文物微观测量系统

系统概述

文物微观测量系统采用人工智能技术实现艺术品的非接触式微观高精度三维信息采集与分析，搭建艺术品三维信息数据库，从而为艺术品溯源提供科学保障。该系统通过对光学成像过程的深度学习建模，构建基于数理模型的卷积神经网络，进行大数据学习，对艺术品的微观形貌进行高精度分析，三维建模精度达微米级，速度达到秒级，结果稳定可靠。

在文物艺术品领域，该系统是国内首个采用人工智能技术实现文物艺术品非接触式微观三维信息采集分析的系统。系统包含了三维建模、参数测量、数字身份证、文物艺术品溯源、信息管理五大功能，其技术解决了文物艺术品溯源的国际性难题，填补了我国文物艺术品基于微观形貌溯源技术的空白，提供了科学的、准确的、合法的技术和手段，使文物艺术品溯源走进“科学证据”时代，保障文物艺术品“穿越时空，传承有序”。

                  文物微观测量系统（小型三轴平台）                                    文物微观测量系统（大型三轴平台）

文物微观测量系统（六轴平台）

功能1    艺术品微观三维建模

基于智能化单目深度估计技术，获取物体表面的深度信息，实现艺术品微观结构的三维重建。

玻璃制品表面三维建模结果

功能2    艺术品的参数测量

基于三维信息，对艺术品的粗糙度、二维尺寸（两条线之间的夹角、拟合圆的半径、两点之间的距离、点到直线的距离、三点间的距离夹角）等参数测量。

粗糙度测量结果

二维尺寸测量

功能3    数字身份证生成

对艺术品微观信息进行数字化，包含全局颜色信息、特征点位信息、三维结构信息等，进行数字身份证编码。

艺术品数字身份证二维码

功能4    艺术品溯源

基于三维点云匹配算法，对艺术品特征点位的二次扫描、配准、比对，结果一致可认为“此物是此物”。

相同硬币特征点位数据比对

功能5    艺术品数字信息管理

对扫描建模后的艺术品建立艺术品数字档案数据库，可通过艺术品数字身份证编码进行精确查询、统计等。

艺术品数字信息系统

特点1    非接触式三维测量技术

同时获取艺术品的颜色信息与深度信息；

特点2    微米级高精度

采用光的波长作为测量尺度，深度方向最高重复检测精度可达66nm，可与国际先进水平相媲美；

特点3    一键快速采集分析

系统具备良好的人机操作界面，界面使用方便，易学易用；

特点4    通用性强

采用自主研发的AI智能算法，解决了不同材质的高精度三维建模难点，特别是至今为止国际上三维建模的难点如反光材质（金属）、黑色材质（字画墨迹）和透明材质（珠宝）的高精度三维建模；

特点5    适配性强

系统配置了三轴、六轴等多类型硬件平台，可适配不同大小尺寸的艺术品；

特点6    技术先进

采用开放式的AI模型，可在云端布署或边缘侧布署，还能够不断积累新的数据满足新的需求，保障系统的先进性；

特点7    安全可靠

系统采用可靠的网络、软件和硬件环境设计，保证了数据采集、信息服务等过程中的可靠性，确保信息安全和保密；

特点8    定制化服务

光源、光路、机械结构及自动化均为自主研发，可提供软硬件定制化服务，完成对艺术品的建模、测量、检测、数据比对等系列功能。

案例分析

系统适用的艺术品品类如下表：

钱币（纸币）

                            纸币局部重建结果                                                         纸币深度信息

                             硬币局部重建结果                                                        硬币深度信息

陶瓷艺术品

                                 陶瓷                                                                    陶瓷深度横截面数据

珠宝玉石类艺术品

                                玻璃制品                                                                玻璃制品三维建模信息

                          玻璃制品深度横截面数据                                                       玉石深度信息