Situación general de la aplicación

La mayoría de los pigmentos utilizados en los murales antiguos provienen de minerales y materiales vegetales, el sistema de materiales es complejo, el mismo color visual a menudo se forma por diferentes sustancias o múltiples pigmentos juntos, es difícil juzgar con precisión su verdadera composición a simple vista o por medios convencionales de imagen. Con la profundización de la investigación y protección de las reliquias culturales, cómo obtener información de pigmentos más objetiva y cuantificable sin tocar ni destruir el cuerpo de las reliquias culturales se ha convertido en una demanda clave.

La imagen hiperespectral permite presentar claramente las diferencias entre los diferentes pigmentos a nivel espectral recogiendo las características de reflexión espectral de la superficie del mural en un rango de banda continua. En comparación con los métodos tradicionales de imagen que solo registran información de color, los datos hiperespectrales pueden reflejar más verdaderamente las propiedades del material y el Estado de la combinación de pigmentos, proporcionando una base de datos confiable para el análisis y estudio de distribución de pigmentos murales.

Principios y métodos de prueba

Este trabajo toma como objeto de investigación los murales de la dinastía Qing en la colección del Instituto de investigación yungang, utilizando teledetección hiperespectral para explorar la distribución de pigmentos de los murales, principalmente utilizando el método de inversión de abundancia de pigmentos.

Una dirección importante en el análisis de pigmentos en la superficie de las reliquias culturales es la mezcla espectral de pigmentos, a través de la cual se puede obtener la composición y proporción de pigmentos en la superficie de las reliquias culturales pintadas. En las imágenes hiperespectrales de las reliquias culturales, el espectro de los pigmentos puros puede considerarse como un elemento final, mientras que cada píxel puede describirse como una mezcla de múltiples espectros de pigmentos puros.

Método de mínimos cuadrados totalmente restringido

(Cuadrados mínimos restringidos rápidos, FCLS)

Es uno de los métodos de mezcla lineal más clásicos y clásicos en el método de mezcla, que puede obtener rápidamente información sobre la abundancia de pigmentos. Suponiendo que el modelo de mezcla del espectro de pigmentos sea una mezcla lineal, su expresión del modelo de mezcla es:

Entre ellos, xn es el espectro de reflexión del n píxeles de la imagen hiperespectral; P es el número de elementos finales; MP es el vector espectral del elemento final del elemento final p; ANP es la abundancia del elemento final P en el n - píxel; Epsilon es ruido.

Después de invertir la abundancia de pigmentos en la superficie del mural, el primer paso para llevar a cabo el trabajo de reconocimiento de pigmentos con la ayuda de la tecnología de emparejamiento espectral es establecer una biblioteca espectral estándar de laboratorio, y luego comparar y emparejar el espectro de reflexión del pigmento a medir con la biblioteca espectral estándar para seleccionar el espectro de pigmentos con la mayor similitud espectral a medir como el resultado final del reconocimiento de pigmentos. Los métodos centrales comunes para la coincidencia espectral incluyen el método de mapeo de ángulo espectral (sam) y el método de ajuste de características espectrales (sff). Entre ellos, el método Sam juzga la similitud entre los dos calculando el tamaño del ángulo entre el espectro desconocido y el vector correspondiente al espectro de referencia. cuanto menor sea el valor del ángulo, mayor será la similitud entre los dos espectros; Sff, por su parte, es una tecnología de clasificación de teledetección basada en las características de absorción espectral. antes de implementar la coincidencia, el espectro de coincidencia y el espectro de referencia deben ser eliminados del preprocesamiento de la envoltura, y luego el método de mínimos cuadrados debe utilizarse para ajustar el espectro a emparejar y la curva espectral de referencia después de la Eliminación de la envoltura.

Análisis de los resultados

El ygc - GD - 1 es rojo claro y tiene algunos tonos naranjos, y su curva espectral sube primero y luego baja, alcanzando su valor máximo cerca de 700 nm. Después de la coincidencia espectral, los espectros de pigmentos más similares a él son: plomo dan, rojo tierra, ocre, de los cuales el plomo dan es el más similar.

Ygc - GD - 2 es de color rojo oscuro, y su curva espectral tiene picos y valles obvios entre 600 y 1000 nm. después de la coincidencia espectral, los espectros de pigmentos similares a él son: ocre y rojo tierra, y su composición es fe2o3.

El ygc - GD - 3 tiene un color amarillo claro. La curva espectral tiene picos cerca de 750 nm. Después de la coincidencia espectral, los espectros de pigmentos similares a ellos son: amarillo femenino, amarillo piedra y amarillo tierra. Entre ellos, el amarillo tierra es el más similar, ambos tienen un pico más pequeño cerca de 750 nm.

conclusión

En el reconocimiento de pigmentos, el uso de la tecnología hiperespectral puede lograr la detección no destructiva de la distribución de pigmentos, combinada con otros métodos de detección y análisis, puede identificar con precisión los tipos de pigmentos, que tiene un gran valor de aplicación y potencial.

Referencias:

Análisis de pigmentos en la superficie de los murales de la dinastía Qing en la colección basada en la teledetección hiperespectral - tomando como ejemplo la tira cómica del mapa sagrado del emperador Guan

¿Guo Jing 1, Wang Yu 2,3, fan Xiao 1, ¿ Lu shuqiang? 2,3

(1. Instituto de investigación yungang, Datong 037007, shanxi; 2. Escuela de topografía y cartografía e información espacial urbana de la Universidad de arquitectura de beijing, Beijing 102.616;

3. reconstrucción fina del patrimonio arquitectónico y monitoreo de la salud laboratorio clave de beijing, Beijing 102616)

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