高光譜技術在文物古跡中的技術應用

zuoweikaogufajue，zhexiewenzizhuanweiwomentigonglequerenmuzhuhebansuichutuwenwuniandaidewenziyiju，weiyanjiuxihanshiqideshenghuohesangzangxisuyijishishiliuxialezhenguishiwuziliao。ernenggouliyongxiandaiceshijishuduizhexieshizhuanshangdewenzijinxingxiangyingdeceshihejianbiedenggongzuo，shiyigefeichangyouyiyideshixiang。benwenliyongxianyoudegaoguangpuchengxiangjishulaiduishizhuanshangdewenzi、文字所使用的顏料
、石磚上氧化以及變質部分進行檢測
，為更好的進行文物保護提供技術支持和相關技術探索。

圖3 相關文物資料圖片

一：試驗目的：

    以山東定陶文字磚為樣本，對文字磚等樣品的可見近紅外波段的（光譜範圍400nm-1000nm）光譜進行分析
，獲取此波段處石磚以及相應出土文物上的字跡、刻畫的符號等目標的特征光譜
，同時也對部分文物在經過長時間的氧化
、變質等破壞之後，其表現的光譜信息進行研究和分析，為後期的文字鑒定、保護提供依據和技術支持。

二：測試原理及方法：

    高gao光guang譜pu成cheng像xiang技ji術shu是shi近jin二er十shi年nian來lai發fa展zhan起qi來lai的de基ji於yu非fei常chang多duo窄zhai波bo段duan的de影ying像xiang數shu據ju技ji術shu
，其qi最zui突tu出chu的de應ying用yong是shi遙yao感gan探tan測ce領ling域yu，並bing在zai越yue來lai越yue多duo的de民min用yong領ling域yu有you著zhe更geng大da的de應ying用yong前qian景jing。它ta集ji中zhong了le光guang學xue

、光電子學

、電子學、信息處理、計算機科學等領域的先進技術，是傳統的二維成像技術和光譜技術有機的結合在一起的一門新興技術。

    高光譜成像技術的定義是在多光譜成像的基礎上，在從紫外到近紅外（200-2500nm）的(de)光(guang)譜(pu)範(fan)圍(wei)內(nei)，利(li)用(yong)成(cheng)像(xiang)光(guang)譜(pu)儀(yi)
，在(zai)光(guang)譜(pu)覆(fu)蓋(gai)範(fan)圍(wei)內(nei)的(de)數(shu)十(shi)或(huo)數(shu)百(bai)條(tiao)光(guang)譜(pu)波(bo)段(duan)對(dui)目(mu)標(biao)物(wu)體(ti)連(lian)續(xu)成(cheng)像(xiang)。在(zai)獲(huo)得(de)物(wu)體(ti)空(kong)間(jian)特(te)征(zheng)成(cheng)像(xiang)的(de)同(tong)時(shi)，也(ye)獲(huo)得(de)了(le)被(bei)測(ce)物(wu)體(ti)的(de)光(guang)譜(pu)信(xin)息(xi)。

目標物體-成像物鏡-入射狹縫-準直透鏡-PGP-聚焦透鏡-CCD棱鏡-光柵-棱鏡：PGP。

圖1 成像原理

光譜儀的光譜分辨率由狹縫的寬度和光學光譜儀產生的線性色散確定。最小光譜分辨率是由光學係統的成像性能確定的（點擴展大小）。

    成像過程為：每次成一條線上的像後（X方向），在檢測係統輸送帶前進的過程中

，排列的探測器掃出一條帶狀軌跡從而完成縱向掃描（Y方向）。綜合橫縱掃描信息就可以得到樣品的三維高光譜圖像數據。

利用GaiaField便攜式高光譜成像儀作為測試設備並配置光譜範圍在350nm-2500nm範圍的光源來完成數據的獲取。

圖2 儀器設備

圖3 像立方體

   在出土的石磚上有用朱砂或墨汁寫的字跡
、或(huo)者(zhe)是(shi)用(yong)它(ta)利(li)器(qi)刻(ke)畫(hua)的(de)符(fu)號(hao)，這(zhe)些(xie)利(li)用(yong)朱(zhu)砂(sha)或(huo)者(zhe)墨(mo)汁(zhi)寫(xie)的(de)文(wen)字(zi)內(nei)容(rong)多(duo)為(wei)人(ren)名(ming)或(huo)地(di)名(ming)。測(ce)試(shi)方(fang)法(fa)采(cai)用(yong)的(de)是(shi)反(fan)射(she)光(guang)譜(pu)模(mo)式(shi)
，對(dui)樣(yang)品(pin)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)時(shi)，光(guang)源(yuan)光(guang)照(zhao)射(she)在(zai)樣(yang)品(pin)上(shang)之(zhi)後(hou)
，光(guang)與(yu)樣(yang)品(pin)發(fa)生(sheng)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)之(zhi)後(hou)
，會(hui)有(you)一(yi)部(bu)分(fen)光(guang)反(fan)射(she)回(hui)來(lai)

，反(fan)射(she)回(hui)來(lai)的(de)光(guang)會(hui)被(bei)高(gao)光(guang)譜(pu)相(xiang)機(ji)接(jie)收(shou)，采(cai)集(ji)到(dao)的(de)信(xin)號(hao)基(ji)本(ben)上(shang)為(wei)樣(yang)品(pin)表(biao)麵(mian)上(shang)的(de)特(te)征(zheng)信(xin)息(xi)。 

圖 利用墨汁和朱砂寫的字跡

圖 在石磚上刻畫的字跡