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基于高光谱成像的纸质文物“狐斑”检测方法研究
被引量：
8
1
作者
戴若辰
唐欢
+5 位作者
汤斌
赵明富
代理勇
赵雅
龙邹荣
钟年丙
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期1567-1571,共5页
受保存条件影响,很多纸质文物表面会形成狐斑(foxing),如果不能进行有效监测和科学判断,会进而影响纸质文物安全。纸质文物狐斑病害检测存在滞后性、主观性等问题,对于书画藏品被墨色、颜料及印章等覆盖的区域更是难以通过肉眼进行识别...
受保存条件影响,很多纸质文物表面会形成狐斑(foxing),如果不能进行有效监测和科学判断,会进而影响纸质文物安全。纸质文物狐斑病害检测存在滞后性、主观性等问题,对于书画藏品被墨色、颜料及印章等覆盖的区域更是难以通过肉眼进行识别,因此,基于文物的预防性保护理念,亟待开发对于狐斑高效、精确识别的无损检测技术。可见光-近红外高光谱图像结合了光谱和图像,包含丰富的空间信息与光谱信息,可以实现无损批量地平面采集样本光谱信息。该研究提出一种基于高光谱成像技术检测纸质文物狐斑的快速识别方法,获取模拟纸质文物在360~970nm的高光谱图像,因360~450nm受噪声影响过大,所以选择剔除这部分光谱数据;选取感兴趣区域并获取相应的平均光谱反射率,比较健康区域与被狐斑感染区域,发现两者的光谱曲线存在差异;在450~600nm附近,受狐斑影响区域比健康区域的光谱反射率偏高,并在600nm附近出现波峰形态;而在600~900nm范围内,被感染区域与健康区域的光谱都趋于平稳,两者之间差异逐渐减小。选取从特征波长对应的图像中提取的特征信息建立图像识别模型,运用波段运算观察狐斑图像特征,狐斑的大小和分布情况都能清晰地显示,但与印章和墨迹重叠部分,狐斑被印章和墨迹遮盖,难以识别;利用最小噪声分离,虽然不同部分有重叠,但能发现仅凭肉眼难以识别的隐藏的狐斑;180条高光谱数据(450~970nm)建立狐斑判别模型,随机地分为120条数据为训练集,60条数据为测试集,应用K-近邻法与BP神经网络建立纸质文物狐斑光谱判别模型,总体上两种方法对狐斑判别率分别达到73.3%和85%;BP神经网络相较于K-近邻模型,总体判别率更高,识别效果也更好。结果表明,利用高光谱成像可高效准确识别纸质文物狐斑,为后续研究狐斑分布发展提供可靠的技术手段,也为博物馆馆藏文物的保存提供指导意见。
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关键词
纸质文物
狐斑
高光谱图像
光谱
机器学习分类
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职称材料
基于聚合物薄膜的光纤Bragg光栅甲醇传感器
2
作者
贺超
刘志成
+5 位作者
姚建南
武惠华
钟年丙
曾檀
唐欢
解泉华
《压电与声光》
CAS
北大核心
2023年第3期439-444,449,共7页
为了稳定准确地检测甲醇蒸汽浓度,该文提出了一种基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的光纤Bragg光栅(FBG)甲醇传感器。首先使用氢氟酸腐蚀部分包层,在栅区表面涂覆一层PMMA薄膜;然后构建测量系统,建立了传感器检测甲醇蒸汽的理论模型;最...
为了稳定准确地检测甲醇蒸汽浓度,该文提出了一种基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的光纤Bragg光栅(FBG)甲醇传感器。首先使用氢氟酸腐蚀部分包层,在栅区表面涂覆一层PMMA薄膜;然后构建测量系统,建立了传感器检测甲醇蒸汽的理论模型;最后引入温度补偿单元,消除温度对甲醇蒸汽浓度测量产生的影响。实验研究了PMMA薄膜厚度和温湿度对传感器灵敏度的影响,测试了传感器的响应时间、选择敏感性和检测下限。研究结果表明,在甲醇质量浓度为20~160 mg/L时,传感器的中心波长漂移与浓度间具有线性关系(线性系数R2=0.992)。在温度20~40℃,相对湿度40%~80%时,传感器能够准确检测甲醇蒸汽浓度的变化,其灵敏度为0.292 pm/(mg·L^(-1)),相对误差为9.3%,检测下限为20 mg/L。
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关键词
甲醇
聚甲基丙烯酸甲酯
光纤Bragg光栅(FBG)
温度补偿
灵敏度
检测
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职称材料
题名
基于高光谱成像的纸质文物“狐斑”检测方法研究
被引量：
8
1
作者
戴若辰
唐欢
汤斌
赵明富
代理勇
赵雅
龙邹荣
钟年丙
机构
重庆
理工大学
重庆中国三峡博物馆
重庆
第二师范学院
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期1567-1571,共5页
基金
国家重点研发计划专项(2020YFC1522500)
国家自然科学基金青年科学基金项目(61805029)资助。
文摘
