RU2403559C1 - Diagnostic method of internal images in art pictures - Google Patents
Diagnostic method of internal images in art pictures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2403559C1 RU2403559C1 RU2009120969/28A RU2009120969A RU2403559C1 RU 2403559 C1 RU2403559 C1 RU 2403559C1 RU 2009120969/28 A RU2009120969/28 A RU 2009120969/28A RU 2009120969 A RU2009120969 A RU 2009120969A RU 2403559 C1 RU2403559 C1 RU 2403559C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- optical
- spectral
- reflected
- intensity
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области реставрационной и криминалистической техники и может быть использовано для бесконтактного и неразрушающего анализа скрытого цветного или черно-белого изображения как в художественных картинах, так и документах.The invention relates to the field of restoration and forensic technology and can be used for non-contact and non-destructive analysis of a hidden color or black and white image both in art paintings and documents.
Изобретение предназначено для идентификации художественных картин, икон на основе получения трехмерного цветного или черно-белого оптического изображения слоистых структур краски с помощью технологии оптической низкокогерентной томографии.The invention is intended to identify art paintings, icons based on the production of three-dimensional color or black and white optical images of layered paint structures using optical low-coherence tomography technology.
Известен способ диагностики и идентификации художественных картин, основанный на зондировании изображения в УФ-области излучения. Флуоресценция под действием УФ-излучения используется для общей оценки степени сохранности картин (см. Сильченко Т.Н. Исследование картин рентгеновскими и ультрафиолетовыми лучами. В кн. Реставрация и исследование художественных памятников. М., 1955, с.6-21). С помощью данного метода возможно выявить обесцвеченные или потускневшие пигменты, наличие реставрационных вмешательств.A known method for the diagnosis and identification of art paintings based on sounding images in the UV radiation region. Fluorescence under the influence of UV radiation is used for a general assessment of the degree of preservation of paintings (see T. Silchenko. Study of paintings by X-ray and ultraviolet rays. In the book. Restoration and study of artistic monuments. M., 1955, pp. 6-21). Using this method, it is possible to detect discolored or faded pigments, the presence of restoration interventions.
Однако ультрафиолетовое излучение даже длинноволнового диапазона (УФА - диапазон длин волн 320-400 нм) проникает в краску на глубину менее 100 микрон, кроме того, ультрафиолетовое излучение вызывает фотохимическое обесцвечивание красок (фотобличинг), т.е. способ является разрушающим.However, ultraviolet radiation of even the long-wavelength range (UVA - wavelength range of 320-400 nm) penetrates the paint to a depth of less than 100 microns, in addition, ultraviolet radiation causes photochemical discoloration of the colors (photobleaching), i.e. the method is destructive.
Известен способ диагностики и идентификации художественных картин, основанный на зондировании изображения, получаемого при использовании рентгеновского излучения, что позволяет судить о материале основы, пигментов, изменениях и повреждениях живописного полотна, реставрационных вмешательствах (см. Башмакова Л.И. Рентгенографическое исследование произведений живописи. Сообщения/ВЦНИЛКР. М., 1971, т.27, с.2-26). В настоящее время используемое оборудование, например, фирмы «Gilardoni» позволяет проводить рентгенографические исследования картин любого типа, в том числе, написанных пигментами с низким уровнем поглощения (акриловые красители).A known method for the diagnosis and identification of artistic paintings, based on sensing images obtained using x-ray radiation, which makes it possible to judge the base material, pigments, changes and damage to the painting, restoration interventions (see Bashmakova L.I. X-ray study of painting. Messages / VTsNILKR. M., 1971, v.27, p.2-26). Currently used equipment, for example, the company "Gilardoni" allows you to carry out x-ray studies of paintings of any type, including those written with low absorption pigments (acrylic dyes).
Однако даже при использовании рентгеновских томографов невозможно извлечь информацию о пространственном распределении красок по глубине картины из-за пространственного разрешения, не превышающего несколько миллиметров, кроме того, рентгеновская диагностика не позволяет идентифицировать цвет красок.However, even when using X-ray tomographs, it is impossible to extract information about the spatial distribution of paints along the depth of the picture due to spatial resolution not exceeding a few millimeters, in addition, X-ray diagnostics do not allow to identify the color of the paints.
