最小噪声分离变换与Haar小波变换结合的壁画线状特征增强方法

在壁画的保护与修复中,线状特征具有重要的意义。然而由于自然环境等因素的影响,壁画经常出现褪色残缺等病害,导致其线状特征难以辨认。因此,利用高光谱成像与Haar小波变换结合,提出了一种壁画线状特征增强方法。首先,对高光谱影像进行最小噪声分离(MNF)变换,选取前10波段进行MNF逆变换进行重构,实现高光谱影像的降噪处理。其次,对重构后的影像选择真彩色波段变换为灰度图像,对灰度图像进行Haar小波分解。然后,对最小噪声分离变换后的影像,利用最大平均梯度法进行最优波段选择,将最优波段利用Haar小波进行变换,利用其分解后的低频信号与灰度图像分解后的低频信号相融合,高频信号使用MNF逆变换重构后的灰度图像。最后,对优化组合的低频和高频信号进行Haar小波逆变换得到结果图像,达到增强线状特征的目的。经过与原始灰度影像、主成分分析线状特征增强方法对比,验证了线状特征增强方法的有效性。研究结果可为壁画的保护修复提供更丰富、更直观的参考信息。     

基于高光谱技术对一幅清代画信息提取研究

高光谱仪作为一种无损检测方法,其"图谱合一"的特性使很多在正射影像上无法区分的类别变得可分。因此,本研究以清代张士保《论道图》为例,利用高光谱相机采集影像,经过最小噪声分离变换、主成分变换、掩膜等处理对画作的墨线进行了提取,实现了图像增强效果,并且发现了两处人眼无法识别的隐含信息。图像增强及隐含信息的发现对书画鉴定、修复提供重要依据,并开拓了新视野。     

高光谱成像技术在故宫书画文物保护中的应用

为探讨对故宫书画文物进行整体分析、保护的方法,本研究利用研发的高光谱成像系统,对故宫博物院的部分馆藏书画文物进行分析。分析发现,高光谱成像技术在文字信息增强、隐藏信息提取、底稿线提取、颜料分析等方面有独特的优势。将高光谱成像技术用于书画文物的保护,不仅能够深度了解文物病害程度,为绘画工艺研究提供帮助,更重要的是能够为书画文物的保护修复材料选择和修复效果评估提供参考,使保护修复更加全面和科学化,同时能缩短病害调查和科学分析的时间,加快保护修复工作的进度。     

高光谱成像技术在中国古代书画分析中的应用研究综述

中国古代书画，因其年代久远，递藏情况复杂，多数屡经裁切割补、修复重装，故而有很多历史信息或被叠摞或被遮蔽，导致今人不能以肉眼直接观察而获得，而纸绢接补，墨迹、颜料、印鉴的残损也为书画研究者带来诸多悬而未决的问题。近年来，高光谱技术作为一种非侵入式的光谱成像技术，已逐步应用于各类彩绘文物中，该技术可为中国古代书画研究和保护提供更丰富的信息。本工作以文献调研为基础，简要介绍了高光谱成像的原理及技术特点，对高光谱技术在中国古代书画研究的实践进行总结，梳理了国内外研究者利用高光谱技术在书画、档案及相关彩绘文物的增强显示、物质识别、虚拟修复方面的应用案例，以期为相关研究者提供参考借鉴。     

基于流形学习与光谱解混的文物表面字迹增强——以云冈第38窟为例

文物表面的文字是了解历史的关键信息，对文物表面文字信息的探索成为文物保护的重要环节。结合流形学习与光谱解混，提出一种新的文物表面字迹增强方法。首先，利用基于流形学习的等距映射方法对预处理后的高光谱图像进行非线性降维，得到信息量最大的灰度图像；其次，分析文字与背景的光谱特征，通过多层非负矩阵分解方法得到字迹丰度图；然后，将二者进行加权平均得到字迹增强图像，再与合成真彩色影像进行HSV融合，得到字迹融合影像；最后，为更好地辨认文字，在字迹增强图像上裁剪文字并做形态学变换，得到字迹提取图。以云冈石窟第38窟的一景褪色文字高光谱图像为例进行了验证，结果表明，该方法能够有效地增强出文物表面的褪色文字，且较其他增强方法效果更好。     

馆藏唐代壁画画面霉斑清洗剂的筛选实验研究

为了有效清洗表面留有霉斑的馆藏壁画,筛选有效、安全的壁画表面清洗剂在壁画保护修复中尤为重要。本工作使用5%胰蛋白酶+清洗剂稀释液、5%中性蛋白酶+清洗液稀释液、氨才/乙醇溶液、70%乙醇溶液和去离子水五种生物和化学清洗剂,对壁画模拟霉板、提取和包裹壁画的棉纱及留有霉斑的唐代壁画表面进行清洗实验,筛选出了一种有效的生物清洗剂——胰蛋白酶清洗剂,并配合使用其它几种化学清洗剂可较为有效地清洗多数壁画表面霉斑顽渍。     

