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。     

西藏拉萨大昭寺转经廊壁画制作工艺研究

古代壁画是一定时期政治、经济、文化、艺术和科技发展水平的物质反映,因此,利用现代科技分析手段提取其信息并将之与古代文献结合,则可逆推其制作工艺和判定其制作时间,进而确定其历史价值、科学价值和艺术价值,为艺术史研究和保护修复提供信息。本工作利用拉曼光谱(Raman)、偏光显微镜(PLM)、扫描电子显微镜与能谱仪(SEM-EDS)、红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)在西藏大昭寺转经廊壁画样品分析中获取的信息,结合文献,确定西藏拉萨大昭寺转经廊壁画绘制于清代晚期至20世纪80年代之间。此幅壁画地仗使用了阿嘎土,与文献记载一致;白粉层使用立德粉、碳酸镁和方解石等,与文献记载用白胶浆或者黄胶浆相异。同时发现壁画颜料采用藏族传统绘画配色方法。     

唐张臣和墓彩绘陶质文物的拉曼光谱和X衍射分析

利用拉曼光谱和X衍射方法,对张臣和墓彩绘陶质文物颜料及胎体进行分析,结果表明各种颜料保存基本完好,为以后科学保护修复这批彩绘陶质文物提供了科学依据。同时也证明,在样品量极少的情况下,利用拉曼光谱和X衍射等方法可有效鉴别古代颜料的种类及文物胎体的成分。     

南唐二陵壁画历史保护修复材料的分析

为了确定南唐二陵壁画已有保护修复材料的种类,使用多光谱摄影技术分别对钦陵和顺陵壁画保护修复材料的分布区域进行探查,在紫外荧光图像中确定了保护修复材料的位置,通过红外光谱和热裂解-气质联用技术对材料进行了成分分析。结果表明二陵壁画所使用的保护修复材料主要为苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和聚醋酸乙烯酯,还发现少量多糖类物质,为调和地仗石灰层所使用的糯米汁。该研究表明通过多光谱摄影技术提供线索,使用红外光谱、热裂解-气质联用确定成分是一种可靠的墓葬壁画保护修复材料分析方法体系,为墓葬壁画保护修复材料的鉴别提供借鉴,也为保护修复材料在墓葬壁画中的应用效果评价和劣化机理研究提供参考。     

化隆县纳卡遗址彩陶颜料的拉曼光谱分析

本文利用拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)和X射线荧光光谱(XRF)等方法,分析了青海省化隆县纳卡遗址出土的马家窑文化及齐家文化彩陶。结果显示:马家窑文化黑彩在不同文化阶段其显色机理不同,半山阶段黑彩以磁铁矿及黑锰矿为主,且Fe/Mn比值较低,反射率最低,呈现浓翠的黑色;而马厂阶段黑彩则以赤铁矿及黑锰矿为主,Fe/Mn比值较高,反射率偏高,主波长为400~450nm,呈偏紫色的黑彩。表明马家窑文化陶工已认识到赤铁矿与黑锰矿的混合矿物颜料、含锰磁铁矿二者之间具有不同的呈色性能,并且熟练掌握了浓淡的变换规律,使之满足于彩绘的需求。齐家文化黑彩以磁铁矿为主,含有锐钛矿,主波长为650~700nm,呈偏红黄色的黑彩,表明这个阶段彩陶的烧制温度不高,彩陶文化已趋向衰落。     

新型防霉剂CM1在丝织品保护中的应用研究

为探讨新型防霉剂CM-1在丝织品保护中的效果,通过抑菌活性和模拟环境加速老化实验,检验了其用于丝织品保护中的生物活性,皿内抑菌实验表明防霉剂有很好的生物活性,且具广谱性。结合多种仪器分析,通过热老化、光老化、酸碱水解老化等方法验证防霉剂对丝织品后期安全性影响。结果表明,防霉剂能有效抑制丝织品褪色,红外光谱显示样品的化学结构没有变化,扫描电镜结果说明防霉剂可使样品对抗热老化,对样品表面有保护作用,拉力试验和X-射线衍射论证了防霉剂对丝织品的拉力强度和结晶度均没有影响。     