Известен способ диагностики при использовании электронного микроскопа, позволяющий получать информацию о качественном и количественном составе материалов неорганической природы (пигменты, сплавы, керамика и т.д.) с одновременным построением изображения лишь поверхности образца (Центр Экспертизы Антикварно-Аукционного Дома «Гелос» http://www. gelos.ru/; E-mail: expert@gelos.ru).A known diagnostic method using an electron microscope, which allows to obtain information on the qualitative and quantitative composition of materials of inorganic nature (pigments, alloys, ceramics, etc.) with the simultaneous construction of an image of only the surface of the sample (Center of Examination of the Antique Auction House "Gelos" http: // www. gelos.ru/; E-mail: expert@gelos.ru).
Однако основным недостатком данного способа электронной микроскопии является невозможность идентификации без разрушения анализируемой части картины.However, the main disadvantage of this method of electron microscopy is the inability to identify without destroying the analyzed part of the picture.
Наиболее близким к предлагаемому является способ диагностики скрытых изображений художественных картин, основанный на оптическом зондировании изображения в ближней ИК спектральной области (Технология, исследование и хранение произведений станковой и настенной живописи. Под. ред. Гринберга Ю.И. Изобразительное искусство. 1987, с.89-117; Б.В.Жданов, Г.Н.Горохова, М.Г.Кононович (ВХНРЦ им. И.Э.Грабаря), Л.А.Пирогова (см. Представительство фирмы “Перкин-Эльмер” в Москве). Исследование состава микропроб грунтов картин некоторых русских художников XVIII-XIX веков с использованием метода ИК-спектроскопии. Симпозиум “Экспертиза и атрибуция произведений изобразительного и декоративно-прикладного искусства”, М., 2006.Closest to the proposed is a method for the diagnosis of latent images of art paintings, based on optical sensing of the image in the near IR spectral region (Technology, research and storage of easel and wall painting. Edited by Yu. I. Greenberg. Fine Art. 1987, p. 89-117; B.V. Zhdanov, G.N. Gorokhova, M.G. Kononovich (VHNRTS im. I.E. Grabar), L.A. Pirogov (see. Representative office of the company “Perkin-Elmer” in Moscow) A study of the composition of soil micro samples of paintings by some Russian artists of the XVIII- XIX century using the method of IR spectroscopy. Symposium "Examination and attribution of works of fine and decorative art", M., 2006.
Метод ИК-рефлектографии позволяет выявлять скрытые подписи и изображения, предварительный рисунок. Использование, например, ИК-камеры “Hamamatsu” позволяет обнаруживать на полотне скрытые подписи и изображения (ИК-рефлектография. http://www.gelos.ru/).IR reflectography method allows to reveal hidden signatures and images, preliminary drawing. Using, for example, the Hamamatsu IR camera, it is possible to detect hidden signatures and images on the canvas (IR reflectography. Http://www.gelos.ru/).
Однако использование ИК-спектрометров не позволяет анализировать цветное слоистое (объемное) изображение художественных картин.However, the use of IR spectrometers does not allow analyzing the color layered (volumetric) image of art paintings.
Задачей настоящего изобретения является повышение однозначной идентификации художественных картин на основе бесконтактного определения трехмерной цветной структуры художественных картин при измерении спектральных коэффициентов отражения не только внешних поверхностных слоев красок, но и внутренних.The objective of the present invention is to increase the unambiguous identification of art paintings based on the non-contact determination of the three-dimensional color structure of art paintings when measuring spectral reflection coefficients of not only the outer surface layers of paints, but also internal ones.
Технический результат заключается в цифровой оптической диагностике не только поверхностных слоев красок, но и внутренних слоев красок до глубины в 1-2 миллиметра с анализируемой толщиной одного слоя, определяемого длиной когерентности зондирующего оптического излучения, которая может составлять величину порядка от десятка до несколько микрон. Данный способ позволяет неразрушающим образом оценить внутренние слои красок и выявить скрытые объемные изображения.The technical result consists in digital optical diagnostics of not only the surface layers of the ink, but also the inner layers of the ink to a depth of 1-2 millimeters with the analyzed thickness of one layer, determined by the coherence length of the probe optical radiation, which can be on the order of tens to several microns. This method allows to non-destructively evaluate the inner layers of paints and reveal hidden volumetric images.
