利用非接触三维显微测量技术识别文物原物特征的方法

    技术领域    

本方法是对可移动文物进行非接触测量，采集文物三维数据，实现文物三维数据信息特征备案的技术，利用痕迹检验原理进一步实现对文物是否为原物的检验鉴定技术。

    背景技术    

对文物档案的管理多为二维照相和文字记录的方式，而照片只能粗略记录文物二维表面信息，不能很好地反映文物三维特征进而支持对文物的检验鉴定和甄别。

文物检验鉴定部门、文物保管者、持有者常因此文物是否为原文物的检验识别难做判定；文物过手得人越多、时间越长，越对归还文物的真伪产生质疑；文物管理人员的更换或者文物移交都会产生很多的甄别困难。目前对文物的甄别，多为表面观察凭借经验对文物质地、色泽、包浆、风格等进行判定，只能是一种感性的认识；在不同的文物专家面前对同一件文物的识别往往也会产生很大的意见分歧，甚至判定的结果截然不同；普通文物爱好者对文物是否为原物的甄别更困难。此前，就同一文物而言，没有办法用精确的三维数据表达原文物的特征，这给文物的管理、交换、交流等带来很大的限制，情况严重时还会引起不必要的纠纷。

利用本方法对现有文物可以同时实现三维数据、二维图像和文本信息计算机综合管理，能够使博物馆、文物专家、文物收藏者、文物爱好者及文物交流者等充分认识和掌握持有文物的三维数据信息特征，防止或者杜绝文物被雁品替换，维护文物安全，保障文物价值，化解纠纷；促进文物交流、交换、出展；这一方法是对可移动文物科学的、三维的、全面的备案，应用前景和市场前景广阔。

    发明内容    

本发明技术方案为：一是应用常见的非接触三维显微测量技术采集文物表面三维数据。二是对获取的文物三维数据信息特征进行计算机处理、储存、建档、备案。三是利用计算机及其网络系统实现对文物三维数据信息特征、二维照片、文本信息的综合管理。实现技术方法分述如下：

采集文物三维数据和二维图像的装置，完全可以利用较为成熟的非接触三维测量技术加以实现，目前市场上已有可用的光栅投影三维数据采集仪和逆向工程中的三维数据采集仪，都能够满足不同文物采集三维数据和二维显微图像的需要。

文物文本信息管理、文物原物二维普通照片管理、文物二维显微照片管理、文物三维信息数据特征管理、文物信息特征的比对则可以容入到一个统一的软件管理系统来实现。

文物文本信息管理：利用现有文物管理的一般软件就可以实现，也可以利用常见的软件开发工具如C、C++等来实现。

文物原物二维普通照片管理和文物二维显微照片管理：照片管理与文物文本信息管理结合，利用常用的图片管理软件支持照片的调入、显示、放大、缩小、旋转等工具既可实现。

文物三维信息数据特征管理：软件编程则完全可以利用Matlab等先进的编程工具加以实现，这将更加简捷的得到三维数据信息特征的等高线图形、点云图，实现文物表面数据信息特征的提取固定和比对应用。

文物信息特征的比对：可以在以上程序的基础上建立文物个体信息特征数据库、实现不同文物或者同一文物特征间的计算机自动比对；也可以人工一对一的从数据库中调出比对目标，进行直接的特征比对；比对工作由具有痕迹检验鉴定资格的人员来担任。

利用本方法研发的文物管理系统可以分为三个子系统：一是文物数据特征提取与特征比对系统。主要功能是将不同文物的测量数据转变为个体数据信息特征，建立信息特征数据库，支持自动比对识别或者人工检验鉴定。数据特征主要包括：采集面特征轮廓、极值点、极值一定区域、等高线的大小、长短、宽窄、形状、位置、数量、Z值（深度值）及其它们之间的相互关系。系统通过建立特征模型的形式保存文物原有信息特征数据，作为今后对此文物进行比对识别的依据。二是文物特征记录与显示系统。主要功能是记录文物首次测量时采集文物表面数据信息特征的姿态、部位、范围、角度、数量等重要参数，作为文物今后复核测量时的参照依据，进而保持该文物先后测量区域、部位的一致性；系统提供文物的等高线图形、三维点云图、特征分部图、二维照片和相关数据清单；提供不同等高线状态时的文物特征标识图片。三是文本信息管理、用户管理、保密管理及数据备份系统。主要功能是支持及时查找各个文物的相关信息，优化用户管理效率，切实保护用户和文物持有单位、持有人针对文物特征的秘密，保障整个计算机文物管理系统的运行安全。