CN107976408A - 一种文物无损检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种文物无损检测装置，所述装置包括高光谱获取单元和高光谱分析单元；所述高光谱获取单元与高光谱分析单元电连接；其中，所述高光谱获取单元包括一维高光谱获取子单元和二维扫描平台子单元；所述一维高光谱获取子单元用于获取一维文物高光谱数据；所述二维扫描平台子单元用于带动所述一维高光谱获取子单元平移，将所述一维文物高光谱数据组合成二维文物高光谱数据；所述高光谱分析单元用于分析所述二维文物高光谱数据。本发明提供的一种文物无损检测装置，获取文物高光谱数据并对此进行分析，为文物领域工作人员提供了一种智能的文物无损检测方案，提高了文物检测的可靠性和准确性，降低了文物毁损的可能性。

Description

一种文物无损检测装置
技术领域
本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种文物无损检测装置。
背景技术
文化遗产是历史与社会发展的见证、文化认同的标志、提高创新能力的源泉和体现国家文化软实力的不可再生的重要物质资源，同时也是调结构促发展、培育战略性新兴产业，实现经济社会全面、协调、可持续发展的重要战略性资源。
近三四十年来，随着科技的发展进步，越来越多的现代技术被应用与文物的保护和修复，其中无论是设备还是技术，其基本原则都是最小干预和不破坏文物原貌。但是，由于缺乏相应的技术手段提供有效支撑，绝大部分的文物检测工作仍是依赖人的经验和阅历等不确定因素，可靠性和准确性低。而任务繁重的文物检测工作，需要耗费大量的人力、物力和时间，且仍然存在对文物毁损的可能性。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的人工文物检测可靠性、准确性和安全性低的问题，提供了一种文物无损检测装置。
本发明提出一种文物无损检测装置，包括高光谱获取单元和高光谱分析单元；所述高光谱获取单元与高光谱分析单元电连接；其中，所述高光谱获取单元包括一维高光谱获取子单元和二维扫描平台子单元；所述一维高光谱获取子单元用于获取一维文物高光谱数据；所述二维扫描平台子单元用于带动所述一维高光谱获取子单元平移，将所述一维文物高光谱数据组合成二维文物高光谱数据；所述高光谱分析单元用于分析所述二维文物高光谱数据。
优选地，所述一维高光谱获取子单元包括光源模块、共光路光学模块、可见光-近红外分光器与探测器模块和短波红外分光器与探测器模块；其中，所述光源模块为线光源；所述共光路光学模块，用于将所述光源模块照射到所述文物后反射的光分为两部分，一部分进行透射，另一部分进行反射；所述可见光-近红外分光器与探测器模块用于对所述共光路光学模块反射的光中的可见光-近红外部分进行分光和高光谱数据采集；所述短波红外分光器与探测器模块用于对所述共光路光学模块透射的光中的短波红外部分进行分光和高光谱数据采集。
优选地，所述高光谱获取单元还包括文物安全防护子单元：用于对文物表面温度进行监测。。
优选地，所述高光谱分析单元包括颜料数据库子单元和颜料提取子单元；其中，所述颜料数据库子单元用于存储文物颜料光谱数据；所述颜料提取子单元根据所述文物颜料光谱数据，从所述二维文物高光谱数据中获取所述文物的颜料数据。
优选地，所述一维高光谱获取子单元还包括高光谱仪校检模块：用于获取所述一维文物高光谱数据的反射率。
优选地，还包括存储单元，所述存储单元分别与所述高光谱获取单元和高光谱分析单元电连接；所述存储单元用于保存所述高光谱获取单元获取的二维文物高光谱数据、所述文物安全防护子单元获取的文物表面温度数据和所述高光谱分析单元的分析结果。
优选地，还包括控制单元，所述控制单元与所述高光谱获取单元电连接；所述控制单元用于当所述文物安全防护子单元获取的文物表面温度高于预设温度时，控制所述高光谱获取单元停止工作。
优选地，所述二维扫描平台子单元包括龙门架结构和二维扫描运动部件，所述二维扫描运动部件装设在所述龙门架结构上方中部的水平框架上；所述一维高光谱获取子单元和文物安全防护子单元装设在所述水平框架上，在所述二维扫描运动部件带动下平移。