Поставленная задача решается тем, что в способе диагностики скрытых изображений в художественных картинах, включающем зондирование оптическим излучением поверхности художественных, спектральное измерение интенсивности отраженного назад оптического излучения, согласно решению зондирование производят с помощью пространственно-когерентного широкополосного оптического излучения видимого диапазона с шириной спектра Δλ (400-750 нм), при этом зондирование осуществляют путем деления излучения на два пучка - измерительного и опорного, фокусируют измерительный пучок на поверхность анализируемой художественной картины, а отраженное назад от картины излучение смешивают с отраженным назад от широкополосного зеркала излучением опорного пучка и помощью дисперсионного элемента и фотодетектора измеряют спектральную зависимость интенсивности отраженного от художественной картины оптического излучения с заданной глубины из фиксированного объема, определяемого произведением длины продольной когерентности излучателя ΔLc на размер фокального пятна измерительного оптического пучка D, устанавливают режим послойного сканирования измерительного пучка по двум поперечным координатам (х, у) для каждой фиксированной настройки оптической длины (z) в опорном пучке, дискретно перестраивают оптическую длину в опорном плече на минимальную величину Δz, определяемую длиной продольной когерентности излучателя ΔLc, производят сравнение измеренной спектральной интенсивности излучения, отраженной от внешней двумерной поверхности картины, со спектральной интенсивностью излучения, отраженного от анализируемых внутренних слоев в каждой поперечной координате в пределах фокального пятна, по которому судят о наличии скрытого изображения.The problem is solved in that in a method for diagnosing latent images in art paintings, including sensing optical surfaces with optical radiation, spectral measurement of the intensity of optical radiation reflected back, according to the solution, sounding is performed using spatially coherent broadband optical radiation of the visible range with a spectral width Δλ (400 -750 nm), while sounding is carried out by dividing the radiation into two beams - measuring and reference, focus They direct the measuring beam onto the surface of the analyzed artistic painting, and the radiation reflected back from the painting is mixed with the radiation of the reference beam reflected back from the broadband mirror, and the spectral dependence of the intensity of the optical radiation reflected from the art picture from a given depth from a fixed volume determined by the product is measured using a dispersion element and a photodetector. the length of the longitudinal coherence of the emitter ΔL c by the size of the focal spot of the measuring optical beam D, set the mode of layer-by-layer scanning of the measuring beam along two transverse coordinates (x, y) for each fixed setting of the optical length (z) in the reference beam, discretely adjust the optical length in the reference arm by the minimum value Δz, determined by the length of the longitudinal coherence of the emitter ΔL c compare the measured spectral intensity of the radiation reflected from the external two-dimensional surface of the picture with the spectral intensity of the radiation reflected from the analyzed internal Oev in each transverse coordinate within the focal spot on which the judge about the presence of the latent image.
В качестве оптического излучения используют широкополосное пространственно-когерентное излучение видимого диапазона с максимумом длины волны в трех спектральных диапазонах, соответствующих синему (440-500 нм), зеленому (500-550 нм) и красному (600-750 нм) свету, а измерение интенсивности отраженных интерферирующих оптических полей опорного пучка и зондирующего производят при последовательном включении каждого из трех диапазонов длин волн для фиксированной глубины зондирования, либо производят объемное 3-мерное зондирование картины на отдельных длинах волн.The optical radiation is broadband spatially coherent visible radiation with a maximum wavelength in three spectral ranges corresponding to blue (440-500 nm), green (500-550 nm) and red (600-750 nm) light, and the intensity measurement The reflected interfering optical fields of the reference beam and the probe are produced by sequentially turning on each of the three wavelength ranges for a fixed sounding depth, or volumetric 3-dimensional sounding of the picture is performed separately x wavelengths.
В качестве зондирующего оптического излучения используют пространственно-когерентное широкополосное излучение ближнего инфракрасного диапазона (1200-1500 нм), измерение интенсивности отраженных интерферирующих оптических полей опорного пучка и зондирующего производят для каждой фиксированной глубины зондирования, а для определения цветов в видимой области спектра необходимо предварительное измерение спектральных коэффициентов отражения для типичных красной, зеленой и синей красок в видимой области спектра и в ближней ИК в диапазоне длин волн (400-1500 нм).As probing optical radiation, spatially coherent broadband radiation of the near infrared range (1200-1500 nm) is used, the intensity of the reflected interfering optical fields of the reference beam and the probe is measured for each fixed sounding depth, and preliminary spectral measurements are necessary to determine the colors in the visible spectrum reflection coefficients for typical red, green and blue colors in the visible region of the spectrum and in the near IR in the range wavelengths (400-1500 nm).
