佐治亚理工学院-洛林分校
▲ 佐治亚理工学院教授David Citrin（右）和兼职教授Alexandre Locquet站在他们研究中使用的16世纪葬礼十字架的图像前。资料来源：佐治亚理工学院-洛林
来自佐治亚理工学院和佐治亚理工学院-洛林分校的研究人员在一个多学科项目中采用太赫兹成像和信号处理技术来观察一个16世纪的铅制葬礼十字架被腐蚀的表面背后。这项工作由电子和计算机工程学院（ECE）教授David Citrin领导，汇集了图像科学家、专门研究考古物品的化学家和艺术史学家，以揭示被时间隐藏的信息：主祷文的铭文。
➤ “我们的方法使我们能够阅读隐藏在已经被腐蚀的物品之下的文字。"亚历山大-洛凯说，他是ECE的兼职教授，也是佐治亚理工学院-法国国家科学研究中心IRL2958的研究员，这是位于法国梅兹的佐治亚理工学院-洛林校区的国际联合研究实验室。“显然，能够在不损害物体的情况下获取这种信息的方法对考古学家来说是非常有意义的。" 该研究报告于2022年3月2日发表在《科学报告》杂志上。
▲ (a)去除腐蚀前的原始十字架，(b)后处理后的最终太赫兹图像，以及(c)去除腐蚀后的十字架上的铭文对比。资料来源：佐治亚理工学院-洛林
➤ 博物馆将十字架借给了Citrin的实验室，希望该团队能够利用成像技术使不可见的东西变得可见。Citrin和他的小组专门从事非破坏性评估，并开发了一些技术，可以在不改变或破坏其原始形式的情况下对物体的隐藏层进行详细检查。他们的工作通常有工业应用，如检测飞机机身的损坏，但该小组接受了检查十字架的机会 —— 这是一个进一步探索其技术在考古方面应用的机会。
➤ 该小组使用一个商业太赫兹扫描仪来检查十字架上每500微米（大约每半毫米）的物体。首先，扫描仪在十字架的每个部分发送太赫兹电磁辐射的短脉冲 —— 一种以微小波长传播的光的形式。一些波从腐蚀层反射回来，而另一些波则穿透了腐蚀层，从铅十字的实际表面反射出来，这产生了同一个原始脉冲的两个不同的回声。
➤ 接下来，研究小组使用一种算法，将两个回波之间的时间延迟处理成具有两个峰值的信号。这一数据显示了每个扫描点的腐蚀有多厚；然后收集从底层金属反射的光束的测量值，形成腐蚀下面的铅表面的图像，剩下的是一个包含文字的令人惊讶的可读图像。利用这些处理过的图像，Vacheret能够识别多个拉丁语单词和短语。他确定它们都是Pater Noster的一部分，通常被称为主祷文。
➤ 该小组还与一位文物保护专家合作，用化学方法逆转了十字架上的腐蚀，确认了Pater Noster的铭文。将他们的图像与干净的十字架相比较，该小组发现他们的图像显示了在原始十字架上无法观察到的铭文部分。通过发现以前没有记载的铭文的其他方面，研究人员的工作能够提供对十字架的更深入的理解，并进一步了解法国洛林地区16世纪的基督教。
▲ 图3 东亚壁画成像（a）；多层纸莎文稿成像（b）以及隐藏在戈雅油画下的签名（c）资料来源：网络
➤ 法国巴黎综合理工学院的Labaune、日本NICT Fukunaga、俄罗斯Skryl利用太赫兹成像技术对多层纸莎文稿、东亚历史壁画、14世纪镀金肖像画、17世纪油画、 俄罗斯19世纪画像等历史艺术品进行了成像探测和分析。西班牙巴塞罗那大学的Seco-Martorell等人利用太赫兹时域光谱系统对著名西班牙画家戈雅的油画进行成像分析，能够探测到由画笔力度、颜料密度以及画布结构等因素引起的纹理特征，发现隐藏在油画中的签名。
➤ 太赫兹成像技术在文化遗产探究与保护领域的应用，为THz成像分析开辟了新的视角，并可能为数字采集和记录，以及字符识别、提取和分类等领域产生巨大的推动作用。
▲ 麻省理工大学研究人员通过太赫兹成像技术“透视”书籍内容
▲ 青源峰达自主研发的QT-TO1000太赫兹三维层析成像系统
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