优选地，所述高光谱分析单元还包括线描提取子单元和符号提取子单元。
优选地，所述高光谱分析单元还包括数据输入输出模块、图像预处理模块、辐射校正模块、几何校正模块、样本光谱库模块、图像浏览模块和专题制图模块。
本发明提供的一种文物无损检测装置，获取文物高光谱数据并对此进行分析，为文物领域工作人员提供了一种智能的文物无损检测的方案，提高了文物检测的可靠性和准确性，降低了文物毁损的可能性。
附图说明
图1为本发明具体实施例的一种文物无损检测装置的整体结构示意图；
图2为本发明具体实施例的一种文物无损检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
无损检测是工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平。无损检测是指在不损害或不影响被检测对象使用性能、不伤害被检测对象内部组织的前提下，利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电和磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，借助现代化的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。
随着遥感技术的发展，高光谱遥感作为新的无损检测技术的加入，无疑为文物保护工作注入新鲜的血液，开辟一条新的高效安全的路径，也为无损检测技术的发展打开了一个非常广阔的空间。
本发明提供了一种面向文物修复的无损检测装置，通过文物高光谱成像系统获取到文物高光谱数据，并针对该数据进行文物高光谱图像分析，为文物领域工作人员提供了一种智能的文物无损检测途径。
图1为本发明具体实施例的一种文物无损检测装置的整体结构示意图，如图1所示，一种文物无损检测装置，包括高光谱获取单元11和高光谱分析单元12；所述高光谱获取单元11与高光谱分析单元12电连接；其中，所述高光谱获取单元11包括一维高光谱获取子单元111和二维扫描平台子单元112；所述一维高光谱获取子单元111用于获取一维文物高光谱数据；所述二维扫描平台子单元112用于带动所述一维高光谱获取子单元111平移，将所述一维文物高光谱数据组合成二维文物高光谱数据；所述高光谱分析单元12用于分析所述二维文物高光谱数据。
具体地，所述文物无损检测装置包括高光谱获取单元11和高光谱分析单元12两个部分，所述高光谱获取单元11获取所述文物的高光谱数据并将所述文物的高光谱数据发送给所述高光谱分析单元12，所述高光谱分析单元12接收到所述高光谱获取单元11发送的所述文物的高光谱数据后，分析所述文物的高光谱数据。
进一步地，所述高光谱获取单元11包括一维高光谱获取子单元111和二维扫描平台子单元112。
其中，所述一维高光谱获取子单元111用于获取一维的文物高光谱数据；所述二维扫描平台子单元112用于带动所述一维高光谱获取子单元111平移，因而所述一维高光谱获取子单元111获取的一维文物高光谱数据经过平移组成二维文物高光谱数据，即形成了文物的高光谱图像。
具体地，所述高光谱图像(Hyperspectral Image)为光谱分辨率在10l数量级范围内的光谱图像。遥感技术经过20世纪后半叶的发展，无论在理论上、技术上和应用上均发生了重大的变化。其中，高光谱图像技术的出现和快速发展无疑是这种变化中十分突出的一个方面。通过搭载在不同空间平台上的高光谱传感器，即成像光谱仪，在电磁波谱的紫外、可见光、近红外和中红外区域，以数十至数百个连续且细分的光谱波段对目标区域同时成像。在获得地表图像信息的同时，也获得其光谱信息，第一次真正做到了光谱与图像的结合。
本发明具体实施例中，通过获取文物高光谱数据并对此进行分析，为文物领域工作人员提供了一种智能的文物无损检测的方案，提高了文物检测的可靠性和准确性，降低了文物毁损的可能性。
基于上述具体实施例，一种文物无损检测装置，所述一维高光谱获取子单元111，在可见光近红外波段空间像元数可达1600个，单个像元尺寸为8微米，短波红外波段空间像元数可达384个个，单个像元尺寸为24微米。且样品离所述的一维高光谱获取子单元的距离为30cm，所以所述一维高光谱获取子单元111获得的空间分辨率在亚毫米级别，并且可见光近红外波段数达348个，短波红外波段达到166个，均可获得高光谱分辨率的影像。