Изобретение поясняется чертежами: на фиг.1 представлена блок-схема устройства для измерения скрытых объемных изображений в слоях краски художественных картин, где:The invention is illustrated by drawings: in Fig.1 shows a block diagram of a device for measuring hidden volumetric images in the paint layers of art paintings, where:
1 - суперлюминесцентный диод (SLD) со спектральной полосой в красной области (600-750) нм;1 - superluminescent diode (SLD) with a spectral band in the red region (600-750) nm;
2 - суперлюминесцентный диод (SLD) со спектральной полосой в зеленой области (500-550) нм;2 - superluminescent diode (SLD) with a spectral band in the green region (500-550) nm;
3 - суперлюминесцентный диод (SLD) со спектральной полосой в синей области (450-500) нм;3 - superluminescent diode (SLD) with a spectral band in the blue region (450-500) nm;
4, 5, 6 - оптическая система ввода красно-зелено-синего излучения SLD в одномодовый волоконно-оптический X разветвитель с помощью микролинз и трех одномодовых волокон;4, 5, 6 - optical system for inputting red-green-blue radiation SLD into a single-mode fiber optic X splitter using microlenses and three single-mode fibers;
7, 8, 14, 15 - одномодовый волоконно-оптический X разветвитель с входным 7, измерительным 8, смесительным 14 и опорным каналом 15;7, 8, 14, 15 - single-mode fiber optic X splitter with input 7, measuring 8, mixing 14 and reference channel 15;
9 - X-Y сканер поперечного смещения измерительного оптического пучка;9 - X-Y scanner lateral displacement of the measuring optical beam;
10 - длиннофокусная оптическая система;10 - telephoto optical system;
11, 12, 13 - диагностируемая картина или тестовый объект с различной комбинацией последовательно нанесенных слоев масляной или акварельной красок (красной, зеленой и синей);11, 12, 13 — diagnosed picture or test object with a different combination of successively applied layers of oil or watercolor paints (red, green and blue);
16 - оптический дифракционный элемент типа дифракционной решетки;16 - optical diffraction element of the type of diffraction grating;
17 - ПЗС фотоприемная матрица или линейка с электронным усилителем и аналого-цифровым преобразователем;17 - CCD photodetector array or line with an electronic amplifier and analog-to-digital Converter;
18 - оптико-механическая система продольного (z) сканирования оптической длины в опорном канале;18 - optical-mechanical system of longitudinal (z) scanning of optical length in the reference channel;
19 - персональный компьютер.19 - a personal computer.
На фиг.2 представлена типичная спектральная зависимость коэффициента отражения (в процентах) от длины волны в видимом диапазоне (400-800 нм) при зондировании тестовых мазков масляных красок и темпера ПВА красного, зеленого и синего цвета, где:Figure 2 presents a typical spectral dependence of the reflection coefficient (in percent) on the wavelength in the visible range (400-800 nm) when probing test smears of oil paints and tempera PVA of red, green and blue, where:
20 - один слой зеленой масляной краски (окись хрома);20 - one layer of green oil paint (chromium oxide);
21 - один слой зеленой темпера ПВА краски (окись хрома);21 - one layer of green tempera PVA paint (chromium oxide);
22 - один слой красной темпера ПВА краски (кадмий светлый);22 - one layer of red tempera PVA paint (light cadmium);
23 - один слой красной масляной краски (кадмий темный);23 - one layer of red oil paint (dark cadmium);
24 - один слой синей масляной краски (церулиум);24 - one layer of blue oil paint (cerulium);
25 - один слой синей темпера ПВА краски (ультрамарин).25 - one layer of blue tempera PVA paint (ultramarine).
