Anwendungsübersicht

Die Pigmente, die in antiken Wandmalerien verwendet werden, stammen meist aus Mineralien und pflanzlichen Materialien, Materialsysteme sind komplex, die gleiche visuelle Farbe wird oft aus verschiedenen Substanzen oder mehreren Pigmenten zusammen gebildet, die nur mit dem bloßen Auge oder konventionellen Bildgebungsmitteln schwierig sind, ihre wahre Zusammensetzung genau zu beurteilen. Mit der Vertiefung der Forschung und des Schutzes von Artefakten ist es eine entscheidende Notwendigkeit, objektivere und quantifizierbare Pigmentinformationen zu erhalten, ohne das Objekt zu berühren und zu zerstören.

Durch die Erfassung der spektralen Reflexionseigenschaften der Wandbildoberfläche im kontinuierlichen Bandbereich ermöglicht die Hochspektralbildgebung eine klare Darstellung der Differenzen zwischen verschiedenen Pigmenten auf spektraler Ebene. Im Vergleich zu herkömmlichen Bildmethoden, die nur Farbinformationen aufzeichnen, spiegeln hochspektrale Daten die Materialeigenschaften und den Zustand der Pigmentkombination realistischer wider und bieten eine zuverlässige Datenbasis für die Analyse und Verteilung von Wandfarben.

Prüfprinzipien und Methoden

Dieser Artikel basiert auf der Sammlung von Qingdao-Wandmalerien des Yunoka-Instituts als Forschungsobjekt und nutzt die hochspektrale Fernerkundung, um die Pigmentverteilung von Wandmalerien zu untersuchen, hauptsächlich mit der Pigmentreichheit-Inversionsmethode.

Eine wichtige Richtung in der Analyse von Artefaktoberflächenpigmenten ist die spektrale Demischung von Pigmenten, die durch die spektrale Demischung die Zusammensetzung und das Verhältnis der gemalten Artefaktoberflächenpigmente erhalten können. In hochspektralen Bildern von Artefakten kann das Spektrum reiner Pigmente als Endelement betrachtet werden, während jedes Pixel als eine Mischung aus mehreren reinen Pigmentspektren beschrieben werden kann.

Vollständige Minimum-Zwei-Multiplizierung

(Schnelle eingeschränkte kleinste Quadrate, FCLS)

Es ist eine der klassischsten und klassischsten linearen Entmischungsmethoden der Entmischungsmethoden, die schnell Informationen über die Fülle von Pigmenten erhalten können. Angenommen, das Mischmodell des Pigmentspektrums ist eine lineare Mischung, deren Mischmodellausdruck lautet:

wobei xn das Reflexionsspektrum des n. Pixels in einem hochspektralen Bild ist; p ist die Anzahl der Endelemente; mp ist der Spektralvektor des p-Endelements; anp ist die Fülle des p-Endelements im n-ten Pixel; εn steht für Geräusch.

Nach der Reflexion der Fülle der Oberflächenpigmente der Wandmalerei, mit Hilfe der Spektrumsanpassungstechnik zur Erkennung von Pigmenten, besteht der erste Schritt darin, eine Laborstandardspektralbibliothek aufzubauen, die anschließend das Reflexionsspektrum des zu messenden Pigments mit der Standardspektralbibliothek vergleicht wird, um das Pigmentspektrum mit der höchsten Ähnlichkeit zum zu messenden Spektrum als Endergebnis der Pigmenterkennung zu filtern. Zu den am häufigsten verwendeten Kernmethoden der spektralen Übereinstimmung gehören die Spektralwinkelmappung (SAM) und die Spektralcharakteristikanpassung (SFF). Die SAM-Methode bestimmt die Ähnlichkeit beider durch die Berechnung der Winkelgröße zwischen dem unbekannten Spektrum und dem entsprechenden Vektor des Referenzspektrums, je kleiner der Winkelwert ist, desto höher ist die Ähnlichkeit der beiden Spektren; SFF ist eine Fernerkundungs-Klassifizierungstechnik, die auf der Übereinstimmung der Spektralabsorptionseigenschaften basiert. Bevor die Übereinstimmung durchgeführt wird, müssen die Übereinstimmung des Spektrums und das Referenzspektrum zunächst für die Vorbehandlung der Umhüllungslinienentfernung verarbeitet werden, und dann die Mindestmultiplikation verwendet werden, um das zu übereinstimmende Spektrum und die Referenzspektrumkurve nach der Entfernung der Umhüllungslinie anzupassen.

Ergebnisanalyse

YGC-GD-1 ist hellrot und hat einige orangefarbene Töne, deren Spektralkurve zuerst steigt und dann sinkt, um den höchsten Wert in der Nähe von 700 nm zu erreichen. Nach einer spektralen Übereinstimmung ist das Pigmentspektrum, das ihm am ähnlichsten ist: Blei-Dan, Erdrot und Tint, wobei Blei-Dan am ähnlichsten ist.

YGC-GD-2 ist dunkelrot, seine Spektralkurve zwischen 600 und 1000 nm zeigt offensichtliche Wellenspitzen und Wellentaler, nach einer spektralen Übereinstimmung ist sein ähnliches Pigmentspektrum: Palladium, Erdrot, ihre Zusammensetzung ist Fe2 O3.

YGC-GD-3 ist hellgelb. Spektralkurven liegen in der Nähe von 750 nm vor. Nach einer spektralen Übereinstimmung ist das ähnliche Pigmentspektrum: weiblich gelb, steingelb und turquoise. Sie sind am ähnlichsten, sie haben einen kleineren Wellenspitz in der Nähe von 750 nm.

Schlussfolgerungen

In der Pigmenterkennung kann die Verwendung von hochspektralen Technologien eine schädigungsfreie Detektion der Pigmentverteilung erreichen und in Kombination mit anderen Analysemethoden kann die Pigmentart genau identifiziert werden, was einen großen Anwendungswert und ein großes Potenzial hat.

Referenzen:

Die Oberflächenpigmentanalyse der Sammlung von Wandmalerien der Qingdao basierend auf der hochspektralen Fernerkundung wird mit der Serie von Guanti-Heiligtümern beispielhaft

Guo Jing1, Wang Rain2,3, Fan WanWanWang1, Lu 书强? 2,3

(1. Yunoka Research Institute, Shanxi University 037007; 2. Fakultät für Kartierung und Stadtrestaltinformationen der Pekinger Universität für Architektur, Peking 102616;

3. Peking City Key Laboratory for Fine Reconstruction of Architectural Heritage and Health Monitoring (Peking 102616, China)

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