Обзор применения

Краски, используемые в древних фресках, в основном происходят из минеральных и растительных материалов, сложной системы материалов, один и тот же визуальный цвет часто формируется из разных веществ или нескольких пигментов, только невооруженным глазом или обычными средствами визуализации трудно точно определить его истинный состав. С углублением исследований и защиты культурных реликвий, как получить более объективную и поддающуюся количественной оценке информацию о красках без контакта и без разрушения онтологии культурных реликвий, стало ключевым требованием.

Высокоскоростная визуализация позволяет четко отображать различия в спектральном уровне между различными пигментами, собирая спектральные отражающие характеристики поверхности фрески в непрерывном диапазоне. По сравнению с традиционными методами изображения, которые регистрируют только информацию о цвете, гиперспектральные данные могут более точно отражать свойства материала и состояние комбинации красок, обеспечивая надежную базу данных для анализа красок фресок и исследований распределения.

Принципы и методы тестирования

В этой статье используется коллекция фресок династии Цин в Юньганском институте в качестве объекта исследования, использование гиперспектрального дистанционного зондирования для изучения распределения красок фресок, в основном с использованием метода инверсии изобилия красок.

Важным направлением анализа красок на поверхности культурных реликвий является спектральное смешивание красок, которое позволяет получить состав и долю красок на поверхности живописных культурных реликвий. В гиперспектральных изображениях артефактов спектр чистой краски можно рассматривать как концевой элемент, в то время как каждый пиксель можно описать как смесь нескольких спектров чистой краски.

метод наименьших квадратов с полным ограничением

(Быстрые ограниченные минимальные квадраты, FCLS)

Это один из самых & стандартных линейных методов смешивания в методе смешивания, который позволяет быстро получать информацию о плотности пигмента. Предположим, что гибридная модель спектра пигментов представляет собой линейную смесь, а ее гибридная модель выражается следующим образом:

Среди них xn является n - м пикселем спектра отражения в гиперспектральных изображениях; p - количество конечных элементов; mp - концевой спектральный вектор p - го концевого элемента; ANP - изобилие p - го элемента в n - м пикселе; Эпсилон n - это шум.

После инверсии изобилия пигментов на поверхности фрески работа по распознаванию пигментов с помощью метода спектрального соответствия начинается с создания стандартной лабораторной библиотеки спектра, после чего спектр отражения подлежащей измерению пигменты сопоставляется со стандартной библиотекой, а спектр пигмента, имеющий наибольшее сходство с спектром, подлежащим измерению, отбирается в качестве конечного результата идентификации пигмента. Основные методы, используемые для спектрального согласования, включают Spectral Angle Mapping (Spectral Angle Mapping, SAM) и квазизаконность спектральных характеристик (Spectral Feature Fitting, SFF). В частности, метод SAM определяет сходство между неизвестным спектром и вектором, соответствующим референтному спектру, вычисляя размер угла между ними, и чем меньше значение угла, тем выше сходство между двумя спектрами; SFF - это метод классификации дистанционного зондирования, основанный на характеристиках спектрального поглощения. Перед реализацией соответствия необходимо предварительно обработать соответствующий спектр и эталонный спектр для удаления огибающей линии, а затем использовать метод наименьших квадратов для согласования согласующегося спектра и эталонной спектральной кривой после удаления огибающей линии.

Анализ результатов

YGC - GD - 1 имеет светло - красный цвет и имеет несколько оранжевых оттенков, его спектральная кривая сначала поднимается, а затем опускается, достигая максимального значения около 700 нм. После спектрального соответствия наиболее похожий на него спектр пигмента: свинцовый дан, геокрасный, охра, из которых свинцовый дан наиболее похож.

YGC - GD - 2 имеет темно - красный цвет, его спектральные кривые имеют ярко выраженные пики и долины волн между 600 - 1000 нм, и после спектрального соответствия спектральный спектр пигментов, похожих на него: охра, глиняный красный, все из которых состоят из Fe2 O3.

YGC - GD - 3 имеет светло - желтый цвет. Спектральные кривые имеют пики волн около 750 нм. После спектрального соответствия спектр пигмента, похожий на него, выглядит следующим образом: эстроген, кварцевый, почвенный. Среди них больше всего похожи тутовые, и все они имеют меньший пик волны около 750 нм.

заключение

В распознавании пигментов использование гиперспектральной технологии может обеспечить неразрушающее обнаружение распределения пигментов, в сочетании с другими методами обнаружения и анализа, может точно определить тип пигмента, имеет большую прикладную ценность и потенциал.

Ссылки:

Анализ красок на поверхности фресок династии Цин, основанный на гиперспектральном дистанционном зондировании, на примере комиксов с картами святых мест Гуанди

Го Цзин 1, Ван Юй 2,3, Фань Сяо 1, Лу Шуцян? 2,3

(1. Юньганский институт, Шаньси Датун 037007; 2. Пекинский архитектурный университет, факультет геодезии, картографии и городской пространственной информации, Пекин 102616;

3. Пекинская ключевая лаборатория по тонкой реконструкции и мониторингу здоровья архитектурного наследия, Пекин 102616

Продукция рекомендуется