На фиг.3 представлена спектральная зависимость коэффициента отражения от длины волны для трехслойных структур, содержащих последовательно нанесенные слои масляной краски: синей, зеленой и красной при различной их комбинации; где:Figure 3 shows the spectral dependence of the reflection coefficient on the wavelength for three-layer structures containing successively applied layers of oil paint: blue, green and red with different combinations thereof; Where:
26 - три слоя масляной краски: верхний - красный, средний - зеленый, нижний - синий;26 - three layers of oil paint: the top is red, the middle is green, the bottom is blue;
27 - три слоя масляной краски: верхний - красный, средний - синий, нижний - зеленый;27 - three layers of oil paint: the top is red, the middle is blue, the bottom is green;
28 - три слоя масляной краски: верхний - зеленый, средний - красный, нижний - синий;28 - three layers of oil paint: top - green, middle - red, bottom - blue;
29 - три слоя масляной краски: верхний - зеленый, средний - синий, нижний - красный;29 - three layers of oil paint: the top is green, the middle is blue, the bottom is red;
30 - три слоя масляной краски: верхний - синий, средний - зеленый, нижний - красный;30 - three layers of oil paint: the top is blue, the middle is green, the bottom is red;
31 - три слоя масляной краски: верхний - синий, средний - красный, нижний - зеленый.31 - three layers of oil paint: the top is blue, the middle is red, the bottom is green.
На фиг.4 представлена типичная спектральная зависимость коэффициента отражения от длины волны от тестовых одно и трехслойных мазков масляных красок синего, зеленого и красного цвета в ультрафиолетовом (200-400 нм), видимом (400-750 нм) и ближнем инфракрасном диапазоне (750-1500 нм).Figure 4 presents a typical spectral dependence of the reflection coefficient on the wavelength of the test one and three-layer smears of oil paints of blue, green and red in ultraviolet (200-400 nm), visible (400-750 nm) and near infrared (750- 1500 nm).
На фиг.5, 6, 7 представлен измеренный с помощью низкокогерентного оптического томографа (ОКТ) цифровой двумерный скан по глубине (1 мм) соответственно зеленой, красной и синей масляных красок при зондировании на длине волны в ближнем ИК (максимум длины волны соответствует 810 нм, ширина анализируемого слоя краски по глубине ΔLc=10 микрон, размер пикселя по горизонтами D=20 микрон). При этом псевдоцвета на фиг.5, 6, 7 отражают логарифмический коэффициент отражения в дБ (белый - 1 дБ, красный - 10 дБ, зеленый - 20 дБ, синий - 30 дБ, черный - 40 дБ; для черно-белого изображения диапазон серого, пропорциональный логарифмическому коэффициенту отражения, составляет диапазон в 40 дБ).Figures 5, 6, 7 show a digital two-dimensional scan measured using a low-coherence optical tomography (OCT) in depth (1 mm), respectively, of green, red and blue oil paints when sensing at a wavelength in the near infrared (maximum wavelength corresponds to 810 nm , the width of the analyzed paint layer in depth ΔL c = 10 microns, the horizontal pixel size D = 20 microns). In this case, the pseudo colors in Figs. 5, 6, 7 reflect the logarithmic reflection coefficient in dB (white - 1 dB, red - 10 dB, green - 20 dB, blue - 30 dB, black - 40 dB; for black-and-white images, the gray range proportional to the logarithmic reflection coefficient is a range of 40 dB).
На фиг.8, 9 представлено цифровое двумерное изображение скана по глубине трехслойной структуры с верхним отражающим слоем из красной масляной краски и последующих слоев зелено-синего и синего и зеленого соответственно, измеренное с помощью низкокогерентного оптического томографа.On Fig, 9 presents a digital two-dimensional image of the scan along the depth of a three-layer structure with an upper reflective layer of red oil paint and subsequent layers of green-blue and blue and green, respectively, measured using a low-coherence optical tomograph.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
В соответствие с фиг.1 пространственно-когерентное оптическое излучение суперлюминесцентных диодов (SLD) 1, 2, 3 с широкополосным спектром в синей, зеленой и красной областях с помощью оптической системы 4, 5, 6, состоящей из микролинз и трех одномодовых световодов, вводится во входной канал 7 одномодового волоконно-оптического X разветвителя, в котором после оптического деления часть излучения направляется в измерительный канал 8, где с помощью длиннофокусной оптической системы 10 зондирующее излучение фокусируется на поверхность диагностируемой картины с диаметром фокального пятна D, a X-Y сканер 9 поперечного смещения измерительного оптического пучка позволяет осуществлять сканирование измерительного пучка по поперечным координатам X и Y с помощью управляющего сигнала с персонального компьютера 19. Оптическое излучение последовательно включенных суперлюминесцентных диодов (SLD), обратноотраженное из анализируемой глубины мазков краски зондируемой