一件中国国家博物馆馆藏铜雕塑锈蚀产物的分析研究

铜雕塑作为现代艺术品因其历史价值、文化价值、审美价值、科技价值和时代价值被越来越多的博物馆收藏。经过岁月的洗礼,雕塑上有时也会出现锈蚀产物,锈蚀产物或影响艺术品的美感或进一步损害雕塑,因此需要对锈蚀产物进行鉴别,然后采取适合的方法将其去除。为此,通过超景深三维视频显微观察、扫描电子显微镜-能谱仪、显微激光拉曼光谱和傅立叶变换显微红外光谱对一件中国国家博物馆馆藏铜雕塑锈蚀产物进行取样分析。能谱结果表明该锈蚀产物中没有氯离子,再结合拉曼光谱和显微红外光谱结果可以确定锈蚀产物是蓝铜钠石[Na₂Cu(CO₃)₂·3H₂O]和含有钠离子和氧离子的水合甲酸铜[Cu₄Na₄O(HCOO)₈(OH)₂·4H₂O],这种铜锈蚀产物在国内报道较少。为防止它们进一步腐蚀和损害雕塑,选择使用物理方法将锈蚀产物清除。科学的检测方法和分析手段为铜雕塑保护方案的制定提供了重要信息支撑和理论依据。     

便携式近红外光纤光谱在纺织品文物纤维无损检测中的应用

利用便携式近红外光纤光谱仪,选取了棉、麻、丝、毛、聚酯及16种天然染料作为研究对象,分析了5种染色纤维的近红外光谱的特征吸收峰位。丝的amide A/Ⅱ与amide B/Ⅱ吸收带分别在2 058 nm(4 859 cm~(-1))和2 200 nm(4 545 cm~(-1)),毛的amide A/Ⅱ与amide B/Ⅱ吸收带分别在2 052 nm(4 873 cm~(-1))和2 177 nm(4 593 cm~(-1)),这两个吸收带可作为毛与丝的判据。聚酯的特征吸收在1 660 nm(6 024 cm~(-1))处,来自于聚酯纤维链段中的苯环,可作为聚酯纤维判定的依据。棉和麻的近红外光谱十分接近,无法直接识别,通过Thermo scientific TQ Analyst 8分析软件的判别分析方法(discriminant analysis)建立鉴别模型(标准样品集图谱个数分别为棉70、麻100、丝60、毛67、聚酯70,验证集图谱个数分别为棉20、麻20、丝20、毛20、聚酯20,选取波段为1 600～1 800 nm和2 000～2 100 nm),计算未知材料到每个类别中心的马氏距离,可判断未知样品与棉和麻标准样品的相似性。结果表明:模型性能指数(Performance Index)为95.649,说明模型预测准确,可快速鉴别棉和麻。此外,染料,媒染剂对纤维的特征吸收峰峰位影响较小,在实际应用中不影响判定结果。将该方法应用于四件古代或近代纺织品文物的纤维鉴定,得到了较好的光谱比对结果,并证明了该方法在纺织品文物纤维无损鉴定中的可行性和实用性。     

叶家山西周早期曾国墓地出土青铜罍的保护修复

正考古出土的青铜文物大多是破损、残缺、变形的,其表面多被较厚的锈蚀物所掩盖,仅凭肉眼观察,很难识别文物的纹饰、铭文、形制和制作工艺等信息,只有通过如X光探伤、超景深显微、拉曼光谱等科学技术手段和文物保护修复技术的介入,才能完整地揭示器物上的纹饰、铭文,恢复器物形制,保存青铜文物本体及其携带的信息,从而保证和促进其在考古学上的历史价值及深入研究。一、罍基本信息及保存现状本文讨论的罍,器物编号为2013·S·     

从光谱角度研究博物馆照明对染色丝绸的影响

光照是引起染色丝绸褪色的主要环境因素之一。为评价博物馆照明对染色丝绸的褪色影响,实验研究了博物馆常用照明LED灯、荧光灯、卤素灯对茜草、苏木、栀子、黄檗、紫草、槐米、靛蓝七种植物染料染色丝绸样品的褪色影响,从灯光的发射光谱结合染色样品的光反射率曲线角度尝试进行了分析。研究结果显示由于卤素灯在低波段的能量较低,对各种染色丝绸样品的褪色影响最小,低于常见的LED灯与荧光灯;3000K色温的灯光对褪色的影响基本上低于4000K色温的灯光。由于染料的不同,其褪色敏感波段不同,造成各种照明对其褪色影响程度有差异。因此为了更好地保护文物,博物馆照明应结合文物的特质,从照明发射光谱角度综合考虑,研发博物馆专用的照明灯具。