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Photon etc高光谱成像光谱仪在艺术品/文物鉴定和修复中的应用

发表时间:2013-03-16   点击次数:2195

Photon etc高光谱成像光谱仪

在艺术品/文物鉴定和修复中的应用

 

由于高光谱成像分析技术具有无损,方便快捷和准确的特点,被普遍用于艺术品/文物等的鉴定和修复中。相较于传统的推扫式成像光谱仪,Photon etc公司的高光谱成像光谱仪采取凝视拍摄的方式,无需任何移动平台,避免了艺术品/文物因为移动而照成的意外。同时还具有光谱范围大和光谱分辨率高的特点,使其比其他类型的高光谱成像光谱仪更适用于艺术品/文物等的鉴定和修复工作。

 

鉴定

不同的化学成分在光谱上会表现出不同的光谱信息。从物体的高光谱数据中选取不同波长的图像,这些图像分别对应突出了不同的化学材料,可以从这些图像上方便的鉴定各种墨水,颜料,画纸或者其他材料。将观测到的光谱信息和已知材料的光谱数据库信息对比,更可以鉴定艺术品产出的年代的位置。

 

修复

在艺术品修复中,不能因修复而毁坏原作。高光谱成像技术更精准的分析材料。使用更贴近原作的材料去修复,避免了用于修复的材料和原本的物质发生化学反应而毁坏原作。同时,高光谱成像仪非常适合用于监控任何材料的老化,从而完善环境条件,更好的保存艺术品。

 

以右图为例

用白光作为光源照射到这幅以墨水和颜料画成的油画上,Photon高光谱成像仪具体参数调节为:光谱范围 450nm1000nm;取样间隔:2nm;光谱带宽:<2nm,成像时间大约为7分钟。

 

Photon etc高光谱成像光谱仪在艺术品/文物鉴定和修复中的应用

从高光谱数据中选取以下3副单色图。可以看到:633nm的图像主要表现为画家的笔画细节。在750nm的图像中,用黑墨水画的人和椅子开始消失。806nm的图像中可以清晰的看到一个画点(图中圆圈标记处),这个画点在普通的情况下完全看不到,事实上,它和图像底部采用的颜料一样,被其他颜料所覆盖了。

              Photon etc高光谱成像光谱仪在艺术品/文物鉴定和修复中的应用

                            633nm                           750nm                                806nm

 

我们发现此画的上部和下部,明显表现出两种不同的红色图案,但是在高光谱图像中(尤其是800nm以上)却表示为相同的光谱信息。经过作者(来自加拿大蒙特利尔的艺术家Isabelle Messier-Moreau)证实,两者确实采用的是同一颜料。作者先是在整个画布上喷涂红色颜料,然后在画布下部继续使用同一红色染料渲染,从而表现出两种不同的红色。

 

在高光谱图像信息中,不同的像素点光谱表现出不同的光谱特性,如下图示,不同成分的染料,各自光谱信息完全不同。


—墨水光谱

红色水性漆涂料光谱

底部蓝绿涂料光谱

圆圈标记处光谱



 


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