картины в пределах фиксированного объема когерентности, смешивается с обратноотраженным оптическим излучением опорного канала 15, состоящего из оптико-механической системы продольного сканирования оптической длины 18, перестраивающей продольную координату Z с помощью подачи управляющего сигнала с персонального компьютера 19. Отраженные оптические поля измерительного и опорного каналов интерферируют в смесительном канале 14 и с помощью дифракционного элемента типа дифракционной решетки 16 детектируются с помощью ПЗС фотоприемной матрицы или линейки с электронным усилителем и аналого-цифровым преобразователем 17, что позволяет измерить спектр отраженного оптического излучения из заданной глубины в пределах фиксированного объема краски исследуемой картины. При сканировании длины в опорном канале 18 для каждой поперечной настройки оптического пучка в измерительном канале измеряется интенсивность отраженного света только из объема когерентности ΔVc, определяемого поперечным размером фокального пятна D и продольной длиной когерентности ΔLc излучателя. Длина продольной когерентности ΔLc оптического излучателя определяется спектральной шириной зондирующего излучения Δλ, в частности шириной спектра суперлюминесцентного диода (1, 2, 3), имеет видIn accordance with figure 1, spatially coherent optical radiation of superluminescent diodes (SLD) 1, 2, 3 with a broadband spectrum in the blue, green and red regions using the optical system 4, 5, 6, consisting of microlenses and three single-mode optical fibers, is introduced into the input channel 7 of a single-mode fiber-optic X splitter, in which, after optical division, a part of the radiation is directed to the measuring channel 8, where using the long-focus
где λ - длина волны центра линии излучения.where λ is the wavelength of the center of the emission line.
Минимальный объем когерентности ΔV и соответственно максимальная трехмерная разрешающая способность метода ограничиваются длиной когерентности зондирующего излучения. Если использовать пространственно-когерентное излучение с шириной видимого спектра, то в соответствии с соотношением (1) величина ΔLc составит значение порядка микрона при размере фокального пятна длиннофокусной оптической системы с диаметром, составляющем 10-20 микрон. При последовательном зондировании излучением суперлюминесцентного диода (SLD) со спектральной полосой красной, зеленой или синей области видимого спектра длина когерентности составит 2-3 микрона.The minimum coherence volume ΔV and, accordingly, the maximum three-dimensional resolution of the method are limited by the coherence length of the probe radiation. If we use spatially coherent radiation with a width of the visible spectrum, then in accordance with relation (1), ΔL c will be a value of the order of a micron for the size of the focal spot of a long-focus optical system with a diameter of 10-20 microns. When sequentially probing the radiation of a superluminescent diode (SLD) with a spectral band of the red, green or blue region of the visible spectrum, the coherence length will be 2-3 microns.
Режим объемного сканирования можно осуществлять отдельно для красного суперлюминесцентного диода (SLD), потом зеленого и синего и получить трехмерную картину отражения для трех спектральных областей, а далее, используя стандартные алгоритмы восстановления цвета типа RGB, получить трехмерные цветные структуры анализируемой картины (см. Панов Е.А. Познание цвета: Равнозначность цвета в цифровых системах. 2009. 240 с.). При зондировании пространственно-когерентным широкополосным оптическим излучением с помощью предлагаемого метода измеряется в каждой пространственной точке спектр отражения во всей видимой области, что позволяет определять соответствующий цвет. Поиск цветных скрытых изображений заключается в дискретном (в пределах размера фокального пятна D) по поперечным координатам сравнении спектральной интенсивности излучения отраженной от внешней двумерной поверхности картины с отражением от анализируемых внутренних слоев.The volumetric scanning mode can be performed separately for the red superluminescent diode (SLD), then green and blue and get a three-dimensional reflection pattern for three spectral regions, and then, using standard RGB color recovery algorithms, get three-dimensional color structures of the analyzed picture (see Panov E .A. Cognition of color: Equivalence of color in digital systems. 2009.240 p.). When probing with spatially coherent broadband optical radiation using the proposed method, the reflection spectrum is measured at each spatial point in the entire visible region, which makes it possible to determine the corresponding color. The search for color latent images consists in discrete (within the size of the focal spot D) transverse coordinates comparing the spectral intensity of the radiation reflected from the external two-dimensional surface of the picture with the reflection from the analyzed inner layers.