明代墨竹图轴的除霉与揭裱

在古旧书画文物揭裱修复中,经常会遇到书画表面有尘积烟熏、水渍、霉斑等现象。其中在祛霉斑的问题上一直是装裱修复人员很棘手的问题。最近,因工作关系我对河南博物院藏三级品文物——明代《墨竹图》进行揭裱保护工作中,对如何祛除霉     

基于光谱增强指数与LeNet-5的古书画褪色文字提取与识别

古书画中所记载的文字是了解历史的珍贵资料,对褪色文字进行提取和识别是挖掘和展示历史价值的基础。本工作首次提出基于光谱增强指数与LeNet-5相结合的古书画褪色文字提取与识别方法:利用高光谱成像无损检测、光谱范围广等优点,获取古书画的高光谱数据,分析文字与背景的光谱特征,构建字迹增强指数,实现古书画中褪色文字的增强;构建LeNet-5卷积神经网络,利用手写汉字集进行训练,对密度分割后的字迹图像进行自动识别。以清代画家张士保所作《论道图》中部分褪色文字为例进行了验证,文字识别的正确率为70.8%。结果表明,本工作所提出方法可有效提高古书画褪色文字提取与识别的智能化程度。     

基于近红外高光谱技术的敦煌莫高窟壁画起甲病害风险评估方法

针对敦煌莫高窟壁画起甲病害的发生发展过程,本实验采取了近红外高光谱技术进行分析和评估。高光谱技术由于其非接触、光谱信息丰富能够无损地应用于壁画的病害检测上。首先通过高光谱成像系统采集不同起甲病害程度下的壁画高光谱图像,提取出壁画从未发生起甲到碎片脱落的病害周期内各个阶段对应的光谱信息,从而建立起甲病害光谱数据库;然后分别使用偏最小二乘回归(PLSR)、主成分分析与支持向量机、主成分分析与人工神经网络三种评估模型对此光谱数据库进行训练,并且通过平均误差、决定系数的大小决定评估模型的优劣。实验结果显示PLSR取得了较好的评估结果,同时利用PLSR评估模型中的加权回归系数得到光谱中的重要波段;之后运用PLSR评估模型对未标注风险情况的壁画进行逐像素点的病害风险评估,获得壁画的起甲风险评估图。实验结果显示基于近红外高光谱技术能够对敦煌壁画起甲病害进行风险评估。     

古代书画文物上污染霉菌的分离与鉴定研究

书画文物由于组成多为有机质成分,自身抵抗环境变化能力比较差,容易被霉菌污染而产生霉斑。通过对古代书画文物霉斑上的霉菌进行分离鉴定,可以更好地了解污染古代书画文物的霉菌的特性。本实验对分离于古代书画文物表面霉斑处的22株真菌进行纯化培养,采用真菌ITS区rDNA序列进行进化分析,并通过形态分析和菌丝的显微观察进一步验证了实验的结果,确定了引起古代书画文物污染的霉菌是由多种霉菌共同作用的结果,其中包括烟曲霉、棒曲霉、意大利青霉和黑曲霉等。根据这些霉菌的生长和繁殖特性提出了相关的控制措施,以达到抑制霉菌微生物的生长,使书画文物得到妥善保护。     

透光摄影在古书画修复与研究中的应用

透光摄影由常规可见光摄影发展而来，是针对中国古书画等能被可见光穿透的文物开发的一项无损摄影检测技术。通过实践发现透光摄影在古书画的修复与研究领域具有多项作用：观察书画命纸、背纸拼接等装裱情况；发现前人加固、补缀等修复痕迹；获取画面底稿内容；强化伤况视觉效果以便于分析文物伤况病害。透光摄影能够提供直观可靠的深层视觉信息，辅助修复人员了解文物内部状态，在古书画的修复与研究中发挥重要作用。     