本发明具体实施例中提供了可见光-近红外分光器与探测器模块和短波红外分光器与探测器模块像元尺寸和获取距离，提高了一维高光谱获取子单元111获取图像的分辨率。
基于上述任一具体实施例，一种文物无损检测装置，所述二维扫描平台子单元112，采用了2.5米*2.5米的工作面板。为了保证扫描文物的各点都在焦点处，必须保证所述工作面板的水平度，所以采用2cm加厚表面氧化铝板作为工作面板。
所述二维扫描平台子单元112中的二维扫描运动部件的X轴和Y轴的行程都达到2m，使其可以对大幅面的文物做到一次成像，避免了多次成像造成的环境改变而增大了处理的难度和精度。
基于上述具体实施例，一种文物无损检测装置，所述一维高光谱获取子单元111包括光源模块、共光路光学模块、可见光-近红外分光器与探测器模块和短波红外分光器与探测器模块；其中，所述光源模块为线光源；所述共光路光学模块，用于将所述光源模块照射到所述文物后反射的光分为两部分，一部分进行透射，另一部分进行反射；所述可见光-近红外分光器与探测器模块用于对所述共光路光学模块反射的光中的可见光-近红外部分进行分光和高光谱数据采集；所述短波红外分光器与探测器模块用于对所述共光路光学模块透射的光中的短波红外部分进行分光和高光谱数据采集。
具体地，所述光源模块为线光源，而线光源是由多组可拆光源模块组成，所述可拆光源模块包括卤素阵列光源模块、紫外阵列光源模块和大功率LED阵列光源模块。此外，所述线光源还具备专门设计的特殊散热结构，并采用特殊圆柱透镜而形成窄带光线。通常，线光源由于其超高亮度和柱面透镜聚光的特点，适用于各种流水线连续检测场合。
其中，卤素阵列光源模块，可以提供类太阳光的完整可见近红外谱段的光源；紫外阵列光源，可以提供紫外波段的光源，可以用于激发文物产生荧光；而大功率LED可以提供特定几个波段的光源，并且其为冷光源，相对较为安全。
所述光源模块将窄带光线照射到文物上，所述文物反射的光线通过共光路光学模块分为两部分，一部分进行反射，一部分进行透射。所述共光路光学模块为具有将入射的两波段光线分离作用的光学元件。本发明具体实施例中，所述共光路光学模块具有可见光-近红外高反射率、短波红外高透射率的光学元件。
可见光-近红外分光器与探测器模块包括可见光-近红外分光器和可见光-近红外探测器；短波红外分光器与探测器模块包括短波红外分光器和短波红外探测器。
文物反射的光线经由共光路光学模块作用后，可见光-近红外分光器与探测器模块通过可见光-近红外分光器对所述共光路光学模块反射的光谱信息中可见光-近红外部分进行分光，再投射到可见光-近红外探测器上成像，可见光-近红外探测器对上述高光谱数据进行采集。
文物反射的光线经由共光路光学模块作用后，短波红外分光器与探测器模块通过短波红外分光器对所述共光路光学模块透射的光谱信息中短波红外部分进行分光，再投射到短波红外探测器上成像，短波红外探测器对上述高光谱数据进行采集。
所述可见光-近红外分光器和短波红外分光器对光谱信息中的部分进行分光可以通过平面光栅、凹面光栅和凸面光栅等技术实现。本发明具体实施例中采用了凸面光栅技术进行分光，所述凸面光栅技术相比其他分光类型，光谱性能更好，畸变更小，更适合空间技术小型化和轻型化的发展方向。
本发明具体实施例中提出了一维高光谱获取子单元111的结构，提高了文物高光谱数据获取的准确性。
基于上述任一具体实施例，一种文物无损检测装置，所述高光谱获取单元11还包括文物安全防护子单元：用于对文物表面温度进行监测。
具体地，所述高光谱获取单元11还包括文物安全防护子单元，所述文物安全防护子单元在所述高光谱获取单元11工作过程中，对文物表面温度进行监测。
所述文物安全防护子单元通过非接触式红外测温仪获取文物表面温度。其中，所述非接触式红外测温仪通过测量目标表面所辐射的红外能量来确定表面温度。
本发明具体实施例中，提出文物安全防护子单元用于监测文物表面温度，避免了在高光谱获取过程中由于高温造成的文物毁损，进一步增强了文物无损检测的安全性。