Экспериментальные измерения зависимости спектральных коэффициентов отражения в видимой и ультрафиолетовой и инфракрасной области, представленные на фиг.2-4, показали, что традиционные оптические методы измерения спектров отражения с помощью спектрометров в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной спектральной области позволяют определять только спектральные характеристики верхнего поверхностного слоя красок на картинах и невозможность зондирования внутренних цветных слоев не только масляных красок, но и акварельных.Experimental measurements of the dependence of the spectral reflection coefficients in the visible and ultraviolet and infrared region, presented in figure 2-4, showed that traditional optical methods for measuring reflection spectra using spectrometers in the visible, ultraviolet and infrared spectral region only determine the spectral characteristics of the upper surface layer paints in paintings and the impossibility of sensing the inner color layers of not only oil paints, but also watercolors.
Проведенные нами тестовые измерения, представленные на фиг.5-7, полученные при зондировании пространственно-когерентным излучением суперлюминисцентного диода с длиной волны 810 нм, диаметром фокального пятна, составляющем 20 микрон, и длиной продольной когерентности, равной ΔLc=10 микрон, показали, что возможно получать двумерные срезы по глубине при толщине масляной краски толщиной до миллиметра. Измерения трехслойных структур при зондировании пространственно-когерентным широкополосным излучением в ближнем ИК в области 810 нм, представленные на фиг.8-9, показали чувствительность к внутренним слоям, только для идентификации цветов в видимой области с помощью низкокогерентного томографа необходимо проводить при зондировании в ближней ИК-области в спектральном диапазоне 1200-1500 нм.Our test measurements, presented in FIGS. 5-7, obtained by probing with a spatially coherent radiation of a superluminescent diode with a wavelength of 810 nm, a focal spot diameter of 20 microns and a longitudinal coherence length of ΔL c = 10 microns, showed that it is possible to obtain two-dimensional depth slices with a thickness of oil paint up to a millimeter thick. Measurements of three-layer structures when probing with spatially coherent broadband radiation in the near IR in the region of 810 nm, shown in Figs. 8-9, showed sensitivity to the inner layers, only for identification of colors in the visible region using a low coherence tomograph it is necessary to carry out when sensing in the near IR -regions in the spectral range of 1200-1500 nm.
Уровень зондирующей мощности LSD не превышал сотни мкВт. Такой уровень мощности используется при зондировании сетчатки глаза человека, поэтому для диагностики художественных картин такой уровень оптического излучения является не повреждающим. При этом уровень зондирующей мощности на 1-2 порядка меньше величины интенсивности солнечного излучения.The level of probing power LSD did not exceed hundreds of microwatts. This power level is used when probing the retina of the human eye, therefore, for the diagnosis of art paintings, this level of optical radiation is not harmful. In this case, the level of probe power is 1-2 orders of magnitude lower than the value of the intensity of solar radiation.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009120969/28A RU2403559C1 (en) | 2009-06-02 | 2009-06-02 | Diagnostic method of internal images in art pictures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009120969/28A RU2403559C1 (en) | 2009-06-02 | 2009-06-02 | Diagnostic method of internal images in art pictures |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2403559C1 true RU2403559C1 (en) | 2010-11-10 |
Family
ID=44026148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009120969/28A RU2403559C1 (en) | 2009-06-02 | 2009-06-02 | Diagnostic method of internal images in art pictures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2403559C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014038975A1 (en) * | 2012-09-07 | 2014-03-13 | Khachyatryan Armine Khachikovna | Method for the indirect and non-invasive examination of an artistic canvas and method for determining the authenticity and/or authorship of an artistic canvas |
| WO2014104923A1 (en) | 2012-12-26 | 2014-07-03 | Khachyatryan Armine Khachikovna | Method for contactless non-destructive analysis of art canvases and other works of art by means of digital copies thereof |
| RU2533319C2 (en) * | 2012-09-17 | 2014-11-20 | Наталья Кирилловна Кастальская-Бороздина | Method of analysing and identifying cultural art paintings |
| RU2534899C2 (en) * | 2012-05-02 | 2014-12-10 | Армине Хачиковна Хачатрян | Method of analysing painting canvas and other works of art to determine authorship and/or for counterfeit protection thereof |
| RU221740U1 (en) * | 2023-10-05 | 2023-11-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" | Device for scanning works of art |
