Aperçu de l'application

Les pigments utilisés dans les peintures murales anciennes proviennent de matériaux minéraux et végétaux, les systèmes de matériaux sont complexes, et la même couleur visuelle est souvent formée de différentes substances ou de plusieurs Pigments combinés, dont la composition réelle est difficile à juger avec précision à l'œil nu ou par des moyens d'imagerie conventionnels. À mesure que les travaux de recherche et de conservation des antiquités progressent, la façon d'obtenir des informations plus objectives et quantifiables sur les pigments sans toucher et sans détruire l'ontologie des antiquités devient un besoin crucial.

L'imagerie hyperspectrale permet une représentation claire des différences entre les différents Pigments au niveau Spectral en acquérant les caractéristiques de réflexion spectrale de la surface de la fresque dans une gamme de bandes continues. Par rapport aux méthodes d'imagerie traditionnelles qui enregistrent uniquement des informations de couleur, les données hyperspectrales reflètent plus fidèlement les propriétés du matériau et l'état de la combinaison de pigments, fournissant une base de données fiable pour l'analyse et la distribution des pigments muraux.

Principes et méthodes de test

Cet article utilise la collection de peintures murales de la dynastie Qing de l'Institut de recherche de Yungang comme objet d'étude, en utilisant la télédétection hyperspectrale pour explorer la distribution des pigments des peintures murales, principalement en utilisant la méthode d'inversion de l'abondance des pigments.

Une direction importante dans l'analyse des pigments de surface des artefacts est le démélange Spectral des pigments, par lequel la composition et les proportions des pigments de surface des artefacts peints peuvent être obtenues. Dans une image hyperspectrale d'un Artefact, le spectre d'un Pigment pur peut être considéré comme un élément terminal, tandis que chaque pixel peut être décrit comme un mélange de plusieurs spectres de pigment pur.

Méthode des moindres carrés à contrainte totale

(Les carrés les plus petits restreints rapides, FCLS)

C'est l'une des méthodes de mélange linéaire les plus & classiques, permettant d'obtenir rapidement des informations sur la richesse des pigments. On suppose que le modèle de mélange du spectre pigmentaire est un mélange linéaire dont l'expression du modèle de mélange est:

Où x n est le spectre de réflexion du nième pixel de l'image hyperspectrale; P est le nombre d'éléments terminaux; MP est le vecteur Spectral de l'élément d'extrémité du P ème élément d'extrémité; ANP est la richesse du P - ième élément d'extrémité dans le n - ième pixel; εn est le bruit.

Après inversion de l'abondance des pigments sur la surface de la fresque, les travaux d'identification des pigments sont réalisés à l'aide de techniques d'appariement spectral, la première étape étant la mise en place d'une bibliothèque spectrale standard de laboratoire, suivie de l'appariement des spectres de réflexion des pigments à mesurer avec cette bibliothèque spectrale standard, le criblage des spectres de pigments les plus similaires aux spectres à mesurer étant le résultat final de l'identification des pigments. Les principales méthodes couramment utilisées pour l'appariement Spectral comprennent le Spectral angle Mapping (SAM) et le Spectral Feature Fitting (SFF). Dans laquelle la méthode Sam juge la similitude des deux en calculant la taille de l'angle entre le spectre inconnu et le vecteur correspondent au spectre de référence, la valeur de l'angle étant plus faible, ce qui indique que le degré de similitude des Deux spectres est plus élevé; SFF est une technique de classification par télédétection basée sur l'adaptation des caractéristiques spectrales d'absorption, avant la mise en œuvre de l'adaptation, il est nécessaire d'effectuer un prétraitement d'élimination de l'enveloppe entre le spectre adapté et le spectre de référence, puis d'appliquer la méthode des moindres carrés pour effectuer des opérations d'ajustement sur Le spectre à adapter et la courbe spectrale de référence après élimination de l'enveloppe.

Analyse des résultats

YGC - Gd - 1 est rouge clair avec quelques nuances oranges et sa courbe spectrale augmente d'abord puis diminue, atteignant son maximum autour de 700 nm. Après correspondance spectrale, les spectres de pigment les plus similaires à celui - ci sont: plomb Dan, rouge terre, ocre, parmi lesquels le plomb Dan est le plus similaire.

YGC - Gd - 2 est rouge foncé, sa courbe spectrale entre 600 ~ 1000nm il y a des pics et des creux évidents, après correspondance spectrale, le spectre de pigment similaire est: ocre, rouge de terre, leur composition est Fe2 O3.

YGC - Gd - 3 sa couleur est jaune clair. La courbe spectrale présente des pics autour de 750 nm. Après correspondance spectrale, les spectres de pigments qui lui ressemblent sont: jaune d'oestrogène, jaune de pierre, jaune de terre. Parmi eux, la toundra est la plus similaire et ils ont tous un pic plus petit autour de 750 nm.

Conclusion

Dans l'identification des pigments, l'utilisation de la technologie hyperspectrale peut permettre la détection non destructive de la distribution des pigments, combinée à d'autres moyens d'analyse et d'essai, peut identifier avec précision les types de pigments, a une grande valeur d'application et le potentiel.

Références:

Collection basée sur la télédétection hyperspectrale analyse des pigments de surface des peintures murales de la dynastie Qing avec l'exemple de la bande dessinée de la carte des traces sacrées du Kantō

Guo Jing 1, Wang Rain 2,3, Fan Xiao 1, lu shuqiang? 2,3

(1. Institut de recherche de Yungang, Datong, Shanxi 037007; 2. École de cartographie et d'information spatiale urbaine, Université d'architecture de Beijing, Beijing 102616;

3. Reconstitution fine du patrimoine architectural et surveillance de la santé Beijing City Key Lab, Beijing 102616)

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