基于上述任一具体实施例，一种文物无损检测装置，所述高光谱分析单元12包括颜料数据库子单元和颜料提取子单元；其中，所述颜料数据库子单元用于存储文物颜料光谱数据；所述颜料提取子单元根据所述文物颜料光谱数据，从所述文物的高光谱数据中获取所述文物的颜料数据。
具体地，所述颜料数据库子单元为标准光谱数据文物颜料光谱库，所述颜料数据库子单元提供的文物颜料光谱数据是有代表性的、能反映不同颜料光谱特征的、可供对比的、规范化的高光谱分辨率的光谱。所述颜料数据库子单元包括矿石颜料数据库和化学颜料数据库。
进一步地，本发明具体实施例中，所述颜料数据库子单元提供的文物颜料光谱数据是利用美国Spectral Evolution公司的PSR-3500便携式地物光谱仪，采集大量的颜料在400-2500nm波段范围内的光谱，并经过一定的预处理，从而修正因环境和仪器本身对光谱的影响，并将其写入数据库，用于后期颜料样本分析处理。
所述颜料提取子单元根据所述颜料数据库子单元中保存的文物颜料光谱数据，对所述高光谱获取单元11采集的文物高光谱数据进行分析，并从中获取的所述文物的颜料数据。
进一步地，所述颜料提取子单元通过应用光谱匹配(SAM)、监督分类、非监督分类和成分分析等具体实现方法实现对所述文物颜料数据的提取。
本发明具体实施例中，根据颜料数据库对文物高光谱数据进行分析，并获取其颜料数据，为文物领域工作人员提供了一种智能的文物颜料信息的无损检测方案。
基于上述任一具体实施例，一种文物无损检测装置，所述一维高光谱获取子单元111还包括高光谱仪校检模块；所述高光谱仪校检模块，通过标准板获取所述一维文物高光谱数据的反射率。
具体地，所述可见光-近红外分光器与探测器模块和短波红外分光器与探测器模块所获取的数据为像元亮度值，其本身并不具有物理意义，需要通过高光谱仪校检模块，将其转化为反射率，该数据才能够反映样本的物理化学性质，便于后续分析处理。
高光谱仪校检模块，采用已知各个波段反射率已知的标准板，通过如下公式求得样本各个波段的反射率。
式中，ρ反为文物高光谱数据的反射率，ρ标准板为标准板的反射率；DN样本为文物高光谱数据的DN值，DN标准板为标准板的DN值。
基于上述任一具体实施例，一种文物无损检测装置，还包括存储单元，所述存储单元分别与所述高光谱获取单元11和高光谱分析单元12电连接；所述存储单元用于保存所述高光谱获取单元11获取的二维文物高光谱数据、所述文物安全防护子单元获取的文物表面温度数据和所述高光谱分析单元12的分析结果。
具体地，在高光谱获取单元11运行过程中，通过二维扫描平台子单元112用于带动所述一维高光谱获取子单元111平移，将所述一维高光谱获取子单元111获取的一维文物高光谱数据组合成二维文物高光谱数据，并将所述二维文物高光谱数据保存在存储单元中。
高光谱分析单元12执行分析前，从存储单元中提取需要的二维文物高光谱数据，并将分析后获取的分析结果保存在存储单元中。
此外，在高光谱获取单元11运行过程中，文物安全防护子单元执行文物表面温度检测工作，并将获取的实时文物表面温度数据保存在存储单元中。
本发明具体实施例中提出了存储单元，为文物高光谱图像的分析提供了数据支持。
基于上述任一具体实施例，一种文物无损检测装置，还包括控制单元所述控制单元与所述高光谱获取单元11电连接；所述控制单元用于当所述文物安全防护子单元获取的文物表面温度高于预设温度时，控制所述高光谱获取单元11停止工作。
具体地，所述文物安全防护子单元在所述高光谱获取单元11工作过程中，对文物表面温度进行监测。当监测到的温度高于预设温度时，所述文物安全防护子单元发出警报，并将警报信号发送给控制单元，由控制单元发出指令，控制高光谱获取单元11停止工作。
本发明具体实施例中，基于温度控制避免了在高光谱获取过程中由于高温造成的文物毁损，进一步增强了文物无损检测的安全性。
基于上述任一具体实施例，一种文物无损检测装置，所述二维扫描平台子单元112包括龙门架结构和二维扫描运动部件，所述二维扫描运动部件装设在所述龙门架结构上方中部的水平框架上；所述一维高光谱获取子单元111和文物安全防护子单元装设在所述水平框架上，在所述二维扫描运动部件带动下平移。
