基于高光譜成像技術的文物顏料研究

本研究應用了400-1000nm的高光譜相機，可采用杭州彩譜科技有限公司產品FS23進行相關研究。FigSpec?系列成像高光譜相機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、結合內置掃描成像及輔助攝像頭技術，解決了傳統高光譜相機需外接推掃成像機構及調焦復雜等難以操作的問題。可與標準C接口的成像鏡頭或顯微鏡直接集成，實現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大物質支撐。古代顏料的研究和鑒定是研究古代文明發展的過程。不同朝代和地區對顏料的使用密切相關，不斷發展。從顏料的材質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的發展。本文利用高光譜成像技術對古代顏料進行無損鑒定。利用高光譜相機采集字畫和壁畫的數據，利用光譜數據庫和光譜匹配技術對顏料進行無損鑒定。

本文的出發點是利用高光譜技術(反射光譜技術)對我國古代文物(壁畫、字畫等含有顏料的文物)中的顏料進行分析研究，以期找到合適的規律和方法，實現反射光譜對顏料的無損鑒別。國內外利用高光譜相機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驗。其中，對高光譜相機采集過程中會影響光譜數據質量的因素進行了研究，發現儀器的曝光時間會影響數據質量，因此在數據采集過程中曝光時間不應低于某個值。其次，發現光強會影響數據質量，但不可忽視。最后發現數據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據。儀器的噪聲檢測是為了驗證儀器的性能，進而加快采集效率而進行的研究。結果表明，儀器性能穩定，只需一個工作站采集一次暗電流數據。