古书画保护修复中的二次脱色现象及预防

中国古书画源远流长,在长期的收藏和传承历史中会出现各种各样的病害,传统书画修复技术因此得到发展。在书画修复中,观察和分析作品的病害情况是制定修复计划的重要前提,但保护修复中发生的脱色现象是后出现的二次病害,在修复计划中易被忽略以致画心被破坏,失去色泽变得暗淡,甚至出现部分内容缺失,对书画伤害极大,故而对修复中的二次脱色现象进行研究并优化相关修复技术是至关重要的。本工作以实践经验为基础,对古书画修复中的二次脱色现象进行全面的阐述和研究,从材料和工艺的角度分析了病害成因,将常见的修复中人为造成的脱色现象进行了分类,提出了修复中二次脱色现象发生的预防判断标准,优化了修复技术,为古书画病害的研究、书画修复技术的优化提供参考。     

《明人仿李龙眠绢本人物卷》修复工艺探索

《明人仿李龙眠绢本人物卷》是国内一家博物馆收藏的中国古代书画作品。由于原件破损较重,画心残裂绢质酥脆并且遭到虫蛀,该画因卷舒失宜,保存不善,致使画面全面受损。修复难点包括清洗、揭褙、拼对与复原、全色等各个方面。通过逐一揭出原破洞重新补配,对折条断裂遂一加固,精细全色,原磨损模糊失神的画意已清晰可见,也充分体现了现代科学原理和传统工艺的有机结合。     

油画保护性修复与清代马口铁底板的“美国货船油画”清洗修复研究

油画保护性修复是基于对绘画材料属性研究与修复保护的一种科学阐释。为了对中国古代油画进行科学的保护和修复,以清代一件"美国货船油画"为研究对象,围绕项目检测和修复方案制定展开深入研究。采用X射线荧光光谱仪、数码显微镜、紫外荧光等仪器并结合化学试剂测试对清代外销油画结构与画面表层污渍及棕色斑点进行分析。检测结果表明,棕色斑点中铁含量较高,应为铁锈。在保护修复中,应针对画面中锈斑进行清洗修复。     

天然材料在丝织品文物清洗保护中的应用综述

以古鉴今,为发掘古代传统清洗方法中的科学、合理成分,解决现代化学洗涤剂清洗丝织品文物产生的易损伤、易残留、污染大的问题;简要回顾了皂苷、淀粉等植物活性成分,胰子、油脂等动物提取物,草木灰、天然碱等矿物质以及微生物酶等天然材料在古代日常清洗和古书画清洗中的应用记载;并简单介绍了天然材料在清洗丝织品文物血迹、脂肪等有机污染物、微生物霉斑、矿物质类无机污染物上的应用进展。清洗效果评估说明,天然材料对丝织品文物的损伤小,适用于其清洗保护,是对丝织品文物清洗保护的一个重大进步。     

吴昌硕篆书对联保留原裱绫的修复

在现今的书画修复案例中,保留具有古旧气息的优秀原装裱,将其与残破的画心一起修复的方式正日益增多。本案例为宜兴博物馆馆藏的一件《吴昌硕篆书八言联》需要保留原民国装裱进行修复。画心与原装裱皆有严重折痕、断痕,甚至断裂,天头处有缺损,包首与覆背老化酥脆。通过对材质、病害状况、原装裱特点的分析研究,为达到最佳修复效果,采用分离画心与装裱,分别进行修复再组合的方法,并在组合还原时对原装裱的不佳之处进行改进与微调,使其既恢复原有面貌,保留典雅的时代气韵,又有利于今后的收藏与保护。     

略述中国古旧绢本书画的修复

中国具有两千多年历史的书画艺术,载体一般均为缎本、绫本、绢本和纸本,由于年代久远,绢、纸老化,以及人为和自然因素,疲破成为客观趋势,然而在书画艺术的继承和保护中,形成了中国书画修复装裱的特殊工艺技术。本工作通过探索、研究和实践,总结在中国古旧绢本书画修复中,对画芯的清洗、揭芯、补洞、托芯、全色接笔等五大工序和工艺技术操作的认识体会,通过两幅画和书法作品的修复前后的对比,说明五大工艺和工艺技术操作是成功的。通过总结使感性经验提升为科学理论,可更有效地指导古旧绢本书画的修复实践。     

数字化全色接笔技术在华池双塔寺佛教版画虚拟修复中的应用

由于保存环境及人为破坏等因素的影响，中国古版画大多存在不同程度的残缺病害，艺术和研究价值受到严重破坏。为再现古代版画艺术风貌，利用基于色彩管理系统的图像采集、数字绘画、艺术微喷等技术，对甘肃华池县博物馆一幅图像严重残缺的佛教版画进行了数字化全色接笔虚拟修复。经实践验证，数字化全色接笔技术可以在不干预文物本体的基础上精准还原图形和色彩，且虚拟修复后的复制品作为图像补充，与传统修复后的文物本体共同展示时，可完善其艺术美学观感。研究结果可为书画保护修复技术发展研究提供参考。