具体地，所述幅面二维扫描平台子单元112为龙门架结构，所述龙门架结构包括两个相对设置的竖直架体和一水平框架，两个竖支架体的顶端由所述水平框架连接。所述水平框架上装设有二维扫描运动部件、一维高光谱获取子单元111和文物安全防护子单元，所述二维扫描运动部件带动所述一维高光谱获取子单元111和文物安全防护子单元平移，因而所述一维高光谱获取子单元111获取的一维文物高光谱数据经过平移组成二维文物高光谱数据，即形成了文物的高光谱图像。
进一步地，所述一维高光谱获取子单元111中的光源模块，跟随共光路光学模块、可见光-近红外分光器与探测器模块和短波红外分光器与探测器模块，通过二维扫描运动部件带动运动，保证了所述光源模块在各个扫描点的入射亮度恒定不变。
进一步地，所述二维扫描运动部件带动所述一维高光谱获取子单元111和文物安全防护子单元动作的方法有多种，例如通过步进电机带动皮带或者齿条传动。
本发明具体实施例中，提出了通过一维高光谱获取二维高光谱数据的实现装置，简化了文物检测工作的操作手段。
基于上述任一具体实施例，一种文物无损检测装置，所述高光谱分析单元12还包括线描提取子单元和符号提取子单元。进一步地，所述高光谱分析单元12还包括数据输入输出模块、图像预处理模块、辐射校正模块、几何校正模块、样本光谱库模块、图像浏览模块和专题制图模块。
具体地，高光谱分析单元中，数据输入输出模块用于文物高光谱图像数据及非成像的文物光谱数据读取、保存、关闭和退出等基本操作。该模块包含的功能有：打开图像、保存图像、关闭图像、打印和退出等。
图像预处理模块，用于文物高光谱图像的快速预处理。该模块包含自动拼接、旋转、裁剪、图像增强、图像拉伸和降噪等具体功能。
辐射校正模块用于纠正文物高光谱图像辐射亮度的失真或畸变，改善图像质量。该模块包含暗电流去除、绝对辐射校正、相对辐射校正和反射率转换等功能。
几何校正模块用于对文物高光谱图像歪曲、拉伸等几何变形的纠正，还原文物的几何形态。该模块通过几何模型建立、位置参数获取和几何纠正等功能实现几何校正。
样本光谱库模块包含了采集的各种颜料光谱信息库，同时允许用户添加自己的光谱库，对光谱信息进行重采样和平滑等操作。该模块包含了新建光谱库、打开光谱库、光谱采样和光谱平滑等具体功能。
图像浏览模块即图像信息可视化展示的模块，既可以分波段地展示文物图像在各个波段的成像信息，也可以进行彩色合成以突出特定的感兴趣信息。该模块包含了波段浏览和彩色合成等具体实现方法。
专题制图模块包括颜料提取子单元、线描提取子单元和符号提取子单元。
其中，颜料提取模块子单元，在上述颜料光谱库子单元的基础上，使用了光谱匹配(SAM)、监督分类、非监督分类和成分分析等具体实现方法。
线描提取子单元用于快速、准确、无损地对文物中的起稿线等线描进行分析与提取。该模块包含了分波段显示、彩色合成、PCA和MNF等具体实现方法。
符号提取子单元用于对文物中的各种象征性的符号进行准确快速的提取。该模块包含了光谱解混和成分分析(PCA)等具体实现方法。
为了更好地理解与应用本发明提出的一种文物无损检测装置，本发明进行以下示例，且本发明不仅局限于以下示例。
首先，一种文物无损检测装置，包括：高光谱获取单元11、高光谱分析单元12、存储单元和控制单元。其中，所述高光谱获取单元11包括一维高光谱获取子单元111、二维扫描平台子单元112和文物安全防护子单元；所述高光谱分析单元12包括颜料数据库子单元、颜料提取子单元、线描提取子单元和符号提取子单元。
进一步地，所述一维高光谱获取子单元111包括光源模块、共光路光学模块、可见光-近红外分光器与探测器模块、短波红外分光器与探测器模块和高光谱仪校检模块。
所述二维扫描平台子单元112包括龙门架结构和二维扫描运动部件，所述二维扫描运动部件、一维高光谱获取子单元111和文物安全防护子单元装设在所述龙门架结构上方中部的水平框架上。
所述文物无损检测装置对文物进行检测时，首先，光源模块将窄带光线照射到文物上，所述文物反射的光线通过共光路光学模块分为两部分，一部分进行反射，一部分进行透射。
随后，通过共光路光学模块反射的光线，经由可见光-近红外分光器与探测器模块将光谱信息中可见光-近红外部分进行分光，再投射成像，对可见光-近红外部分的高光谱数据进行采集。