受保存条件影响,很多纸质文物表面会形成狐斑(foxing),如果不能进行有效监测和科学判断,会进而影响纸质文物安全。纸质文物狐斑病害检测存在滞后性、主观性等问题,对于书画藏品被墨色、颜料及印章等覆盖的区域更是难以通过肉眼进行识别,因此,基于文物的预防性保护理念,亟待开发对于狐斑高效、精确识别的无损检测技术。可见光-近红外高光谱图像结合了光谱和图像,包含丰富的空间信息与光谱信息,可以实现无损批量地平面采集样本光谱信息。该研究提出一种基于高光谱成像技术检测纸质文物狐斑的快速识别方法,获取模拟纸质文物在360~970nm的高光谱图像,因360~450nm受噪声影响过大,所以选择剔除这部分光谱数据;选取感兴趣区域并获取相应的平均光谱反射率,比较健康区域与被狐斑感染区域,发现两者的光谱曲线存在差异;在450~600nm附近,受狐斑影响区域比健康区域的光谱反射率偏高,并在600nm附近出现波峰形态;而在600~900nm范围内,被感染区域与健康区域的光谱都趋于平稳,两者之间差异逐渐减小。选取从特征波长对应的图像中提取的特征信息建立图像识别模型,运用波段运算观察狐斑图像特征,狐斑的大小和分布情况都能清晰地显示,但与印章和墨迹重叠部分,狐斑被印章和墨迹遮盖,难以识别;利用最小噪声分离,虽然不同部分有重叠,但能发现仅凭肉眼难以识别的隐藏的狐斑;180条高光谱数据(450~970nm)建立狐斑判别模型,随机地分为120条数据为训练集,60条数据为测试集,应用K-近邻法与BP神经网络建立纸质文物狐斑光谱判别模型,总体上两种方法对狐斑判别率分别达到73.3%和85%;BP神经网络相较于K-近邻模型,总体判别率更高,识别效果也更好。结果表明,利用高光谱成像可高效准确识别纸质文物狐斑,为后续研究狐斑分布发展提供可靠的技术手段,也为博物馆馆藏文物的保存提供指导意见。
关键词
纸质文物
狐斑
高光谱图像
光谱
机器学习分类
Keywords
Paper cultural relics
Foxing
Hyperspectral images
Spectrum
Machine learning classification
分类号
TN29 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
基于聚合物薄膜的光纤Bragg光栅甲醇传感器
2
作者
贺超
刘志成
姚建南
武惠华
钟年丙
曾檀
唐欢
解泉华
机构
重庆
理工大学光纤传感与光电检测
重庆
市
重点
实验室智能光纤感知技术
重庆
市高校工程
研究
中心
重庆
理工大学两江国际学院
重庆中国三峡博物馆馆藏文物有害生物控制研究国家文物局重点科研基地
出处
《压电与声光》
CAS
北大核心
2023年第3期439-444,449,共7页
基金
重庆市教委科学技术研究计划重大基金资助项目(KJZD-M202201101)
国家自然科学基金面上基金资助项目(52176178、51876018)
+1 种基金
重庆市技术创新与应用发展专项基金资助项目(cstc2020jscx-msxmX0097)
重庆理工大学研究生创新基金资助项目(gzlcx20222031)。
文摘
为了稳定准确地检测甲醇蒸汽浓度,该文提出了一种基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的光纤Bragg光栅(FBG)甲醇传感器。首先使用氢氟酸腐蚀部分包层,在栅区表面涂覆一层PMMA薄膜;然后构建测量系统,建立了传感器检测甲醇蒸汽的理论模型;最后引入温度补偿单元,消除温度对甲醇蒸汽浓度测量产生的影响。实验研究了PMMA薄膜厚度和温湿度对传感器灵敏度的影响,测试了传感器的响应时间、选择敏感性和检测下限。研究结果表明,在甲醇质量浓度为20~160 mg/L时,传感器的中心波长漂移与浓度间具有线性关系(线性系数R2=0.992)。在温度20~40℃,相对湿度40%~80%时,传感器能够准确检测甲醇蒸汽浓度的变化,其灵敏度为0.292 pm/(mg·L^(-1)),相对误差为9.3%,检测下限为20 mg/L。
关键词
甲醇
聚甲基丙烯酸甲酯
光纤Bragg光栅(FBG)
温度补偿
灵敏度
检测
Keywords
methanol
polymethyl methacrylate
fiber Bragg grating(FBG)
temperature compensation
sensitivity
detection
分类号
TN384 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于高光谱成像的纸质文物“狐斑”检测方法研究
戴若辰
唐欢
汤斌
赵明富
代理勇
赵雅
龙邹荣
钟年丙
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于聚合物薄膜的光纤Bragg光栅甲醇传感器
贺超
刘志成
姚建南
武惠华
钟年丙
曾檀
唐欢
解泉华
《压电与声光》
CAS
北大核心
2023
0
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职称材料
已选择
0
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引证文献
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