-
2009
- 2009-06-02 RU RU2009120969/28A patent/RU2403559C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Технология, исследование и хранение произведений станковой и настенной живописи. / Под ред. Гринберга Ю.И. - М.: Изобразительное искусство, 1987, с.89-117, http://www.gelos.ru/activities/chemistry.shtml,. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2534899C2 (en) * | 2012-05-02 | 2014-12-10 | Армине Хачиковна Хачатрян | Method of analysing painting canvas and other works of art to determine authorship and/or for counterfeit protection thereof |
| WO2014038975A1 (en) * | 2012-09-07 | 2014-03-13 | Khachyatryan Armine Khachikovna | Method for the indirect and non-invasive examination of an artistic canvas and method for determining the authenticity and/or authorship of an artistic canvas |
| RU2533053C2 (en) * | 2012-09-07 | 2014-11-20 | Армине Хачиковна Хачатрян | Method for mediated non-destructive analysis of painting canvas, monument or other works of art to detect hidden individual peculiarities thereof (versions), method of authenticating and/or determining authorship of painting canvas, monument or other works of art |
| RU2533319C2 (en) * | 2012-09-17 | 2014-11-20 | Наталья Кирилловна Кастальская-Бороздина | Method of analysing and identifying cultural art paintings |
| WO2014104923A1 (en) | 2012-12-26 | 2014-07-03 | Khachyatryan Armine Khachikovna | Method for contactless non-destructive analysis of art canvases and other works of art by means of digital copies thereof |
| RU221740U1 (en) * | 2023-10-05 | 2023-11-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" | Device for scanning works of art |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Targowski et al. | The application of optical coherence tomography to non-destructive examination of museum objects | |
| Picollo et al. | Obtaining noninvasive stratigraphic details of panel paintings using terahertz time domain spectroscopy imaging system | |
| CN103959040B (en) | Optical coherence tomography system is attached on smart mobile phone | |
| Targowski et al. | Optical coherence tomography for artwork diagnostics | |
| Laureti et al. | Development of integrated innovative techniques for paintings examination: The case studies of The Resurrection of Christ attributed to Andrea Mantegna and the Crucifixion of Viterbo attributed to Michelangelo's workshop | |
| Adler et al. | Comparison of three-dimensional optical coherence tomography and high resolution photography for art conservation studies | |
| Kaszewska et al. | Depth-resolved multilayer pigment identification in paintings: combined use of laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) and optical coherence tomography (OCT) | |
| Daffara et al. | Thermal quasi-reflectography: a new imaging tool in art conservation | |
| Botteon et al. | Discovering hidden painted images: subsurface imaging using microscale spatially offset Raman spectroscopy | |
| Liang et al. | Optical coherence tomography for art conservation and archaeology | |
| Dandolo et al. | Toward a multimodal fusion of layered cultural object images: complementarity of optical coherence tomography and terahertz time-domain imaging in the heritage field | |
| Zhang et al. | Non-destructive analysis of flake properties in automotive paints with full-field optical coherence tomography and 3D segmentation | |
| RU2403559C1 (en) | Diagnostic method of internal images in art pictures | |
| Muldoon et al. | Analysis of skin lesions using laminar optical tomography | |
| Fitzgerald et al. | Co-registered combined OCT and THz imaging to extract depth and refractive index of a tissue-equivalent test object | |
| Targowski et al. | OCT for examination of cultural heritage objects | |
| Tsugita et al. | Optical coherence tomography using images of hair structure and dyes penetrating into the hair | |
| Tong et al. | Spectral-domain optical coherence tomography for the non-invasive investigation of the pigment layers of Tang Dynasty tomb murals exhibited in museums | |
| KR101759247B1 (en) | System and Method for testing authenticity of paintings using optical characteristics analysis | |
| Fantoni et al. | Laser scanners for remote diagnostic and virtual fruition of cultural heritage | |
| Zaki et al. | High-definition optical coherence tomography imaging for noninvasive examination of heritage works | |
| US20180172425A1 (en) | High definition optical coherence tomography imaging for non-invasive examination of heritage works | |
| Szkulmowska et al. | Applicability of optical coherence tomography at 1.55 μm to the examination of oil paintings | |
| Striova et al. | Modern acrylic paints probed by optical coherence tomography and infrared reflectography | |
| Younus et al. | A continuous millimeter-wave imaging scanner for art conservation science |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150603 |