高光谱图像是将成像技术和光谱技术相结合的多维信息检测技术，它能够同时探测目标的二维几何空间与一维光谱信息，获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。我们可以根据获得的高光谱数据，分析得到具有诊断性意义的物质光谱特征，建立代表物质特性的”指纹光谱”(每种物质都有的自己独特的光谱特征)，接着便可以针对高光谱图像中每个像元的光谱反射率曲线，基于光谱匹配与特征分析，利用光谱信息直接识别目标物质。
文物中，消失的文字、脱落的颜料，由于他们拥有自己独特的光谱特征，而高光谱图像的特点在于极高的光谱分辨率和空间分辨率，只要其留有微弱的信号，我们就可以根据光谱特征将其探测出来、并标明在什么位置;在政策的推动下，我国文物修复工作取得了明显突破，-批质量上乘的科学分析仪器被运用到了修复工作中。高光谱拥有曾可捕获物质的”指纹光谱“”这一特性，在文物修复过程中发挥着越来越重要的作用。本文将介绍一些美国S0C系列文物高光谱成像系统在国外文物保护领域的一些典型应用范例。
一，毕加索名画“Blue Room”涂料成分分析
英文名称:Reflectance imaging spectroscopy and synchrotron radiation X?ray fluorescence mapping used in a technical study of TheBlue Room by Pablo Picasso.
美国菲利普斯收藏馆/美国阿姆斯特丹国立博物馆自然保护部
图1毕加索名画“Blue Room”平面图
图2毕加索名画”Blue Room”斜面纹理图
图3 a为1500-1650nm处显示的隐藏图像;b为2100-2400nm处纹理特性
图4 Prussian blue, ultramarine blue, lead white, zinc white,viridian green,and vermilion red等不同色素灰度图像
二、梵高名画鸢尾花与玫瑰”(Van Gogh: lrises and Roses)材料分析研究
英文名称:Van Gogh’s lrises and Roses: the contribution of chemical analyses and imaging to the assessment of color changes in thered lake pigments
美国纽约大都会艺术博物馆
画作简介:
文森特.梵高:《鸢尾花》(lrises)(1890);尺寸:73.7×92.1cm，纽约大都会艺术博物馆馆藏;
文森特，梵高:《玫瑰》(Roses)(1890);尺寸:93x74cm，纽约大都会艺术博物馆馆藏。
图1《鸢尾花》
图2《玫瑰》
图3《莺尾花》平面图(ā);基于荧光光谱的Pb(b)、Zn(c)、Co(d)、and Br(e)等元素的图像分割
图4《玫瑰》平面图(a);基于荧光光谱的Pb(b)、Zn(c)、Co(d)、and Br(e)等元素的图像分割
图5 a、b、c、d分别展示不同区域的细节成分与对应漫反射光谱
三、毕加索名画“Picasso’s Peonies”《牡丹》材料鉴别分析
英文名称:Visible and infrared imaging spectroscopy of paintings and improved rflectography
美国国家美术馆科学研究部
画作简介:Picasso’s Peonies《牡丹》作者:(西班牙)巴勃罗·鲁伊斯·毕加索，创作年代:1901年
图1a:Picasso’sPeonies《牡丹》彩色图;b:不同涂料的分类提取图;c:不同涂料的反射光谱图
图2 a:Picasso’s Peonies《牡丹》彩色图;b:800，750，and 700 nm假彩色图像;c:不同标记点的光谱
图3:Madonna and Child with Four Angels画像处理
目前文物鉴定的传统方法中很多是有损或微损的，需取样才能分析;而且，有损测试的分析结果只局限于测试点或取样点，而不能完全代表未测试部位的信息。高光谱成像技术能同时提供待测物整体的图像和光谱信息，可以对目标物进行高光谱识别和分类;其具有快速测量能进行精细分类与识别等优点，且对文物无损伤，在文物分析领域具有广阔的应用前。