同时，通过共光路光学模块透射的光线，经由短波红外分光器与探测器模块将光谱信息中短波红外部分进行分光，再投射成像，对短波红外部分的高光谱数据进行采集。
一维高光谱数据采集完毕后，高光谱仪校检模块将所述一维高光谱数据转化为反射率，二维扫描运动部件带动一维高光谱获取子单元111和文物安全防护子单元平移，一维高光谱获取子单元111再次执行高光谱数据，直到二维扫描运动部件带动一维高光谱获取子单元111完成整个文物高光谱数据的获取，随后将二维文物高光谱数据发送给存储单元。
在所述文物高光谱数据获取的过程中，控制文物安全防护子单元对文物表面温度进行监测，并将监测所得的温度数据发送给存储单元。当监测到的温度高于预设温度时，所述文物安全防护子单元发出警报，并将警报信号发送给控制单元，由控制单元发出指令，控制高光谱获取单元11停止工作。
所述文物高光谱数据的获取完成后，存储单元将二维文物高光谱数据发送给高光谱分析单元12。
随后，高光谱分析单元12根据颜料数据库子单元中储存的颜料数据，通过颜料提取子单元分析获取文物高光谱数据中的颜料数据。
与此同时，高光谱分析单元12中的线描提取子单元和符号提取子单元分别根据所述文物高光谱数据获取文物的线描数据和符号数据。
最后，高光谱分析单元12将分析获取的文物颜料数据、线描数据和符号数据传输给存储单元保存。
基于上述任一具体实施例，图2为本发明具体实施例的一种文物无损检测装置的结构示意图。如图2所示，一种文物无损检测装置，该装置包括文物高光谱数据获取单元21、文物颜料数据库单元22和文物高光谱图像分析单元23；所述文物颜料数据库单元22存储于文物高光谱图像分析单元23中。
进一步地，所述高光谱数据获取单元21，包括共光路光学子单元211，可见光-近红外分光器和探测器子单元212、短波红外分光器和探测器子单元213、光源子单元216、高光谱仪校检子单元218、大幅面二维扫描平台子单元214、采集控制数据存储子单元215和文物安全防护子单元217。
所述可见光-近红外分光器和探测器子单元212和短波红外分光器和探测器子单元213分别与所述共光路光学子单元211和采集控制数据存储子单元215连接。采集控制数据存储子单元215用于控制可见光-近红外分光器和探测器子单元212和短波红外分光器和探测器子单元213，并保存其获取的高光谱数据。
所述大幅面二维扫描平台子单元214采用龙门架的方式，所述共光路光学子单元211、可见光-近红外分光器和探测器子单元212、短波红外分光器和探测器子单元213、光源子单元216和文物安全防护子单元217固定在龙门架上方中部位置，跟随大幅面二维扫描平台子单元214中的二维扫描运动部件一起运动。所述采集控制数据存储子单元215和高光谱仪校检子单元218分别设置于大幅面二维扫描平台子单元214的平台上。
所述光源子单元216与采集控制数据存储子单元215连接。采集控制数据存储子单元215控制光源子单元216的开关。
所述文物安全防护子单元217与采集控制数据存储子单元215连接，对文物表面的文物表面的温度进行监测，同时将数值上传采集控制数据存储子单元215，当出现异常则触动自带的报警装置进行报警，并控制光源子单元216关闭。
所述高光谱仪校检子单元218，采用标准板，用于计算高光谱数据的反射率。
所述文物颜料数据库单元22，包括矿石颜料数据库子单元221和化学颜料数据库子单元222。所述文物颜料数据库是标准光谱数据文物颜料光谱库，它提供的文物颜料光谱数据应是有代表性的、能反映不同颜料光谱特征的、可供对比的、规范化的高光谱分辨率的光谱。
所述文物高光谱图像分析单元23，包括颜料提取子单元231、线描提取子单元232和符号提取子单元233，由十一个功能模块组成，即：数据输入输出模块(文件)、图像预处理模块(基本工具)、辐射校正模块、几何校正模块、样本光谱库模块、图像浏览模块、颜料提取模块、线描提取模块、符号提取模块、专题制图模块和帮助模块。
所述文物颜料数据库单元22和文物高光谱图像分析单元23存储于采集控制数据存储子单元215中，文物高光谱图像分析单元23将文物高光谱数据获取单元21获取的高光谱数据，利用文物颜料数据库单元22所提供的先验知识进行分析，并将得到的分析结果显示与保存于采集控制数据存储子单元215中。
