高光譜成像技術在模糊印章的提取研究中的應用
發布時間:2023-11-17
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高光譜成像技術由于其無損的檢測方式,強大的數據運算與分析系統的支持,在文物價值和真偽監別中的研究得到了越來越廣的應用。模糊印章是其中的一個重要方面,可以使用賽斯拜克高光譜設備,本文簡單介紹了高光譜成像技術在模糊印章的提取研究中的應用。
高光譜成像技術由于其無損的檢測方式,強大的數據運算與分析系統的支持,在文物價值和真偽監別中的研究得到了越來越廣的應用。模糊印章是其中的一個重要方面,可以使用賽斯拜克高光譜設備,本文簡單介紹了高光譜成像技術在模糊印章的提取研究中的應用。
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研究方法和數據采集
設置采集參數,如曝光時間,光圈大小,采集幀數,波段范圍等;手動調焦,使軟件預覽窗口中的狹縫達到最佳狀態;采集白板數據(反射率99%),為了防止光照過強產生過曝使光譜數據無效,在采集白板數據后應調取白板光譜曲線,確認光照條件和曝光時間充分同時又不會產生過曝問題。采集暗電流,蓋上鏡頭蓋,采集暗電流數據,校正儀器本身的波動影響;采集書畫光譜數據。
校準:采用白板和暗電流數據對采集到的原始光譜數據進行校準;降噪處理:相鄰5個像素的信號數據灰度值做線性平均;波段的裁剪:裁剪350-101 000 nm的波段,盡量降低數據量以免影響后續數據處理的效率。
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研究成果
Christian等對多光譜技術和高光譜技術在文物行業中的應用研究和潛在的運用進行了總結,指出這種無損的分析方法已成功為繪畫和書面文件分析、材料特征、保護方法的監控和評估、以及文件資料和檔案數字化方面提供了令人信服的結果。
Marvin等采集了歷史文獻中365 ~1 100 nm光譜范圍的光譜圖像,鑒別了不同種類墨水的使用和同一墨水的不同老化程度。Baronti等[3用成像光譜技術對油畫材料進行了處理,提高了油畫的監定效果,對有相似光譜特征的區域進行了分類。Casini等4用400 ~ 1 600 nm光譜范圍的成像光譜系統研究兩種黃色顏料的光譜特征的區別,提供了兩種顏料的分布圖,并有助于識別兩種顏料重合的區域。
在國內,四川博物院[、故宮博物院和首都博物館也針對書畫文物或中國畫顏料的分類識別、文物保護和信息提取等進行了相應的研究工作。此外,高光譜遙感成像技術在國內的考古研究中得到了應用。主要用于通過探測和識別微弱的地物光譜異常,實現微弱考古線索情況下的地下文物遺存探測。
近年來,光譜成像技術向著高光譜乃至超光譜成像技術發展,獲得了越來越多的光譜信息,對文物光譜信息的分析研究也向著更為精細的方向發展,針對光譜圖像數據的計算與分析方法也越來越多,如主成分分析(PCA)、光譜角分類(SAM)和最小噪聲分離變換(MNF)等。其中MNF是一種將一副多波段圖像的主要信息集中在前面幾個波段中的處理方法,主要作用是判斷圖像數據維數、分離數據中的噪聲,減少后處理中的數據量。同時,基于改進最小噪聲分離變換的特征提取與分類也有相關研究。
采用該方法對書畫中模糊印章的信息提取和鑒別方法,結果表明,該方法可以有效的提取書畫文物中的印章信息,很大程度地提升模糊印章可辨識度,對書畫文物價值的研究和真偽鑒定具有重要意義。
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研究結論
高光譜圖像系統是一種無損的提取文物中光譜圖像信息的有效手段。隨著科學技術的繼續發展,高光譜或超光譜圖像設備能夠提取到越來越多的光譜圖像信息,對這些海量的數據進行正確的處理分析能夠得到大量的有利于文物價值研究的信息。應用MNF 對書畫文物的光譜圖像數據進行分析處理,能夠有效的提取模糊印章的圖像信息,增強其可辨識度,為書畫文物的藝術價值和真偽辨別提供科學有效的手段。
對于光譜圖像數據的分析與處理,有待于開發更多的特征提取和分類方法,使光譜成像技術能夠得到更多的應用,如PCA、SAM、MNF 和 ROI等。光
譜成像技術也由于其無損的檢測方式,強大的數學分析計算能力,有望應用于文物價值、保護研究中的指紋圖譜、病害分類、信息提取以及數據庫建設等各個研究方向。
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