[实用新型]基于光谱成像技术的国画真伪鉴别装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光谱成像技术的应用领域，具体涉及基于光谱成像技术的国画真伪鉴别装置。 

背景技术

目前国画的真伪鉴别主要以专家的经验鉴定方式为主，并在国内古书画鉴定领域起着相当重要的作用。经验鉴定在漫长的历史发展过程中，总结和积累了丰富的经验和知识，形成了独特的理论体系。它在书画作品风格、艺术功力等艺术形态的分析上形成了特有的方法，时至今天仍保有着巨大的应用前景。 

然而，必须看到，目前以专家经验“目鉴”为主的鉴定方法并不完善。首先，专家的经验鉴定要求专家有足够的“经验”；一名书画鉴定师的培养需要大量的相关经历和相当长时间的砺练，目前国内真正称得上国家级中国古书画鉴定的大师屈指可数。其次，书画鉴定师们可资参考的鉴定经验在传承上存在不足；由于没有确定的参考体系（标准），即使是鉴定大师毫无保留的传授鉴画经验，接受者能否有效地传承往往还取决于其“悟性”；悟性的不足会导致大师经验的失传或部分失传。再者，因为是经验鉴定，缺乏相关数据的定量描述，不同专家之间的鉴定结果往往大相径庭。最后，专家鉴定方法中，专家鉴定意见往往会受到相关利益方的干扰；虽然大部分专家都会坚守职业道德，但不能从根本上杜绝“利益鉴定”的出现。由于上述的原因，目前专家鉴定方法在某种程度上会受到质疑，不少学者尝试利用科技手段进行古书画的鉴定，摸索中国古书画的科技鉴定方式。 

目前可应用于书画鉴定的科学技术方案主要分为各种各样的光谱技术及年代推断分析技术，和基于计算机视觉的图像真伪鉴别。 

其中光谱技术和年代推断分析技术可以有效地进行书画中相关材质，包括所用纸质、颜料的年代、类别等信息的取证与鉴别。然而，这些技术取证也同样具有不完善之处。一方面是技术取证检测需要把书画中的相关部分进行采样，往往要对书画进行取样、提取（介入提取），对书画原件造成损伤。另一方面，取样通常是局部的，而且目前所采用的技术取证方法往往单纯地作材质的分析、年代的分析，仿造者利用相关的材质往往可以蒙混过关。再者，通过技术取证获取的信息通常是单纯材质的技术数据，与书画作者的特征无关。最后，目前的技术取证设备较复杂昂贵、检测复杂。 

而基于计算机视觉的图像真伪鉴别则是利用计算机模拟人的视觉感知方式，借助图像处理、计算机视觉及模式识别等技术，将作品中最具特色的对象，如提款、印鉴及书画内容等， 与原作进行对比，给出定性或定量的指标，作为人们判定该作品真伪的辅助依据。然而这种鉴别方法的主要不足是图像信息的获取是在复合可见光波段范围内，信息量不足，无法通过分析不同波长的图像得到书画相关的物理化学信息，不能从材料特性方面对真、伪作品进行区分，无法鉴别高仿作品。 

基于上述原因，目前中国古书画鉴定的科学取证方法的实用性不强，普及率不高；更重要的是中国古书画鉴定的科学取证方法尚未与传统的专家书画鉴定相结合，未能得到书画鉴定界的认可，业界相关研究工作者一直在探寻更好的、更完善的鉴定方法。 

光谱成像(Spectral Imaging)是通过成像光谱仪记录被检验物体在一定光谱范围内密集均匀分布的多个窄波段单色光的反射光亮度分布或荧光亮度分布，形成由许多单色光影像构成的光谱影像集。这些光谱影像将成像范围内任意点的空间位置及其光亮度值，真实的与被检验物体上相应物点位置、光学特性一一对应，且每一点上的光谱亮度曲线能够在一定程度上反映被检验物体上的化学成分，因此可通过光谱图像检验、鉴别物质。 

光谱成像技术按光谱分辨率不同可分为多光谱、高光谱、超光谱。其中高光谱与超光谱成像系统由于其光谱分辨率高，适用范围更广，但价格高昂，数据处理量大；而对于特定对像与工作环境，多光谱技术更加经济，数据处理更加简便且信噪比更高。 

光谱成像技术结合了光谱分析系统和空间成像系统的功能，不仅能够得到物体的形貌信息, 而且还能够得到图像中每个像素所对应的光谱信息，它既具有图像分析的高分辨率特性, 又具有光谱分析的化学成分分析功能，与单纯的图像分析或者光谱分析相比, 具有信息量更大、功能更为强大、分析方法更加灵活的特点，因此在分析处理与信息获取领域备受重视。从20世纪70年代起，光谱成像技术首先应用于航天航空遥感对地观测领域，并逐步在农业、生物医学、博物馆作品珍藏、食品检测、高精度彩色打印、计算机图形学等领域广泛应用。20世纪90年代以来，可见光波段的光谱成像技术研究成为颜色科学的研究前沿，并在颜色的再现与复制上得到了很大的发展，但应用于书画鉴别的研究仍存在着空白。