本发明具体实施例中，通过文物高光谱数据获取单元采集文物高光谱影像并配合所述的文物颜料数据库对该高光谱影像进行智能分析，为文物领域工作人员提供了一种智能的文物无损检测的方案。
本发明通过获取文物高光谱数据并对此进行分析，为文物领域工作人员提供了一种智能的文物无损检测的方案，提高了文物检测的可靠性和准确性，降低了文物毁损的可能性。
最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种文物无损检测装置，其特征在于，包括高光谱获取单元和高光谱分析单元；所述高光谱获取单元与高光谱分析单元电连接；
其中，所述高光谱获取单元包括一维高光谱获取子单元和二维扫描平台子单元；
所述一维高光谱获取子单元用于获取一维文物高光谱数据；
所述二维扫描平台子单元用于带动所述一维高光谱获取子单元平移，将所述一维文物高光谱数据组合成二维文物高光谱数据；
所述高光谱分析单元用于分析所述二维文物高光谱数据。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一维高光谱获取子单元包括光源模块、共光路光学模块、可见光-近红外分光器与探测器模块和短波红外分光器与探测器模块；
其中，所述光源模块为线光源；
所述共光路光学模块，用于将所述光源模块照射到所述文物后反射的光分为两部分，一部分进行透射，另一部分进行反射；
所述可见光-近红外分光器与探测器模块用于对所述共光路光学模块反射的光中的可见光-近红外部分进行分光和高光谱数据采集；
所述短波红外分光器与探测器模块用于对所述共光路光学模块透射的光中的短波红外部分进行分光和高光谱数据采集。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高光谱获取单元还包括文物安全防护子单元：用于对文物表面温度进行监测。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高光谱分析单元包括颜料数据库子单元和颜料提取子单元；
其中，所述颜料数据库子单元用于存储文物颜料光谱数据；
所述颜料提取子单元根据所述文物颜料光谱数据，从所述二维文物高光谱数据中获取所述文物的颜料数据。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述一维高光谱获取子单元还包括高光谱仪校检模块：用于获取所述一维文物高光谱数据的反射率。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括存储单元，所述存储单元分别与所述高光谱获取单元和高光谱分析单元电连接；
所述存储单元用于保存所述高光谱获取单元获取的二维文物高光谱数据、所述文物安全防护子单元获取的文物表面温度数据和所述高光谱分析单元的分析结果。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元与所述高光谱获取单元电连接；
所述控制单元用于当所述文物安全防护子单元获取的文物表面温度高于预设温度时，控制所述高光谱获取单元停止工作。
8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述二维扫描平台子单元包括龙门架结构和二维扫描运动部件，所述二维扫描运动部件装设在所述龙门架结构上方中部的水平框架上；
所述一维高光谱获取子单元和文物安全防护子单元装设在所述水平框架上，在所述二维扫描运动部件带动下平移。
9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述高光谱分析单元还包括线描提取子单元和符号提取子单元。
10.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述高光谱分析单元还包括数据输入输出模块、图像预处理模块、辐射校正模块、几何校正模块、样本光谱库模块、图像浏览模块和专题制图模块。
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