝代的更替和地區(qū)的發(fā)展。本文利用高光譜成像技術(shù)對古代顏料進(jìn)行無損鑒定。利用高光譜相機(jī)采集字畫和壁畫的數(shù)據(jù)，利用光譜數(shù)據(jù)庫和光譜匹配技術(shù)對顏料進(jìn)行無損鑒定。

本文的出發(fā)點(diǎn)是利用高光譜技術(shù)(反射光譜技術(shù))對我國古代文物(壁畫、字畫等含有顏料的文物)中的顏料進(jìn)行分析研究，以期找到合適的規(guī)律和方法，實(shí)現(xiàn)反射光譜對顏料的無損鑒別。國內(nèi)外利用高光譜相機(jī)研究文物的資料有限，因此本文在自己的探索過程中完成了一系列的工作和實(shí)驗(yàn)。其中，對高光譜相機(jī)采集過程中會影響光譜數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)儀器的曝光時間會影響數(shù)據(jù)質(zhì)量，因此在數(shù)據(jù)采集過程中曝光時間不應(yīng)低于某個值。其次，發(fā)現(xiàn)光強(qiáng)會影響數(shù)據(jù)質(zhì)量，但不可忽視。最后發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集過程中的對焦功能只是為了保證圖像的清晰度，并不會影響校正后的光譜數(shù)據(jù)。儀器的噪聲檢測是為了驗(yàn)證儀器的性能，進(jìn)而加快采集效率而進(jìn)行的研究。結(jié)果表明，儀器性能穩(wěn)定，只需一個工作站采集一次暗電流數(shù)據(jù)。