IMAGING MULTISPETTRALE: LE PITTURE PERDUTE DEGLI ETRUSCHI, RIPORTATE ALLA LUCE Vincenzo Palleschi Applied and Laser Spectroscopy Laboratory ICCOM-CNR, Research Area of Pisa, Via G. Moruzzi 1, 56124 Pisa, Italy
LUCE E COLORE La descrizione del meccanismo associato alla visione è stata oggetto di dibattito per diversi secoli La fisiologia dell'occhio umano consente due meccanismi di visione separati Visione scotopica Visione fotopica (in condizioni di bassa illuminazione) (visione a colori)
Visione notturna Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, il meccanismo della visione notturna (scotopica) non implica nessun ampliamento del range spettrale normalmente visibile in condizioni di alta illuminazione
OLTRE IL VISIBILE La banda di colore al di sopra dei 700/750 nm non è percepita dall occhio umano, ma può essere registrata dagli stessi sensori CCD (Charge-Coupled Devices) che si usano per acquisire immagini nel visibile 1 Relative efficiency 0.1 0.01 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 Wavelength nm
IMAGING INFRAROSSO Questa caratteristica dei sensori può essere sfruttata per acquisire immagini riflettometriche in regioni spettrali non accessibili all occhio umano, con la stessa risoluzione (lo strumento è lo stesso) dell immagine visibile In questo modo l immagine nelle bande spettrali del visibile e dell infrarosso si possono confrontare punto per punto (pixel per pixel)
IMAGING INFRAROSSO La regione dell'infrarosso che si può esplorare con un sensore CCD è limitata a lunghezze d'onda tipicamente inferiori a 1.1 mm (per contro, i sistemi di visione termografica analizzano radiazione fino a 15 volte più lunga)
IMAGING INFRAROSSO Le immagini nell infrarosso si possono acquisire con la stessa illuminazione dell ambiente utilizzata per l imaging visibile, interponendo un filtro di fronte al sensore che faccia passare soltanto la radiazione IR
IMAGING MULTISPETTRALE APPARATO STRUMENTALE Fotocamera digitale full frame CHROMA C4 modello C250 ME della DTA Scientific Instrument - 8.3 Mpixel effettivi (pixel con lato di 5.4 µm) - Full Well Capacity: 25.5 ke - - Dark Current: 3.5 e - /pixelsec - Quantum Efficency a 450,550,650 nm: 47, 57, 48 - Fill Factor: 100% - Raffreddamento a doppio stadio Peltier con ΔT=40 - Set 8 Filtri Interferenziali a banda media (50 nm) 750 nm 1050 nm
DIPENDENZA DALLA LUNGHEZZA D ONDA Supponiamo di illuminare l oggetto (in genere un dipinto) in luce bianca. La componente riflessa nell ultravioletto/blu fornisce informazioni sulla struttura della superficie, mentre quella nell infrarosso può rivelare la struttura del dipinto al di sotto dello strato pittorico
LA TOMBA DELLA SCIMMIA DATA: 480-470 a.c. PIANTA: a crociera con tre camere intorno all atrio. Situata a 8 m di profondità rispetto alla quota dell ingresso attuale. SUBSTRATO ROCCIOSO: sedimenti sabbiosi sottilmente stratificati, interessati da livelli argillosi e da livelli di ciottoli. Livellamento della parete e preparazione al colore con applicazione di un sottile livello d'argilla.
TOMBA DELLA SCIMMIA
RILIEVO 3D FOTOGRAMMETRICO
RILIEVO 3D FOTOGRAMMETRICO
RILIEVO 3D FOTOGRAMMETRICO
IMAGING MULTISPETTRALE
FIGURE ROSSE
IMAGING INFRAROSSO
ALTRA FIGURA ROSSA
IMMAGINE IR
ANDAMENTO IR 850 nm 950 nm 1050 nm
Andamento IR 1050 nm Per ottenere un aumento della leggibilità dell immagine è importante avere una buona risoluzione spettrale nell IR Immagine nella banda complessiva tra 850 e 1050 nm (simulata)
TRATTAMENTI STATISTICI R G Separazione nelle 3 componenti di colore (RGB) B
TRATTAMENTI STATISTICI R G Separazione RGB B
TRATTAMENTI STATISTICI Rotazione nello spazio delle coordinate di colore
AUMENTO DELLA LEGGIBILITA' Immagine IR 1050 Dopo il trattamento statistico
TRATTAMENTI STATISTICI Analysis of Multispectral Images in Cultural Heritage and Archaeology, J.Appl.Las.Spectrosc.1 (2014) 23 28
FIGURE DELL'ATRIO
FIGURE DELL'ATRIO In questo caso non si ha nessun miglioramento di leggibilità passando dal visibile all infrarosso
TRATTAMENTO STATISTICO B G R IR
GRAZIE!