基于同色系光谱特征指数的壁画颜料识别方法

壁画是人类文明的瑰宝,具有极高的历史意义与艺术价值,而颜料是壁画表面信息的重要组成部分。针对壁画表面同色系颜料肉眼难以辨认的问题,提出了基于归一化光谱指数的颜料识别方法。利用地物波谱仪获取颜料的光谱反射率,覆盖波长为350~2 500 nm。通过一阶导数初步选择特征波段,利用欧氏距离作为可分性指标确定最终4个特征波段,构建归一化光谱特征指数。通过区分度来选取最优指数,区分度大于0.5则认为颜料易于区分。以绿色系颜料为例,选取氯铜矿、铜绿、绿玛瑙、绿松石、群绿、石绿、云母绿7种绿色颜料,构建了绿色系不同颜料的光谱特征指数,并以同样的方法构建了其他色系的光谱特征指数。以模拟壁画与云冈石窟06窟西壁壁画作为验证数据,利用所提出的同色系光谱特征指数、光谱角、欧氏距离、光谱特征拟合、二进制编码匹配分别进行颜料识别。结果表明所提方法能有效识别同色系颜料,对于壁画同色系颜料的快速准确识别具有实践意义。