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在眾多實際場景中，無論是刑事案件里文件被蓄意篡改，還是歷史檔案中關鍵信息遭涂抹，亦或是文物上珍貴的字跡被覆蓋，還原被涂抹的字跡都有著舉足輕重的意義。高光譜相機技術的問世，為攻克這一難題帶來了全新的解決方案。它能夠借助對不同光譜特征的剖析，穿透涂抹層獲取底層字跡的信息，在字跡還原領域實現了創新性突破。
高光譜相機能夠在從可見光到近紅外的多個光譜波段對目標物體進行成像，進而獲取目標物體的光譜反射率或輻射率數據。其工作原理建立在不同物質對不同波長光的吸收、反射和透射特性存在差異的基礎之上。當光線照射到涂抹有字跡的紙張或物體表面時，涂抹層和底層字跡由于化學成分和物理結構各不相同，在各個光譜波段會呈現出不一樣的光譜響應。高光譜相機通過將目標場景分解為眾多窄光譜波段的圖像序列，能夠捕捉到這些細微的光譜差異，從而提取出與底層字跡相關的光譜信息，為后續的字跡還原工作奠定數據基礎。
一、高光譜相機用于還原涂抹字跡的顯著優勢
（一）非接觸式檢測
高光譜相機在檢測過程中無需與被檢測物體直接接觸，這就避免了傳統接觸式檢測方法可能對珍貴文物、檔案紙張等造成的物理損傷，最大程度地保護了原始材料的完整性。對于那些具有極高歷史文化價值的古籍、珍稀文物，這種非接觸式檢測方式無疑是至關重要的，能夠防止在檢測過程中因操作不當而引發的損壞，確保文物和檔案的安全。
（二）無損檢測
基于光譜特性的檢測原理，使得高光譜相機不會像化學試劑處理那樣改變被檢測物體的化學組成或物理性質，實現了真正意義上的無損檢測。這對于那些具有重要法律證據價值的文件，以及歷經歲月滄桑、脆弱易損的文物而言，尤為關鍵。例如在司法案件中，相關文件作為重要證據，必須保證其原始狀態不受任何破壞，高光譜相機的無損檢測特性就能滿足這一需求，在不影響文件證據效力的前提下，還原被涂抹的字跡，為案件偵破提供有力支持。
（三）高光譜相機檢測的高準確性和可靠性
高光譜相機能夠獲取豐富的光譜信息，精確區分涂抹層與底層字跡在不同光譜波段的細微差異，從而極大地提高了字跡還原的準確性和可靠性。即便是被復雜涂抹，或者經過長時間老化、褪色的字跡，通過高光譜分析，也有較大的機會得以還原。在對一些年代久遠的歷史檔案進行處理時，檔案紙張可能已經泛黃、變脆，字跡也因時間和環境因素變得模糊不清，甚至被后人無意或有意地涂抹。高光譜相機憑借其強大的光譜分析能力，能夠從這些復雜的背景中精準識別出原始字跡的光譜特征，實現字跡的還原，讓珍貴的歷史信息重見天日。
（四）檢測效率高
高光譜相機可以在較短時間內對較大面積的目標進行成像和光譜數據采集，大大提高了檢測效率。這種高效性使其適用于大規模的檔案整理、文物普查等工作場景。在對一個大型圖書館的歷史檔案進行整理時，可能涉及數萬甚至數十萬份文件，傳統的檢測方法效率低下且難以保證準確性。而高光譜相機能夠快速對這些檔案進行掃描檢測，短時間內獲取大量數據，并通過數據分析迅速定位被涂抹字跡的位置，為后續的還原工作提供便利，大大加快了檔案整理的進程。
本實驗采用彩譜高光譜相機FS-13搭配測試臺架，對被涂抹的文字進行修復
1號紅色蠟筆涂抹紅色圓珠筆字跡
2號圓珠筆涂抹字跡后用紅色蠟筆覆蓋
設備名稱 | 型號 | 配置明細 | 備注 |
彩譜高光譜相機 | FS-13 | 光譜范圍：400-1000nm； 光譜分辨率：1200nm | |
測試臺架 | FS-826 | 測量平臺10*15cm |
1號樣品在RGB通道為625nm左右可顯現原文字：以后沒有故事
2號樣品在RGB通道為746nm左右顯現原文字最為清晰
3.實驗結果
通過彩譜高光譜相機拍攝數據，對RGB通道進行修改，可以對被涂抹的文件進行修復。
目前，涂抹掩蓋字跡的顯現方法主要有化學顯現法和光學顯現法（紅外拍攝法、反射光譜分析法）。化學顯現法需要使用化學試劑與字跡或涂抹物發生化學反應，從而使字跡顯現。但這種方法存在明顯的弊端，它可能會對文件或文物造成不可逆的化學損傷，改變其原本的性質，而且對于一些已經脆弱不堪的紙張或文物，使用化學試劑可能會導致其進一步損壞。
光學顯現法中的紅外拍攝法，是利用不同物質對紅外線的吸收和反射特性差異來顯現字跡。然而，對于大部分涂抹掩蓋筆跡，紅外光線往往并未完全穿透涂抹掩蓋筆跡，因而無法清晰地顯現出掩蓋字跡。而且當原書寫字跡與涂抹掩蓋筆跡對紅外線的吸收和反射性質相近時，也難以通過紅外拍攝法區分二者，導致顯現效果不佳。
反射光譜分析法即光譜成像技術法，也就是高光譜相機所采用的技術原理。其檢驗過程屬于光學無損檢驗，對檢材沒有損傷及破壞，相比之下，用它顯現涂抹掩蓋字跡更為安全、可靠且靈敏度高。光譜成像技術能夠通過光譜成像儀記錄待檢驗物體在一定光譜范圍內密集均勻分布的多個窄波段單色光的反射光亮度分布或熒光亮度分布情況，由多個不同波段下的單色光影像構成光譜影像集。它記錄了被檢驗物體在多幅等間隔波長位置的窄波段單色光亮度分布影像，因此能夠獲取更豐富、詳細的光譜信息，對同種物質涂抹掩蓋的字跡具有良好的檢驗能力，可以與傳統的顯現方法形成互補。同時，作為一種光學無損檢驗方法，它有效避免了化學方法對涂抹掩蓋字跡檢材的破壞，為后續檢驗工作做好準備。
隨著科技的不斷進步，高光譜相機技術在字跡還原領域也將不斷發展和完善。未來，高光譜相機可能會朝著更高的光譜分辨率、更便攜的設備設計以及更智能化的數據處理方向發展。更高的光譜分辨率將使其能夠捕捉到更細微的光譜差異，進一步提高字跡還原的準確性和清晰度。便攜化的設備設計將方便研究人員在野外、現場等不同環境下對文物、檔案等進行檢測，擴大其應用范圍。智能化的數據處理則能夠通過人工智能算法快速對大量的光譜數據進行分析和處理，提高工作效率，同時還可能實現對字跡的自動識別和修復建議，為相關工作提供更便捷、高效的支持。
高光譜相機技術憑借其獨特的優勢，在還原被涂抹字跡方面展現出了巨大的潛力和應用價值。無論是在司法案件偵破、歷史檔案保護，還是文物研究與保護等領域，都發揮著重要作用。隨著技術的不斷發展，相信高光譜相機將在更多領域得到應用，為我們揭示更多隱藏在歷史長河中的信息，助力人類文化遺產的保護和傳承以及社會的公平正義。
