高光谱相机：还原涂抹字迹的新利器

在众多实际场景中，无论是刑事案件里文件被蓄意篡改，还是历史档案中关键信息遭涂抹，亦或是文物上珍贵的字迹被覆盖，还原被涂抹的字迹都有着举足轻重的意义。高光谱相机技术的问世，为攻克这一难题带来了全新的解决方案。它能够借助对不同光谱特征的剖析，穿透涂抹层获取底层字迹的信息，在字迹还原领域实现了创新性突破。

高光谱相机能够在从可见光到近红外的多个光谱波段对目标物体进行成像，进而获取目标物体的光谱反射率或辐射率数据。其工作原理建立在不同物质对不同波长光的吸收、反射和透射特性存在差异的基础之上。当光线照射到涂抹有字迹的纸张或物体表面时，涂抹层和底层字迹由于化学成分和物理结构各不相同，在各个光谱波段会呈现出不一样的光谱响应。高光谱相机通过将目标场景分解为众多窄光谱波段的图像序列，能够捕捉到这些细微的光谱差异，从而提取出与底层字迹相关的光谱信息，为后续的字迹还原工作奠定数据基础。

一、高光谱相机用于还原涂抹字迹的显著优势

（一）非接触式检测

高光谱相机在检测过程中无需与被检测物体直接接触，这就避免了传统接触式检测方法可能对珍贵文物、档案纸张等造成的物理损伤，最大程度地保护了原始材料的完整性。对于那些具有极高历史文化价值的古籍、珍稀文物，这种非接触式检测方式无疑是至关重要的，能够防止在检测过程中因操作不当而引发的损坏，确保文物和档案的安全。

（二）无损检测

基于光谱特性的检测原理，使得高光谱相机不会像化学试剂处理那样改变被检测物体的化学组成或物理性质，实现了真正意义上的无损检测。这对于那些具有重要法律证据价值的文件，以及历经岁月沧桑、脆弱易损的文物而言，尤为关键。例如在司法案件中，相关文件作为重要证据，必须保证其原始状态不受任何破坏，高光谱相机的无损检测特性就能满足这一需求，在不影响文件证据效力的前提下，还原被涂抹的字迹，为案件侦破提供有力支持。

（三）高光谱相机检测的高准确性和可靠性

高光谱相机能够获取丰富的光谱信息，精确区分涂抹层与底层字迹在不同光谱波段的细微差异，从而极大地提高了字迹还原的准确性和可靠性。即便是被复杂涂抹，或者经过长时间老化、褪色的字迹，通过高光谱分析，也有较大的机会得以还原。在对一些年代久远的历史档案进行处理时，档案纸张可能已经泛黄、变脆，字迹也因时间和环境因素变得模糊不清，甚至被后人无意或有意地涂抹。高光谱相机凭借其强大的光谱分析能力，能够从这些复杂的背景中精准识别出原始字迹的光谱特征，实现字迹的还原，让珍贵的历史信息重见天日。

（四）检测效率高

高光谱相机可以在较短时间内对较大面积的目标进行成像和光谱数据采集，大大提高了检测效率。这种高效性使其适用于大规模的档案整理、文物普查等工作场景。在对一个大型图书馆的历史档案进行整理时，可能涉及数万甚至数十万份文件，传统的检测方法效率低下且难以保证准确性。而高光谱相机能够快速对这些档案进行扫描检测，短时间内获取大量数据，并通过数据分析迅速定位被涂抹字迹的位置，为后续的还原工作提供便利，大大加快了档案整理的进程。

二、高光谱相机在实际场景中的应用案例

本实验采用彩谱高光谱相机FS-13搭配测试台架，对被涂抹的文字进行修复。

1号红色蜡笔涂抹红色圆珠笔字迹

2号圆珠笔涂抹字迹后用红色蜡笔覆盖

1. 实验测试仪器列表

2. 实验内容

1号样品在RGB通道为625nm左右可显现原文字：以后没有故事

2号样品在RGB通道为746nm左右显现原文字最为清晰

3.实验结果
通过彩谱高光谱相机拍摄数据，对RGB通道进行修改，可以对被涂抹的文件进行修复。

三、与传统字迹还原方法的对比

目前，涂抹掩盖字迹的显现方法主要有化学显现法和光学显现法（红外拍摄法、反射光谱分析法）。化学显现法需要使用化学试剂与字迹或涂抹物发生化学反应，从而使字迹显现。但这种方法存在明显的弊端，它可能会对文件或文物造成不可逆的化学损伤，改变其原本的性质，而且对于一些已经脆弱不堪的纸张或文物，使用化学试剂可能会导致其进一步损坏。

光学显现法中的红外拍摄法，是利用不同物质对红外线的吸收和反射特性差异来显现字迹。然而，对于大部分涂抹掩盖笔迹，红外光线往往并未完全穿透涂抹掩盖笔迹，因而无法清晰地显现出掩盖字迹。而且当原书写字迹与涂抹掩盖笔迹对红外线的吸收和反射性质相近时，也难以通过红外拍摄法区分二者，导致显现效果不佳。

反射光谱分析法即光谱成像技术法，也就是高光谱相机所采用的技术原理。其检验过程属于光学无损检验，对检材没有损伤及破坏，相比之下，用它显现涂抹掩盖字迹更为安全、可靠且灵敏度高。光谱成像技术能够通过光谱成像仪记录待检验物体在一定光谱范围内密集均匀分布的多个窄波段单色光的反射光亮度分布或荧光亮度分布情况，由多个不同波段下的单色光影像构成光谱影像集。它记录了被检验物体在多幅等间隔波长位置的窄波段单色光亮度分布影像，因此能够获取更丰富、详细的光谱信息，对同种物质涂抹掩盖的字迹具有良好的检验能力，可以与传统的显现方法形成互补。同时，作为一种光学无损检验方法，它有效避免了化学方法对涂抹掩盖字迹检材的破坏，为后续检验工作做好准备。

四、高光谱相机技术的发展趋势

随着科技的不断进步，高光谱相机技术在字迹还原领域也将不断发展和完善。未来，高光谱相机可能会朝着更高的光谱分辨率、更便携的设备设计以及更智能化的数据处理方向发展。更高的光谱分辨率将使其能够捕捉到更细微的光谱差异，进一步提高字迹还原的准确性和清晰度。便携化的设备设计将方便研究人员在野外、现场等不同环境下对文物、档案等进行检测，扩大其应用范围。智能化的数据处理则能够通过人工智能算法快速对大量的光谱数据进行分析和处理，提高工作效率，同时还可能实现对字迹的自动识别和修复建议，为相关工作提供更便捷、高效的支持。

高光谱相机技术凭借其独特的优势，在还原被涂抹字迹方面展现出了巨大的潜力和应用价值。无论是在司法案件侦破、历史档案保护，还是文物研究与保护等领域，都发挥着重要作用。随着技术的不断发展，相信高光谱相机将在更多领域得到应用，为我们揭示更多隐藏在历史长河中的信息，助力人类文化遗产的保护和传承以及社会的公平正义。